题目内容
【题目】为改善农村生活条件，济南地区推行了“阳光工程”，即在农村推广使用太阳能热水器。山东一个农村中学(约38°N)地理学习小组的同学对学校附近村庄的太阳能安装使用情况进行了走访调查，发现太阳能支架是固定的，长度不可调节，于是他们提出了整改方案，将支架改造成可调节的活动支架，如下图。
根据材料，探究下列问题。
（1）一年中该地太阳能支架最短的日期是哪一天
（2）为了充分利用太阳能，集热板与地面夹角的调节幅度是多少?
【答案】（1）6月22日前后(夏至日)(2分)
（2）14°34'～61°26' (4分)
【解析】试题分析：
（1）太阳能热水器的安装原理：集热板与太阳光线垂直，且集热板与地面的夹角α+正午太阳高度=90°。由于正午太阳高度随着季节发生变化，故太阳能热水器的支架需要根据季节变化调节集热板与地面的夹角α。山东某农村中学的太阳能热水器的支架要调节为最短，即α最小，那么该地这一天的正午太阳高度角最大。该农村中学(约38°N)位于北回归线以北地区，夏至日（6月22日）时正午太阳高度角最大，太阳能支架最短。
（2）为了充分利用太阳能，集热板与地面夹角的调节幅度就是正午太阳高度的变化幅度。一年中，正午太阳高度在冬至日和夏至日时达到极值，故集热板与地面夹角最大时是冬至日，夹角最小时是夏至日。根据正午太阳高度角分计算公式：H=90°—|地理纬度—太阳直射点纬度|=90°—α，故α=|地理纬度—太阳直射点纬度|。夏至日时，α=|38°—23°26'|=14°34'。冬至日时，α=|38°—（—23°26'）|=61°26'。故集热板与地面夹角的调节幅度是14°34'～61°26'。
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