資源簡介

第一章 地球的運動
1.2 地球運動的地理意義（第 3 課時）——正午太陽高度+四季五帶
（導學案）
【教學目標】
課程標準：結合實例，說明地球運動的地理意義。
地理核心素養：
1.觀察并解釋分析生活中正午太陽高度變化的現象，歸納總結正午太陽高度的季節變化、緯度分布規
律。
2.結合示意圖，理解五帶形成、四季更替的原因，說明五帶的劃分依據。
【教學重難點】
教學重點：正午太陽高度的變化
教學難點：正午太陽高度的變化
【課前預習】
知識點一 正午太陽高度的變化
1．太陽高度：太陽光線與 的交角。
2．正午太陽高度：一日內 的太陽高度，反映太陽輻射的 。
3．正午太陽高度的空間(緯度)變化規律
由太陽直射點所在緯線向南、北兩側遞減。
4．正午太陽高度的時間(季節)變化規律(以北半球為例)
節氣 最大值地區 最小值地區
夏至 南半球
冬至 南回歸線及其以南地區
春分、秋分 赤道 極點
知識點二 四季更替和五帶劃分
1．四季更替
(1)成因
由于晝夜長短和 的時空變化，太陽輻射在一年中呈現有規律的變化。
(2)四季更替
夏季：一年內白晝最長，正午太陽高度
{最高的季節①天文四季 冬季：一年內白晝最短，正午太陽高度最低的季節春季和秋季：冬、夏季節的過渡季節
春季：3、4、5 月
② 夏季：6、7、8 月氣候四季{秋季：9、10、11 月冬季：12、1、2 月
【課中探究】
導入：
播放視頻，思考問題：日晷的計時原理跟什么有關系？為什么智能太陽花發電板太陽能發電板跟
隨著太陽運動？
新課講授：
一、正午太陽高度的變化
任務一：什么是太陽高度角？什么是正午太陽高度角？
觀看夏至日赤道地區和北回歸線地區的太陽視運動視頻。
【合作探究】1、一天中什么時候太陽高度角最小？什么時候太陽高度角最大？
2、日出日落時太陽高度角是多少？太陽直射點上太陽高度角是多少？
3、北京（家鄉）的太陽高度角有可能是 90°嗎？
任務二：同一時刻，正午太陽高度角隨緯度有什么變化規律？
【合作探究】完成表格
播放正午太陽高度角的相關視頻。
思考：正午太陽高度角的變化有什么特點？
【合作探究】繪制二分二至日正午太陽高度隨緯度變化示意圖，分析正午太陽高度角的變化特點。
任務三：正午太陽高度角隨季節有什么變化規律？
【合作探究】1、找到太陽直射的范圍，并思考其何時正午太陽高度達最大值？
2、圖中紫色和黃色區域，何時正午太陽高度達最大值？
任務四：正午太陽高度角如何計算？
【合作探究】已知太陽直射點位于 20 N 緯線上，求圖中 A、B 的正午太陽高度。
任務五：正午太陽高度的應用
材料一 圖一為北京故宮日晷圖，日晷也稱日規，主要根據日影的位置，以指定當時的時辰或
刻數，是我國古代較為普遍使用的計時儀器。
材料二 智能太陽花也稱光伏花或光伏太陽花，太陽能電池板采用花瓣式結構，白天自動展開，
全天跟蹤太陽移動，確保與太陽保持最佳的發電角度，夜晚則會自動收疊起來，進入“睡眠狀態”。
材料三 為了更好地利用太陽能，應不斷調整太陽能熱水器與地平面之間的傾角，使太陽光與
集熱板成直角，因此集熱板夾角與當日正午太陽高度角互余，如圖所示。
【合作探究】
1、建同樣高度的多幢樓房，為何我國北方樓間距大于南方？
2、為何中國的房屋往往坐北朝南？
3、一天中什么時候影子最短？與什么有關系？
4、夏至日當天，日晷晷針的影子的水平轉動方向是什么？
5、與冬至日相比，夏至日我國智能太陽花仰角變化幅度更 ；與浙江相比，新疆的“智能太陽
花”仰角變化幅度更 。(填寫大或小)
6、與冬至日相比，夏至日我國北方地區的熱水器仰角更 。(填寫大或小)
二、四季更替
任務六：為何會出現四季更替？
任務七：四季如何劃分？
三、五帶劃分
任務八：五帶如何劃分？
【課堂總結】
【課堂練習】
由于黃赤交角的存在，太陽直射點在南北回歸線之間不斷往返運動，使得地表獲得的太陽輻射能
量隨緯度和季節而發生變化，形成了四季和五帶。下圖為五帶分布圖，據此完成下面小題。
1.連云港立秋后的地理景象正確的是（ ）
A．正午太陽高度角增大
B．日出時間越來越早
C．正午旗桿影子變長
D．日落時間越來越晚
2．假設黃赤交角增大 1°，地球上五帶范圍的變化（ ）
A．南溫帶范圍縮小 1° B．北寒帶的范圍變大 1°
C．熱帶的范圍變大 1° D．各帶范圍不變
我國某中學地理研學小組，在 6 月 22 日起一周之內利用旗桿進行日影觀測。圖為 6 月 22 日不同
時刻旗桿影子長短及朝向變化，其中影子最短（無影）時北京時間為 13：20。
3. 該中學最可能位于（ ）
A．新疆 B．甘肅 C．云南 D．臺灣
4. 對觀測結果，四位同學的敘述正確的是（ ）
甲同學：影子長短的變化可以證明太陽高度的變化
乙同學：每天 16：00-17：00 時旗桿影子大致朝向西南
丙同學：旗桿影子每天呈順時針方向轉動 180°
丁同學：6 月 22 日后幾天正午旗桿有影子且逐漸變長
A．甲、乙 B．乙、丙 C．丙、丁 D．甲、丁
下圖為某同學某日正午時拍攝的教學樓走廊光照照片。該同學發現從 9 月 30 日開始正午陽光透
過玻璃窗照進教室。
5.該走廊為（ ）
A．南北走向 B．東西走向 C．東南—西北走向 D．西南—東北走向
6.一年中正午陽光照進教室的時間約（ ）
A．4 個半月 B．5 個半月 C．4 個月 D．5 個月
【參考答案】
【課前預習】
知識點一 正午太陽高度的變化
1．太陽高度：太陽光線與地平面的交角。
2．正午太陽高度：一日內最大的太陽高度，反映太陽輻射的強弱。
3．正午太陽高度的空間(緯度)變化規律
由太陽直射點所在緯線向南、北兩側遞減。
4．正午太陽高度的時間(季節)變化規律(以北半球為例)
節氣 最大值地區 最小值地區
夏至 北回歸線及其以北地區 南半球
冬至 南回歸線及其以南地區 北半球
春分、秋分 赤道 極點
知識點二 四季更替和五帶劃分
1．四季更替
(1)成因
由于晝夜長短和正午太陽高度的時空變化，太陽輻射在一年中呈現有規律的變化。
(2)四季更替
夏季：一年內白晝最長，正午太陽高度
最高的季節
①天文四季{冬季：一年內白晝最短，正午太陽高度最低的季節
春季和秋季：冬、夏季節的過渡季節
春季：3、4、5 月
夏季：6、7、8 月
②氣候四季{秋季：9、10、11 月
冬季：12、1、2 月
【課中探究】
導入：
播放視頻，思考問題：日晷的計時原理跟什么有關系？為什么智能太陽花發電板太陽能發電板跟
隨著太陽運動？
新課講授：
一、正午太陽高度的變化
任務一：什么是太陽高度角？什么是正午太陽高度角？
觀看夏至日赤道地區和北回歸線地區的太陽視運動視頻。
【合作探究】1、一天中什么時候太陽高度角最小？什么時候太陽高度角最大？
2、日出日落時太陽高度角是多少？太陽直射點上太陽高度角是多少？
3、北京（家鄉）的太陽高度角有可能是 90°嗎？
學生回答參考：
1、一天中日出日落太陽高度角最小，正午太陽高度角最大。
2、日出日落時太陽高度角是 0°，太陽直射點上太陽高度角是 90°。
3、不可能。
教師講解：
太陽高度：太陽光線相對于地平面的交角（即太陽在當地的仰角），叫作太陽高度角，簡稱太陽高度，
用字母 h 表示。
1、太陽高度的日變化過程：
最小值出現當在地日出或日落，最大值出現在當地正午，即地方時 12:00。自日出到正午，太陽高度
逐漸增大，正午時達到最大，自正午到日落，太陽高度逐漸減小。
2、晨昏線上：太陽高度角＝0°，直射點上：太陽高度角＝90°。
太陽高度的取值范圍是 0°—90°。
3、北京不在太陽直射的范圍內，所以正午太陽高度角＜90°。
4、正午太陽高度（角）：某地正午 12：00 的太陽高度角，用 H 表示。
任務二：同一時刻，正午太陽高度角隨緯度有什么變化規律？
【合作探究】完成表格
學生回答參考：
教師講解：通過表格可得到正午太陽高度由太陽直射點所在的緯度向南北兩極遞減。
播放正午太陽高度角的相關視頻。
【合作探究】繪制二分二至日正午太陽高度隨緯度變化示意圖，分析正午太陽高度角的變化特點。
教師講解：
任務三：正午太陽高度角隨季節有什么變化規律？
【合作探究】1、找到太陽直射的范圍，并思考其何時正午太陽高度達最大值？
2、圖中紫色和黃色區域，何時正午太陽高度達最大值？
學生回答參考：
1、太陽直射的范圍為南北回歸線之間，在南北回歸線之間各地，每年受到太陽直射兩次，受太陽直
射時正午太陽高度最大。
2、北回歸線及其以北的緯度帶，正午太陽高度夏至日達最大值，冬至日達最小值;
南回歸線及其以南的緯度帶，正午太陽高度冬至日達最大值，夏至日達最小值。
教師講解：
任務四：正午太陽高度角如何計算？
【合作探究】已知太陽直射點位于 20 N 緯線上，求圖中 A、B 的正午太陽高度。
學生回答參考：
A：H=90 -40 =50 ；B：H=90 -50 =40 。
教師講解：
正午太陽高度的計算：H=90°- | 緯度差 |（太陽直射點與所求點的緯度差）
注意緯度差計算的同加異減法則：若兩點在同一半球，用較高緯度減去較低緯度；若兩點分屬于南、
北半球，則將兩點的緯度求和。
任務五：正午太陽高度的應用
材料一 圖一為北京故宮日晷圖，日晷也稱日規，主要根據日影的位置，以指定當時的時辰或刻數，
是我國古代較為普遍使用的計時儀器。
材料二 智能太陽花也稱光伏花或光伏太陽花，太陽能電池板采用花瓣式結構，白天自動展開，全天
跟蹤太陽移動，確保與太陽保持最佳的發電角度，夜晚則會自動收疊起來，進入“睡眠狀態”。
材料三 為了更好地利用太陽能，應不斷調整太陽能熱水器與地平面之間的傾角，使太陽光與集熱板
成直角，因此集熱板夾角與當日正午太陽高度角互余，如圖所示。
【合作探究】
1、建同樣高度的多幢樓房，為何我國北方樓間距大于南方？
2、為何中國的房屋往往坐北朝南？
3、一天中什么時候影子最短？與什么有關系？
4、夏至日當天，日晷晷針的影子的水平轉動方向是什么？
5、與冬至日相比，夏至日我國智能太陽花仰角變化幅度更 ；與浙江相比，新疆的“智能太陽
花”仰角變化幅度更 。(填寫大或小)
6、與冬至日相比，夏至日我國北方地區的熱水器仰角更 。(填寫大或小)
學生回答參考：
1、北方正午太陽高度較小。
2、得到更多的太陽光照。
3、一天中正午時刻日晷晷針影子最短，與太陽高度有關。
4、東南-正南-西南
5、與冬至日相比，夏至日仰角變化幅度更大；與浙江相比，新疆變化幅度更小。
6、與冬至日相比，夏至日我國北方地區的熱水器仰角更小。
教師講解：
1、建同樣高度的多幢樓房，我國北方樓間距大于南方，是為例確保北方住宅在冬季也能獲得足夠的
采光。由于北方緯度較高，冬季時太陽高度角較小，導致陽光照射角度小，為了確保較低樓層的住宅
也能獲得足夠的日照時間，需要增加樓間距。
2、中國的房屋往往坐北朝南，是為了獲得更充足的太陽光照。
在北回歸線以北地區，正午太陽位于南方，因此房屋坐北朝南；
在南回歸線以南地區，正午太陽位于北方，因此房屋坐南朝北。
3、一天中正午時刻（當地地方時 12:00）日晷晷針影子最短，因為正午太陽高度最大，正午太陽高度
角與影長成反比。
4、太陽的視運動導致日晷晷針的影子水平轉動方向的變化。
5、仰角變化日幅度=正午太陽高度-0°（日出日落太陽高度）
與冬至日相比，我國夏至日正午太陽高度角更大，一天中太陽高度角的變化更大，“智能太陽花”晝開
夜合并智能追蹤太陽，所以夏至日仰角的日變化幅度更大。
浙江、新疆位于中緯度地區，但新疆緯度更高，正午太陽高度角更小，所以夏至日新疆“智能太陽花”
仰角的日變化幅度更小。
6、與冬至日相比，夏至日我國北方地區的熱水器仰角更小。
α+H=90°（α 指熱水器仰角，H 指正午太陽高度角）。
正午太陽高度角越大，熱水器仰角越小。
二、四季更替
任務六：為何會出現四季更替？
學生回答參考：
由于晝夜長短和正午太陽高度的時空變化，太陽輻射在一年中呈現有規律的變化，形成四季。
教師講解：
任務七：四季如何劃分？
學生回答參考：
天文四季：
①夏季就是一年內白晝最長、正午太陽高度最高的季節；
②冬季就是一年內白晝最短、正午太陽高度最低的季節；
③春季和秋季是冬、夏季節的過渡季節。
氣候四季：為了使季節劃分與氣溫年內變化相符合，北溫帶許多國家在氣候統計上：
春季：3、4、5；夏季：6、7、8；
秋季：9、10、11；冬季：12、1、2。
南半球與北半球的季節正好相反。
教師講解：
中國傳統上以立春、立夏、立秋、立冬 為起點劃分四季。
四、五帶劃分
任務八：五帶如何劃分？
學生回答參考：
1.依據：太陽輻射從低緯度向高緯度呈現有規律遞減，據此可劃分五帶。
2.界線：南北回歸線和南北極圈
3.五帶：熱帶、北溫帶、南溫帶、北寒帶、南寒帶。
教師講解：
【課堂練習】
【答案】1．C 2．B
【解析】1．立秋后連云港正午太陽高度角逐漸減小，A 錯誤；日出時間越來越晚，B 錯誤；正午旗桿影子
變長，C 正確；日落時間越來越早，D 錯誤。故選 C。
2．假設黃赤交角增大 1°，回歸線緯度將變大一度，極圈緯度減小一度，則南溫帶范圍縮小 2°，A 錯誤；
北寒帶的范圍變大 1°，B 正確；熱帶的范圍變大 2°，C 錯誤；各帶范圍均發生變化，D 錯誤。故選 B。
【答案】3．C 4．D
【解析】3．結合題意可知，當日影子最短時，當地地方時為 12:00，此時北京時間為 13:20，兩地時間相
差 1 小時 20 分鐘，經度相差 20°，根據“東加西減”的原則可知，該地的經度為 100°E，排除 AD；結合圖文
材料可知，該日影子最短時無影，說明正經歷太陽直射，6 月 22 日太陽直射北回歸線，說明該地位于北回
歸線上，甘肅位于北回歸線以北，B 錯誤；100°E 和北回歸線均有經過云南，因此該中學最可能位于云南，
C 正確。故選 C。
4．影子的長短隨著太陽高度的變化而變化，甲同學的敘述正確；夏至日日落西北，6 月 22 日起一周之內
每天 16:00—17:00 時處于下午，太陽位于偏西方，影子朝向與太陽方位相反，朝向偏東方，乙同學敘述錯
誤；讀圖可知，影子轉動大于 180°，丙同學敘述錯誤；夏至日過后，太陽直射點向南移動，當地正午太陽
高度逐漸變小，正午有影子且逐漸變長，丁同學敘述正確。綜上所述，D 正確，ABC 錯誤，故選 D。
【解析】5．9 月 30 日接近秋分日（9 月 23 日左右），此時太陽直射點在赤道附近。正午陽光能透過玻璃
窗照進教室，說明走廊的走向與太陽光線有一定夾角。如果走廊是南北走向，正午時太陽在正南或正北方
向，陽光無法照進東西向的教室，排除 A。如果走廊是東西走向，正午時太陽高度較高，陽光會直射走廊，
難以透過玻璃窗照進教室，排除 B。如果走廊是東南—西北走向，在秋分日附近，正午太陽位于正南方向，
陽光可以透過玻璃窗照進教室。 所以該走廊為東南—西北走向，C 正確。如果走廊是西南—東北走向，正
午太陽在正南方向，陽光無法從側面照進教室，排除 D。故選 C。
6．從 9 月 30 日開始正午陽光能照進教室，到冬至日（12 月 22 日左右），太陽直射點南移，正午陽光能
照進教室的范圍逐漸擴大。過了冬至日，太陽直射點北移，正午陽光能照進教室的范圍逐漸縮小，直到次
年 3 月 21 日左右春分日，陽光不再照進教室。從 9 月 30 日到 12 月 22 日約 2 個半月，從 12 月 22 日到次
年 3 月 21 日約 3 個月，所以一年中正午陽光照進教室的時間約 5 個半月。 B 正確，ACD 錯誤。故選 B。

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