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    地理实验、作图题例析与能力培养
    近年来的地理高考试题,越来越注重对考生应用能力的考查和培养学生科学探究的实践精神。如地理实验、作图等新题型的出现(05年广东考题),其目的就在于通过作图、实验能力的考查,检验和区分考生独立自主的探究能力、逻辑思维的定性能力、动脑动手的实践能力以及与数理等学科渗透的综合应用能力等,体现了新课程标准理念下高考命题的特点和所具有的选拔功能,因而要加强对学生实验、作图能力的培养。我们通过部分常见题型的例析对指导学生的备考复习,提高应试水平具有一定的积极意义。
    一、实验题例析
    解题要求:解答地理实验题如同理、化、生学科的实验题,一般也应从“实验目的”(往往题目中已给定)、“实验用材”、“实验步骤”和“实验结论”四个方面展开。
    例1. (05年广东考题)设计一个简便易行的小实验,以证明地转偏向力的存在。写出实验用材、实验步骤和所得结论。
    解析:(1)实验材料:可选用有轴的球状物,如地球仪、塑料球,撑开的雨伞等;墨水等。
    (2)实验步骤:①将球状物的虚拟北极点向上,在球状物上滴适量的墨水;②正确模拟地球自转方向,自西向东旋转;③观察并描述墨水流淌痕迹偏转的方向;④再次虚拟南极点向上,重复②③步骤,但旋转方向与②相反。
    (3)实验结论:通过本实验,可证明地球表面的物体在做水平运动时,运动方向发生偏转。在北半球向右偏转,在南半球向左偏转。
    例2. 设计一个简便易行的小实验,用自备的物具演示昼半球、夜半球和昼夜交替现象,画出晨昏线,试写出实验用材,实验步骤和所得结论。
    解析:(1)实验用材:一只不透明的小球如乒乓球等球状物表示地球;一只发光的灯泡表示太阳。
    (2)实验步骤:①将发亮的灯泡对着不透明的小球,可见只有半个球面被照亮;②用笔画出亮半球与暗半球的分界线(晨昏线);③将小球按地球自转方向旋转,则可见亮半球与暗半球在不断更新。
    (3)实验结论:通过上述实验,可说明由于地球是一个既不发光又不透明的球体,在同一时间里,太阳只能照亮地球的一半即昼半球,背着太阳的半球为夜半球,昼夜半球的分界线叫晨昏线(圈),由于地球在不停地自西向东自转,从而昼夜半球就不断地进行交替。
    例3. 自备器材演示地球的自转方向。
    解析:(1)实验用材:选一个球状物如乒乓球。
    (2)实验步骤:①将虚拟的球状物北极点朝上(指向北极星附近);②模拟地球自转方向(自西向东);③从北极点上方看球状物的旋转并确定旋转方向;④再将虚拟的南极点朝上,旋转方向与②相反,并观察此时从南极上空看球状物的运动方向。
    (3)实验结论:地球自转的方向“自西向东”。①侧视地球,自转方向是自西向东;②从北朝上空着,地球呈逆时针方向旋转;③从南极上空看,地球呈顺时针方向旋转。
    例4. 设计一种测量正午太阳高度的简单易行的方案,并试着测量该地当日的正午太阳高度。(要求写出实验用材、步骤、结论并作简图加以说明)
    解析:(1)实验用材:①取长1m左右的木杆或竹竿(做圭杆);②长2m左右的绳子和钉子(在地面上画圆弧用)、刻度尺、量角器等。
    (2)实验步骤:①选一块平坦开阔的空地,将圭杆垂直插入地上。见图o点处;②以o点为圆心,以上午某时刻杆影oa为半径画弧ad,并画出oa线;③当下午某时刻的杆影末端落到ad弧与b点时,画ob线;④作∠aob的角平分线oc;⑤第二天当杆影oe落到oc线上时,就是当地地方时正午12点,同时∠oep就是当日的正午太阳高度角。
    (3)实验结论:通过圭测法可得出正午太阳高度最大时刻的某地所在的经线时刻即为正午12点,说明当地正午12点的太阳高度就是该地一日内最大的太阳高度。
    二、作图题例析
    解题要求:地理作图题就是运用数学思想,对所要表达的地理原理、地理思想,结合数理逻辑思维,从而达到准确、周密的解决地理原理、现象的过程。
    例1. 地球自转线速度自赤道向高纬递减,南北纬60°地球自转线速度约为赤道的一半。试用作图求解法证明以上的结论。
    解析与作法:(见图)根据圆周运动线速度的计算公式v=。r(为角纬度,r为圆周半径)地球表面除南北两极点,各地的角速度都相等,所以某纬线的线速度为赤道的一半,必然圆周半径为赤道半径的一半,即r=1/2r,而ao=r,三角形aoo“为直角三角形,所以r=1/2ao,∠aoo”=30°,推得∠aor=60°,所以南北纬60°的自转线速度为赤道的一半。
    例2. 绘简图说明地球赤道平面与黄道平面的关系并在所作图上标出北极星、地轴、赤道平面、黄道平面、黄赤交角的大小等(可用线条表示平面)
    解析与作法:地球在自转的同时又在其公转轨道上(黄道面上)绕日公转,赤道平面与黄道平面的关系实际上就组成了一个二面角的关系。
    作法见图:①作一斜线(东北—西南走向)表示地轴,其北端指向北极星附近,在其中选取一点o,过o点作地轴的垂线l1即为赤道平面;②过o点作与地轴的夹角为66°34“的直线l2(黄道平面),那么l1l2夹角α=90°-66°34”=23°26“,即是黄赤交角的度数。
    例3. 作一简图表示某日某地的太阳运行轨迹,并作出该地该日正午太阳高度角h,在地平面上标出方位。
    解析与方法:(见图)作一平行四边形表示某地o点所在的地平面,根据日出在东(如a点),日落在西(如b点),标出东、南、西、北方位,然后在某地o点的正南方c点处(a、b中间)画一太阳,用弧线连接a、c、b并在弧线上按由a→c→b标出太阳运行方向箭头。连接co、co与地平面交角h即为所作的该地该日的正午太阳高度。
    例4. 求作夏至日地球光照图用阴影表示夜半球,画出晨昏线并作直射点p点太阳光线和北极圈上m点的正午太阳高度h.
    解析与作法:(见图)夏至日太阳直射点位于北回归线上,这时太阳光线垂直于北回归线,太阳高度为90°。太阳光线垂直晨昏线,直射点的光线还必须过地心,连接p点与地心o,作op的延长线,在p点标注指向地球的箭头,即为直射点p点的太阳光线。其他光线作与直射点光线的平行线即可。夏至日晨昏线与极圈相切连接a、b两切点的线即为晨昏线。连接mo,过m点作om的垂线l,(过m点作球面的切线)这时过m点的太阳光线与过m点球面的切线l之间的夹角h就是m点的正午太阳高度角。
    例5. (04年广东考题)在等高线地形图中,画出沿ab线的地形剖面图。
    解析与作法:(见图)①在绘制地形剖面图的长方形框左侧作高度表(高度间距要与等高线地形图中等高线的间距相等),即分别标注出150米、250米、350米、450米、550米等;②把ab剖面线与等高线交点转绘在地形剖面图的基线上,并画出相应的对应点;③在地形剖面图上把各垂直对应点的端点用平滑的曲线连接起来,即是所作的ab线的地形剖面图。
    例6. (2000年广东考题)下图表示北半球中纬地区11月某日等压线分布(单位:百帕)。
    据此完成下列要求:
    (1)用虚线在图上画出低压槽(或高压脊)的位置。
    (2)在虚线两侧分别用箭头符号表示有摩擦力时的风向。
    (3)甲地即将出现___________天气,主要原因是_____________.
    解析与作法:①先明确图示为低气压,再把等压线上的弯曲最大的点用虚线连接而成的线便是低压槽;②首先明确水平气压梯度力,地转偏向力、摩擦力的形成、大小、方向、作用和结果等基础知识,弄清风向与它们的关系。接着用铅笔按一定顺序画出三个力和实际风向,最后擦去三个力,加粗画出两侧实际风向。
    例7. 下图中①②③④为北半球中纬度海平面的四个点。在上述四点精确测定水的沸点时得到①②两点为99.91℃,③④两点为99.80℃,试作出过o点的风向。
    解析与作法:首先要弄清楚气压与沸点的关系:沸点高,气压高;据此推知①②为高压,③④为低压,然后画出o点的气压梯度力(图中虚线);其次由于在北半球的海平面,地转偏向力朝右,还要受到摩擦力的影响,可正确画出o点的风向为西北风(图中实线)。
    例8. 某高空有一气压场,数值如下:请画出a点风向。
    解析与作法:高空气压场,忽略不计摩擦力,风向和等压线平行。学生往往只画出一个风向的错误结论,应该由a点向北向南(上、下)均可(见图)。
    例9. 简要说明三大类岩石的相互转化过程,并按你的理解,画一幅表示地壳物质循环的示意图。
    解析与作图:岩石按成因可以分岩浆石、沉积岩和变质岩三大类,它们与地球内部物质(岩浆)在不断地进行着物质循环运动和相互转化,地球内部的岩浆上升冷却凝固形成岩浆岩,出露地表的岩石经外力的风化、侵蚀、搬运、堆积、固结成岩作用,形成沉积岩,已形成的岩石在地壳中由于变质作用而形成变质岩,各类岩石由于地壳变动在地下深处被高温熔化,又成为新的岩浆。三大类岩石的转化过程作图如上。

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