高中同步學案優化設計GAOZHONGTONGBUXUEANYOUHUASHEJI第二節第2課時正午太陽高度的變化第一章課程標準呈現核心素養目標結合實例,說明地球運動的地理意義1.運用地球儀或其他工具,模擬演示地球公轉,指出地球公轉的特點,培養地理實踐力2.結合材料,分析正午太陽高度的分布及變化規律,培養區域認知與綜合思維3.結合實例,學會規劃樓間距、調整太陽能熱水器與地面的夾角等,培養人地協調觀目錄索引壹基礎落實·必備知識全過關貳重難探究·能力素養全提升基礎落實·必備知識全過關第二章一、正午太陽高度的變化1.太陽高度與正午太陽高度(1)太陽高度(甲圖):太陽光線與

之間的夾角。在____________

上,太陽高度為90°;在

上,太陽高度為0°。

(2)正午太陽高度(乙圖):一天中太陽高度

出現在正午,稱為正午太陽高度。

太陽在當地的仰角

不一定是90°地平面

太陽直射點晨昏線(圈)最大值2.正午太陽高度的變化規律(1)緯度變化:正午太陽高度由太陽直射點向南北兩側遞減。日期緯度變化規律春分日和秋分日由

向南北兩側遞減

夏至日由

向南北兩側遞減

冬至日由

向南北兩側遞減

赤道北回歸線南回歸線緯度帶季節變化規律北回歸線及其以北夏至日達最

值,冬至日達最

值

南回歸線及其以南夏至日達最小值,冬至日達最大值南北回歸線之間每年受到太陽直射

次

大小兩(2)季節變化二、正午太陽高度的計算公式:H=90°-兩點

說明:“兩點”指所求地點與太陽直射點。兩點緯度差的計算遵循“同減異加”原則,即兩點同在北(南)半球,則兩點緯度“大數減小數”;兩點分屬南北不同半球,則兩點緯度相加。如圖所示。例如:當太陽直射B點(10°N)時,A點(40°N)正午太陽高度H=90°-AB緯度差=90°-(40°-10°)=60°;C點(23.5°S)正午太陽高度H=90°-BC緯度差=90°-(10°+23.5°)=56.5°。緯度差易錯易混

太陽高度、太陽直射、正午太陽高度的對比①太陽高度:太陽入射光線與觀測者所在地平面的夾角。②太陽直射:太陽入射光線與觀測者所在地平面的夾角為90°時的情況。③正午太陽高度:一天中太陽高度的最大值。④太陽高度為90°的時間和地點條件:時間為當地正午(地方時為12時),地點為太陽直射點所在地。圖表點撥

教材第14頁圖1-15“二分日全球正午太陽高度和晝長分布”①同線相等規律:同一緯線上正午太陽高度相等。②對稱規律:以太陽直射點所在緯線為對稱軸南北對稱的兩條緯線,正午太陽高度相等。③近大遠小規律:距太陽直射點所在緯線越近,正午太陽高度越大,反之越小。要點筆記

太陽直射點位置的確定(1)緯度:太陽直射點所在的緯線。(2)經度:地方時為12:00的經線,即太陽直射點所在的經線。例:夏至日,當北京時間為13:00時,求太陽直射點的地理坐標。夏至日太陽直射北回歸線,當北京時間為13:00時,地方時為12:00的經線為105°E,故太陽直射點的地理坐標為(23.5°N,105°E)。連線生活

從改善住宅采光條件方面考慮,我國南北方地區樓間距有何差異?思維提升

特殊緯度的正午太陽高度:①赤道的正午太陽高度與直射點的緯度互余。②恰好出現極晝的緯度,其正午太陽高度等于兩倍的直射點緯度。③極點地區太陽高度一天不變,等于太陽直射點的緯度。提示由于北方地區的正午太陽高度相對南方地區較小,為使樓房較低樓層獲得較好的采光,北方地區樓間距一般應大于南方地區。判斷正誤(1)同一緯線上各地正午太陽高度相等。(

)(2)冬至日,正午太陽高度由南回歸線向南北兩側遞減。(

)(3)夏至日時,北回歸線及其以北地區正午太陽高度達到一年中的最大值,正午太陽高度達到一年中最小值的緯度范圍是南回歸線及其以南地區。(

)√√×解析夏至日時,北回歸線及其以北地區正午太陽高度達到一年中的最大值,正午太陽高度達到一年中最小值的緯度范圍是南半球各緯度。重難探究·能力素養全提升第三章建造建筑物,不得違反國家有關工程建設標準,妨礙相鄰建筑物的通風、采光和日照。下圖為濟南在二分二至日的正午太陽高度示意圖。結合材料探究:(1)材料中描述的影響建筑物采光和日照的主要因素是什么?情境探究提示正午太陽高度。

探究點一正午太陽高度的變化規律(2)材料中,①②③分別表示哪一天的正午太陽高度?其中,決定濟南樓間距大小的是哪一個?這一天,全球正午太陽高度的變化規律是怎樣的?提示

①表示夏至日,②表示春分日和秋分日,③表示冬至日。其中,③決定濟南樓間距的大小。冬至日,全球正午太陽高度自南回歸線向南北兩側遞減。正午太陽高度的變化規律(1)緯度變化。方法突破(2)季節變化。實踐應用應用體驗C[2024·廣東湛江期末]下圖是甲、乙兩地某日太陽高度變化圖,其中甲地位于30°N。讀圖,完成1~2題。1.乙地地理坐標為(

)A.(0°,30°E) B.(10°N,150°W)C.(10°S,30°E) D.(10°N,150°E)2.甲、乙兩地(

)A.晝長不可能相等B.一天中太陽高度同時達到最大C.該日甲地晝更長D.該日太陽東南升、西南落C黑龍江省佳木斯市的撫遠(48°N,134°E),是我國最東端的縣級市。2023年6月21日凌晨3:00(北京時間)左右,來此觀光的游客迎來了我國第一縷陽光。下圖為正午太陽高度變化及正午太陽方位示意。據此完成3~4題。3.圖中反映撫遠正午太陽高度變化規律的是(

)A.① B.②

C.③ D.④4.圖中①地位于(

)A.赤道

B.南回歸線C.北回歸線 D.南北回歸線之間CA《城市居住區規劃設計標準》中指出住宅建筑的間距應符合相關規定,如Ⅴ、Ⅵ氣候區冬至日日照時數不應低于1小時,對特定情況,還應符合下列規定:老年人居住建筑日照標準不應低于冬至日日照時數2小時;在原設計建筑外增加任何設施不應使相鄰住宅原有日照標準降低,既有住宅建筑進行無障礙改造加裝電梯除外;舊區改建項目內新建住宅建筑日照標準不應低于大寒日日照時數1小時。情境探究探究點二正午太陽高度的應用(2)我國制定的《城市居住區規劃設計標準》中某些建筑氣候區對住宅接受日照時間的最低標準,為什么要以冬至日來衡量?(3)在北京購買商品住宅時,如果想驗證開發商關于“全年都可見到陽光”的銷售宣傳語的真實性,我們應選擇在什么時間去看房?結合材料探究:(1)在我國的大部分地區,樓高一定的情況下,室內的采光狀況與樓間距有何關系?提示我國大部分地區都位于北回歸線以北,樓高一定的情況下南北方向上的樓間距越小,室內的采光時間越短;反之則越長。提示冬至日時我國各地的正午太陽高度達到一年中的最小值。

提示選擇在冬至日前后去看房。

正午太陽高度的應用(1)確定地方時。某地太陽高度達到一天中的最大值時,此時日影最短,當地的地方時是12時。(2)確定房屋的朝向。北回歸線以北地區,正午太陽位于南方,房屋朝南;南回歸線以南地區,正午太陽位于北方,房屋朝北。(3)判斷日影長短及方向。正午太陽高度越大,正午日影越短;正午太陽高度越小,正午日影越長,且日影方向背向太陽。方法突破(4)太陽能熱水器的安裝。太陽能熱水器的集熱板要根據正午太陽高度的季節變化而調整角度,集熱板與地面之間的夾角應等于當天正午太陽高度的余角,如下圖所示,α+H=90°時效果最佳。在集熱板(真空管)的傾角α與正午太陽高度H互余的情況下,太陽能熱水器的熱能利用率最高。為了更有效地利用太陽能,從理論上講集熱板的傾角α應隨季節的變化進行調節。(5)室內采光。一般情況下,正午太陽高度越大,照射到房間里的面積越小,即夏季照射面積小,冬季照射面積大。北回歸線以北的地區,太陽光線正午從南窗射入;南回歸線以南的地區,太陽光線正午從北窗射入。(6)確定地理緯度。根據正午太陽高度計算公式可計算出當地地理緯度。(7)推算樓間距。緯度較低的地區,樓間距較小;緯度較高的地區,樓間距較大。如下圖所示,我國某地,南樓高度為h,該地冬至日正午太陽高度為H,則最小樓間距L=h·cotH。1正午太陽方位(1)太陽直射點以北地區,正午時太陽位于觀測地的正南方;太陽直射點以南地區,正午時太陽位于觀測地的正北方。極晝、極夜地區除外。(2)太陽直射點所在緯線,正午時太陽位于觀測地的正上方。2正午日影朝向及長短變化(1)正午日影朝向取決于太陽直射點的位置。太陽直射點以北地區,日影朝北;太陽直射點以南地區,日影朝南。(2)正午日影長度由太陽直射點向南北兩側遞增。(3)太陽直射點處,正午日影與物體本身重合。(4)利用正午太陽高度計算垂直物體的正午日影長度公式:影長=物體長度×cotH(H為當地正午太陽高度)。實踐應用武漢(30°N)某同學對傳統的太陽能熱水器進行改造(如圖),將太陽能熱水器集熱板裝在一個大玻璃箱里,并將熱水器的支架改造成活動形式。據此完成1~2題。1.冬至日正午,為使熱水器受熱最多,需調節活動支架,使熱水器集熱板與地面的夾角為(

)A.23.5° B.36.5° C.53.5° D.66.5°2.為了充分利用太陽能,盡可能使一年內正午太陽光線與集熱板保持垂直,集熱板與地面夾角的調整幅度為(

)A.23.5° B.30° C.47° D.60°應用體驗CC解析第1題,冬至日正午,太陽直射南回歸線,根據正午太陽高度公式,計算武漢的正午太陽高度是36.5°。正午太陽高度和集熱板與地面的夾角互余,所以,熱水器集熱板與地面的夾角為53.5°。故選C。第2題,30°N的地方,冬至日,集熱板與地面的夾角最大,為53.5°;夏至日,根據正午太陽高度公式可得武漢的正午太陽高度為83.5°,集熱板與地面的夾角最小,為6.5°。故一年中集熱板與地面夾角的調整幅度為53.5°-6.5°=47°。故選C。我國某公司高管于2024年2月26日10:00趕到公司辦公樓前,準備參加約2個小時的緊急會議。下圖為此時公司露天停車場空余車位和太陽光照狀況。讀圖,完成3~4題。3.此時刻在該城市,下列地理現象最可信的是(

)A.辦公樓影子將會逐漸變長B.太陽位于東南方天空C.一天中辦公樓影子最短D.一天中氣溫最高B4.如圖所示,會議結束時最有可能被太陽照射到的車位是(

)A.①車位

B.②車位

C.③車位

D.④車位D解析第3題,圖中辦公樓影子朝向西北方,表明太陽位于東南方天空,B正確;此日太陽直射南半球,該公司正午太陽應位于正南方向,此時太陽位于東南方向,時間應為上午,表明太陽將繼續升高,辦公樓的影子將會變短,A錯誤;當地一天中日影最短的時刻(正午),日影應指向正北,而此時影子指向西北,C錯誤;一天中氣溫最高的時刻應是地方時14時前后,而此時當地處于上午,D錯誤。第4題,圖中顯示影子與正北的夾角為45°,隨著太陽方位的變化,正午以前,影子大約以15°/時向正北靠近,2小時后會議結束時,影子大約在北偏西15°,辦公樓西側偏南的車位先被太陽照射,故④車位比③車位更有被太陽照射的可能,D正確,C錯誤;①②車位在辦公樓北側,還在陰影之中,沒有被太陽照射,A、B錯誤。[2024·安徽宣城高二期末]某開發商分別在北京(約40°N)和宣城(約31°N)開發了兩個樓盤。兩地均設計了朝向和樓高相同的戶型,下