2020 高考 物理

提示 太阳直射点上的太阳高度为90°，晨昏线上的太阳高度为0°

巧记正午太阳高度的分布规律

(1)正午太阳高度的纬度分布规律——远小近大：某日太阳直射某纬线，则该纬线的正午太阳高度为90°，离该纬线越远，正午太阳高度越小。

(2)正午太阳高度的季节变化规律——来增去减：任一地点，一年中离太阳直射点所在纬线最近时，正午太阳高度达最大值，反之达最小值；太阳直射点向本地所在纬线移来，该地正午太阳高度增大，反之减小。

2．正午太阳高度的计算 公式：H＝90°－两点纬度差。

“两点”指观测点、太阳直射点。若两点同在北(南)半球，两点纬度差为大数减去小数；若两点分属于南北不同半球，两点纬度差为两点的纬度之和。如下图所示：

当太阳直射B点(10°N)时，A点(40°N)正午太阳高度是： H＝90°－AB纬度差＝90°－(40°－10°)＝60°。

当太阳直射B点(10°N)时，C点(23.5°S)正午太阳高度是：H＝90°－BC纬度差＝90°－(10°＋23.5°)＝56.5°。

3．正午太阳高度的应用

(1)确定地方时：当某地太阳高度达到一天中的最大值时，日影最短，当地的地方时是12时。

(2)确定房屋的朝向：在北回归线以北地区，正午太阳位于南方，房屋坐北朝南；在南回归线以南地区，正午太阳位于北方，房屋坐南朝北。

(3)判断日影长短及方向：太阳高度越大，影子越短；太阳高度越小，影子越长。一天中日影的变化规律：日出、日落最长，正午最短，且日影方向与太阳方位相反。

(4)楼房间距问题：以北回归线以北地区建房为例，为保证一楼全年均有阳光照到，两楼h

之间的最短距离L与楼高h的关系如图所示(H为冬至日当地的正午太阳高度)，L应大于。

tan H

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(5)太阳能热水器的角度问题

太阳能热水器的集热板要根据正午太阳高度的季节变化来调整角度，集热板与地面之间的夹角应等于当天正午太阳高度的余角。如图所示，∠1＋∠2＝90°时效果最佳。太阳能热水器的安装倾角＝两点纬度差(即当地纬度和太阳直射点纬度的差值)。

【跟踪训练】

下图为我国某地春分日时正午太阳与头顶夹角示意图。据此回答(1)～(3)题。

(1)该地此日正午太阳高度是( )

A．28° B．62° C．90° D．0° (2)该地的地理纬度是( )

A．18°N B．28°N C．32°N D．52°N (3)次日该地正午太阳高度将( ) A．变大 B．变小 C．不变 D．不确定

解析：(1)据图可以判断正午太阳高度为90°－28°＝62°。(2)据正午太阳高度计算公式可知，当地纬度为90°－62°＝28°(太阳直射点在赤道上)。(3)春分日过后太阳直射点北移，与28°N的纬度差变小，故该地正午太阳高度将变大。

答案：(1)B (2)B (3)A

昼夜长短的变化 【合作探究】

阅读材料，探究下列问题。

材料 下面两个表格为某县一中学生作息时间表(节选)。

某县一中学生作息时间表(夏季节选)

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时间 7：20－7：40 7：40－8：00 内容 起床 早操 备注 某县一中学生作息时间表(冬季节选)

时间 7：40－8：00 8：00－8：20 内容 起床 早操 备注 (1)夏季作息时间为什么比冬季作息时间提前？ (2)九月份新学期开学至立冬节气期间，白天和黑夜分别有什么变化？ 提示：(1)夏季白昼时间比冬季长，日出早。 (2)白天越来越短，黑夜越来越长。

【核心归纳】

1．昼夜长短分布——抓“直射点位置”

太阳直射点所在的半球位置决定昼夜长短状况。太阳直射点在哪个半球，哪个半球就昼长夜短，且越向该半球的高纬度地区白昼时间越长。太阳直射点所在半球的极点周围出现极昼现象。如下图所示：

2．昼夜长短变化——抓“移动方向”

此处的“移动方向”主要是指太阳直射点的移动方向，它决定昼长、夜长的变化趋势，纬度高低决定昼夜长短的变化幅度。太阳直射点向哪个半球移动，哪个半球就昼变长夜变短；且纬度越高，昼夜长短变化幅度越大。如下图所示：

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1．昼夜长短的计算方法

晨昏线把所经过的纬线圈分割成昼弧和夜弧。昼弧和夜弧的弧度代表昼夜长短(如下图)。计算方法有以下几种：

(1)根据昼弧或夜弧的长度进行计算：昼(夜)长时数＝昼(夜)弧度数/15°。 (2)根据日出或日落时间进行计算

昼长时数＝(12－日出时间)×2＝(日落时间－12)×2 夜长时数＝(日出时间－0)×2＝(24－日落时间)×2 (3)根据分布特点进行计算

同纬度各地的昼长相等，夜长相等。南北半球纬度数相同的地区昼夜长短对称分布，即北半球各地的昼长(夜长)与南半球同纬度地区的夜长(昼长)相等。

2．极昼与极夜范围的确定方法

若某日太阳直射点的纬度为α，则该日发生极昼、极夜的最低纬度为φ＝90°－α。如：太阳直射10°N，则这一天发生极昼的范围为80°N及其以北地区，发生极夜的范围为80°S及其以南地区。

【跟踪训练】

读下表，回答(1)～(2)题。

地点 三亚(18°15′N) 漠河(53°33′N) (1)三亚昼最长时的节气是( ) 最短昼长 约11小时 约7小时 最长昼长 约13小时 约17小时