地理實(shí)驗(yàn)、作圖題例析與能力培養(yǎng)
近年來的地理高考試題,越來越注重對(duì)考生應(yīng)用能力的考查和培養(yǎng)學(xué)生科學(xué)探究的實(shí)踐精神。如地理實(shí)驗(yàn)、作圖等新題型的出現(xiàn)(05年廣東考題),其目的就在于通過作圖、實(shí)驗(yàn)?zāi)芰Φ目疾?檢驗(yàn)和區(qū)分考生獨(dú)立自主的探究能力、邏輯思維的定性能力、動(dòng)腦動(dòng)手的實(shí)踐能力以及與數(shù)理等學(xué)科滲透的綜合應(yīng)用能力等,體現(xiàn)了新課程標(biāo)準(zhǔn)理念下高考命題的特點(diǎn)和所具有的選拔功能,因而要加強(qiáng)對(duì)學(xué)生實(shí)驗(yàn)、作圖能力的培養(yǎng)。我們通過部分常見題型的例析對(duì)指導(dǎo)學(xué)生的備考復(fù)習(xí),提高應(yīng)試水平具有一定的積極意義。
一、實(shí)驗(yàn)題例析
解題要求:解答地理實(shí)驗(yàn)題如同理、化、生學(xué)科的實(shí)驗(yàn)題,一般也應(yīng)從“實(shí)驗(yàn)?zāi)康摹?往往題目中已給定)、“實(shí)驗(yàn)用材”、“實(shí)驗(yàn)步驟”和“實(shí)驗(yàn)結(jié)論”四個(gè)方面展開。
例1. (05年廣東考題)設(shè)計(jì)一個(gè)簡(jiǎn)便易行的小實(shí)驗(yàn),以證明地轉(zhuǎn)偏向力的存在。寫出實(shí)驗(yàn)用材、實(shí)驗(yàn)步驟和所得結(jié)論。
解析:(1)實(shí)驗(yàn)材料:可選用有軸的球狀物,如地球儀、塑料球,撐開的雨傘等;墨水等。
(2)實(shí)驗(yàn)步驟:①將球狀物的虛擬北極點(diǎn)向上,在球狀物上滴適量的墨水;②正確模擬地球自轉(zhuǎn)方向,自西向東旋轉(zhuǎn);③觀察并描述墨水流淌痕跡偏轉(zhuǎn)的方向;④再次虛擬南極點(diǎn)向上,重復(fù)②③步驟,但旋轉(zhuǎn)方向與②相反。
(3)實(shí)驗(yàn)結(jié)論:通過本實(shí)驗(yàn),可證明地球表面的物體在做水平運(yùn)動(dòng)時(shí),運(yùn)動(dòng)方向發(fā)生偏轉(zhuǎn)。在北半球向右偏轉(zhuǎn),在南半球向左偏轉(zhuǎn)。
例2. 設(shè)計(jì)一個(gè)簡(jiǎn)便易行的小實(shí)驗(yàn),用自備的物具演示晝半球、夜半球和晝夜交替現(xiàn)象,畫出晨昏線,試寫出實(shí)驗(yàn)用材,實(shí)驗(yàn)步驟和所得結(jié)論。
解析:(1)實(shí)驗(yàn)用材:一只不透明的小球如乒乓球等球狀物表示地球;一只發(fā)光的燈泡表示太陽。
(2)實(shí)驗(yàn)步驟:①將發(fā)亮的燈泡對(duì)著不透明的小球,可見只有半個(gè)球面被照亮;②用筆畫出亮半球與暗半球的分界線(晨昏線);③將小球按地球自轉(zhuǎn)方向旋轉(zhuǎn),則可見亮半球與暗半球在不斷更新。
(3)實(shí)驗(yàn)結(jié)論:通過上述實(shí)驗(yàn),可說明由于地球是一個(gè)既不發(fā)光又不透明的球體,在同一時(shí)間里,太陽只能照亮地球的一半即晝半球,背著太陽的半球?yàn)橐拱肭?晝夜半球的分界線叫晨昏線(圈),由于地球在不停地自西向東自轉(zhuǎn),從而晝夜半球就不斷地進(jìn)行交替。
例3. 自備器材演示地球的自轉(zhuǎn)方向。
解析:(1)實(shí)驗(yàn)用材:選一個(gè)球狀物如乒乓球。
(2)實(shí)驗(yàn)步驟:①將虛擬的球狀物北極點(diǎn)朝上(指向北極星附近);②模擬地球自轉(zhuǎn)方向(自西向東);③從北極點(diǎn)上方看球狀物的旋轉(zhuǎn)并確定旋轉(zhuǎn)方向;④再將虛擬的南極點(diǎn)朝上,旋轉(zhuǎn)方向與②相反,并觀察此時(shí)從南極上空看球狀物的運(yùn)動(dòng)方向。
(3)實(shí)驗(yàn)結(jié)論:地球自轉(zhuǎn)的方向“自西向東”。①側(cè)視地球,自轉(zhuǎn)方向是自西向東;②從北朝上空著,地球呈逆時(shí)針方向旋轉(zhuǎn);③從南極上空看,地球呈順時(shí)針方向旋轉(zhuǎn)。
例4. 設(shè)計(jì)一種測(cè)量正午太陽高度的簡(jiǎn)單易行的方案,并試著測(cè)量該地當(dāng)日的正午太陽高度。(要求寫出實(shí)驗(yàn)用材、步驟、結(jié)論并作簡(jiǎn)圖加以說明)
解析:(1)實(shí)驗(yàn)用材:①取長(zhǎng)1m左右的木桿或竹竿(做圭桿);②長(zhǎng)2m左右的繩子和釘子(在地面上畫圓弧用)、刻度尺、量角器等。
(2)實(shí)驗(yàn)步驟:①選一塊平坦開闊的空地,將圭桿垂直插入地上。見圖o點(diǎn)處;②以o點(diǎn)為圓心,以上午某時(shí)刻桿影oa為半徑畫弧ad,并畫出oa線;③當(dāng)下午某時(shí)刻的桿影末端落到ad弧與b點(diǎn)時(shí),畫ob線;④作∠aob的角平分線oc;⑤第二天當(dāng)桿影oe落到oc線上時(shí),就是當(dāng)?shù)氐胤綍r(shí)正午12點(diǎn),同時(shí)∠oep就是當(dāng)日的正午太陽高度角。
(3)實(shí)驗(yàn)結(jié)論:通過圭測(cè)法可得出正午太陽高度最大時(shí)刻的某地所在的經(jīng)線時(shí)刻即為正午12點(diǎn),說明當(dāng)?shù)卣?2點(diǎn)的太陽高度就是該地一日內(nèi)最大的太陽高度。
二、作圖題例析
解題要求:地理作圖題就是運(yùn)用數(shù)學(xué)思想,對(duì)所要表達(dá)的地理原理、地理思想,結(jié)合數(shù)理邏輯思維,從而達(dá)到準(zhǔn)確、周密的解決地理原理、現(xiàn)象的過程。
例1. 地球自轉(zhuǎn)線速度自赤道向高緯遞減,南北緯60°地球自轉(zhuǎn)線速度約為赤道的一半。試用作圖求解法證明以上的結(jié)論。
解析與作法:(見圖)根據(jù)圓周運(yùn)動(dòng)線速度的計(jì)算公式v=。r(為角緯度,r為圓周半徑)地球表面除南北兩極點(diǎn),各地的角速度都相等,所以某緯線的線速度為赤道的一半,必然圓周半徑為赤道半徑的一半,即r=1/2r,而ao=r,三角形aoo“為直角三角形,所以r=1/2ao,∠aoo”=30°,推得∠aor=60°,所以南北緯60°的自轉(zhuǎn)線速度為赤道的一半。
例2. 繪簡(jiǎn)圖說明地球赤道平面與黃道平面的關(guān)系并在所作圖上標(biāo)出北極星、地軸、赤道平面、黃道平面、黃赤交角的大小等(可用線條表示平面)
解析與作法:地球在自轉(zhuǎn)的同時(shí)又在其公轉(zhuǎn)軌道上(黃道面上)繞日公轉(zhuǎn),赤道平面與黃道平面的關(guān)系實(shí)際上就組成了一個(gè)二面角的關(guān)系。
作法見圖:①作一斜線(東北—西南走向)表示地軸,其北端指向北極星附近,在其中選取一點(diǎn)o,過o點(diǎn)作地軸的垂線l1即為赤道平面;②過o點(diǎn)作與地軸的夾角為66°34“的直線l2(黃道平面),那么l1l2夾角α=90°-66°34”=23°26“,即是黃赤交角的度數(shù)。
例3. 作一簡(jiǎn)圖表示某日某地的太陽運(yùn)行軌跡,并作出該地該日正午太陽高度角h,在地平面上標(biāo)出方位。
解析與方法:(見圖)作一平行四邊形表示某地o點(diǎn)所在的地平面,根據(jù)日出在東(如a點(diǎn)),日落在西(如b點(diǎn)),標(biāo)出東、南、西、北方位,然后在某地o點(diǎn)的正南方c點(diǎn)處(a、b中間)畫一太陽,用弧線連接a、c、b并在弧線上按由a→c→b標(biāo)出太陽運(yùn)行方向箭頭。連接co、co與地平面交角h即為所作的該地該日的正午太陽高度。
例4. 求作夏至日地球光照?qǐng)D用陰影表示夜半球,畫出晨昏線并作直射點(diǎn)p點(diǎn)太陽光線和北極圈上m點(diǎn)的正午太陽高度h.
解析與作法:(見圖)夏至日太陽直射點(diǎn)位于北回歸線上,這時(shí)太陽光線垂直于北回歸線,太陽高度為90°。太陽光線垂直晨昏線,直射點(diǎn)的光線還必須過地心,連接p點(diǎn)與地心o,作op的延長(zhǎng)線,在p點(diǎn)標(biāo)注指向地球的箭頭,即為直射點(diǎn)p點(diǎn)的太陽光線。其他光線作與直射點(diǎn)光線的平行線即可。夏至日晨昏線與極圈相切連接a、b兩切點(diǎn)的線即為晨昏線。連接mo,過m點(diǎn)作om的垂線l,(過m點(diǎn)作球面的切線)這時(shí)過m點(diǎn)的太陽光線與過m點(diǎn)球面的切線l之間的夾角h就是m點(diǎn)的正午太陽高度角。
例5. (04年廣東考題)在等高線地形圖中,畫出沿ab線的地形剖面圖。
解析與作法:(見圖)①在繪制地形剖面圖的長(zhǎng)方形框左側(cè)作高度表(高度間距要與等高線地形圖中等高線的間距相等),即分別標(biāo)注出150米、250米、350米、450米、550米等;②把a(bǔ)b剖面線與等高線交點(diǎn)轉(zhuǎn)繪在地形剖面圖的基線上,并畫出相應(yīng)的對(duì)應(yīng)點(diǎn);③在地形剖面圖上把各垂直對(duì)應(yīng)點(diǎn)的端點(diǎn)用平滑的曲線連接起來,即是所作的ab線的地形剖面圖。
例6. (2000年廣東考題)下圖表示北半球中緯地區(qū)11月某日等壓線分布(單位:百帕)。
據(jù)此完成下列要求:
(1)用虛線在圖上畫出低壓槽(或高壓脊)的位置。
(2)在虛線兩側(cè)分別用箭頭符號(hào)表示有摩擦力時(shí)的風(fēng)向。
(3)甲地即將出現(xiàn)___________天氣,主要原因是_____________.
解析與作法:①先明確圖示為低氣壓,再把等壓線上的彎曲最大的點(diǎn)用虛線連接而成的線便是低壓槽;②首先明確水平氣壓梯度力,地轉(zhuǎn)偏向力、摩擦力的形成、大小、方向、作用和結(jié)果等基礎(chǔ)知識(shí),弄清風(fēng)向與它們的關(guān)系。接著用鉛筆按一定順序畫出三個(gè)力和實(shí)際風(fēng)向,最后擦去三個(gè)力,加粗畫出兩側(cè)實(shí)際風(fēng)向。
例7. 下圖中①②③④為北半球中緯度海平面的四個(gè)點(diǎn)。在上述四點(diǎn)精確測(cè)定水的沸點(diǎn)時(shí)得到①②兩點(diǎn)為99.91℃,③④兩點(diǎn)為99.80℃,試作出過o點(diǎn)的風(fēng)向。
解析與作法:首先要弄清楚氣壓與沸點(diǎn)的關(guān)系:沸點(diǎn)高,氣壓高;據(jù)此推知①②為高壓,③④為低壓,然后畫出o點(diǎn)的氣壓梯度力(圖中虛線);其次由于在北半球的海平面,地轉(zhuǎn)偏向力朝右,還要受到摩擦力的影響,可正確畫出o點(diǎn)的風(fēng)向?yàn)槲鞅憋L(fēng)(圖中實(shí)線)。
例8. 某高空有一氣壓場(chǎng),數(shù)值如下:請(qǐng)畫出a點(diǎn)風(fēng)向。
解析與作法:高空氣壓場(chǎng),忽略不計(jì)摩擦力,風(fēng)向和等壓線平行。學(xué)生往往只畫出一個(gè)風(fēng)向的錯(cuò)誤結(jié)論,應(yīng)該由a點(diǎn)向北向南(上、下)均可(見圖)。
例9. 簡(jiǎn)要說明三大類巖石的相互轉(zhuǎn)化過程,并按你的理解,畫一幅表示地殼物質(zhì)循環(huán)的示意圖。
解析與作圖:巖石按成因可以分巖漿石、沉積巖和變質(zhì)巖三大類,它們與地球內(nèi)部物質(zhì)(巖漿)在不斷地進(jìn)行著物質(zhì)循環(huán)運(yùn)動(dòng)和相互轉(zhuǎn)化,地球內(nèi)部的巖漿上升冷卻凝固形成巖漿巖,出露地表的巖石經(jīng)外力的風(fēng)化、侵蝕、搬運(yùn)、堆積、固結(jié)成巖作用,形成沉積巖,已形成的巖石在地殼中由于變質(zhì)作用而形成變質(zhì)巖,各類巖石由于地殼變動(dòng)在地下深處被高溫熔化,又成為新的巖漿。三大類巖石的轉(zhuǎn)化過程作圖如上。
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