正午太陽高度知識不清-備戰(zhàn)2023年高考總復習地理專項突破

高頻考點551易錯點六正午太陽高度知識不清

易錯分析：學生容易錯三個方面：

(1)不能準確計算正午太陽高度，常因把正午太陽高度計算公式里各字母的含義弄

混而出錯；

(2)不能對正午太陽高度進行實際應用，不理解正午太陽高度與熱水器吸熱面之間

的角度關系；

(3)不理解圖示所隱含其他有用信息、。

解決以上問題要重點關注以下內(nèi)容：

一、太陽高度及其應用

1.一地的正午太陽高度也就是該地一天中的最大太陽高度。當?shù)氐胤綍r12：00、太

陽位于一天中最南或者最北(極夜地區(qū)除外)、物影最短時的太陽高度都是當?shù)卦揌

的正午太陽高度。

2.正午太陽高度計算公式為H=90°-。一8其中H表示當?shù)卣缣柛叨龋?為

當?shù)鼐暥?，取正值?為太陽直射點的緯度，當?shù)叵陌肽耆≌?，冬半年取負值。?/p>

外，為避免計算絕對值出錯或混淆各字母的取值范圍，同學們可將此公式簡化為【1=90°

-△巾，其中△0表示該地與直射點的緯度差。

3.正午太陽高度在實際生活中的應用

(1)正午太陽高度與建筑物的采光問題：其基本原理是前一幢樓在正午太陽高度最小

時不擋住后一幢樓一樓的陽光。如北半球緯度為6的某地，樓高為h,在充分考慮土

地利用面積和良好采光的情況下，兩幢樓之間的合適距離是L2hcot[90。-(*+23°

26')]o

(2)正午太陽高度與太陽能熱水器的最佳角度調(diào)節(jié)：其基本原理是正午太陽高度隨季

節(jié)變化，但始終要使太陽光線與太陽能熱水器吸熱面保持垂直，以取得最好的吸熱效

果，即太陽能熱水器吸熱面與地面的最佳夾角應該是直射點與當?shù)鼐暥鹊牟钪怠?/p>

(3)正午太陽高度與物影的關系：從方向上來說，影子的方向與太陽所在的方向相

反；從長度上來說，物影的長度與正午太陽高度呈負相關(正午太陽高度越大，物影

越短)。

二、正午太陽高度計算公式的擴展

子夜和正午時，該地與太陽直射點均位于同一經(jīng)線圈上，因而其子夜太陽高度可以借

鑒正午太陽高度計算公式來計算(注意緯度間隔的計算)。即處于極晝區(qū)的點，其正

午太陽高度加子夜太陽高度等于太陽直射點緯度的2倍。

根據(jù)此原理我們還可以推導出如下結論：

①發(fā)生極晝的極點太陽高度一天不變，且等于直射點的緯度；

②若某一緯線圈上正好出現(xiàn)極晝，則該緯線圈的緯度與直射點緯度互余，其上各處正

午太陽高度等于直射點緯度的2倍；

③處于極晝區(qū)的某一點，其正午太陽高度與午夜太陽高度之和等于直射點緯度的2

倍；

④就南北方向而言，在太陽直射的經(jīng)線上，太陽高度角相差多少度，緯度就相差多少

度；

⑤如果太陽直射赤道，則赤道上太陽高度相差多少度，經(jīng)度就相差多少度；

⑥如果太陽直射赤道以外的其他緯線，此緯線上太陽高度相差多少度，經(jīng)度的差值一

定大于太陽高度的差值。

【拓展提升】

南北走向塑料大棚在春秋冬季生產(chǎn)中，兩側保溫被在白天卷起后滯留在棚室頂部，會遮

擋部分太陽直射光進入棚內(nèi)，在地面形成遮光陰影帶，影響大棚內(nèi)光合有效輻射日總量（植

物在一天中用于光合作用的光積累量，是光照強度和每日光照時間的乘積）。山東省某市（緯

度約取值35.5°N）一農(nóng)戶大棚為南北走向，跨度為12.0m,長度為60.0m,脊高為3.5m,

保溫被卷起后半徑約為0.35m。下圖示意保溫被頂卷遮光陰影帶。據(jù)此完成下面小題。

W

1.一日之中，大棚內(nèi)地面陰影帶的面積變化是（）

A.先減小后增大B.保持不變C.先增大后減小D.增大-減小-增大-減

小

2.冬至日正午時大棚內(nèi)（南北墻無光線遮擋）地面陰影帶的面積（m2）約為（）

A.1.4（60-3.5tan31°）B.84C.1.4（6O-3.5tan590）D.0.7（60-3.5tan59°）

3.為了減小大棚內(nèi)地面陰影帶的影響，可以（）

A.在大棚中部種植陰性作物B.選用厚度較大保溫被

C.在大棚東西邊緣設置過道D.添加日光燈全天照射

【答案】1.D2.C3.A

【解析】1.日出前后，太陽在地平面附近，太陽高度角很小，而保溫被頂卷位于大棚頂部,

此時尚未在大棚內(nèi)投影下陰影。隨著太陽高度角升高，在大棚內(nèi)投下陰影，從沒有陰影到出

現(xiàn)陰影，其陰影面積增大。隨著太陽高度角的進一步升高，時間逐漸接近當?shù)?2點，太陽

高度角越來越大，陰影面積減小，所以從出現(xiàn)陰影到12點，陰影面積減小。12點后，太陽

高度角減小，陰影面積增大，到下午日落前后，太陽高度角很小，此時大棚內(nèi)無陰影，陰影

面積減小。所以一日之中，大棚內(nèi)地面陰影帶的面積變化是增大-減小-增大-減小，故選D。

2.冬至日當?shù)氐恼缣柛叨冉菫?1。，由于脊高為3.5m,所以正午陽光進入大棚的進深

為3.5tan59。，所以大棚內(nèi)陰影的長度為60-3.5tan59。，大棚內(nèi)陰影的寬度即為保溫被卷起后

半徑的4倍（注意東西兩側保溫被均卷起，所以一共有兩個保溫被卷，一個保溫被卷的半徑

為0.35m）,所以陰影面積為1.4（60-3.5tan59°）,故選C。

3.大棚內(nèi)地面陰影帶光照弱，可因地制宜種植需光較少的陰性作物，A正確。選用厚度較

大保溫被依然在大棚內(nèi)留下陰影，B錯。在大棚東西邊緣設置過道不能減輕地面陰影帶的影

響，C錯。添加H光燈耗能成本較高，且無必要全天照射，D錯。故選A。

城市植被覆蓋度與不透水面覆蓋度影響城市熱島效應的強度。表為2017年南京市夏季

不同植被覆蓋度區(qū)間下的地表降溫速率與不同不透水面覆蓋度區(qū)間下的地表增溫速率。據(jù)此

完成下面小題。

覆蓋度（％）0-2525?5050?7575-100

植被降溫速率（％）3.75.35.57.5

不透水面增溫速率（％）8.25.45.12.4

4.研究表明，南京市冬季不透水面的增溫效應不明顯甚至出現(xiàn)降溫效應，合理的解釋是冬

季（）

①太陽高度小，樓房遮陽作用強②利于降雪積蓄，反射率高

③晝短夜長且晝夜長短相差大④不透水面夜晚降溫幅度大

A.①②③B.②③④C.①③④D.①②④

5.只考慮植被與不透水面兩類地表覆蓋物的情況下，緩解城市熱島效應最佳的植被覆蓋度

（a）和不透水面覆蓋度（b）組合方案是（）

A.a:0~25%,b:75%~100%B.a:25%~50%,b:50%~75%

C.a:50%~75%,b:25%~50%D.a:75%~100%,b:0~25%

【答案】4.C5.A

【解析】4.①冬季，太陽直射點位于南半球，南京的正午太陽高度小，樓房影子長，遮陽

作用強，不透水面接受陽光照射時間短，因此不透水面的增溫效應不明顯，①正確。南京位

于秦嶺-淮河以南，屬于亞熱帶，冬季溫和，降雪少，②錯誤。冬季南京晝短夜長且晝夜長

短相差大，地表增溫時間遠少于降溫時間，所以不透水面的增溫效應不明顯，③正確。受比

熱容影響，不透水面降溫速度較快，因此夜晚降溫幅度比普通地面還大，相比周邊地區(qū)氣溫

低，所以不透水面甚至能出現(xiàn)降溫效應，④正確。①③④正確，故選C。

5.只考慮植被與不透水面兩類地表覆蓋物的情況下，緩解城市熱島效應最佳的植被覆蓋度

（a）和不透水面覆蓋度（b）組合方案要依次進行計算并進行比較。植被覆蓋度為0~25%

時，降溫速率為3.7%,不透水面覆蓋度為75%~100%時，增溫速率為2.4%,組合起來，降

溫速率為13%；植被覆蓋度為25%~50%時，降溫速率為5.3%,不透水面覆蓋度為50%~75%

時，增溫速率為5.1%,組合起來，降溫速率為0.2%；植被覆蓋度為50%~75%時，降溫速

率為5.5%,不透水面覆蓋度為25%~50%時，增溫速率為5.4%,組合起來，降溫速率為0.1%；

植被覆蓋度為75%~100%時，降溫速率為7.5%,不透水面覆蓋度為0~25%時，增溫速率為

8.2%,組合起來，增溫速率為0.7%。經(jīng)過比較可知，前三種組合降溫速率越來越小，第四

種組合為增溫。因此緩解城市熱島效應最佳的植被覆蓋度（a）和不透水面覆蓋度（b）組合

方案是A。故選A。

鳥魯木齊地窩堡國際機場在我國千萬級以上機場中出港準點率排名第一，但某些季節(jié)出

港準點率全國墊底。2021年4月1日北京時間20：35,小明乘坐航班從烏魯木齊飛往阿勒

泰旅游。飛機上小明望向窗外，看見一輪紅日給遠方的群山鑲上了一道金邊。圖1為新疆地

區(qū)簡圖，圖2為該航班的部分座位示意圖。據(jù)此完成下面小題。

圖2

6.推測小明的最佳座位可能是圖中的（）

A.31BB.33CC.34KD.35A

7.地窩堡機場出港準點率全國墊底的季節(jié)及原因是（）

A.春季交通流量小B.夏季多雷暴天氣C.秋季多逆溫現(xiàn)象D.冬季多大風降雪

8.一周后小明返程，在旅游期間下列說法正確的是（）

A.烏魯木齊正午的日影變短B.阿勒泰地區(qū)向日葵花海游人如織

C.伊犁河谷的蜂農(nóng)轉場前往阿勒泰放蜂D.阿勒泰地區(qū)的自轉線速度變大

【答案】6.D7.D8.A

【解析】6.4月太陽直射點在赤道以北，新疆地區(qū)日出東北，日落西北，由材料可知，此

時正是日落，飛機由烏魯木齊向阿勒泰方向，因此只有左側靠窗的位置才能看到日落的太陽，

35A位置最好，故選D。

7.烏魯木齊位于天山北部冬季風的迎風坡處，冬季多風雪大霧天氣，故而冬季準點率全國

墊底，D正確；準點率主要與天氣的狀況有關，與交通流量大小關系不大，A錯誤；新疆水

汽少，對流天氣少，少雷暴天氣，B錯誤；逆溫會造成大霧不易消散，但新疆水汽少，形成

大霧可能性小，C錯誤：故選D。

8.在此期間直射點位于赤道以北并向北移動，正午太陽高度角變大，日影變短，A正確；

阿勒泰地區(qū)緯度和海拔較高，向II葵在八月前后才會開放；阿勒泰在伊犁河谷以北，4月氣

溫更低還未進入花期，不適合前往放蜂，BC錯誤；一個地區(qū)的自轉線速度受所在地緯度和

海拔高度決定，與時間推移無關，D錯誤。選A。

2022年1月1日，《中國國家地理》通過B站發(fā)布一張采用多次曝光技術拍攝于某地

的照片（下圖），為廣大讀者送上新年第一天的“日不落"天文奇觀。據(jù)此完成下面小題。

9.拍攝照片時鏡頭指向（）

A.正東B.正南

C.正西D.正北

10.未來一個月，拍攝地（）

A.正午太陽高度變小B.日出正南方向

C.持續(xù)出現(xiàn)極晝D.開始出現(xiàn)極夜

【答案】9.B10.A

【分析】9.“H不落”即為極晝現(xiàn)象，由圖可知,拍攝的應該是一天中太陽高度最低的時段

前后的景觀，且太陽高度最低時正好位于地平線上，說明當?shù)卦撊談偤贸霈F(xiàn)極晝現(xiàn)象，地方

時為0時左右。1月1日，只有南極附近地區(qū)才會出現(xiàn)極晝，0時太陽位于正南方向，B項

正確，A、C、D錯誤。

10.未來一個月，也就是從1月1日到2月1II,太陽直射點一直向北移動，該地的正午太

陽高度變小，A正確；未來一個月后，拍攝地極晝現(xiàn)象消失，但仍然具有晝長夜短的特點，

日出東南方向，日落西南方向，B、C錯誤；未來一個月期間，太陽直射點一直位于南半球，

當?shù)夭粫霈F(xiàn)極夜，D錯誤。

安徽蒙城尉遲寺發(fā)現(xiàn)距今四、五千年前紅燒土房遺址（下圖），其中多數(shù)房屋基址為東

南——西北向排房，門朝西南。遺址的周圍有一條橢圓形環(huán)壕，把聚落遺址團團圍住，聚落

的唯一出口在西南。紅燒土房部分倒塌墻體中發(fā)現(xiàn)有稻殼等谷物。據(jù)此完成下面小題。

11.當時修建環(huán)壕的主要目的是（）

A.排水B.防衛(wèi)C.防火D.灌溉

12.推測當時當?shù)氐臍夂驐l件是（）

A.冷濕B.冷干C.暖濕D.暖干

13.在不考慮相互遮擋的情況下，當時東南——西北向排房正午時刻屋內(nèi)地面光照面積最大

的是（）

A.清明B.五一C.國慶D.元旦

【答案】ILB12.C13.D

【分析】11.由圖可知，安徽蒙城尉遲寺的紅燒土房遺址的布局具有一定的規(guī)律，建設之前

經(jīng)過統(tǒng)一規(guī)劃。外圈的環(huán)形壕溝規(guī)模較大，建筑集中在壕溝內(nèi)，可以起到一定的防衛(wèi)作用，

因此B選項正確。壕溝會使大量地表水在壕溝中聚集，無法起到排水作用，A選項錯誤。

一般火災發(fā)生在聚落中的建筑中，壕溝在外圍，無法起到防火作用。安徽地處暖溫帶與亞熱

帶季風氣候的過渡地區(qū)，降水較多，不用大量水源灌溉，D選項錯誤。

12.根據(jù)材料可知，紅燒土房部分倒塌墻體中發(fā)現(xiàn)有稻殼等谷物，說明當?shù)刂饕N植水稻，

水稻適宜溫暖、濕潤的氣候，因此推測當時當?shù)氐臍夂驐l件是暖濕，C選項正確，A、B、D

選項錯誤。

13.根據(jù)所學知識，在不考慮相互遮擋的情況下，一般正午太陽高度角越小，屋內(nèi)地面光照

面積越大，當太陽直射點位于南半球，安徽的正午太陽高度角較小，而太陽直射點在南半球

時.，北半球處于冬半年。清明、五一、國慶、元旦這四個時間，元旦時安徽的正午太陽高度

角最小，因此當時東南——西北向排房正午時刻屋內(nèi)地面光照面積最大的是元旦，D選項正

確，A、B、C選項錯誤。

紅土型鍥礦多分布在高溫多雨的環(huán)境，位于基巖上部的地表紅土風化殼礦床中，緩坡地

帶更有利于紅土型鍥礦的形成和保存。大面積廣泛分布紅土風化殼，是紅土型銀礦最直接、

最重要的找礦標志。下圖所示島國是世界上重要的鍥礦產(chǎn)區(qū)，②區(qū)域是該國紅土型銀礦的主

要分布區(qū)，某地質(zhì)勘探隊在圖中M觀察點（緯度22°11'20"）對該地區(qū)進行相關的地理

環(huán)境勘測。據(jù)此完成下面小題。

14.①區(qū)域的典型植被是（）

A.熱帶雨林B.熱帶荒漠C.熱帶稀樹草原D.亞熱帶常綠闊葉林

15.②區(qū)域由基巖到銀礦礦床的形成過程是（）

A.巖石風化一淋濾一沉積B.火山噴發(fā)一冷凝一堆積

C.外力侵蝕一搬運一堆積D.地殼下沉一變質(zhì)一富集

16.勘探隊在圖中M觀察點勘測時測得：該觀察點一年中，晝長最長時正午太陽高度為Hi,

晝長最短時正午太陽高度為H2。Hi與H2的關系是（）

A.HI=1/2H2B.HI=H2C.HI=2H2D.HI=3H2

【答案】14.C15.A16.C

【解析】14.讀圖可知，①區(qū)域位于20。~22噂地區(qū)，受東南信風和赤道低氣壓交替控制，

且①區(qū)域為山地的背風地帶，降水少，形成熱帶草原氣候，典型植被為熱帶稀樹草原，C正

確。熱帶雨林氣候的典型植被是熱帶雨林，熱帶沙漠氣候的典型植被是熱帶荒漠；亞熱帶季

風氣候的典型植被是亞熱帶常綠闊葉林，ABD錯誤。故選C。

15.據(jù)材料“紅土型銀礦多分布在高溫多雨的環(huán)境,位于基巖上部的地表紅土風化殼礦床中，

緩坡地帶更有利于紅土型銀礦的形成和保存”可知，②區(qū)域由基巖到銀礦礦床的形成過程是

地表巖石在外力作用下風化，后在多雨的環(huán)境淋濾，后在緩坡地帶沉積而成，A正確，BCD

錯誤。故選A。

16.讀圖結合所學知識可知，勘探隊在圖中M觀察點（緯度22。1120"）勘測時，該觀察點

一年中晝長最長時，正午太陽高度為Hi,晝長最短時正午太陽高度為H2。據(jù)圖可知，該地

為南半球，晝長最長時,太陽直射23。265,根據(jù)緯度算出Hi=90。-（23°26'-22°H'2O"）

=88°45’20"；晝長最短時，太陽直射23。26代,根據(jù)緯度算出H2=90。-（23°26'+22°ll,20w）

=44。22'40"；所以HI=2H2,C正確，ABD錯誤。故選C。

北京時間2021年10月16日0）時23分，神州十三號載人飛船在酒泉衛(wèi)星發(fā)射中心成

功發(fā)射。12月27日我國兩名航天員圓滿完成第二次出艙任務。下圖為二十四節(jié)氣示意圖。

據(jù)此完成下面小題。

春分紅.

清明驚蟄

谷雨雨水

立夏立春

小滿大寒

芒種/...\小寒

夏至冬至

小暑L

大雪

大暑小雪

立秋立冬

處暑烈頂霜降

白露秋分寒露

17.下列時段中，北京的晝長與兩名航天員完成第二次出艙任務當天夜長最接近的是（）

①冬至到小寒②夏至到小暑③芒種到夏至④大雪到冬至

A.①③B.①?C.②③D.②④

18.從載人飛船發(fā)射至航天員完成第二次出艙任務期間，烏魯木齊（）

A.日出時物影朝向西北B.日落的時間越來越晚

C.日出的時間越來越晚D.正午太陽高度角變小

【答案】17.C18.A

【分析】17.根據(jù)所學知識，根據(jù)對稱性原理，一年中夏至日的晝長與冬至日的夜長相等。

晝長關于冬至或夏至的對稱的日期相等。因此北京的晝長與兩名航天員完成第二次出艙任務

當天（12月27日）夜長最接近的是夏至到小暑和芒種到夏至時，②③正確。故選C。

18.從載人飛船發(fā)射至航天員完成第二次出艙任務期間，太陽直射點在南半球，日出時方位

為東南，因此日出時物影朝向西北，A正確；從10月16H至I]12月22日時，太陽直射點向

南回歸線移動，12月22日到12月27日時，太陽直射點又向北移，但始終都在南半球，因

此烏魯木齊日落時間先變早再變晚，日出時間先變晚再變早，正午太陽高度角先變小再變大,

BCD錯誤。故選A。

天井在我國傳統(tǒng)民居中比較常見，某些地區(qū)天井布局呈長方形，東西長度遠遠大于南北

寬度。下圖為我國某地民居的天井景觀及冬至日正午太陽入射角度示意圖。讀圖，據(jù)此完成

下面小題。

20米

19.圖示民居所在地的緯度最可能是（）

A.21°34'NB.30°NC.45°ND.46°34'N

20.圖示地區(qū)天井東西方向長度遠遠大于南北方向的目的是（）

A.利于民居內(nèi)的通風透氣B.遮擋陽光直射東西過道

C.增加東西廂房的采光D.利于陽光照射南北廳堂

【答案】19.A20.B

【解析】19.由右圖的左側房角與太陽光線交點向下作垂線，根據(jù)圖中的數(shù)據(jù)，房角高度為

8米，影長為8米，可知冬至日正午太陽高度為45。，此時太陽直射23。265,根據(jù)正午太陽

高度的計算公式，可得出當?shù)氐木暥葹?1。34我，A正確，BCD錯誤，所以選A。

20.當東西和南北寬度都大時，利于民居內(nèi)的通風透氣，A不符合題意；根據(jù)上題，該地緯

度為2F34W,一年四季正午太陽高度角都較大，氣溫較高，天井設計與遮陽有密切關系，

天井東西方向長度遠遠大于南北方向，東西兩側相隔較近，可以一定程度上遮擋陽光照射東

西過道，不利于東西廂房的采光，B符合題意，C不符合題意；南北長度小于東西長度，對

南北廳堂的遮陽效果不明顯，但由于當?shù)貧鉁馗?，主要目的不是利陽光照射南北廳堂，D不

符合題意。故選B。

小明在自家朝南的外墻壁上自制了一個“墻壁鐘表”，架設了與地軸平行的桿子，其日

影可用于日常計時，而上還能裝飾墻面，下圖為其設計的結構圖。據(jù)此完成下面小題。

墻壁側視圖墻壁正視圖

21.該地可能位于我國（）

A.成都B.蘭州C.哈爾濱D.杭州

22.小明在垂直線上標記了刻度，一年中正午桿子端點的影子會在OP間移動，當其落在

0P中點時。該日北半球（）

A.晝夜等長B.晝長夜短C.晝短夜長D.晝長增加

23.該形式的“墻壁鐘表”（）

A.只能用于冬半年計時B.二分日使用時間最長

C.時間刻度線均勻分布D.緯度越低計時越方便

【答案】21.A22.B23.B

【解析】21.根據(jù)“墻壁鐘表”的使用原理，可知主要是通過桿子的影子朝向來確定時間，已

知該地當北京時間為13點時，為正午，可知該地地方時比北京時間慢一個小時，因此可知

該地位于12（TE的西側，且慢一個小時，約15。，可知該地經(jīng)度為105兆左右，成都的經(jīng)度

最為接近，A正確。蘭州經(jīng)度為10（TE左右，B錯誤。哈爾濱經(jīng)度125。￡左右，C