09高考备考经典题一题一议系列
太阳高度难点突破
浙江兰溪厚仁中学 潘建
【题目】下图为某地一天两个不同时刻太阳光线与地面夹角，回答（1）—（3）题。
（1）这一天，太阳直射点的纬度位置是
A. 5oS
B. 10oN
C. 15oS
D. 20oN
(2) 该地的纬度位置是
A. 75oN B. 55 oS C 80 oN D. 75oS
(3)当太阳光线从正南边入射过来，国际标准时间是18时，则该地的经度是____________,若太阳光线从正南边入射过来，国际标准时间是18时，则该地的经度是____________。
【解析】此题从光照图入手，考查正午太阳高度的分布规律，时差与经度等计算。特别强调了要求学生具备的信息获取能力和空间思维能力。
首先是从图中获取信息。该地阳光分别从正南、正北入射过来，且正南方向上的高度大于正北方向的高度。
接下来回归已有的知识。大致可以推断从正南方向入射过来是正午太阳高度，另一个应该是子夜的时刻，而从正北方向入射过来应该为子夜太阳高度。该地区一天中均有太阳照射，出现了极昼和极夜的现象。同时太阳从南方入射的高度大于北方的高度，可以推断出该地位于北半球。（如右图所示）同时可以得出一个经验：出现极昼（除极点外）的地方，如果太阳从正北边“升起”（或最早的时刻是位于该方向），则该地位于北半球，如果该地从正南边“升起”，则该地位于南半球。
方法一：第（1）题中，北极点的正午太阳高度一天中不变，所以北极点的太阳高度介于该地最大和最小太阳高度之间（两角度之间的中点值）。即北极点的（正午）太阳高度为20°。运用正午太阳高度公式：H=90°-[Φ-（+/-△）]( Φ代表地理纬度，此时为90°，△为太阳直射点的纬度，与地理纬度同半球取“+”，不同半球取“-”)，可以得出太阳直射20°N。同时又可以得出规律，极点的太阳高度等于太阳直射点的纬度。然后在根据太阳高度的公式可以计算出该地的地理纬度。第（2）题中，该地的地理纬度可以根据正午太阳高度是35°，运用正午太阳高度公式进行计算，可以得出该地纬度75oN。第（3）题中，太阳光线从正南边入射过来，即可以得出该地经度为12时，国际标准时间（0时区）为18时，可以得出该地经度为90°W。太阳光线从正北边入射过来，可以得出该地的经度为90°E。
方法二：通过画图可以看出，两者之间的太阳高度之差等于两地之间的纬度差，同为一条纬线，那么正午和子夜太阳高度之差为30度，即两者之间的夹角为30o，所以两点距极点的纬度为15o，所以该地的纬度为90o-15o=75°。同时我们还可以拓展正午太阳高度的适用范围：从直射点分别向两侧的纬度递减，每递减一个纬度，正午太阳高度就减小一度，在整个昼半球都符合。（这里说明一点的是：位于昼半球的区域，如果过了极点，就是另外一条经线了，此时的时间不是正午而是子夜，从示意图可以得出来。）
根据正午太阳高度计算公式可以得出：35°=90°-(75o-△)推出：△（太阳直射点的地理纬度）为20oN。第（3）题与方法一相同。
方法三：运用经验公式：出现极昼地区的日出的太阳高度与正午太阳高度之和等于太阳直射点的两倍。（可以用图示法证明，略）
【答案】（1）D (2) A (3) 90°W 90°E
w.w.w.k.s.5.u.c.o.m
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