高中地理題目關于太陽直射點（地理關于太陽照射的題目）
知識點
- 影子長度
正午的影子長度，與正午太陽高度角有關，正午太陽高度角越大，影子越短。
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正午太陽高度角，指的是正午的太陽光線與地平面的夾角，計算公式為：
α=90° – | β – γ |
其中α為正午太陽高度角，β為觀察者所處的緯度，γ為太陽直射點的緯度。當觀察者距離太陽直射點越近，正午太陽高度角越大，影子越長。
注意：β-γ表示的是觀察者與太陽直射點的“緯度差”，遵循“同減異加”的計算方法，即當觀察者與太陽直射點位于同一半球時，用減法；當位于不同半球時，用加法。
圖1 正午太陽高度角示意圖
例題
下圖為元代科學家郭守敬主持修建的河南登封（34°N）觀星臺，觀星臺上有兩間小屋，小屋之間有一橫梁，臺下有一“長堤”。每天正午，橫梁的影子會投在“長堤”上，用來測量正午日影，可定節氣和一年時長，據此回答第20題。
20、圖中（ ）
A．“長堤”位于觀星臺的正東方向
B．橫梁的正午日影離觀星臺最近時，正值夏至節氣
C．橫梁的正午日影離觀星臺由近及遠移動時，太陽直射點北移
D．連續兩次橫梁正午日影離觀星臺最遠的時間間隔為6個月
答案：B
精講精析：（1）分析長堤的方向。①該地位于北半球34°N，即位于北回歸線以北，而太陽直射點位于北回歸線~赤道~南回歸線之間，因此太陽直射點全年都位于該地以南；②因此正午時，太陽直射點位于該地正南，因此橫梁的影子位于正北，即長堤位于正北，選項A錯誤。
（2）分析橫梁影子和太陽直射點的關系。①該地全年位于太陽直射點以北，因此正午時，影子永遠只朝向一個方向（正北）；②因此影子越短，表示太陽高度角越高，即該地距離太陽直射點越近。當影子最短時，即太陽直射點移動到最北端（北回歸線，23°26′N），此時為夏至，選項B正確；③影子由近及遠移動，即影子逐漸變長，因此太陽高度角逐漸變小，即該地距離太陽直射點越來越遠，即太陽直射點逐漸向南移動，選項C錯誤；④該地位于北回歸線以北，則當太陽直射點移動到南回歸線時，該地距離太陽直射點最遠（一年中的最大值），因此此時太陽高度角最小，影子最長。則當太陽再次回到南回歸線時，影子再次最長（即離觀星臺最遠），此時間隔時間為一個回歸年（365日5時48分46秒），選項D錯誤。
總結
- 太陽直射點
本節例題的難度較大，解題思路為：①根據該地的緯度位置，結合太陽直射點的移動范圍，分析該地影子的朝向（全年朝北）；②影長越短，正午太陽高度角越大，該地距離太陽直射點越近，根據該規律，分析影子最短時太陽直射點的位置（北回歸線），進而分析此時的節氣（夏至）；③分析影子逐漸變長時，太陽高度角的變化（變小），進而分析太陽直射點的變化；④分析影子最長時，太陽直射點的緯度位置，并分析兩次經過該位置時的時間間隔（一個回歸年）。
太陽直射點，在南、北回歸線之間往復運動，周期為一個回歸年（365日5時48分46秒）：
①春分-夏至-秋分（夏半年）：太陽直射北半球，太陽直射點移動路徑為：赤道——北回歸線——赤道；
②秋分-冬至-春分（冬半年）：太陽直射南半球，太陽直射點移動路徑為：赤道——南回歸線——赤道。
