2024湘教版新教材高中地理选择性必修1
专题强化练四 正午太阳高度的应用
(2022吉林长春外国语学校期中)为了更好地利用太阳能,可以通过调整太阳能热水器与楼顶平面之间的倾角,使太阳光线与热水器集热板成一直角。下图为太阳能热水器在全球不同纬度年内的倾角调节幅度分布图。结合材料,完成下面两题。
1.有关图中a、b、c、d数值,说法正确的是( )
A.a>c B.a=c C.b=d D.bP136定点4
2.假如黄赤交角由23.5°变大到24°,a、b、c、d数值将如何变化( )
①a和b都变大 ②a变大,b变小
③c和d都变大 ④c变大,d变小
A.①③ B.①④ C.②③ D.②④
P134定点1
天津王先生的家是一个高层建筑的二楼,令他苦恼的是,因为南楼遮挡,冬季直到1月16日正午的阳光才能照射进阳台;住同一栋楼顶楼的朋友李先生则没有这样的烦恼,但为了更好地采光晾晒衣服,李先生家的伸缩式晾衣架在不同季节距离楼顶的远近还是要调一调。据此完成下面两题。
3.王先生家的阳台正午时分每年大约有多长时间没有阳光射入( )
A.18天 B.36天
C.25天 D.50天
P135定点3
4.与上海的同等情况相比较,李先生家正午时悬挂晾衣架的绳索长度( )
A.冬季长,夏季短
B.冬季长,夏季长
C.冬季短,夏季长
D.冬季短,夏季短
读某地房屋二至日时的正午太阳光照示意图,完成下面两题。
5.该地可能位于( )
A.刚果盆地 B.俄罗斯北端
C.南非 D.中亚地区
6.只从地球运动的角度考虑,图示住宅建筑设计对室内光热的影响有( )
①有利于夏季遮阳,冬季采光
②自冬至日到春分日,正午室内的光照面积逐渐增大
③自春分日到夏至日,正午屋檐的遮阳作用逐渐增强
④有利于减少室内能源消耗
A.①③④ B.①②④
C.①②③ D.②③④
答案与分层梯度式解析
1.B 太阳光线与热水器集热板成直角时,热水器集热板的倾角与当地正午太阳高度互余,且两角度存在此消彼长且变化值相同的关系,故年内热水器集热板倾角调节幅度即为当地正午太阳高度变化幅度。某地年内正午太阳高度变化幅度有以下几种情况:
(1)若该地位于热带地区,则其一年中最大正午太阳高度出现在其被直射时,最小正午太阳高度出现在太阳直射点所在纬线离其最远处时(北半球各地对应冬至日;南半球各地则对应夏至日)。太阳直射点由赤道移动到南(北)回归线,共移动了23.5°,根据“近大远小”的原则可知,赤道上年内正午太阳高度变化值为23.5°。太阳直射点由1°N南移到南回归线,共移动了24.5°,则1°N上的年内正午太阳高度变化幅度为24.5°。同理可计算出23.5°N上的年内正午太阳高度变化幅度为47°。南半球与北半球同纬度各地,该变化幅度相同。则由赤道到南北回归线,各纬度对应的该幅度逐渐增大,由23.5°逐步增大到47°。于是图中的a为23.5°,c为23.5°,d为47°。
(2)若该地位于北温带地区,则其最大正午太阳高度出现在夏至日,最小正午太阳高度出现在冬至日,太阳直射点在其南方共移动了47°,则其年内正午太阳高度变化幅度为47°。同理可知南温带各地年内正午太阳高度变化幅度也为47°。
(3)若该地位于北寒带,则其最大正午太阳高度出现在夏至日,最小正午太阳高度为0°(当地恰好出现极夜时),于是年内正午太阳高度变化幅度即为夏至日正午太阳高度。计算可知,66.5°N纬线上年内正午太阳高度变化幅度为47°,67.5°N纬线上年内正午太阳高度变化幅度为46°,90°N年内正午太阳高度变化幅度为23.5°。南半球寒带内与北半球寒带内同纬度地区该变化幅度相同。由极圈向极点方向,各纬度年内正午太阳高度变化幅度由47°逐渐缩小为23.5°。由此可知图中b为66.5°。故选B。
2.C 图中a为回归线度数,b为极圈度数,c与回归线度数相同,d为回归线度数的两倍。回归线的度数就是黄赤交角的度数,极圈的度数与黄赤交角的度数互余,当黄赤交角变大为24°时,回归线度数变为24°,极圈度数变为66°。则a、c、d会变大,b会变小,②③正确。故选C。
3.D 12月22日左右,太阳直射南回归线,天津的正午太阳高度最小,南楼的影子最长。由材料可知,王先生家在冬季直到1月16日正午的阳光才能照射进阳台,则从遮挡影子最长到有阳光照射进阳台的时间约25天,且12月22日之前也会有约25天没有阳光照射进阳台,所以王先生家的阳台正午时分每年大约有50天没有阳光射入,故选D。
4.D 天津的纬度较上海高,因此李先生家冬季和夏季的正午太阳高度都较上海小,通过窗户射入室内的光束分布的高度较高,所以在晾晒衣物时,相同情况下,晾衣架的高度可以高一点,绳索则需要短一点。
5.D 从图中可见,冬至日、夏至日该地正午太阳都在南方,说明该地位于北回归线以北,排除A、C;俄罗斯北端位于北极圈以北,冬至日时为极夜,太阳高度为0,与图不符,排除B;中亚地区位于北半球中纬度地区,符合图示状况。
6.A 从图中可见,冬至日、夏至日该地正午太阳都在南方,根据其相对位置,可以判断图中位置靠南的太阳为冬至日时的太阳,位置靠北的太阳为夏至日时的太阳,此住宅设计使得冬季时光线容易射入室内,夏季时不易射入室内,①正确;自冬至日到春分日,该地正午太阳高度逐渐增大,正午室内的光照面积逐渐减小,②错误;自春分日到夏至日,该地正午太阳高度继续增大,正午屋檐的遮阳作用逐渐增强,③正确;夏季遮阳,冬季采光效果好,都利于减少室内能源消耗,④正确。故选A。