微专题四 地球运动
微考点7 正午太阳高度角的变化
一、单项选择题（25小题，每题2分，共50分）
日光温室（下图）是充分利用太阳能的一种农业设施，太阳光通过前墙透入，前屋朝向与前屋面角会影响采光性能。当太阳光线的入射角不超过40°时，日光温室透光率较大且变化不大，采光性能较好。青海省西宁市（36°37'N，101°47'E）的日光温室通常会在夜晚覆盖一层毛毡，在白天合适的时段揭开透光。下表为西宁市冬至日不同时刻的太阳高度角。据此完成下面小题。
北京时间 | 9:00 | 10:00 | 11:00 | 12:00 |
太阳高度角 | 6° | 15° | 23° | 28° |
北京时间 | 13:00 | 14:00 | 15:00 | 16:00 |
太阳高度角 | 30° | 29° | 25° | 18° |
1．为保证冬季的采光性能，西宁日光温室最适宜的朝向是（ ）
A．南偏东50°左右 B．南偏东10°左右
C．南偏西50°左右 D．南偏西10°左右
2．为保证冬至日正午前后各2小时范围内的采光性能，西宁日光温室的前屋面角应接近（ ）
A．16° B．24° C．32° D．40°
【答案】1．D 2．C
【解析】1．要保证采光性能好，应该让题目图中所指的入射角越小越好。西宁市（36°37'N，101°47'E）在北回归线以北，白天太阳始终在南半个天空，所以温室应该朝向正南，这样可以保证获得最大太阳辐射。西宁与北京时间相差约1个小时，由表格数据可知，冬至日正午西宁太阳高度接近30°，即13:00的太阳高度角，以13:00为界，冬至日上半天太阳高度角整体小于下半天，所以下半天太阳辐射较强，应该在正南朝向的基础上向西稍作偏转。比较四个选项，D较符合。故选D。
2．冬至日正午前后两小时，根据地方时的计算，西宁正午时刻是北京时间13：20左右，前后两小时是从北京时间11：20到15：20之间，冬至日西宁太阳高度H=90-(23.5+36.5)=30°，从表中信息可知，太阳高度角在23°----30°之间，如下图可知，入射角、太阳高度角和前屋面角之间存在的关系为：∠1+∠2+H=90°，为保证冬至日正午前后各2小时范围内的采光性能，且符合“当太阳光线的入射角不超过40°时，日光温室透光率较大且变化不大，采光性能较好。”的条件下，西宁日光温室的前屋面角最大应取临界条件：40°+∠2+23°=90°，得出∠2＞27°；前屋面角最小取临界条件：40°+∠2+30°=90°，得出∠2＞20°，所以前屋面角应该＞27°，C选项32最接近符合条件的值，故选C。
图为用某手机软件查询我国某城市太阳方位的显示截图。据此完成下面小题。
3．查询城市可能是（ ）
A．沈阳（42°N，123°E） B．北京（40°N，116°E）
C．太原（38°N，112°E） D．拉萨（30°N，91°E）
4．查询的月份可能是（ ）
A．1月 B．4月 C．7月 D．10月
【答案】3．C 4．B
【解析】3．根据正北方向为0度，正东方向为90度，从图中太阳方位180度角，可以知道此时太阳位于正南方位。即此时正值当地的正午时刻，应为地方时12点，而手机显示的时间则为12:34，说明该地应位于北京时间以西相差34分钟的地点。根据经度相差1度，时间相差4分钟可计算，该地与北京时间其经度差应为8~9度，故其经度应为111°E-112°E。根据选项经度可知，C选项太原112°E符合判断，C选项正确，排除其他选项。故选C。
4．通过上题可知该地应位于38°N附近，而此时的正午太阳高度大约为57度左右。根据正午
太阳高度角公式可计算，太阳直射点的纬度：38-（90-57）=5°，即当太阳直射5°N时，该地正午太阳高度大约为57度，此时应为4月或9月。1月和10月太阳直射点位于南半球，7月太阳直射点接近北回归线，根据选项可知B选项正确，排除其他选项。故选B。
2021年10月16日，神舟十三号载人飞船在酒泉卫星发射中心成功发射，将我国3名航天员顺利送入距离地表约400km的中国空间站。2022年4月16日，航天员安全返回地球。据此完成下面小题。
5．符合航天员驻留期间空间站绕太阳运动角速度大小变化的是（ ）
A． B．
C． D．
6．驻留期间，酒泉卫星发射中心发射塔与广州市区广州塔两地每天正午太阳高度的差值（ ）
A．先变大后变小 B．先变小后变大 C．持续不断变大 D．始终保持不变
【答案】5．A 6．D
【解析】5．空间站绕地球在绕转，则地球与空间站构成一个天体系统，该天体系统绕太阳旋转，这样空间站绕太阳运动角速度大小变化也就是地球绕日公转角速度大小变化，在航天员驻留期间，地球绕日公转经过了近日点，近日点公转角速度较快，所以在10月16日到1月初，空间站绕太阳运动角速度在变快，1月初到4月16日空间站绕太阳运动角速度在变慢。故A正确，BCD错误。故答案选A。
6．正午太阳高度角为90°--所求点与直射点的纬度差值，在航天员驻留期间，两地始终都位于太阳直射点的以北，则两地与太阳直射点的距离变化始终一致，则两地正午太阳高度角的变化始终一致，保持不变，两地正午太阳高度角的变化始终为两地纬度之差。故选D。
下图所示，此刻弧线AMB上的太阳高度角为0°，且A点的地方时为12：00，B点的地方时为0：
00，M为AB线上的中点，该日M点的日出方位角为东偏南18°。下表是不同纬度日出方位角的测量数据表。据此完成下面小题。
太阳直射点纬度（°） | 0（春分） | 5.85（清明） | 11.32（谷雨） | 16.37（立夏） | 20.07（小满） | 23.43（夏至） |
赤道的日出方位角（°） | 0 | 5.85 | 11.32 | 16.37 | 20.07 | 23.43 |
30°N日出方位角（°） | 0 | 6.8 | 13.1 | 19.0 | 23.3 | 27.3 |
7．关于该日南京的日出方位和正午太阳高度说法正确的是（ ）
2021年冬至时间A．东北40° B．东南40° C．东北76° D．东南76°
8．关于图示日期，下列说法正确的是（ ）
A．是攀登喜马拉雅山的最佳时节 B．我国主要受夏威夷高压控制
C．四川盆地气温高于同纬度地区 D．我国东北地区河流开始封冻
【答案】7．B 8．C
【解析】7．弧线AMB上的太阳高度角为0°，则弧线AMB为晨昏线，由A点地方时为12点，B点地方时为0点，则AB两点经度差为180°，M为AB线上的中点，则M在赤道上；根据表格春分日日出为正东，方位角为0°，清明太阳直射点北移，方位角为5.85°（冬偏北5.85°），该日赤道上日出方位角为东偏南18°，则对应节气为冬至到小雪之间，太阳直射点位于南半球，南京日出方位为东南；根据表格数据，赤道的日出方位角和太阳直射点纬度相同，则该日太阳直射18°S，南京位于32°N，根据正午太阳高度角计算公式，南京正午太阳高度=90°-（32°+18°）=40°，所以该题选B。
8．根据上题该日为冬季，冬季喜马拉雅山脉多暴风雪，不宜攀登，A错误；冬季我国主要受亚洲高压控制，B错误；冬季四川盆地北部受山地阻挡，冬季风影响小，比同纬度东部地区气温高，C正确；冬季我国东北地区河流冰封期，D错误，所以该题选C。
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