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(共50张PPT)
第一章　地球的运动
第二节　地球运动的地理意义
第4课时　正午太阳高度的变化
【学习目标】　1.结合材料，综合分析正午太阳高度的分布及变化规律。2.正确理解正午太阳高度变化在人类生产、生活中的合理应用。
研透教材
地平面　
仰角　
直射点　
晨昏线　
一、正午太阳高度的变化
2. 二分二至日太阳视运动轨迹
下图为北半球某地二分二至日太阳视运动示意图，读图并进行连线。
答案：
二分二至日正午太阳高度分布示意图
最大　
强弱　
北回归线　
c　
南回归线　
a　
赤道　
b　
直射点　
二分二至日正午太阳高度分布示意图
（3）时间（季节）变化规律（以北半球为例）
地区 达全年最大值 达全年最小值
北回归线及其以北地区 夏至日 冬至日
南回归线及其以南地区 冬至日 夏至日
南北回
归线之
间的地
区 赤道至北回归线之间 太阳直射时（一年中有两次太阳直射，达90°） 冬至日
赤道至南回归线之间 太阳直射时（一年中有两次太阳直射，达90°） 夏至日
赤道 春分日、秋分日 冬至日、夏至日
【微思考】　1.太阳高度与正午太阳高度相同吗？
提示：太阳高度是线面角，同一地点一天内的太阳高度是随时间变化的，正午太阳高度只是特定时刻（地方时正午12时）的太阳高度。正午太阳高度是某地区一天中最大的太阳高度，但不一定是90°。如下图所示：
2. 某地正午太阳高度最大时，昼最长、夜最短吗？
提示：位于南北回归线之间的区域，受太阳直射时，正午太阳高度最大，但并不是昼最长、夜最短。
【拓展深化】
1. 正午太阳高度的计算
公式：H＝90°－直射点与所求地点纬度之差。
注：公式中的H为所求的正午太阳高度；若直射点与所求地点同在南半球或者同在北半球，两点纬度差为大数减去小数；若直射点与所求地点分属于南北不同半球，两点纬度差为两点纬度之和。各地正午太阳高度的计算除按公式计算外，利用图示法也非常便捷。如下图所示：
2. 太阳直射点的确定方法
（1）纬度的确定
方法一：太阳直射点的纬度和晨昏圈与纬线相切点的纬度（出现极昼、极夜的最低纬度）互余。
方法二：通过节气来判断。夏至日，太阳直射23°26'N；冬至日，太阳直射23°26'S；春、秋分日，太阳直射赤道。
方法三：根据某地正午太阳高度的计算公式H＝90°－直射点与所求地点纬度差计算。
方法四：赤道处晨昏线与经线的交角（锐角）等于太阳直射点的纬度。
（2）经度确定的基本原则：地方时为12时的经线即为太阳直射点所在的经线。
方法一：晨线和赤道的交点（经度）向东90°或昏线和赤道的交点（经度）向西90°，即为太阳直射点的经度。
方法二：根据晨昏线与纬线相切点所在经线的地方时判断太阳直射的经线：晨昏线夹在两条纬线之间并和这两条纬线相切，两个切点的地方时分别为0时和12时，12时所在的经线为太阳直射的经线。
素养提升
【图文设景】
　　11月22日，某地理研究性学习小组在观测房屋采光状况时，发现甲楼阴影恰好投在乙楼中央并挡住乙楼1—3层中部（如下图所示），该地纬度为31.8°N、经度为117.2°E。
【问题设计】
1. 12月22日，该地理小组再次观测，发现甲楼阴影投在乙楼的层数，发生了怎样的变化？（地理实践力）
提示：甲楼阴影投在乙楼的层数明显增加，高于原来的1—3层。
2. 12月22日之后，甲楼阴影投在乙楼的层数将会怎样变化？（地理实践力）
提示：甲楼阴影投在乙楼的层数将逐渐变小，甲楼影长变短，甚至挡不住乙楼。
3. 造成这种变化的主要原因是什么？（综合思维）
提示：太阳直射点的南北移动。
【训练提能】
　　下图为我国某地春分日时正午太阳与头顶夹角示意图。读图，回答1～3题。
A. 28° B. 62° C. 90° D. 0°
解析：第1题，据图可以算出该地此日正午太阳高度为90°－28°＝62°。
B
A. 18°N B. 28°N
C. 32°N D. 52°N
解析：第2题，据正午太阳高度计算公式可知，当地纬度为90°－62°＝28°（太阳直射点在赤道上）。
B
A. 变大 B. 变小
C. 不变 D. 不确定
解析：第3题，春分日过后太阳直射点北移，与28°N的纬度差变小，故该地正午太阳高度将变大。
A
研透教材
1. 确定地方时
当某地太阳高度达一天中的最大值时，此时日影最短，当地的地方时是12时。
2. 确定房屋的朝向
在北回归线以北地区，正午太阳位于南方，房屋朝南；在南回归线以南地区，正午太阳位于北方，房屋朝北。
二、正午太阳高度的应用
3. 判断日影长短及方向
太阳高度越大，影子越短；太阳高度越小，影子越长。一天中日影的变化规律是：日出长 正午最短 日落长，且日影方向与太阳方向相反。
4. 计算楼间距
一般来说，纬度较低的地区，楼间距较近；纬度较高的地区，楼间距较远。解题关键是计算当地冬至日的正午太阳高度，并计算影长。以我国为例（见下图），南楼高度为h，该地冬至日正午太阳高度为H，则最小楼间距L＝h·cot H。
5. 计算热水器安装角度
应使太阳能热水器集热板与太阳光线垂直，其倾角α和正午太阳高度角H的关系为α＋H＝90°（如下图）。
素养提升
【图文设景】
　　我国《中华人民共和国国家标准城市居住区规划设计规范（GB50180－93）》（下称《规范》）规定：“大城市住宅日照标准为大寒日≥2小时，冬至日≥1小时，老年人居住建筑不应低于冬至日日照2小时的标准；在原设计建筑外增加任何设施不应使相邻住宅原有日照标准降低；旧区改造的项目内新建住宅，日照标准可酌情降低，但不应低于大寒日日照1小时的标准。”
因此，如果低于上述标准，则采光权受到侵害无疑，当然最好了解一下所居住的地方是否还有地方性的规定。
当一套住宅居室空间总数超过4个，其中有两个应该获得日照。采光系数最低值卧室、客厅不得小于1％，窗户和地面的面积比应为1比7的比例。窗户的上沿距地面高度不宜低于2米。
【问题设计】
1. 分析影响建筑物采光和日照的主要因素。（地理实践力）
提示：主要是楼高和正午太阳高度。
2. 判断图中①②③分别表示哪一日的正午太阳高度，判断其中决定北京楼间距大小的是哪一个。分析这一天全球正午太阳高度的变化规律。（区域认知、综合思维）
提示：①表示夏至日，②表示春、秋分日，③表示冬至日。其中，③决定北京楼间距的大小。冬至日，全球正午太阳高度自南回归线向南北两侧递减。
【训练提能】
　　2023年某楼盘（32°N，121°E）开盘销售已封顶的1—4号楼。这4幢楼均为18层，层高3米，南北楼间距为50米。下图为该楼盘平面示意图。读图，回答第1题。
A. 6楼 B. 8楼
C. 10楼 D. 12楼
B
解析：要保证全年正午都有太阳照射，只要保证一年中正午太阳高度最小的冬至日可以获得太阳光照即可。该地冬至日正午太阳高度H＝90°－（32°＋23°26'）＝34°34'；南北楼的间距为50米，可以求得4号楼冬至日正午有太阳照射的高度L＝50×tan 34°34'≈35（米），再由楼高54米可以求出4号楼19米以下的楼层不是全年正午都有太阳照射；每层楼高3米，因此7楼的一部分及其以下楼层不是全年正午都有太阳照射，即8楼及其以上的楼层全年正午都有太阳照射；再由随楼层升高房价相应提高可以判断，满足该女士购房条件（全年正午都有太阳照射且单价较低）的最佳楼层为8楼。故选B项。
　　（2025·安徽马鞍山质检）某地理研究性学习小组在北京市（40°N，116°E）居民楼楼顶观测太阳，此时，太阳处于正南方位，楼顶上太阳能热水器的集热板接收的太阳辐射达到了一天中的最大值，其倾角为60°（下图），倾角可自由调整。读图，回答2～3题。
A. 北京时间为12时
B. 太阳直射点位于南半球
C. 当日北京昼长夜短
D. 太阳直射点向北移动
B
解析：第2题，此时太阳处于正南方位，这说明116°E的地方时为12时，北京时间用的是120°E的地方时，故A项错误；倾角为60°，表示该纬度（40°N）正午太阳高度为30°，因此太阳直射点的纬度为20°S，故B项正确；此时太阳直射点位于南半球，北京昼短夜长，故C项错误；根据已知信息无法判断太阳直射点向南还是向北移动，故D项错误。故选B项。
A. 调整朝向 B. 不调倾角
C. 调大倾角 D. 调小倾角
解析：第3题，冬至日正午太阳高度为90°－（40°＋23°26'）＝26°34'，太阳能热水器的集热板与地面的夹角是90°－26°34'＝63°26'，图中太阳能热水器的集热板与地面的夹角是60°，应调大倾角；正午太阳位于正南方向，朝向没有变化，不需调整朝向。故选C项。
C
课时作业（六）
　　为了研究太阳视运动特点，三位中学生在北半球夏至日这一天的甲、乙、丙三地分别观测了太阳高度的变化情况，并绘制了太阳高度曲线图。据此完成1～2题。
A. 乙、甲、丙 B. 甲、丙、乙
C. 甲、乙、丙 D. 丙、甲、乙
C
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解析：第1题，根据正午太阳高度的公式H＝90°－纬度差计算：甲地的纬度为38°26'N或8°26'N；乙地的纬度为48°26'N或1°34'S；丙地纬度为58°26'N或11°34'S。材料“在北半球夏至日这一天”显示该日为夏至日；由图中日出、日落时刻可计算三地均昼长夜短，故三地均位于北半球。综上所述，三地纬度由低到高的排序是甲、乙、丙。故选C。
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A. 1个多小时 B. 2个多小时
C. 3个多小时 D. 4个多小时
解析：第2题，由图可知，乙、丙正午时刻分别约为北京时间13时20分和16时，因此，乙、丙两地的时间相差2个多小时。故选B。
B
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　　某学校地理兴趣小组到附近海域一无人海岛（38°N）进行野外考察活动，通过“立竿测影”的方法确定当日太阳直射点纬度。读图，回答3～4题。
A. 白昼长度 B. 竿影方位
C. 北京时间 D. 竿影长度
D
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解析：第3题，正午太阳高度角公式：H＝90°－｜当地纬度±太阳直射点的纬度｜（太阳直射点与当地属于同一半球时用－，不同半球用＋），tan H＝竹竿长度/当日最短竿影的长度。由材料可知，当地纬度为38°N，竹竿长度已知，观测到当日最短竿影的长度就可以计算出正午太阳高度角，从而可得出太阳直射点的纬度，D项正确。测定当日太阳直射点的纬度与当日最短竿影方位、北京时间、白昼长度无关，A、B、C三项错误。故选D项。
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A. 7°N B. 7°S C. 17°S D. 17°N
解析：第4题，若该兴趣小组测得当日最短竿影长度与竹竿长度相等，则该地的正午太阳高度角为45°；根据正午太阳高度角的计算公式，代入数据，可计算出该日太阳直射点的纬度为7°S，B项正确，A、C、D三项错误。故选B项。
B
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　　太原市（37°54'N，112°33'E）某中学地理研学小组在校园的操场竖立一竹竿，观察竹竿影子朝向和长短的变化（见下图），图中实线表示不同时刻竹竿的影子朝向和影长。读图，回答5～7题。
A. 10时48分 B. 11时30分
C. 12时48分 D. 12时30分
解析：第5题，根据材料可知，太原市的经度是112°33'E，北京时间为120°E的地方时，两地的经度相差约7.5°，时间相差约30分钟。120°E位于太原以东，时间要早，所以当竹竿影长最短时，太原市的地方时为12时，则北京时间约为12时＋30分钟＝12时30分。故选D项。
D
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A. 太阳直射点向北移动
B. 太阳直射点向南移动
C. 昼短夜长
D. 昼长夜短
解析：第6题，读图可知，日出时竹竿影子朝向西北方向，说明该日太原市日出东南方向，则日落西南方向，故太阳直射南半球，是北半球冬半年，该日太原昼短夜长，C项正确，D项错误。由于无法确定日期，所以不能确定太阳直射点向北或向南的移动方向，A、B两项错误。故选C项。
C
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A. ①② B. ③④
C. ②③ D. ①④
解析：第7题，观测竹竿影子长短的变化可以反映正午太阳高度的变化，属于地球公转产生的地理意义，①正确。竹竿影子朝向和长短的变化无法直接反映当地所处的气候带，②错误。一日内昼与夜的交替是地球自转产生的地理意义，③错误。观测竹竿影子朝向的变化可以反映当地所处的季节，属于四季的变化，也是地球公转产生的地理意义，④正确。故选D项。
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　　城市高大建筑的玻璃幕墙因反射太阳光常对居民造成一定的干扰。小明家坐北朝南，南北通透，每年有半年时间正午时分面临“两个太阳”（除南面太阳照射外，玻璃幕墙从北面反射阳光到室内，玻璃幕墙只考虑平面反射），如图所示。据此完成8～9题。
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A. 珠江三角洲 B. 长江三角洲
C. 四川盆地 D. 东北平原
解析：第8题，由图可知，南面幕墙高100 m，
小明家位置高50 m，楼间距50 m，太阳辐射
将从南面幕墙反射至小明家。由图可知，当
正午太阳高度在0°—45°时，南面玻璃幕墙可反射阳光到室内，当正午太阳高度大于45°时，太阳光就反射不到小明家。由上述分析可知，小明家冬半年才能被反射光照到，可以推出该地二分日正午太阳高度为45°，则当地纬度为45°左右，四个选项中只有东北平原的纬度在45°N左右，D正确，A、B、C错误。
D
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A. 东面 B. 南面 C. 西面 D. 北面
解析：第9题，正午稍后，太阳往西移，反射光应该往东移，结合材料可知，小丽家位于小明家的东面，A正确，B、C、D错误。
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　　我国某同学通过观察一年内自家书房的太阳光照情况，绘制了不同时段的太阳光照示意图。该同学通过测量获知了书房的层高为2.6 m，通过房屋平面图获知了墙厚为0.2 m。如图为该同学绘制的“正午时分书房内太阳光照面积最大时的光照示意图”。据此完成10～11题。
A. 30° B. 45°
C. 55° D. 65°
解析：第10题，根据图文材料可知，图示时刻正午太阳光能够照射到屋内的距离为2.6 m（3.2 m－0.4 m－0.2 m），结合书房层高2.6 m，依据三角函数可计算出该地正午太阳高度为45°，B正确。
B
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A. 0 B. 1.75 m2
C. 3.5 m2 D. 5.25 m2
解析：第11题，图示时刻该地正午时分书房内太阳光照面积最大，该地位于北半球，故此时太阳应直射南回归线，由此可计算出该地的纬度为21°34'N，一年中该地正午太阳高度最大的时段，太阳应直射21°34'N，此时该地正午太阳高度为90°，书房内太阳光照射的面积为0，A正确。
A
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12. 读我国北方某地房屋内朝南窗户的阳光照射示意图（图1）和地球公转示意图（图2），回答下列问题。
图1 图2
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B　
A、C　
冬至　
大　
135°E　
越来
越长　
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