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考点3 正午太阳高度
(2021·河北地理)家住某城(36.5°N,116°E)的小明,秋分时节搬进了新楼房,站在书房2.6米高的落地窗前,远处公园美景尽收眼底。下图示意书房平面布局。据此完成1~2题。
1.从入住到次年春分,书房的日采光时间变化趋势是( )
A.一直增加 B.先增后减
C.一直减少 D.先减后增
2.冬至日天气晴朗,小明在书房于北京时间( )
A.6:30看到当日第一缕阳光
B.9:30沐浴着阳光伏案读书
C.12:30估算阳光进深2.6米
D.15:30看到阳光照到书柜上
答案 1.D 2.D
解析 第1题,从秋分时入住到次年春分,为北半球的冬半年,当地(36.5°N,116°E)昼短夜长,太阳直射点先向南移动再向北移动,该地昼长先变短再变长,根据图示信息,可知该书房窗户朝向正南,冬半年日出、日落方位偏南,所以整个白天都有采光,则书房的采光时间随着昼长的变化而变化,先减后增,在冬至日达到最小值,D正确。第2题,若北京时间6:30日出,可算出当地(116°E)地方时为6:14,接近昼夜均分(二分日),但当地纬度较高且该日为冬至日,A错误;书房接近正方形,北京时间9:30(当地地方时9:14)时,太阳约位于东偏南40°,此时入射光线大致平行于西北—东南向对角线,加上阳光受落地窗东侧0.5米墙体的遮挡,照射不到椅子的位置,B错误;冬至日时,该地正午太阳高度=90°-(36.5°+23.5°)=30°,则正午室内阳光进深为,大于2.6米,且北京时间12:30,当地时间为12:14,太阳斜射,阳光进深应该更大,C错误;15:30时,当地时间为15:14,太阳斜射且位于西南方位,书柜位于落地窗的东北方位,阳光正好照射到书柜上,D正确。
1.正午太阳高度分布及变化规律
(1)分布看“远近”——远小近大
距离直射点所在的纬度越近,正午太阳高度越大;距离直射点所在的纬度越远,正午太阳高度越小。
(2)变化看“移动”——来增去减
太阳直射点向某地所在的方向移来时,该地的正午太阳高度逐渐增大;太阳直射点远离某地移去时,该地的正午太阳高度逐渐减小。
(3)位置看“数值”——90°的出现
2.正午太阳高度的应用
(1)确定太阳直射点所在地地方时为12时。
(2)求出当地的纬度(根据正午太阳高度的计算公式)。
(3)确定房屋的朝向:北回归线以北的地区,正午时太阳位于南方,房屋朝向南方;南回归线以南的地区相反。
(4)确定日期、日影长短及方向:太阳直射点上,正午时物体的影子缩短为零;正午太阳高度越大,日影越短,反之越长。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,如北回归线以北地区,正午日影永远朝向北方(北极点除外),南回归线以南地区,正午日影永远朝向南方(南极点除外),南、北回归线之间的地区,正午日影有南、北朝向的变化。
(5)确定楼间距、楼高:为了使各楼层都有良好的采光,楼与楼之间应当保持适当距离。
(6)太阳能热水器倾角的调整: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,使太阳光线与受热板垂直。
3.解答“正午太阳高度”试题的一般思维流程
考向1 通过“正午太阳高度的计算”考查“综合思维”
(2021·山东省日照市期末)王老师退休后选择了去生态宜居城市日照(35°N,118°E)居住。9月23日这天,他从①号楼出发,沿小区健康步道锻炼身体。据此完成1~2题。
1.该日5:58王老师发现自己的影子位于身前并与线路平行,则其所处位置及其前进方向是( )
A.甲向东 B.乙向南
C.丙向西 D.丁向北
2.该日王老师行进的过程中,发现某时刻身影长度与身高基本相等,该时刻约是( )
A.10:00 B.10:30
C.11:00 D.11:30
答案 1.C 2.C
解析 第1题,北京时间5:58,当地地方时约为6时,接近9月23日当地日出时刻。该日为秋分日,日出正东方。依据图中超市位于小区东南,可判断乙方位为东方,王老师位于丙线路,前行方向为向西,日出时影子朝向西方,位于身前且与线路平行,C正确。第2题,身影长度与身高相等,说明此时太阳高度为45°。日照市纬度为35°N,9月23日太阳直射点位于赤道,则该日正午太阳高度为55°。因该日日出为地方时6时,且日出时太阳高度为0°,则从地方时6时至12时,6个小时太阳升高了55°,即每小时约升高9°,则太阳升高到45°时,当地时间约为11:00,C正确。
考向2 通过“正午太阳高度的应用”考查“区域认知”
(2021·山东济宁市期末)小区楼房建设规划中,为满足采光需求,理论上需要根据各地正午太阳高度的情况设计合理的楼间距。下图示意11月22日济宁市某小区楼房正午日影情况。据此完成3~4题。
3.从每年11月22日开始,正