地理选择性必修1 自然地理基础第一章 地球的运动第二节 地球运动的地理意义第3课时课时训练

第3课时　正午太阳高度的变化　四季更替和五带划分

A级 必备知识基础练

读某日全球各纬度正午太阳高度分布图,完成1~2题。

1.这一天是(　D　)

A.3月21日前后

B.6月22日前后

C.9月23日前后

D.12月22日前后

2.这一天之后(　B　)

A.南极圈内极昼范围将扩大

B.赤道地区的正午太阳高度将增大

C.赤道地区的白昼将变长

D.热带的范围将缩小

解析第1题,由图可知,这一天,南回归线上的正午太阳高度为90°,即太阳直射23°26'S,所以这一天是12月22日前后。第2题,根据上题,这一天是12月22日前后,太阳直射点在南回归线上,南极圈内是极昼,之后南极圈内的极昼范围将缩小;太阳直射点将向北移,距离赤道越来越近,赤道地区的正午太阳高度将增大;赤道地区总是昼夜平分;热带的范围由黄赤交角的大小决定,并不随太阳直射点的移动而改变。

下图是位于120°E经线上不同纬度三地在北半球夏至日的正午太阳高度。读图,完成3~4题。

3.③地的纬度是(　B　)

A.38°26'N B.8°26'N

C.38°26'S D.8°26'S

4.此日,昼长时间从长到短的排序是(　A　)

A.①②③ B.②①③

C.③②① D.③①②

解析第3题,北半球夏至日,太阳直射北回归线;③地正午太阳位于正北方天空,说明③地位于北回归线以南;正午太阳高度为75°,结合正午太阳高度计算公式H=90°-|φ-δ|(其中H表示当地正午太阳高度;φ为当地纬度,取正值;δ为太阳直射点的纬度,当地夏半年取正值、冬半年取负值),可求得当地纬度为8°26'N。第4题,北半球夏至日,太阳直射北回归线。读图可知,①②两地正午太阳位于正南方天空,说明①②两地位于北回归线以北。根据所学知识可知,与直射点的纬度差越大,正午太阳高度越小。图中①地正午太阳高度小于②地,因此①②两地中①地纬度更高。 结合上题可知,三地均位于北半球,且纬度从低到高的排序是③②①。夏至日,北半球纬度越高,白昼越长,因此三地昼长时间从长到短的排序是①②③。

[2023·广东茂名检测]长沙(28°N)某中学学生在地理兴趣课上连续三个月内三次测量正午太阳高度,获得测量的数据(见下表)。根据下表以及下图完成5~6题。

太阳直射点回归运动图

5.从第一次到第三次测量期间,太阳直射点移动方向和长沙昼长情况为(　B　)

A.①→②→③　先变长后变短

B.②→③→④　逐渐变短

C.③→④→⑤　先变长后变短

D.②→③→④　先变短后变长

6.三次测量中,其中一次测量的当天正值(　C　)

A.春分日 B.夏至日

C.秋分日 D.冬至日

解析第5题,长沙(28°N)位于北回归线以北,由表中数据可知,从第一次到第三次测量期间正午太阳高度逐渐变小,说明直射点向南移动。因此太阳直射点向南移动(②→③→④),长沙白昼逐渐变短。第6题,根据正午太阳高度的计算公式可知:第一次测量时,太阳直射8°N,不是二分二至日;第二次测量时,太阳直射0°,结合上题分析,此日太阳直射点向南移动,故此日为秋分日;第三次测量时,太阳直射7°S,不是二分二至日。

我国古代历法将地球绕日公转的规律与地球上的气候变化、动植物生长等自然现象变化规律相结合,将一年分为24个等份,并给每一个等份取了个专有名称,合称二十四节气。下图为二十四节气对应的地球运动位置示意图。据此完成7~8题。

7.“秋天的第一杯奶茶”曾一夜刷爆了社交网络,社交网络的上一张张红包截图,一杯杯奶茶照片,包含着亲情、友情、爱情。下列反映贵州兴义市立秋后的地理景象正确的是(　D　)

A.正午太阳高度增大 B.日出时间越来越早

C.日落时间越来越晚 D.正午旗杆影子变长

8.在贵州兴义市,正午太阳高度与“芒种”时相等的节气是(　A　)

A.小暑 B.立夏 C.雨水 D.处暑

解析第7题,结合所学知识可知,我国二十四节气中,每两个节气之间间隔15天左右,根据夏至为6月22日前后、秋分为9月23日前后可推测立秋大概在8月7日前后,此时太阳直射北半球并向南移动。贵州位于北回归线以北,故立秋后该地距离太阳直射点所在纬度越来越远,正午太阳高度减小,正午旗杆影子变长;太阳直射点向南移动,贵州白昼时间会变短,意味着日出时间越来越晚,但日落时间越来越早。第8题,结合所学知识可知,正午太阳高度H=90°-直射点与当地纬度差,若两地的正午太阳高度相同,说明其与太阳直射点之间的纬度差相同,说明其日期应关于夏至日6月22日对称(关于6月22日对称的两个日期太阳直射于同一纬度),根据材料中二十四节气分布可看出,与芒种关于夏至日对称的节气应该是小暑。

9.九江市地标——胜利碑,可以俯瞰整个九江市(30°N,116°E),是为纪念九江抗洪抢险胜利等重大历史事件而建。某日,九江市某中学地理兴趣小组利用正午太阳高度对胜利碑高度进行了测量。正午时刻测得阳光与地平面夹角为45°(如下图)。根据图文信息,结合所学知识,完成下列各题。

(1)兴趣小组测量正午太阳高度应选择在北京时间　　　　,当日九江市昼夜长短情况是　　　　。 

(2)测量正午太阳高度时,太阳直射点地理坐标是(　　　　,　　　　)。此时,胜利碑的影子朝向　　　　方。 

(3)图中胜利碑的高度约为　　　　米。 

答案(1)12:16　昼短夜长

(2)15°S　116°E　正北

(3)200.6

解析第(1)题,测量正午太阳高度应在九江当地地方时12时时,根据该地与北京时间所在120°E的经度差可以推算出测量时间。可计算出该日的太阳直射点纬度为15°S,故该日九江市昼短夜长。第(2)题,结合第(1)题,可知太阳直射点的位置。正午太阳位于九江的正南方,故影子朝向正北。第(3)题,正午时刻测得阳光与地平面夹角为45°,结合直角三角形的性质可推出胜利碑的高度。

B级 关键能力提升练

[2023·浙江宁波检测]下图示意110°E经线M地正午太阳高度的年内变化。据此完成10~12题。

10.M地的纬度位置可能为(　B　)

A.23°26'N B.20°N C.23°26'S D.20°S

11.若M地纬度为20°N,则其冬至日的正午太阳高度为(　A　)

A.46°34' B.43°26' C.86°34' D.83°26'

12.与位于30°N的N地相比,M地可能(　A　)

A.正午太阳高度年变化小

B.昼夜长短年变化大

C.四季更替更加明显

D.地球自转线速度小

解析第10题,该地一年中有两次正午太阳高度达到90°,说明该地位于南北回归线之间,不位于一年中只有一次太阳直射的南北回归线上;读图可知,该地6月22日正午太阳高度接近90°,说明该地位于北回归线附近。第11题,若该地位于20°N,正午太阳高度H等于90°减去太阳直射点纬度与所求地之间的纬度差,可计算出冬至日正午太阳高度为90°-43°26'=46°34'。第12题,由题干和图可知,M地位于热带地区。M地纬度更低,更靠近赤道,正午太阳高度年变化小。纬度越高,昼夜长短的变化幅度越大,N地昼夜长短年变化大于M地;M地位于热带,四季更替不明显;M地纬度较低,地球自转线速度较N地大。

[2023·山东济宁期末]下图中Ψ为太阳能板与水平面的夹角,太阳能板可调节。据此完成13~14题。

13.若Ψ与所在地纬度相等,图中各地太阳能板均获得最好的集热效果,则该日太阳直射(　A　)

A.0° B.4°N C.22°N D.23.5°S

14.在Ψ从12.5°减小到0°的过程中,达尔文的太阳能板集热效果始终保持最好,此时段山东(　B　)

A.昼夜长短变化幅度减小

B.日出方位从正东变为东南方向

C.济南昼长短长于江苏南京

D.各地的正午太阳高度逐渐增大

解析第13题,如果太阳能板获得最好的集热效果,则太阳能板与地面的夹角与正午太阳高度互余,若Ψ与所在地纬度相等,则当地纬度Ψ=90°-H,当地正午太阳高度H=90°-|δ-Ψ|,其中δ为太阳直射点的纬度,则Ψ=90°-[90°-|δ-Ψ|],由此得出δ=0°,故太阳直射赤道。第14题,为保证最大集热效率,太阳能集热板要与正午太阳高度保持垂直,因此正午太阳高度与集热板和地面的夹角互余。为保证达尔文的太阳能板集热效果始终保持最好,在Ψ从12.5°减小到0°的过程中,达尔文的正午太阳高度增大至90°,达尔文位于12.5°S,此时段太阳直射点从赤道向南移动至12.5°S,北半球的山东昼夜长短的变化幅度增大;太阳直射点在赤道时,山东日出正东,太阳直射点在南半球时,山东日出东南;此时段太阳直射点从赤道向南移动至12.5°S,太阳直射点位于南半球时,北半球纬度越高昼越短,南京昼长比济南昼长长;此时段太阳直射点逐渐南移,山东距太阳直射点的纬度距离逐渐增大,山东各地的正午太阳高度逐渐减小。

15.阅读图文材料,完成下列各题。

下面两图中,图1是地球光照图(阴影表示黑夜),图2是不同纬度正午太阳高度变化及正午太阳方向示意图。

图1

图2

(1)此时太阳直射点的坐标是　　　　　　　　,该直射点的纬度与图2　　　　(选填①②③④)相同。 

(2)此日,地球公转速度较　　　,图2中　　　(选填①②③④)正午太阳高度达到一年中最小值。 

(3)该日图1中A点的日出时间为　　　时,此时新旧日期的比例为　　　。 

(4)图2①②③④中,正午太阳高度年内变化幅度相等的是　　　　　。 

答案 (1)(23°26'N,120°W)　③

(2)慢　①②

(3)4　1∶2

(4)②③④

解析第(1)题,由图可知,图中北极圈及其以北地区为极昼现象,说明此时太阳直射北回归线(23°26'N);图中相邻两条经线之间相差30°,根据图中0°经线的位置可知,夜半球的中央经线的度数为60°E,故太阳直射点所在经线(12时所在经线)为120°W。因此此时太阳直射点的坐标是(23°26'N,120°W)。图2中③地最大正午太阳高度为90°,且正午太阳方向一年中都是在南方,因此③地位于北回归线上。第(2)题,7月初,地球位于远日点附近,公转速度最慢;图中北极圈及其以北地区为极昼现象,应为6月22日前后,故此日地球公转速度较慢。①地最大正午太阳高度为90°,最小正午太阳高度为66°34',则①地位于赤道上;②地最大正午太阳高度为90°,正午太阳方向一年中都是在北方,则②地位于南回归线上;由上一小题可知③地位于北回归线上;④地有一天正午太阳高度为0,且全年正午太阳方向都在南方,则④位于北极圈上。此时是北半球的夏至日,赤道及南半球各地正午太阳高度达到一年中的最小值,因此①②③④地中,正午太阳高度达到一年中最小值的是①②。第(3)题,图中A点处于本初子午线(0°经线)上,处于晨线;图中0°经线在将夜半球平分的经线(地方时为0时的经线)西侧60°。根据经度相差1°,地方时相差4分钟,东面的地方时间比西面的早,计算A点的地方时为4时,该纬度夜长(24时到日出时刻之间为半个夜长)为8小时,昼长为16小时,因此A点日出时间为4时(12:00-1/2昼长)。由于此时60°E经线的地方时为0时,因此地球上新的一天就是从60°E到180°经线之间的区域,故此时新旧日期的比例为120°/240°=1/2。第(4)题,在南北回归线之间地区正午太阳高度最大值为90°,最小值为太阳直射回归线时,利用正午太阳高度计算公式H=90-|所在地纬度±直射点纬度|(同半球相加、异半球相减)可求得,正午太阳高度年内变化幅度等于23°26'与当地的地理纬度之和。北半球在回归线到极圈之间的地区,正午太阳高度最大值在夏至日,最小值在冬至日,因此正午太阳高度年内变化幅度等于46°52'(南半球与之相同),故正午太阳高度年内变化幅度相等的是②③④。