一、太陽高度角與正午太陽高度角的關系

太陽高度角簡稱太陽高度(其實是角度)

對于地球上的某個地點，太陽高度是指太陽光的入射方向和地平面之間的夾角。

太陽高度角随着地方時和太陽的赤緯的變化而變化。

日升日落，同一地點一天内太陽高度角是不斷變化的。日出日落時角度都為零度，正

午時太陽高度角最大。

二、正午太陽高度的考查涉及以下幾方面。

（1）規律：從直射點往南北兩側遞減；離直射點距離越近（緯度差越小），正午太陽高度越大。

（2）最值：直射北回歸線，北回歸線以北地區達一年中最大值，整個南半球達一年中最小值；相反，直射南回歸線時，南回歸線以南地區達一年中最大值；整個北半球達一年中最小值。

（3）公式：H=90°-｜φ-δ｜中φ與δ符号很關鍵，此外，兩點間的正午太陽高度差等于緯度差。

（4）影子的長短變化與方向：正午太陽高度角變大，影子變短；方向由太陽的位置确定。

（5）地方時：一天之中太陽高度最大時地方時為12時。

（6）樓間距離要抓住正午太陽高度角大小。

三、正午太陽高度的應用已成為高考的熱點，應從以下方面突破本難點：

（1）列為高考重點反複訓練講解。

（2）抓住規律，圖形結合。

（3）研究高考試題，聯系生産、生活實際

例1：某校所在地（120°E，40°N）安置一台太陽能熱水器，為了獲得最多的太陽光熱，提高利用效率，需要根據太陽高度的變化随季節調整其支架傾角，下列四幅日照圖中與熱水器安置方式搭配不合理的是

例2：如圖3—5所示，位于北緯36°34′的某療養院，計算在一幢20米高的樓房北面新建一幢樓房。因為療養的需要，要求高樓的每一層一年四季都能曬到太陽。

（1）新樓至少要距原樓多少米？

（2）若黃赤交角變為23°34′，兩樓之間的距離将應如何變化，才能保證各樓層均有較好的采光？

例3：某學校地理興趣小組外出考察，如圖3—6，在a地正午太陽高度最大時，用測角器測當地的地理緯度，此時學生手表指針為18時20分（北京時間），a的地理位置坐标為（ ）

A.21°E，36°34′S B.25°E，53°26′N

C.21°E，53°26′S D.25°E，36°34′N

例4：洛陽（112°E，35°N）一學生對太陽能熱水器進行了改造（如圖3—7），把熱水器裝在一個大玻璃箱中，并将支架改造成活動方式。據此回答（1）～（3）題。

（1）9月23日，為使熱水器有最好的效果，調節支架使熱水器吸熱面與地面的夾角為（ ）

A.23°26′ B.35° C.66°34′ D.55°

（2）下列地區中，使用太陽能熱水器效果最好的是（ ）

A.海口 B.重慶 C.拉薩 D.吐魯番

（3）當熱水器的吸熱面與地面夾角調節到最大值時（ ）

A.南太平洋漂浮的冰山較多

B.松花江正值第一次汛期

C.黃土高原上流水的侵蝕作用最為強烈

D.澳大利亞農田中的小麥開始返青

例5：圖3—8中四條曲線分别表示A、B、C、D四地，6月22日太陽高度的全天變化情況，據此判斷下列各選項中，對四地緯度位置的說法與圖示情況相符合的是（ ）

圖3—8

①A.23°26′N B.46°52′N C.66°34′N D.90°N

②A.90°N B.66°34′N C.23°26′N D.0°

③A.0° B.23°26′N C.90°N D.66°34′N

④A.23°26′N B.46°52′N C.90°N D.66°34′N

例6：圖3—9是我國西藏某地6月22日太陽高度的日變化示意圖（未考慮海拔等因素）。據此回答（1）～（2）題

（1）該地的地理坐标為（ ）

A.30°N，90°E B.16°52′N，105°E

C.23°26′N，120°E D.36°52′N，150°E

（2）此地最高氣溫一般出現在北京時間（ ）

A.12：00 B.13：00 C.14：00 D.16：00

例7：讀圖3—10，圖中ED為昏線，讀後回答下列問題。

圖3—10

（1）此時太陽直射點的地理坐标是 。

（2）A、B兩地正午太陽高度角較大的是 ，A、B兩地日出較早的 。

（3）此時赤道上晝的範圍是 。

（4）為使地處32°N的太陽能熱水器最大限度地利用太陽光能，這一天應将太陽能熱水器的真空管平面與樓頂之間的夾角α調整為 。

例8：圖3—1表示某地正午太陽高度和月降水量的變化。讀圖回答1～2題。

1.該地緯度可能為（ ）

A.90°N～23°26′N之間

B.90°S～23°26′S之間

C.22°N或22°S

D.40°30′N或40°30′S

2.該地氣溫及降水特征是（ ） 圖3—1

A.終年高溫多雨

B.夏熱少雨，冬溫多雨

C.冬溫少雨，夏熱多雨

D.夏熱多雨，冬季寒冷幹燥

例9：如圖3—2所示的日期，下列地點：北京（39°54′N），新加坡（1°N），汕頭（23°26′N），海口（20°N），正午太陽高度角從大到小排列正确的是（ ）

A.新加坡、海口、汕頭、北京

B.北京、汕頭、海口、新加坡

C.汕頭、海口、北京、新加坡

D.汕頭、海口、新加坡、北京

例10：近年來，我國房地産業發展迅速，越來越多的居民喬遷新居，居住條件和環境顯著改善。請讀圖3—3，運用以下公式回答1～2題。

①某地正午太陽高度的大小：

H=90°-｜φ-δ｜

式中H為正午太陽高度；φ為當地緯度，取正值；δ為太陽直射點的緯度，當地夏半年取正值，冬半年取負值。

②tan 35°≈0.7 tan 45°=1 tan 60°≈1.732

房地産開發商在某城市（北緯30度）建造了兩幢商品住宅樓（圖3—3），某個居民買到了北樓一層的一套房子，于春節前住進後發現正午前後太陽光線被南樓擋住，請問房子一年中正午太陽光線被南樓擋住的時間大約是（ ）

A.1個月 B.3個月 C.6個月 D.9個月

2為使北樓所有朝南房屋在正午時終年都能被太陽照射，那麼在兩幢樓間距不變的情況下，南樓的高度最高約為（ ）

A.20米 B.30米 C.40米 D.50米

例11“北緯38°一開闊平地上，在樓高為H的樓房北面蓋新樓，欲使新樓底層全年太陽光線不被遮擋，兩樓距離不小于（ ）

A.Htan(90°-38°) B.Htan(90°-38°-23.5°)

C.Hcot(90°-38°) D.Hcot(90°-38°-23.5°)

參考答案：

例題1答案：D

解題方法與技巧：這是一道典型的知識綜合應用題，首先根據圖中地球自轉的方向和晨昏線特點，判斷四個圖所對應日期（A圖為夏至日，B圖為冬至日，C和D圖為春分日或秋分日），然後根據正午太陽高度的計算公式H=90°-｜φ-δ｜可計算出H1=73°26′，H2=26°34′，H3=H4=50°。最後根據支架的傾角和正午太陽高度角應該互為餘角時，搭配合理，推出隻有D項不合理。

知識依托：晨昏線的特點與節氣的判斷，地球自轉的方向，正午太陽高度的計算，太陽輻射強度等知識為依托

錯解分析：本題涉及知識點較多，錯誤可能出現在晨昏線的特點與日期的判斷錯誤，也可能是忽視了地球自轉方向，也有可能不知道正午太陽高度角具體指圖中的哪一個角，再者也有可能對正午太陽高度角的計算公式的要求不熟悉，出現計算錯誤等。

例題2答案：（1）34.7 m （2）間隔應增大

解題方法與技巧：根據題意因療養院位于北緯36°34′，當太陽直射南回歸線時北半球正午太陽高度角達一年中最小值，若此時該樓的一層能被太陽照射的話，則各樓層都能被陽光照射，求出此時的正午太陽高度角H=90°-｜φ-δ｜（代入φ=36°34′,δ=-23°26′）即H=30°。根據三角函數關系，兩樓間最小距離應為x=20cot 30°,x=34.7 m。若黃赤交角變為23°34′，比原來變大，則此時北緯36°34′的正午太陽高度角H′=90°-｜φ-δ′｜,H′=29°52′變小，但x=20cot 29°52′在（0°～90°）為減函數，故兩樓間距應增大。做題過程畫直角三角形來理解題意更直接。

例3答案：B

解析：此題考查學生讀圖分析能力和正午太陽高度的規律，以及地方時的計算等。當地為12時，北京時間為18時20分，故該點經度為25°E；根據圖中正午太陽高度角的方向。H=60°，太陽應直射北回歸線即δ=23°26′N。代入公式H=90°-|φ-δ|，推出φ=53°26′N，故選B項。

例4答案：（1）B （2）C （3）A

根據題意和圖形分析當太陽光線與大玻璃箱垂直時效果最好。即H=90°-|φ-δ|，φ=35°,δ=0°,α H=90°,則α=35°,故第（1）題應選B項。太陽能熱水器效果最好地區應是太陽輻射分布較強的地區，拉薩市年太陽輻射量最豐富，故第（2）題應選C項。第（3）題根據題意，夾角最大時，吸熱面與地面夾角為90°；太陽光線與地面平行，即太陽高度角最小，應為冬季，故第（3）題應選A項，B為北半球春季，C項為夏季，D項北半球為秋季。

例5答案：②

此題考查太陽高度的日變化和讀圖分析能力。根據題意和圖中信息，6月22日太陽直射北回歸線（23°26′N），C曲線12點太陽高度為90°，故C點為23°26′N，此時北極圈上為極晝且12點時太陽高度為46°52′對應B，北極點上為極晝且太陽高度為常數，對應A，赤道上晝夜等長，故D為赤道，因此選②。

例6答案：（1）A （2）D

解析：此題主要考查太陽高度的日變化規律和地方時的計算，根據題意，α=23°26′N,H=83°26′,H=90°-|φ-δ|,φ1=30°N，φ2=16°52′,根據西藏的經緯度位置，第（1）題選A；一天中最高氣溫出現在當地14時，而當地地方時比北京時間晚2個小時，故北京時間為16時，氣溫最高，選D項。

例7答案：（1）23°26′N，110°W （2）A、B

（3）160°E～180°～20°W （4）8°34′

此題主要考查太陽光照圖讀圖分析能力和正午太陽高度規律的應用。

根據地球自轉方向和ED為昏線，則北極圈上為極晝，時間為6月22日，太陽直射北回歸線，70°E正好把夜半球平分，所以直射點在（23°26′N，110°E），根據正午太陽高度的分布規律，正午太陽高度A＞B；根據晝夜長短的規律，北半球緯度越高白晝越長，日出越早，故B早于A；因赤道上晝長為12小時，70°E為0時，故赤道上白晝應以110°W為對稱軸東西各跨90°，故白晝範圍應為160°E～180°～20°W；第（4）題根據給定條件，φ=32°N，δ=23°26′N,太陽光線與真空管平面垂直，H=90°-|φ-δ|H=81°26′,α H=90°,α=8°34′。

例8答案：1.C 2.C

解析：此題主要考查學生對正午太陽高度角分布規律的掌握情況，以及運用其變化規律分析地理事物和現象的能力、讀圖能力等，根據正午太陽高度曲線變化規律，該地一年中有兩次太陽直射，在兩次之間有一個最小值，該點應在回歸線上取得的且距離為1.5°，由于橫軸沒有标出月份，不能确定哪個半球，故該點緯度為22°N或22°S；第1題也可以用排除法，因為該點有兩次直射，隻能位于南、北回歸線之間，故把A、B、D排除，答案為C項。根據正午太陽高度與降水的關系可以推出，該地正午太陽高度大時，降水量大，正午太陽高度角小時，降水量少；根據第1題可知該地位于熱帶，故C項正确。

例9答案C

此題考查正午太陽高度角的緯度分布規律和讀圖判讀能力，根據圖中經度的變化和晨昏線的特點可以推知日期為北半球夏至日（6月22日）。正午太陽高度從北回歸線往南北兩側遞減，即離北回歸線越近，正午太陽高度越大，根據圖中四點的緯度，則正确順序：汕頭、海口、北京、新加坡，故選C項。

例10答案：1.C 2.B

此題主要考查正午太陽高度的規律的應用，考查學生應用地理知識，解決實際問題的能力。根據條件和公式，該樓一層正午太陽光線被擋住的條件是 δ＜H,H=90°-|φ-δ|，根據圖上已知條件，故tanH=—≈1.73，H≈60°,代入公式|φ-δ|=30°δ=0°，即太陽直射赤道時剛好北樓一層被南樓擋住，即當太陽直射點在南半球時，北樓一層被擋住，時間大約為6個月，故第1題選C項；若北樓一層正午時終年都能被太陽照射，條件應滿足太陽直射南回歸線，即δ=-23°26′，代入公式H=90-|φ-δ|，即H=36°34′、tan36°34′≈30°(米)，故第2題選B項。

例11答案：D

解析：此題主要考查學生對正午太陽高度分布規律的應用，根據題目條件，太陽應直射南回歸線時才能滿足，代入公式求出

H′=90°-|38° 23.5°|=90°-38°-23.5°,—=tanH′x=HcotH′

即x=Hcot(90°-38°-23.5°),選D項。

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