1、母题十七：正午太阳高度的综合应用【母题来源】2016江苏卷卷地理9-10题。【母题原题】住宅的环境设计特别关注树种的选择与布局，不同树种对光照与风有不同影响。图5 为华北某低碳社区(40N)住宅景观设计示意图。读图回答9-10 题。9. 仅考虑阳光与风两种因素，树种与房屋组合最好的设计是A. B. C. D.10.为保证冬季太阳能最佳利用效果，图中热水器安装角度合理的是 A. B. C. D.【答案】9.C10.D【试题解析】9.图中住宅位于N，从考虑阳光方面，夏季住宅以南有树可以遮阴降温，冬季由于N地区比较冷，且盛行偏北风，所以北方有常绿针叶树有利于阻挡北风有保暖作用，南方为落叶阔叶树，冬季
2、没有树叶可以增加透射阳光。10.正午太阳高度角决定热水器安装角度，热水器最好与太阳光线垂直，冬至时下午太阳高度角为（），热水器安装角度与正午太阳高度互余，大约为，与最接近，选D。【命题意图】该题以华北某低碳社区(40N)住宅景观设计示意图为材料，利用太阳能热水器和正午太阳高度的关系，判断热水器安装角度的大小，分析树对房屋的光照和风的影响。要求学生具备较强的读图分析和计算能力。【名师点睛】正午太阳高度角计算公式是用来计算在某时、某地正午时太阳高度的公式。在高三地理复习中，此类问题经常出现，而且许多资料书上其公式的写法也不一样，解释也有差别，有些同学往往不知所从。一、什么是正午太阳高度（H） 太阳
3、光线与地平面的交角叫做太阳高度角，简称太阳高度。太阳位于天顶时，它的高度为90，称为直射；太阳高度小于90，而大于0时为斜射；太阳位于地平线时，它的高度为0。在一日内，太阳位于上中天（即当地地方时为12时）时，其高度达到最大值，称为“正午太阳高度”（H）。二、正午太阳高度的计算 公式：H=90-|（H为正午太阳高度，为当地纬度，为直射点的纬度，、永远取正值） “”取法：同减异加（即、在同半球时两者相减，在不同半球时两者相加） 由于公式中遵循的是同减异加，因此对于那些不要定量计算只要定性判断的题目无需通过取点计算进行比较，只需在太阳直射点的回归运动图上观察太阳直射点和某地所在纬线的直线距离的长度
4、变化：直线距离越长正午太阳高度越小，直线距离越短正午太阳高度越大；两者相交，距离为零，此日的正午太阳高度是当地的全年最大值，为直射（90）。三、正午太阳高度在日常生活中的应用1、太阳能热水器的安装倾角当正午太阳高度与集热板相垂直时，集热效果最好，结合太阳能热水器的安装图，可以得出太阳能热水器集热板与地面的倾角是（见下图）：倾角90H90正午太阳高度9090|2.楼间距的推算发商欲建两栋南北向、高为h的教学楼，为保证新建楼底楼全年都能照射到正午太阳光，两楼间的最短距离是多少？要使新楼底楼全年都能照射到正午太阳光，必须保证正午楼影最长时正好与底楼相切。对于北半球来说，正午物体影子最长出现在冬至日，
5、所以北纬29度冬至日时前楼正午的楼影长就是所求的最短楼间距。求算冬至日正午太阳高度：H冬至902923.5=37.5利用三角函数求算冬至日的正午楼影：L正午楼影hctg37.5最小的楼间距即为hctg37. 5某科研小组对我国部分海岛（下左图）进行了考察，观察并绘制了某地正午太阳高度年变化示意图（下右图）。读图完成1-3题。1该地可能位于A. 台湾岛 B. 南沙群岛 C. 钓鱼岛 D. 舟山群岛2在一年的观测中，该小组看到正午太阳在南方的时间约为A. 3个月 B. 6个月 C. 9个月 D. 12个月3太阳从b到a的时段内，下列叙述正确的是A. 舟山群岛可能受准静止锋控制B. 台湾岛各地正午太
6、阳高度一直变大C. 钓鱼岛盛行偏北风D. 南沙群岛白昼逐渐变短【答案】1B 2C 3A【解析】试题分析：1该地一年中大部分时间朝南看太阳，少数时间向北看太阳，有太阳直射现象，所以该地位于北半球，且位于赤道和北回归线之间。钓鱼岛、舟山群岛位于北回归线以北，全年南面朝阳，排除CD。据图分析，太阳直射点最靠北时，该地正午太阳高度角不大于80，故其纬度不高于1326，只有南沙群岛符合条件，故选B。2根据太阳直射点回归运动的概率可知，太阳直射点回归运动周期为12个月，即d到a用时12个月，再根据图中等分关系分析，c平分d和a，那么d到c用时6个月，c到a用时也是6个月。又因b平分c和a，那么c到b用时3
7、个月。该小组看到正午太阳在南方的时间段为db（dc+cb）段，所以正午太阳在南方的时间约为9个月，选C。3读图可知，太阳从b到a的时段内，此时太阳直射点向北回归线移动，就是夏至前一个多月的时间，此时约在6月份，长江中下游地区（舟山群岛）可能受准静止锋影响，故A正确。太阳直射北半球，位于北半球的南沙群岛白昼逐渐变长，排除D。台湾南部地区位于北回归线以南，故正午太阳高度先变大，后变小，排除B。钓鱼岛位于东亚季风区，此时盛行东南季风，排除C。【考点定位】太阳直射点移动的规律，正午太阳的位置，昼夜长短的变化规律【名师点睛】（1）太阳直射点的移动规律：春分日太阳直射赤道，之后直射点北移，夏至日太阳直射北
8、回归线，之后直射点南移，秋分日太阳直射赤道，之后直射点继续南移，冬至日太阳直射南回归线，之后北移，次年春分日太阳直射赤道。（2）正午太阳方位的判读：若某地一年正午太阳都位于南方，说明该地位于北回归线及其以北地区；若一年中正午太阳都位于北方，说明该地位于南回归线及其以南地区；若一年中正午太阳出现在南方和北方，说明该地位于南北回归线之间：正午太阳大部分位于南方小部分位于北方，说明该地位于赤道和北回归线之间，正午太阳大部分位于北方小部分位于南方，说明该地位于赤道和南回归线之间。（3）昼夜长短的变化规律：太阳直射点所在的半球，各地昼长夜短，且纬度越高白昼越长；太阳直射点向北移动，北半球昼变长，直射点向
9、南移动，南半球昼变长。下表为2015年两个不同日期我国甲、乙两城市的昼长和正午太阳高度的观测数据，据此完成4-6题。4甲城与乙城的纬度差约为（ ）A.7 B.8 C.9 D.105M日期最可能为（ ）A.l月22日 B.2月22日 C.4月22日 D.5月22日6天文辐射是指到达地球大气上界的太阳辐射，主要决定于日地距离、太阳高度角和白昼长度。下列选项中，天文辐射最少的是（ ）A.10月22日的甲城 B.M日期的甲城C.10月22日的乙城 D.M日期的乙城【答案】4C 5D 6A【解析】试题分析：4根据两地的正午太阳高度之差等于两地的纬度之差，可计算出甲城与乙城的纬度差。10月22日，正午太阳高度甲地为47014/,以地为56016/，可知两地的正午太阳高度相差约为9，故甲城与乙城的纬度差约为9，C项正确。510月22日，甲地昼短夜长，说明该地位于北半球，太阳直射点位于南半球；M日期昼长夜短，说明太阳直射点位于北半球，排除A、B两项；4月22日距离春分日刚过一个月，白昼时间不会是13时55分，5月22日更加合适，故D项正确。6据上题知，甲、乙两地位于北半球，说明当北半球冬半年的时候天文辐射较少；M日是北半球的夏半年，9月23日次年的3月21日是北半球的冬半年，甲城与乙城相比，甲城10月22日的白昼时间更短，获得的天文辐射最少，故A项正确。【考点】正午太阳高度，白昼长短的变化规律