《科学发现者地理》参考答案.docx
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《科学发现者地理》参考答案
《科学发现者·地理》参考答案
第1单元地球科学
第1章科学的本质
第1节地球科学
本节复习题（P28）
1、地球科学可以划分成天文学、气象学、地质学和海洋学四个分支学科，其中的天文学主要研究地球大气圈之外的物体与现象，气象学主要研究地球的大气变化、形成各种天气现象的作用力和过程，地质学主要研究地球的组成物质以及这些物质的形成和变化过程，海洋学主要研究海洋的物理化学属性、水体运动、生物分布以及地质变化的过程。
2、地质学家主要研究鉴定岩石、冰川运动、地球历史，以及塑造我们星球的作用力等。
3、地球化学家主要研究地球的组成和地球组分变化的过程。
4、岩石圈和软流层都是地球的圈层。
岩石圈是地球的刚性外壳，包括地壳和地幔最外层的固体部分；软流层是地幔中半熔化的上地幔层。
5、地球水圈划分为以下三个部分：
海洋中的咸水，大气圈中、湖泊、河流和冰川中的淡水，和地下水。
6、提示：
主要通过水循环的各种过程使大气圈和水圈产生相互作用。
7、提示：
概述应包括本节中的粗体字部分。
第2节科学家的研究方法
迷你实验·土壤和水怎样吸收和释放热量（P30）
●分析与结论
1、土壤吸热比水快；也就是说，土壤的温度升得比水的温度快。
2、当容器离开热源时，土壤放热比水快，即土壤比水冷得快。
3、实验中的自变量是媒介——土壤或水，因变量是温度。
本节复习题（P34）
1、科学方法包括提出问题、提出假设、做出预测、进行实验、得出结论总结等步骤。
2、自变量是实验中控制的因子，其值不依赖其它变量的值，并能决定其它变量的值；因变量的值是随着其它变量变化而变化。
3、控制变量是实验中可以变化的因子，用来探究所研究问题在实验条件下的真实结果。
4、在科学计数法中，一个数据表示为一个1和10之间的数乘以一个10的指数的形式。
这个10的指数是为了达到用单一的阿拉伯数字来表示这个数而必须将小数点向右或向左平移的位数。
如果小数点向左平移，10的指数是正数；如果小数点向右平移，10的指数是负数。
5、当水结冰时，水的密度会减少，因此，冰是浮在水上的。
6、下列物理量与其单位的对应关系分别是：
时间→s；密度→g/ml；温度→℃；体积→cm3；质量→kg；重量→N；长度→km；面积→m2。
第3节科学交流
技能实验·制作并使用图表（P36）
●分析
3、温度随年份增加而增高。
4、图表显示，地表温度从1500年开始稳定上升。
●理性思维
5、1980年的地表平均温度约是286.8℃。
6、在2100年地表平均温度将是287.4℃。
本节复习题（P37）
1、交流科学信息使研究成果能供他人使用，从而使他们能够检验并评估这些结果。
2、写实验报告能够让老师对你的实验进行评价表现，进行结果的相互比较，以及学习如何进行实验结果的交流。
3、在线性图的x轴上标自变量，在y轴上标因变量。
4、科学模型是对所要解释的观点进行系统的或数学的近似表达。
5、科学理论是对事物或现象最有效的解释；科学定律是对自然现象的基本运动规律的描述。
科学定律是规律，即使这个规律形成的原因是未知的，但它却是基于观察或实验的。
因此，科学理论常常用来解释科学规律。
6、冰受热融化是科学定律，这在多次实验中都能观察到。
每次冰融化都可以观察到水从固体到液体的变化过程。
7、在图1-13中，随着自变量——温度的上升，会导致因变量——气体体积的增大。
地学实验·用国际单位制测量（P38）
●实验分析
1、测量岩石面积依赖于测量时对岩石轮廓的描绘。
由于同学之间对同一岩石样本的测量方位不同，以及同学在测量不规则岩石时准确计算能力的差异，可能导致测量出的岩石面积不同。
2、是测量误差。
不同学生在测量同一岩石样本的体积时出现不同是可以理解的，而且这个差别一般是很小的。
当然，如果出现大的误差，说明在测量中出现了严重错误。
3、不同学生测量同一岩石样本的重量和质量时出现不同是可以理解的。
在测量中任何误差都应该表示出来。
4、如果需要的话，允许学生使用计算器来计算。
●结论与应用
1、当从不同方位去测量岩石面积时，测量结果既不准确也是有多种结果的。
2、确定样品体积的变量是样本的大小以及烧杯中水刻度的变化。
3、为了测出浮在水面上物体的体积，应该使用密度比较低的液体，像是酒精，或者使用一个细棒将样本压到水面下然后记录水的体积变化。
在第二个方法中，细棒的体积和样本的体积相比必须是微不足道的。
4、质量依赖于样本的大小而不是它的形状，因为质量是一个衡量样本所含物质的量。
第1章复习（P42）
●理解要点
1、c2、d3、a4、a5、c6、c7、d
8、技术是科学发现的应用，科学是对自然现象的理解。
9、提出问题；做出假设；基于假设做出预测；进行实验或观察检测这个预测；根据假设的有效性得出结论；如果必要的话修改假设。
10、假设是对一些现象提出解释。
科学理论是已经被检验过而且能从观察中发现的解释。
11、因变量的值是由自变量决定的变量；自变量的值可以被实验设置或自身改变，它的值决定因变量的值。
12、苹果的质量（g或者kg）；甲虫的长度（mm）；木星的重量（N）；软饮料的体积（L或者mL）；；方糖的体积（cm3）。
13、面积和体积都是衡量物体大小的量。
面积是指物体表面的大小，体积是物体所占空间的大小。
14、国际单位制的换算
1m
1000mm（或1.0×103mm）
0.001km（或1.0×10-3km）
1g
1000mg（或1.0×103mg）
0.001mg（或1.0×10-3mg）
1cm3
0.000001m3（或1.0×10-6m3）
1ml
3.5km
3500m（或3.5×103m）
350000cm（或3.5×105cm）
18.6cm
0.000186cm（或1.86×10-4cm）
0.186m（或1.86×10-1m）
15、见P883表B-2，其中生物危害的符号是
，电力危害、明火、必须戴护目镜的具体符号，略。
16、科学理论是可以用自然规律来解释和理解的，而且可以通过实验或观察证实；科学定律是根据观察得到的，但这个定律形成的原因不一定能被理解。
如进化论是一个科学理论，牛顿的运动定律是科学定律。
17、把自变量表示在线性图的x轴上，把因变量表示在线性图的y轴上。
18、科学模型是对所要解释的观点进行系统的或数学的近似表达。
●应用概念
19、会标示出手套或打翻瓶子的安全符合。
20、首先取三瓶相同体积的水，让三瓶水处于同样水平面；再拿这三种纸巾，让它们面积相同，测量每种纸巾吸收水的时间。
21、在该实验中，自变量是肥料的数量和种类，因变量是在指定时间后草的高度，控制变量是没有使用肥料的草。
22、在这个医生的研究中，第二组患者为控制变量。
●理性思维
23、实验中的自变量是在同一条件下生长的几组植物、钾的含量，因变量是植物的产量，控制变量是没有增加钾含量的植物。
24、水圈中的水通过侵蚀和搬运岩石圈的物质来改变岩石圈；当水失去能量时就往岩石上滴落。
25地球的四个主要系统中，岩石圈有资源，大气圈有供呼吸的空气，水圈有水，生物圈有食物。
26、为了让气球保持稳定，也就是说停止膨胀或收缩，要使气球内部的气压等于外部的气压，直到二者相等时气球才会不再膨胀或收缩。
●标准化测试
1、a2、d3、c4、b
第2章绘制我们的世界
第1节纬度和经度
迷你实验·如何确定地物在地球上的位置（P47）
●分析与结论
1、美国华盛顿州的圣海伦斯山：
46°12′N，122°11′W；美国纽约州的尼亚加拉瀑布：
43°05′N，79°03′W；位于中国和尼泊尔交界处的珠穆朗玛峰：
27°59′N，86°56′E；澳大利亚的大堡礁：
18°00′S，145°50′E。
2、0°03′S，90°30′W：
加拉帕戈斯群岛的厄瓜多尔；27°07′S，109°22′W：
智利复活岛；41°40′N，112°30′W：
犹他州大盐湖；35°02′N，111°02′W：
巴林杰陨石坑；3°04′S，37°22′E：
乞力马扎罗山。
3、需根据学生的具体地理位置来回答。
本节复习题（P49）
1、地图学是制作地图的科学。
2、纬线是与赤道平行的线，经线是连接南北两极的线。
纬度是纬线距赤道的角距离，其参照点是赤道；经度是经线距本初子午线的角距离，其参照点是本初子午线。
3、国际日界线即180°子午线，是日期变更线。
日本的东京是7月5日星期五上午7点。
4、60°÷15°/h=4h，即从你家向东西两侧各60°的地方时间将分别相差4小时。
5、南极位于90°S。
因此，如果你在70°N，要想到达南极点，你需要穿越160°纬度。
6、经度1°跨越的距离变化，从赤道的111km逐步向南北两侧递减，到南北极点时距离为0。
第2节地图的类型
技能实验·计算坡度（P53）
●分析
1、A点与B点的水平距离为1000米。
海拔相差是1137米－830米=307米。
2、坡度常用坡比来表示，坡比=垂直距离/水平距离，所以从A点到B点的坡比为307米/1000米=0.307。
●理性思维
3、B点到C点的水平距离是1700米，海拔相差是960米－830=130米，所以坡比是130米/1700米≈0.076。
第二问的回答是多样的，因比较水平距离和坡比，步行从B点到C点没有从A点到B点那样陡，但是路程要长。
4、步行最陡的地方是从等高线为900米处到A点。
因该段密集的等高线表明海拔在急剧上升。
本节复习题（P54）
1、墨卡托投影是将球面上的点和线投影到圆柱体上，它广泛应用于飞机和轮船的导航；球心投影是将球面上的点和线投影到一张与球面相切于一点的纸上，它也常用于长距离的飞行和航海导航。
2、圆锥投影是将球面上的点和线投影到一个在特定的纬线与球面想接的圆锥体上。
沿着这条纬线的地表面积和形状几乎没有变形，因此，圆锥投影适用于制作小范围的地图。
3、等高线是连接所有海拔相等的点的连线。
在地形图上，凹陷区域用等降线来表示，等降线用晕滃线或与等高线垂直的短线来表示凹陷。
4、由该图的比例尺可知，图上1cm代表实地距离0.8km，3km÷0.8km/cm=3.75cm
5、赤道是唯一将地球分成两等分的纬线。
6、学生要对应P884附录C的符号来描绘。
第3节遥感
本节复习题（P59）
1、电磁波谱显示电磁辐射的排列。
按波长，电磁波的类型依次是无线电波、微波、红外辐射、可见光、紫外辐射、X射线、伽玛射线。
2、陆地资源卫星通过接收地表地理事物发射的能量。
3、Topex-Poseidon卫星用雷达绘制海底特征的影像。
其过程是雷达从卫星上向海洋表面发射信号，卫星接收器接收水体反射的回波；利用已知的光速和信号被反射回来所用的时间计算出卫星到水体表面的距离，所用时间的差异反映了海底特征。
4、全球定位系统是能让用户确定自己精确位置的卫星系统。
5、如果一种电磁波的波长比较短，那么它每秒通过特定位置的数量要比波长长的电磁波多，所以其频率较高。
6、
遥感
陆地资源卫星
Topex-Poseidon
卫星
全球定位系统
利用雷达
绘制海底地图
利用可见光和红外辐射测绘地表
利用微波确定
使用者的位置
地学制图实验·地形图的使用（P60）
●实验分析
1、等高距是两条相邻的等高线之间的海拔差异。
本图的等高距是10英尺。
2、海拔相差=750英尺-710英尺=40英尺（ft）；距离是25000英尺；坡比=40英尺÷25000英尺=0.0016。
3、最高海拔是1071英尺；海拔相差=1071英尺-740英尺=331英尺。
4、你要走5.25英里（mi）。
5、直线距离为2.4英里；海拔相差=1071英尺-750英尺=321英尺。
●结论与应用
1、大野马河不是一条常年流动的河流。
从地形图上的河流标志可得出它是一条间歇河。
2、最短距离略多于3英里（mi）
3、学生应该首先确定地形剖面图的坐标，该剖面在吉普小路段为一个相对平坦的、高海拔的轮廓，然后在近1000英尺处急剧下降，最后在720英尺处趋于平缓。
科学与数学·富有生机的北极（P62）
●步骤
1、5.5km/h×6h/天×7天=231km。
2、10km/h×6h=60km。
●挑战
1、学生应该平均北极熊的游泳和行走的速度，平均速度是7.75km/h。
每天平均迁移4小时，北极熊将一年迁移11284km。
格陵兰岛边界有44000km，这样北极熊在一年之内只能绕约四分之一圈的格陵兰岛。
第2章复习（P64）
●理解要点
1、b2、c3、d4、b5、c6、a7、b8、c
9、全球定位系统GPS是用卫星系统来帮助用户找到自己在地球上的精确位置。
在森林中迷路的徒步旅行者可以使用手持GPS装置来确定他（她）位置的经纬度，通过将这些坐标和已知的经纬度比较来确定自己的方向。
10、文字式比例尺是用一句话来表达距离，例如“1厘米代表1千米”。
直线式比例尺是一条表示一定距离的线段，例如10千米或10英里；这条线段分为很多段，每一段都代表地表的一段距离。
数字式比例尺用一个比值来表示距离，例如1:
150000，这个代表地图上一个单位距离代表实际地表的150000个单位距离。
11、大平原地区的地形图的等高距是大的。
因为大平原相对平坦。
12、等高线是连接具有相同海拔的点。
如果两条等高线相交，也就是代表它们相交的这个点有两个不同的海拔，这是不可能的。
13、如果你生活在国际日界线的西面，你在周一离开向东穿过180°子午线，在星期天航海一小时，再向西返回穿过日界线在周一晚上回到家中。
14、图例是用来解释地图上每个符号代表的意义。
不同图例表示的地形特征不同，回答可以多样。
●应用概念
15、墨卡托投影是最好的，因为它能显示真实的方向。
16、陡坡。
因等高线越密集，说明单位水平距离的海拔的变化大。
17、美国佛罗里达州的奥兰多和俄亥俄州的克利夫兰纬度相差12°，且这两个城市大体位于同一条经线上；一度的纬度等于111km/°，12°×111km/°=1332km。
18、锡拉丘兹位于西5区，希腊位于东2区，两地相差7小时；所以雅典的时间大约是下午5点。
19图中的等高距是50m。
20、从外到里分别是1090m、1140m、1190m、1240m。
21、山地。
该地区的海拔较高，且在海拔高度上增加幅度比较大，所以是山地。
●理性思维
22、他应该把手表往回拨。
因为加利福利亚在弗吉尼亚的西面，因此其时刻显得比较晚。
23、所用地图的比例尺应该为1:
150，这样就可以显示更多的信息。
24、天文学家可以使用网格系统来近似代表经纬网，从而定位夜空中的物体。
25、沿着经线往南或往北。
因为经线是从极点到极点，所以能保持经度不变。
如果你向东或向西都会改变经度。
●标准化测试
1、b2、c3、d4、d
单元复习题（P67）
●理解要点
1、c2、b3、c4、d5、a
●理性思维
1、科学方法常用的步骤包括：
提出问题、提出假设、检验假设、分析结果和得出结论。
2、飞机或轮船导航是长距离的，而圆锥投影只在小范围的区域里比较精确。
第2单元地球的构成
第3章物质和原子结构
第1节什么是元素
迷你实验·鉴别元素（P73）
●步骤
可能有的答案：
铁，原子序数26，可制作工具、文件柜、钥匙、回形针等；铜，原子序数27，可制作电线、便士硬币、门把手等。
镍，原子序数28，可制作硬币（镍币）；铝，原子序数13，可制作饮料罐；碳，原子序数6，可制作铅笔芯；铬，原子序数24，可制作文具夹；氖，原子序数10，可制作荧光灯。
●分析和结论
1、固体：
大多数金属；液体：
汞、水和汽油；气体：
氖气、氦气和空气。
2、液体容易变形而且是流动的，固体有一定形状且不易变，气体容易膨胀并能填满所有可用空间。
本节复习题（P77）
1、质子、中子和电子。
质子和中子质量差不多；电子质量非常小。
2、因镁和钙元素都有两个价电子，所以具有相似的化学性质。
3、原子量是该元素各种同位素质量数的平均值。
如果所有碳原子的质量相同，那么原子量应该是一个整数。
自然界中最普通的碳元素的质量数应该是C-12。
4、学生应该能知道镁，其原子序列为12，有两个价电子；氧，原子序列8，有6个价电子。
镁少了两个价电子就可变为正离子Mg2+，氧得到两个价电子就能变成负离子O2-，所以它们就会容易形成新的离子化合物MgO。
5、学生必须显示铜在能级1、2、3分别有2、8、18个电子，在第四能级有1个电子。
第2节原子的结合
技能实验·解释图表（P81）
●分析
1、元素A的名称是镁，符号是Mg。
2、元素B的名称是硫，符号是S。
3、元素A中有12个电子,元素B中有16个电子。
●理性思维
4、这些元素能离开离子。
A有12个质子，它失去两个电子，变成正离子Mg2+；B有16个质子，得到两个电子，变成负离子S2-。
5、能形成化合物。
该化合物的化学式是MgS。
本节复习题（P84）
1、分子。
2、因为阴离子比阳离子有更多的电子。
3、因为这样的分子有相同的电子和质子。
4、牛奶是非均匀混合物。
牛奶中的脂肪是脂肪球的形式，而不是分子。
5、共价键。
氮原子和氢原子共享三个价电子。
第3节物质的状态
本节复习题（P87）
1、立方体。
晶体的形状取决于内部的钠离子和氯离子的排列。
2、热量都被用来破坏氢键和融化冰，而本身的温度没有升高。
3、蒸发需要热量，凝结释放热量。
4、沸点会低很多。
水的沸点高是因为氢键使水分子保持液体形态。
如果水分子是非极性分子，就没有氢键的存在。
5、
地学实验·盐的析出（P88）
●实验分析
1、晶体形状是立方体，有些可能是扁立方形。
不能，因不是氯化钠的化合物也可能有此相似的形状。
2、因在所有的盐溶解之前溶液已经达到饱和。
加热会增加溶解度。
因为加热能破坏盐离子的聚集力。
3、冷却会降低盐的溶解度。
4、当盐溶液蒸发时，只有水分子蒸发。
蒸发使盐离子的浓度不断增加，溶液变得饱和，盐将析出。
5、在不同温度下岩石冷却而结晶的速率不同。
●结论与应用
1、在烧杯中的晶体颗粒是比较大的——数十毫米大小；在烤盘中的晶体颗粒最小，而且形成时间最短。
2、当盐离子浓度足够高或温度足够低时，盐离子之间的静电吸引力超过了热振动的破坏力，盐便从溶液中析出来。
沉淀率低，就可以析出大晶体。
3、不同的盐有不同的溶解度。
为了区分这两种盐，可将它们充分溶解，溶液中有一种盐会溶解的比较多。
然后蒸发溶液，可溶性较弱的会首先从溶解中析出，可溶性比较强的在残留溶液中占的比例就大。
重复这一过程，直到达到预期效果。
第3章复习（P92）
●理解要点
1、d2、c3、c4、c5、b6、b7、a8、b9、a
10、Na+F→NaF。
11、是离子化合物。
因为这个化合物由离子构成。
12、d13、b14、b15、b
16、因为金属中价电子可以自由活动，不能绑定一个单独的原子。
17、热能作为热量被释放。
18、咖啡和空气都是同质混合物。
19、分子化合物的组成粒子是分子，离子化合物的组成粒子是离子。
20、分子是具有化合物性质的最小化合物。
●应用概念
21、铍原子的价电子有2个。
因有两个电子填满第一能级。
22、锂和钾。
23、氟离子有1个负电荷。
24、铍、镁和钙。
25、Al2O3。
26、元素都是同位素的混合物。
元素的原子量是它们同位素的原子量的平均值。
●理性思维
27、因为氖和氩等惰性气体没有价电子。
28、取决于铜和硫的离子组成，以及结合铜离子和硫离子的组合物（Cu2S）是否是电中性的，即不显任何电性。
●标准化测试
1、b2、c3、d4、c
5、硅的原子量是28.09，说明硅有同位素，但硅的同位素很罕见。
第4章矿物
第1节什么是矿物
迷你实验·制作晶系模型（P97）
●分析与结论
1、正方形、长方形、六边形、三角形等。
2、大多数矿物在有限的空间里形成，因此，它们的晶体结构不好确定。
反过来说，如果一个矿物有相当清晰的晶体结构，它可能是在没有限制的空间里形成的。
3、回答依赖于所用的样本。
本节复习题（P101）
1、矿物是天然形成的，由特定化合物组成并具有特定晶体结构的固体无机物。
石油不是矿物，是因为它为液体而且没有特定晶体结构。
2、矿物的形成是由从过饱和的湖泊或海洋蒸发的结果。
当岩浆在地壳中或地表冷却时便可形成矿物。
3、氧和硅；它们构成硅酸盐。
4、碳酸盐、氧化物、硫酸盐、卤化物、硫化物和自然元素等。
5、晶体是原子按照重复的样式排列的固体。
决定由岩浆生成的矿物晶体的大小的因素是岩浆冷却的时间。
6、
当水在冰冻的情况下可以被看做矿物，因为它满足矿物的标准。
7、
第2节鉴别矿物
技能实验·制作并使用表格（P106）
●步骤
1、2:
名称
颜色
条痕
硬度
比重
晶系
断口
用途
铜矿
铜红色
铜红色
3
8.5～9
立方晶
粗糙
硬币，管道，电线
赤铁矿
黑色或红褐色
红色或红褐色
6
5.3
六方晶
不规则
铁源
金矿
浅黄至金黄色
黄色
2.5～3
19.3
立方晶
粗糙
首饰或药品
石榴石
深黄红色
无色
7.5
3.5
立方晶
贝壳状
首饰
长石
灰色、绿色或白色
无色
6
2.5
三斜晶
两个解理面
制造瓷器
刚玉
多种
无色
9
4
六方晶
断口
宝石、磨料
●理性思维
3、其中的刚玉可以刻画石英。
因刚玉的硬度是9，而石英的硬度是7。
4、赤铁矿可以在油画中找到。
书桌材料中的铁或钢是由赤铁矿制造的。
5、回答可以多样。
表中还可以增加光泽、质地、密度和特性。
另外，矿物的化学方程式也可以填在表中。
本节复习题（P109）
1、因这两种矿物的颜色相似。
区分这两种矿物最可靠的方法是条痕。
2、矿物的质地是指矿物被触摸时的手感。
如光滑的、粗糙的、油滑的、油腻的、玻璃质的等。
3、解理和断口都描述矿物的断裂方式。
解理是指矿物很容易沿着一个或多个平面裂开，如云母；断口是指矿物破裂面成粗糙或凹凸不平状，如石英。
4、盐酸遇到方解石时会产生二氧化碳气泡。
5、硬币的硬度大概是3.5，玻璃的硬度大概是5.5。
一个矿物能刻画硬币却不能刻画玻璃，说明它的硬度将小于5.5大于3.5。
6、矿石是指含有有用物质并能作为商业开采的矿物。
7、因为这些矿物罕见而且漂亮。
例如红宝石、翡翠、钻石等都是宝石。
8、矿物的条痕反映它内在的化学成分，而且不受天气、侵蚀或微量元素的影响。
萤石的化学成分为CaF2，所以其条痕总是无色。
9、学生的表格可以多样，但要反映附录G中矿物的特性。
设计实验·制作矿物图鉴（P110）
●实验分析
1、回答可以有多种。
特性是鉴别矿物最可靠的方法，因为某一特殊性质通常只有一种或两种矿物具有，排他性较好。
最不可靠的是表面颜色、光泽和质地，因为很多矿物的这些性质相似。
2、回答可以多样，由你的实验效果来确定。
3、冰洲石能将纸划破，但不能刻画钢刀和玻璃杯；石英可以划破纸，也能在钢刀和玻璃杯上刻画。
这说明石英比冰洲石硬。
4、方解石会和盐酸（HCl）反应。
盐酸和方解石里的碳酸钙发生反应，释放二氧化碳气泡。
化学方程式：
CaCO3+2HCl→CaCl2+H2O+CO2。
5、学生的图鉴必须包括每种矿物的名称、性质，相关化学方程式和矿物的图片等。
学生可以
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