内容正文:
大单元一 地球运动规律
主题一 太阳辐射与光伏发电
考向一 影响太阳辐射的因素
(2024·福建卷)街道走向、行道树和建筑物影响街道地面的日照时间长短。福建省学者小明来到美国波士顿(约42°N)访学。夏至日,小明在某绿树成荫的街道朝天空垂直拍摄,并将照片绘制成图(如图)。图中虚线示意春分日目视太阳轨迹。该地夏至日昼长约15小时。据此完成下题。
1.该街道行道树为当地树种,晴朗无云时,下列日期该街道地面日照时间最长的是( )
A.5月30日 B.7月1日
C.9月1日 D.11月30日
[思路导引]
→→→→
解析 题意表明,该街道行道树为当地树种,当地(42°N)位于温带大陆东岸,属于较湿润的温带大陆性气候,应以温带落叶阔叶林为主,11月30日当地处于冬季,冬季该街道的行道树应落叶,对阳光的遮挡作用弱,因此地面的日照时间长,而5月30日、7月1日和9月1日处于夏季或初秋,落叶阔叶林的树叶茂盛,对阳光的遮挡作用强,使得地面日照时间较短。故选D。
答案 D
考向二 光伏发电的区位因素
(2023·浙江6月选考)塔式光热发电是利用成千上万个独立跟踪太阳的定日镜,将阳光聚集到镜场中心的集热塔,通过能量转换来发电。图1为青海某地塔式光热发电场景观图,图2为定日镜工作原理示意图。据此完成2~3题。
图1
图2
2.与浙江省相比,当地布局光热发电场的优势区位因素有( )
①土地 ②太阳辐射 ③劳动力 ④电网分布
A.①② B.①③
C.②③ D.③④
3.定日镜工作期间,镜面朝向(图2所示)的水平和垂直转动方向分别是( )
A.顺时针 先逆时针后顺时针
B.顺时针 先顺时针后逆时针
C.逆时针 先顺时针后逆时针
D.逆时针 先逆时针后顺时针
[思路导引]
→→→
解析 第2题,与浙江相比,青海地广人稀,多荒漠戈壁,可用作光热发电的土地广,①正确;与浙江相比,青海地处青藏高原,多晴天,太阳辐射强,②正确;与浙江相比,青海劳动力少,③错误;青海电网分布稀疏,不利于电力输出,④错误。故选A。第3题,定日镜是随太阳方位的变化而变化的,而太阳在一天之中方位的变化是顺时针的,所以定日镜镜面的水平转动方向是顺时针的,C、D错误;定日镜为了获取更强的太阳辐射,镜面始终应和太阳光线垂直,太阳高度角在一天中先增大,后减小,要保证镜面始终和太阳光线垂直,镜面在垂直方向上与地面的夹角先减小,后增大,所以在垂直于地面的剖面图上看,镜面在垂直方向先为顺时针后为逆时针转动,B正确、A错误。故选B。
答案 2.A 3.B
高考感悟
全国卷近几年考查频率较低,地方卷中江苏、天津和海南考查频率较高,其他地区考查频率较低。题型以选择题为主。常见的命题角度如下:
多结合现实情境或光伏发电站的建设,考查太阳辐射对自然环境的影响及光能资源开发利用
1.地面获得太阳辐射的思维建模
2.太阳能光伏电站建设的思维建模
(1)太阳能光伏发电的优缺点
①优:能量巨大;可再生;分布广泛;清洁。
②缺:能量密度低;受天气影响较大;昼夜与季节差异大。
(2)光伏电站的区位条件
①资源状况:从纬度、地形地势、天气角度分析。
②市场:从距离经济发达地区远近分析。
③地价:占地广,荒漠、滩涂、海洋地价低。
④技术:(能量分散)需要较高的技术。
⑤资金:建设投资大。
(3)光伏电站对环境的影响
3.“弃光限电”
“弃光限电”是指在光伏电机组设备状态正常、光照良好的情况下,由于种种原因光伏电场被迫暂停一些机组发电的现象。
(2025·江苏南通二模)太阳辐射、地面辐射和大气逆辐射是地球能量平衡中的三个关键组成部分。如图为我国某高寒湿地不同季节的辐射收支统计图。据此完成1~3题。
1.代表太阳辐射、地面辐射的曲线分别为( )
A.①、② B.①、③
C.②、① D.③、②
2.a~d所示季节依次为( )
A.春、秋、夏、冬 B.春、冬、夏、秋
C.秋、夏、春、冬 D.秋、冬、春、夏
3.与b季节相比,c季节①辐射总量较大的主要原因是( )
A.太阳高度大 B.保温作用强
C.云雨天气少 D.地表冰雪少
解析 第1题,结合所学知识,太阳辐射只在白天有,在一天中从日出到正午再到日落,太阳辐射强度先增大后减小,且在正午时达到最大,所以①曲线只在白天有数值且有明显的日变化,符合太阳辐射的特点,故①代表太阳辐射;地面辐射在一天中也有变化,并且由于地面吸收太阳辐射后才向外辐射能量,其辐射强度变化滞后于太阳辐射,且在一天中也有一定的数值变化,②曲线符合这一特点,所以②代表地面辐射;大气逆辐射是大气向地面辐射的能量,昼夜都存在,③曲线昼夜都有数值且变化相对较小,代表大气逆辐射。故选A。第2题,结合材料信息,图示为我国某高寒湿地不同季节的辐射收支统计图,该地夏季太阳高度大,白昼时间长,太阳辐射总量大,太阳辐射变化时间最早,所以b代表夏季;冬季太阳高度小,白昼时间短,太阳辐射总量最小,且太阳辐射变化时间最晚,所以d代表冬季;春季和秋季相比,春季降雨少,晴天多,太阳辐射量相对较大,所以a代表秋季,c代表春季,所以a~d所示季节依次为秋、夏、春、冬。故选C。第3题,结合上题可知,①为太阳辐射,b为夏季,c为春季。夏季太阳高度更大,A错误;保温作用强主要影响地面温度和大气温度等,与太阳辐射总量关系不大,B错误;夏季我国大部分地区受夏季风影响,云雨天气相对春季较多,大气对太阳辐射的削弱作用强,到达地面的太阳辐射少,这是夏季太阳辐射总量较小的主要原因,故春季太阳辐射总量较大,C正确;地表冰雪少主要影响地面反射率等,对太阳辐射总量影响较小,D错误。故选C。
答案 1.A 2.C 3.C
(2025·江西南昌一模)下图是青海省某光电场地形略图,该光电场采用固定仰角光伏板进行发电,光伏板仰角(与水平面之间的夹角)与当地纬度值相同,采光面朝正南方向。图中阴影处未安装光伏板,虚线内甲区域地形平坦。据此完成4~6题。
4.该光电场春分日正午阳光与光伏板夹角是( )
A.23.5° B.47°
C.66.5° D.90°
5.导致图示阴影处未安装光伏板的主导因素是( )
A.坡度 B.坡向
C.风力 D.风向
6.甲区域单位面积发电量小于图示其他区域(阴影处除外),主要是因为甲区域( )
A.海拔低,大气削弱作用强
B.地形平坦,阳光照射效果差
C.空气湿度大,易产生云雾现象
D.为避免遮光,光伏板南北间距大
解析 第4题,春分日太阳直射赤道,光伏板仰角(与水平面之间的夹角)与当地纬度值相同,设当地纬度为a,由正午太阳高度计算公式H=90°-(当地纬度与直射点纬度差值),可知春分日当地正午太阳高度H=90°-a,而90°-a正好是光伏板仰角的余角,这说明该光电场春分日正午阳光与光伏板夹角为90°。故选D。第5题,据图示等高线分布特征可知图示阴影处区域地势由东南向西北降低,位于山脊的偏北侧,而青海位于北温带,年内光照多从偏南侧照射而来,北坡处为阴坡光照较少,所以未安装光伏板,B正确;坡度不是阴影处不安装光伏板的因素,A错误;光伏板是通过太阳辐射发电,不是通过风力发电,与风力和风向无关,C、D错误。故选B。第6题,与甲处海拔相似的区域图中也有分布,所以海拔低不是影响因素,A错误;地形是否平坦对阳光照射效果影响不大,B错误;青海省降水少,空气湿度并不大,产生云雾现象概率小,且云雾在山区的较高海拔处,C错误;甲处等高线分布稀疏,地形平坦,放置光伏板时为避免偏南侧的光伏板对偏北侧的光伏板光照遮挡,需要拉开较大的间距,影响单位面积发电量,D正确。故选D。
答案 4.D 5.B 6.D
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