内容正文:
[对应学生用书P26]
①运动速度 ②产生时差 ③发生偏转 ④昼夜长短 ⑤正午太阳高度 ⑥四季更替 ⑦太阳直射点的移动
探究主题一 太阳视运动及其应用
1.室内遮阳与太阳视运动
[情境素材]
广西梧州(23.5˚N,112˚E)某建筑南墙屋檐上加装电子遮阳板,自动控制其仰角,使电子遮阳板和每日的正午太阳光线垂直,当日内遮阳板不再调整。有业主计划在遮阳板上加装光伏面板,用于太阳能发电。下图示意该建筑及遮阳板结构。
[思考]
(1)指出该地遮阳板与屋顶平行的时间,并说明理由。
提示:时间:夏至日(6月22日前后)。
理由:该地位于北回归线上,夏至日太阳直射北回归线,正午太阳高度达到90˚,遮阳板仰角为0˚,与屋顶平行。
(2)在晴朗的天气状况下,分析春分日从日出到日落南大门所在墙面的光照强度变化。
提示:(遮阳板朝正南方,对来自东西两侧的光照遮挡效果弱。)日出后,随着太阳高度的增大,南墙面光照强度逐渐增强;随着太阳方位由东转南,遮阳板的遮阳效果增强,南墙面光照强度再逐渐减弱,直至正午;正午之后,随着太阳方位由南转西,遮阳板的遮阳效果减弱,南墙面光照强度再逐渐增强;随着太阳高度的下降,光照强度再逐渐减弱。
2.室内采光与太阳视运动
[情境素材]
下图为北京(约40˚N)某房地产公司开发的一梯两户多层商品房平面图。
[思考]
(1)说出我国北方地区传统民居的一般朝向,并从太阳视运动角度说明原因。
提示:坐北朝南。我国北方位于北回归线以北,冬季低温寒冷,正午太阳位于正南,房屋坐北朝南,采光条件好,利于室内升温。
(2)甲、乙两套商品房中上午日照条件较好的是哪一套?为什么?
提示:乙。上午太阳位于偏东方向,可以透过东墙上的窗户照进室内,增加室内日照面积。
3.户外广场舒适度与太阳视运动
[情境素材]
某团队根据光照情况对上海某广场进行冬夏季节舒适区的划分(如下图所示)。该广场四周皆有高大城市建筑。太阳辐射是广场主要的能量来源,广场的小气候环境受到太阳辐射的直接影响。
(1)从采光角度,分别说明该广场冬季舒适区和夏季舒适区的形成原因。
提示:冬季北半球太阳高度角小,建筑物影子长,广场北部的太阳辐射未受到南部高大建筑物阻挡,较为温暖舒适;夏季北半球太阳高度角大,建筑物影子短,且太阳东升西落,广场西部高大建筑物在炎热的下午时段可以阻挡太阳辐射,形成凉爽舒适区域。
(2)该广场夏季不适区的面积最大,试提出合理化改造建议。
提示:夏季该广场大面积受到太阳辐射,气温较高,不够舒适;因此可以采取建设喷泉、建设人工湖、植树造荫、建设公园、种植花草等方式为广场降温,从而扩大舒适区面积。
(3)相较于上海,分别比较北京相同规模且周边建筑相同的广场冬季舒适区和夏季舒适区面积的大小,并简述理由。
提示:北京相同规模的广场冬季舒适区面积减小,夏季舒适区面积增大。理由:由于北京纬度高于上海,因此北京广场上建筑物的影子全年都更长;冬季广场受太阳照射的面积减小,夏季受建筑物遮挡的区域更大。
探究主题二 地球运动与传统文化
1.古代的日晷计时
[情境素材]
古诗中有一句“昼晷已云极,宵漏自此长”。晷指日晷,漏指漏壶,都是古代计时仪器。其中,日晷是利用日影计时,某同学绘制了日晷计时示意图(如下图所示)。
[思考]
(1)用地理术语解释翻译“昼晷已云极,宵漏自此长”这句诗,并推断此诗句描写的节气。
提示:白昼已经达到最长,此日之后夜渐长;夏至。
(2)描述我国北方某地夏至日一天中从日出到日落,晷针投影在晷面上划过的轨迹,并说出影响日晷计时效果的自然原因。
提示:轨迹:由西南顺时针移向东南。
影响原因:昼夜,天气阴晴。
2.圭表与四季更替
[情境素材]
圭表是古代度量日影长度的一种天文仪器,它由“圭”和“表”两个部件组成。圭是平放的有刻度的尺,表是直立的标杆,置于圭的一端且与圭垂直,古人通过观察记录它正午时影子的长短变化来确定季节的变化。下面图1为我国北方某地区正午表影的年变化示意图(表影顶端在甲、丙之间移动),图2为二分二至日地球的位置示意图。
[思考]
(1)说明我国北方地区利用圭表确定方向的方法。
提示:一天中,表影最短时,表影指向正北方。
(2)指出图1中表影顶端位于甲,且向乙移动过程中,地球位于图2中的哪个时段,并说明该时段地球公转速度的变化状况。
提示:时段:b~c时段。地球公转速度的变化状况:先变慢,再变快。
(3)指出图1中表影顶端自乙向丙移动过程中,北京的昼夜变化状况。
提示:表影顶端位于乙时,北京昼夜等长;向丙移动过程中,北京昼短夜长,且昼渐短夜渐长。
3.二十四节气与时令
[情境素材]
二十四节气被誉为“中国的第五大发明”,被列入联合国教科文组织人类非物质文化遗产代表作名录。它是根据地球在黄道上的位置变化而制定的,每个节气分别相应于地球在黄道上每运动1