资源简介

(共26张PPT)
地理实验设计类题目分析
年份 试题 考向
2025 广东卷 设计实验验证沉积物的差异性沉积
2025 湖南卷 改进“沙垄不同地貌部位表层土壤水分与植被生长关系”调查方案
2025 江西卷 为评估水土流失防治效果，从多个方面给出研究方案
2024 全国甲卷 设计实验探索灌草种植方式的阻沙效果
2023 福建卷 分析实验方法对测算枯落物吸水量的适用性
2022 全国甲卷 为分析鱼类体内多氯联苯来源，选择样品种类和采样点位置
考查内容：设计实验步骤（方案）、改进试验步骤（方案）
考情分析
地理实验的三大变量
变量 说明
自变量（你改变的）
因变量（你观察的）
控制变量（你必须保持不变的）
实验中由人为主动操作、改变的因素（原因）
随着自变量的变化而产生明显变化的现象或数据（结果）
除自变量外，其他所有可能影响实验结果，必须严格保持一致的条件
地理实验的核心原则
核心原则 说明
单一变量原则
对照原则
一组对照实验中，只能有一个自变量不同，其他条件必须绝对相同。使得唯一自变量的变化能够直接导致因变量的变化，避免其他因素的干扰。
通过对比来排除干扰因素，确保实验结果是由于实验变量引起的。
地理实验的设计步骤
设计步骤 说明
根据材料信息，明确需要验证的某个核心地理原理或现象
调用所学知识联系教材原理
明确自变量、因变量、控制变量关系
选择常见、具有代表性的实验材料及常规器材，如蒸馏水、烧杯、量杯等，使实验结论可迁移至实际情境中
设置对照组，遵循单一变量原则
充分使用材料，所出现的实验材料一定在实验步骤均有所体现
步骤描述清晰，可操作，可具体为“动词+工具+量化数据”，如“往烧杯加水、观察渗水”改为“用量杯分别向A、B烧杯倒入100ml蒸馏水”
实验结果与结论的逻辑对应，结合地理原理，用专业术语总结，回应实验目的
明确实验目的
联系地理原理
确定实验变量
选择实验材料
设计实验步骤
分析实验结论
地理实验设计思维建模
抓变量
联原理
严操作
深推导
明目的
地理实验设计流程 思维链条 设计步骤 具体描述
明目的 明确实验目的
联原理 联系地理原理
抓变量 自变量（你改变的）
因变量（你观察的）
控制变量（你必须保持不变的）
严操作 选择实验材料
设计实验步骤（“动词+工具+量化数据”）
深推导 分析实验结论
例题展示
（2025·广东）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”,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b所示部位。
（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b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的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）
（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b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的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）
例题展示
地理实验设计流程 思维链条 设计步骤 具体描述
明目的 明确实验目的
联原理 联系地理原理
抓变量 自变量（你改变的）
因变量（你观察的）
控制变量（你必须保持不变的）
严操作 选择实验材料
设计实验步骤（“动词+工具+量化数据”）
深推导 分析实验结论
验证沉积物粒径下粗上细的特征与黄河水流中的携泥沙差异性沉降相关
流水沉积作用的分选性
泥沙颗粒的粒径大小
沉积物在垂直方向上的粒径排列顺序
统一的水量和水深
泥沙（粒径粗细不一）、水、烧杯、搅拌棒
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
待泥沙全部沉积后，观察不同粒径沉积物的排列顺序
观察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，因此黄河水所携不同粒径泥沙的因重力分选发生差异性沉降，形成此特征，故推测是合理的。
自变量
因变量
控制变量
（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。
迁移应用
（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。
迁移应用
明确实验目的
当地水资源约束下具有最佳阻沙效果的灌草种植方式
联系地理原理
植被会使风速降低，削弱风力侵蚀和搬运作用，促进风沙沉积
确定实验变量
自变量：灌草种植方式 因变量：阻沙效果
控制变量：一致的自然环境（西北地区、年降水量300毫米左右）、种植方式（条带状）等
自变量
因变量
控制变量
（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。
迁移应用
选择实验材料
西北某试验场条件一致的沙地
当地若干灌木和草类
种植工具、数据记录表
模拟风沙的设备
（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。
迁移应用
设计实验步骤
(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，确保数据准确性。
地理实验改进方向
能优化的环节
细化自变量的设置，增加变量的梯度
排除干扰因素，确保因变量的变化仅由自变量引起
增加实验样本数量或重复进行多次实验并取平均值，以减小偶然误差，提高数据可靠性
采用更精确的实验器材，将定性观察转化为定量数据记录
地理过程往往是漫长的、宏大的，而实验装置往往太小、时间太短，无法很好反映规律。拓宽实验装置的空间尺度，或延长实验观测的时间，直至系统状态稳定，以减弱装置边界对地理过程的干扰
地理实验改进思维建模
排干扰
拓梯度
换器材
增样本
实验改进
采用更精确的实验器材，将定性观察转化为定量数据记录
细化自变量的设置，增加变量的梯度（如设置多个不同的坡度/温度档位），以获取更完整连续的规律
增加实验样本数量或重复进行多次实验并取平均值，以减小偶然误差，提高数据可靠性
拓宽实验装置的空间尺度，或延长实验观测的时间，直至系统状态稳定，以减弱装置边界对地理过程的干扰
扩时空
排除干扰因素，确保因变量的变化仅由自变量引起
例题展示
（2025·湖南卷）我国西部某沙漠年降水量70—150mm，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30cm。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（下图）、合理设置样方，通过日测获取植被覆盖度，在样方中采集20cm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。
(4)请对上述调查方案提出优化措施。
例题展示
（2025·湖南卷）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（下图）、合理设置样方，通过日测获取植被覆盖度，在样方中采集20cm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。
(4)请对上述调查方案提出优化措施。
抽样代表性不足
数据维度不全，未考虑其他重要因素
抽样代表性不足
数据维度不全，未考虑其他重要因素
增加样本数量和重复度，扩大样本空间
增加相关重要因素的测量，补充数据
增加降水量和蒸发量数据
例题展示
（2025·湖南卷）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（下图）、合理设置样方，通过日测获取植被覆盖度，在样方中采集20cm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。
(4)请对上述调查方案提出优化措施。
抽样代表性不足
数据维度不全，未考虑其他重要因素
增样本
扩空间
拓梯度
增加多条典型沙垄作为样方
增加降水量和蒸发量等气象数据
换器材
通过遥感影响或垂直投影测算方式获取准确数据
排干扰
对迎风坡、背风坡分开调查
迁移应用
（2025·宁德三模）某研学小组在实验室进行产流时间（坡面产生径流的时间）的模拟实验。下表为实验中获得的不同坡度、植被和降雨强度下坡面产流时间数据（单位：分钟）。
为提高实验数据的可靠性，请对该实验提出改进建议。
迁移应用
（2025·宁德三模）某研学小组在实验室进行产流时间（坡面产生径流的时间）的模拟实验。下表为实验中获得的不同坡度、植被和降雨强度下坡面产流时间数据（单位：分钟）。
自变量
因变量
实验目的
降雨强度不是梯度变化
坡度变化数量不足
增样本
拓梯度
增加土壤类型、植被类型或植被覆盖率的变化
每组实验重复3次或以上
将实验的坡度变量有梯度扩大（0°-90°）
增加降雨强度较小的梯度变量；
将降雨强度33、54、94(mm/h)改为30、60、90(mm/h)
扩时间
延长模拟实验降水时长及观测时间
总 结
抓变量
联原理
严操作
深推导
明目的
排干扰
拓梯度
换器材
增样本
实验改进
扩时空
实验设计
无论地理题型如何创新，本质考查的仍是地理核心原理
知其然
知其所以然
实践论证转换
更在于大地的实证
地理学不止于纸上谈兵
课后训练
（2026·东莞一模）W 湖地处我国季风边缘区，流域降水强度变化较大。某学者考察研究发现，W 湖湖底沉积物主要由周围地表水携带陆源物质输入形成，依据考察结果制作的沉积物粒径分布如图9 所示。
（2）为验证“湖底沉积物分选性与离岸距离关系 ”这一研究成果，东莞市某地理学习小组设计模拟实验。请帮助他们完成实验设计。（4 分）

课后训练
（2）为验证“湖底沉积物分选性与离岸距离关系 ”这一研究成果，东莞市某地理学习小组设计模拟实验。请帮助他们完成实验设计。（4 分）

用装适量水的量杯从木板顶端以不同流速向木板倒水
观察并记录水箱底部从近岸到中心不同位置的沉积物颗粒大小分布特征
课后训练
（2025·福建·一模）龙岩市某学校地理兴趣小组于夏季某日晴朗的中午，开展“大气受热过程和温室效应”模拟实验。实验目的：验证二氧化碳具有较强的温室效应。初始实验装置如图所示（甲、乙装置除箱内气体不同外，其余均相同）。
将实验装置放置于太阳光下较长时间后，发现两个箱内的温度差异不大。兴趣小组往乙箱中加入适量沙土后，继续放置于太阳光下相同时间，两个温度计的读数出现明显差异。但是，教师认为这个结果尚无法验证实验目的，需改进甲装置，再重复前面的实验操作，比较所获数据可验证实验目的。
推测实验结果无法验证实验目的的依据，并指出改进甲装置的方法。
实验目的：验证二氧化碳具有较强的温室效应
自变量：二氧化碳浓度 因变量：气温
控制变量：玻璃箱的规格及其内部环境、太阳光的强度、距离地面高度等
课后训练
（2025·福建·一模）龙岩市某学校地理兴趣小组于夏季某日晴朗的中午，开展“大气受热过程和温室效应”模拟实验。实验目的：验证二氧化碳具有较强的温室效应。初始实验装置如图所示（甲、乙装置除箱内气体不同外，其余均相同）。
将实验装置放置于太阳光下较长时间后，发现两个箱内的温度差异不大。兴趣小组往乙箱中加入适量沙土后，继续放置于太阳光下相同时间，两个温度计的读数出现明显差异。但是，教师认为这个结果尚无法验证实验目的，需改进甲装置，再重复前面的实验操作，比较所获数据可验证实验目的。
推测实验结果无法验证实验目的的依据，并指出改进甲装置的方法。
使得变量不唯一，且也能引起升温
改进方法：往甲箱内也加入等量沙土
依据：甲箱内无沙土，乙箱内有沙土，沙土也可加快箱内气温上升，无法确定乙箱气温较高是因为加入了二氧化碳
改进方法：往甲箱内加入等量沙土
感谢观看

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