在高考地理中,地理实验题旨在通过模拟或验证地理原理,考查考生对自然地理现象的观察、分析及应用能力。
一、经典地理实验分类及核心考点
1. 大气运动与热力环流相关实验
(1)热力环流模拟实验
❶ 实验目的:验证冷热不均引起的大气运动(热力环流原理)。
❷实验材料:玻璃箱(或透明容器)、蜡烛、冰块、蚊香、火柴。
❸实验步骤:
① 在玻璃箱内一侧放置点燃的蜡烛(热源),另一侧放置冰块(冷源);
② 关闭箱盖,点燃蚊香置于箱底开口处,观察烟雾流动方向。
❹实验现象:烟雾从冰块一侧下沉,流向蜡烛底部(近地面冷→高压→流向低压),再从蜡烛上方上升,经箱顶流向冰块上方(高空热→高压→流向低压),形成闭合环流。
❺原理应用:解释城市风、海陆风、山谷风 等现象;分析大气污染扩散与热力环流的关系。
❻高考考查点:实验现象描述、环流示意图绘制、实际案例(如城郊温差对雾霾的影响)。
(2)大气保温作用实验
❶实验目的:验证大气对地面的保温效应(温室效应原理)。
❷实验材料:两个相同烧杯、温度计、透明玻璃片。
❸实验步骤:
① 向两烧杯中倒入等量热水,一杯覆盖玻璃片,另一杯敞口;
② 定时测量并记录温度变化。
❹实验现象:覆盖玻璃片的烧杯降温更慢(玻璃模拟大气逆辐射,减少热量散失)。
❺原理应用:解释全球变暖、温室农业(如塑料大棚)的原理。
❻高考考查点:对比实验的变量控制(如“为何用热水而非酒精灯加热?”——模拟地面长波辐射)、保温作用的环节分析。
2. 地貌形成与地质作用实验
(1)流水侵蚀与沉积实验
❶实验目的:探究流水作用对地表形态的影响(侵蚀、搬运、沉积规律)。
❷实验材料:塑料水槽、泥沙(粗细混合)、坡度板、水泵(或水壶)。
❸实验步骤:
① 在水槽内铺设泥沙,调整坡度板形成不同坡度的“河道”;
② 以不同流速(如缓慢/急流)注水,观察河床形态变化及泥沙沉积位置
❹实验现象:
①陡坡/急流区:下蚀为主(形成“V”型谷),泥沙被搬运至下游;
② 缓坡/平缓区:侧蚀和沉积为主(形成河漫滩、三角洲)。
❺原理应用:解释河流地貌(如峡谷、冲积扇、河口三角洲)的形成过程;分析植被覆盖率对水土流失的影响(可增加植被覆盖组对比实验)。
❻高考考查点:实验结论迁移(如“黄河三角洲扩张速度变化的原因”)、侵蚀与沉积的条件分析(流速、含沙量、地形)。
(2)板块运动模拟实验
❶实验目的:演示板块挤压与张裂的地貌效应。
❷实验材料:泡沫板(或橡皮泥)、剪刀、胶水。
❸实验步骤:
① 挤压实验:将两块泡沫板水平相向推动,观察“褶皱山”“断层”的形成;
② 张裂实验:将泡沫板向两侧拉伸,模拟“裂谷”“海洋”的形成。
❹实验现象:挤压处泡沫板隆起(褶皱)或断裂(断层);张裂处出现裂缝并扩大。
❺原理应用:解释喜马拉雅山脉(板块挤压)、东非大裂谷(板块张裂)的成因。
❻高考考查点:实验现象与实际地貌的对应关系、板块边界类型的判断。
3. 地球运动与昼夜变化实验
(1)昼夜长短与太阳直射点移动实验
❶实验目的:验证黄赤交角对昼夜长短和太阳直射点的影响。
❷实验材料:地球仪、手电筒、底座(模拟黄道面)。
❸实验步骤:
① 固定地球仪地轴与底座成66.5°夹角(模拟黄赤交角23.5°);
② 用手电筒垂直照射底座(代表太阳光线),转动地球仪,观察不同纬度(如北极圈、赤道、南回归线)的昼夜弧长度变化。
❹实验现象:
北半球夏至:北极圈以内极昼,南极圈以内极夜;
春分/秋分:全球昼夜平分。
❺原理应用:分析昼夜长短变化规律、正午太阳高度计算、四季更替成因。
❻高考考查点:实验操作细节(如地轴倾斜方向的重要性)、太阳直射点移动对气候的影响(如地中海气候夏季干燥的原因)。
(2)地转偏向力模拟实验
❶实验目的:演示地球自转对水平运动物体的偏向作用。
❷实验材料:圆形水盆(或转盘)、水、红色墨水。
❸实验步骤:
① 向静止水盆中注满水,中心滴入墨水,观察水流漩涡方向(北半球顺时针,南半球逆时针);
② 转动水盆(模拟地球自转),重复实验,对比漩涡变化。
❹实验现象:水流因“地转偏向力”向一侧偏转,形成漩涡(北半球右偏,南半球左偏)。
❺原理应用:解释河流两岸侵蚀差异(如长江南岸冲刷严重)、大气环流(如信风、气旋)的方向。
❻高考考查点:偏向规律的实际应用(如“港口建设应选左岸还是右岸?”)、实验误差分析(如水盆不完全静止对结果的影响)。
4. 水文与气候实验
(1)大气湿度与降水形成实验
❶实验目的:模拟冷凝降水的条件(水汽凝结、凝结核、降温)。
❷实验材料:烧杯、热水、冰块、玻璃片。
❸实验步骤:
① 向烧杯中倒入热水,上方放置盛有冰块的玻璃片;
② 观察玻璃片下方是否出现水滴(模拟地形雨或锋面雨的冷凝过程)。
❹实验现象:热水蒸发的水汽遇冷玻璃片凝结,形成水滴下落。
❺原理应用:解释降水的形成条件(如“为何暖湿气流遇山地易形成降雨?”)、人工降雨的原理(增加凝结核)。
❻高考考查点:降水类型的判断(对流雨、地形雨等)、实验中“凝结核”缺失对结果的影响(如纯净水汽难以凝结)。
二、高考地理实验题的命题方向
1. 实验设计与改进:
如“设计实验验证植被对蒸发的影响”(控制变量:植被覆盖度,观测蒸发量)。
2. 现象分析与原理迁移:
给出实验现象,要求解释对应的地理原理(如“某实验中烟雾逆时针流动,说明该实验模拟的是哪个半球的何种环流?”)。
3. 实际问题解决:
结合实验结论分析现实案例(如“依据热力环流原理,说明城市规划中绿化带应布局在何处?”)。
4. 误差与变量控制:
考查实验设计的严谨性(如“为何热力环流实验需使用透明封闭容器?”——排除外界气流干扰)。
三、备考策略
1. 掌握核心实验的“五要素”:目的、材料、步骤、现象、原理,尤其关注教材中出现的实验(如人教版“大气的受热过程”活动课)。
2. 联系实际案例:将实验现象与教材中的典型地理现象(如季风、三圈环流、地貌演化)建立关联。
3. 强化实验设计逻辑:明确自变量、因变量和控制变量,学会用“控制单一变量法”设计对比实验。
4. 图文转换能力:能将实验现象转化为示意图(如热力环流箭头图、板块运动剖面图),并准确描述其形成过程。
通过对地理实验的原理理解和迁移应用,考生可更高效地应对高考中“以实验为载体,考查地理规律”的综合题型。
地理训练题
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