内容正文:
第15课时 太阳高度
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素能突破
考点探究
提能演练
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课堂合作研究
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正午太阳高度
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(1)由图可知,同一时刻,正午太阳高度由____________向南、北两侧递减。
(2)冬至日,太阳直射___________,___________及其以南地区正午太阳高度达一年中最大值,北半球各纬度地区正午太阳高度达一年中最小值。
(3)春秋分日,太阳直射________,赤道上正午太阳高度为90°,两极点正午太阳高度为0°。
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(4)夏至日,太阳直射___________,北极圈及其以北地区出现_______现象,北极点的太阳高度为23°26′,此时南极圈的正午太阳高度为______。
(5)南北回归线之间,每年有______次太阳直射。
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考点15 太阳高度的变化
为了冬季采光,我国在居住区规划设计标准中,对不同纬度带住宅间的合理间距有明确规定。分析下表(表中H是住宅的高度),回答(1)~(2)题。
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(1)表中的4个城市所处纬度从低到高依次是( )
A.①②③④ B.①④③②
C.②①③④ D.②③④①
答案 (1)D
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(2)根据表中信息,在北京修建南北两栋20米高的住宅楼,其理论日照间距约为( )
A.23米 B.28米 C.37米 D.40米
答案 (2)C
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获取和解读信息 调动和运用知识
(1)四地正午太阳高度由大到小依次是②③④①。
(2)楼房间距取决于__________正午太阳高度。 (1)冬至日,太阳直射____________,北半球纬度越高,正午太阳高度越小。
(2)北京的纬度为40°N,冬至日北京正午太阳高度=90°-(40°+23°26′),与④最接近。
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1.正午太阳高度的计算
公式:H=90°-两点纬度差
说明:“两点”是指所求地点与太阳直射点。两点纬度差的计算遵循“同减异加”原则,即两点同在北(南)半球,则两点纬度差“大数减小数”;两点分属南北不同半球,则两点纬度相加。如图所示。
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当太阳直射B点(10°N)时:
A点(40°N)正午太阳高度:
H=90°-AB纬度差=90°-(40°-10°)=60°。
C点(23°26′S)正午太阳高度:
H=90°-BC纬度差=90°-(10°+23°26′)=56°34′。
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2.正午太阳高度变化规律的应用
(1)确定地方时
当某地太阳高度达一天中的最大值时,此时日影最短,当地的地方时是12时。
(2)确定房屋的朝向
确定房屋的朝向与正午太阳所在位置有关。为了获得更充足的太阳光照,在北回归线以北地区正午太阳位于南方,因此房屋坐北朝南;在南回归线以南地区正午太阳位于北方,因此房屋坐南朝北。
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(3)确定当地的地理纬度
当太阳直射点位置一定时,两地(位于太阳直射点同一侧)纬度差等于两地正午太阳高度差。根据某地某日(二分二至日)正午太阳高度,可判断该地区纬度。
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(4)判断日影长短及方向
太阳直射点上,正午物体的影长为0;正午太阳高度越大,日影越短;反之,日影越长。正午是一天中日影最短的时刻。
日影永远朝向背离太阳的方向,北回归线以北的地区,正午日影全年朝向正北(北极点除外),冬至日日影最长,夏至日最短;南回归线以南的地区,正午日影全年朝向正南(南极点除外),夏至日日影最长,冬至日最短;南北回归线之间的地区,正午日影夏至日朝向正南,冬至日朝向正北。
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(5)确定楼间距、楼高
为了更好地保证各楼层都有良好的采光,楼与楼之间应当保持适当距离。以我国为例,南楼高度为h,该地冬至日正午太阳高度为H,则最小楼间距L为:L=hcotH。如下图。
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(6)计算太阳能热水器的安装角度
为了更好地利用太阳能,应不断调整太阳能热水器与楼顶平面之间的倾角,使太阳光与集热板成直角。
集热板与地面之间的夹角(α)和当天的正午太阳高度(H)互余,即α+H=90°时效果最佳。如下图:
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(2021·苏锡常镇调研一)图一为某城市一年中昼长最长的一天正午太阳光线与南坡不同角度