2025年高考不能正確理解正午太陽高度的特點

　　易錯分析

　　同學們容易錯三個方面：

　　(1)不能準確計算正午太陽高度，常因把正午太陽高度計算公式里各字母的含義弄混而出錯;

　　(2)不能對正午太陽高度進行實際應用，不理解正午太陽高度與熱水器吸熱面之間的角度關系;

　　(3)不理解圖示所隱含其他有用信息。

　　解決以上問題要重點關注以下內容：

　　一、太陽高度及其應用

　　1.一地的正午太陽高度也就是該地一天中的最大太陽高度。當地地方時12：00、太陽位于一天中最南或者最北(極夜地區除外)、物影最短時的太陽高度都是當地該日的正午太陽高度。

　　2.正午太陽高度計算公式為H=90°-|φ-δ|，其中H表示當地正午太陽高度;φ為當地緯度，取正值;δ為太陽直射點的緯度，當地夏半年取正值，冬半年取負值。

　　另外，為避免計算絕對值出錯或混淆各字母的取值范圍，同學們可將此公式簡化為H=90°-Δφ，其中Δφ表示該地與直射點的緯度差。

　　3.正午太陽高度在實際生活中的應用

　　(1)正午太陽高度與建筑物的采光問題：其基本原理是前一幢樓在正午太陽高度最小時不擋住后一幢樓一樓的陽光。

　　如北半球緯度為φ的某地，樓高為h，在充分考慮土地利用面積和良好采光的情況下，兩幢樓之間的合適距離是L≥hcot[90°-(φ+23°26′)]。

　　(2)正午太陽高度與太陽能熱水器的最佳角度調節：其基本原理是正午太陽高度隨季節變化，但始終要使太陽光線與太陽能熱水器吸熱面保持垂直，以取得最好的吸熱效果，即太陽能熱水器吸熱面與地面的最佳夾角應該是直射點與當地緯度的差值。

　　(3)正午太陽高度與物影的關系：從方向上來說，影子的方向與太陽所在的方向相反;從長度上來說，物影的長度與正午太陽高度呈負相關(正午太陽高度越大，物影越短)。

　　二、正午太陽高度計算公式的擴展

　　子夜和正午時，該地與太陽直射點均位于同一經線圈上，因而其子夜太陽高度可以借鑒正午太陽高度計算公式來計算(注意緯度間隔的計算)。

　　即處于極晝區的點，其正午太陽高度加子夜太陽高度等于太陽直射點緯度的2倍。

　　根據此原理我們還可以推導出如下結論：

　　①發生極晝的極點太陽高度一天不變，且等于直射點的緯度;

　　②若某一緯線圈上正好出現極晝，則該緯線圈的緯度與直射點緯度互余，其上各處正午太陽高度等于直射點緯度的2倍;

　　③處于極晝區的某一點，其正午太陽高度與午夜太陽高度之和等于直射點緯度的2倍;

　　④就南北方向而言,在太陽直射的經線上,太陽高度角相差多少度，緯度就相差多少度;

　　⑤如果太陽直射赤道，則赤道上太陽高度相差多少度，經度就相差多少度;

　　⑥如果太陽直射赤道以外的其他緯線,此緯線上太陽高度相差多少度,經度的差值一定大于太陽高度的差值。

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