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课时精练5　正午太阳高度的变化与应用
(分值：58分)
选择题每小题3分
【素养达标】
圭表是世界上最早的计时器之一，直立的标杆为表，正南正北方向平放的刻板为圭，圭板上有刻度显示日影的长度。下图为圭表示意图。完成1～2题。
1.圭表的主要作用是(　　)
记录一天中太阳方位的变化
记录一年中太阳方位的变化
记录一年中日期的变化
记录一天中时刻的变化
2.图中影子刻度的顶端显示的日期可能是(　　)
6月22日 12月22日
3月21日 9月23日
楼间距是房地产建设考虑的内容之一。右图为住宅区楼间距与太阳高度之间的关系示意图。读图，完成3～4题。
3.为了考察我国北方住宅区一楼正午是否终年有阳光照射，最好的观察日期是(　　)
冬至日 春分日
夏至日 秋分日
4.我国南方住宅区的楼间距，理论上比北方的要小，原因是(　　)
南方人口稠密
南方正午太阳高度比北方大
南方的白昼时间比北方长
南方气候更温暖潮湿
北京时间2022年2月4日04：50立春，当天的北京冬奥会开幕式，以二十四节气串起绚丽的中国影像，向世界展现了惊艳的中国式浪漫。在米兰(45°28′N，9°10′E)的小刘和在巴黎(48°52′N，2°25′E)的小王同步观看了开幕式。下图为开幕式当天巴黎的太阳高度变化示意图。读图，完成5～6题。
5.从北京时间立春时算起，距离最近的一次全球日期范围等分，还需要经过大约(　　)
1小时10分钟 3小时10分钟
7小时10分钟 19小时10分钟
6.若在上图基础上添加绘制米兰当天的太阳高度变化曲线，则需要做出的调整为(　　)
顶点变低，对称轴左移，开口变小
顶点变高，对称轴右移，开口变大
顶点变低，对称轴右移，开口变小
顶点变高，对称轴左移，开口变大
下图为“四个地点一年中正午太阳高度变化及正午太阳方向示意图”。读图，完成7～8题。
7.四地中，无太阳直射现象的是(　　)
① ②
③ ④
8.四地中，位于赤道地区的是(　　)
① ②
③ ④
【素养提升】
仰仪是我国古代天文观测仪器。主体为铜质半球面，在其南部放置东西向横杆和南北向缩杆，缩杆末端延伸到半球中心，并装有一块中间有小孔、可以旋转的小方板(如下图所示)。观测时，让小方板正对太阳，使太阳光通过小孔在球面上形成光点，读取球面内刻度可以判断太阳的位置。据此完成9～10题。
9.若4月1日天气晴朗，在常州使用仰仪，观察光点在铜质半球内面的移动轨迹可能为(　　)
由西南逆时针转向东南
由西南顺时针转向东南
由西北逆时针转向东北
由西北顺时针转向东北
10.夏至日正午时，北京、常州光点位置显示正确的是(　 )
　　 　　　　　　　　　　
　　 　 　　　　　　　　　
城市高大建筑的玻璃幕墙因反射太阳光常对居民造成一定的干扰。小明家坐北朝南，南北通透，每年有半年时间正午时分面临“两个太阳”(除南面太阳照射外，玻璃幕墙从北面反射阳光到室内，玻璃幕墙只考虑平面反射)，如图所示。完成11～12题。
11.小明家可能位于我国的(　　)
珠江三角洲 长江三角洲
四川盆地 东北平原
12.同学小丽家住宅与小明家住宅在同一栋楼，楼层相同，户型相同，每天正午时分面临“两个太阳”的时间比小明家稍后(玻璃幕墙东西向比住宅楼窄很多)，则小丽家位于小明家的(　　)
东面 南面
西面 北面
我国某同学通过观察一年内自家书房的太阳光照情况，绘制了不同时段的太阳光照示意图。该同学通过测量获知了书房的层高为2.6 m，通过房屋平面图获知了墙厚为0.2 m。下图为该同学绘制的正午时分书房内太阳光照面积最大时的光照示意图。完成13～14题。
13.图示时刻该地正午太阳高度为(　　)
30° 45°
55° 65°
14.该地一年中正午太阳高度最大时段书房内太阳光照的面积为(　　)
0 m2 1.75 m2
3.5 m2 5.25 m2
太阳能热水器集热板与地面的夹角可调节。为使集热效率达到最高，应保持正午太阳光与集热板垂直，若当地的正午太阳高度为H，则集热板与地面的夹角应为90°－H，如下图所示。读图，完成15～16题。
15.河北衡水市一年中集热板和地面夹角最大的月份是(　　)
11月 6月
8月 12月
16.同一时间，为使集热效率达到最高，集热板和地面夹角最小的城市是(　　)
沈阳 石家庄
北京 杭州
17.读太阳光照图，完成下列问题。(10分)
(1)图中此时太阳直射点的纬度是____________。(2分)
(2)该日，B点的正午太阳高度为_______。此时D点的地方时为______时。(4分)
(3)此日，A、B、C三地正午太阳高度由大到小的排序是________。(2分)
(4)该日，北半球的节气为________。(2分)
参考答案及解析
1.C　[圭表通过观察记录正午时影子长短的变化来确定季节的变化。正午日影的长度显示在圭表的刻度上，可以确定日期，因此圭表是记录一年中日期变化的工具。C正确。]
2.B　[根据图中圭表影子刻度的位置及方位可以判断，该地正午日影在北方，圭表影子刻度的顶端显示的是一年中正午太阳高度角最小时的正午影长，此时太阳直射点位于南回归线上，日期可能是12月22日。B正确。]
3.A　[我国北方住宅区位于北回归线以北，冬至日正午太阳高度角达全年最小，住宅楼的影子达全年最长。因此，为了使住宅区的一楼正午始终有阳光照射，最好的观察日期是冬至日，故选A。]
4.B　[我国南方地区纬度较低，正午太阳高度角比较大，影子较短，所以住宅区的楼间距比北方要小，B正确；楼间距大小与人口密度、昼夜长短、气候等因素无关，A、C、D错误。]
5.B　[日期分界线为180°经线与0时所在经线，全球日期范围等分时，0时经线的经度为0°。此时北京时间为4：50，即120°E经线的地方时为4：50，若0°经线为0时时，120°E经线的地方时为8：00，还需经过3小时10分钟，B正确，A、C、D错误。]
6.D　[2月4日太阳直射点位于南半球，米兰距离太阳直射点所在纬线比巴黎近，正午太阳高度较大，顶点变高，A、C错误。米兰昼长较巴黎更长，故日出时间更早，日落时间更晚，开口变大；米兰位于巴黎以东，地方时比巴黎更早，与北京时间的时差更小，对称轴左移，B错误，D正确。]
7.D　[根据所学可知，南北回归线之间的热带地区有太阳直射现象，且太阳直射该地时，该地的正午太阳高度为90°，因此在一年中，正午太阳高度有90°的情况出现，就表明该地有太阳直射现象。据图可知，①②③都出现正午太阳高度为90°的情况，只有④没有出现，可知④没有太阳直射现象。]
8.A　[太阳直射点以赤道为中心，在南北回归线之间作往返运动，因此当太阳直射赤道时，赤道地区的正午太阳高度最大，为90°；当太阳直射南回归线和北回归线时，赤道地区的正午太阳高度最小，根据正午太阳高度的计算公式H＝90°－纬度差，可知，H最小＝90°－23°26′＝66°34′。结合图示可知，符合题意的是①。]
9.B　[4月1日太阳直射点位于北半球，此时我国常州正值东北日出，西北日落，正午时太阳在正南方位，结合仰仪的示意图可知，仰仪投影应与太阳方位相反，即由西南到正北再到东南，方向应为顺时针，因此B项正确，A、C、D错误。]
10.D　[北京和常州均位于北回归线以北，所以夏至日正午时，太阳在正南方向，光点应在北方，因此A、B错误；夏至日时，太阳直射北回归线(23°26′N)，常州32°N的正午太阳高度约为81°26′，光点接近半球底端，因此C项错误，D项正确。]
11.D　[由图可知，南面幕墙高100 m，小明家位置高50 m，楼间距50 m，太阳辐射将从南面幕墙反射至小明家。由图可知，当正午太阳高度在0°～45°时，南面玻璃幕墙可反射阳光到室内，当太阳高度大于45°时，太阳光就反射不到小明家。由上述分析可知，小明家冬半年才能被反射光照到，可以推出该地二分日正午太阳高度为45°，则当地纬度为45°左右，四个选项中只有东北平原的纬度在45°N左右，D正确，A、B、C错误。]
12.A　[正午稍后，太阳往西移，反射光应该往东移，结合材料可知，小丽家位于小明家的东面，A正确，B、C、D错误。]
13.B　[根据图文材料可知，图示时刻正午太阳光能够照射到屋内的距离为2.6 m(3.2 m－0.4 m－0.2 m)，结合书房层高2.6 m，依据三角函数可计算出该地正午太阳高度为45°，B正确。]
14.A　[图示时刻该地正午时分书房内太阳光照面积最大，该地位于北半球，故此时太阳应直射南回归线，由此可计算出该地的纬度为21°34′N，一年中该地正午太阳高度最大的时段，太阳应直射21°34′N，此时该地正午太阳高度为90°，书房内太阳光照射的面积为0 m2，A正确。]
15.D　[河北衡水市位于北回归线以北，一年中集热板与地面的夹角最大，即表明正午太阳高度最小，冬至日(12月22日前后)太阳直射南回归线，衡水市的正午太阳高度最小，所以12月集热板和地面夹角最大，D正确。]
16.D　[集热板与地面夹角最小，即表明正午太阳高度最大。选项中四城市均位于北回归线以北，杭州市的纬度最低，所以同一时间，杭州市的正午太阳高度最大，故选D。]
17.(1)23°26′N　(2)66°34′　12　(3)A＞B＞C　(4)夏至
解析　第(1)题，图中北极圈及其以北地区出现极昼现象，此日是北半球夏至日，此时太阳直射点的纬度是23°26′N。第(2)题，太阳直射点的纬度是23°26′N，B位于赤道，正午太阳高度为90°－23°26′＝66°34′。D地位于平分昼半球的经线上，故地方时为12时。第(3)题，此日，太阳直射北回归线，正午太阳高度由直射点向南北两侧递减。A正午太阳高度为90°、B正午太阳高度为66°34′、C正午太阳高度为90°－(66°34′－23°26′)＝46°52′。因此A、B、C三地正午太阳高度由大到小的排序是A>B>C。第(4)题，该日，太阳直射23°26′N，该日是北半球的夏至。

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