3. |探究实践 近年来,我国大力推行太阳能光伏发电。细心的小科发现南方、北方居民的太阳能电池板(如图甲)倾斜角度不同。小科联系了北方的朋友,于6月22日正午,利用1米长的木杆、卷尺和绘图工具,同时开展了测量太阳高度的实践活动。

(1)当日,太阳直射点在附近。
(2)图乙是他们的测绘结果,则(填“图1”或“图2”)是南方的小科测绘的。
(3)查阅资料:太阳能电池板的倾斜角度与正午太阳高度H之和等于$90°$时(如图丙),太阳能的利用率最高。为了获得更高的太阳能利用率,南方太阳能电池板的倾斜角度应(填“大于”或“小于”)北方;夏天到了,绍兴的太阳能热水器的倾斜角度应适当(填“调大”或“调小”)。
(4)安装太阳能电池板,要考虑太阳方位。在绍兴安装太阳能电池板,最佳朝向是朝(填“南”或“北”)。

(5)房屋建筑设计师在确定楼间距时,也要注意不同维度的太阳高度,以确保每天正午有一定的日照时间。如图所示,以绍兴地区为例进行分析:要确保B楼一年四季每天正午都有一定的日照时间,应以(填“春分”“夏至”“秋分”或“冬至”)日正午时刻的日照情况为依据,理由是。

3.(1)北回归线 (2)图2 (3)小于 调小 (4)南
(5)冬至 冬至日太阳高度角最小,阴影最长
【解析】(1)读材料可知,当日是6月22日,根据所学可知,每年夏至日是6月22日左右,此时,太阳直射点在北回归线附近。(2)我国南方纬度较低,太阳高度角大,所以影子短,为图2;北方纬度较高,太阳高度角小,所以影子长,为图1。故推断图2是南方的小科测绘的。(3)因为太阳能电池板的倾斜角度与正午太阳高度H之和等于90°时,太阳能的利用率最高。南方纬度较低,太阳高度角大,为了获得更高的太阳能利用率,南方太阳能电池板的倾斜角度应小于北方。夏天,绍兴的太阳高度角变大,则太阳能热水器的倾斜角度应适当调小,这样才能保证太阳能电池板的倾斜角度与正午太阳高度H之和等于90°,太阳能利用率高。(4)绍兴位于北回归线以北,太阳直射点最北直射到北回归线,故太阳始终从南方照射过来,因此,在绍兴安装太阳能电池板,最佳朝向是朝南。(5)要确保B楼一年四季每天正午都有一定的日照时间,应以冬至日正午时刻的日照情况为依据,因为冬至日太阳直射南回归线,此时绍兴的正午太阳高度角最小,阴影最长。

【分析】
本题围绕太阳能光伏发电的实践探究，结合地球公转的相关知识展开。解题思路如下：
1. 第(1)问：需牢记二分二至日的时间与太阳直射点位置，6月22日为北半球夏至日，对应太阳直射北回归线；
2. 第(2)问：明确正午太阳高度与纬度的关系，纬度越低，正午太阳高度越大，正午物体影子越短；南方纬度低于北方，影子更短，据此判断图2为南方测绘结果；
3. 第(3)问：根据题目给出的“倾斜角度+正午太阳高度=90°时利用率最高”的条件，结合南方正午太阳高度比北方大，推导得出南方倾斜角度更小；夏季正午太阳高度变大，故倾斜角度需调小；
4. 第(4)问：绍兴位于北回归线以北，太阳全年始终在南方天空，因此太阳能电池板最佳朝向为南；
5. 第(5)问：楼间距需保证全年日照，应选择正午太阳高度最小、影子最长的日期，即冬至日，此时影子最长，若此时B楼有日照，其他时间均满足要求。
【解析】
(1) 6月22日是北半球夏至日，此时太阳直射点位于北回归线附近，故答案为北回归线；
(2) 我国南方地区纬度较低，正午太阳高度角更大，正午时物体影子更短；北方纬度较高，正午太阳高度角更小，影子更长。图2的影子短于图1，因此图2是南方小科测绘的；
(3) 题目要求太阳能利用率最高时，倾斜角度与正午太阳高度之和为90°。南方纬度低，正午太阳高度比北方大，因此南方太阳能电池板的倾斜角度应小于北方；夏季绍兴的正午太阳高度变大，为保证倾斜角度与正午太阳高度之和为90°，倾斜角度应适当调小；
(4) 绍兴位于北回归线以北地区，太阳直射点最北到达北回归线，全年太阳始终从南方照射，因此安装太阳能电池板最佳朝向为南；
(5) 要确保B楼一年四季正午都有日照，需以正午太阳高度最小、影子最长的日期为依据，冬至日太阳直射南回归线，北半球各地正午太阳高度最小，影子最长，若此时B楼能获得日照，其他时间均满足要求，故依据为冬至日。
【答案】
(1)北回归线 (2)图2 (3)小于；调小 (4)南 (5)冬至；冬至日太阳高度角最小，阴影最长
【知识点】
地球公转与太阳直射点移动、正午太阳高度的实际应用、太阳能利用原理
【点评】
本题结合生活中的太阳能应用实例，考察地球公转相关知识的实际运用，将抽象的地理规律与实践问题结合，既考查学生对基础知识点的掌握，又培养学生运用知识解决实际问题的能力，难度适中。
【难度系数】
0.5