P42 回归生活·践行地“理”：正午太阳高度的应用

正午太阳高度的应用圭表是一种测天仪器，它由垂直的表和水平的圭组成，利用了立竿见影的原理来测量日影长度。其主要功能是测定二分二至日、四季（中国的四季以四立为起始点）和回归年长度。如图为我国某地圭表示意图，图中圭上的刻度代表二分二至日和四立。完成1～2题。1.下列选项中，圭上刻度代表的节气对应正确的是（

）A．甲—立冬 B．乙—春分C．丙—立夏 D．丁—立秋√解析：正午太阳高度角越小，日影越长。日影最长者是冬至日（甲），日影最短者是夏至日（戊），故A错误。立春、立冬时，太阳（直射点）位于南半球（立春在冬至后一个半月，而立冬在冬至前一个半月，二者日期不同，但是太阳直射点纬度相同，大致在12°S），日影长（除冬至日外，日影最长），即乙为立春、立冬二日，故B错误；立夏、立秋都是北半球夏半年的节气，太阳直射点位于北半球（立夏在夏至前一个半月，而立秋在夏至后一个半月，大致在12°N），与夏至日相比，日影稍长，即丁是立夏、立秋二日，故D正确；二分日的太阳直射点位于赤道，介于二至和四立之间（日影长度同样如此），即丙为二分日，故C错误。圭表是一种测天仪器，它由垂直的表和水平的圭组成，利用了立竿见影的原理来测量日影长度。其主要功能是测定二分二至日、四季（中国的四季以四立为起始点）和回归年长度。如图为我国某地圭表示意图，图中圭上的刻度代表二分二至日和四立。完成1～2题。2.丙节气石家庄市（

）A．日落西北 B．昼夜等长 C．日出东南 D．正午太阳高度全年最小√解析：据分析可知，丙节气为二分日。在二分日（太阳直射点位于赤道时），全球范围来说，日出正东，日落正西（日出东南是冬半年，即太阳直射点位于南半球；日落西北是夏半年，即太阳直射点位于北半球），昼夜等分（昼夜时间相等），故B正确，A、C错误；正午太阳高度全年最小的时节是冬至日，而非二分日，故D错误。石家庄（38.5°N，114.5°E）某中学地理社团开展太阳能热水器对太阳辐射的利用研究，如图是该社团某天拍摄的安装在楼顶的太阳能热水器图片，此时太阳位于正南方，太阳光线垂直照射在太阳能热水器真空集热管上。完成3～4题。3．该日（

）A．太阳直射南半球 B．石家庄日出东南C．石家庄昼长夜短 D．太阳直射点北移√解析：位于北半球的石家庄其太阳能热水器集热管应面向南侧，而此时太阳位于正南方，该热水器与地面的夹角为30°；集热板与地面的夹角应调整为与当地的‌正午太阳高度角互余，故此时当地正午太阳高度应为60°，根据正午太阳高度计算公式判断可知，此时太阳直射点应位于北半球的8.5°N，由此判断可知此时北半球的石家庄昼长夜短，C正确，A错误；此时太阳直射点位于北半球，石家庄日出东北，B错误；根据材料无法得知此时月份，故无法判断太阳直射点移动方向，D错误。石家庄（38.5°N，114.5°E）某中学地理社团开展太阳能热水器对太阳辐射的利用研究，如图是该社团某天拍摄的安装在楼顶的太阳能热水器图片，此时太阳位于正南方，太阳光线垂直照射在太阳能热水器真空集热管上。完成3～4题。4．在天气晴朗的情况下，该太阳能热水器中水温最高的月份可能是（

）A．2月 B．5月C．6月 D．10月√解析：对于集热板而言，太阳入射角度越大，能量越集中，水温越高。由于该太阳能热水器与地面夹角有个固定的倾角为30°，在选项中，5月份的集热板太阳入射角度最大，B正确；由于该太阳能热水器角度固定，只有30°，6月份时由于太阳直射点所处纬度更高，由于正午太阳高度角较大，集热板的太阳入射角比5月反而更小，C错误；而2月和10月当地正午太阳高度都比较低，对集热板而言，太阳入射角度也小于5月，A、D错误。

读我国33°N某地春分日房屋内的光照情况及室外一株大树影长示意图（可能用到的函数值：tan33°＝0.66，tan45°＝1，tan57°＝1.54），完成5～6题。5．据左图判断该地的经度大约是（

）A．90°E B．150°EC．146°E D．86°E6．测得该树这日的最短影长为10m，该树高约（

）A．6mB．15m C．17mD．20m√√解析：第5题，由图示信息及所学知识可知，此时北京时间是14时，由窗框影可知，当地是正午12点，利用公式推导，所求地经度＝120°-（14-12）×15°＝90°E，A正确。解析：第6题，正午太阳高度角计算公式：H=90°-纬度差，当太阳直射点与所求地在同一半球时，用减法；当太阳直射点与所求地在不同半球时，用加法。我国33°N某地春分日的正午太阳高度＝90°-（33°-0°）＝57°，利用数学知识tan57°＝树高／树影，树高＝1.54×10＝15.4米，B最接近，B正确。1.正午太阳高度计算公式：H＝90°－纬度差纬度差是指某地的地理纬度与当日太阳直射点所在的纬度之间的差值(当所求点与太阳直射点在同一个半球时，纬度差为两地纬度数之差；当所求点与太阳直射点不在同一个半球时，则纬度差为两地的纬度数之和，简记为“同减异加”)。2.地球运动中的“对称思想”由于太阳在南北回归线之间的回归运动，回归线之间的某一纬度，一年中太阳有两次直射机会，这两天关于二至日对称，同一个