1.2課時3正午太陽高度的變化與四季五帶學(xué)案高二地理人教版選擇性必修1

第二節(jié)地球運(yùn)動的地理意義第3課時正午太陽高度的變化與四季、五帶【自主學(xué)習(xí)】一、正午太陽高度的變化1.緯度變化(1)同一時刻:由太陽直射點(diǎn)所在緯度向南北兩側(cè)①。

(2)夏至日:由②向南北兩側(cè)遞減。

(3)冬至日:由③向南北兩側(cè)遞減。

(4)春、秋分日:由④向南北兩極遞減。

2.季節(jié)變化(1)同一地點(diǎn):離太陽直射點(diǎn)越近,正午太陽高度⑤。

(2)北回歸線及其以北地區(qū):正午太陽高度夏至日達(dá)⑥,冬至日達(dá)⑦。

(3)南回歸線及其以南地區(qū):正午太陽高度冬至日達(dá)⑧,夏至日達(dá)⑨。

(4)南、北回歸線之間地區(qū):每年有⑩次太陽直射。

二、四季更替1.天文四季:依據(jù)正午太陽高度和晝夜長短的變化劃分。2.氣候四季:3、4、5月為春季;6、7、8月為夏季;9、10、11月為秋季;12、1、2月為冬季。3.南半球與北半球季節(jié)。

三、五帶劃分以南、北回歸線和南、北極圈為界線,把地球表面粗略地劃分為熱帶、北溫帶、南溫帶、北寒帶和南寒帶?！敬鸢浮竣龠f減②北回歸線③南回歸線④赤道⑤越大⑥最大值⑦最小值⑧最大值⑨最小值⑩兩相反【合作探究】情境導(dǎo)入河南省舞陽縣賈湖遺址(33.5°N)的考古研究發(fā)現(xiàn),古人將骨笛和叉形器組合起來,做成觀測正午日影的原始“圭表”,如圖所示(圖中①②③代表二分二至日的日影末端位置)。冬至日時,賈湖先人觀測到骨笛上正午日影末端位于哪一處?主題1：正午太陽高度的變化主題探究情境二分二至日不同緯度正午太陽高度示意圖。任務(wù)1表示春分日和秋分日不同緯度的正午太陽高度變化的是哪幅圖?表示夏至日不同緯度正午太陽高度變化的是哪幅圖?表示冬至日不同緯度正午太陽高度變化的是哪幅圖?說出判斷的理由?！敬鸢浮勘硎敬?、秋分日的是圖甲。理由:春分日和秋分日時,太陽直射赤道,赤道的正午太陽高度為90°,正午太陽高度由赤道向南北兩側(cè)遞減。表示夏至日的是圖乙。理由:夏至日時,太陽直射北回歸線,北回歸線的正午太陽高度為90°,正午太陽高度由北回歸線向南北兩側(cè)遞減。表示冬至日的是圖丙。理由:冬至日時,太陽直射南回歸線,南回歸線的正午太陽高度為90°,正午太陽高度由南回歸線向南北兩側(cè)遞減。任務(wù)2總結(jié)正午太陽高度的變化規(guī)律?！敬鸢浮繌奶栔鄙潼c(diǎn)所在的緯線向南北兩側(cè)遞減。任務(wù)3總結(jié)北回歸線以北、南回歸線以南的各地正午太陽高度在一年中何時達(dá)到最大值,何時達(dá)到最小值?！敬鸢浮勘被貧w線以北的各地區(qū),夏至日正午太陽高度達(dá)到一年中的最大值,冬至日正午太陽高度達(dá)到一年中的最小值;南回歸線以南的各地區(qū),冬至日正午太陽高度達(dá)到一年中的最大值,夏至日正午太陽高度達(dá)到一年中的最小值。任務(wù)4歸納回歸線之間的各地,正午太陽高度在一年中何時達(dá)到最大值,何時達(dá)到最小值?！敬鸢浮勘被貧w線與赤道之間:當(dāng)太陽直射時,正午太陽高度在一年中達(dá)到最大值,為90°,冬至日正午太陽高度在一年中達(dá)到最小值。南回歸線與赤道之間:當(dāng)太陽直射時,正午太陽高度在一年中達(dá)到最大值,為90°,夏至日正午太陽高度在一年中達(dá)到最小值。素養(yǎng)培育課外探究——培育地理實(shí)踐力情境我國某中學(xué)地理興趣小組對當(dāng)?shù)鼐暥冗M(jìn)行了測量,其測量的記錄和結(jié)果如下。測量工具:自制測量臺(如上圖,豎桿垂直臺面)、教學(xué)用量角器一個、測繪羅盤一只、手表一塊。測量說明:量角器圓心放于豎桿影子頂端,觀察影子投射在量角器上的對應(yīng)刻度。測量日期:3月21日。測量結(jié)果:在手表顯示13時時,桿影與羅盤指針方向重合,豎桿影子投射在量角器上對應(yīng)刻度為50°。任務(wù)1實(shí)際測量測得當(dāng)?shù)亟?jīng)度為,緯度為。

【答案】105°E40°N任務(wù)2當(dāng)北京時間分別為12時、14時時,該活動小組觀察到豎桿影子的方向分別為、。

【答案】西北東北任務(wù)3請幫該地理興趣小組繪制出該地全年的正午太陽高度曲線圖?！敬鸢浮恳娤聢D:知識小結(jié)1.太陽高度和正午太陽高度的含義太陽高度表示太陽光線與當(dāng)?shù)氐仄矫娴膬A角(如下圖)。一日內(nèi)的最大太陽高度,稱為正午太陽高度,此時,觀測地的地方時為12時。正午太陽高度反映了太陽輻射強(qiáng)弱狀況。2.正午太陽高度的變化規(guī)律(1)緯度變化——“遠(yuǎn)大近小”(2)季節(jié)變化——“來增去減”對點(diǎn)訓(xùn)練太陽能熱水器集熱板與地面的夾角可調(diào)節(jié),為使集熱效率達(dá)到最高,應(yīng)保持正午太陽光與集熱板垂直,若當(dāng)?shù)氐恼缣柛叨葹镠,則集熱板與地面的夾角應(yīng)為90°H,如圖所示。讀圖,回答1~2題。1.江蘇省一年中調(diào)節(jié)桿高度最小的月份是()。A.12月B.9月C.6月D.3月2.集熱板與地面夾角從最小增大到最大期間()。A.江蘇省日落時間不變B.地球公轉(zhuǎn)速度逐漸減小C.江蘇省正午樓房的影長逐漸變長D.江蘇省晝短夜長,且晝漸長【答案】1.C2.C【解析】第1題,讀圖可知,根據(jù)圖中要素之間的關(guān)系,當(dāng)正午太陽高度最大時,江蘇省一年中調(diào)節(jié)桿高度最小,此時為夏至日(6月22日前后)。第2題,集熱板與地面夾角從最小增大到最大期間,即由夏至日到冬至日,太陽直射點(diǎn)由北回歸線向南回歸線移動,北半球白晝時間逐漸縮短,江蘇省的日出時間變晚;地球公轉(zhuǎn)速度先減小、后增大(7月初地球公轉(zhuǎn)速度最慢,1月初地球公轉(zhuǎn)速度最快);江蘇省正午太陽高度不斷減小,正午樓房的影長逐漸變長;江蘇省先晝長夜短,后晝短夜長,且晝漸短。主題2：正午太陽高度的計算與應(yīng)用主題探究情境對于太陽能熱水器來說,當(dāng)集熱板與太陽光線垂直時,集熱效果最好。洛陽一學(xué)生對太陽能熱水器進(jìn)行了改造(如下圖),把熱水器裝在一個大玻璃箱中,并將支架改造成活動方式,為使熱水器有最好的效果,可適時調(diào)節(jié)支架改變熱水器吸熱面與地面的夾角。任務(wù)19月23日,測得洛陽的正午太陽高度為55°,請利用公式計算洛陽的地理緯度。與洛陽正午太陽高度相等的另一地緯度是多少?【答案】H=90°(洛陽緯度0°)=55°,可知洛陽緯度為35°N。與洛陽正午太陽高度相等的另一地緯度為35°S。任務(wù)2若要使太陽光線與集熱板垂直,則正午太陽高度(H)和集熱板與地面夾角(α)之間的關(guān)系如何?【答案】H+α=90°。任務(wù)39月23日,如何調(diào)節(jié)支架可以使集熱效果最好?【答案】根據(jù)H+α=90°,求得α=35°,即集熱板與地面夾角調(diào)節(jié)為35°,集熱效果最好。素養(yǎng)培育樓間距與日照——培育地理實(shí)踐力情境我國物權(quán)法規(guī)定,建造建筑物不得違反國家有關(guān)工程建設(shè)標(biāo)準(zhǔn),妨礙相鄰建筑物的通風(fēng)、采光和日照。下面為山東省濟(jì)南市在二分二至日的正午太陽高度示意圖(圖Ⅰ)、兩樓之間的距離和樓高關(guān)系示意圖(圖Ⅱ)。任務(wù)1若圖Ⅱ中甲、乙兩樓的樓高不變,則影響建筑物采光的主要因素是什么?【答案】兩樓之間的距離(L)和正午太陽高度(H)。任務(wù)2圖Ⅰ中,①②③分別表示哪一日的正午太陽高度?其中,決定濟(jì)南市樓間距大小的是哪一個?【答案】①表示夏至日,②表示春、秋分日,③表示冬至日。其中,③決定濟(jì)南市樓間距的大小。知識小結(jié)1.正午太陽高度(H)的計算方法公式:H=90°兩點(diǎn)緯度差“兩點(diǎn)”指觀測點(diǎn)、太陽直射點(diǎn)。若兩點(diǎn)同在北(南)半球,兩點(diǎn)緯度差為大數(shù)減去小數(shù);若兩點(diǎn)分屬于南北不同半球,兩點(diǎn)緯度差為兩點(diǎn)的緯度數(shù)之和。如下圖所示:當(dāng)太陽直射B點(diǎn)(10°N)時,A點(diǎn)(30°N)正午太陽高度是HA=90°(A點(diǎn)緯度B點(diǎn)緯度)=90°(30°10°)=70°。當(dāng)太陽直射B點(diǎn)(10°N)時,C點(diǎn)(23°26′S)正午太陽高度是HC=90°(B點(diǎn)緯度+C點(diǎn)緯度)=90°(10°+23°26′)=56°34′。將公式“H=90°兩點(diǎn)緯度差”移項(xiàng)后為90°H=兩點(diǎn)緯度差,即直射點(diǎn)與觀測點(diǎn)的正午太陽高度差等于兩點(diǎn)的緯度差。2.正午太陽高度的應(yīng)用(1)確定地方時某地太陽高度達(dá)到一天中的最大值時,此時日影最短,當(dāng)?shù)氐牡胤綍r是12時。(2)確定房屋的朝向北回歸線以北地區(qū),正午太陽位于南方,房屋朝南;南回歸線以南地區(qū),正午太陽位于北方,房屋朝北。(3)判斷日影長短及方向正午太陽高度越大,日影越短;正午太陽高度越小,日影越長,且日影方向背向太陽。(4)太陽能熱水器的安裝太陽能熱水器的集熱板要根據(jù)正午太陽高度的季節(jié)變化來調(diào)整角度,集熱板與地面之間的夾角應(yīng)等于當(dāng)天正午太陽高度的余角,如下圖所示,α+H=90°時效果最佳。在集熱板(真空管)的傾角α與正午太陽高度H互余的情況下,太陽能熱水器的熱能利用率最高。為了更有效地利用太陽能,從理論上講,集熱板的傾角α應(yīng)隨季節(jié)的變化進(jìn)行調(diào)節(jié)。(5)與房間采光的關(guān)系一般情況下,正午太陽高度越大,照射到房間里的面積越小,即夏季照射面積小,冬季照射面積大。北回歸線以北的地區(qū),太陽光線正午從南窗射入;南回歸線以南的地區(qū),太陽光線正午從北窗射入。(6)計算樓間距為使樓房底層獲得充足的太陽光照,一般來說,緯度較低的地區(qū),樓間距較小,緯度較高的地區(qū),樓間距較大。計算樓間距的關(guān)鍵是求出當(dāng)?shù)囟寥盏恼缣柛叨?。北回歸線以北地區(qū)建房時,為保證一樓全年均有陽光照到,兩樓之間的最短距離與樓高的關(guān)系應(yīng)滿足L≥h·cotH(其中h為樓高,H為冬至日當(dāng)?shù)卣缣柛叨?。對點(diǎn)訓(xùn)練水富(29°N,104°E)一學(xué)生對太陽能熱水器進(jìn)行了改造(如下圖),把熱水器裝在一個大玻璃箱中,并將支架改造成活動方式。讀圖,回答1~2題。1.9月23日,為使熱水器達(dá)到最好的效果,調(diào)節(jié)支架使熱水器吸熱面與地面的夾角是()。A.23°26′B.29°C.55°D.66°34′2.下列地區(qū)中,使用太陽能熱水器效果最好的是()。A.?？贐.重慶C.拉薩D.吐魯番盆地【答案】1.B2.C【解析】第1題,為達(dá)到最好的效果,應(yīng)該調(diào)節(jié)支架使熱水器吸熱面與正午太陽光線垂直,圖中H為正午太陽高度,α為熱水器吸熱面與地面的夾角,可知α=90°H。9月23日,太陽直射赤道,可根據(jù)某地正午太陽高度等于90°減去當(dāng)?shù)厮诰暥扰c太陽直射點(diǎn)所在緯度之間的緯度差,算出水富的正午太陽高度H=90°29°=71°。根據(jù)α=90°H即α=90°71°=29°。第2題,太陽能熱水器效果最好的地區(qū)應(yīng)是太陽輻射較強(qiáng)的地區(qū),拉薩位于青藏高原,海拔高,空氣稀薄,大氣的透明度較高,獲得的太陽輻射較多,太陽輻射量最豐富。海口、重慶降水多,太陽能不豐富;吐魯番盆地太陽輻射量不如拉薩豐富?！倦S堂檢測】思維構(gòu)建即時訓(xùn)練讀某日我國四城市正午太陽高度示意圖,回答1~2題。1.若四城市為廣州、武漢、北京、海口,則圖中①②③④分別代表的城市為()。A.?？?、武漢、北京、廣州B.武漢、北京、廣州、?？贑.?？凇⒈本?、武漢、廣州D.廣州、武漢、北京、海口2.根據(jù)圖示判斷,此時我國最有可能處于二十四節(jié)氣中的()。A.春分B.夏至C.秋分D.冬至【答案】1.A2.B【解析】第1題,四個城市中,廣州、?？诳赡鼙惶栔鄙?若太陽直射?？?則另外三個城市正午時太陽均位于正南方。由圖可知,①城市正午時太陽位于正北方,故①只能是?？?④城市被太陽直射,為廣州;武漢的正午太陽高度大于北京,故②為武漢,③為北京。第2題,根據(jù)上題分析可知,太陽直射廣州(北回歸線附近),為夏至日。下圖為我國回歸線以北某地二分二至正午太陽光線與地面夾角示意圖,圖中α+β=40°。讀圖,回答3~4題。3.該地的緯度可能是()。A.50°NB.40°NC.30°ND.20°N4.與南通(32°N,121°E)相比,該地()。A.正午太陽高度年變化幅度大B.相同設(shè)計的住宅區(qū)樓間距大C.晝夜長短年變化幅度小D.處于冬季的時間更短【答案】3.A4.B【解析】第3題,由該地位于北回歸線以北地區(qū)可知,正午太陽高度最大為夏至日時,最小為冬至日時;居中則為二分日時。由于正午太陽高度的變化與緯度有關(guān),當(dāng)?shù)鼐暥炔蛔?直射點(diǎn)移動的緯度與該地的正午太陽高度大小變化相同。則β大小為直射點(diǎn)從赤道移向北回歸線的變化,故β=23°26′,且α+β=40°,則α=16°34′。該地冬至日正午太陽高度(16°34′)=90°(當(dāng)?shù)鼐暥葦?shù)+23°26′),計算可得當(dāng)?shù)鼐暥葹?0°N。第4題,兩地均在北回歸線以北地區(qū),根據(jù)公式