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高频考点 726 正午太阳高度
【专题解析】【拓展提升】
图为用某手机软件查询我国某城市太阳方位的显示截图。据此完成下面小题。
1．查询城市可能是（ ）
A．沈阳（42°N，123°E） B．北京（40°N，116°E）
C．太原（38°N，112°E） D．拉萨（30°N，91°E）
2．查询的月份可能是（ ）
A．1月 B．4月 C．7月 D．10月
【答案】1．C 2．B
【解析】1．根据正北方向为0度，正东方向为90度，从图中太阳方位180度角，可以知道此时太阳位于
正南方位。即此时正值当地的正午时刻，应为地方时12点，而手机显示的时间则为12:34，说明该地应位
于北京时间以西相差34分钟的地点。根据经度相差1度，时间相差4分钟可计算，该地与北京时间其经度
差应为8~9度，故其经度应为111°E-112°E。根据选项经度可知，C选项太原112°E符合判断，C选项正确，
排除其他选项。故选C。
2．通过上题可知该地应位于38°N附近，而此时的正午太阳高度大约为57度左右。根据正午太阳高度角公
式可计算，太阳直射点的纬度：38-（90-57）=5°，即当太阳直射5°N时，该地正午太阳高度大约为57度，
此时应为4月或9月。1月和10月太阳直射点位于南半球，7月太阳直射点接近北回归线，根据选项可知
B选项正确，排除其他选项。故选B。
下图是36°N某小区安装屋顶太阳能板的设计图，当阳光直射太阳能板时发电效果最好。据此完成下
面小题。3．当太阳能板发电效果最好时，太阳直射的纬度是（ ）
A．6°N B．23°N C．6°S D．23°S
4．下列日期中太阳能板发电效果最好的是（ ）
A．2月26日 B．4月13日 C．6月22日 D．10月17日
【答案】3．A 4．B
【解析】3．图中显示太阳能板与水平面的夹角为 30°，故阳光直射太阳能板时正午太阳高度角为 60°，当
地纬度为 36°N，结合正午太阳高度的计算公式H=90°-｜直射地与所求地的纬度差｜，可以计算出此时太
阳应该直射 6°N，故选A。
4．由上题分析可知，太阳能板发电效果最好时太阳应该直射 6°N，根据太阳直射点的移动规律春分日直
射赤道，夏至日（6月22日左右）直射北回归线，秋分日（9月23日左右）直射赤道，冬至日（12月22
日左右）直射南回归线，可以推断直射日期大致比春分日（3 月 21 日左右）晚 22 天，或比秋分日（9
月 23 日左右）早 22 天，即可能为 4 月 13 日或 9 月 1 日。故答案选B。
我国某中学生在学校附近通过天文观测，绘制出北极星光线与正午太阳光线之间夹角α的年变化曲线，
下图为该曲线示意图。完成下面小题。
5．符合“昼变短，夜比昼长”条件的时段是（ ）
A．甲至乙 B．乙至丙 C．丙至丁 D．丁至戊
6．丙日，对应的北极星光线和正午太阳光线位置关系正确的是（ ）A．① B．② C．③ D．④
【答案】5．D 6．C
【解析】5．根据所学知识可知，北极星光线与地面的夹角为当地的纬度，正午太阳高度在夏至日达到最
大值，所以北半球北极星光线与正午太阳光线的夹角α，在夏至日达到最小值，冬至日达到最大值，根据
图示信息可知，丙为夏至日，甲、戊为冬至日，乙为春分日，丁为秋分日，北半球符合“昼变短，夜比昼
长”的是秋分日到冬至日，应是图中的丁至戊，D选项正确，ABC选项错误，所以选D。
6．根据上题分析可知，丙为夏至日，太阳直射点位于北回归线，北极星光线与地面的夹角为当地纬度，
正午太阳高度为90°减去所在地与北回归线的纬度差，所以夏至日北极星光线与正午太阳高度的和为
113.5°，①④错误；②图，北极星光线与地面的夹角为58°，当地纬度为58°N，我国最北端纬度位置约为
53°N，不符合，②错误；③图北极星光线与正午太阳高度的和为113.5°，且北极星与地面的夹角为36°，
纬度位置为36°N，符合我国的纬度范围，③正确。所以选C。
海南省海口市（约20°N，110°E）某校问题化学习小组在甲、乙两日观测到教学大楼全日无日照区
分别为S、S，下图所示。完成下面小题。
1 2
7．甲日期时，出现的现象是（ ）
A．北印度洋的洋流呈顺时针流动 B．北半球副极地低气压带被切断
C．地球接近公转轨道的远日点 D．澳大利亚北部沿海草木枯黄
8．若甲、乙两日S、S 面积达一年中最大时，海口的正午太阳高度分别为H、H，则H 和H 的差值约为
1 2 1 2 1 2
（ ）A．50° B．43.5° C．40° D．23.5°
【答案】7．B 8．C
【解析】7．读图甲日期时，观测到教学大楼全日无日照区是S，位于大楼北侧，进一步观察可发现，此
1
日东南日出、西南日落，可能是冬至，太阳直射点位于南回归线，此时北半球处于冬季。根据所学，北印
度洋的洋流夏季呈顺时针流动，A错误；北半球冬季亚欧大陆上存在着亚洲高压，北半球副极地低气压带
因此被切断，B正确；7月初地球接近公转轨道的远日点，此时北半球为夏季，与甲日期不符，C错误；澳
大利亚北部属于热带草原气候，7月份受东南信风控制，处于干季，草木枯黄，此时北半球为夏季，与甲
日期不符，D错误。故选B。
8．甲、乙两日S、S 面积达一年中最大时，分别对应冬至（太阳直射23.5°S）和夏至（太阳直射
1 2
23.5°N）。根据所学，某地某日的正午太阳高度等于90°－该地与太阳直射点的纬度差。因此H＝90°－
1
（20°+23.5°）＝46.5°，而H＝90°－（23.5°－20°）＝86.5°。进一步计算可知，H 和H 的差值约为40°，C
2 1 2
正确，排除ABD。故选C。
2021年唯一的日全食从格林尼治时间早上7点开始，持续一个多小时。能观测到日全食的地带开始于
大西洋南部，在太平洋南部结束，下图为一群天文爱好者在82°W的某地点拍摄的此次日全食。据此完成
下面小题。
9．照片拍摄于（ ）
A．9月4日，火地岛附近 B．9月4日，南极圈附近
C．12月4日，新西兰南岛附近 D．12月4日，80°S附近地区
10．推测拍摄地当天太阳高度角的变化幅度约为（ ）
A．0° B．10° C．20° D．30°
【答案】9．D 10．C
【解析】9．阅读材料可知，该次日全食开始于大西洋南部，结束于太平洋南部，可推测唯一能见到日全食的大陆就只有南极洲。太阳直射南半球，应该属于北半球的冬半年，故AB错误；材料显示拍摄地点位
于82°W，新西兰的经度为166°E-178°E，故C错误；位于（82°W，80°S）位置在南太平洋以南地区可以
拍摄带该照片的景观，故D正确。答案选择D。
10．根据题意，结合题1结论可知，日期大致为12月4日，与冬至日时间相差18天，根基所学知识计算
太阳直射点的移动速度大致为4天移动一度，由于太阳直射点移动天数为91-18天=73天，则太阳直射点自
秋分日向南移动73÷4≈18度，因此太阳直射18°S，根据公式（H=90°-|当地纬度士直射点纬度|）计算当地
该日正午太阳高度角为90°-（80°S-18°S）=28°，因此拍摄地当日正午太阳高度角大致为28°；但此时南极
圈内出现极昼，由于太阳直射18°S，因此南极圈出现极昼的范围是72°S-90°（极昼线为90°-18°=72°），因
此80°S属于极昼范围内，其最低的太阳高度角为太阳在正南方向时，其高度较为：H=90°-|90°-
18°S+（90°-80°S）|=8°，综上所述，其太阳高度角变化幅度为28°-8°=20°。故C正确，ABD错误。答案选
择C。
下图为“3月28日济南（36°N，117°E）的小明在自家阳台飘窗上做立竿见影实验时的照片”。成语
“立竿见影”是指把竹竿竖在太阳光下，立刻就能看到影子。实验中用铅笔代替竹竿，经测量站立的铅笔
高度为10.38cm。读图，据此完成下面小题。
11．此时小明面对的方向（ ）
A．偏东 B．偏西 C．偏南 D．偏北
12．推测12：12时，铅笔的影长最接近（ ）
A．5.5cm B．6.6cm C．7.7cm D．8.8cm
13．该日的实验可以用来（ ）
A．优先确定东西方位 B．确定12个时辰
C．估算当地经度 D．演示四季更替
【答案】11．C 12．B 13．C
【解析】11．小明家所在的位置为（36°N，117°E），由图可知，铅笔的影子位于人的偏右侧，且此时为北京时间9：51，经过换算可得此时小明家所在位置的地方时为9：39，此时的太阳位于偏南方位。如果面
对的方向偏东，影子应当位于人的偏左侧，A错误；面对的方向偏西或偏北，无法照到上午的阳光，B、D
错误；面对的方向偏南，可照到阳光，且影子位于人的偏右侧，C正确。故选C。
12．北京时间12：12时，经过换算此地的地方时为正午12：00。该地位于36°N，计算可得3月28日当天
该地的正午太阳高度角约为55.8°，站立的铅笔高度为10.38cm，由此可以计算出铅笔的影长最接近
6.6cm，B正确，排除ACD。故选B。
13．由小题1可知，该日的实验可优先用来确定南北方向，A错误；通过该实验无法确定12个时辰，B错
误；已知铅笔的长度和设备所显示的北京时间，通过该实验可以估算出当地的经度，C正确；该日的实验
只能反映该日的昼夜变化情况，无法演示四季的更替，D错误。故选C。
北京时间2022年4月16日9时56分，神舟十三号载人飞船返回舱在东风着陆场（41°39'N，
100°09'E）成功着陆。下图为“返回舱着陆时照片”。据此回答下面小题。
14．该日，可能与着陆点同时观赏到日出景象的地点是（ ）
A．甲（27°N,lOO°E） B．乙（25°N,105°E）
C．丙（30°N,120°E） D．丁（40°N,116°E）
15．该日返回舱着陆点的太阳高度日变化是（ ）
A． B．C． D．
16．返回舱着陆时当地的风向最接近（ ）
A． B． C． D．
【答案】14．B 15．A 16．A
【解析】14．可同时观赏日出景象，说明两地同时位于晨线上。根据材料可知，该日为4月16日，太阳直
射北半球，晨线与经线斜交，并呈西北东南走向，根据提供的甲乙丙丁四地纬度均比该地低，因此，要同
时处于晨线上，需位于该地的东南方向。甲地大致位于正南方，丁地大致位于正东方，AD错误。据所学
可知，春分日3月21日晨昏线与经线重合，4月16日在春分日（3月21日）之后20多天，晨昏线与经线
的夹角不会太大，C错误，B正确。故选B。
15．据材料可知，当日为4月16日，太阳直射北半球，该地昼长夜短，B图显示6时日出、18时日落，昼
夜等分，B错误。根据春分日到夏至日太阳时直射点移动的纬度距离和所需的时间，粗略估计，该日太阳
直射点纬度大致为7°N，结合正午太阳高度角=90度-纬度差，当日正午太阳高度角约为56°，根据示意图
C，正午太阳高度约为70度，D正午太阳高度约为45度，A太阳高度约为57度左右，故CD错误，A正确。
故选A。
16．根据材料可知，当时为北京时间2022年4月16日9时56分，太阳位于东南方，影子朝向西北方。又
根据示意图可知，影子朝向右方，红旗飘向左方，可以推断，当时的风向由右方吹向左方，也就是由西北
方吹向东南方，根据风向指风的来向，所以当时吹西北风。再结合风向示意图，A表西北风，BCD分别表
示西南风、北风、东南风，A正确，BCD错误。故选A。
南北走向塑料大棚在春秋冬季生产中，两侧保温被在白天卷起后滞留在棚室顶部，会遮挡部分太阳直
射光进入棚内，在地面形成遮光阴影带，影响大棚内光合有效辐射日总量（植物在一天中用于光合作用的
光积累量，是光照强度和每日光照时间的乘积）。山东省某市（纬度约取值35.5°N）一农户大棚为南北
走向，跨度为12.0m，长度为60.0m，脊高为3.5m,保温被卷起后半径约为0.35m。下图示意保温被顶卷遮
光阴影带。据此完成下面小题。17．一日之中，大棚内地面阴影带的面积变化是（ ）
A．先减小后增大 B．保持不变 C．先增大后减小 D．增大-减小-增大-减小
18．冬至日正午时大棚内（南北墙无光线遮挡）地面阴影带的面积（m2）约为（ ）
A．1.4（60-3.5tan31°） B．84 C．1.4（60-3.5tan59°） D．0.7（60-3.5tan59°）
19．为了减小大棚内地面阴影带的影响，可以（ ）
A．在大棚中部种植阴性作物 B．选用厚度较大保温被
C．在大棚东西边缘设置过道 D．添加日光灯全天照射
【答案】17．D 18．C 19．A
【解析】17．日出前后，太阳在地平面附近，太阳高度角很小，而保温被顶卷位于大棚顶部，此时尚未在
大棚内投影下阴影。随着太阳高度角升高，在大棚内投下阴影，从没有阴影到出现阴影，其阴影面积增大。
随着太阳高度角的进一步升高，时间逐渐接近当地12点，太阳高度角越来越大，阴影面积减小，所以从出
现阴影到12点，阴影面积减小。12点后，太阳高度角减小，阴影面积增大，到下午日落前后，太阳高度
角很小，此时大棚内无阴影，阴影面积减小。所以一日之中，大棚内地面阴影带的面积变化是增大-减小-
增大-减小，故选D。
18．冬至日当地的正午太阳高度角为31°，由于脊高为3.5m，所以正午阳光进入大棚的进深为3.5tan59°，
所以大棚内阴影的长度为60-3.5tan59°，大棚内阴影的宽度即为保温被卷起后半径的4倍（注意东西两侧保
温被均卷起，所以一共有两个保温被卷，一个保温被卷的半径为0.35m），所以阴影面积为1.4（60-
3.5tan59°），故选C。
19．大棚内地面阴影带光照弱，可因地制宜种植需光较少的阴性作物，A正确。选用厚度较大保温被依然
在大棚内留下阴影，B错。在大棚东西边缘设置过道不能减轻地面阴影带的影响，C错。添加日光灯耗能
成本较高，且无必要全天照射，D错。故选A。
二、综合题20．阅读材料，完成下列问题
近年来，山西省大力开发风能、太阳能等清洁能源，打造新型能源基地。2015年底，该省太阳能和风
能电力装机总量占全省电力装机总量的11%。图左为山西省略图。图右为山西省20世纪80年代以来支柱
工业变化示意图。
材料二 下图为某中学地理兴趣小组观测日落位置年内变化示意图。α为图上中甲地观测到的年内日
落位置变化最大角。
（1）说出山西省工业结构的主要特点，并说明这种特点带来的主要问题。
（2）有专家认为山西省利用风能、太阳能发电难以取代火力发电，请说明理由。
（3）计算甲地P、Q两日正午太阳高度角之差，比较这两日日出地方时数值的大小，并指出Q日晨线过该
地的走向。
【答案】（1）特点：重工业为主；工业门类增多。
问题：煤炭等资源消耗量大；污染物排放量大，环境污染较重；经济效益较低。
（2）太阳能、风能资源不丰富；生产波动性较大；太阳能、风能发电成本较高。
（3）47°；P日大于Q日；西北—东南。
【分析】（1）读图可以得知，山西省工业类型集中在重工业板块，随着时间的推移，从单一的煤炭工业到煤炭、焦化、电力和机械等工业类型，部分工业门类增多。问题：工业都是一些重资源和重污染的工业
类型，例如煤炭工业会使煤炭资源消耗量大；重工业污染物排放量大，环境污染较重；集中在传统行业，
经济效益较低。
（2）结合山西省煤炭资源丰富的省情，根据材料“2015年底，该省太阳能和风能电力装机总量约占全省
电力装机总量的11% ”可知，从太阳能和风能的资源量上看，山西省太阳能、风能资源并不丰富；从开发
利用难度、生产的稳定性上看，太阳能、风能季节性强，生产波动性较大；从开发成本上看，太阳能、风
能占地面积大，技术要求高，发电成本较高。因此，山西省利用风能、太阳能发电难以取代火力发电。
（3）日落时太阳在偏西或正西方向，面向日落方向时，图中P位置为西南方向、Q位置为西北方向，根据
其位置可知，P、Q两日分别为冬至日和夏至日（太阳视运动总结：全球除极昼极夜地区外，二分日，全
球日出正东，日落正西；北半球夏半年，全球日出东北，日落西北；北半球冬半年，全球日出东南，日落
西南。）。 P日该地昼长达到一年中最短，日出最晚，Q日该地昼长达到一年中最大值，日出最早，因此
日出时地方时数值P大于Q。Q日为夏至日，该日北半球昼长夜短，且越往北昼长越长，因此晨线呈西北
东南走向。某地正午太阳高度等于该地纬度和直射点纬度之差的余角，设该地纬度为φ，P （冬至日）时
正午太阳高度角H1=90°- （φ+23°26′） , Q （夏至日）时正午太阳高度角H2=90°- （φ-23°26′） , 所以
△H=H2-H1，即为46°52'（如果南北回归线度数用23.5°，则甲地P、Q两日正午太阳高度角之差为
47°）。
