第2课时正午太阳高度的变化、四季和五带\n关键能力—能力突破\n关键能力 探讨正午太阳高度的分布和应用典题精研[典例1][2020·天津卷]图1为我国某地一住宅小区示意图，图2中四个方向的阴影分别为小区内某栋住宅楼二至日8：00和16：00的日影。读图文材料，回答(1)～(2)题。\n(1)该小区最可能位于()A．北京B．银川C．杭州D．海口(2)小区内各住宅楼楼高一致，休闲广场被楼影遮挡面积最大的时段是()A．夏至日8：00～12：00B．夏至日12：00～16：00C．冬至日8：00～12：00D．冬至日12：00～16：00答案：(1)D(2)C\n[图解思路]\n[感悟核心素养]区域认知根据我国某地一住宅小区及四个方向的日影，确定该小区所在的城市，考查区域认知能力综合思维结合正午太阳高度变化规律及应用等知识进行综合分析。确定小区内各住宅楼楼高一致，分析休闲广场被楼影遮挡面积最大的时段\n知能升华一、正午太阳高度的变化规律1．看直射点的位置，比较正午太阳高度大小记忆口诀“远小近大”：即距离太阳直射点所在的纬线越远，正午太阳高度越小；距离越近，则正午太阳高度越大。\n2．看直射点的移动，确定正午太阳高度的变化记忆口诀“来增去减”：即直射点向本地所在纬线移来，正午太阳高度增大，移去则减小。如下图所示：\n3．看区域位置，归纳不同区域的正午太阳高度年变化规律回归线之间正午太阳高度最大值为90°，每年有两次太阳直射现象，即一年中有两个正午太阳高度最大值\n回归线上正午太阳高度最大值为90°，一年中只有一次太阳直射现象，即一年中只有一个正午太阳高度最大值回归线至极点之间正午太阳高度最大值小于90°，一年中只有一个正午太阳高度最大值\n4.看纬度位置，总结正午太阳高度的年变化幅度(1)南北回归线之间：纬度越高，正午太阳高度变化幅度越大(由23°26′增大到46°52′)，赤道上为23°26′，回归线上为46°52′。(2)回归线至极圈之间：各纬度正午太阳高度变化幅度相同(均为46°52′)。(3)极圈以内地区：纬度越高，正午太阳高度变化幅度越小(由46°52′减小到23°26′)，极圈上为46°52′，极点上为23°26′。\n二、正午太阳高度的计算公式：H＝90°－两点纬度差。说明：“两点”是指所求地点与太阳直射点。两点纬度差的计算遵循“同减异加”原则，即两点同在北(南)半球，则两点纬度“大数减小数”；两点分属南北不同半球，则两点纬度相加。如下图所示：当太阳直射B点(10°N)时：A点(40°N)正午太阳高度：H＝90°－AB纬度差＝90°－(40°－10°)＝60°。C点(23°26′S)正午太阳高度：H＝90°－BC纬度差＝90°－(10°＋23°26′)＝56°34′。\n三、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最大值时，就是一天的正午时刻，此时当地的地方时是12时。2．判断所在地区的纬度当太阳直射点位置一定时，如果知道当地的正午太阳高度，就可以根据“某地与太阳直射点相差多少纬度，正午太阳高度就相差多少度”的规律，求出当地的地理纬度。3．确定房屋的朝向为了获得最充足的太阳光照，各地房屋的朝向与正午太阳所在的位置有关。(1)北回归线以北的地区，正午太阳位于南方，房屋朝南。(2)南回归线以南的地区，正午太阳位于北方，房屋朝北。\n4．判断日影长短及方向太阳直射点上，物体的影子缩短为0；正午太阳高度越大，日影越短；反之，日影越长。正午是一天中日影最短的时刻。日影永远朝向背离太阳的方向，北回归线以北的地区，正午的日影全年朝向正北(北极点除外)，冬至日日影最长，夏至日日影最短；南回归线以南的地区，正午的日影全年朝向正南(南极点除外)，夏至日日影最长，冬至日日影最短；南、北回归线之间的地区，正午日影夏至日朝向正南，冬至日朝向正北，直射时日影最短(等于0)。\n5．计算楼间距、楼高为了保证一楼全年有阳光照到，北回归线以北地区建楼房时，两楼之间的最短距离应大于L＝(H：冬至日正午太阳高度)。\n5．计算楼间距、楼高为了保证一楼全年有阳光照到，北回归线以北地区建楼房时，两楼之间的最短距离应大于L＝(H：冬至日正午太阳高度)。\n6．计算热水器的安装角度如上图所示，集热板与地面之间的夹角和当天正午太阳高度角互余，当α＋H＝90°时，热水器使用效果最佳。\n题组精练读正午太阳高度年变化幅度图(极夜期不考虑负值)，回答1～2题。1．满足①至②区间变化幅度的最大纬度范围为()A．23°26′～66°34′B．0°～23°26′C．66°34′～90°D．0°～90°2．①处不可能()A．四季分明B．二至日正午太阳高度相同C．半年极昼，半年极夜D．全年昼夜平分答案：1.D2.A\n解析：第1题，若极夜期不考虑负值，赤道上与极点上的正午太阳高度年变化幅度均为23°26′，回归线至极圈的正午太阳高度年变化幅度为46°52′，其他纬度的正午太阳高度年变化幅度均为23°26′至46°52′。所以，满足①至②区间变化幅度的最大纬度范围为0°～90°。第2题，根据正午太阳高度年变化幅度值可知，①处可能为赤道或者极点。如果是赤道，则会昼夜平分，二至日正午太阳高度相同；若为极点，则会半年极昼、半年极夜。但都不可能四季分明。\n如图所示是北欧的维京人航海时用来指引方向的工具。其原理为将木盘置于盛满水的木桶中，利用木棍影子的变化来确定方向(木棍的高度等于其与凹槽之间的距离)。据此回答3～4题。3．某月，维京人在北欧海域向西南航行的过程中，木棍的正午影长基本没有变化。该月份最可能是()A．2月B．5月C．7月D．12月4．若该月份木棍的正午影子顶端恰好与凹槽重合，则航线的纬度范围约为()A．45°N～58°NB．54°N～60°NC．58°N～66°ND．63°N～72°N答案：3.C4.C\n解析：第3题，木棍的正午影长基本没有变化，说明船所在纬度与太阳直射点所在纬度的纬度差不变，根据维京人在北欧海域向西南航行可推知，太阳直射点一直南移。结合选项分析，2月、5月太阳直射点一直北移，12月先向南移，后向北移，只有7月符合题意。第4题，根据材料信息“木棍的高度等于其与凹槽之间的距离”可判断，正午太阳高度为45°，利用正午太阳高度的计算公式可求得船所在位置的纬度。正午太阳高度H＝90°－|φ－δ|(其中φ为所求地纬度，δ为太阳直射点纬度)，代入公式后45°＝90°－|φ－δ|，φ＝45°＋δ。据上题分析可知，船航行的时间为7月，太阳直射点的纬度范围大致为13°N～21°N(太阳直射点每月移动约8°)，故航线的纬度范围约为58°N～66°N。
