在高考地理中,地理實(shí)驗(yàn)題旨在通過(guò)模擬或驗(yàn)證地理原理,考查考生對(duì)自然地理現(xiàn)象的觀察、分析及應(yīng)用能力。
一、經(jīng)典地理實(shí)驗(yàn)分類及核心考點(diǎn)
1. 大氣運(yùn)動(dòng)與熱力環(huán)流相關(guān)實(shí)驗(yàn)
(1)熱力環(huán)流模擬實(shí)驗(yàn)
? 實(shí)驗(yàn)?zāi)康模候?yàn)證冷熱不均引起的大氣運(yùn)動(dòng)(熱力環(huán)流原理)。
?實(shí)驗(yàn)材料:玻璃箱(或透明容器)、蠟燭、冰塊、蚊香、火柴。
?實(shí)驗(yàn)步驟:
① 在玻璃箱內(nèi)一側(cè)放置點(diǎn)燃的蠟燭(熱源),另一側(cè)放置冰塊(冷源);
② 關(guān)閉箱蓋,點(diǎn)燃蚊香置于箱底開(kāi)口處,觀察煙霧流動(dòng)方向。
?實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象:煙霧從冰塊一側(cè)下沉,流向蠟燭底部(近地面冷→高壓→流向低壓),再?gòu)南灎T上方上升,經(jīng)箱頂流向冰塊上方(高空熱→高壓→流向低壓),形成閉合環(huán)流。
?原理應(yīng)用:解釋城市風(fēng)、海陸風(fēng)、山谷風(fēng) 等現(xiàn)象;分析大氣污染擴(kuò)散與熱力環(huán)流的關(guān)系。
?高考考查點(diǎn):實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象描述、環(huán)流示意圖繪制、實(shí)際案例(如城郊溫差對(duì)霧霾的影響)。
(2)大氣保溫作用實(shí)驗(yàn)
?實(shí)驗(yàn)?zāi)康模候?yàn)證大氣對(duì)地面的保溫效應(yīng)(溫室效應(yīng)原理)。
?實(shí)驗(yàn)材料:兩個(gè)相同燒杯、溫度計(jì)、透明玻璃片。
?實(shí)驗(yàn)步驟:
① 向兩燒杯中倒入等量熱水,一杯覆蓋玻璃片,另一杯敞口;
② 定時(shí)測(cè)量并記錄溫度變化。
?實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象:覆蓋玻璃片的燒杯降溫更慢(玻璃模擬大氣逆輻射,減少熱量散失)。
?原理應(yīng)用:解釋全球變暖、溫室農(nóng)業(yè)(如塑料大棚)的原理。
?高考考查點(diǎn):對(duì)比實(shí)驗(yàn)的變量控制(如“為何用熱水而非酒精燈加熱?”——模擬地面長(zhǎng)波輻射)、保溫作用的環(huán)節(jié)分析。
2. 地貌形成與地質(zhì)作用實(shí)驗(yàn)
(1)流水侵蝕與沉積實(shí)驗(yàn)
?實(shí)驗(yàn)?zāi)康模禾骄苛魉饔脤?duì)地表形態(tài)的影響(侵蝕、搬運(yùn)、沉積規(guī)律)。
?實(shí)驗(yàn)材料:塑料水槽、泥沙(粗細(xì)混合)、坡度板、水泵(或水壺)。
?實(shí)驗(yàn)步驟:
① 在水槽內(nèi)鋪設(shè)泥沙,調(diào)整坡度板形成不同坡度的“河道”;
② 以不同流速(如緩慢/急流)注水,觀察河床形態(tài)變化及泥沙沉積位置。
?實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象:
①陡坡/急流區(qū):下蝕為主(形成“V”型谷),泥沙被搬運(yùn)至下游;
② 緩坡/平緩區(qū):側(cè)蝕和沉積為主(形成河漫灘、三角洲)。
?原理應(yīng)用:解釋河流地貌(如峽谷、沖積扇、河口三角洲)的形成過(guò)程;分析植被覆蓋率對(duì)水土流失的影響(可增加植被覆蓋組對(duì)比實(shí)驗(yàn))。
?高考考查點(diǎn):實(shí)驗(yàn)結(jié)論遷移(如“黃河三角洲擴(kuò)張速度變化的原因”)、侵蝕與沉積的條件分析(流速、含沙量、地形)。
(2)板塊運(yùn)動(dòng)模擬實(shí)驗(yàn)
?實(shí)驗(yàn)?zāi)康模貉菔景鍓K擠壓與張裂的地貌效應(yīng)。
?實(shí)驗(yàn)材料:泡沫板(或橡皮泥)、剪刀、膠水。
?實(shí)驗(yàn)步驟:
① 擠壓實(shí)驗(yàn):將兩塊泡沫板水平相向推動(dòng),觀察“褶皺山”“斷層”的形成;
② 張裂實(shí)驗(yàn):將泡沫板向兩側(cè)拉伸,模擬“裂谷”“海洋”的形成。
?實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象:擠壓處泡沫板隆起(褶皺)或斷裂(斷層);張裂處出現(xiàn)裂縫并擴(kuò)大。
?原理應(yīng)用:解釋喜馬拉雅山脈(板塊擠壓)、東非大裂谷(板塊張裂)的成因。
?高考考查點(diǎn):實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象與實(shí)際地貌的對(duì)應(yīng)關(guān)系、板塊邊界類型的判斷。
3. 地球運(yùn)動(dòng)與晝夜變化實(shí)驗(yàn)
(1)晝夜長(zhǎng)短與太陽(yáng)直射點(diǎn)移動(dòng)實(shí)驗(yàn)
?實(shí)驗(yàn)?zāi)康模候?yàn)證黃赤交角對(duì)晝夜長(zhǎng)短和太陽(yáng)直射點(diǎn)的影響。
?實(shí)驗(yàn)材料:地球儀、手電筒、底座(模擬黃道面)。
?實(shí)驗(yàn)步驟:
① 固定地球儀地軸與底座成66.5°夾角(模擬黃赤交角23.5°);
② 用手電筒垂直照射底座(代表太陽(yáng)光線),轉(zhuǎn)動(dòng)地球儀,觀察不同緯度(如北極圈、赤道、南回歸線)的晝夜弧長(zhǎng)度變化。
?實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象:
北半球夏至:北極圈以內(nèi)極晝,南極圈以內(nèi)極夜;
春分/秋分:全球晝夜平分。
?原理應(yīng)用:分析晝夜長(zhǎng)短變化規(guī)律、正午太陽(yáng)高度計(jì)算、四季更替成因。
?高考考查點(diǎn):實(shí)驗(yàn)操作細(xì)節(jié)(如地軸傾斜方向的重要性)、太陽(yáng)直射點(diǎn)移動(dòng)對(duì)氣候的影響(如地中海氣候夏季干燥的原因)。
(2)地轉(zhuǎn)偏向力模擬實(shí)驗(yàn)
?實(shí)驗(yàn)?zāi)康模貉菔镜厍蜃赞D(zhuǎn)對(duì)水平運(yùn)動(dòng)物體的偏向作用。
?實(shí)驗(yàn)材料:圓形水盆(或轉(zhuǎn)盤(pán))、水、紅色墨水。
?實(shí)驗(yàn)步驟:
① 向靜止水盆中注滿水,中心滴入墨水,觀察水流漩渦方向(北半球順時(shí)針,南半球逆時(shí)針);
② 轉(zhuǎn)動(dòng)水盆(模擬地球自轉(zhuǎn)),重復(fù)實(shí)驗(yàn),對(duì)比漩渦變化。
?實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象:水流因“地轉(zhuǎn)偏向力”向一側(cè)偏轉(zhuǎn),形成漩渦(北半球右偏,南半球左偏)。
?原理應(yīng)用:解釋河流兩岸侵蝕差異(如長(zhǎng)江南岸沖刷嚴(yán)重)、大氣環(huán)流(如信風(fēng)、氣旋)的方向。
?高考考查點(diǎn):偏向規(guī)律的實(shí)際應(yīng)用(如“港口建設(shè)應(yīng)選左岸還是右岸?”)、實(shí)驗(yàn)誤差分析(如水盆不完全靜止對(duì)結(jié)果的影響)。
4. 水文與氣候?qū)嶒?yàn)
(1)大氣濕度與降水形成實(shí)驗(yàn)
?實(shí)驗(yàn)?zāi)康模耗M冷凝降水的條件(水汽凝結(jié)、凝結(jié)核、降溫)。
?實(shí)驗(yàn)材料:燒杯、熱水、冰塊、玻璃片。
?實(shí)驗(yàn)步驟:
① 向燒杯中倒入熱水,上方放置盛有冰塊的玻璃片;
② 觀察玻璃片下方是否出現(xiàn)水滴(模擬地形雨或鋒面雨的冷凝過(guò)程)。
?實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象:熱水蒸發(fā)的水汽遇冷玻璃片凝結(jié),形成水滴下落。
?原理應(yīng)用:解釋降水的形成條件(如“為何暖濕氣流遇山地易形成降雨?”)、人工降雨的原理(增加凝結(jié)核)。
?高考考查點(diǎn):降水類型的判斷(對(duì)流雨、地形雨等)、實(shí)驗(yàn)中“凝結(jié)核”缺失對(duì)結(jié)果的影響(如純凈水汽難以凝結(jié))。
二、高考地理實(shí)驗(yàn)題的命題方向
1. 實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)與改進(jìn):
如“設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證植被對(duì)蒸發(fā)的影響”(控制變量:植被覆蓋度,觀測(cè)蒸發(fā)量)。
2. 現(xiàn)象分析與原理遷移:
給出實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象,要求解釋對(duì)應(yīng)的地理原理(如“某實(shí)驗(yàn)中煙霧逆時(shí)針流動(dòng),說(shuō)明該實(shí)驗(yàn)?zāi)M的是哪個(gè)半球的何種環(huán)流?”)。
3. 實(shí)際問(wèn)題解決:
結(jié)合實(shí)驗(yàn)結(jié)論分析現(xiàn)實(shí)案例(如“依據(jù)熱力環(huán)流原理,說(shuō)明城市規(guī)劃中綠化帶應(yīng)布局在何處?”)。
4. 誤差與變量控制:
考查實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)的嚴(yán)謹(jǐn)性(如“為何熱力環(huán)流實(shí)驗(yàn)需使用透明封閉容器?”——排除外界氣流干擾)。
三、備考策略
1. 掌握核心實(shí)驗(yàn)的“五要素”:目的、材料、步驟、現(xiàn)象、原理,尤其關(guān)注教材中出現(xiàn)的實(shí)驗(yàn)(如人教版“大氣的受熱過(guò)程”活動(dòng)課)。
2. 聯(lián)系實(shí)際案例:將實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象與教材中的典型地理現(xiàn)象(如季風(fēng)、三圈環(huán)流、地貌演化)建立關(guān)聯(lián)。
3. 強(qiáng)化實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)邏輯:明確自變量、因變量和控制變量,學(xué)會(huì)用“控制單一變量法”設(shè)計(jì)對(duì)比實(shí)驗(yàn)。
4. 圖文轉(zhuǎn)換能力:能將實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象轉(zhuǎn)化為示意圖(如熱力環(huán)流箭頭圖、板塊運(yùn)動(dòng)剖面圖),并準(zhǔn)確描述其形成過(guò)程。
通過(guò)對(duì)地理實(shí)驗(yàn)的原理理解和遷移應(yīng)用,考生可更高效地應(yīng)對(duì)高考中“以實(shí)驗(yàn)為載體,考查地理規(guī)律”的綜合題型。
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