昼夜长短和太阳高度角的变化_专题：昼夜长短与太阳高度的实际运用题解

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考纲要求：地球自转的方向、速度和周期。地球自转的地理意义。
地球公转的方向、轨道、速度和周期、黄赤交角。地球公转的地理意义。
{知识储备}：
一、昼夜长短的计算
　　①可以利用一个地区昼弧所跨的经度范围来计算，方法是在日照图上某条纬度与晨昏线有两上交点，两点之间在昼半球的部分即是白昼的时间。
②可以利用已知的日出和日落时间来求算。方法是：白昼长＝2×（12－日出时间）或白昼长＝2×（日落时间－12）。或（日落时间—日出时间）
③同一半球相同纬度地区昼长相同。而南北半球相同纬度地区的昼夜长短相反，如北纬40度的昼长是15时，那么南纬40度的地区夜长为15时。
④注意极昼区、极夜区的昼长分别是24时和0时。赤道地区的昼长永远是12时。
二、太阳高度与正午太阳高度
a晨昏线上太阳高度是0度。（并非正午太阳高度）
b太阳直射点的太阳高度是90度（也是正午太阳高度）。
c正午太阳高度从太阳直射纬线向南北两侧递减。
d某一时刻，太阳高度相同的点有无数个，即以直射点为圆心，以（900－高度角）的角距离为半径的圆。
e某一时刻，正午太阳高度相同的点可能有两个，也有可能只有一个。（位于同一经线上，与直射纬线之间的角距离相同）。
f正午太阳高度的计算公式是：h＝［900－β（当地纬度和太阳直射点纬度）］，其中β的求采用同一半球相减、不同半球相加的原则，永远取正值。
g利用垂直物体的日影计算：coth＝影长/物体长度。
h太阳能热水器的采光面与楼房顶面的夹角＝β（β同①）
i南北半球中纬度地区楼房间隔l的计算：l＝楼高×coth’（ h’即当地全年最小的正午太阳高度角，北半球为冬至日的正午太阳高度，南半球为夏至日的正午太阳高度）。在楼房布局时建议采用东北－西南向或西北－东南向。
j一个地区年正午太阳高度最大差值：
赤道地区是23026’
南北半球热带地区介于23026’和46052’之间，具体度数是（当地纬度＋23026’）。
南北半球温带地区是46052’。
南北半球寒带地区是46052’，但也可以当作当地最大正午太阳高度的数值。
关于“立杆见影”影长变化问题的探讨:
太阳高度角越大，影长越短，当正午影长为零，太阳高度角应当为90度，即太阳直射此地，由于影长与太阳高度角存在负相关,因此根据影长的变化可推测太阳高度角的变化。
由于太阳高度角存在日变化和年变化,导致影长存在日变化和年变化:
日变化分析:一天之中，由于正午太阳高度角(地方时为12点时)最大,因此影长日变化特点是:正午影长最短.
各地正午影长的年变化分析:
1、由于太阳直射点在南北回归线之间移动,北回归线以北地区,由于该地正午太阳总是在南方,影子均应朝北,因此只有朝向北方的影子,简称“北影”.由于北回归线以北地区,一年中正午太阳高度角夏至最大,冬至最小,因此,影长变化特点是:夏至最短,冬至最长,。       
2、南回归线以南地区,由于该地正午太阳总是在北方,影子均应朝南,因此只有朝向南方的影子, 简称“南影”. 因此,影长变化特点是:冬至最短,夏至最长。                  3、南北回归线之间的地区，由于太阳直射点在南北回归线之间移动，该地正午的太阳有一段时间会在南方，有一段时间会在北方，因此，该地正午既有朝北的影子，也有朝南的影子，即既有“北影”，也有“南影”。除南北回归线一年中只有一次直射机会外，介于南北回归线之间地区均有两次直射机会，因此会出现两次正午影长为零的时期（h=900）。还可细分以下两种情况：1234
a、介于赤道和北回归线之间地区，太阳直射点在该地南方的机会大于在北方机会，因此出现“北影”的时间长于“南影”。且大多数时间“北影”长于“南影”。由于该地正午太阳高度角在太阳直射南回归线时，达一年中最小值，因此在冬至（太阳直射南回归线时）影长应最长。
b、介于赤道和南回归线之间地区，太阳直射点在该地北方的机会大于在南方机会，因此出现“南影”的时间长于“北影”。且大多数时间“南影”长于“北影”。由于该地正午太阳高度角在太阳直射北回归线时，达一年中最小值，因此在夏至（太阳直射北回归线时）影长
{经典回放}
（xx年上海）下表所列的是12月22日甲、乙、丙、丁四地的白昼时间，根据表中数据回答下1-3题。
 甲地 乙地 丙地 丁地
白昼长 5∶30 9∶09 11∶25 13∶56
1、四地中属于南半球的是（　　）
a.甲地　　           b.乙地　　            c.丙地　　            d.丁地
2、四地所处纬度从高到低顺序排列的是（  ）
a.甲乙丙丁    b.甲乙丁丙            c.丙丁乙甲    d.丁丙乙甲
3、造成四起白昼时间差异的主要因素是（  ）
①地球的公转　　②地球自转　　③黄赤交角的存在　　④地方时的不同
a.①②　　           b.②③              c.③④　　           d.①③￥例题精选￥1.（xx年江苏）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该小组每于量测影长时，北京时间应为（　b　）
a.12∶00　b.12∶40　c.11∶20　d.11∶00
⑵3月21日，当该小组进行测量时，下列城市中即将迎来旭日东升的是(  b  )
a.英国伦敦
b.匈牙利布达佩斯（190e）
c.土耳其伊斯坦布尔（290e）
d.夏威夷檀香山（1580w）
⑶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（　d　）
a.①　　b.②
c.③　　d.④
⑷该学校大约位于（　a　）
a.21.50n　
b.21.50s　　c.450n　　d.450s
右图为某时刻我国局部地区太阳高度分布示意图，图中圆圈为等太阳高度线，水平直线表示纬线，竖直的直线表示经线，读图回答14—15题。
14．此时北京时间是（ c  ）
a．12时           b．0时
c．12时16分      d．11时44分
15．m、n两地的经度差（ a   ）
a．大于10°     b．小于10°
c．等于10°     d．可能大于10°，也有可能小于10°1234
北京时间xx年10月15日9时，我国酒泉卫星发射基地成功发射了“神舟”五号飞船。飞船运行的轨道面和地球的赤道面之间成43度的夹角，在太空绕地球飞行14圈，时间大约21小时。读远望号远洋航天测量船位置示意图，完成4—7题。
 图1 远望号“远洋航天测量船位置示意图
4．酒泉卫星发射基地与“远望四号”航天测量船相距约 （  c  ）
 a．3800km b．5800km c．7800km d．9800km
5．位于三大洋的四艘“远望”航天测量船，与北京时间相差最大的是（  b  ）
 a．远望一号 b．远望二号 c．远望三号 d．远望四号

6．神舟五号在太空中，一个昼夜更替的周期为 （  a  ）
 a．1.5小时 b．7小时 c．14小时 d．24小时

7．假如x是第ln圈，y是第ln+1圈的飞行轨道，它们相距（n）的度数应为（ a   ）
 a．22.5° b．32.5° c．42.5° d．52.5°

北京（40°n）某校—学生在研究性学习活动中，对太阳能热水器进行了重新设计（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。据此完成13—16题

13．为使热水器有最好的效果，需经常调节支架，
使正午太阳光线直射集热板。在一年中，集
热板与地面夹角的变动幅度大约是（  b   ）
a．23°26′ b．46°52′
c．66°34′ d．90°

14．当集热板与地面夹角最大时      （  c   ）
 a．我国江淮地区正值梅雨季节
 b．松花江正是第一次汛期
 c．南太平洋漂浮的冰山较多
 d．巴西高原的动物向北迁徒

15．将太阳能热水器装在玻璃箱内，主要目的是 （ c   ） 
a．保护热水器，延长使用寿命 
b．起装饰作用，使其外观更好看
 c．减少热水器在夜间和阴天的热量损失 
d．提高太阳辐射强度，从而增加热效率
16．下列地区中使用太阳能热水器效果最好的应该是 （ b   ）
 a．吐鲁番 b．拉萨 c．海口 d．重庆
5.右图为某学生自制的刻有终点时间的圆盘，中心垂直插上一根高为10厘米的标杆，7条放射状线是该生在某日每隔2小时记录的标杆阴影的长度。正午时标杆影长10厘米，以下说法错误的是：（b）
a.此地纬度可能处北纬45°   b.此地此日正午太阳高度小于45°
c.此地可能位于南半球       d.此日全球昼夜平分
23．读右图，完成下列各题
（1）如果此刻“北京时间”为九点整，那么图17中a地经度为 105w      。
（2）若某地的地方时为11点40分，且该地正午太阳高度为
66°34′那么该地的地理坐标可能是  160°e、46°52′n       160°e、0°            。
（3）在昼夜平分的纬线上属东半球范围的那一段中，且为昼半球的部分所跨经度为（a）
a．小于90°     b．大于90°    c．等于90°    d．180°1234
5.右图为某学生自制的刻有终点时间的圆盘，中心垂直插上一根高为10厘米的标杆，7条放射状线是该生在某日每隔2小时记录的标杆阴影的长度。正午时标杆影长10厘米，以下说法错误的是：（b）
a.此地纬度可能处北纬45°   b.此地此日正午太阳高度小于45°
c.此地可能位于南半球       d.此日全球昼夜平分

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