太阳光线与地面的夹角.docx
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太阳光线与地面的夹角
太线与地面的夹角
H=90°-│α(+/-)β│
α是代表当地地理纬度
β是代表太阳直射点地理纬度
(+/-)是所求地理纬度与太阳直射是否在同一半球:
如果在同一半球就是-;在南北两个半球就是+
如:
我有一个多层房子,三楼。
但是南面有高层建筑,现在看不遮光,夏天太阳入射角度高,冬天低,我怕到了冬天就开始遮光了,所以想请问各位的太阳入射角度最低是在什么时候,是多少,
北半球太阳高度最小的时间都是冬至日(12月22)
他的大小有个公式,即用90减你所在地方的纬度(的纬度是北纬36度)和太阳直射点地理纬度即南回归线(南纬23.5度)之间的纬度差(59.5度),H=90°-(36+23.5)°。
答案是30.5度。
只要冬至这一天不遮,那就没有问题!
正午太阳高度角的计算及应用
作为地球运动的结果,正午太阳高度角的变化深刻影响着人类的生产、生活,成为高考考查的重点,主要考查学生的空间思维能力和知识应用能力。
近几年、及大综合卷都有所体现。
该类试题取材于人类生产、生活,突出考查学生运用地理基本原理、规律的能力,同时能进行科际的综合,代表高考命题方向——以能力立意,培养学生的创新思维能力。
因此在高三复习中应予以高度重视。
●难点磁场
图3—1表示某地正午太阳高度和月降水量的变化。
读图回答1~2题。
(2000年综合卷)
1.★★★★★该地纬度可能为()
A.90°N~23°26′N之间
B.90°S~23°26′S之间
C.22°N或22°S
D.40°30′N或40°30′S
2.★★★★★该地气温及降水特征是()
A.终年高温多雨
B.夏热少雨,冬温多雨
C.冬温少雨,夏热多雨
D.夏热多雨,冬季寒冷干燥
3.★★★★★如图3—2所示的日期,下列地点:
(39°54′N),新加坡(1°N),(23°26′N),(20°N),正午太阳高度角从大到小排列正确的是()
A.新加坡、、、
B.、、、新加坡
C.、、、新加坡
D.、、新加坡、
近年来,我国房地产业发展迅速,越来越多的居民乔迁新居,居住条件和环境显著改善。
请读图3—3,运用以下公式回答4~5题。
(2002年大综合卷)
①某地正午太阳高度的大小:
H=90°-|φ-δ|
式中H为正午太阳高度;φ为当地纬度,取正值;δ为太阳直射点的纬度,当地夏半年取正值,冬半年取负值。
②tan35°≈0.7tan45°=1tan60°≈1.732
4.★★★★★房地产开发商在某城市(北纬30度)建造了两幢商品住宅楼(图3—3),某个居民买到了北楼一层的一套房子,于春节前住进后发现正午前后太线被南楼挡住,请问房子一年中正午太线被南楼挡住的时间大约是()
A.1个月B.3个月C.6个月D.9个月
5.★★★★★为使北楼所有朝南房屋在正午时终年都能被太阳照射,那么在两幢楼间距不变的情况下,南楼的高度最高约为()
A.20米B.30米C.40米D.50米
6.★★★★北纬38°一开阔平地上,在楼高为H的楼房北面盖新楼,欲使新楼底层全年太线不被遮挡,两楼距离不小于(1999年卷)()
A.Htan(90°-38°)B.Htan(90°-38°-23.5°)C.Hcot(90°-38°)D.Hcot(90°-38°-23.5°)
●案例探究
[案例1]某校所在地(120°E,40°N)安置一台太阳能热水器,为了获得最多的太热,提高利用效率,需要根据太阳高度的变化随季节调整其支架倾角,下列四幅日照图中与热水器安置方式搭配不合理的是
命题意图:
本题主要考查太阳高度角在生产生活实践中的应用,考查学生应用地理知识分析问题、解决问题的能力,很好地体现了高考命题趋向,突出对学生能力的考查。
知识依托:
晨昏线的特点与节气的判断,地球自转的方向,正午太阳高度的计算,太阳辐射强度等知识为依托。
错解分析:
本题涉及知识点较多,错误可能出现在晨昏线的特点与日期的判断错误,也可能是忽视了地球自转方向,也有可能不知道正午太阳高度角具体指图中的哪一个角,再者也有可能对正午太阳高度角的计算公式的要求不熟悉,出现计算错误等。
解题方法与技巧:
这是一道典型的知识综合应用题,首先根据图中地球自转的方向和晨昏线特点,判断四个图所对应日期(A图为夏至日,B图为冬至日,C和D图为春分日或秋分日),然后根据正午太阳高度的计算公式H=90°-|φ-δ|可计算出H1=73°26′,H2=26°34′,H3=H4=50°。
最后根据支架的倾角和正午太阳高度角应该互为余角时,搭配合理,推出只有D项不合理。
答案:
D
[案例2]如图3—5所示,位于北纬36°34′的某疗养院,计算在一幢20米高的楼房北面新建一幢楼房。
因为疗养的需要,要求高楼的每一层一年四季都能晒到太阳。
(1)新楼至少要距原楼多少米?
(2)若黄赤交角变为23°34′,两楼之间的距离将应如何变化,才能保证各楼层均有较好的采光?
命题意图:
本题主要考查正午太阳高度角的应用,并同时考查学生应用地理知识分析解决实际问题的能力和计算能力。
知识依托:
正午太阳高度的变化规律和计算公式。
错解分析:
本题是应用题,错误可能出在对题意分析不透,也可能是对公式中的δ(太阳直射点的纬度)符号取正号还是取负号把握不准,还可能计算出问题。
解题方法与技巧:
根据题意因疗养院位于北纬36°34′,当太阳直射南回归线时北半球正午太阳高度角达一年中最小值,若此时该楼的一层能被太阳照射的话,则各楼层都能被照射,求出此时的正午太阳高度角H=90°-|φ-δ|(代入φ=36°34′,δ=-23°26′)即H=30°。
根据三角函数关系,两楼间最小距离应为x=20cot30°,x=34.7m。
若黄赤交角变为23°34′,比原来变大,则此时北纬36°34′的正午太阳高度角H′=90°-|φ-δ′|,H′=29°52′变小,但x=20cot29°52′在(0°~90°)为减函数,故两楼间距应增大。
做题过程画直角三角形来理解题意更直接。
答案:
(1)34.7m
(2)间隔应增大
正午太阳高度的计算与应用,是高考考查的重点容,这部分容很容易和我们人类的生产生活相联系,从而取材于我们的生产生活,考查学生运用地理知识分析解决实际问题的能力,又可以作为考试的切入点,考查学科与之相关联的容,体现高考命题方向,复习备考中老师和学生都要高度重视。
1.正午太阳高度的考查涉及以下几方面。
(1)规律:
从直射点往南北两侧递减;离直射点距离越近(纬度差越小),正午太阳高度越大。
(2)最值:
直射北回归线,北回归线以北地区达一年中最大值,整个南半球达一年中最小值;相反,直射南回归线时,南回归线以南地区达一年中最大值;整个北半球达一年中最小值。
(3)公式:
H=90°-|φ-δ|中φ与δ符号很关键,此外,两点间的正午太阳高度差等于纬度差。
(4)影子的长短变化与方向:
正午太阳高度角变大,影子变短;方向由太阳的位置确定。
(5)地方时:
一天之中太阳高度最大时地方时为12时。
(6)楼间距离要抓住正午太阳高度角大小。
2.正午太阳高度的应用已成为高考的热点,应从以下方面突破本难点:
(1)列为高考重点反复训练讲解。
(2)抓住规律,图形结合。
(3)研究高考试题,联系生产、生活实际。
●歼灭难点训练
1.★★★★某学校地理兴趣小组外出考察,如图3—6,在a地正午太阳高度最大时,用测角器测当地的地理纬度,此时学生手表指针为18时20分(时间),a的地理位置坐标为()
A.21°E,36°34′SB.25°E,53°26′N
C.21°E,53°26′SD.25°E,36°34′N
(112°E,350°N)一学生对太阳能热水器进行了改造(如图3—7),把热水器装在一个大玻璃箱中,并将支架改造成活动方式。
据此回答2~4题。
2.★★★★9月23日,为使热水器有最好的效果,调节支架使热水器吸热面与地面的夹角为()
A.23°26′B.35°C.66°34′D.55°
3.★★★★下列地区中,使用太阳能热水器效果最好的是()
A.B.C.D.吐鲁番
4.★★★★★当热水器的吸热面与地面夹角调节到最大值时()
A.南太平洋漂浮的冰山较多
B.松花江正值第一次汛期
C.黄土高原上流水的侵蚀作用最为强烈
D.澳大利亚农田中的小麦开始返青
5.★★★★★图3—8中四条曲线分别表示A、B、C、D四地,6月22日太阳高度的全天变化情况,据此判断下列各选项中,对四地纬度位置的说法与图示情况相符合的是()
①A.23°26′NB.46°52′NC.66°34′ND.90°N
②A.90°NB.66°34′NC.23°26′ND.0°
③A.0°B.23°26′NC.90°ND.66°34′N
④A.23°26′NB.46°52′NC.90°ND.66°34′N
图3—9是我国某地6月22日太阳高度的日变化示意图(未考虑海拔等因素)。
据此回答6~7题。
6.★★★★★该地的地理坐标为()
A.30°N,90°EB.16°52′N,105°E
C.23°26′N,120°ED.36°52′N,150°E
7.★★★★此地最高气温一般出现在时间()
A.12:
00B.13:
00C.14:
00D.16:
00
8.★★★★读图3—10,图中ED为昏线,读后回答下列问题。
(1)此时太阳直射点的地理坐标是。
(2)A、B两地正午太阳高度角较大的是,A、B两地日出较早的。
(3)此时赤道上昼的围是。
(4)为使地处32°N的太阳能热水器最大限度地利用太能,这一天应将太阳能热水器的真空管平面与楼顶之间的夹角α调整为。
难点磁场
1~2.解析:
此题主要考查学生对正午太阳高度角分布规律的掌握情况,以及运用其变化规律分析地理事物和现象的能力、读图能力等,根据正午太阳高度曲线变化规律,该地一年中有两次太阳直射,在两次之间有一个最小值,该点应在回归线上取得的且距离为1.5°,由于横轴没有标出月份,不能确定哪个半球,故该点纬度为22°N或22°S;第1题也可以用排除法,因为该点有两次直射,只能位于南、北回归线之间,故把A、B、D排除,答案为C项。
根据正午太阳高度与降水的关系可以推出,该地正午太阳高度大时,降水量大,正午太阳高度角小时,降水量少;可以得出,冬季多雨,夏季少雨。
根据第1题可知该地位于热带,故C项正确。
答案:
1.C2.C
3.解析:
此题考查正午太阳高度角的纬度分布规律和读图判读能力,根据图中经度的变化和晨昏线的特点可以推知日期为北半球夏至日(6月22日)。
正午太阳高度从北回归线往南北两侧递减,即离北回归线越近,正午太阳高度越大,根据图中四点的纬度,则正确顺序:
、、、新加坡,故选C项。
答案:
C
6.解析:
此题主要考查学生对正午太阳高度分布规律的应用,根据题目条件,太阳应直射南回归线时才能满足,代入公式求出
即x=Hcot(90°-38°-23.5°),选D项。
答案:
D
歼灭难点训练
1.解析:
此题考查学生读图分析能力和正午太阳高度的规律,以及地方时的计算等。
当地为12时,时间为18时20分,故该点经度为25°E;根据图中正午太阳高度角的方向。
H=60°,太阳应直射北回归线即δ=23°26′N。
代入公式H=90°-|φ-δ|,推出φ=53°26′N,故选B项。
答案:
B
2~4.解析:
此题主要考查正午太阳高度的分布规律的应用,以及与之相关的地理事务的分析。
考查学生分析问题、解决问题的能力。
根据题意和图形分析当太线与大玻璃箱垂直时效果最好。
即H=90°-|φ-δ|,φ=35°,δ=0°,α+H=90°,则α=55°,故第2题应选D项。
太阳能热水器效果最好地区应是太阳辐射分布较强的地区,市年太阳辐射量最丰富,故第3题应选C项。
第8题根据题意,夹角最大时,吸热面与地面夹角为90°;太线与地面平行,即太阳高度角最小,应为冬季,故第4题应选A项,B为北半球春季,C项为夏季,D项北半球为秋季。
答案:
2.D3.C4.A
5.解析:
此题考查太阳高度的日变化和读图分析能力。
根据题意和图息,6月22日太阳直射北回归线(23°26′N),C曲线12点太阳高度为90°,故C点为23°26′N,此时北极圈上为极昼且12点时太阳高度为46°52′对应B,北极点上为极昼且太阳高度为常数,对应A,赤道上昼夜等长,故D为赤道,因此选②。
答案:
②
6~7.解析:
此题主要考查太阳高度的日变化规律和地方时的计算,根据题意,α=23°26′N,H=83°26′,H=90°-|φ-δ|,φ1=30°N,φ2=16°52′,根据的经纬度位置,第6题选A;一天中最高气温出现在当地14时,而当地地方时比时间晚2个小时,故时间为16时,气温最高,选D项。
答案:
6.A7.D
8.解析:
此题主要考查太照图读图分析能力和正午太阳高度规律的应用。
根据地球自转方向和ED为昏线,则北极圈上为极昼,时间为6月22日,太阳直射北回归线,70°E正好把夜半球平分,所以直射点在(23°26′N,110°E),根据正午太阳高度的分布规律,正午太阳高度A>B;根据昼夜长短的规律,北半球纬度越高白昼越长,日出越早,故B早于A;因赤道上昼长为12小时,70°E为0时,故赤道上白昼应以110°W为对称轴东西各跨90°,故白昼围应为160°E~180°~20°W;第(4)题根据给定条件,φ=32°N,δ=23°26′N,太线与真空管平面垂直,H=90°-|φ-δ|H=81°26′,α+H=90°,α=8°34′。
答案:
(1)23°26′N,110°W
(2)AB(3)160°E~180°~20°W
(4)8°34′