高中地理題目關(guān)于太陽(yáng)直射點(diǎn)（地理關(guān)于太陽(yáng)照射的題目）
知識(shí)點(diǎn)
- 影子長(zhǎng)度
正午的影子長(zhǎng)度，與正午太陽(yáng)高度角有關(guān)，正午太陽(yáng)高度角越大，影子越短。
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正午太陽(yáng)高度角，指的是正午的太陽(yáng)光線與地平面的夾角，計(jì)算公式為：
α=90° – | β – γ |
其中α為正午太陽(yáng)高度角，β為觀察者所處的緯度，γ為太陽(yáng)直射點(diǎn)的緯度。當(dāng)觀察者距離太陽(yáng)直射點(diǎn)越近，正午太陽(yáng)高度角越大，影子越長(zhǎng)。
注意：β-γ表示的是觀察者與太陽(yáng)直射點(diǎn)的“緯度差”，遵循“同減異加”的計(jì)算方法，即當(dāng)觀察者與太陽(yáng)直射點(diǎn)位于同一半球時(shí)，用減法；當(dāng)位于不同半球時(shí)，用加法。
圖1 正午太陽(yáng)高度角示意圖
例題
下圖為元代科學(xué)家郭守敬主持修建的河南登封（34°N）觀星臺(tái)，觀星臺(tái)上有兩間小屋，小屋之間有一橫梁，臺(tái)下有一“長(zhǎng)堤”。每天正午，橫梁的影子會(huì)投在“長(zhǎng)堤”上，用來(lái)測(cè)量正午日影，可定節(jié)氣和一年時(shí)長(zhǎng)，據(jù)此回答第20題。
20、圖中（ ）
A．“長(zhǎng)堤”位于觀星臺(tái)的正東方向
B．橫梁的正午日影離觀星臺(tái)最近時(shí)，正值夏至節(jié)氣
C．橫梁的正午日影離觀星臺(tái)由近及遠(yuǎn)移動(dòng)時(shí)，太陽(yáng)直射點(diǎn)北移
D．連續(xù)兩次橫梁正午日影離觀星臺(tái)最遠(yuǎn)的時(shí)間間隔為6個(gè)月
答案：B
精講精析：（1）分析長(zhǎng)堤的方向。①該地位于北半球34°N，即位于北回歸線以北，而太陽(yáng)直射點(diǎn)位于北回歸線~赤道~南回歸線之間，因此太陽(yáng)直射點(diǎn)全年都位于該地以南；②因此正午時(shí)，太陽(yáng)直射點(diǎn)位于該地正南，因此橫梁的影子位于正北，即長(zhǎng)堤位于正北，選項(xiàng)A錯(cuò)誤。
（2）分析橫梁影子和太陽(yáng)直射點(diǎn)的關(guān)系。①該地全年位于太陽(yáng)直射點(diǎn)以北，因此正午時(shí)，影子永遠(yuǎn)只朝向一個(gè)方向（正北）；②因此影子越短，表示太陽(yáng)高度角越高，即該地距離太陽(yáng)直射點(diǎn)越近。當(dāng)影子最短時(shí)，即太陽(yáng)直射點(diǎn)移動(dòng)到最北端（北回歸線，23°26′N），此時(shí)為夏至，選項(xiàng)B正確；③影子由近及遠(yuǎn)移動(dòng)，即影子逐漸變長(zhǎng)，因此太陽(yáng)高度角逐漸變小，即該地距離太陽(yáng)直射點(diǎn)越來(lái)越遠(yuǎn)，即太陽(yáng)直射點(diǎn)逐漸向南移動(dòng)，選項(xiàng)C錯(cuò)誤；④該地位于北回歸線以北，則當(dāng)太陽(yáng)直射點(diǎn)移動(dòng)到南回歸線時(shí)，該地距離太陽(yáng)直射點(diǎn)最遠(yuǎn)（一年中的最大值），因此此時(shí)太陽(yáng)高度角最小，影子最長(zhǎng)。則當(dāng)太陽(yáng)再次回到南回歸線時(shí)，影子再次最長(zhǎng)（即離觀星臺(tái)最遠(yuǎn)），此時(shí)間隔時(shí)間為一個(gè)回歸年（365日5時(shí)48分46秒），選項(xiàng)D錯(cuò)誤。
總結(jié)
- 太陽(yáng)直射點(diǎn)
本節(jié)例題的難度較大，解題思路為：①根據(jù)該地的緯度位置，結(jié)合太陽(yáng)直射點(diǎn)的移動(dòng)范圍，分析該地影子的朝向（全年朝北）；②影長(zhǎng)越短，正午太陽(yáng)高度角越大，該地距離太陽(yáng)直射點(diǎn)越近，根據(jù)該規(guī)律，分析影子最短時(shí)太陽(yáng)直射點(diǎn)的位置（北回歸線），進(jìn)而分析此時(shí)的節(jié)氣（夏至）；③分析影子逐漸變長(zhǎng)時(shí)，太陽(yáng)高度角的變化（變小），進(jìn)而分析太陽(yáng)直射點(diǎn)的變化；④分析影子最長(zhǎng)時(shí)，太陽(yáng)直射點(diǎn)的緯度位置，并分析兩次經(jīng)過(guò)該位置時(shí)的時(shí)間間隔（一個(gè)回歸年）。
太陽(yáng)直射點(diǎn)，在南、北回歸線之間往復(fù)運(yùn)動(dòng)，周期為一個(gè)回歸年（365日5時(shí)48分46秒）：
①春分-夏至-秋分（夏半年）：太陽(yáng)直射北半球，太陽(yáng)直射點(diǎn)移動(dòng)路徑為：赤道——北回歸線——赤道；
②秋分-冬至-春分（冬半年）：太陽(yáng)直射南半球，太陽(yáng)直射點(diǎn)移動(dòng)路徑為：赤道——南回歸線——赤道。
