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)
2020 高考 物理
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