Question

北京(40°N，116°E)某同學對傳統的太陽能熱水器進行了如圖所示的改造：將太陽能熱水器裝在一個大玻璃箱中，并將太陽能熱水器的支架改造成可調節的。根據所學知識回答題。

【小題1】這位同學將太陽能熱水器裝在玻璃箱中的用意是

A．防風

B．防水漏

C．防沙塵

D．保溫

【小題2】12月22日，這位同學為使熱水器有最好的效果，應調節支架使熱水器與地面的夾角為                 

A．23°26′

B．46°24′

C．63°26′

D．66°34′

Answer 1

【小題1】D
【小題2】C

解析試題分析：
【小題1】這位同學將太陽能熱水器裝在玻璃箱中的用意是保溫。太陽輻射是短波輻射，能夠進入到玻璃箱中，而地面輻射是長波輻射，不能透過玻璃傳播。
【小題2】12月22日，太陽直射南回歸線，這位同學為使熱水器有最好的效果，應加大支架使熱水器與地面的夾角，此日北京正午太陽高度H為[90°-（23°26′+40°）]=26°34′，又因為熱水器與地面的夾角與正午太陽高度互余，故熱水器與地面的夾角為（90°-26°34′）=63°26′。
考點：本題考查正午太陽高度的應用。
點評：本題難度中等，學生只要掌握溫室效應原理和正午太陽高度的計算公式即可作答。
【方法技巧】正午太陽高度的綜合運用
Ⅰ．日影的方向和長度的問題：日影方向與太陽光線方向相反。
①日出日落前后太陽光的來向。
除極晝、極夜范圍外，其余緯度：3月 21至 9月 23日，東北升，西北落；9月 23日至次年 3月 21日，東南升，西南落；3月 21日、9月 23日，正東升，正西落。
②正午前后太陽光的來向：判斷太陽直射點與該點的方位。
（2）日影的長度L＝h×cotH。（h為物體高度，H為當時太陽高度），如圖1所示。
Ⅱ．樓間距的問題：
北回歸線以北地區建房時，為保證一樓全年均有陽光照到，兩樓之間的最短距離與樓高的關系應滿足 L≥h×cotH。（h為樓高，H為冬至日當地的正午太陽高度）。如圖2所示。
Ⅲ．熱水器的角度問題：
太陽能熱水器的集熱板要根據正午太陽高度的季節變化而調整角度，應滿足α+H＝90°（α為集熱板與地面之間的夾角，H為當天正午太陽高度）。如圖3所示。