人教版地理選擇性必修1 第一章 地球的運動第3課時　地球公轉的地理意義(二)-正午太陽高度的變化和

第3課時地球公轉的地理意義(二)——正午太陽高度的變化和

四季五帶的劃分課標要求結合實例，說明地球運動的地理意義。素養(yǎng)解讀1.結合相關圖示，運用綜合思維理解正午太陽高度的變化規(guī)律及四季、五帶的劃分依據(jù)。2.根據(jù)日常觀察，掌握正午太陽高度的年變化特點、四季的更替特征，提高地理實踐力。3.根據(jù)相關資料，運用綜合思維理解正午太陽高度的變化在生產、生活中的應用。逐點探究(一)正午太陽高度的變化

[必備基礎]1．太陽高度(1)概念：是太陽高度角的簡稱，如圖，是太陽光線與_______的交角，即太陽在當?shù)氐腳____。(2)特點：在太陽_______上，太陽高度是90°；在_______上，太陽高度是0°。地平面仰角直射點晨昏線2．正午太陽高度：一日內_____的太陽高度，反映太陽輻射的_____。3．正午太陽高度的空間(緯度)變化規(guī)律——由太陽直射點所在緯線向南、北兩側遞減最大強弱(1)夏至日：正午太陽高度由__________向南北兩側遞減，如圖中____折線所示。(2)冬至日：正午太陽高度由__________向南北兩側遞減，如圖中____折線所示。(3)春、秋分日：正午太陽高度由______向南北兩側遞減，如圖中____折線所示。(4)由上述可歸納出，正午太陽高度從太陽_______所在緯度向南北兩側遞減。北回歸線南回歸線赤道直射點cab節(jié)氣最大值地區(qū)最小值地區(qū)夏至北回歸線及其以北地區(qū)南半球冬至南回歸線及其以南地區(qū)北半球春分、秋分赤道極點4．正午太陽高度的時間(季節(jié))變化規(guī)律(以北半球為例)[微點撥]

(1)若某地太陽高度為90°，則說明此時的該地地方時為正午12時，該地點為太陽直射點。(2)當某地的正午太陽高度達到一年中最大時，并不一定是該地晝最長的時候。北回歸線及其以北地區(qū)一年有一次最大值(6月22日前后)，一次最小值(12月22日前后)南回歸線及其以南地區(qū)一年有一次最大值(12月22日前后)，一次最小值(6月22日前后)南、北回歸線之間(除赤道外)一年有兩次最大值(太陽直射時最大)，一次最小值(南半球出現(xiàn)在6月22日前后，北半球出現(xiàn)在12月22日前后)[關鍵能力]1．正午太陽高度的變化規(guī)律(1)正午太陽高度的季節(jié)變化規(guī)律赤道地區(qū)一年有兩次最大值(春分、秋分)，兩次最小值(夏至、冬至)遞變規(guī)律來增去減(直射點向本地所在緯線移來，則正午太陽高度增大，移去則減小)續(xù)表南、北回歸線之間緯度越高，正午太陽高度變化幅度越大(由23°26′增大至46°52′)，赤道上為23°26′，回歸線上為46°52′回歸線至極圈之間各緯度正午太陽高度變化幅度相同(均為46°52′)極圈以內地區(qū)緯度越高，正午太陽高度變化幅度越小(由46°52′減小至23°26′)，極圈上為46°52′，極點上為23°26′(2)正午太陽高度的年變化規(guī)律(3)正午太陽高度的變化幅度①赤道地區(qū)和南、北兩極地區(qū)的年正午太陽高度最大差值均為23°26′。②0°到南、北緯23°26′之間的地區(qū)(或熱帶地區(qū))，年正午太陽高度最大差值從23°26′增大到46°52′。③南、北緯23°26′到南、北緯66°34′之間的地區(qū)(或南北溫帶)，年正午太陽高度最大差值均為46°52′。④南、北緯66°34′至極點之間的地區(qū)(或南北寒帶)，年正午太陽高度最大差值從46°52′減小到23°26′。2．正午太陽高度的計算方法公式：H＝90°－兩點緯度差。說明：“兩點”指觀測點、太陽直射點。若兩點同在北(南)半球，兩點緯度差為大數(shù)減去小數(shù)；若兩點分屬于南北半球，兩點緯度差為兩點的緯度之和。如下圖所示：當太陽直射B點(10°N)時，A點(40°N)正午太陽高度是：HA＝90°－AB緯度差＝90°－(40°－10°)＝60°。當太陽直射B點(10°N)時，C點(23°26′S)正午太陽高度是：HC＝90°－BC緯度差＝90°－(10°＋23°26′)＝56°34′。3．正午太陽高度的應用(1)確定地方時當某地太陽高度達一天中的最大值時，此時日影最短，當?shù)氐牡胤綍r是12時。(2)確定房屋的朝向在北回歸線以北地區(qū)，正午太陽位于南方，房屋朝南；在南回歸線以南地區(qū)，正午太陽位于北方，房屋朝北(3)判斷日影長短及方向(4)推斷樓間距一般來說，緯度較低的地區(qū)，樓間距較??；緯度較高的地區(qū)，樓間距較大。為了保證一樓全年都有陽光照射，北回歸線以北地區(qū)建造樓房時，兩樓之間的最短距離應大于L＝h·cotH(H：冬至日正午太陽高度)。(5)確定太陽能熱水器集熱板的安裝角度和不同季節(jié)的調節(jié)角度①太陽能熱水器集熱板與地面的夾角：為了最大限度地利用太陽能資源，太陽能集熱板與地面之間的夾角(α)最好等于該地與太陽直射點所在地的緯度差，或者說和當天正午太陽高度角(H)互余，如圖：南、北回歸線之間的地區(qū)年變化幅度ΔH＝23°26′＋當?shù)鼐暥然貧w線與極圈之間的地區(qū)年變化幅度恒為46°52′極圈到極點之間的地區(qū)年變化幅度從46°52′逐漸降低到23°26′②一年內調整的幅度：正午太陽高度的變化幅度[學科素養(yǎng)]2004年，住在合肥市中心司法廳宿舍樓的老干部們發(fā)現(xiàn)，安徽某房地產有限公司打算在30米遠處建一棟31層的高樓，這樓一旦建成，身為近鄰的老人們幾乎就要“不見天日”了。趁著高層還未動工，20位老人聯(lián)名向合肥市規(guī)劃委員會請求重新規(guī)劃。經(jīng)過居民反映、專家測算、規(guī)劃局論證，結合《中華人民共和國國家標準城市居住區(qū)規(guī)劃》中“大城市住宅日照標準為大寒日≥2小時，冬至日≥1小時，老年人居住的建筑不應低于冬至日日照2小時”的要求，合肥市規(guī)劃委員會最終撤銷了這一尚未破土動工的項目。[思考探究]1．在我國的大部分地區(qū)，樓高一定的情況下，室內的采光狀況與樓間距有何關系？2．我國制定的《中華人民共和國國家標準城市居住區(qū)規(guī)劃》中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(fā)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？提示：我國大部分地區(qū)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：選擇在冬至前后去看房。[訓練評價]

下圖為甲、乙兩地10～12月正午太陽高度折線圖。讀圖完成1～2題。1．有關甲、乙兩地位置的描述，圖示時期正確的是

(

)A．甲地位于北半球溫帶

B．乙地位于南半球溫帶C．甲地位于南半球熱帶

D．乙地位于北半球熱帶2．圖示時期

(

)A．甲地正午太陽高度不斷減小B．兩地正午太陽高度之差先減后增C．兩地白晝長度差值先增后減D．乙地白晝時長先縮短后延長解析：第1題，據(jù)題干知，該圖為10～12月正午太陽高度變化圖，該時期為太陽直射南半球且向南移動時期，據(jù)圖可知，乙地正午太陽高度有最大90°，說明乙地位于赤道和南回歸線之間，為南半球熱帶地區(qū)，B、D均錯誤；甲地該期間正午太陽高度一直減小，至冬至日為最小，后開始變大，可判斷甲位于北半球溫帶，A正確，C錯。第2題，據(jù)圖可知，甲地正午太陽高度先減小后增大，A錯誤；兩地正午太陽高度之差先增后減，B錯誤；兩地白晝長度差值先增后減，C正確；乙地白晝時長先延長后縮短，D錯誤。答案：1.A

2.C

太陽能是目前世界上可開發(fā)的最大能源，可以源源不斷地加以利用，是最清潔的能源之一，太陽能熱水器就是目前人們常見的利用方式之一。下圖為龍巖市(約25°N)太陽能熱水器安裝示意圖，據(jù)材料和圖完成3～4題。3．龍巖市冬至日的正午太陽高度是

(

)A．18°34′

B．23°26′C．48°26′

D．41°34′4．從冬至到夏至，龍巖市居民為使太陽能熱水器達到最佳集熱效果，滑動支架應

(

)A．先升后降

B．先降后升C．不斷升高

D．不斷降低解析：第3題，冬至日太陽直射23°26′S。據(jù)材料可知龍巖市的緯度約25°N，據(jù)正午太陽高度的計算公式：H＝90°－緯度差＝90°－(23°26′＋25°)＝41°34′。第4題，據(jù)圖可知，集熱板的傾角與正午太陽高度角互余。結合正午太陽高度的計算公式可推出傾角等于緯度差。因此從冬至到夏至，緯度差越來越小，因此龍巖市居民為使太陽能熱水器達到最佳集熱效果，滑動支架應不斷降低。答案：3.D

4.D5．閱讀材料，回答問題。海口市(110°E,20°N)某學校地理興趣小組在平地上利用立竿測影的方法，完成下列四項探究任務：確定當?shù)卣鐣r的北京時間；觀測竿影長度及方向的日變化和年變化；觀測太陽高度角的日變化和年變化；計算可調節(jié)式太陽能集熱板在不同時間與地面的夾角度數(shù)。右圖示意該小組繪制的連續(xù)一年的竿影長度及朝向變化。(1)興趣小組觀測到竿影位于正北時，北京時間為________。(2)12月22日即將日落時，立竿影子朝向______方位。(3)圖中反映6月22日竿影長度的點是______，④處的竿影長度大致反映的是________日(填節(jié)氣)。(4)興趣小組于5月26日第一次觀察到該地立竿無影的現(xiàn)象，則下一次觀測到立竿無影的日期大約是________前后。(5)太陽能熱水器集熱板與地面的夾角可調節(jié)。為使集熱效率達到最高，應保持正午太陽光與集熱板垂直，若當?shù)氐恼缣柛叨葹镠，則集熱板與地面的夾角應為90°－H，如下圖所示。12月22日，該地可調節(jié)式太陽能集熱板與地面的夾角度數(shù)為_________。解析：第(1)題，興趣小組觀測到竿影位于正北時，當?shù)氐牡胤綍r為12時，經(jīng)計算可得，此時北京時間為12：40。第(2)題，12月22日，太陽直射點位于南回歸線上，海口當?shù)厝粘鰱|南，日落西南。所以即將日落時，立桿影子朝向東北方位。第(3)題，6月22日，太陽直射點23°26′N，?？诘木暥葹?0°N，此時正午太陽位于當?shù)氐恼狈?，竿影朝向南方。同時，該日過后太陽直射點向南移動，?？谡缣柛叨冉窍仍龃蠛鬁p小，竿影長度先變短后變長，竿影朝向逐漸由朝向南方轉為朝向北方。綜上可知，圖中反映6月22日竿影長度的點是①；圖中①表示夏至，③位置竿影最長，表示冬至，所以②表示秋分，④表示春分，④處的竿影長度大致反映的是春分日前后。第(4)題，5月26日第一次觀察到該地立竿無影的現(xiàn)象，表明5月26日太陽直射，下一次觀測到立竿無影的日期與5月26日關于夏至日對稱，大約在7月19日左右。第(5)題，12月22日，太陽直射點位于南回歸線上，?？诋?shù)卦撊盏恼缣柛叨冉菫镠＝90°－(23°26′＋20°)，集熱板與地面的夾角應為90°－H，所以該地可調節(jié)式太陽能集熱板與地面的夾角度數(shù)為43°26′。答案：(1)12時40分(2)東北(3)①春分(4)7月19日(前后誤差不超過兩天即可)

(5)43°26′逐點探究(二)四季與五帶的劃分

[必備基礎]

1．四季更替(1)成因類型天文四季氣候四季(北溫帶)范圍春季過渡季節(jié)3、4、5月夏季白晝_____、正午太陽高度_____的季節(jié)6、7、8月秋季過渡季節(jié)9、10、11月冬季白晝_____、正午太陽高度_____的季節(jié)12、1、2月(2)劃分最長最高最短最低2．五帶劃分(1)劃分依據(jù)：太陽輻射從低緯度向高緯度呈有規(guī)律遞減。(2)五帶的劃分[微點撥](1)四季和五帶都是描述太陽輻射熱量在地球上的分布，但是四季描述的是熱量在時間上的分布規(guī)律，五帶描述的是熱量在空間上的分布規(guī)律。(2)四季更替最明顯的是溫帶；熱帶地區(qū)有陽光直射現(xiàn)象，長夏無冬；寒帶地區(qū)有極晝極夜現(xiàn)象，長冬無夏，四季更替不明顯。[學科素養(yǎng)]“天地有大美而不言，四時有明法而不議，萬物有成理而不說?！碧斓氐拇竺馈⑺臅r的序列、萬物的枯榮，都是自然的偉力所致，非人為所能改變。西方人只有春夏秋冬，中國人卻通過觀察自然現(xiàn)象發(fā)明了二十四節(jié)氣，從驚蟄到芒種，從霜降到大雪，24個如詩如畫的名字串起了我們與眾不同的四季。[思考探究]1．分析四季的成因是什么？我國與眾不同的四季是如何劃分的？提示：四季的形成與正午太陽高度和晝夜長短的變化有關。我國的四季與歐美四季的劃分有明顯不同，是以二十四節(jié)氣為基礎劃分的。2．判斷北半球四季更替最明顯的地區(qū)在哪里？3．如今在寒冬臘月來臨之前，許多東北的老人愿意到海南三亞過冬，主要原因是什么？

提示：北半球中緯度地區(qū)正午太陽高度變化幅度最大，晝夜長短變化也

較大，且同時達到極值，獲得的太陽熱量變化最大，成為四季更替最明顯的地區(qū)。提示：海南三亞緯度較低，屬于熱帶，冬季時氣溫較高。[訓練評價]

讀五帶分布圖，完成1～2題。1．下列地區(qū)四季變化最明顯的是

(

)A．熱帶 B．北溫帶C．北寒帶

D．低緯度地區(qū)2．假設黃赤交角為30°時，則地球上

(

)A．寒帶的范圍變大

B．溫帶的范圍變大C．熱帶的范圍變小

D．寒帶的范圍變小解析：第1題，熱帶地區(qū)終年正午太陽高度大，氣溫高，全年皆夏，四季變化不明顯；位于南、北兩極地區(qū)的寒帶終年正午太陽高度小，氣溫低，全年皆冬，四季變化不明顯；只有位于中緯度地區(qū)的南、北溫帶，一年中冬、夏季正午太陽高度和晝夜長短變化大，氣溫變化大，因而季節(jié)更替最明顯。第2題，黃赤交角的大小對五帶劃分影響很大。當黃赤交角為30°時，熱帶的范圍變?yōu)閺某嗟赖侥媳本?0°。如果熱帶的緯度范圍變?yōu)槌嗟赖侥?、北?0°，那么寒帶的緯度范圍就為南、北緯60°到南、北緯90°。由此可知，黃赤交角變大，則熱帶、寒帶范圍變大，溫帶范圍變小。答案：1.B

2.A

下圖為我國北京、廣州、武漢、哈爾濱四個城市的季節(jié)分配示意圖，讀圖回答3～4題。3．圖示季節(jié)分配自上而下依次為

(

)A．北京、廣州、武漢、哈爾濱B．北京、武漢、哈爾濱、廣州C．廣州、武漢、哈爾濱、北京D．廣州、北京、哈爾濱、武漢4．下列關于季節(jié)更替的敘述錯誤的是

(

)A．低緯度地區(qū)季節(jié)更替不明顯B．中緯度地區(qū)季節(jié)更替明顯C．高緯度地區(qū)季節(jié)更替明顯D．季節(jié)更替取決于晝夜長短和正午太陽高度的季節(jié)變化解析：第3題，緯度越低的地區(qū)熱量越充足，夏季時間應越長，故夏季時間由長到短的順序為緯度由低到高的順序，結合選項可知，D項正確。第4題，低緯度地區(qū)由于接受太陽輻射較多，熱量變化較小，故季節(jié)變化不明顯，故A項正確；中緯度地區(qū)不同地區(qū)熱量差異明顯，季節(jié)性較強，故B項正確；高緯度地區(qū)接受太陽輻射較少，溫度較低，季節(jié)變化不明顯，故C項錯誤；季節(jié)更替取決于晝夜長短和正午太陽高度的變化，故D項正確。故選C。答案：3.D

4.C

[體系構建][學以致用]1．暑假時，小明來到北京，參觀仰慕已久的清華大學校園，在清華大學校園中看到了古老的計時設施——日晷。他看到日晷上銘刻著“行勝于言”四字，導游介紹說這是清華人的理念，也是中國人的價值觀。日晷由晷針