课题第5讲地球公转及其地理意义第二课时正午太阳高度的时空变化变化规律及应用计划课3 时教学目标1、地球公转的基本特征；2、黄赤交角及其影响；3、昼夜长短的变化；4、正午太阳高度的变化；5、四季更替和五带教学重点1、正午太阳高度的变化规律及应用2、正午太阳高度的计算和应用教学难点1、正午太阳高度变化与分布规律2、正午太阳高度规律在生产、生活中的应用教学方法图示法读图分析法综合分析法多媒体辅助教学教学容及教学过程导入：出示思维导图，第2课时正午太阳高度的时空变化规律及其应用考点一正午太阳高度的变化规律1.正午太阳高度的空间(纬度)变化规律2.正午太阳高度的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(2018·大连联考)下图为6月22日与12月22日地球表面四地正午太阳高度。
四地自北向南排列，依次是()A.甲、乙、丙、丁B.甲、丙、丁、乙C.丁、乙、丙、甲D.甲、丙、乙、丁解析图中丙地夏至日的正午太阳高度为90°，说明丙地在23°26′N上；乙地冬至日正午太阳高度大于夏至日，且冬至日正午太阳高度接近90°，推断出乙地在0°～23°26′S之间且接近23°26′S；甲地夏至日正午太阳高度大于冬至日，且冬至日正午太阳高度很小(低于10°)，得出甲地在23°26′N以北，66°34′N以南，且距离66°34′N较近；同理推出丁地在23°26′S以南，66°34′S以北，且距离66°34′S较近。
所以四地自北向南依次为：甲、丙、乙、丁。
答案 D正午太阳高度的三点特殊规律(1)同线相等规律：同一纬线上正午太阳高度相等。
(2)对称规律：以太阳直射点所在纬线为对称轴南北对称的两条纬线，正午太阳高度相等。
(3)近大远小规律：距太阳直射点所在纬线越近，正午太阳高度越大，反之越小。
考法一正午太阳高度变化与分布规律判断1.(2014·课标Ⅱ，4)总部位于江苏徐州(约34°N，117°E)的某企业承接了甲国(下图)价值7.446亿美元的工程机械订单。
据此完成下题。
2011年6月21日，该订单的首批产品从徐州发货。
这一日，徐州与甲国首都相比()A.徐州的正午太阳高度较高B.徐州的白昼较短C.两地正午物影方向相同D.两地日出方位角相同解析本题主要考查地球运动的地理意义。
根据图文材料可知，徐州纬度约为34°N，甲国首都纬度约为10°N。
6月21日，太阳直射点位于北回归线附近，正午太阳高度大致由北回归线向南、北两侧递减。
由于徐州与北回归线的纬度差较小，故徐州的正午太阳高度较高，A项正确；此日，北半球纬度越高，昼越长，B项错误；徐州与甲国首都分别位于太阳直射纬线的两侧，故正午物影方向相反，C项错误；由于徐州与甲国首都纬度不同，故两地日出方位角不同，D项错误。
答案 A考法二正午太阳高度变化规律的应用2.(2015·上海地理，28～30)下图为甲、乙两地某日从日出到日落太阳高度角日变化示意图，其中甲地位于北半球。
据此回答(1)～(3)题。
(1)据图推测，乙地位于()A.东半球赤道上B.东半球北回归线上C.西半球赤道上D.西半球北回归线上(2)据图推测，该日应该是北半球的()A.春分日B.夏至日C.秋分日D.冬至日(3)甲、乙两地实际距离大约是()A.1万千米B.2万千米C.3万千米D.4万千米解析第(1)题，甲地位于北半球，此日甲地昼长为12小时16分，所以北半球处于夏半年，太阳直射点位于北半球。
乙地昼长恰好为12小时，乙地只能位于赤道上。
乙地正午太阳高度出现在北京时间24点，可计算乙地经度为60°W，乙地位于西半球。
C正确。
第(2)题，此日赤道上正午太阳高度为66°34′，且直射点位于北半球，可计算出太阳直射点位于北回归线。
正午太阳高度H＝90°－当地与直射点的纬度差＝90°－(0°＋x°)＝66°34′，即x＝23°26′N，故B正确。
第(3)题，夏至日时甲地昼长接近12小时，故甲地接近赤道，甲地正午太阳高度出现在北京时间12点，故甲地位于120°E上，与乙地位于同一个经线圈，两者的距离约为赤道长度(4万千米)的一半。
故B正确。
答案(1)C(2)B(3)B考点二正午太阳高度的计算和应用1.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′。
2.正午太阳高度规律在生产、生活中的应用(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)确定房屋的朝向确定房屋的朝向与正午太阳所在位置有关。
为了获得更充足的太阳光照，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)确定当地的地理纬度当太阳直射点位置一定时，可根据两地纬度差多少度，正午太阳高度就差多少度。
根据某地某日(二分二至日)正午太阳高度，可判断该地区纬度大小。
(4)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)。
(5)确定楼间距、楼高为了更好地保证各楼层都有良好的采光，楼与楼之间应当保持适当距离。
以我国为例，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为：L＝hcotH。
如下图：(6)计算太阳能热水器的安装角度为了更好地利用太阳能，应不断调整太阳能热水器与楼顶平面之间的倾角，使太阳光与集热板成直角。
集热板与地面之间的夹角(α)和当天的正午太阳高度角(H)互余，即α＋H＝90°时效果最佳。
如下图：(7)判断山地自然带在南坡和北坡的分布高度一般情况下，由于阳坡正午太阳高度大，得到的光热多，阴坡得到的太阳光热少，因此在相同高度，阳坡温度较高，阴坡温度较低，从而影响到自然带在阳坡和阴坡的分布高度。
下图为某小区甲、乙两楼的位置示意图，读图回答(1)～(2)题。
(1)若上图为南京某小区的楼房分布，为了使住宅楼一楼正午也始终有阳光照射，最好的观察日期是()A.春分日B.夏至日C.秋分日D.冬至日(2)甲楼房位于北纬21°34′，欲在乙处建一新楼，如保证乙楼房全年采光充分，甲、乙楼距X 最少应是()A.10 mB.15 mC.20 mD.25 m解析第(1)题，一年中正午都有太阳光照射，只需保证正午太阳高度最小时有太阳照射就好，南京位于北半球，冬至日正午太阳高度最小。
第(2)题，保证乙楼全年采光充分即正午太阳高度最小时(冬至日)可以采光，冬至日当地正午太阳高度＝90°－|21°34′＋23°26′|＝45°，由图可知甲楼高20 m，故甲、乙楼距X最少应是20 m。
答案(1)D(2)C这类问题，实际上是利用到太阳高度与影长的关系。
影子的位置与太阳的位置相反，影子的长度与太阳高度呈负相关。
一天中，物体影子随着太阳高度的变化，先变短，后变长，正午太阳高度是一天中太阳高度最大值时，此时物体影长最短。
一年中，正午太阳高度不断变化，正午影长也不断变化。
以北回归线以北某纬度为例，夏至日这一天影长达一年中最小值，冬至日这一天影长达一年中最大值。
考法一正午太阳高度相关计算1.(2014·课标Ⅰ，3)太阳能光热电站(下图)通过数以十万计的反光板聚焦太阳能，给高塔顶端的锅炉加热，产生蒸汽，驱动发电机发电。
据此完成下题。
若在北回归线上建一太阳能光热电站，其高塔正午影长与塔高的比值为P，则()A.春、秋分日P＝0B.夏至日P＝1C.全年P<1D.冬至日P>1解析本题考查正午太阳高度的应用。
由题干可知，塔身正午影长与塔高的比值为P，北回归线上夏至日的正午太阳高度为90°，塔身影长为0，所以P＝0；春、秋分日太阳直射赤道，北回归线上高塔正午影长不为0，P值不为0；冬至日北回归线的正午太阳高度达一年中最小值，为90°－(23°26′＋23°26′)＝90°－46°52′＝43°08′，影长大于塔高，P大于1。
答案 D2.(2015·海南地理，19)高考刚结束，小明同学到我国某省进行为期半个月的旅游。
旅游期间，小明既领略了高原风光，又穿越了高山峡谷，还参观了橡胶园。
某天下午1点20分，太阳直射小明头顶。
此时他可能位于()A.23°N，100°EB.23°N，120°EC.24°N，100°ED.24°N，120°E解析根据题干“太阳直射小明头顶”，说明该地有太阳直射现象，排除C、D项。
北京时间下午1点20分时该地地方时为正午12：00(太阳直射头顶)，通过计算得出该地经度为100°E，故A项正确。
答案 A 考法二正午太阳高度规律的应用3.(2016·江苏地理，9～10)住宅的环境设计特别关注树种的选择与布局，不同树种对光照与风有不同影响。
下图为华北某低碳社区(40°N)住宅景观设计示意图。
读图回答(1)～(2)题。
(1)仅考虑阳光与风两种因素，树种与房屋组合最好的设计是()A.①B.②C.③D.④(2)为保证冬季太阳能最佳利用效果，图中热水器安装角度合理的是()A.①B.②C.③D.④解析第(1)题，图示地区位于华北，一年中正午太阳始终位于南方。