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第四讲地球的公转及其地理意义（二）——正午太阳高度的变化、四季与五带教学指导意见1.结合相关示意图,说出地球运动的基本特征;2.结合实例,说明地球运动的地理意义。微专题突破微专题一正午太阳高度的变化规律微专题二正午太阳高度的计算与应用微专题三地球上的四季和五带微专题一正午太阳高度的变化规律 图说地理1.太阳高度:太阳相对于地平面的高度角,最大值是①90°。2.正午太阳高度:当地地方时为②12时的太阳高度。3.正午太阳高度的纬度变化规律正午太阳高度从太阳③直射点所在纬度向南北两侧递减。 二分二至日太阳高度分布示意图(1)夏至日:正午太阳高度由④北回归线向南北两侧递减,如图中⑤c折线所示。(2)冬至日:正午太阳高度由⑥南回归线向南北两侧递减,如图中⑦a折线所示。(3)春秋分日:正午太阳高度由⑧赤道向南北两侧递减,如图中⑨b折线所示。4.正午太阳高度的季节变化规律北半球节气达最大值的地区达最小值的地区夏至日 北回归线及其以北各纬度 南半球各纬度冬至日 南回归线及其以南各纬度 北半球各纬度春、秋分日赤道南北两极点②地球上,同一纬线上正午太阳高度相等,直射点所在纬度上的正午太阳高度最大(90°)。正午太阳高度的变化规律(1)纬度变化规律①同一时刻,由太阳直射点所在纬度向南北两侧递减。素能提升(2)季节变化规律:同一地点,正午太阳高度随着季节变化发生有规律的变化。其数值具有“来增去减”的特点,即若直射点向本地所在纬线移来,则正午太阳高度增大,移去则减小。如下图所示:地区最大值最小值北回归线及其以北地区一次最大值(6月22日前后)一次最小值(12月22日前后)南回归线及其以南地区一次最大值(12月22日前后)一次最小值(6月22日前后)南北回归线之间(除赤道外)两次最大(太阳直射时最大)一次最小(南半球出现在6月22日前后,北半球出现在12月22日前后)赤道两次最大(3月21日前后和9月23日前后)两次最小(6月22日前后和12月22日前后)正午太阳高度的周年变化规律各纬度变化具体如下: 特别提示正午太阳高度的年变化幅度在南北回归线之间的地区,其正午太阳高度的年变化幅度ΔH=23°26‘+Φ(Φ为当地纬度);在回归线与极圈之间的地区,其正午太阳高度的年变化幅度恒为46°52’;从极圈到极点之间的地区,其正午太阳高度的年变化幅度从46°52‘逐渐降低至23°26’。2015年某日出现了日食现象,在四幅日照图中,深色阴影为夜半球,浅色阴影为当时可观测到日食的地区范围。读图,回答下面两题。1.发生日食的这天,在图中所示四地中,正午太阳高度角最大的是(A)A.甲B.乙C.丙D.丁解析本题考查地球运动的地理意义。据图分析,此时晨昏线大致经过南北极点,太阳直射点位于赤道附近,甲地离赤道最近,正午太阳高度角最大,A项正确。2.在上图所示四地中,观测者正朝西南方向观测日食的是 (D)A.甲B.乙C.丙D.丁解析本题考查地球运动的地理意义。观察者朝西南方向观测日食,说明此时太阳位于西南方位,为下午时段。由图可知,甲、乙两地位于晨线附近;丙地处于正午;丁地位于下午时段,太阳位于其西南方向,可向西南方向观测日食。D项正确。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。据此完成下题。3.某天的下午1点20分,太阳直射小明头顶。此时他可能位于 (A)A.23°N,100°EB.23°N,120°EC.24°N,100°ED.24°N,120°E解析本题考查地球运动知识。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。微专题二正午太阳高度的计算与应用 1.正午太阳高度的计算公式:H=90°-两点纬度差。“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,即若两点同在北(南)半球,则两点纬度“大数减小数”;若两点分属南北不同半球,则两点纬度数相加。如下图所示:素能提升当太阳直射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‘。 特别提醒在南(北)极圈有极昼现象出现时,南(北)极点的太阳高度无日变化,其太阳高度的大小等于太阳直射点的纬度。2.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)确定房屋的朝向房屋的朝向与正午太阳所在位置有关。在北回归线以北地区,正午太阳位于正南方,房屋朝南;在南回归线以南地区,正午太阳位于正北方,房屋朝北。(3)确定当地的地理纬度当太阳直射点位置一定时,两地纬度相差多少度,正午太阳高度就相差多少度。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,物体的影子最短,长度为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)。(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=h×cotH。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(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。 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。典题精练1.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 (D)A.春、秋分日P=0B.夏至日P=1C.全年P1D.冬至日P1解析本题考查正午太阳高度的计算及影响。可利用右图分析(图中H为塔高、L为正午高塔影长、α为正午太阳高度),依图可知P=L/H;再结合数学知识可知,当α=45°时,P=1,当α45°时,P1,当α45°时,P1。再利用α=90°-某地与太阳直射点间纬度间隔的正午太阳高度计算公式,可知北回归线上:夏至日α=90°,则P=0;冬至日α45°,则P1;春、秋分日α45°,则P1。故D选项正确。福建某中学研究性学习小组,设计了可调节窗户遮阳板,实现教室良好的遮阳与采光。下图示意遮阳板设计原理,据此回答下面两题。2.遮阳板收起,室内正午太阳光照面积达一年最大值时 (D)A.全球昼夜平分B.北半球为夏季C.太阳直射20°SD.南极圈以南地区极昼解析本题以窗户遮阳板设计原理示意图为背景材料,考查正午太阳高度变化规律的相关知识。位于北半球的福建夏季应将遮阳板放下,避免因强光照射导致室内温度太高,冬季收起遮阳板,让尽可能多的光线进入教室,以改善教室热量和采光条件。因此室内正午太阳光照面积达一年最大值时,是正午太阳高度最小的北半球冬至日,此时南极圈以南地区为极昼。故选D。3.济南某中学生借鉴这一设计,若两地窗户大小形状相同,则应做的调整是 (A)①安装高度不变,加长遮阳板②安装高度不变,缩短遮阳板③遮阳板长度不变,降低安装高度④遮阳板长度不变,升高安装高度A.①③B.①④C.②③D.②④解析济南纬度比福建高,冬、夏至日时正午太阳高度均比福建小,因此为了达到和福建一样的效果,济南可以通过降低遮阳板安装高度或加长遮阳板来实现。故选A。如下图:(以夏季放下遮阳板为例) 微专题三地球上的四季和五带 图说地理1.形成原因:①昼夜长短和正午太阳高度的季节变化,导致②太阳辐射随季节有规律地变化。2.天文四季 :::夏季一年内白昼最长、太阳高度最大的季节冬季一年内白昼最短、太阳高度最小的季节春、秋季节冬夏两季的过渡季节3.北温带国家的四季:3、4、5月为春季,夏、秋、冬季以此类推。4.五带的划分 ::界线③ 回归线和 极圈五带南北寒带、南北温带、热带1.地球运动中关于季节判断的依据北半球冬季(1月)北半球夏季(7月)地球公转规律位于近日点附近,公转速度快位于远日点附近,公转速度慢直射点位置太阳直射南半球,向赤道方向移动太阳直射北半球,向赤道方向移动昼夜长短变化冬至日,北半球昼最短,夜最长夏至日,北半球昼最长,夜最短素能提升正午太阳高度冬至日,由南回归线向南北两侧递减;南回归线及其以南地区达一年中最大值,物影最短夏至日,由北回归线向南北两侧递减;北回归线及其以北地区达一年中最大值,物影最短太阳升落方位东南升西南落(极夜区域除外)东北升西北落(极昼区域除外)日出、日落时间北半球各地日出时间晚于6点,日落时间早于18点北半球各地日出时间早于6点,日落时间晚于18点2.其他判断季节的依据判断季节的依据,除地球运动相关规律外,还有气温和气压、季风、天气和气候、洋流和水文特征、山地植被和雪线变化、农事活动和极地考察等。 规律总结四季更替最明显的是温带;热带地区有阳光直射现象,长夏无冬,四季更替不明显;寒带地区有极昼极夜现象,长冬无夏,四季更替不明显。 某日,小明在互联网上看到世界各地好友当天发来的信息:甲:温暖的海风夹着即将到来的夏天的味道扑面而来。乙:冬季临近,金黄的落叶铺满了一地。丙:又一次入秋失败了,这还是我四季分明的家乡吗?丁:又是黑夜漫长的季节,向北望去,小城上空的极光如彩色帷幕般挂在夜空。据此完成下面两题。典题精练1.(2017课标Ⅲ,10,4分)以上四人所在地从北到南的排列顺序是(B)A.甲乙丙丁B.丁乙丙甲C.丁丙甲乙D.甲丙乙丁解析本题考查地球运动及四季。据丁发的信息可知丁位于北极地区且北半球昼短夜长,此时太阳直射点位于南半球。甲所在地即将迎来夏天,应位于南半球;乙所在地冬季临近,应该是北半球四季分明的温带地区;丙所在地秋季临近,说明纬度比乙所在地低,B项正确。2.(2017课标Ⅲ,11,4分)当天可能是 (D)A.4月28日B.6月28日C.9月2日D.11月2日解析由上题分析可知,此时太阳直射南半球,A、B项错误;北温带地区冬季临近,C项错误,D项正确。