太陽高度角簡稱太陽高度(其實(shí)是角度)
對(duì)于地球上的某個(gè)地點(diǎn)，太陽高度是指太陽光的入射方向和地平面之間的夾角。
太陽高度角隨著地方時(shí)和太陽的赤緯的變化而變化。
日升日落，同一地點(diǎn)一天內(nèi)太陽高度角是不斷變化的。日出日落時(shí)角度都為零度，正
午時(shí)太陽高度角最大。
（1）規(guī)律：從直射點(diǎn)往南北兩側(cè)遞減；離直射點(diǎn)距離越近（緯度差越?。缣柛叨仍酱?。
（2）最值：直射北回歸線，北回歸線以北地區(qū)達(dá)一年中最大值，整個(gè)南半球達(dá)一年中最小值；相反，直射南回歸線時(shí)，南回歸線以南地區(qū)達(dá)一年中最大值；整個(gè)北半球達(dá)一年中最小值。
（3）公式：H=90°-｜φ-δ｜中φ與δ符號(hào)很關(guān)鍵，此外，兩點(diǎn)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；方向由太陽的位置確定。
（5）地方時(shí)：一天之中太陽高度最大時(shí)地方時(shí)為12時(shí)。
（6）樓間距離要抓住正午太陽高度角大小。
（1）列為高考重點(diǎn)反復(fù)訓(xùn)練講解。
（2）抓住規(guī)律，圖形結(jié)合。
（3）研究高考試題，聯(lián)系生產(chǎn)、生活實(shí)際
例1：某校所在地（120°E，40°N）安置一臺(tái)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(jù)太陽高度的變化隨季節(jié)調(diào)整其支架傾角，下列四幅日照?qǐng)D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(yǎng)院，計(jì)算在一幢20米高的樓房北面新建一幢樓房。因?yàn)榀燄B(yǎng)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?yōu)?3°34′，兩樓之間的距離將應(yīng)如何變化，才能保證各樓層均有較好的采光？
例3：某學(xué)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(shí)，用測角器測當(dāng)?shù)氐牡乩砭暥?，此時(shí)學(xué)生手表指針為18時(shí)20分（北京時(shí)間），a的地理位置坐標(biāo)為（ ）
C.21°E，53°26′S D.25°E，36°34′N
例4：洛陽（112°E，35°N）一學(xué)生對(duì)太陽能熱水器進(jìn)行了改造（如圖3—7），把熱水器裝在一個(gè)大玻璃箱中，并將支架改造成活動(dòng)方式。據(jù)此回答（1）～（3）題。
（1）9月23日，為使熱水器有最好的效果，調(diào)節(jié)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(qū)中，使用太陽能熱水器效果最好的是（ ）
A.?？?B.重慶 C.拉薩 D.吐魯番
（3）當(dāng)熱水器的吸熱面與地面夾角調(diào)節(jié)到最大值時(shí)（ ）
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(qiáng)烈
D.澳大利亞農(nóng)田中的小麥開始返青
例5：圖3—8中四條曲線分別表示A、B、C、D四地，6月22日太陽高度的全天變化情況，據(jù)此判斷下列各選項(xiàng)中，對(duì)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(jù)此回答（1）～（2）題
（1）該地的地理坐標(biāo)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(xiàn)在北京時(shí)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，讀后回答下列問題。
圖3—10
（1）此時(shí)太陽直射點(diǎn)的地理坐標(biāo)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(shí)赤道上晝的范圍是 。
（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(yīng)將太陽能熱水器的真空管平面與樓頂之間的夾角α調(diào)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，冬季寒冷干燥
例9：如圖3—2所示的日期，下列地點(diǎn)：北京（39°54′N），新加坡（1°N），汕頭（23°26′N），?？冢?0°N），正午太陽高度角從大到小排列正確的是（ ）
A.新加坡、?？凇⑸穷^、北京
B.北京、汕頭、?？?、新加坡
C.汕頭、?？凇⒈本⑿录悠?/span>
D.汕頭、海口、新加坡、北京
例10：近年來，我國房地產(chǎn)業(yè)發(fā)展迅速，越來越多的居民喬遷新居，居住條件和環(huán)境顯著改善。請(qǐng)讀圖3—3，運(yùn)用以下公式回答1～2題。
①某地正午太陽高度的大?。?/span>
H=90°-｜φ-δ｜
式中H為正午太陽高度；φ為當(dāng)?shù)鼐暥?，取正值；δ為太陽直射點(diǎn)的緯度，當(dāng)?shù)叵陌肽耆≌担肽耆∝?fù)值。
②tan 35°≈0.7 tan 45°=1 tan 60°≈1.732
房地產(chǎn)開發(fā)商在某城市（北緯30度）建造了兩幢商品住宅樓（圖3—3），某個(gè)居民買到了北樓一層的一套房子，于春節(jié)前住進(jìn)后發(fā)現(xiàn)正午前后太陽光線被南樓擋住，請(qǐng)問房子一年中正午太陽光線被南樓擋住的時(shí)間大約是（ ）
A.1個(gè)月 B.3個(gè)月 C.6個(gè)月 D.9個(gè)月
2為使北樓所有朝南房屋在正午時(shí)終年都能被太陽照射，那么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°)
例題1答案：D
解題方法與技巧：這是一道典型的知識(shí)綜合應(yīng)用題，首先根據(jù)圖中地球自轉(zhuǎn)的方向和晨昏線特點(diǎn)，判斷四個(gè)圖所對(duì)應(yīng)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），然后根據(jù)正午太陽高度的計(jì)算公式H=90°-｜φ-δ｜可計(jì)算出H1=73°26′，H2=26°34′，H3=H4=50°。最后根據(jù)支架的傾角和正午太陽高度角應(yīng)該互為余角時(shí)，搭配合理，推出只有D項(xiàng)不合理。
知識(shí)依托：晨昏線的特點(diǎn)與節(jié)氣的判斷，地球自轉(zhuǎn)的方向，正午太陽高度的計(jì)算，太陽輻射強(qiáng)度等知識(shí)為依托
錯(cuò)解分析：本題涉及知識(shí)點(diǎn)較多，錯(cuò)誤可能出現(xiàn)在晨昏線的特點(diǎn)與日期的判斷錯(cuò)誤，也可能是忽視了地球自轉(zhuǎn)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(gè)角，再者也有可能對(duì)正午太陽高度角的計(jì)算公式的要求不熟悉，出現(xiàn)計(jì)算錯(cuò)誤等。
例題2答案：（1）34.7 m （2）間隔應(yīng)增大
解題方法與技巧：根據(jù)題意因療養(yǎng)院位于北緯36°34′，當(dāng)太陽直射南回歸線時(shí)北半球正午太陽高度角達(dá)一年中最小值，若此時(shí)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(shí)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(jù)三角函數(shù)關(guān)系，兩樓間最小距離應(yīng)為x=20cot 30°,x=34.7 m。若黃赤交角變?yōu)?3°34′，比原來變大，則此時(shí)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(shù)，故兩樓間距應(yīng)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(xué)生讀圖分析能力和正午太陽高度的規(guī)律，以及地方時(shí)的計(jì)算等。當(dāng)?shù)貫?2時(shí)，北京時(shí)間為18時(shí)20分，故該點(diǎn)經(jīng)度為25°E；根據(jù)圖中正午太陽高度角的方向。H=60°，太陽應(yīng)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(xiàng)。
例4答案：（1）B （2）C （3）A
根據(jù)題意和圖形分析當(dāng)太陽光線與大玻璃箱垂直時(shí)效果最好。即H=90°-|φ-δ|，φ=35°,δ=0°,α+H=90°,則α=35°,故第（1）題應(yīng)選B項(xiàng)。太陽能熱水器效果最好地區(qū)應(yīng)是太陽輻射分布較強(qiáng)的地區(qū)，拉薩市年太陽輻射量最豐富，故第（2）題應(yīng)選C項(xiàng)。第（3）題根據(jù)題意，夾角最大時(shí)，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(yīng)為冬季，故第（3）題應(yīng)選A項(xiàng)，B為北半球春季，C項(xiàng)為夏季，D項(xiàng)北半球?yàn)榍锛尽?/span>
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(jù)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(diǎn)太陽高度為90°，故C點(diǎn)為23°26′N，此時(shí)北極圈上為極晝且12點(diǎn)時(shí)太陽高度為46°52′對(duì)應(yīng)B，北極點(diǎn)上為極晝且太陽高度為常數(shù)，對(duì)應(yīng)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(guī)律和地方時(shí)的計(jì)算，根據(jù)題意，α=23°26′N,H=83°26′,H=90°-|φ-δ|,φ1=30°N，φ2=16°52′,根據(jù)西藏的經(jīng)緯度位置，第（1）題選A；一天中最高氣溫出現(xiàn)在當(dāng)?shù)?4時(shí)，而當(dāng)?shù)氐胤綍r(shí)比北京時(shí)間晚2個(gè)小時(shí)，故北京時(shí)間為16時(shí)，氣溫最高，選D項(xiàng)。
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?qǐng)D讀圖分析能力和正午太陽高度規(guī)律的應(yīng)用。
根據(jù)地球自轉(zhuǎn)方向和ED為昏線，則北極圈上為極晝，時(shí)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(diǎn)在（23°26′N，110°E），根據(jù)正午太陽高度的分布規(guī)律，正午太陽高度A＞B；根據(jù)晝夜長短的規(guī)律，北半球緯度越高白晝?cè)介L，日出越早，故B早于A；因赤道上晝長為12小時(shí)，70°E為0時(shí)，故赤道上白晝應(yīng)以110°W為對(duì)稱軸東西各跨90°，故白晝范圍應(yīng)為160°E～180°～20°W；第（4）題根據(jù)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(xué)生對(duì)正午太陽高度角分布規(guī)律的掌握情況，以及運(yùn)用其變化規(guī)律分析地理事物和現(xiàn)象的能力、讀圖能力等，根據(jù)正午太陽高度曲線變化規(guī)律，該地一年中有兩次太陽直射，在兩次之間有一個(gè)最小值，該點(diǎn)應(yīng)在回歸線上取得的且距離為1.5°，由于橫軸沒有標(biāo)出月份，不能確定哪個(gè)半球，故該點(diǎn)緯度為22°N或22°S；第1題也可以用排除法，因?yàn)樵擖c(diǎn)有兩次直射，只能位于南、北回歸線之間，故把A、B、D排除，答案為C項(xiàng)。根據(jù)正午太陽高度與降水的關(guān)系可以推出，該地正午太陽高度大時(shí)，降水量大，正午太陽高度角小時(shí)，降水量少；根據(jù)第1題可知該地位于熱帶，故C項(xiàng)正確。
例9答案C
此題考查正午太陽高度角的緯度分布規(guī)律和讀圖判讀能力，根據(jù)圖中經(jīng)度的變化和晨昏線的特點(diǎn)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(cè)遞減，即離北回歸線越近，正午太陽高度越大，根據(jù)圖中四點(diǎn)的緯度，則正確順序：汕頭、?？?、北京、新加坡，故選C項(xiàng)。
例10答案：1.C 2.B
此題主要考查正午太陽高度的規(guī)律的應(yīng)用，考查學(xué)生應(yīng)用地理知識(shí)，解決實(shí)際問題的能力。根據(jù)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(jù)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(shí)剛好北樓一層被南樓擋住，即當(dāng)太陽直射點(diǎn)在南半球時(shí)，北樓一層被擋住，時(shí)間大約為6個(gè)月，故第1題選C項(xiàng)；若北樓一層正午時(shí)終年都能被太陽照射，條件應(yīng)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(xiàng)。
例11答案：D
解析：此題主要考查學(xué)生對(duì)正午太陽高度分布規(guī)律的應(yīng)用，根據(jù)題目條件，太陽應(yīng)直射南回歸線時(shí)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(xiàng)。
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