第一章 地球的运动第二节 地球运动的地理意义第3课时 正午太阳高度的变化、四季更替和五带划分\n学习目标核心素养目标1．理解正午太阳高度的变化规律及在现实生活中的应用。2．说明四季和五带的形成及其划分方法。综合思维：通过观测当地正午太阳高度的变化，总结正午太阳高度的变化规律及产生的影响。地理实践力：结合身边的生产、生活现象，运用正午太阳高度的相关理论，解释楼间距、太阳能热水器的安装角度等现实中的实际问题。\n本节要点1．就纬度分布而言，正午太阳高度在春秋二分日、夏至日、冬至日分别自赤道、北回归线、南回归线向南北两方递减。就季节分布而言，在北回归线及其以北的纬度带，正午太阳高度夏至日达最大值，冬至日达最小值；南回归线及其以南的纬度带则反之。2．从天文含义看四季，夏季是一年内白昼最长、正午太阳高度最高的季节，冬季是一年内白昼最短、正午太阳高度最低的季节，春季、秋季是夏季和冬季的过渡季节。3．以南北回归线和南北极圈为界，可以把地球表面粗略地划分为热带、北温带、南温带、北寒带和南寒带。\n合作探究•释疑难素养培优•提技能课堂小结•梳脉络自主梳理•探新知随堂达标•测达标\n自主梳理•探新知\n一、正午太阳高度的变化1．概念(1)太阳高度(角)：太阳光线与____________的交角。(2)正午太阳高度：一日内最________的太阳高度，反映太阳辐射的强弱。2．变化原因：黄赤交角的存在导致太阳直射点的南北移动。地平面大\n春秋分日由赤道向南北两方__________夏至日由________回归线向南北两方降低冬至日由________回归线向南北两方降低3．变化规律(1)纬度分布降低北南\n北回归线及其以北纬度带夏至日达最________值冬至日达最________值南回归线及其以南纬度带夏至日达最小值冬至日达最大值南北回归线之间各地每年太阳直射两次(2)季节变化大小\n二、四季更替和五带划分1．四季更替(1)成因\n类型范围春季夏季秋季冬季天文四季过渡季节一年内白昼__________、正午太阳高度__________的季节过渡季节一年内白昼__________、正午太阳高度__________的季节气候四季3、4、5月_____________月______________月______________月(2)划分(以北半球为例)最长最高最短最低6、7、89、10、1112、1、2\n2.五带划分(1)划分依据：太阳辐射从低纬度向高纬度呈有规律递减。(2)五带划分\n合作探究•释疑难\n材料一冲着小区楼房间距有50m、小区绿化率为50%的宣传广告，某市一些市民先后购买了位于曹家渡的静安丽舍——恒辉阁商品房。岂料两年后开发商改变建筑方案，楼房的间距仅为30.4m。为此，该小区的38户业主们将开发商告上法庭。知识点正午太阳高度的变化问题探究\n材料二我国房地产开发商，为了节约土地投资成本，使楼间距越来越小，许多地区出现了牵手楼，如下图：\n据此材料探究下列问题：(1)小区业主为什么这么重视楼间距问题？(2)楼高与楼间距不变的情况下，底层业主们采光条件最差的季节是哪一个？为什么？提示：(1)楼间距与太阳光照相关，在太阳高度一定的情况下楼间距的大小会影响到采光效果。(2)冬季。冬季正午太阳高度角在四季中最小，前楼的影子最长。\n归纳拓展\n2．正午太阳高度的纬度变化正午太阳高度的纬度变化规律：由太阳直射点向南北两方降低。二分二至日的正午太阳高度纬度变化如右图所示。\n春、秋分日：赤道上正午太阳高度为90°，正午太阳高度的纬度分布表现为由赤道向南北两方降低，南北两极点正午太阳高度为0°。夏至日：正午太阳高度由北回归线向南北两方降低，北极点的正午太阳高度为23°26′。冬至日：正午太阳高度由南回归线向南北两方降低，南极点的正午太阳高度为23°26′。\n3．正午太阳高度的季节变化(1)变化过程(以北回归线以北地区为例)\n(2)极值变化\n4．正午太阳高度的计算(1)公式：H＝90°－两点纬度差。(2)说明：H：观测点的正午太阳高度。两点：太阳直射点、观测点。\n纬度差：若两点同在南半球或北半球，用高纬度减去低纬度；若两点分属于南、北半球，将两点的纬度相加求和。如图所示：\n当太阳直射B点(10°N)时，A点(30°N)正午太阳高度：HA＝90°－(30°－10°)＝70°当太阳直射B点(10°N)时，C点(23°26′S)正午太阳高度：HC＝90°－(10°＋23°26′)＝56°34′\n5．正午太阳高度的应用(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，因此房屋坐北朝南；在南回归线以南地区正午太阳位于北方，因此房屋坐南朝北。(3)判断日影长短及方向。正午太阳高度越大，日影越短，正午太阳高度越小，日影越长，且日影方向背向太阳。\n(4)计算楼距。北回归线以北地区建楼房时，为保证一楼全年均有阳光照到，两楼之间的最短距离与楼高的关系如下图所示(H为冬至日当地的正午太阳高度)，L应大于等于h·cotH。\n(5)计算太阳能热水器安装角度。太阳能热水器的集热板要根据正午太阳高度的季节变化调整角度，集热板与地面之间的夹角应等于当天正午太阳高度的余角。如下图所示，α＋h＝90°时效果最佳。\n(2021·广西南宁重点中学高一月考)福建某中学研究性学习小组设计了可调节的窗户遮阳板，实现了教室良好的遮阳与采光。读遮阳板设计原理示意图，完成(1)～(2)题。典例剖析例题1\n(1)遮阳板收起，室内正午太阳光照面积达一年中最大值时()A．全球昼夜平分B．北半球为夏季C．太阳直射20°SD．南极圈以南地区极昼D\n(2)济南某中学生借鉴这一设计，若两地窗户大小形状相同，则应做的调整是()①安装高度不变，加长遮阳板②安装高度不变，缩短遮阳板③遮阳板长度不变，降低安装高度④遮阳板长度不变，升高安装高度A．①③B．①④C．②③D．②④A\n[解析]第(1)题，注意关键词“正午”和“一年中最大值”，正午太阳高度角越大，照射到室内的面积越小，反之，照射到室内的面积就越大。该地位于福建省(北半球)，正午太阳高度角达一年中最小值时是冬至日，此时太阳直射南回归线，南极圈及其以南地区出现极昼现象，因此选D。第(2)题，济南的纬度比福建的纬度高，一年中正午太阳高度角最大值和最小值都比福建小，正午太阳照射室内面积的最大值会更大，因此为了使遮阳板达到最好的效果，如果安装高度不变，正午太阳高度角变小，太阳光线更倾斜，那么遮阳板必须要加长，如图1所示，或者是遮阳板长度不变，那么安装高度应该降低，如图2所示。\n\n1．下图是福建宁德市某地的汽车停车场示意图，箭头①②③代表二分二至日的正午太阳光线。读图，完成(1)～(2)题。对点训练\n(1)下列节气，正午时遮阳棚的影子最短的是()A．春分B．夏至C．秋分D．冬至(2)当太阳光线为③时，该日宁德市()A．昼长夜短B．秋高气爽C．正午太阳高度达一年中最小值D．正午日影朝南BC\n[解析]第(1)题，结合所学知识可知当一个地方的正午太阳高度角越大，那么当地正午时分物体的影子就越短，当夏至日时宁德的正午太阳高度角最大，可知当夏至日正午时遮阳棚的影子最短，A、C、D错误，故B正确。第(2)题，读图可知当太阳光线为③时即宁德的正午太阳高度角最小时，可知此时为冬至日。冬至日宁德昼短夜长，故A错误；该日正午太阳高度达一年中最小值，故C正确；冬至日时宁德为冬季，此时宁德不可能为秋高气爽的天气，故B错误；结合所学知识可知冬至日时宁德正午的太阳方位是位于其南方的，日影是朝北的，故D错误。\n每年7、8月份，北半球大部分地区气温较高，人们穿着短袖长裙，如图1，而南半球某些地区气温较低，大雪纷飞，身穿棉袄，如图2。知识点四季更替和五带划分问题探究\n根据以上材料，探究下列问题：(1)请你解释上述现象。(2)12月22日前后，北半球是什么节气？南半球是什么节气？为什么？提示：(1)7、8月份，太阳直射点移动到北半球，北半球各地区因为正午太阳高度较大，气温高，为夏季；南半球地区正午太阳高度较小，气温低，为冬季。南北半球季节相反。\n(2)北半球冬至日，南半球也是冬至日。24节气是针对于北半球而言的。南北半球季节相反，节气相同。不能说南半球冬至日就是北半球的夏至日。正确的表述是：冬至日，北半球处于冬季，南半球处于夏季；夏至日，北半球处于夏季，南半球处于冬季。\n1．四季和五带的形成归纳拓展\n2．五带的划分\n(2020·河北邯郸高一期中)读五带分布图，完成(1)～(2)题。典例剖析例题2\n(1)下列地区四季变化最明显的是()A．热带B．北温带C．北寒带D．低纬度地区(2)热带地区()A．无极昼极夜现象B．无太阳直射现象C．气温季节变化大D．可以看到极光BA\n[解析]第(1)题，热带地区终年正午太阳高度大，气温高，全年皆夏，四季变化不明显；寒带地区终年正午太阳高度小，气温低，全年皆冬，四季变化不明显；位于中纬度地区的南北温带，一年中正午太阳高度变化大，气温变化大，因而季节更替最明显。第(2)题，热带地区无极昼极夜现象，有太阳直射现象，终年高温，气温季节变化小，热带地区看不到极光，故选A。\n2．我国古代人民根据日月运行位置和天气及动植物生长等自然现象，把一年平分为二十四等份，这就是二十四节气。二十四节气能反映季节的变化，指导农事活动。读二十四节气分布图，完成(1)～(2)题。对点训练\n(1)在下列各组节气中，北京的昼长时间最接近的是()A．清明、雨水B．立冬、立秋C．小雪、大寒D．雨水、处暑(2)由于我国幅员辽阔，不同地区的气候、物候有差异。二十四节气最适用的地区是()A．西北地区B．黄河流域C．东北地区D．江南丘陵CB\n[解析]第(1)题，同一地关于夏至日(或冬至日)对称的两个日期昼长相等。第(2)题，黄河流域是中华民族发祥地，位于暖温带，四季最为分明。\n素养培优•提技能\n等太阳高度线图的判读方法等太阳高度线图即为昼半球太阳高度相同的点形成的等值线图。其特点(以下图为例)：策略指导\n[信息提取]①太阳高度的数值大小；②太阳高度的最大值与最小值；③太阳高度的分布规律；④太阳高度为零的等值线是晨昏线。\n[方法总结]①圆心(O)为太阳直射点，同心圆为太阳高度等值线。数值从圆心90°向外围降到0°，最大的圆为晨昏圈。②圆心所在经线地方时为12时，该经线上太阳高度为与其相交的纬线上的正午太阳高度。③晨昏圈上最北点(A)和最南点(B)把晨昏圈分为晨线和昏线。④赤道上昼弧所对的圆心角为180°，即赤道上从晨线到昏线，经度差为180°。\n下图为某日某时汕头及周边地区等太阳高度线图。据此完成(1)～(2)题。考题展示\n(1)a地的纬度为()A．45°NB．45°46′NC．21°34′ND．68°26′N(2)设b地此日的正午太阳高度为H，c地此刻地方时为T，则下列不等式中，完全正确的一组是()A．H>60°，T>13时B．H<60°，T<13时C．H>60°，T<13时D．H<60°，T>13时DA\n[解析]第(1)题，读图可知，此时太阳直射北回归线，a地的正午太阳高度为45°，根据正午太阳高度计算公式：45°＝90°－(X－23°26′)(X为a地纬度)，可知X＝68°26′N。第(2)题，b地此时太阳高度等于60°，一天中正午太阳高度最大，所以b地正午太阳高度(H)一定比60°大。c地位于北回归线，汕头和c地的太阳高度相差15°，地方时差大于1小时，c点更靠东，所以c地此刻地方时T应大于13时。\n课堂小结•梳脉络\n\n随堂达标•测达标\n一、单项选择题读下图，完成1～2题。\n1．图中反映的节气是北半球的()A．春分日B．夏至日C．秋分日D．冬至日2．图示当天，大庆市(45°N)的正午太阳高度是()A．21.5°B．68.5°C．23.5°D．66.5°BB\n[解析]第1题，结合图中太阳光线及昼夜半球进行判断，此时北极圈及其以北的地区出现极昼现象，说明此时太阳直射北回归线，为北半球的夏至日，B正确；春分日、秋分日太阳直射赤道，全球昼夜等分；冬至日直射南回归线，北极圈及其以北的地区出现极夜现象，北半球昼短夜长。A、C、D错误，故选B。第2题，本题考查正午太阳高度角的计算，根据正午太阳高度角的计算公式进行计算，某地某时的太阳高度角(α)＝90°－(当地纬度－太阳直射点纬度)。计算得，该日大庆市正午太阳高度为68.5°，B正确，故选B。\n(2021·北京东城区高三模拟)下图为某日正午太阳高度纬度分布示意图。读图完成3～4题。\n3．下列四幅光照图所示日期与上图最相符的是()D\n4．该日()A．地球公转速度最慢B．晨昏线平分所有纬线圈C．北京正午太阳高度达一年中最大D．北京日出时刻达一年中最迟D\n[解析]第3题，从图中可以看出，南回归线正午太阳高度达到最大，故该日是冬至日。A图北极圈及其以北地区出现极昼，南极圈及其以南地区出现极夜，应为夏至日的光照图，故A排除；B图中北极点附近出现极昼，南极点附近出现极夜，说明太阳直射点在北半球，可排除B；C图全球昼夜平分，应是春秋分日的光照图，故C可排除。D图南极圈及其以南地区出现极昼，北极圈及其以北地区出现极夜，是冬至日的光照图，故选D。第4题，地球公转速度最慢是7月初，故A可排除；晨昏线平分所有纬线圈，是春秋分日，故B错；北京正午太阳高度达一年中最大是夏至日，可排除C；北京日出时刻达一年中最迟，是北半球的冬至日，故D对。\n(2021·河南郑州重点中学高一月考)下图为我国北京、广州、武汉、哈尔滨四个城市的季节分配示意图。读图完成5～6题。\n5．图示季节分配所属的城市自上而下依次为()A．北京、广州、武汉、哈尔滨B．北京、武汉、哈尔滨、广州C．广州、武汉、哈尔滨、北京D．广州、北京、哈尔滨、武汉D\n6．下列关于季节更替的叙述，错误的是()A．低纬度地区季节更替不明显B．中纬度地区季节更替明显C．高纬度地区季节更替明显D．季节更替表现为昼夜长短和正午太阳高度的季节变化C\n[解析]第5题，纬度越低的地区得到的太阳辐射越多，热量越充足，夏季时间应越长，故夏季时间由长到短的顺序为纬度由低到高的顺序，即广州、武汉、北京、哈尔滨，根据题意可知应选D项。第6题，低纬度地区接受太阳辐射较多，热量变化较小，故季节更替不明显；中纬度不同地区热量差异明显，季节更替明显；高纬度地区接受太阳辐射较少，温度较低，季节更替不明显；季节更替表现为昼夜长短和正午太阳高度的季节变化。\n二、综合题7．读“太阳光照示意图(图甲)和太阳直射点的回归移动示意图(图乙)”，完成下列要求。\n(1)这一天，图中A、B两地先见到日出的是_______；A、B、C三地白昼最短的是_______。(2)这一天，正午太阳高度由______________向南北两侧降低；正午太阳高度达最大值的范围是__________________________。(3)图甲所表示的日期在图乙中的对应点是________(填数字)；该日以后，太阳直射点向________(方向)移动。(4)图乙中北半球白昼变短、黑夜变长的时段是________(双选)。A．①～②B．②～③C．③～④D．④～⑤AC北回归线北回归线及其以北地区②南BC\n(5)在图甲中用斜线标明热带的范围。\n[解析]本题通过太阳直射点的移动轨迹和光照图考查昼夜长短及正午太阳高度的变化和分布规律。从图中可以看出，此刻太阳直射在北回归线上，即图乙中的②点，所以图示日期应为北半球的夏至日；此日以后太阳直射点会向南移动，北半球的昼开始变短夜开始变长，直到太阳直射到南回归线时，北半球白昼达一年中最短，黑夜达一年中最长；正午太阳高度从直射点(北回归线)向南北两侧递减；北回归线及其以北的地区正午太阳高度达一年中的最大值；太阳直射北回归线，北半球昼长夜短，越向北白昼越长，所以三点中C点白昼最短；同一纬线上白昼时间长短相同，日出日落的地方时相同，所以是东边的地点先看到日出。
