襄阳市第五中学2027届高三二轮复习地理微专题：实验题专题 讲义

襄阳市第五中学地理微专题：实验题 实验设计类 一、明确实验要解决的核心问题（实验目的），识别自变量和因变量 自变量实验中要改变什么在实验中人为操作和控制的变量，会引起因变) 因变量要观察和测量什么？（因自变量变动而直接变动的量） 【常见实验目的及相关关键词、工具】 实验目的 核心动作关键词 对应常见工具 模拟某种现象 摆放、组装、堆积 依据具体需要准备 控制变量 改变、调节、保持 刻度尺、量杯、开关、秒表 观察过程 记录、描绘、测量 纸笔、相机、尺子、遥感卫星、导航系统 对比结果 重复、对照 计时器、不同的样本结果、G5系统 得出结论 整理、分析 无工具，纯写结论 二、在明确实验目的的基础上，关联地理原理 例如：看到热力环流，立刻想到地面冷热不均一>空气垂直运动一同一水平面气压差异>空气水平运动：看到水土流失， 立刻想到降水、坡度、植被、土质等因素 实验情境 实验结论 降水强度，坡度、植被覆盖率、土质是影响水土流失的主要因素。 水土流失 具体表现：降水强度越大，水土流失越严重：坡度越大，水土流失越严重：植被覆 影响因素 盖率越低，水土流失越严重；砂土比黏土更易流失 流水侵蚀/ 经流流速/流量越大，侵蚀能力越强，搬运的颗粒物越大：径流流速减慢时，搬运 堆积实验 能力下降，颗粒大、密度大的物质先沉积（分选作用） 土壤性质实验土壤的透水性和持水性与土壤的质地（颗粒大小），孔隙度有关。 (如透水性、 具体表现：砂土（大颗粒）透水性好，但持水性差：黏土（小颗粒）透水性差，但持 持水性) 水性好，壤土（比例透中）透水性和持水性都较好 三、设计实验 1设计完整实验 ①实验准备a实验装置（如测量装置）、实验材料样品)的准备； b.设置实验组与对照组；小红书@沉默的炮仗 C实验区域（采样点、样地）、实验时间（采样时间） 【常见实验器材及作用】 工具 作用 常见操作动作 沙士、泥土 模拟地表/坡面/土层 将沙土堆成斜坡/在托盘内平铺一层 喷壶、洒水壶 模拟降水/降雨 从同一高度均匀洒水/控制水量大小 吹风机 模拟风力作用 用同一挡位从固定距离吹风/调节风速大小 水槽、托盘 作为实验容器/范围 将材料放置于托盘内/在托盘一端垫高形成坡度 草皮、湿布、纸巾 榄拟植被覆盖 在表面覆盖一层/一半裸露，一半覆盖形成对照 量简、量杯 定量测量液体体积 量取等量的水/测量渗出水量 直尺、卷尺 测量长度、深度、高度 测量侵蚀沟的深度和宽度/记录沙丘移动距离 工具 作用 常见操作动作 秒表、计时器 记录时间/速度 记录从开始到结束所用的时间 天平、电子秤 称量质量/重量 称量…的重量 指南针、罗盘 确定方向/方位 用指南针确定南北方向 放大镜 观察细小特征 用放大镜观察颗粒大小和表面形态 漏斗、滤纸 过滤/控制下渗 在漏斗底部垫上滤纸/将土壤装入漏斗中 烧杯、透明杯 盛放液体/观察分层 将水倒入烧杯中/静置观察分层现象 冰块、冰箱 模拟低温/冻结环境 放入冰箱冷冻/用冰块降低温度 酒精灯、加热器 模拟高温/加热环境 用酒精灯加热/模拟温差变化 小旗子、标志物 标记特定位置 在凹岸和凸岸插入标志物 染色剂、墨水 显示水流路径/扩散 在水中滴入染色剂，观察流动方向 记录本、相机 记录现象/存档 拍照记录实验现象/填写观察记录表 ②实验操作与过程观测：人为操控自变量，观测因变量的变化 常见变量清单及预计影响 改变的变量 预计影响 增大坡度（把托盘垫高） 流速加快，下渗减少，地表径流增加，侵蚀沟更深/更宽 增大水量/降水强度（换大孔喷头） 侵蚀搬运能力增强，冲出的泥沙更多，沉积扇面积更大 增加植被覆盖（盖草皮/湿纸巾） 径流变慢/变清，下渗增多，侵蚀量显著减少。 增大风速（换大功率吹风机） 风蚀坑更深，搬运距离更远，沙粒分选性变差 改变土质（黏土s沙土） 黏土黏结力强，侵蚀弱：沙土疏松，侵蚀强 加热一端水体（点蜡烛/加热棒) 热力环流增强，烟雾/墨水循环加快。 ③数据采集与结论分析：结合地理原理和实验过程，阐述自变量对因变量的影响 【规范表述】在本实验条件下，可以得出结论：在x(实验中控制不变的其他因素)不变的条件下，x(自变量)， xx因变量)…或实验验证了X地理原理) 2.补齐缺失的实验步骤 ①定位空缺：看空缺的步骤属于哪个环节（准备、操作、观测、结论） ②前后推导： 看空缺步骤前面在做什么，它可能是前面步骤的具体化操作。 b.看空缺步骤后面要做什么，它必须是后面步骤的必要前提 缺失的步骤很可能是为了控制某个变量，或者是改变自变量的关键操作，重点审视步骤中是否体现了控制变量 3试验后总结反思，可改进/优化之处 常见缺陷： ①严谨性不足，如控制变量不当；小红书@沉默的炮仗 ②实验组设置不全，如缺少对照组或实验组数量不足，无法形成对比： ③可操作性与准确性差，如工具简陋/不精确、样本不足或缺乏代表性 【改进/优化方案】 改进/优化方向 常用术语 在无风、恒温的室内环境或无雨的野外环境进行，以排除风、温度、降水 控制 排除非实验因素干扰 波动等对实验结果的影响 变量 量化控制变量 如模拟降雨时，不说用同样的力洒水，而说使用相同的降水装置，将其固 定在实验组样品与对照组样品上方的相同高度，同时、同步进行降雨 将定性观察转化为具体数据，减少主观误差，如用电子天平精确称量侵蚀 引入精确测量工具 泥沙的质量；使用激光测距仪/高精度传感器记录河流下切深度；用量杯记 录渗水深度并读数；用遥感（代替肉眼观察）精准监测并获取实时数据 数据 适当延长实验时间或增加实验次数，以观察长期演变趋势，如不仅记录实 延长实验时间和增加测 采集 验结束后的总泥沙量，还在实验过程中每隔1分钟记录-次径流量和浑浊 量频次 度，以分析动态变化过程 除了实验组，设置一个空白对照组（如坡度为0且无植被覆盖）作为基准， 设置更科学的对照组 更能凸显自变量对因变量的影响 实验 进行预实验，以确定最合适的降水强度和实验时长，避免因强度过大导致 预实验 过程 过程实验过快结束，或强度过小导致无法观察到明显现象 多次重复上述实验步骤，对每组重复实验的数据求平均值，以减小随机误 数据 数据处理 差/偶然性 分析 可视化分析 将实验数据绘制成折线图或柱状图，更直观地展示变量间的关系 考前必背6个模拟实验题黄金模板 黄金模板1土壤有机质与士壤渗水能力的关系探究实验 实验材料 土壤样品、相同塑料瓶2个、相同量杯2个、蒸馏水、纱布 步骤1：将土壤样品分成两份，其中一份去除大部分有机质，记录为样品A,未作处理 的另一份记录为样品B。(取样) 步骤2：将2个塑料瓶剪去底部，瓶口朝下，用纱布封住瓶口；将A、B样品分别装入 实验步骤 塑料瓶中，保证两份样品体积相同、压实程度相同。瓶口下放置量杯。 步骤3：向塑料瓶中加入等量的蒸馏水。（加水） 步骤4：等待土壤样品吸收加人的蒸馏水，直到瓶口不再滴水。（渗水） 步骤5：读取量杯中的水量刻度，代表渗水量。（读值) 实验结果 样品B的渗水量大于样品A 实验结论 其他条件相同时，土壤有机质含量越高，土壤渗水量越大，渗水能力越强 黄金模板2降雨强度与土壤渗水能力的关系探究实验 相同土槽3个（分别标记为A、B、C)、等量土壤3份（质地相同）、降雨装置3个（内 实验材料 含相同体积的水，地表径流有单独出口排出)、集水桶3个、滤网3个、量杯3个等 步骤1：将3个土槽分别放在坡度相同的支架上，并将等量土壤均匀放入3个土 槽中。 步骤2：在每个土槽上方相同高度处安装降雨装置，分别调节降雨强度为每小时10 毫米、每小时20毫米、每小时30毫米，降雨时间为30分钟。在土槽下方分别放置集 实验步骤 【思路速道】实验中的土量较少者降雨时间过长，3份土壤的水分下渗量会接近 水桶。 步骤3：降雨过程中，观察并记录每个集水桶开始集水的时间。 步骤4：降雨结束后，将集水桶中的泥水通过滤网过滤，用量杯测量集水桶中水量，并 记录 实验结果 集水桶水量：A槽500毫升，B槽900毫升，C槽1500毫升 质地相同的3份土壤样品，在降雨时间和坡度相同的条件下，降雨强度相同，具有相 实验分析 近的下渗量。据此，可根据A、B、C土槽对应集水桶中的集水量，推测降雨强度不相 同的情况下土壤的下渗量 实验结论 在实验设定的条件下，降雨强度与下渗量呈负相关，降雨强度越大，下渗量越小 黄金模板3坡度与土壤渗水能力的关系探究实验 相同土槽3个（分别标记为A、B、C)、等量土壤3份、降雨装置3个（内含相同体测 实验材料 水，地表径流有单独出口排出)、集水桶3个、滤网3个、量杯3个、坡度仪等 步骤1：将3个土槽分别放置在坡度为5°、15°、25°的支架上，并将等量的土壤均鲱 人3个土槽中。 步骤2：在每个土槽上方相同高度处安装降雨装置，调节降雨强度至每小时10毫头 实验步骤 持续降雨30分钟。在土槽下方分别放置集水桶。 步骤3：降雨过程中，观察并记录每个集水桶开始集水的时间。 步骤4：在降雨结束后，将集水桶中的泥水通过滤网过滤，用量杯测量集水桶中水量 并记录 实验结果 集水桶水量：A槽1500毫升，B槽900毫升，C槽500毫升 质地相同的3份土壤样品，在相同降雨时间和降雨强度下，坡度相同，具有相近的 实验分析 渗能力。据此，可根据A、B、C土槽对应的集水桶中的集水量，推测坡度不相同䲊 况下土壤的渗水能力 实验结论 在实验设定的条件下，坡度与土壤渗水能力呈负相关，坡度越大，土壤渗水能力 黄金模板4坡度与水土流失的关系探究实验 相同土槽3个（分别标记为A、B、C)、等量土壤3份、降雨装置3个、集水桶3个透 实验材料 网3个、电子秤、量杯3个、坡度仪等 步骤1：将3个土槽分别放置在坡度为5°、15°25°的支架上，并将等量的土壤均城 人3个土槽中。 步骤2：在每个土槽上方相同高度处安装降雨装置，调节降雨强度至每小时10毫米 实验步骤 持续降雨30分钟。在土槽下方分别放置集水桶。 步骤3：降雨过程中，观察并记录每个集水桶开始集水的时间和土壤表面侵蚀情况 步骤4：在降雨结束后，将集水桶中的泥水通过滤网过滤，收集泥沙，用电子秤称量 沙质量，用量杯测量集水桶中水量，并记录 集水桶沙量：A槽150克，B槽450克，C槽800克 实验结果 集水桶水量：A槽500毫升，B槽900毫升，C槽1500毫升 质地相同的3份土壤样品，在降雨时间和降雨强度相同的情况下，坡度相同，具有剂 实验分析 近的水土流失量。据此，可根据A、B、C土槽对应集水桶中的泥沙量和集水量，推测 坡度不相同情况下的水土流失量 黄金模板5「土壤类型与水土流失的关系探究实验 相同土槽3个（分别标记为A、B、C),等量的沙土、壤土、黏土各1份，降雨装置3个， 实验材料 集水桶3个，滤网3个，电子秤，量杯3个等 步骤1：将3个土槽分别放置在坡度相同的支架上，并将等量的砂土、壤土、黏土均匀 放入3个土槽中(A、B、C中分别为砂土、壤土、黏土)。 步骤2：在每个土槽上方相同高度处安装降雨装置，调节降雨强度至每小时10毫米， 实验步骤 持续降雨30分钟。在土槽下方分别放置集水桶。 步骤3：降雨过程中，观察并记录每个集水桶开始集水的时间和土壤表面侵蚀情况。 步骤4：在降雨结束后，将集水桶中的泥水通过滤网过滤，收集泥沙，用电子秤称量泥 沙质量，用量杯测量集水桶中水量，并记录 集水桶沙量：A槽800克，B槽450克，C槽150克 实验结果 集水桶水量：A槽1500毫升，B槽900毫升，C槽500毫升 在降雨时间、降雨强度和坡度相同的情况下，质地相同的土壤具有相近的水土流失 实验分析 量。据此，可根据A、B、C土槽对应集水桶中的泥沙量和集水量，推测不同土壤类型 的水土流失量 在实验设定的条件下，土壤黏度与水土流失量呈负相关，土壤黏度砂土<壤土<黏 实验结论 土，水土流失量砂土>壤土>黏土；土壤孔隙度与水土流失量呈正相关，土壤孔隙度 砂土>壤土>黏土，水土流失量砂土>壤土>黏土 黄金模板6大气受热过程原理/温室效应探究实验 实验材料 两个相同的玻璃瓶、两份等量砂土、两个相同的温度传感器 步骤1：在两个玻璃瓶底部加人等量砂土，均匀铺平。 步骤2：将温度传感器分别插入两个玻璃瓶。 步骤3：一个玻璃瓶中盛二氧化碳，记为甲瓶，另一个玻璃瓶中盛普通空气，记为 实验步骤 乙瓶。 步骤4：在同一时间（相同光照条件下），将甲瓶和乙瓶置于阳光下。 步骤5：两小时后，分别读取甲瓶、乙瓶中温度传感器的刻度，代表各自的升温幅度 实验结果 甲瓶的升温幅度大于乙瓶 太阳短波辐射透过玻璃进人瓶内，瓶底砂土吸收太阳辐射增温再向外辐射，二氧化 实验分析 碳较普通空气而言，对地面长波辐射的吸收能力强，导致甲瓶升温较乙瓶更快，而地 面及大气长波辐射较少穿透玻璃瓶，故甲瓶的温度更高