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课时 11 正午太阳高度的变化
1．请在上图中用折线画出二分二至日正午太阳高度的分布状况。
答案
2．正午太阳高度的纬度变化规律：“近大远小”
同一时刻，正午太阳高度由太阳直射点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。
3．正午太阳高度的时间变化规律：“来大去小”
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：概念辨析 太阳高度角与正午太阳高度角
(1)太阳高度角：太阳光线与地平面的交角(即太阳在当地的仰角)，简称太阳高度。在太阳直
射点上，太阳高度是90°；在晨昏线上，太阳高度是0°。
(2)正午太阳高度角：一日内最大的太阳高度，即地方时12：00的太阳高度角，简称正午太
阳高度。
特别提醒正午太阳高度
(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：与太阳直射点所在纬线南北对称的两条纬线上，正午太阳高度相等。
(3)极点上的正午太阳高度等于太阳直射点的纬度数。
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。
2．太阳高度的日变化
极点上
在极昼期间，极点上见到的太阳高度在一天之内是没有变化的，其太阳
高度始终等于太阳直射点的纬度
太阳高度在一天之内是有变化的，一天之内有一个最大值(地方时12
非极点地区
时)，即当地的正午太阳高度3.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23.5°增大到47°)，赤道上
为23.5°，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23.5°)，极圈上为
47°，极点上为23.5°。
4．正午太阳高度的应用
(1)确定地方时：当地正午地方时是12时。
(2)判断所在地区的纬度：利用公式法H＝90°－Δ，可求出当地的地理纬度。
(3)确定房屋的朝向： 一般民居要保证正午的阳光能从前门窗照入室内。
(4)判断日影长短及方向：正午太阳高度越大，日影越短；太阳直射点上日影为 0。日影永远
朝向背离太阳的方向。
(5)计算楼间距、楼高
为了保证楼房全年有阳光照到， 两楼之间的最短距离L＝h·cot H(H：冬至日正午太阳高度)。
(6)计算太阳能热水器的安装角度
当α＋H＝90°时太阳能热水器使用效果最佳。(2022·广东地理) 2021 年 10 月 16 日 ，神舟十三号载人飞船在酒泉卫星发射中心成功发
射，将我国3名航天员顺利送入距离地表约400 km的中国空间站。 2022 年 4 月 16 日 ，航
天员安全返回地球。据此完成1～2题。
1．符合航天员驻留期间空间站绕太阳运动角速度大小变化的是( )
A．① B．② C．③ D．④
2．驻留期间，酒泉卫星发射中心发射塔与广州市区广州塔两地每天正午太阳高度的差值(
)
A．先变大后变小 B．先变小后变大
C．持续不断变大 D．始终保持不变
[关键信息点拨]
2021年10月16日～2022年4月16日大致是航天员驻留空间站的时间，该时间段包含 1
月初，结合地球绕日公转速度的变化规律：1月初最快，7月初最慢，可找出驻留期间空间
站绕太阳运动角速度大小变化的正确示意图。
酒泉卫星发射中心的纬度约为41°N，广州塔纬度约23°N(出现直射时接近夏至日)，驻留期
间，2021年10月16日至冬至日，太阳直射点往南移动，冬至日后至2022年4月16日太阳
直射点一直向北移动，两地始终位于太阳直射点的北方，根据正午太阳高度的计算公式可判
断出驻留期间两地正午太阳高度的差值大小变化情况。
[地理原理再现] 正午太阳高度的计算
写出正午太阳高度的计算公式。
答案 H＝90°－两点纬度差。
答案 1.A 2.D
解析 第1题，在航天员驻留期间(2021年10月16日至2022年4月16日)，地球绕太阳公
转经过了近日点(1月初)，近日点公转角速度较快，所以在10月16日到1月初，空间站绕
太阳运动角速度在变大，1月初到4月16日，空间站绕太阳运动角速度在变小。故选A。第
2题，在航天员驻留期间，太阳直射点始终位于两地以南，则两地每天正午太阳高度的差值
始终为两地纬度之差，保持不变，故选D。
考向1 通过“正午太阳高度的变化规律”考查“区域认知”
(2024·甘肃兰州模拟)我国某学校高三(2)班地理兴趣小组在校园内开展日照观测活动，
发现从9月23日开始，正午太阳光可透过窗户照射进本班教室(见下图)。10月23日之后因南侧高楼对阳光的遮挡，本班教室内的正午太阳光照消失。一段时间后，正午太阳光再次照
进本班教室。据此完成1～3题。
1．该校可能位于( )
A．吉林省 B．河南省 C．福建省 D．云南省
2．10月23日之后，正午太阳光再次照进高三(2)班教室的时间约为( )
A．当年11月23日 B．当年12月22日
C．次年2月21日 D．次年3月21日
3．与高三(2)班相比，夏至日到冬至日期间，楼上高三(8)班教室内的正午太阳光照( )
A．同时出现，持续时间一样
B．同时出现，持续时间更长
C．更早出现，持续时间一样
D．更早出现，持续时间更长
答案 1.A 2.C 3.B
解析 第1题，结合图示可知，9月23日(秋分日，太阳直射点位于赤道)该校正午太阳高度
为48°，根据正午太阳高度计算公式可知，该地位于42°N。结合所学知识可知，吉林、河南、
福建和云南四省中被42°N穿过的是吉林省，A正确。第2题，根据对称规律可知，太阳直
射点位于同一纬度对应的两个日期关于二至日对称，10月23日到冬至日约两个月，下一个
日期为冬至后约两个月，即次年2月21日前后，C正确。第3题，结合上题分析，该地10
月23日到次年2月21日期间，正午太阳光会被南楼遮挡，即其他日期内(2月21日到10月
23日)正午太阳光都可以照进教室。夏至日在2月21日到10月23日日期范围内，两个教室
都有正午太阳光照，因此为同时出现，C、D错误。在10月23日后因南侧高楼对阳光的遮
挡，高三(2)班教室内的正午太阳光照消失，但高三(8)班教室在楼上，未被遮挡，有正午太
阳光照，因此高三(8)班教室内的正午太阳光照持续时间更长，A错误，B正确。
考向2 通过“正午太阳高度的计算”考查“综合思维”
(2023·安徽阜阳模拟)下图为江苏南京(32°N,119°E)某中学的胡老师于北京时间11月25
日16：09拍摄的一张照片。据此完成4～6题。4．该学校当日的正午太阳高度接近( )
A．34° B．40°
C．50° D．55°
5．照片中教学楼的朝向为( )
A．东南 B．正南
C．西南 D．西北
6．若条件允许，胡老师能再次拍摄到同样效果的照片的日期大概在( )
A．12月22日 B．1月18日
C．2月25日 D．4月17日
答案 4.B 5.A 6.B
解析 第4题，太阳直射点平均每4天移动约1个纬度，12月22日前后(冬至日)太阳直射点
位于23.5°S，则11月25日太阳直射点大约位于17°S，由此计算，南京11月25日的正午太
阳高度约为90°－(17°＋32°)＝41°，故选B。第5题，北京时间(120°E的地方时)16：09时，
南京的地方时为16：05，此时太阳位于西南方，据图判断，此时太阳方位与教学楼走向一
致，因此教学楼为东北—西南走向，朝向东南。故选A。第6题，当日期关于冬至日对称时，
同纬度地区太阳方位和昼夜长短情况一致。11月25日至12月22日前后(冬至日)约27天，
而12月22日前后至1月18日也约是27天，这两天南京的昼夜长短和日出、日落状况大体
一致，故选B。
课时精练
(2024·陕西西安模拟)下图中M表示北半球某地太阳高度。读图完成1～2题。
1．此日浙江省金华市(约29°N)的正午太阳高度约是( )
A．27° B．80° C．58° D．66°34′
2．若图示太阳高度为当地一年中最大的太阳高度，则( )
A．全球极昼极夜现象的范围扩大
B．全球温带范围将会扩大
C．全球热带范围将会扩大D．回归线将穿过我国的福建省
答案 1.B 2.B
解析 第1题，读图可知，北半球M地一天之中太阳高度没有变化，由此推断，M地为北
极点，北极点的太阳高度与太阳直射点的纬度相同，图中显示，M地此日太阳高度为19°，
因此此日太阳直射19°N，此日浙江省金华市(约29°N)与太阳直射点纬度相差10°，则当地的
正午太阳高度约是(90°－10°)＝80°，B正确。第2题，目前，因黄赤交角为23°26′，则北
极点的最大太阳高度为23°26′，若图示太阳高度为当地一年中最大的太阳高度，即北极点
最大的太阳高度为19°，则黄赤交角减小为19°。黄赤交角与极圈的度数互余，则南北极圈
度数为南北纬71°，极圈以内就是极昼极夜出现的最大范围，因此全球极昼极夜现象的范围
缩小，A错误；黄赤交角减小，则回归线度数降低，极圈度数升高，温带范围位于回归线与
极圈之间，则全球温带范围将会扩大，热带范围位于南北回归线之间，则全球热带范围将会
缩小，B正确，C错误；黄赤交角减小到19°，则北回归线度数降低为19°N，北回归线不会
穿过我国的福建省，D错误。故选B。
(2023·湖南长沙期末)下图为“甲、乙两地夏至日与冬至日正午等高旗杆的影长及朝向示
意图”。读图，完成3～5题。
3．与甲地相比，乙地( )
A．冬至日正午太阳高度小
B．冬至日昼长较短
C．夏至日正午太阳高度大
D．夏至日昼长较长
4．夏至日时，甲地日出时的杆影朝向是( )
A．东北方 B．西北方 C．东南方 D．西南方
5．下列日期中，乙地的正午太阳高度最大的是( )
A．8月1日 B．10月1日
C．11月1日 D．12月1日
答案 3.C 4.D 5.B
解析 第3题，读图可知，甲地旗杆夏至日和冬至日影子都朝北，说明该地位于北回归线以
北。乙地旗杆夏至日影子朝南，冬至日影子朝北，且夏至日影子和冬至日影长相等，说明乙
地位于赤道。冬至日太阳直射南回归线，因此乙地正午太阳高度大于甲地，A错误；冬至日
甲地昼短夜长，与甲地相比，乙地昼夜平分，乙地昼长较长，B错误；夏至日甲地影子比乙
地长，说明乙地正午太阳高度更大，C正确；夏至日甲地昼长夜短，乙地昼夜平分，乙地昼长较短，D错误。第4题，夏至日时，太阳直射点位于北半球，除极昼极夜地区外，全球各
地日出东北、日落西北。甲地日出时太阳位于东北方，因此杆影朝向西南方，D正确。第5
题，根据第3题可知，乙地位于赤道，太阳直射点越接近赤道，乙地的正午太阳高度就越大。
春分日(3月21日前后)和秋分日(9月23日前后)太阳直射点位于赤道，选项涉及的四个日期
中10月1日是最接近太阳直射点位于赤道的时间，因此B正确。
(2023·广东揭阳统考)我国大多数位于北回归线上的城市，都建有北回归线标志塔，如汕
头市和广州市从化区。标志塔的主体顶端设置有“窥阳孔”，每年夏至日当地正午12时，
可看到阳光从标志塔中间的“窥阳孔”垂直照在地面上，这正是“立竿不见影”的天文现象。
图1是“汕头市和广州市从化区两地的位置示意图”，图2是“北回归线标志塔模型图”。
据此完成6～7题。
6．当汕头市和广州市从化区两地的北回归线标志塔“窥阳孔”下的地面上先后出现光点，
其时间间隔最接近( )
A．12分钟 B．15分钟 C．18分钟 D．20分钟
7．北回归线上出现“立竿不见影”现象这一天，为了更好地利用太阳能资源，正午时北京
(40°N)的太阳能板与地面的角度应调整为朝南( )
A．73.5° B．23.5° C．30.5° D．16.5°
答案 6.A 7.D
解析 第6题，由材料可知，北回归线标志塔“窥阳孔”下地面出现光点时为夏至日地方时
12时。由图可知，汕头市经度接近116°E，广州市从化区经度接近113°E，两地时差约为12分钟，因此，当两地的北回归线标志塔“窥阳孔”下的地面上先后出现光点，其时间间隔最
接近12分钟，A正确。第7题，由材料可知，北回归线上出现“立竿不见影”现象时为每
年夏至日，此时太阳直射点位于23.5°N。由所学知识可知，为了更好地利用太阳能资源，
太阳能板与太阳光线应尽量垂直，即太阳能板与地面的夹角＝90°－正午太阳高度角。夏至
日北京的正午太阳高度角＝90°－(40°N－23.5°N)＝73.5°，因此正午时北京(40°N)的太阳能板
与地面的角度应调整为朝南90°－73.5°＝16.5°，D正确。
(2024·广西桂林模拟)下图为“我国某地冬、夏至日正午太阳光线示意图”，角a、β相
差32°。据此完成8～9题。
8．该地正午太阳高度年变化幅度为( )
A．16° B．32°
C．39.5° D．47°
9．该地正午太阳高度达一年中最大时( )
A．直射点向北移
B．直射点向南移
C．昼长达一年中最大值
D．该日当地东北日出
答案 8.C 9.D
解析 第8题，若该地位于我国北回归线及其以北地区，则冬、夏至日正午太阳高度相差
47°，故该地应该位于我国北回归线以南地区，有太阳直射现象，故正午太阳高度最大值出
现在太阳直射时，为90°，正午太阳高度最小值出现在太阳直射南回归线时。根据题干可知，
该地冬、夏至日正午太阳高度相差 32°，代入公式90°－|φ－23.5°|－90°＋|φ＋23.5°|＝32°，
根据计算可知，该地地理纬度为16°N。所以，该地正午太阳高度年变化幅度为90°－90°＋|
16°＋23.5°|＝39.5°，选C。第9题，该地正午太阳高度达一年中最大值时，太阳直射点位于
16°N，可能往南移动也可能向北移动，A、B错误；该地在太阳直射北回归线时昼长达到一
年中的最大值，C错误；该日太阳直射点位于北半球，该地日出东北，D正确。
