正午太阳高度的变化、四季和五带训练题（带解析）
北京(约40°N)某中学地理研究性学习小组发现正午日影长短与二十四节气具有一定的相关性，以此制作了简易的二十四节气测量仪，如图所示。据此完成1～3题。
1．制作该测量仪利用的地理基本规律是( )
A．昼夜长短变化规律
B．正午太阳高度变化规律
C．地球公转速度变化规律
D．地球自转速度变化规律
2．如果将测量仪放在哈尔滨测日影，需要改进的是( )
A．增加竹竿的长度
B．改变竹竿与皮尺的角度
C．增加皮尺的长度
D．改变竹竿与皮尺的方位
3．如果图中乙为二分日时太阳光线，则北京二分日正午竿长与其影长的关系为( )
A．竿长与影长相等 B．竿长小于影长
C．竿长大于影长 D．无法判断
解析：1.B 2.C 3.C 第1题，由图可知，二十四节气测量仪是根据竹竿影子长短变化来测量的，利用了正午太阳高度变化的规律。第2题，由于哈尔滨纬度比北京高，正午太阳高度更小，影子更长，为了能够准确测量，应该增加皮尺的长度。两地正午日影都朝向正北，不需要增加竹竿长度，也不需要改变竹竿与皮尺的角度和方位。第3题，北京的纬度大约为40°N，根据正午太阳高度计算公式可知北京在春分日和秋分日正午太阳高度为50°，大于45°，故竿长大于影长。
(2019·沧州质检)沧州市某中学地理实践小组分别于二分二至日正午时刻测量了学校旗杆影子的长短(如图所示)。据此完成4～5题。
4．旗杆影长的变化可以反映太阳直射点的周年运动，下列排序符合该运动规律的是( )
A．甲→乙→丙→丁 B．乙→丁→丙→甲
C．丙→乙→丁→甲 D．丁→甲→丙→乙 5．一年中正午时刻，学校旗杆影子位于旗杆( )
A．正北 B．正南
C．西南 D．西北
解析：4.B 5.A 第4题，正午太阳高度与旗杆影长呈负相关，该地夏至日正午太阳高度角最大，影长最短。根据图中的影长判断，甲影子最长，为冬至日；丁影子最短，为夏至日；乙、丙为春、秋分日。太阳直射点周年运动规律按春夏秋冬的排序，不会出现乙、丙相邻的情况，A、C、D错，B对。第5题，此地位于北回归线以北，一年中正午时刻太阳始终位于正南方，旗杆影子应该位于正北方。
安徽无为开城中学 丁春山
第 1 页 共 17 页 同心圆状太阳高度分布图的复习
相关知识链点：
1.正午太阳高度的变化：
（1）① 正午太阳高度的概念：一日内最大的太阳高度称为正午太阳高度。它反映了太阳辐射的强弱。
②正午太阳高度的变化：同一时刻，正午太阳高度由太阳直射点向南北两侧递减
③用公式可计算出各地正午太阳高度的大小
H（正午太阳高度）=90度-|各地地理纬度-太阳直射点的纬度|
（说明：各地地理纬度不论南北纬度都取正值。太阳直射点的纬度可从天文年历上查出，在当地夏半年取正值，冬半年取负值。）
表格一： 冬至日正午太阳高度变化情况表
纬度 北纬66゜34′ 北纬23゜26′ 赤道 南纬23゜26′ 南纬66゜34′ 南纬90゜
正午太阳高度 0゜ 43゜08′ 66゜34′ 90゜ 46゜52′ 23゜26′
正午太阳高度变化规律 由太阳直射点南回归线向南、北两侧递减
安徽无为开城中学 丁春山
第 2 页 共 17 页 表格二： 夏至日正午太阳高度变化情况表
纬度 北纬90 北纬66度34分 北纬23度26分 赤道 南纬23度26分 南纬66度34分
正午太阳高度 23゜26′ 46゜52′ 90゜ 66゜34′ 43゜08′ 0゜
正午太阳高度变化规律 由太阳直射点北回归线向南、北两侧递减
表格三： 春分日和秋分日正午太阳高度变化情况表
纬度 北纬90度 北纬66度34分 北纬23度26分 赤道 南纬23度26分 南纬66度34分 南纬90度
正午太阳高度 0゜ 23゜26′ 66゜34′ 90゜ 66゜34′ 23゜26′ 0゜
正午太阳高度变化规律 由太阳直射点赤道向南、北两侧递减
表格四： 正午太阳高度的变化
夏至日 冬至日 春分日和秋分日 安徽无为开城中学 丁春山
1 试析太阳高度角的有关问题
太阳高度角在整个高中地理知识中，是学生学习、理解最困难的知识点之一，对学生能力要求高。它与实际生产、生活联系紧密，应用意义强，常成为出题者光顾的对象。在备考复习中，可从以下方面突破该难点。
首先要分清是太阳高度角还是正午太阳高度角的问题。虽然正午太阳高度角是太阳高度角的特殊情况，但在考查的知识方面二者还是有所差异，下面分别探讨之。
一：太阳高度角的有关问题
（一） 太阳高度角的分布：任一时刻的太阳高度角都以直射点为圆心，呈同心圈状向外逐渐递减。如图1，圆心为直射点，太阳高度角为90º，外圆为晨昏圈，太阳高度角为0º。（即昼半球的太阳高度角大于0º，夜半球的太阳高度角小于0º。） 晨昏圈0º
45º
直射点90º
（二） 太阳高度角的大小与影子长短的关系： 图1
1：太阳高度角越大，物体的影子越短；太阳高度角越小，物体的影子越长(影子的方向在太阳的相反方向)。因此一天中，日出、日落时的影子最长，正午时的影子最短。据此，当告诉物体影子达一天中最短时，说明该地地方时为12点，若是影子缩为零，则太阳直射该地。
2：根据物体影子还可推知以下知识点。据日出、日落时的物体影子朝向，推知日出、日落的方向，从而得知太阳直射半球。如：若日出时物体的影子朝向西南，日落时物体的影子朝向东南，则说明日出东北方日落西北方，太阳直射北半球；若日出时物体的影子朝向西北，日落时物体的影子朝向东北，则说明日出东南方日落西南方，太阳直射南半球；若日出时物体的影子朝向正西，日落时物体的影子朝向正东，则说明日出正东方日落正西方，太阳直射赤道。
（三） 太阳高度角的日变化分布图 太阳高度角º
1：极点：在极点上看太阳，太阳在地平圈以上 23.5º 图2
作圆周运动，表现为不升不落。这是因为一天中极
点离太阳的距离都相等的缘故。如图2所示：太阳 0 12 24（小时）
高考地理《正午太阳高度的变化》经典题型含答案
一、选择题
[2024·天津宁河二模]维加内拉是意大利的小村庄，大致位于40°N，该村庄坐落于深谷底部，四周高山林立，每年约三个月得不到阳光的照射。后来村民们安装了巨大的反射镜，并采用阳光同步技术，控制镜面随太阳的移动调整倾斜角度和水平角度，让阳光向下照射村庄。下图示意维加内拉小村反射镜工作原理。据此完成1～2题。
1．与11月相比，12月该村庄反射镜( )
A．启动时间更早，正午倾斜角度更大
B．启动时间更晚，正午倾斜角度更大
C．启动时间更早，正午倾斜角度更小
D．启动时间更晚，正午倾斜角度更小
答案：D
解析：依据材料及所学知识，在北半球，12月份昼长小于11月份，日出时间更晚，则该镜面启动时间更晚，排除A、C；图中显示，倾斜角是镜面与垂直方向的夹角，该地位于北半球，11月正午太阳高度大于12月，根据镜面反射光线原理，12月镜面更向垂直方向偏移，即倾斜角变小，排除B。故选D。
2．该村庄将上述阳光同步技术用于光伏发电，春分日正午光伏面板倾斜角为( )
A．30° B．40°
C．50° D．60°
答案：C
解析：该村庄将上述阳光同步技术用于光伏发电，为了达到最佳发电效果，光伏面板应与正午太阳入射光线垂直，即光伏板倾斜角(光伏板与垂直方向的夹角)与正午太阳高度角相等。春分日太阳直射赤道，该地正午太阳高度角＝90°－(40°－0°)＝50°，光伏板倾斜角也为50°，C正确，A、B、D错误。故选C。
[2022·浙江6月]我国某中学生在学校附近通过天文观测，绘制出北极星光线与正午太阳光线之间夹角α的年变化曲线。下图为该曲线示意图。据此完成3～4题。
3．符合“昼变短，夜比昼长”条件的时段是( )
A．甲至乙 B．乙至丙
C．丙至丁 D．丁至戊
答案：D
解析：根据所学知识可知，北极星光线与地面的夹角为当地的纬度，正午太阳高度在夏至日达到最大值，所以北半球北极星光线与正午太阳光线的夹角α，在夏至日达到最小值，冬至日达到最大值，根据图示信息可知，丙为夏至日，甲、戊为冬至日，乙为春分日，丁为秋分日，北半球符合“昼变短，夜比昼长”的是秋分日到冬至日，应是图中的丁至戊，D正确，A、B、C错误。故选D。
