正午太阳高度角的计算与应用

一、正午太阳高度（角）变化规律太阳的运动轨迹头顶傍晚太阳定义：正午太阳高度角是正午时太阳光线与地平面的夹角，为一天中太阳高度的最大值，简称正午太阳高度。H正午早晨春分、秋分由赤道向南北两侧递减NS23°26′66°34′23°26′66°34′90°0°0°冬至NS90°由南回归线向两侧递减夏至NS90°由北回归线向两侧递减二、太阳高度的计算其中纬度差为所求地纬度与太阳直射点纬度的差值（同减异加）公式：例求夏至日武汉（31°N）的正午太阳高度628262233190H求冬至日武汉（31°N）的正午太阳高度433526233190＋HH=90-纬度差（1）确定地方时（7）判断山地自然带在南坡和北坡分布高度（2）确定房屋的朝向（3）判断日影长短及方向（4）判断所在的地区的纬度（5）计算楼距（6）计算热水器的安装角度三、太阳高度的应用（1）确定地方时：某地太阳高度达一天中最大值时，当地的地方时是12时图为我国西藏某地6月22日太阳高度的日变化示意图（未考虑海拔等因素）。据此回答6～7题。6.该地的地理坐标为（）A.30°N，90°EB.16°52′N，105°EC.23°26′N，120°ED.36°52′N，150°EA（3）判断日影长短及方向③南回归线以南的地区，正午的日影全年朝向正南（南极点除外），夏至日日影最长，冬至日最短②北回归线以北的地区，正午的日影全年朝向正北（北极点除外），冬至日日影最长，夏至日最短。①正午太阳高度越大，日影越短;反之，日影越长。④南北回归线之间的地区，正午日影夏至日朝向正南，冬至日朝向正北，直射时日影最短（等于0）30°影子长度结论：太阳高度越大，影子越短；太阳高度越小，影子越长影子长度60°2m2m某学校（1100E）地理兴趣小组在平地上用立竿测影的方法，逐日测算正午太阳高度。如下图，垂直竖立一根2米的竿OP，正午时测得竿影长OP’，通过canα＝OP/OP’算出正午太阳高度α。据此回答：⑴该小组每天量测影长时，北京时间应为（）A.12∶00B.12∶40C.11∶20D.11∶00B（2）下图是该小组绘制的连续一年多的竿影长度变化图，图中反映了3月21日竿影长度的点是（）A.①B.②C.③D.④（3）该学校大约位于（）A.21.5°NB.21.5°SC.45°ND.45°SDA某学校操场上，O处有一垂直于地面的旗杆。OP表示正午时旗杆在地面的影子，其长度随季节发生变化，6月22日缩短为零。M处有一棵树，OM垂直于OP。读图丁回答：（1）＿＿月＿＿日OP最长（2）M处的树位于旗杆的＿＿＿方向，其精确的纬度是＿＿。1222正东23°26′N甲、乙、丙是地处不同纬度的三座房屋二至日的阳光照射情况（a或b），读图后回答17．对三地的位置判断正确的是（）A．三地都位于北半球B．甲地位于赤道与南回归线之间C．乙地位于南温带D．丙地位于南温带D（4）判断所在的地区的纬度图中四条曲线分别表示A、B、C、D四地，6月22日太阳高度的全天变化情况，据此判断下列各选项中，对四地纬度位置的说法与图示情况相符合的是（）①A.23°26′NB.46°52′NC.66°34′ND.90°N②A.90°NB.66°34′NC.23°26′ND.0°③A.0°B.23°26′NC.90°ND.66°34′N④A.23°26′NB.46°52′NC.90°ND.66°34′N②（1）夏至时，B地的正午太阳高度为。（2）在A、B、C、D四地中，纬度最高的是地。21°34′D太阳高度越低，楼距越远底楼终年采光条件：太阳高度最小时也有光线照射（5）.楼间距问题分析题意：即求正午太阳高度最小时南楼的影子长度步骤1：计算此地一年中最小的正午太阳高度NS20m?例夏至日，在36°34’N建两栋20米高的楼房，要使南楼的影子正午时分终年不遮挡北楼，两楼的间距最小应为多少米？H步骤2：利用三角函数计算影长太阳能热水器的倾角调整为了更好地利用太阳能，应不断调整太阳能热水器与楼顶平面之间的倾角使太阳光线与受热板之间成直角。H水箱集热管调节杆α太阳能热水器集热管的倾角和正午太阳高度角的关系为：a＋H=90º（６）计算热水器的安装角度在４０°Ｎ一东西向的楼房顶部安装一太阳能热水器，请问：〈１〉在１２月２２日这一天，太阳能热水器真空管平面与楼房顶部的倾角最佳值应为多少？〈２〉为了充分利用太阳能，尽可能使一年内正午太阳光线与集热板保持垂直，集热板与地面夹角的调整幅度约为（）Ａ．２３．５°Ｂ．３０°Ｃ．４７°Ｄ．６０°C洛阳（112°E，35°N）一学生对太阳能热水器进行了改造（如图），把热水器装在一个大玻璃箱中，并将支架改造成活动方式。据此回答2～4题。3.下列地区中，使用太阳能热水器效果最好的是（）A.海口B.重庆C.拉萨D.吐鲁番4.当热水器的吸热面与地面夹角调节到最大值时（）A.南太平洋漂浮的冰山较多B.松花江正值第一次汛期C.黄土高原上流水的侵蚀作用最为强烈D.澳大利亚农田中的小麦开始返青2.9月23日，为使热水器有最好的效果，调节支架使热水器吸热面与地面的夹角为（）A.23°26′B.35°C.66°34′D.55°BCA