【試題引入】
廣東省茂名市（約21.5°N）的小明家準備在某樓盤買房，樓是東西延伸，每戶南北均有陽臺；兩棟樓的樓高均是51米，樓層高3米，樓間距27米如圖所示，有一地面停車場(車位佈置如圖)。據此完成10～11題。
10．小明的爺爺怕冬季正午室內曬不到太陽，小明家至少買到二棟的幾樓以上
A．9樓 B．10樓
C．8樓 D．都可以
11．小明的父親想在停車場買一停車位（停車場長度與樓長一致），現在只有甲、乙、丙、丁四個車位，他怕夏天車被曬時間太長，最好選擇
A．甲車位 B．乙車位
C．丙車位 D．丁車位
【答案解析】
10．A 該地位於21.5°N，根據正午太陽高度計算公式：H＝90°－（直射地與所求地緯度差），可算出冬至日該地正午太陽高度為45°，前一棟樓高為51米，樓間距為27米，可知要24米以上才會有光照，由材料可知樓層高3米，因此要9樓以上才會有光照。如下圖所示：
11．C 該地位於北半球，夏季太陽從東北升起西北落下，停車場最東側和最西側，受陽光照射時間較長，甲、丁兩車位在停車場最西側，被陽光照射時間較長；乙、丙兩車位在停車場中部，丙車位在南側，受樓房的遮擋，陽光照射時間更短。
【知識講解】
影子與太陽總是反著的，太陽越高影子越短，太陽在南影子在北，也就是說影子的長度與太陽高度相反，影子朝向與太陽方向相反。下面，我們重點講太陽的變化及應用。
1.日變化：
高度：日出、日落時太陽高度為0°，正午太陽高度達一天中最大。
方向：直射點以北地區，上午太陽在東南，正午在正南，下午在西南；直射點以南地區，上午太陽在東北，正午在正北，下午在西北。（夏半年日落日出前後那一小段時間除外）
2.年變化：
高度：沒有直射現象的地區，夏至日正午太陽高度達最大值，冬至日達最小值，一年中正午太陽高度角的變化幅度為46°52′。有直射現象的地區，直射時正午太陽高度達最大值90°，北半球冬至日達最小值，南半球夏至日達最小值。一年中正午太陽高度角的角度數值變化幅度小於46°52′大於23°26′。
方向：太陽直射北半球，全球東北日出西北日落；太陽直射南半球，全球東南日出西南日落，極晝極夜區除外。
3.計算：
①正午太陽高度角的差等於緯度差，即H＝90°－（直射地與所求地緯度差）。
②發生極晝現象的地區，一天中最大太陽高度與最小太陽高度的差值為該地與極點緯度差的兩倍；和為直射點緯度的兩倍。
4.應用：
①太陽能集熱板：集熱板與地面的傾角和正午太陽高度角互餘。緯度越高的地區，正午太陽高度角越小，集熱板傾角越大；夏季正午太陽高度角大於冬季，集熱板傾角小於冬季。
②樓間距：樓高相同的情況下，緯度越高的地區，正午太陽高度角越小，樓影越長，理論樓間距越大。
③辨方向：根據不同時間太陽所在方位可辨方向，如地方時10點時太陽在東南方，下午3點時太陽在西南方。也可利用手錶錶針進行精準辨別，但必須先把手錶時間調整為地方時，然後將時針指向太陽，時針與12之間的夾角平分線為正南方。
④其他：乘車時為避免陽光照射選擇座位的問題；教室裡什麼時間拉窗簾的問題；日出日落時拍照問題；北側積雪難以融化；樹木年輪問題等等。
【做題鞏固】
6月7日，一位觀測者在某條迴歸線上使用位置、角度固定的普通相機，以相同的時間間隔持續拍攝太陽，再通過疊加獲得當日從日出到日落的太陽視運動圖（下圖），太陽在R位置時樹影最短。據此完成1～2題。
1．太陽位於R所指位置時，相機朝向和他所在緯度分別是
A．朝北 23.5°N B．朝北 23.5°S
C．朝南 23.5°S D．朝南 23.5°N
2．若觀測者要在同一地點，使用同樣方法再次獲得完全相同的太陽視運動圖，在不考慮天氣狀況的條件下，拍攝日期應選擇在
A．6月17日前後 B．6月27日前後
C．7月7日前後 D．7月27日前後
北京時間9月23日13:04左右，我國某城市太陽高度達到一天中的最大值。一輛汽車行駛在該城市的環線上，車裡的乘客發現前幾分鐘陽光從左側車窗照進車內，後幾分鐘陽光從汽車正前方照進車內。某地理學習小組根據以上材料繪製了下圖。據此完成3～4題。
3．根據材料描述，該時段車輛行駛在圖中的
A．甲路段 B．乙路段
C．丙路段 D．丁路段
4．要確定該城市為成都（30°N,104°E），該學習小組還需要獲取的材料是
A．當天該城市晝夜等長
B．當天該城市於北京時間7:04日出
C．當天該城市太陽高度的最大值約為60°
D．當天該城市正午太陽高度達到一年中的最大值
某興趣小組每天在國際標準時間17時時，測得一年中該樹正午影子頂端在E、F之間來回移動，樹高為4米，OP為4米，P點為EF的中點。據此完成5～6題。
5．該樹位於
A．黑海沿岸 B．日本海沿岸
C．維多利亞湖沿岸 D．五大湖沿岸
6．當樹影頂端由F向E移動時
A．北京晝長夜短且晝漸長
B．非洲斑馬迀往贊比亞
C．海口正午太陽高度逐漸增大
D．孟買盛行風由東北風轉為西南風
下圖為我國科考隊在南極點放置中國結時拍攝的照片。據此完成7～8題。
7．該照片拍攝日期、拍攝者或中國結影子的方位是
A．1月20日、拍攝者位於中國結正北
B．3月25日、中國結影子指向東北
C．9月23日、中國結影子指向正南
D．12月22日、拍攝者位於中國結東北
8．從南極大陸中心向邊緣地帶吹的風呈
A．自西向東方向 B．自北向南方向
C．順時針方向 D．逆時針方向
下圖是北歐維京人使用的一種航海工具，用來指引航行方向。將木盤置於盛滿水的木桶中，利用木棍影子的變化來確定方向。下圖為北歐維京人使用的航海工具示意圖。據此完成9～10題。
節氣名稱
公曆日期
清明
每年4月4日或5日
穀雨
每年4月20日或21日
立夏
每年5月5日或6日
小滿
每年5月21日或22日
芒種
每年6月5日或6日
夏至
每年6月21日或22日
小暑
每年7月7日或8日
大暑
每年7月22日或23日
二十四節氣（節選）所對應的公曆日期表
9．夏半年，船隊在從歐洲向西南方位持續航行過程中，木棍正午影長變化幅度最小的某時間範圍最有可能是
A．清明至穀雨期間 B．立夏至小滿期間
C．芒種至夏至期間 D．小暑至大暑期間
10．某年7月份船隊航海過程中，木棍的正午影長恰好與凹槽重合，則航線所經海域的緯度範圍最接近
A．45°N～52.5°N B．58.5°N～66°N
C．63°N～68.5°N D．45°N～68.5°N
我國某校地理興趣小組的同學發現，教室走廊在大寒日13時（北京時間）前後開始受到陽光照射，而不再被南樓遮擋。下圖是某同學於當天拍攝的一張日照教室走廊的照片和二十四節氣圖。據此完成11～13題。
11．該同學拍攝照片時，面向
A．東方 B．西方
C．南方 D．北方
12．教室走廊被南樓擋住不能在正午照射到陽光的時間大致開始於
A．冬至 B．大暑
C．小雪 D．小滿
13．該校可能位於
A．黑龍江省 B．浙江省
C．雲南省 D．新疆維吾爾自治區
【答案解析】
1．B 相機的位置和角度固定下來還能夠拍出一天的太陽，說明一天中太陽走的軌跡小於180度，說明晝短夜長。該日為6月7日，南半球晝短夜長，看太陽在北。故選B項。
2．C 此時太陽直射點位於北半球，並且向北移動，當太陽直射點再次直射該緯線時的日期應與該日期關於夏至日對稱。6月7日到夏至日（6月22日）大約是15天，所以再次直射該緯線的日期應是7月7日前後。
3．B 該城市太陽高度達到一天中的最大值，說明該城市為12點，太陽在正南方。在環線上的甲路段和丁路段行駛，太陽光不可能正前方射進車內；在丙路段行駛陽光只能從右側射進車內；在乙路段時太陽光可以先從左側射進車內，再從正前方射進車內。
4．C 據“北京時間9月23日13：04左右，我國某城市太陽高度達到一天中的最大值”可以得到該地的經度，該學習小組還需要獲取的材料是該城市的緯度，9月23日太陽直射赤道，若當天該城市太陽高度的最大值約為60°，該城市位於30°N。
5．D 從材料可知，當國際標準時間為17時時，該地為正午，可算出該地位於西五區，北美洲的五大湖位於西五區。
6．D 樹影頂端位於F時，影子最長，為北半球的冬至日；樹影頂端位於E時，影子最短，為夏至日；當樹影頂端由F移動到E時，就是從冬至到夏至，北京先晝短夜長後晝長夜短；太陽直射點向北移，非洲的斑馬向北遷移。海口位於20°N附近，正午太陽高度先增加後減小。孟買是熱帶季風氣候，冬季吹東北風，夏季吹西南風，由冬至到夏至，孟買的風向由東北風轉為西南風。
7．A 中國結放置在南極點上，南極點四周全是北，所以拍攝者和中國結的影子都在中國結的正北方向。
8．D 南半球極地東風帶為東南風，從南極點看，風向是逆時針的。
9．D 維京人在從歐洲向西南航行的過程中，緯度位置不斷變低，要想木棍的正午影長的變化幅度較小，即正午太陽高度的變化較小，則太陽直射點需向南移動。四個選項中“小暑至大暑期間”太陽直射點向南移。
10．B 由“該月份木棍的正午影長恰好與凹槽重合”可知，航行過程中所經地區的正午太陽高度均等於45°；太陽直射點的移動速度約為7.8°/月，則7月1日太陽直射點大致位於21°N，7月31日太陽直射點大致位於13°N；7月1日航行海域的緯度約為66°N，7月31日航行海域的緯度約為58°N。
11．B 教室走廊在大寒日13時（北京時間）前後開始受到陽光照射。我國各地正午太陽從正南方入射。因此左側是南方，該同學面朝西方。
12．C 開始受到陽光照射不再被南樓遮擋的節氣為冬至後第二個節氣大寒，則其被南樓擋住不能在正午照射到陽光的時間大致開始於冬至前兩個節氣，即小雪。兩個節氣關於冬至日對稱，所以正午太陽高度相同。
13．C 北京時間13時不再受南樓遮擋，說明此時太陽高度最大，為當地時間正午12時。該地處於105°E附近，雲南省符合題意。
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