Question

下左图为某日昼夜分布示意图，阴影为黑夜。读下图回答下列问题。

（1）图示的日期是____________前后，此时太阳直射纬度是________，北京时间为________。

（2）此时B点旗杆影长为一天中的最________值，旗杆影子的方向为________方向。

（3）该日后，D点将向N地靠近，C地的正午太阳高度角将变________，B地的正午太阳高度角将变________。

（4）该日A地体育场馆的太阳能电池板与建筑物外墙(墙面与地面垂直，见上右图)之间最合适的夹角约为________；若此夹角可以调节，那么其一年中的变化幅度(一年中最大夹角与最小夹角之差)为________。

Answer

12月22日 23.5°S 15时40分 小 正北 小 大 36.5°S 47°

【解析】

本题地方时与区时的区别及计算，正午太阳高度的变化，昼夜长短的变化，地球运动的地理意义。

（1）读左图，根据图中昼夜状况及出现极昼极夜的纬度范围，可以判断这一天的日期为12月22日。根据图中信息，北极圈以北出现极夜现象，可以得出太阳直射23.5°S；读图根据中65°E是白昼的平分线可知，65°E 地方时为正午12点，通过地方时的计算可知北京时间为15：40。

（2）根据图中信息，B点位于赤道上，且B点位于正午12点，因此影子为一天中最小，冬至日太阳直射点在南回归线上，位于B点的正南方向，因此影子在正北方向。

（3）A、C两地分别位于南北半球的同纬度地区，因此昼夜长短相反，因此据图分析，A点所在的经度为西经10度，已知东经65度是12点，可以得出A点的日出时间为7点，昼长为10小时，夜长为14小时，所以C点的昼长为14小时；D点向N点靠近的过程即太阳直射点从冬至日到春分日移动的过程，直射点将距离B点越来越近，因此，B 点的正午太阳高度角将变大。

（4）根据图示，太阳光线与太阳能电池板垂直，该日正午时分A地的纬度是北纬30°，体育场馆的太阳能电池板与建筑物外墙之间的最合适的加角应等于正午太阳高度角；夹角一年中的变化，可以计算A地正午太阳高度的最大值和正午太阳高度角的最小值之差。因此这道题需要计算的是A地的正午太阳高度角。正午太阳高度角的计算公式H=90°-（30°+23.5°）=36.5°，因此最合适的夹角为36.5°；该地正午太阳高度最大值出现在夏至日，该地正午太阳高度最小值出现在冬至日，用最大值减去最小值即可得出夹角的变化幅度为47°。