正午太阳高度的变化、四季和五带

一、选择题(每小题4分，共44分)

(2017·河南省实验中学检测)3月21日，我国某地某同学于北京时间9时测得太阳高度为20°，北京时间10时测得太阳高度为30°，据此完成1～2题。

1. 该地这天(3月21日)最大太阳高度为(　　)

A．30°　　　　　　　　　 　B．50°

C．60°   D．90

2．该地所处的经纬度是(　　)

A．30°N,105°E   B．40°N,105°E

C．30°N,135°E   D．40°N,135°E

解析：1.C　2.A　第1题，北京时间9时太阳高度为20°，10时为30°，大约每小时太阳升高10°；由于该日为春分日，上午有6个小时，则正午太阳高度为60°。第2题，由于该地正午太阳高度为60°，而该日太阳直射赤道，根据正午太阳高度的计算公式可得出该地为30°N或30°S，由于是我国某地，则该地纬度一定是30°N；北京时间10时该地太阳高度为30°，最大太阳高度为60°，则北京时间13时为当地12时，可推算该地位于105°E。

(2017·泰安高三检测)右图示意我国东北地区某校在操场积雪融化期间，测得的某日每隔2小时记录的旗杆影子方向和长度(图中时间均为地方时)。读图，完成3～4题。

3．与图示测量日期最接近的是(　　)

A．12月22日   B．6月22日

C．3月21日   D．9月23日

4．上述测量结束后一个月内，该旗杆正午的影长将(　　)

A．逐渐变长   B．逐渐变短

C．先变短后变长   D．先变长后变短

解析：3.C　4.B　第3题，根据图中信息可知，该日日影时间为6点到18点，说明其6点日出，18点日落，为春秋分。由题干知处于东北地区积雪融化期间，则推断为春分。第4题，上述测量结束后一个月内，即从春分日向后推一个月，东北地区正午太阳高度角变大，所以旗杆正午的影长将逐渐变短。

(2017·临沂模拟)下图示意我国30°N某地正午时房屋内的光照情况，表格数据为正午时阳光照射在室内地面上的面积统计。读图表回答5～6题。

5.根据图文材料信息，判断该地可能位于(　　)

A．青藏高原　　　　　　　　　 　B．四川盆地

C．江南丘陵   D．华北平原

6．下列地理现象中，符合该地此时期情况的是(　　)

A．地球公转速度加快   B．正处于6月

C．白昼逐渐增长   D．黑夜逐渐增长

解析：5.A　6.B　第5题，从图中可以看出，北京时间14：00时，太阳从该地正南方射入窗户，此时该地地方时为12：00，因此该地经度为90°E，结合其纬度可知，该地位于青藏高原。第6题，由表格中窗影面积先变小后变大的变化可知，此时该地正午太阳高度先变大后变小，经过北半球夏至日。此时为6月份，地球公转速度较慢；该地白昼较长，昼长变化为先变长后变短。

(2017·洛阳模拟)某开发商分别在北京(约40°N)和福州(约26°N)开发了两个楼盘。两地各有朝向和楼高相同的户型结构如下图(甲图)所示。读图完成7～8题。

7．若福州楼盘每层2.8 m共20层，南北楼距为28 m。乙图栋10层住户一年中正午不能直接获得太阳照射的时间最接近(　　)

A．11个月   B．9个月

C．7个月   D．3个月

8．在上级部门对两地小区楼盘规划设计图(乙图)审批时，几乎相同的设计在北京却没有通过，被要求修改。最终修改的方案可能是(　　)

A．降低南侧楼房的高度   B．缩小南北楼的楼间距

C．扩大东西楼的楼间距   D．降低北侧楼房的高度

解析：7.D　8.A　第7题，根据题意可知，乙图栋10层只要正午太阳高度低于45°，就不能直接获得太阳照射，根据H＝90°－纬度差，可计算出太阳直射点位于19°S附近，最接近的时间是3个月。第8题，北京正午太阳高度小，考虑采光条件，尽量减少南楼对北楼太阳光线的遮挡，应降低南侧楼房高度。

(2017·邯郸高三检测)为节能减排，邯郸市新建区全部安装可以通过电脑调控太阳能板与水平面夹角的路灯和路口红绿灯。右图为拍摄的邯郸市红绿灯照片。读图完成9～10题。

9．邯郸市太阳能路灯的太阳能板一年中的调整角度范围是(　　)

A．90°　　　　　 　B．66°44′

C．23°26′　　　　 　D．46°52′

10．当邯郸市太阳能板与水平面夹角最小时(　　)

A．黄河下游河段可能出现凌汛现象

B．我国东北小麦播种正忙

C．河北高三学生正进行9月摸底考试

D．开普敦正值多雨期

解析：9.D　10.D　第9题，邯郸位于北半球，太阳直射北回归线时，正午太阳高度角最大，太阳能光板与地面的夹角最小；当太阳直射南回归线时，正午太阳高度角最小，太阳能光板与地面的夹角最大；该夹角的调整范围就是南北回归线之间的范围，即为46°52′。第10题，当太阳能板与水平面夹角最小时，正午太阳高度最大，为北半球的夏至日。开普敦位于南半球的地中海气候区，此时处于冬季，温和多雨。黄河下游河段可能出现凌汛现象在冬春或秋冬过渡时期；东北小麦播种多在春季。

11．(2017·湖南师大附中模拟)图中是甲乙丙丁四地二分二至日的正午太阳光线。如果只考虑日照条件，则甲乙丙丁四地楼间距最近的是(　　)

A．甲   B．乙

C．丙   D．丁

解析：选B　根据图中二分二至日的正午太阳光线分析，乙地位于赤道，是物体影子最小的地区，所以四地中楼间距最近。

二、综合题(共56分)

12．图1和图2表示同一时刻地球上两区域昼夜分布情况，读图完成下列问题。(27分)

(1)图1所示时刻，太阳直射点的地理坐标是____________________。(4分)

(2)该日正午时分杭州(30°N)体育场馆的太阳能电池板与建筑物外墙(墙面与地面垂直见图3)之间最合适的夹角约为______，且此夹角一年中变化幅度(一年中最大夹角与最小夹角之差)为____________________。(6分)

(3)该日，正午太阳高度随纬度的变化规律是____________________________________________________。(4分)

(4)该日，Q、P两地的夜长大小关系是____________________________，M地昼长为________。(6分)

(5)

Q地对跖点是____________，并在右图中画出此日Q地对跖点的太阳高度随时间变化的情况。(用折线)(7分)

解析：第(1)题，太阳直射点和出现极昼或极夜的纬度之和是90°，读图可知，北半球出现极夜的纬度是69°N，所以90°－69°＝21°，又因北半球的出现极夜，所以太阳直射点在南半球，所以是21°S，经度是据图可得，平分昼半球的经线即为太阳直射点的经线，所以太阳直射点的地理坐标为21°S，105°W。第(2)题，由上题得知，太阳直射在21°S，根据公式可以算出该日杭州的正午太阳高度角为39°，由此可以得出，太阳能电池板与建筑物外墙之间最合适的夹角为39°；由此进一步可以推出夹角一年中变化幅度(一年中最大夹角与最小夹角之差)为46°52′。第(3)题，正午太阳高度随纬度变化的规律为自太阳直射点向南北两侧递减。第(4)题，此时太阳直射21°S，所以越往北夜越长，故Q地夜长大于P地夜长；M地昼长要先算出M地所在经线的时间为4点，说明M地此时为4点日出，故昼长为16小时。第(5)题，对跖点(也称对趾点)是地球同一直径的两个端点。二者的经度相差180°；纬度值相等，而南北半球相反。故Q点的对趾点为(69°S,75°E)；此日Q地对跖点的太阳高度随时间变化的情况为该地刚好出现极昼，0点日出，0点日落，12点正午太阳高度为42°。据此画出图即可。

答案：(1)(21°S,105°W)　(2)39°　46°52′

(3)从21°S向南北两侧递减

(4)Q地夜长大于P地夜长　16小时

(5)69°S,75°E　绘图如下图：

13．我国某城市(36°34′N)的一个集欧美建筑精华的住宅小区，设施齐全，环境优美，豪华典雅，完工后当地居民争相购买，然而一年后底层住户以采光条件差将开发商告上法庭。图1为该小区分布平面图，图2为该小区学校研究性学习小组绘制的某日旗杆杆影轨迹示意图。(O为立杆处，虚线为杆影，曲线为杆影端点轨迹，tan 30°≈0.577)结合所学知识，回答问题。(29分)

(1)图2中F、G、H、I四个杆影中最接近日出时段的是__________，该日前后小区住户客厅内的正午阳光照射面积较________。(8分)

(2)该小区底层住户因采光条件差将开发商告上法庭。请你用所学知识为住户们拿出有力的证据。(12分)

(3)为保证住宅获得充足的太阳光照，在楼高相同的情况下，你认为该城市住宅楼群的楼房间距与上海相比有何差异？对你的结论作出合理解释。(9分)

解析：第(1)题，根据该地位于北半球和杆影端点轨迹可以判断此时为夏半年，太阳东北升西北落。因杆影方位与日出方位相反，判断出最接近日出时段的应该是F；夏季正午太阳高度较大，所以南面客厅内的正午阳光照射面积较小。第(2)题，计算步骤如下：冬至日该地正午太阳高度H_正午＝90°－纬度差＝90°－(36°34′＋23°26′)＝30°，楼间距＝20÷tan 30°≈34.66 m。第(3)题，该城市纬度比上海高，冬至日正午太阳高度比上海小，前楼的影长大于上海，所以楼房间距宽于上海。

答案：(1)F　小

(2)小区位于36°34′N,12月22日正午太阳高度最小，为30°；正午时，楼的影长达34.66 m，远大于楼间距20 m。

(3)楼房间距应比上海宽。该城市纬度比上海高，冬至日正午太阳高度比上海小。