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2024 高考一轮考点帮
2.1 基础知识五 太阳方位和正午太阳高度的变化
【考点解读】
由于地球不断地自转和公转，全球各地的太阳方位及太阳高度不断发生变化。从时间尺度来看，
可以分为年变化和日变化的尺度进行探讨。从认知层面来看，先论述方位再分析高度变化有利于过程
性认知。太阳方位和太阳高度（特别是正午太阳高度）对人类生活生产影响较大，要探讨其在影响与
应用。
【教学目标】
1.能够掌握某地周年日出、日落方位及正午时的方位，从而推断周日视运动轨迹；
2.知道在周日视运动中太阳高度的变化，能从空间分类探讨其正午太阳高度在不同时间变化；
3.掌握太阳高度角的应用：如影长的变化、房屋的朝向及间距等。
【教学过程】
一、基础检验
（一）太阳方位
1.太阳方位的周年变化
（1）日出、日落方位
太阳方位在昼半球中讨论，起于晨线，终于昏线。
【探讨】绘制出太阳光线（并找出直射点），说出图中A、B、C（或D）三地的日出日落方位？
【情况一】时间： 。
【结论】 （直射点），日出 ；日落 ；极昼地区 。
【情况二】时间： 。
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【结论】 （直射点），日出 ；日落 ；极昼地区 。
【情况三】时间： 。
【结论】 （直射点），全球日出 ；日落 。
（2）正午太阳方位
分地区讨论：
①北回归线以北地区，正午太阳永远在 ；
②南回归线以南地区，正午太阳永远在 ；
③回归线上，除直射外，北回归线均在 ；
南回归线均在 ；
④回归线之间，可南可北，具体要通过日期等信息推测此
时
直射点所在纬度与该地纬度的相对关系。
2.太阳的周日视运动
（1）太阳的周日（视）运动：从日出到正午，再到日落的过程。
2
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太阳的周日视运动是建立周年视运动的基础上，利用日出、日落及正午太阳三点绘制周日视运动
轨迹。下图的绘制为平面图。
（2）全球各地的周日视运动
①非极昼地区
【北半球夏半年】
方位变化：
【北半球冬半年】
方位变化：
【二分日】
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方位变化：
考试时有时会出现立体的视运动图，日出日落方位容易辨认，南北最主要看观察者穹顶与太阳方位的关系。
②极昼地区的“日不落”
极昼极夜地区的轨迹图识别核心要点：
①最高点为 时，最低点为 时，0 时代表 ；
②轨迹从最低点的正南（或正北），经东而后再西绕地一圈，因此极地视运动轨迹是 。
（3）太阳方位与地方时
以北半球夏半年为例，请在下图中标示重要的地方时。
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结论：① 时太阳一定处于正南（或正北），其他方位需要根据 推理。
②6 时，太阳不一定在 。对于除了极点之外的任一地点，6 时的太阳方位，春秋分日在正东方，
夏半年在 ，冬半年在 。
（二）正午太阳高度
1.太阳高度及其日变化
（1）太阳高度：是指太阳光线与地平面的夹角。
（2）日变化过程：一天中从 （太阳高度角为0°）逐渐上升，至中午 达到最一天中的最大
值，该值称之为正午太阳高度。随后逐渐减小至0°，即 。
注：一天中太阳高度有无数个，正午太阳高度特指12 时的最大太阳高度，是唯一的。
(3)正午太阳高度的计算
正午太阳高度的计算H=90 -
˚
（两地）纬度差
说明：① “两点”一般是指所求地点与太阳直射点。该公式也可应用在昼半球中央的两条经线上（二
分日时只有一条）的两点。
② 两点纬度差的计算遵循“同减异加”原则。
2.正午太阳高度分布与的变化
（1）正午太阳高度的分布
【探究】说出太阳高度的分布特点？当直射点移动，各地的太阳高度又会如何变化？
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【总结】
①直射点 ，晨昏线上 。由直射点向南北递减至晨昏圈；
②正午太阳高度是由直射点所在的 决定的，离直射点越近，正午太阳高度越 ；
③昼半球中央的两条经线上（二分日时只有一条）的两点同样适用，正午太阳高度纬度差的计算原理。
（2）正午太阳高度的变化
① 正午太阳高度的时间变化规律
二分日：直射在 ，正午太阳高度角由 递减。
夏至：由 向南北两侧递减。 正午太阳高度达一年最大，
达到一年中的最小值。
冬至：由 向南北两侧递减。 正午太阳高度达一年最大，
达到一年中的最小值。
②正午太阳的空间（纬度）变化规律
以下列分区进行讨论，在正午太阳高度的的变化规律：
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分区
回归线以内
回归线上
回归线到极圈
（包括极圈）
极圈以内
有无直射
极昼极夜现象
最大（φ 纬度）
最小（φ 纬度）
年差
（三）太阳方位和正午太阳高度的应用
1.影子的朝向及长短的变化
（1）影子的朝向：与太阳的方位相反。先判断出此时太阳的位置即可推断影子的朝向。同样，影子
的朝向也可以反推太阳的位置。
（2）影子的长短变化：
一天中：正午太阳最高，则影长最 ，则日出→正午，影长 ；正午→日落，影长 。
一年中：（离太阳越近）正午太阳高度角越大，影子越 。（纬度越高，正午时影子越长）
注：分析影长变化过程中，方位一定是相反的，但也要注意中午的长度一定是最短的。
2.确定房屋的朝向
为了获得更充足的太阳光照，在北回归线以北地区，正午太阳位于 ，房屋朝 ；
在南回归线以南地区，正午太阳位于 ，房屋朝 。
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3.确定楼距、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。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。以我国为例，见下图，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＝hcotH。
4.太阳能热水器的倾角调整
计算出某地太阳能板放置的角度就必须知道该地的正午太阳高度角。
结合该地的纬度，利用结论：太阳能板放置的角度就是该地与太阳直射点的 。
二、真题演练
（2023·湖南·统考高考真题）非洲冰鼠是啮齿类食草动物，夜伏昼出，不冬眠，不囤积食物，常通
过晒太阳或蜷缩等方式应对寒冷。在非洲南部某山地（29°33`S，29°14`E）海拔2800 米处的缓坡
上，某科研团队对非洲冰鼠群体的活动规律进行观测。下图示意连续几日观测的平均结果。据此完成
下面小题。
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1．北京时间15：00 左右，非洲冰鼠冬季晒太阳的地点最可能位于该山地的（ ）
A．东北坡
B．西北坡
C．东南坡
D．西南坡
（2023·福建·高考真题）局部强降雨后，在某些角度，光通过水汽的折射，形成彩虹奇观。结合下
图完成下面小题。
2．暑假某日，小明同学来到武夷山游玩，降雨过后，看见了彩虹，则小明看见彩虹时最可能的时间
与朝向是（ ）
A．7：00~8：30 面朝太阳
B．10：00~11：30 面朝太阳
C．13：00~14：30 背对太阳
D．16：00~17：30 背对太阳
3．我国北方夏季彩虹出现频率高于南方的可能原因是（ ）
A．降雨较多
B．太阳高度角大
C．白昼时间长
D．可见度较高
（2021·天津·统考高考真题）科考队在北极圈内某地进行科考时，于北京时间6 月22 日16 时测得
了当地一天中太阳高度的最小值为10°。完成下面小题。
4．该地的纬度为（ ）
A．83°26′N
B．80°34′N
C．76°34′N
D．72°34′N
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（2022·广东·统考高考真题）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400km 的中国空间站。2022 年4 月16 日，航天员安全返回
地球。据此完成下面小题。
5．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
（2022·福建·统考高考真题）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。据此完成下面小题。
6．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
7．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
（2021·福建·统考高考真题）1997 年以来，宁夏闽宁镇从一片“干沙滩”逐步发展为“金沙滩”。
2012 年闽宁镇开始发展光伏大棚、光伏发电等光伏应用产业，未来将利用“照射光线自动跟踪”技术，
让光伏面板始终保持与太阳光线垂直，以提高光能利用效率。据此完成下面小题。
8．若应用“照射光线自动跟踪”技术，与6 月1 日相比，闽宁镇7 月1 日光伏面板（ ）
A．正午影子长度较长
B．跟踪调整时长较短
C．仰角移动幅度较小
D．水平转动角度较大
三、总结归纳
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参考答案（或解读）
一、基础检验
（一）1.（1）情况1：北半球夏半年；直射北半球；东北；西北；正北升、正北落
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1.（1）情况2：北半球冬半年；南半球；东南升；西南落；正南升、正南落
1.（3）情况3：二分日；直射赤道；正东升、正西落
1. （2）正南；正北；正南；正北
2. （2）①
【北半球夏半年】东北→正东→东南→正南→西南→正西→西北；东北→正北→西北
【北半球冬半年】东南→正南→西南；东南→正东→东北→正北→西北→ 正西→西南
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【二分日】正东→东南→正南→西南→正西；正东→东北→正北→西北→正西
②12 时；0 时；日出日落；北顺南逆
2.（3）
2.（3）12 时；日期；正东；东北；东南
（二）1.（2）日出；12 时；日落
2.（1）90°；0°；纬度；大
2.（2）①赤道；赤道向南北两极；北回归线；北回归线及其以北地区；南半球；南回归线；南回归
线及其以南地区；北半球
（2）②
分区
回归线以内
回归线上
回归线到极圈
（包括极圈）
极圈以内
有无直射
有两次
一次
无
无
极昼极夜现象
无
无
极圈才有
有
最大（φ 纬度）
90°
90°
90°—（φ—23°26′）
最小（φ 纬度）
66°34′—φ
43°08′
90°—（φ+ 23°26′）
0
年差
23°26′+ φ
46°52′
46°52′
113°26′—φ
（三）2.（2）短；缩短；变长；短；
3.南方；南；北方；北
5.纬度差
真题演练
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【答案】1．A
【解析】1．材料信息表明，当地经度为33`S，29°14`E，北京时间15:00 时，当地地方时约为9 时。
当地冬季时太阳直射点在北半球，当地太阳从东北升起，正午时太阳位于当地正北，上午时间太阳均
在东北方，9 时时东北坡为向阳坡，因此非洲冰鼠冬季晒太阳的地点最可能位于该山地的东北坡，A
符合题意，排除BCD。故选A。
【答案】2．D 3．C
2．由图可知，要观测到彩虹必须背对太阳，AB 错误；由图可知，13：00~14：30，武夷山太阳高度角
大于42°，不能形成彩虹，C 错误；16：00~17：30 太阳高度角较小，可能会形成彩虹，D 正确。故选
D。
3．北方降雨少于南方，A 错误；北方太阳高度角小于南方，B 错误；夏季北方昼长较南方长，昼长时
间长，出现彩虹的频率高，C 正确；南方北方的能见度差异小，D 错误。故选C。
【答案】4．C
【分析】4．6 月22 日是夏至日，太阳直射点位于北回归线，该地为北极圈以内，有极昼，一天中最
小太阳高度为10°，为0：00 的太阳高度，此时北极圈上0：00 的太阳高度0°，从而得出该地的纬
度为北极圈以北10°，即76°34′N，故C 项正确，ABD 错误。故选C。
【答案】5．D
【解析】5．正午太阳高度角为90°--所求点与直射点的纬度差值，在航天员驻留期间，两地始终都
位于太阳直射点的以北，则两地与太阳直射点的距离变化始终一致，则两地正午太阳高度角的变化始
终一致，保持不变，两地正午太阳高度角的变化始终为两地纬度之差。故选D。
【答案】6．B 7．D
【解析】6．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，ACD 错误。该题选B。
7．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，ABC
错误。故选D。
【答案】8．D
【分析】8．与6 月1 日相比，闽宁镇7 月1 日，正午太阳高度角更大，光伏面板正午影子长度较短，
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A 错误；7 月1 日比6 月1 日的白昼时间更长，跟踪调整时长较长，B 错误；7 月1 日比6 月1 日的正午
太阳高度角更大，日出日落太阳高度为零，一天中太阳高度角变化更大，仰角移动幅度较大，C 错误；
7 月1 日比6 月1 日的白昼时间更长，从日出到日落太阳转过的水平角度更大，光伏面板水平转动角
度较大，D 正确。所以选D。
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