地球运动-正午太阳高度及其变化（常考知识点）
一，日出，日落，正午，太阳的方位和物影的方位及朝向，影长
地方时与太阳的位置
北0点 北12点
西18点 东6点 西18点 东6点
南12点 南0点
北回归线以北 南回归线以南
原理：北半球夏半年--日出6点以前（南半球冬半年--日出6点以后）：东北升，西北落。（极昼区除外）如例1，2题。
北半球冬半年--日出6点以后（南半球夏半年--日出6点以前）：东南升，西南落。（极昼区除外）同一地点，一年中有两天日出，日落的方位角相同。
二分日，全球各地日出6点：东升，西落
北半球的切点，日出，日落方向为正北。南半球的切点，日出，日落方向为正南。
北半球某地 南半球某地（北半球节气）
正午太阳方位：北回归线以北，正午太阳在南方。南回归线以南，正午太阳在北方。
南北回归线之间，正午太阳有时在南，有时在北，若在北的时间长于在南的时间，为南半球。反之在北的时间短于在南的时间，为北半球。
影子朝向总是背向太阳，且太阳高度越大，影子越短。影子在地面转动角度与昼夜长短有 关。当地昼越长，影子在地面转动角度就越大。如例4题第2小题（太阳照射与影子关系的一般规律是，若太阳从正东照，影子在正西；从正南照，影子在正北；从东北照，影子在西南。只有南北极点是太阳从什么方向照来，影子就向什么方向延伸，这是因为北极点周围的任何方向都是正南，南极点周围的任何方向都是正北。北回归线以北地区正午日影朝北，夏至日(6月22日)最短，冬至日(12月22日)最长；南北回归线之间的地区正午日影可以朝北，也可以朝南，且直射时无影子。）例3题第2小题。例4题第1小题
注：一天中影子最短，或影长为0，地方时为12点。如例3题第1小题
例1.6月上旬某地约5时(地方时)日出，该地看到的日出和日落方向分别为( )
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A．正东，正西 B．东南，西南 C．东北，西北 D．东南，西北
A，日出东南方向 B、于地方时6时前日出
C、昼长较广州短 D、正午物影较春分日长
例3， 右下图中N为北极点，A、M、B位于地球表面，NP为经线，NM的球面最短距离为2553千米。读图完成1～2题。
1，若观测到M地日影最短的时刻是北京时间12时40分，则M地大致位于( )
A．66°N，110°E B．67°N，110°E
C．66°N，130°E D．67°N，130°E
2，若在M地垂直立竿，则下图中MM′所示日照竿影朝向正确的是( )
A．甲 B．乙 C．丙 D．丁
例4下图为我省平原地区某中学的操场和行道树示意图(晴天8∶00前后，东操场大部分被行道树的树荫覆盖)。完成1～2题。
为充分利用树荫遮阳，6月某日16∶00～16∶45该校某班同学上体育课的最佳场地是( )
A．① B．② C．③ D．④
下列日期中，阳光照射行道树产生的阴影在地面转动角度最大的是
A．5月1日 B．6月1日 C．7月1日 D．8月1日
二，正午太阳高度角的变化及其应用
正午太阳高度角的计算：计算公式： H=90°－直射点与所求地点纬度之差 若直射点与所求地点同在南半球或者同在北半球，两点纬度差为大数减去小数；若直射点与所求地点分属于南北不同半球，两点纬度差为两点纬度之和。
考点1，计算时间：一日中，太阳高度最大时，当地地方时为12时。进一步可求经度（如：例5），也可判断其他地方的日照情况（如：例6题）
例5，某纬度φ的正午太阳高度H＝90°－纬度差，图5示意某地北京时间18时的太阳位置。该地的经度为
A.30°E B.30°W C.60°E D.60°W
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例6，我国第四个南极科学考察站—泰山站（73°51'S，76°58'E）于2014年2月8日正式建成开站。图6示意某科考队员当日拍摄的一天太阳运动轨迹合成图。该日太阳位于图示F位置时
A泰山（36°N，117°E）旭日东升
B.东京（36°N，141°E）夕阳西斜
C.纽约（41°N，74°W）烈日当空
D.开普敦（34°S，18°E）夜色深沉
考点2，判断纬度
例7.（例5题条件）该地的纬度可能为
A.10°N B.10°S C.50°N D.50°S
考点3，判断杆长和影长的关系（比值）
注：这类题一定要看清是：杆长/影长还是影长/杆长
思路：以正午太阳高度45°为切入点。正午太阳高度等于45°比值为1.正午太阳高度大于
45°，杆长/影长大于1（影长/杆长小于1）。正午太阳高度小于45°，杆长/影长小于1（影长/杆长大于1）。结合太阳直射点的移动速度（大约每月8°）可判断比值大于1（或小于1）的时间长短。如例8题
例8，若在北回归线上建一太阳能光热电站，其高塔正午影长于塔高的比值为P，则
A春、秋分日P=0 B. 夏至日P>0 C. 全年日P<1 D. 冬至日P>1
考点4，太阳高度的日变化及速度
太阳高度角日变化示意图中，可判断的信息：日出，日落的地方时，正午太阳高度，某地的经纬度及其相关信息。如例9，10题。
例9，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。读图回答1—2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
例10下图中四曲线分别表示Ａ、Ｂ、Ｃ、Ｄ四地某日（同一天）太阳高度的变化，据图判断1—3题。
1四地纬度由高到底的排列顺序正确的是： Ａ．a、b、c、d Ｂ．d、c、b、a
Ｃ．b、a、c、d Ｄ．d、c、a、b 2．此日四地中白昼最短的是： Ａ．a Ｂ．b Ｃ．c Ｄ．d3．关于这四地的叙述正确的是： Ａ．a、b、c、d四地都位于北半球
Ｂ．a地一年有一次太阳直射 Ｃ．c地每年有半年极昼
Ｄ．d地的极昼天数大于极夜天数
太阳高度的日变化速度：正午太阳高度/半天的昼长。如例11题。
例11，某地北京时间6月22日6时左右日出，13时太阳高度角达到最大约83°。该地当天上午太阳高度角达到36°时，布宜诺斯艾利斯（西四区）的区时约为
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A．6月21日9时 B．6月21日21时 C．6月22日9时 D．6月22日21时
解析：该地日出时北京时间为6时，此时太阳高度为0°，北京时间为13时，当地太阳高度达到最大，约为83°。由此可计算出太阳高度大约每小时升高约12°。当日出3小时后，太阳高度达36°，此时北京时间为9时左右。进而推断出位于西四区的布宜诺斯艾利斯的区时约为6月21日21时。
考点5，与房间采光的关系 一般情况下，正午太阳高度角越大，照射到房间里的面积越小，即夏季照射面积小，冬季照射面积大。北回归线以北的地区，太阳光线正午从南窗射入；南回归线以南的地区，太阳光线正午从北窗射入；回归线之间的地区正午时既可能从南窗射入也可能从北窗射入。如例12题
例12，福建某中学研究性学习小组，设计了可调节窗户遮阳板，实现教师良好的遮阳与采光。下图示意遮阳板设计原理。据此回答1---2题。
1.遮阳板收起，室内正午太阳光照面积达一年最大值时
A．全球昼夜平分 B.北半球为夏季
C.太阳直射20°S D.南极圈以南区极昼
2.济南某中学借鉴这一设计，若两地窗户大小性状相同，则应做的调整是
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.①③ B.①④ C.②③ D.②④
考点6.正午太阳高度角及其分布规律 （1）纬度变化：同一时刻，正午太阳高度角由太阳直射点向南北两侧递减。 （2）季节变化：同一纬度，正午太阳高度角的大小随季节而变化。其变化规律有: 北回归线及其以北地区在北半球夏至日达最大值；南回归线及其以南地区在北半球冬至日达最大值；南北回归线之间的地区直射时达最大值。北回归线及其以北（南回归线及其以南），一年中有一个最大值和一个最小值，南北回归线之间（赤道除外），有一个最小值和两个最大值（90度）。赤道上有两个最大值（二分日90度）和两个最小值（二至日）。如下图：
（3）附属规律;北回归线及其以北（南回归线及其以南）, 夏至正午太阳高度比二分日高23°26′，冬至正午太阳高度比二分日低23°26′。如例13题
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（4），切点（晨昏线的纬度最高点或极昼，极夜的最边界）的正午太阳高度的一半等于太阳直射点的纬度。如下图：
（5）极点的太阳高度（正午太阳高度）等于太阳直射点的纬度。
（6）极圈与极点之间，一天中最大太阳高度（正午太阳高度）和最小太阳高度（子夜太阳高度）之和的一半等于等于太阳直射点的纬度。如下图
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例13，图5中，当a,c值相差
时，该地的纬度值为
A． N B.
N C.
N D.
N
解析：第一步：根据图中夏至日正午太阳高度达一年中最大，而冬至日达一年中最小可判断出该地位于北回归线及其以北地区。第二步：c值可表示春分日与夏至日的正午太阳高度差值，即c为23.5°，且图中a小于c，a为3.5°，即该地区冬至日正午太阳高度为3.5°。第三步：结合正午太阳高度计算公式：H＝90°－纬度差，可计算出当地纬度为63°N，故选B。
考点7，正午太阳高度的年变化幅度：（如例14，15题）
原理：南北纬度 23°26′-- 66°34′夏至（最大）和冬至（最小）的 正午太阳高度相差2倍的黄赤交角（ 23°26′）。（与在一年中，集热板与地面夹角的变动幅度是相等的）极点上相差 1倍的黄赤交角（ 23°26′）。赤道上夏至和冬至的 正午太阳高度相差为零。（ 赤道上最大（二分日）和最小（冬至和夏至）相差 1倍的黄赤交角（ 23°26′）。
附属规律：南北回归线之间（除 23°26′和赤道）冬，夏至正午太阳高度差的一半，等于当地的纬度。南北回归线之间（除 23°26′和赤道）最大（直射时）和最小（冬至）相差：当地纬度数+ 1倍的黄赤交角（ 23°26′）。
例14，右图为某地住宅建筑冬夏至正午日照示意图，该地可能是
A．刚果盆地 B．撒哈拉沙漠南缘
C．巴西高原 D．北美洲五大湖地区
例15，读图7，某经线上有一点M,虚线为过M点地面垂直线,L1、L2分别是二至日正午太阳光线当角
、
之差小于6°时，M点的纬度范围是
A.3°N~3°S
B.6°N~17.5°N
C.3°N~17.5°N或3°S~17.5°S
D.17.5°S~23.5°S或17.5°N~23.5°N
∙ 考点8，太阳能热水器的安装 太阳能热水器的集热板要根据正午太阳高度角的季节变化来调整角度，集热板与地面之间的夹角应等于当天正午太阳高度角的余角，如下图所示，α+H=90°时效果最佳。(实际上，α就是热水器所在纬度与太阳直射点的纬度差）集热板与地面之间的夹角最大
时，正午太阳高度角最小。（集热板与地面之间的夹角最小时，正午太阳高度角最大。）
特例：二分日，集热板与地面之间的夹角等于当地的纬度
例16，北京(40°N)某校一学生在研究性学习活动中,对太阳能热水器进行了重新设计 (如下图),把热水器装在一个大玻璃箱中,并将支架改造成活动方式。据此完成1—3题。
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1．为使热水器有最好的效果，需经常调节支架，使正午太阳光线直射集热板。在一年中，集热板与地面夹角的变动幅度大约是：A．23°26′ B．46°52′ C．66°34′ D．90°2．当集热板与地面夹角最大时： A．我国江淮地区正值梅雨季节
B．松花江正是第一次汛期 C．南极考察的最好季节
D．巴西高原的动物向北迁徙3，6月22日集热板与地面之间的夹角应为:
A．23°26′ B．17°34′ C．63°26′ D．40°
考点八， 计算楼距 为了使楼房底层获得充足的太阳光照，一般来说，纬度较低的地区楼距较小，纬度较高的地区楼距较大。解题关键是计算当地冬至日的正午太阳高度角。北回归线以北地区建房时，为保证一楼全年均有阳光照到，两楼之间的最短距离与楼高的关系应满足L≥hcotH。（h为楼高，H为冬至日当地的正午太阳高度角）。如图所示。
例17，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。下图是房地产开发商在某城市（30°N）建造的两幢商品住宅楼，请读图回答1—2题。
tan35°≈0.7，tan45°＝1，tan60°≈1.732
1、某户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。请问该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
2为避免这种纠纷，房地产开发商在建楼时，应该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
专题练习题
1，地表点Q与太阳直射点所在纬线之间的纬度差为α，其正午太阳高度为H。若H等于α，则Q点的纬度变化范围是( )
A．21.5°至68.5° B．11.5°至68.5° C．21.5°至78.5° D．11.5°至45°
下图是以极点为中心的东半球图。此刻，曲线MN上各点太阳高度为0°，MN与EP相交于N点，该季节，北美大陆等温线向南凸出。读图回答2～3题。
2，由图文信息可知( )
A．M位于N的西北方向 B．悉尼正值少雨的季节
C．此季节是南极考察的最佳时期
D．这一天甲地日出时刻早于乙地
3，图示时刻( )
A．东经10°各地处于夜 B．澳大利亚与巴西不在同一日 第7页
C．全球属于夜的范围大于昼 D．地球位于公转轨道远日点附近
图6为某摄影爱好者在图5中广袤草原上拍摄的“日出”美景。读图完成4-5题。
图5 图6
4，摄影爱好者拍摄“日出”美景的方向和北京时间分别是
A.东南 7月1日06时 B.东北 7月1日06时
C.东北 1月1日12时 D.东南 1月1日12时
5.拍摄“日出”美景的地点是图5中的
A.甲 B.乙 C.丙 D.丁
6，春节假期期间
A．南京太阳从东北方升起 B．南京昼夜长短变仳幅度增大
C．长城站日落时间推迟 D．长城站正午太阳高度角减小
7、右上图为某地地方时12时的太阳周年位置轨迹示意图。若甲、乙两个位置的太阳高度之和为90°，则乙位置太阳高度为
A、47° B、43° C、23.5° D、21.5°
8，总部位于江苏徐州（约34°N，117°E）的某企业承接了甲国（图2）价值7.446亿美元的工程机械订单。2011年6月21日，该定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
图9为我国科考队在北极点放置中国结时拍摄的照片。读图完成9题。
9.该照片拍摄日期、拍摄者或中国结影子的方位是
A. 3月21日、中国结影子指向正南
B. 6月22日、拍摄者位于中国结东南
C．8月20日、拍摄者位于中国结正南
D. 8月6日、中国结影子指向东北
10．北半球春分日，当某地（30°N，120°E）刚进入白昼这一时刻，东半球（20°W向东至160°E）处于白昼的范围约占全球面积的
A．1/2 B．1/3 C．1/6 D．1/9
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在地球公转过程中，若以地球为参照系，可看到太阳在黄道上运行。图l是天赤道与黄道的示意图，图2是太阳在黄道上的视运行轨迹图。读图回答11题。
11．太阳处于甲、乙位置时
A．地球公转速度相同
B．同一地点昼长变化趋势相同
C．日地距离相同
D．同一地点日出方位相同
图6中，M为赤道与某一经线L1的交点，北半球任一纬线L2上两点Q1、Q2 分别位于经线L1的东、西两侧。完成12-13题。
12．若某日晨线和昏线分别经过M、Q1 和M、Q2，且Q1、Q2之间经度差达到最大值，则
A．Q1、Q2 间地球表面上的最短路线经过北极点
B．M、Q1之间连线与地轴相交
C．M、Q1、Q2三点位于同一经线圈上
D．Q1、Q2两点的直立物日影分别朝西、朝东
13．若两个不同日期的晨线分别经过M、Q1和M、Q2，且Q1、Q2与L1之间地方时差不等，则Q1、Q2
A．可能同是晨昏线与纬线的切点 B．可能都位于东半球
C．不可能在同一时区 D．不可能出现在1至6月间
14，据报道，某年3月9日，我国科考队在中国北极黄河站（78°55‘N,11°56’E）观看了极夜后的首次日出。 当日，日落于黄河站的
A. 东方 B.西方 C. 南方 D．北方
15，晨昏圈上有5个等分点，若其中一点地方时正好为12时，则不相邻两点之间的球面最短连线可能
A．同时出现日落 B．经过太阳直射点 C．是纬度固定的一段纬线 D．为两个日期的分界线
图4为经纬网图。图中A点位于南纬68度AB为晨昏线的一段；此刻，北京处于白昼；近期，C地日出时刻越来越早。据题设条件回答16 ~17题。
16．此刻，与北京日期不相同的是
A．圣保罗 B．华盛顿C．开普敦 D．莫斯科
17．下列推断正确的是
A．该日，大约在7月中旬 B.该日，C地太阳从东南方向升起
C.该季节，正值尼罗河枯水期 D.该季节，马达加斯加岛白昼比塔斯马尼亚岛长
右下图是30 N地区几种朝向的窗户内每天可能受到阳光直接照射的时间曲线图，读图，请回答18~19题。
18．该地区住户的下列朝向能使室内冬暖夏凉的是
A．南 B．东南
C．北 D．东北
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19．如果该地区住宅窗户朝向西北，室内受到阳光直接照射时间最短的季节游客可在
A．新疆摘葡萄 B．浙江采梅子 C．江西观桃花 D．重庆赏腊梅
中国2010年上海世界博览会于4月30目20时(北京时间)隆重开幕，本届世博会将历时184天。设P点为晨昏圈与纬线的切点，当世博会开幕时，P点所在地盛行东南风。完成20—21题。
20．世博会开幕时，与P点位于向一时区的地点是
A．开普敦(E) B．伦敦(经度
)
C．惠灵顿(E) D．布宜诺斯艾利斯(
w)
21．在世博会期间，P点移动方向是
A. 先向北．后向南 B．先向南，后向北
C．先向北，后向南，再向北 D．先向南，后向北，再向南
图3是某日同一经线日出时刻（地方时）随纬度变化图。图内三条曲线，其中一条是正确的。请阅读正确曲线，回答30题。
22.若图3表示南半球的状况，当北京时间12点时，下列四图与之相符的是
下图为6月22日与12月22日地球表面四地正午太阳高度。读图回答23~24题。
23.四地按地球自转线速度由大到小排列，依次是
A.甲、乙、丙、丁B.乙、丙、丁、甲
C.丙、丁、甲、乙D.丁、甲、乙、丙
24.四地自北向南排列，依次是
A.甲、乙、丙、丁B.甲、丙、丁、乙
C.丁、乙、丙、甲D.甲、丙、乙、丁
北京时间6时40分，在南半球轮船上的船员看见太阳从东南方的海面升起。据此完成25～26题。
25．该轮船所在位置的经度可能是
A．95°E B．110°E C．135°E D．170°W
26．这段时间内，下列地理现象可能出现的是
A．地球接近公转轨道的远日点 B．东北信风带纬度位置最高
C．东北平原雪花飞舞 D．北极地区冰面缩小
参考答案：例1：C。例2，B。例3 D，例4：1A，2C。例5，A。例6 B，例7，C。 例8 D，例9，1C，2B。例10，1D，2B,3B。例11，B。例12，1D，2A。 例13：B。 例14 D，例15，1A。 例16，1B，2C，3B。例17，1C，2B，
1--5ACBDC.6--10:DDACD.11--15:DABCA.16--20:DAADB.21--25;CDBDA.26C.
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