高中地理 正午太阳高度角的计算及应用练习 新人教版

高频考点正午太阳高度角的计算及应用

作为地球运动的结果，正午太阳高度角的变化深刻影响着人类的生产、生活。正午太阳高度的

计算与应用，是高考考查的重点内容，这部分内容很容易和我们人类的生产生活相联系，从而取材

于我们的生产生活，考查考生运用地理知识分析解决实际问题的能力，体现高考命题方向——

以能力立意，培养学生的创新思维能力。

●锦囊宝典

1.正午太阳高度的考查涉及以下几方面。

（1）规律：从直射点所在纬线向南北两侧递减；离直射点距离越近（纬度差越小），正午太阳高度

越大。

（2）最值：直射北回归线，北回归线以北地区达一年中最大值，整个南半球达一年中最小值；相

反，直射南回归线时，南回归线以南地区达一年中最大值；整个北半球达一年中最小值。

（3）计算公式：H=90°-｜φ-

δ｜，（H表示某日所求地正午太阳高度，φ表示当地纬度，δ表示直射点纬度。如果所求地与直射点

在同一半球，δ取正值；如果所求地与直射点在不同半球，δ取负值）此外，两点间的正午太阳高度差

等于两点间的纬度差。

（4）影子的长短变化与方向：正午太阳高度角变大，影子变短；方向由太阳的位置确定。

（5）地方时：一天之中太阳高度最大时地方时为12时。

（6）楼间距离要抓住正午太阳高度角大小。

2.正午太阳高度的应用已成为高考的热点，应从以下方面突破本难点：

（1）列为高考重点反复训练讲解。

（2）抓住规律，图形结合。

（3）研究高考试题，联系生产、生活实际。

●难点磁场

图3—

1表示某地正午太阳高度和月降水量的变化。读图

回答1～2题。

1.★★★★★该地纬度可能为（）

A.90°N～23°26′N之间

B.90°S～23°26′S之间

C.22°N或22°S

D.40°30′N或40°30′S

2.★★★★★该地气温及降水特征是（）

A.终年高温多雨

B.夏热少雨，冬温多雨

C.冬温少雨，夏热多雨

D.夏热多雨，冬季寒冷干燥

3.★★★★★如图3—

2所示的日期，下列地点：北京（39°54′N），新加坡（1°N），汕头（23°26′N），海口（20°N），正

午太阳高度角从大到小排列正确的是（）

A.新加坡、海口、汕头、北京

B.北京、汕头、海口、新加坡

C.汕头、海口、北京、新加坡

D.汕头、海口、新加坡、北京

近年来，我国房地产业发展迅速，越来越多

的居民乔迁新居，居住条件和环境显著改善。请

读图3—3，运用以下公式回答4～5题。

①某地正午太阳高度的大小：

H=90°-｜φ-δ｜

式中H为正午太阳高度；φ为当地纬度，取正

值；δ为太阳直射点的纬度，当地夏半年取正值，

冬半年取负值。

②tan 35°≈0.7tan 45°=1tan

60°≈1.732

4.★★★★★房地产开发商在某城市（北纬30度）建造了两幢商品住宅楼（图3—

3），某个居民买到了北楼一层的一套房子，于春节前住进后发现正午前后太阳光线被南楼挡住，请

问房子一年中正午太阳光线被南楼挡住的时间大约是（）

A.1个月

B.3个月

C.6个月

D.9个月

5.★★★★★为使北楼所有朝南房屋在正午时终年都能被太阳照射，那么在两幢楼间距不变

的情况下，南楼的高度最高约为（）

A.20米

B.30米

C.40米

D.50米

6.★★★★北纬38°一开阔平地上，在楼高为H的楼房北面盖新楼，欲使新楼底层全年太阳光

线不被遮挡，两楼距离不小于（1999年广东卷）（）

A.Htan(90°-38°)

B.Htan(90°-38°-23.5°)

C.Hcot(90°-38°)

D.Hcot(90°-38°-23.5°)

●案例探究

［案例1］某校所在地（120°E，40°N）安置一台太阳能热水器，为了获得最多的太阳光热，提高

利用效率，需要根据太阳高度的变化随季节调整其支架倾角，下列四幅日照图中与热水器安置方式

搭配不合理的是

命题意图：本题主要考查太阳高度角在生产生活实践中的应用，考查学生应用地理知识分析问

题、解决问题的能力，很好地体现了高考命题趋向，突出对学生能力的考查。

知识依托：晨昏线的特点与节气的判断，地球自转的方向，正午太阳高度的计算，太阳辐射强度等知识为依托。

错解分析：本题涉及知识点较多，错误可能出现在晨昏线的特点与日期的判断错误，也可能是忽视了地球自转方向，也有可能不知道正午太阳高度角具体指图中的哪一个角，再者也有可能对正午太阳高度角的计算公式的要求不熟悉，出现计算错误等。

解题方法与技巧：这是一道典型的知识综合应用题，首先根据图中地球自转的方向和晨昏线特点，判断四个图所对应日期（A 图为夏至日，B 图为冬至日，C 和D 图为春分日或秋分日），然后根据正午太阳高度的计算公式H=90°-｜φ-δ｜可计算出H 1=73°26′，H 2=26°34′，H 3=H 4=50°。

最后根据支架的倾角和正午太阳高度角应该互为余角时，搭配合理，推出只有D 项不合理。答案：D

［案例2］如图3—

5所示，位于北纬36°34′的某疗养院，计算在一幢20米高的楼房北面新建一幢楼房。因为疗养的需要，要求高楼的每一层一年四季都能晒到太阳。

（1）新楼至少要距原楼多少米？

（2）若黄赤交角变为23°34′，两楼之间的距离将应如何变化，才能保证各楼层均有较好的采光？

命题意图：本题主要考查正午太阳高度角的应用，并同时考查学生应用地理知识分析解决实际问题的能力和计算能力。

知识依托：正午太阳高度的变化规律和计算公式。

错解分析：本题是应用题，错误可能出在对题意分析不透，也可能是对公式中的δ（太阳直射点的纬度）符号取正号还是取负号把握不准，还可能计算出问题。

解题方法与技巧：根据题意因疗养院位于北纬36°34′，当太阳直射南回归线时北半球正午太阳高度角达一年中最小值，若此时该楼的一层能被太阳照射的话，则各楼层都能被阳光照射，求出此时的正午太阳高度角H=90°-｜φ-δ｜（代入φ=36°34′,δ=-23°26′）即H=30°。根据三角函数关系，两楼间最小距离应为x=20cot 30°,x=34.7

m 。若黄赤交角变为23°34′，比原来变大，则此时北纬36°34′的正午太阳高度角H ′=90°-｜φ-δ′｜,H ′=29°52′变小，但x=20cot

29°52′在（0°～90°）为减函数，故两楼间距应增大。做题过程画直角三角形来理解题意更直接。

答案：（1）34.7 m （2）间隔应增大●歼灭难点训练1.★★★★某学校地理兴趣小组外出考察，如图3—

6，在a 地正午太阳高度最大时，用测角器测当地的地理纬度，此时学生手表指针为18时20分（北京时间），a 的地理位置坐标为（ ）

A.21°E ，36°34′S

B.25°E ，53°26′N

C.21°E ，53°26′S

D.25°E ，36°34′N 洛阳（112°E ，350°N ）一学生对太阳能热水器进行了改造（如图3—

7），把热水器装在一个大玻璃箱中，并将支架改造成活动方式。据此回答2～4题

。

2.★★★★9月23日，为使热水器有最好的效果，调节支架使热水器吸热面与地面的夹角为（ ）

A.23°26′

B.35°

C.66°34′

D.55°3.★★★★下列地区中，使用太阳能热水器效果最好的是（ ）A.海口 B.重庆 C.拉萨

D.吐鲁番

4.★★★★★当热水器的吸热面与地面夹角调节到最大值时（ ）A.南太平洋漂浮的冰山较多 B.松花江正值第一次汛期

C.黄土高原上流水的侵蚀作用最为强烈

D.澳大利亚农田中的小麦开始返青

5.★★★★★图3—

8中四条曲线分别表示A 、B 、C 、D 四地，6月22日太阳高度的全天变化情况，据此判断下列各选项中，对四地纬度位置的说法与图示情况相符合的是（

）

①A.23°26′N B.46°52′N C.66°34′N D.90°N ②A.90°N B.66°34′N

C.23°26′N

D.0°

③A.0°

B.23°26′N

C.90°N

D.66°34′N