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(共22张PPT)
二轮复习微专题
—地理实验与调查类设计
一、课标分析
考察、实验、调查等是地理学重要的研究方法,也是地理课程重要的学习方式。地理实践力素养有助于提升人们的行动意识和行动能力,更好地在真实情境中观察和感悟地理环境及其与人类活动的关系,增强社会责任感。
普通高中地理课程标准(2017年版2020年修订)》对地理的探究与实作也提出了要求。在课程目标中,第4条提到:学生能够运用所学知识和地理工具,在室内、野外和社会的真实环境下,通过考察、实验、调查等方式获取地理信息,探索和尝试解决实际问题,具备活动策划、实施等行动能力。
二、考情分析
考题 命题方向
2025 广东卷 晋陕峡谷黄河阶地粉砂层下粗上细特征验证实验
湖南卷 西部沙漠沙垄不同部位土壤含水量与植被覆盖度调查和实验
2024 江西卷 以我国某沙漠湖泊水量的补给来源为例，考查实验结果的计算、评析实验过程是否合理、设计实验方案
海南卷 理想化天平实验装置模拟坡度对河流侵蚀，沉积的影响
广西卷 盐碱化治理打孔灌沙实验
新课标卷 土壤体积含水率测量实验
2023 福建卷 福建某区域枯落物吸水量测算（对比侵泡法与模拟降雨法）
实验类题目
考题 命题方向
2025 陕晋青宁卷 乡村旅游调研内容（地域文化、设施规模、客源预估、政策支持）
安徽卷 访谈提纲设计、光伏项目生态价值（碳减排）、人文调查逻辑
湖南卷 西部沙漠沙垄不同部位土壤含水量与植被覆盖度调查
2023 全国甲卷 乡村旅游调研内容（地域文化、设施规模、客源预估、政策支持）
湖南卷 河流袭夺原理（岩石特性、落差对侵蚀的影响）、实地测量数据的分析应用
调查类题目
（一）基本要素与原则
实验名称
实验目的
实验材料
实验步骤
实验数据处理与数据分析
实验结果 设计方案不涉及结果和结论
实验结论 1.实验方案的组成
三、地理实验
2.实验的原则（控制变量与设计对照）
①单一变量原则（控制变量法）
自变量是“原因”（研究者主动改变）
因变量是“结果”（研究者测量的变化）
无关变量是“干扰”（需控制以保证结果可靠，确保实验结果仅由自变量引起）。
②对照原则（对照实验法）
实验组：改变自变量，观察因变量的变化。
对照组：不改变自变量，作为基准对比。
③随机化原则
实验对象分组或处理顺序应随机分配，避免人为偏差。
④ 重复原则
实验需重复多次（包括样本重复和实验重复），以验证结果的稳定性。
⑤可操作性原则（明确量化）
自变量和因变量需可测量、可控制。
（二）实验题答题方法
1.单一变量原则（控制变量法）
具体可分为现象分析类和实验设计类两种。
①现象分析类
第一步：明确实验目的（审题核心）
先从题干中提取实验的核心探究目标，避免偏离方向。
第二步：拆分实验变量（自变量→因变量）
①找出地理实验中的自变量、因变量和无关变量。
②排除多余因素对题目分析的干扰，筛选出实验中的关键因子，尽可能只保留“一个差异”，该差异一般在自变量中产生。
③抓住筛选出的关键因子，结合相关的地理规律和原理，将所学知识结合实验现象进行分析。
第三步：关联地理原理，分析实验现象（巧用逆向思维）
将实验中的具体现象对应到自然地理原理，使用地理专业术语解释。
（2024·新课标卷）土壤水分转化是联系降水、地表水、地下水的重要环节。某科研小组进行人工降雨实验，测量降雨前后土壤体积含水率随时间的变化过程：降雨情景相同，土壤质地相同，在30°的坡地上设置覆盖石子、裸地两种情况，土壤体积含水率的测量深度分别为30厘米、60厘米和100厘米。实验结果如下图所示。据此完成1～3题。
1.根据图2a判断曲线I是深度为30厘米的土壤体积含水率变化曲线，依据是曲线I （ ）
A.变化最早 B.初始值适中 C.峰值最高 D.波动最大
2.图2b中曲线Ⅱ和Ⅲ没有明显变化，表明（ ）
A.降雨最大 B.地表产流多 C.土壤水分饱和 D.雨水下渗多
3.相对于裸地，坡地上覆盖石子有利于增加（ ）
①地表径流 ②地下径流 ③土壤水分 ④蒸发
A.①③ B.①④ C.②③ D.②④
典例一
找
自变量
因变量
无关变量
地表覆盖情况：分为“覆盖石子”和“裸地”两种情况
土壤测量深度：包括30cm、60cm和100cm
土壤体积含水率及随时间的变化过程
降雨情境；土壤质地；坡度
筛
排除
观察自变量，对比a与 b两个实验统计数据，"土壤测量深度"主要体现于a或b内部的变化（深度越小的地方变化越早），得出第1题选A；
同理，雨水随地表流走导致地表产流多，雨水没有达到II,III两条线所表示深度，故第2题选B
地表覆盖情况会对水循环的环节产生重要影响。覆盖石子水分向下渗透比较多，有利于增加土壤水分和地下径流，故第 3题选 C
②实验设计类
地理实验类试题,通过模拟实验情境(涵盖实验原理、实验设计、数据处理以及结论分析等环节),结合生活调查、户外考察、模拟实验等方式,考查学生对自然地理规律和人文地理现象的综合实践能力,因情境新颖、跨学科性强,试题难度稍大,成为这几年地理高考的新题型。
试题通常要求“设计实验验证某推测”，可以遵循“审目的→思原理→找变量→选器材→设步骤→预结果→得结论”的思维链作答，确保步骤可操作、结果可观测。具体步骤如下：
第一步：明确实验目的
如“验证黄河阶地粉砂层‘下粗上细’是泥沙差异性沉降导致”；
第二步：选择实验器材
结合地理原理选择简单、易获取的器材（如烧杯、水、不同粒度的泥沙、玻璃棒）；
第三步：设计实验步骤（关键：控制变量 + 逻辑顺序）
1、设置基础场景（如 “在烧杯中加入等量水和混合泥沙”）；
2、模拟自然过程（如 “用玻璃棒充分搅拌，模拟黄河水流的搬运作用”）；
4、观测并记录（如 “静置烧杯，观察泥沙沉积的颗粒分布特征”）；
第四步：预期结果与结论
将预期现象与推测关联（如 “预期烧杯底部泥沙下粗上细→证明黄河泥沙差异性沉降形成该特征，推测合理”）。
(2025·广东卷）在晋陕峡谷山西临县段黄河两侧有河流阶地发育。在该地黄河东岸崖壁上发育的微地貌、因其形态各异、凹凸有致而被形象地称为“黄河浮雕”（图7a）、其发育的物质基础由坚硬砂岩和较软泥岩互层构成。黄河浮雕出现于图7b所示部位。图7c示意某学者提出的外力作用对黄河浮雕形成的影响过程模式。
（3）最近，某中学研学小组在该地考察黄河浮雕过程中，发现在图7b中阶地②上的粉砂层表层沉积物粒径呈现下粗、上细的特征，同学们推测这与黄河水流中所携泥沙差异性沉降相关。请你设计一个小实验（写出主要的实验步骤），根据实验结果证实该研学小组的推测是合理的。（6分）
典例二
第一步：明确实验目的
验证黄河阶地粉砂层“下粗上细”是泥沙差异性沉降导致
第二步：选择实验器材
关键变量：水介质、不同粒径泥沙、静止环境、重力作用；器材对应：烧杯（河道水体）、混合泥沙（黄河泥沙）、玻璃棒（扰动水体）、静置台（静水环境）
第三步：设计实验步骤
实验层理呈现"下粗上细"，与阶地②现象一致，故"差异性沉降"解释合理
第四步：预期结果与结论
①烧杯中加水+混合泥沙，搅拌→模拟河水扰动搬运；②静置→模拟水流速骤降后的静水沉积；③观察沉积层粒度分布；
【答案】步骤：在烧杯中加入水和一定量泥沙，用玻璃棒充分搅拌，然后静置。结果：会发现烧杯中较粗颗粒物质先沉降，较细颗粒物质后沉降，在烧杯底沉积层颗粒呈现下粗、上细特征；黄河水所携不同粒径的泥沙因重力分选发生差异性沉降，形成此特征，故推测是合理的。
知识迁移
（2024·全国甲卷）我国西北某地年降水量300毫米左右。某研究小组在“以水定绿”思想指导下，探索通过条带状种植灌木和草本植物防风阻沙的合理方式。下表对比了当地生态建设中常用灌木与草本植物的特征。
试题要求学生设计人工防风阻沙实验方案,需综合考虑水资源约束、植被类型和地形条件,通过控制变量法探究最佳灌草种植方式。这一过程涉及实验目的设定、变量控制、数据观测等科学探究的完整流程。属于典型的地理实验设计类题目。解题的关键能力在于实验设计与控制变量思维。
设计实验，探索当地水资源约束下具有最佳阻沙效果的灌草种植方式。
实验设计步骤
第一步：明确实验目的
控制变量思维：思考变量关系
本题实验目的：在当地水资源有限的前提下(材料提到"以水定绿"原则),通过对比不同灌草种植组合的阻沙能力,找出最佳阻沙效果的灌草种植方式。
自变量:灌草种植方式(如灌木与草本的比例)。
因变量:阻沙效果(如沙粒截留量、风速降低率)和水分消耗量。
控制变量:实验区域土壤类型、初始风力等。
知识迁移
（2024全国甲卷）我国西北某地年降水量300毫米左右。某研究小组在“以水定绿”思想指导下，探索通过条带状种植灌木和草本植物防风阻沙的合理方式。下表对比了当地生态建设中常用灌木与草本植物的特征。
设计实验，探索当地水资源约束下具有最佳阻沙效果的灌草种植方式。
实验设计步骤
第二步：设计实验步骤
(1)准备实验区域：选取若干面积相同、地形和土壤相近的区域,划分为小区作为实验组(纯灌木组、纯草本组、间种组)。设置一个不种植物的小区域作为对照组,用于对比有无植被覆盖的阻沙效果差异。
(2)实验操作：将不同试验田种植成活后，模拟自然环境生长条件，利用风沙装置模拟沙尘运动，测量不同环境下沙尘漂移数量，同时测试灌木和草类在当地成活度。
(3)数据处理：将不同数据进行比较，最终得出阻沙效果最显著的一组。
从表格推测：
纯灌木组:植株高、根系深,但耗水大,水资源有限时,后期生长或受影响,阻沙效果可能变差。
纯草本组:耗水小,能固定表层沙土,但植株矮,对高层风沙流阻挡力不足。
间种组:合理比例可兼顾高度阻沙与节水,阻沙效果较好,但不同比例效果有区别。
知识迁移
（2024全国甲卷）我国西北某地年降水量300毫米左右。某研究小组在“以水定绿”思想指导下，探索通过条带状种植灌木和草本植物防风阻沙的合理方式。下表对比了当地生态建设中常用灌木与草本植物的特征。
实验名称 探索西北地区在水资源约束下具有最佳阻沙效果的灌草种植方式
实验目的 验证不同植物种植方式对阻沙的效果，寻求在水资源有限的背景下，最佳的种植方式
实验材料和设备 西北某试验场、若干灌木和草类、模拟风沙的设备
实验步骤 (1）准备工作：在我国西北某试验场内，分成若干实验样本田，有灌草结合种植，比如外围是灌木，中间是草类，外围是草类，中间是灌木，灌草相间分布；单独灌木种植田及单独草类种植田。
(2）实验操作：将不同试验田种植成活后，模拟自然环境生长条件，利用风沙装置模拟沙尘运动，测量不同环境下沙尘漂移数量，同时测试灌木和草类在当地成活度。
(3）数据处理：将不同数据进行比较，最终得出阻沙效果最显著的一组。
实验注意事项 尽可能模拟自然环境，减少人为干预；可适当增加同类试验田数量，以确保数据准确性。
设计实验，探索当地水资源约束下具有最佳阻沙效果的灌草种植方式。
2.对照原则（对照实验法）
通过设计对比方案，可检验理论或假设是否成立，筛选出最优方案，指导实践。
第一，要确定题目要求对照的对象；
第二，找出不同组别对照实验的相同点；
第三，关注对照实验之间的各种差异，差异的角度越细化越好；
第四，基于对照实验的差异性，逐个进行分析推理。
（二）实验题答题方法
（2025·河南卷）充填复垦是采煤沉陷地恢复土地生产力的常用方式，通常利用粉煤灰、煤矸石、泥沙等充填沉陷地，然后覆盖一定厚度的土壤。山东邱集煤矿地处黄河下游冲积平原，煤矿开采后，耕地大面积沉陷，并存在季节性积水，不能耕种。某研究团队利用附近引黄总干渠淤积泥沙对沉陷地进行充填复垦，为研究不同充填方式的复垦效果，开展两组试验（图1），结果表明试验2粮食产量显著高于试验1。
(2)说明试验2粮食产量显著高于试验1的主要原因。（4分）
典例三
第一步：明确对照对象
研究不同充填方式的复垦效果的两组试验：试验1和试验2
第二步：确定相同要素
①表土充填的深度和厚度相同；②其中一层心土充填的深度和厚度相同
第三步：细化差异要素
①试验2比试验1充填的土层更多（更复杂）；②试验2比试验1多了一层心土（深度约在60-80cm）
第四步：逐个分析推理
①试验2土层更多，使土壤的剖面结构更优化；②根据图示，心土黏粒比例高，心土较多的土层（试验2）更能保持土壤水分等，从而利于农作物的生长
【答案】试验2土壤剖面结构优化，能够有效减少土壤水分渗漏、蒸发和肥力流失，土壤保肥保水能力强，有利于农作物的生长。
评分细则：①土壤结构：试验2 土壤剖面结构优化/底部多一层心土层/心土层较厚
②水分：能有效减少土壤水分渗漏/蒸发/土壤保水能力强
③肥力：能有效减少土壤肥力流失/土壤保肥能力较强
【归纳】实验题常见考点
(1)自然地理实验
地形地貌形成: 模拟流水侵蚀、风力沉积(如沙丘形成)、喀斯特地貌发育等。
水文过程: 蒸发、降水、径流实验(如模拟水循环或河流阶地形成)。
热力环流: 海陆风、山谷风的模拟实验(如烟雾在冷热水上方的运动)。
土壤特性: 土壤含水量、质地、酸碱度对植被的影响。
(2)人文地理实验
城市热岛效应: 通过温度计测量不同下垫面(水泥地、草地)的温度差异
交通流量模拟: 分析道路设计对通行效率的影响(如模拟十字路口车流)。
农业区位实验: 光照、水分、坡度对作物生长的模拟对比。
(3)区域地理与可持续发展
生态修复实验: 模拟植被覆盖率对水土流失的影响。
资源利用效率: 不同灌溉方式(滴灌、漫灌)的水资源消耗对比
四、调查类试题

1.地理调查流程
“确认问题—设计方案—实施过程—数据分析—撰写报告”完整流程。明确每一步任务：
①确认问题：找准研究核心
②设计方案：明确主题/对象/方法/工具，遵循八大原则（代表性、系统性、科学性、可行性……）
③实施过程：真实获取与记录数据
④数据分析：统计整理，图表呈现，剖析成因
⑤撰写报告规范结构（标题、引言、主体、结语等）
（2025·陕晋青宁卷）构建以社区养老服务设施为中心，15分钟步行距离为服务半径的“养老服务圈”对推动社区养老具有重要意义。为了解社区养老服务驿站区位状况并为优化驿站布局提供参考，某地理研学小组选取所在城市中心区老旧社区进行调查，在地理信息技术支持下得到养老服务圈边界，并将部分调查结果汇总（下图）。
（1）针对调查目的，写出该小组需要调查的内容。
（2）结合该区域社区养老服务驿站布局现状，提出优化建议。
典例四
规范作答：（1）①社区老龄人口数量、分布及需求状况；②现有养老驿站的数量、位置、服务范围及服务内容；③社区内道路交通状况，包括主干道、支路的分布及通行能力；④社区内公共设施（如公园、幼儿园）的分布状况；⑤居民对养老服务驿站的认知度、满意度及改进建议。
调查目的
调查背景
调查方法—访谈
现代科技支撑
调查内容
调查结论
(2)优先在养老服务驿站未覆盖区域布局;选择环境优美、空气清新的位置布局;优化出行路径,布局在交通便利的位置;完善周边配套设施;服务内容多样化,从业人员专业化,质量标准化。加大宣传,提高驿站的利用率。
（2025·安徽）5月某日，天气晴朗，某研学小组在江苏如东“光氢储一体化”海上光伏示范项目基地开展研学活动。当地利用大面积的滩涂，建设集海上光伏发电、制氢加氢和储能电站于一体的综合性项目，实现绿电就地消纳、转化应用。图1示意如东地理位置，图2为光伏项目景观照片。
研学活动一 太阳高度角对太阳辐射的影响研究
研学小组想从碳减排角度了解该光伏项目带来的生态价值，计划访谈相关生态环境专家，请为他们拟一份访谈提纲（要求至少列出3条）。
典例五
一、匹配访谈对象(生态环境专家)
问题要突出专业性，围绕碳减排的科学原理设计
二、紧扣调查目的(碳减排角度的生态价值)
问题要聚焦光伏项目与“碳减排”“生态系统”的联系
三、遵循逻辑层次(从基础到深层)
基础：光伏项目发电替代传统能源，对碳减排的直接影响
深入：光伏项目对所在区域生态系统碳储量(如植被、土壤固碳)的作用
展望：当地生态环境现状，及光伏项目碳减排的长期预期效果
规范作答：①光伏项目的发电功能对碳减排的影响；②光伏项目对所在区域碳储量（生态系统）的影响；③该地的生态环境现状及光伏项目的碳减排预期效果等。
2.地理调查常见问题
优化调查方案。题目要求考生发现原有方案的 “科学性缺陷”（如样本不足、数据维度缺失、方法单一等），结合调查主题与区域特征，提出针对性、可操作的改进措施，最终提升调查数据的可靠性与结论的准确性。其作答逻辑可拆解为“找不足→定方向→提措施”。
常见缺陷 举例 优化措施
抽样/样方代表性不足 仅在一处设样地，样方少无重复，主观选样偏差大 增加样本数量与重复度；扩大样本空间范围；改进抽样方法，确保样本随机性
数据维度不全 仅测量某一两个因素，其他相关因素未测量 增加对相关重要因素的测量，补充数据
时空覆盖不全 仅某段时间采样，遗漏重要时期，调查空间较小和未涉及差异区域 延长调查时间，覆盖重要时期；增加调查空间范围和类型；动态调整监测频次（重要时期加密）
调查方法单一 仅人工单次采样 增加应用客观技术（无人机 + GIS、土壤传感器）；结合实地观测与实验室分析
数据验证缺失 仅实验室测量，未与实地数据对比，缺历史数据参考 样本原位测量与实验室数据对比；结合历史数据验证；引入专家反馈验证
（2025·湖南卷）我国西部某沙漠年降水量70～150 mm，冬季有一定厚度的稳定积雪。某些短期生植物在该沙漠广泛分布，其生长期在4—6月，根系深约30 cm。某中学地理小组为了研究沙垄不同地貌部位表层土壤水分与植被生长的关系，制定了如下调查方案：在一条典型沙垄上选定A，B，C三个采样地（图3）、合理设置样方，通过日测获取植被覆盖度，在样方中采集20 cm深度的土壤样品，密封后送实验室测量样品土壤含水量。在4—7月分7次按同样的方法进行采样调查。通过调查和实验，获得了相关数据（表3）。
典例六
(2)描述沙垄植被覆盖度时空总体变化特征。
比较
比较
规范作答：4月至7月，沙垄植被覆盖度先增大后减小；5月植被覆盖度最大；由垄顶经垄坡至垄间，随海拔降低，植被覆盖度呈现增大趋势；垄顶植被覆盖度最小，垄间植被覆盖度最大。
（2025·湖南卷）我国西部某沙漠年降水量70～150 mm，冬季有一定厚度的稳定积雪。某些短期生植物在该沙漠广泛分布，其生长期在4—6月，根系深约30 cm。某中学地理小组为了研究沙垄不同地貌部位表层土壤水分与植被生长的关系，制定了如下调查方案：在一条典型沙垄上选定A，B，C三个采样地（图3）、合理设置样方，通过日测获取植被覆盖度，在样方中采集20 cm深度的土壤样品，密封后送实验室测量样品土壤含水量。在4—7月分7次按同样的方法进行采样调查。通过调查和实验，获得了相关数据（表3）。
典例六
抽样/样方代表性不足
数据维度不全
(3)请对上述调查方案提出优化措施。
常见缺陷 举例 优化措施
抽样/样方代表性不足 仅在一处设样地，样方少无重复，主观选样偏差大 增加样本数量与重复度；扩大样本空间范围；改进抽样方法，确保样本随机性
数据维度 不全 仅测量某一两个因素，其他相关重要因素未测量 增加对相关重要因素的测量，补充数据
增加沙垄样方数量；
加入降水量与蒸发(腾)量数据。
生物结皮是由藻类、真菌、地衣、苔藓和其他微生物组成的复杂复合体，在防止土壤侵蚀方面发挥着重要作用。下图示意40%覆盖度生物结皮、草地+40%覆盖度生物结皮和灌木+40%覆盖度生物结皮的产沙过程。为探究不同组合条件下生物结皮与灌草植被对产沙过程的影响，某实验小组进行了模拟实验，实验报告如下表所示。
课后作业
实验名称 产沙量实验
实验目的 探究生物结皮对土壤产沙量的影响
实验材料 坡度为15°的钢槽3个、40%覆盖度生物结皮、草地+40%覆盖度生物结皮和灌木+40%覆盖度生物结皮的细沙土样品、量筒30个、电动喷雾器1个、烘箱1台、电子秤1台
实验步骤 步骤1：使用电动喷雾器均匀洒水，模拟降雨过程
步骤2：每隔4分钟使用量筒接取一次泥沙过程样，静置沉淀，并分类标记序号
步骤3：模拟降雨试验结束后，将所有降雨过程样的泥沙样品上部清液倒掉
步骤4：
步骤5：
实验结果 不同组合条件下生物结皮与灌草植被对产沙过程的影响差异明显
实验分析 相同降水条件下，可以通过产沙量的多少判断生物结皮的减蚀效益
实验结论
(1)据图说明相同降水条件下生物结皮与灌草植被组合处理下产沙量的差异及随降水历时的演变趋势。


(2)补齐表中的实验步骤和实验结论。（在表格中填写）
40％覆盖度生物结皮的产沙量最大，灌木产沙量略大于草地；随降水历时增加，三者均呈先增大再减小并逐渐稳定的趋势。
将所有泥沙样品放入烘箱中烘干。
用电子秤分别称重以得到每个泥沙样品的产沙量。
生物结皮与灌草植被组合具有显著的减蚀效益，草地＋40％生物结皮的减蚀效益最好。

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