文档内容
第 11 课时 正午太阳高度的变化 四季更替
课程标准
结合实例，说明地球运动的地理意义。
学习目标
1.结合图示材料，掌握太阳高度角和正午太阳高度的概念和区别。
2．通过图像或区域，综合分析正午太阳高度的分布及变化规律，学会计算正午太阳高
度。
3．正确理解正午太阳高度变化在人类生产、生活中的合理应用。
4．结合材料，掌握四季更替的形成及二十四节气的顺序，理解人类活动对二十四节气
的利用。
必备知识梳理
一、正午太阳高度的变化
1．太阳高度角和正午太阳高度
(1)太阳高度角：太阳光线与________的交角(即太阳在当地的仰角)，叫作太阳高度角，
简称太阳高度(如图甲所示)。在太阳直射点上，太阳高度是________；在晨昏线上，太阳
高度是________。
(2)正午太阳高度：一天中太阳高度________值出现在正午，称为正午太阳高度(如图乙
所示)。
2．正午太阳高度的变化规律
(1)请在下图中用折线画出二分二至日正午太阳高度的分布状况。
(2)纬度变化规律：同一时刻，正午太阳高度由____________所在纬度向南北两侧递减；
距离太阳直射点所在的纬线越远，正午太阳高度越小，距离越近，则越大。
①夏至日：正午太阳高度由________向南北两方降低，北回归线及其以北的纬度带，
正午太阳高度达到一年中的最大值；____各纬度，正午太阳高度达到一年中的最小值。如图中________折线所示。
②冬至日：正午太阳高度由________向南北两方降低，南回归线及其以南的纬度带，
正午太阳高度达到一年中的最大值，________各纬度，正午太阳高度达到一年中的最小值。
如图中____折线所示。
③春分日和秋分日：正午太阳高度由________向南北两方降低。如图中____折线所示。
(3)季节变化规律：太阳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。
如图所示：
二、四季更替
1．成因
2．划分(以北半球为例)
类型
范围
春季 夏季 秋季 冬季
一年内白昼________、正 一年内白昼________、正
天文 过渡季
午太阳高度________的季 过渡季节 午太阳高度________的季
四季 节
节 节
气候 3、4、 ____________
______月 ______月
四季 5月 __月
[知识链接] 二十四节气图判读
(1)二十四节气春雨惊春清谷天，夏满芒夏暑相连。
秋处露秋寒霜降，冬雪雪冬小大寒。
上半年来六廿一，下半年是八廿三。
(2)基本规律
①任意相邻的两个节气，时间上相隔约15天。
②相对于夏至或冬至对称的两个节气，太阳直射点大致位于同一纬度。对任何一地，
此两天日出日落方位、正午太阳高度、昼夜长短等均相同。如芒种与小暑、立冬与立春。
【知识体系构建】
关键能力提升
能力点 正午太阳高度及应用
1.正午太阳高度的计算方法
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．正午太阳高度的年变化幅度
(1)南北回归线之间：纬度越高，正午太阳高度年变化幅度越大(由23°26′增大到47°)，
赤道上为23°26′，回归线上为47°。
(2)回归线与极圈之间：各纬度正午太阳高度年变化幅度相同(均为47°)。
(3)极圈以内地区：纬度越高，正午太阳高度年变化幅度越小(由47°减小到23°26′)，极
圈上为47°，极点上为23°26′。
3．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最大值时，就是一天的正午时刻，此时当地的地方时是12时。
(2)判断所在地区的纬度
当太阳直射点位置一定时，如果知道当地的正午太阳高度，就可以根据“某地与太阳
直射点相差多少纬度，正午太阳高度就相差多少度”的规律，求出当地的地理纬度。
(3)确定房屋的朝向
为了获得最充足的太阳光照，各地房屋的朝向与正午太阳所在的位置有关。
①北回归线以北的地区，正午太阳位于南方，房屋朝南。
②南回归线以南的地区，正午太阳位于北方，房屋朝北。
(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)计算楼间距、楼高
为了保证一楼全年有阳光照射，北回归线以北地区建楼房时，两楼之间的最短距离应
h
大于L＝ (H：冬至日正午太阳高度)。
tan H(6)计算太阳能热水器的安装角度
如上图所示，集热板与地面之间的夹角和当天正午太阳高度互余，当α＋H＝90°时太
阳能热水器使用效果最佳。
[思维拓展] 等太阳高度线图
等太阳高度线图是用等太阳高度线(由太阳高度角相等的各点连接而成的线)来反映某
一时刻太阳高度的全球分布状况。其实质是以太阳直射点为中心的昼半球俯视图。
如图所示：此时刻太阳直射点A的太阳高度角为90°，从直射点向四周随着球面的弯
曲与直射点距离不断扩大，太阳高度角也不断减小。相同太阳高度的点连成的线呈同心圆
分布，0°等太阳高度线为晨昏线。
[典例] [2020·天津卷]图1为我国某地一住宅小区示意图，图2中四个方向的阴影分别
为小区内某栋住宅楼二至日8：00 和16：00的日影。读图文材料，回答(1)～(2)题。
(1)该小区最可能位于( )
A．北京 B．银川
C．杭州 D．海口
(2)小区内各住宅楼楼高一致，休闲广场被楼影遮挡面积最大的时段是( )
A．夏至日8：00～12：00
B．夏至日12：00～16：00C．冬至日8：00～12：00
D．冬至日12：00～16：00
[解题能力培养]
[答案] (1) (2)
[借题发挥] 判断日影长短及方向
(1)日影长短
(2)日影朝向
[2022·福建卷]非对称结构保温大棚的保温被通常白天收卷至顶部，以便棚内作物进行
光合作用，收卷的保温被在棚内地面形成遮阴带(下图)。陕西省某地理研学小组观测当地
大棚正午地面遮阴带的年内变化(忽略收卷的保温被厚度影响)，发现棚内地面遮阴带在2
月26日出现，3月29日面积最大，一段时间后变小。据此完成1～2题。
1．棚内正午地面遮阴带面积开始变小的日期出现在( )
A．6月29日前后 B．9月15日前后C．10月16日前后 D．12月14日前后
2．仅支撑柱高度增加1米，则棚内正午地面最大遮阴带( )
A．出现日期提前，面积减小
B．出现日期提前，面积不变
C．出现日期推迟，面积增大
D．出现日期推迟，面积不变
感悟：
随堂巩固训练
[海南卷]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。据此完成第1题。
1．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．(23°N，100°E) B．(23°N，120°E)
C．(24°N，100°E) D．(24°N，120°E)
[2024·九省联考广西卷]小明在晴好天气中游览埃及开罗的金字塔群，游览中获悉胡夫
金字塔(29°59′N，31°8′E)四个斜面分别正对东、南、西、北方向，倾角均为51°52′。下图为
金字塔群景区示意图。据此完成2～3题。
2．开罗时间15时整，小明想与在北京的好友即时视频分享美景。此时好友可能正在(
)
A．公园晨练 B．午间小憩
C．欣赏日落 D．仰望星空
3．小明发现当日胡夫金字塔北面全天不被阳光照射，推测小明游览的日期可能是(
)
A．1月20日 B．3月15日
C．6月22日 D．10月15日
如图为安徽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)。读图，完成第4题。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
“我看不到春花，看不到秋叶，没有季节之流转。静寂的可怖，不仅仅是声音的静寂，
而且色彩、植被、山脉、村落及整个大地，都毫无变化，让我失去了时间意识。在这里，
雨直直地下来，烟缕垂直地升起。”据此完成5～6题。
5．文字中描述的现象最可能出现在( )
A．欧洲西部 B．非洲南部
C．中国西北 D．马来群岛
6．推测“我看不到春花，看不到秋叶。没有季节之流转”的主要原因是( )
A．地处赤道，太阳高度较大
B．地处热带，全年高温
C．地处雨林，土壤比较贫瘠
D．地处低纬，没有四季变化
高分培优讲座③ 太阳视运动
1.太阳视运动
太阳视运动轨迹图是以观测点为中心，目视太阳在天球上运行所形成的轨迹示意图。
它能直观地反映出某地全年正午太阳高度、昼夜长短的变化，也能反映某地全年日出日落
方向的变化。此处通常指地平线上方的判读。可通过太阳的升落先判断东西方向，再利用
与普通地图上方向的判读方法“上北下南，左西右东”来定出方向坐标。
2．日出、日落方位
日出、日落方位
太阳直射点位置
无极昼地区 刚好出现极昼的地区
北半球 东北升，西北落 北极圈内：正北升，正北落
南半球 东南升，西南落 南极圈内：正南升，正南落
赤道 正东升，正西落
图示(北半球)
[特别提醒] 太阳方位判读
①北回归线以北，全年正午太阳都在正南方天空；南回归线以南，全年正午太阳都在
正北方天空。
②南、北回归线之间，正午太阳有时在天顶，有时在正南方天空，有时在正北方天空。
③太阳的周日运动：以上图中夏至日为例，太阳东北升—东南方天空—正南方天空—
西南方天空—西北落。
针 对 训 练1．[2022·上海卷]如图所示，记录的是某地6月22日、9月23日和12月22日的太阳
移动轨迹和日出日落时刻，据此判断观测者位于( )
A．北半球温带
B．北半球热带
C．南半球温带
D．南半球热带
[2021·浙江1月选考]我国某中学生发现，在书桌的固定观测点上，每年仅有一天通过
窗户既可观察到日出也可看到日落。下图为该日日出、日落的位置示意图。据此完成 2～3
题。
2．若乙为该日日出位置，则该窗朝向( )
A．正南 B．东北
C．正北 D．西南
3．若该日日出为北京时间6点56分，日落地方时为18点59分，正午太阳高度为
83.8°，则该学生所在地最可能是( )
A．济南 B．广州
C．武汉 D．拉萨
[2024·河北石家庄一模]我国某中学组织学生采用竖直立杆的方式观测日影变化，杆长
为1米。下图为当地二至日部分时刻(北京时间)杆影方位及长度，图中①点为立杆点。据
此完成4～5题。
4．该中学所在城市最可能是( )
A．长春 B．长沙 C．乌鲁木齐 D．杭州5．夏至日，当地太阳视运动轨迹是( )
必备知识梳理
一、
1．(1)地平面 90° 0° (2)最大
2．(1)
(2)太阳直射点 ①北回归线 南半球 c ②南回归线 北半球 a ③赤道 b
二、
1．昼夜长短 正午太阳高度 太阳辐射
2．最长 最高 最短 最低 6、7、8 9、10、11 12、1、2
关键能力提升
能力点
[真题感悟]
[典例] 答案：(1)D (2)C
[变式演练]1～2.解析：第1题，根据所学知识，同一地区，太阳直射点纬度相同的日期，正午太
阳高度角相同，根据材料2月26日棚内出现遮阴带，此后遮阴带面积逐渐增大，3月29日
面积最大，此日后遮阴带面积不变，6月22日(夏至日)以后，太阳直射点南移，由于3月
29日为春分日后8天左右，与该日正午太阳高度相同的日期为秋分日前 8天左右，因此9
月15日前后遮阴带面积最大，之后，随着太阳高度角继续降低，遮阴带移至棚外，棚内遮
阴带开始变小，故B正确，A、C、D错误。该题选B。第2题，根据材料棚内最大遮阴带
的面积和南北屋面保温被的宽度有关，南北保温被宽度范围越大，最大遮阴带面积最大，
和支撑柱的高度无关，支撑柱变高时，最大遮阴带面积不变，但遮阴带全部移动到保温棚
底部(此时面积最大)时的正午太阳高度角变大，出现的日期应比之前推迟，D正确，A、
B、C错误。故选D。
答案：1.B 2.D
随堂巩固训练
1．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，排除B项，故A项正确。
答案：A
2～3.解析：第2题，开罗时间指东2区区时，北京使用东8区区时，根据“东加西
减”的方法可知，北京时间比开罗时间早6小时。开罗时间15时整，北京时间为15＋6＝
21时，此时北京若为晴朗的夜晚，北京的好友可能正在仰望星空，D正确；公园晨练在早
上，午间小憩在中午，欣赏日落在傍晚，与题意不符合，A、B、C错误。故选D。
第3题，结合所学地球运动知识可知，胡夫金字塔(29°59′N，31°8′E)位于北回归线以
北地区，当日出东南，日落西南，且该日正午太阳高度角小于胡夫金字塔北面倾角51°52′
时，即纬度差大于胡夫金字塔北面倾角的余角38°08′时，胡夫金字塔北面全天不被阳光照
射。根据公式“正午太阳高度H＝90°－纬度差(该地与太阳直射点的纬度差，同半球减，
异半球加)”计算可知，该日太阳直射点的纬度应在38°08′－29°59′＝8°9′S以南。根据“太
阳直射点回归运动的平均速度约为每月8个纬度，每4天移动约1°”规律推算可知，该日小
明游览的日期应该在10月23日到次年2月21日之间，结合题干四个选项A正确，B、C、
D错误。故选A。
答案：2.D 3.A
4．解析：当太阳直射北回归线的时候，即6月22日前后，北半球白昼最长，阳光照
射行道树产生的阴影在地面转动角度最大，而题中给的四个日期最接近 6月22日的是7月
1日。
答案：C
5～6.解析：第5题，由题干材料“没有季节之流转”可知，该地无明显的季节变化，
并且分布有植被、山地。马来群岛为热带雨林气候，全年高温多雨，无明显四季更替，植
被覆盖率高，故选D。第6题，低纬度范围为0°～30°，包括热带和部分亚热带，而亚热带存在较明显的季节更替，而赤道附近地处热带，全年高温，没有明显的四季更替，B正确。
答案：5.D 6.B
