Question

【題目】下左圖為某日某時刻半球晝夜分布示意圖，陰影為黑夜；下右圖為太陽能電池板示意圖。讀圖回答下列問題。

(1)該日的日期大約是__________。

(2)該時刻太陽直射的緯度是__________，B點的地方時為________。

(3)此時，B點旗桿影長為一天中______(填“最大”或“最小”)值，旗桿影子的方向為________。

(4)將該日A、B、C三地的正午太陽高度從大到小排序__________。

(5)該日A地體育場館的太陽能電池板與建筑物外墻(墻面與地面垂直，見上右圖)之間最合適的夾角約為________；若此夾角可以調(diào)節(jié)，那么其一年中的變化幅度(一年中最大夾角與最小夾角之差)約為__________。

Answer 1

【答案】12月22日 23.5°S 12：00 最小 正北 CBA 36.5° 47°

【解析】

本題以太陽光照圖和太陽能熱水器為載體，考查太陽直射點的位置、地方時、正午影長、影子方向、正午太陽高度的計算公式及應用，旨在考查學生的讀圖能力和綜合思維能力。

（1）讀左圖可知，北極圈及其以北地區(qū)出現(xiàn)極夜，此日節(jié)氣應為冬至，日期為12月22日前后。

（2）由上題分析可知，該日節(jié)氣為冬至，太陽直射南回歸線，即23.5°S。讀圖可知，太陽直射點的經(jīng)度為65°E，65°E經(jīng)線上的地方時為12時；因此，位于65°E經(jīng)線上的B點的地方時也為12時。

（3）由上題分析可知，B點為正午時刻，B點旗桿影長為一天中的最短長度。由圖可知，B點位于赤道，結(jié)合上題上題分析，此日太陽直射南回歸線；故正午時刻太陽位于B點的正南方，B點旗桿影子朝向正北。

（4）由上述小題分析可知，此日太陽直射南回歸線，即23.5°S。根據(jù)正午太陽高度計算公式分析，某地緯度與直射點緯度差值越小，該地的正午太陽高度則越大。圖中A、B、C三點緯度與直射點緯度差值分別為53.5°、23.5、6.5°，因此，該日A、B、C三地正午太陽高度由大到小的排序為C、B、A。

（5）根據(jù)示意圖中的幾何關系判斷，太陽能電池板與建筑物外墻之間最適合的夾角應等于該地正午太陽高度。由上題分析可知，該日A地緯度與直射點緯度差值為53.5°，故A地正午太陽高度為36.5°。因此，所求夾角約為36.5°。由題干可知，該夾角的變化幅度為一年中最大夾角與最小夾角之差，即該地一年中正午太陽高度的最大值與最小值之差。由圖可知，A地緯度為30°N（北回歸線以北地區(qū)），夏至日的正午太陽高度等于90°－（30°－23.5°），為一年中最大值，冬至日的正午太陽高度等于90°－（30°＋23.5°），為一年中最小值；因此，該夾角的變化幅度為90°－（30°－23.5°）－［90°－（30°＋23.5°）］＝47°。