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第1節 土壤的成分
考點一、土壤中的生命:土壤生物
我們把生活在土壤中的各類生物統稱為土壤生物。土壤生物有植物、動物和微生物等。
(1)植物:土壤是植物生長的搖籃。絕大多數植物的根需要固定在土壤中，通過吸收土壤里的各種養分來滿足自身生長的需要。一方面 ，植物在生長發育過程中不斷地從土壤中吸取大量的水和無機鹽；另一方面,植物是土壤有機物積累的重要來源。
(2)動物:土壤中生活著各種各樣的動物，陸生動物都以土壤為立足點，它們在土壤上行走、活動和覓食等。土壤動物影響著土壤的結構和性狀，如蚯蚓對改良土壤結構、通氣狀況起很大的作用。常見的土壤動物有原生動物、節肢動物環節動物等。
(3)微生物:在土壤中起作用最大的是細菌、真菌等土壤微生物，它們具有種類多、數量大、繁殖快和活動性強等特點，在土壤的物質轉化中起著不可替代的作用。它們能分解有機物，促進物質循環。
典例1：生物在土壤形成過程中的主要作用是（　　）
A．涵養水分 B．增加有機物的積累
C．加速巖石的風化 D．增加空氣的比例
【答案】B
【解析】土壤中含有微生物、動物和植物等土壤生物以及空氣、水、有機物和無機鹽等非生物。
【解答】土壤中的有機物主要來源于生物的排泄物和死亡的生物體。這些有機物在土壤生物的作用下，可以形成腐殖質，腐殖質可以為土壤動物提供食物，也可以為綠色植物提供養分。所以有機物主要作用是增加有機物的積累。故答案為：B。
變式1：土壤中除了各種無機物和有機物，還有許多的土壤生物，下列不屬于土壤生物的是(　　)
A．蘿卜 B．蚯蚓 C．蝸牛 D．燕子
【答案】D
【解析】土壤生物指的是生活在土壤中的所有生物之總和，蘿卜、蚯蚓、蝸牛都屬于土壤生物，而燕子不屬于土壤生物，D符合題意。
變式2：某同學在常溫下用如圖所示實驗來證明泥土中有微生物，請回答下列問題。
（1）實驗開始時，試管A和試管B內泥土的唯一區別是　 　。（2）48小時后預計能觀察到的實驗現象是　 　 。
（3）該實驗能證明泥土中有微生物的理由是　 　。
【答案】（1）A 中泥土經強熱處理，B中泥土未加熱
（2）B 中澄清石灰水變渾濁，A中不變渾濁
（3）A 中泥土經強熱處理，微生物死亡；B中泥土未加熱，微生物呼吸產生二氧化碳，二氧化碳與石灰水中的Ca(OH)2發生反應，生成CaCO3沉淀，溶液變渾濁
【解析】（1）本實驗為一對照實驗，由圖中不難看出廣口瓶A和廣口瓶B之間唯一不同是A瓶中的泥土經過強熱，B瓶中的泥土未經過強熱，正常狀態下、未經過實驗處理的廣口瓶B是對照組，經過實驗處理的廣口瓶A為實驗組。
（2）由于廣口瓶B的泥土中有微生物的存在，微生物會進行呼吸作用而產生二氧化碳，使得B瓶中澄清的石灰水變渾濁；廣口瓶B的泥土經過強熱處理將微生物殺死，所以可以發現A瓶中無變化。
（3）該實驗的意圖是如果泥土中有微生物存在，微生物呼吸作用會產生二氧化碳，能使澄清的石灰水變渾濁。就可證明泥土中有微生物。
【解答】（1）實驗開始時，試管A和試管B內泥土的唯一區別是A 中泥土經強熱處理，B中泥土未加熱。
（2）48小時后預計能觀察到的實驗現象是B 中澄清石灰水變渾濁，A中不變渾濁。
（3）該實驗能證明泥土中有微生物的理由是 A 中泥土經強熱處理，微生物死亡；B中泥土未加熱，微生物呼吸產生二氧化碳，二氧化碳與石灰水中的Ca(OH)2發生反應，生成CaCO3沉淀，溶液變渾濁。
變式3：李明同學從網上獲知，“蟻巢土”(螞蟻巢穴中的土壤)很肥沃，有利于植物的生長。他設計了下面的實驗來探究“蟻巢土”對植物的生長是否有影響。
Ⅰ.實驗步驟
⑴土壤采集：①“蟻巢土”：以螞蟻窩為中心，挖取直徑為10 cm、深10 cm范圍的土壤；
②螞蟻窩附近的土壤：在螞蟻窩附近找到土質和含水量等相同的土壤，以上述方法取土。
⑵土壤分裝：將20只大小相同的花盆隨機分成兩組(每組10只)。將處理好的①②號土壤分別裝入第一和第二組花盆中。
⑶種植植物：在20只花盆中各栽種1株生長狀況良好的、大小相同的大豆芽，將花盆置于溫度適宜且有光照的地方進行培養，定期用蒸餾水噴灑。每日測量并記錄不同土壤中植物的高度(平均值)，連續18天。
Ⅱ.實驗結果
不同土壤中大豆幼苗的生長曲線如圖，請據上述實驗回答問題。
（1）在螞蟻窩附近取土是為了設置　 　；該土樣選擇在螞蟻窩附近且土質和含水量等均相同是為了排除其他因素對實驗結果的影響，確保只有一個　 　。
（2）上述實驗的實驗結論：“蟻巢土”　 　。
（3）為使實驗結果更有說服力還應該怎樣做 　 　。
（4）就上述實驗，提出你想進一步探究的問題：　 　
【答案】（1）對照實驗；變量（2）有利于植物的生長
（3）用不同的植物進行重復實驗
（4）螞蟻筑巢前后土壤發生了怎樣的變化
【解析】物理學中對于多因素(多變量)的問題，常常采用控制因素(變量)的方法，把多因素的問題變成多個單因素的問題。每一次只改變其中的某一個因素，而控制其余幾個因素不變，從而研究被改變的這個因素對事物的影響，分別加以研究，最后再綜合解決，這種方法叫控制變量法。它是科學探究中的重要思想方法，廣泛地運用在各種科學探索和科學實驗研究之中。
【解答】（1） 在螞蟻窩附近取土是為了設置對照實驗；該土樣選擇在螞蟻窩附近且土質和含水量等均相同是為了排除其他因素對實驗結果的影響，確保只有一個變量。
（2）從曲線圖中可以看出 “蟻巢土”有利于植物的生長
（3）用不同的植物進行重復實驗 ，可以提高實驗的說服力；
（4）提出的問題是： 螞蟻筑巢前后土壤發生了怎樣的變化 ？
故答案為：（1）對照實驗、變量（2） 有利于植物的生長 （3） 用不同的植物進行重復實驗 （4） 螞蟻筑巢前后土壤發生了怎樣的變化
考點二、土壤中的非生命物質
（一）土壤中含有空氣
(1)證明土壤中有空氣
①選材:在校園中選擇一塊干燥的土地， 取長、寬、厚分別是5厘米的一塊土壤，另取一塊相同規格的鐵塊，分別放入2只相同的大燒杯中。
②注水:分別沿著燒杯壁緩慢地向2只燒杯內注水，開始時用量簡量取定體積的水注入，當快要浸沒土壤或鐵塊時，再換用滴管向燒杯內注水，直到水把土壤和鐵塊剛好浸沒為止。
③記錄向2只燒杯注入的水量:盛有土壤的燒杯注入的水有V1毫升；盛有鐵塊的燒杯注入的水有V2毫升。
④結論:當向盛有土壤的燒杯內加水時，會看到土壤塊表面產生了許多氣泡，這是因為土壤里含有空氣。同樣體積、同樣形狀的鐵塊和土壤，浸沒時加入水量不同的原因是鐵塊內部沒有空氣，而土壤里含有空氣。
(2)土壤空氣
①來源:土壤空氣主要分布在土壤顆粒間的空隙里。它基本上來自大氣，但和大氣的成分不完全相同，因為土壤空氣中一部分氣體是由土壤生物的生命活動產生的，是微生物等進行生化反應的結果。如大氣中氧氣的體積分數約為21%，而土壤空氣中的氧氣卻只有10% ~ 12%。
②作用:土壤空氣是植物根呼吸和微生物生命活動所需氧氣的來源。當土壤板結時，土壤中空氣含量少，會抑制土壤生物的呼吸作用，進而影響土壤生物的生命活動。
（二）土壤中含有水分
(1)證明土壤中有水
①取少許土壤，放入試管中。
②用試管夾夾住試管，在酒精燈上加熱。加熱時，應使試管底部均勻受熱，以免試管破裂，并且用酒精燈的外焰加熱。
③觀察試管壁上有沒有水珠。可以看到此時有一層水珠均勻地附著在試管內壁上，該實驗說明土壤中有水。
④結論:除了土壤生物、空氣外，土壤中還有植物生長所必需的水。
(2)土壤水分
①來源:土壤水分主要來自降水(降雨、降雪等)和灌溉。此外，地下水位較高的，地下水也可上升補充土壤水分；地表空氣中的水蒸氣遇冷也會凝結，直接轉變為土壤水分。
②作用:利于營養物質的溶解和運輸，改善植物營養狀況，調節土壤溫度，是植物生長的必要條件，各種土壤生物都離不開水。
（三）土壤中含有有機物
(1)測定土壤中含有有機物的原理
土壤中很多生物的生存都需要有機物為其提供營養。有機物能燃燒生成水和二氧化碳等無機物，可以根據有機物能燃燒的特點，測定土壤質量變化情況，得出土壤中是否含有有機物。
(2)檢驗土壤中有有機物
①用天平稱取充分干燥的土壤m克，然后把它們放在細密的鐵絲網上，用酒精燈加熱。觀察到的現象是土壤在加熱的過程中顏色發生明顯變化。
②待土壤冷卻后，再用天平稱量。此時會發現土壤的質量明顯減少。土壤質量發生變化的原因是土壤中含有有機物，有機物在加熱的過程中燃燒了。
(3)土壤有機物(腐殖質)
①來源:主要來自生物的排泄物和死亡的生物體。
②作用:有機物含量的多少是衡量土壤肥力高低的一個重要標準。有機物在土壤生物的作用下形成腐殖質，腐殖質可以為土壤動物提供食物，也可以為綠色植物提供養分。同時，土壤中的有機物能改良土壤的物理性狀，提高土壤的疏松度和透氣性，改變沙土的松散狀態。
（四）土壤中含有無機鹽
(1)檢驗土壤中有無機物
①取新鮮的土壤樣品50~ 100 克，放入大燒杯中。
②向大燒杯中倒入足量的蒸餾水。
③先用玻璃棒充分攪拌-一會兒，再靜置一段時間讓土壤固體顆粒沉淀下來。得到的上部溶液就是土壤浸出液。
④取土壤浸出液約10毫升，過濾，收集濾液，如圖4-1-4甲所示。然后將濾液放入蒸發皿中，用酒精燈加熱，使水分蒸發。當水分蒸發完后，可見蒸發皿中有很細的結晶物。這說明土壤中有無機鹽(能溶于水，但不能燃燒的物質，這些無機鹽正是植物生長發育所需的物質)。
(2)土壤無機鹽
土壤中的無機鹽有可溶于水和不可溶于水兩種，可溶于水的無機鹽是植物生長所需的重要物質。植物在生長發育過程中，需要不斷地從土壤中吸收無機鹽。植物需要的無機鹽中，需要量較大的是含氮的、含磷的、含鉀的無機鹽等。
（五）構成土壤的物質
構成土壤的物質有固體、液體和氣體三類。
(1)土壤的固體部分主要由礦物質顆粒和腐殖質組成，其中礦物質顆粒占固體部分的95%左右。
(2)土壤中的水分是植物生長的必要條件。
(3)土壤中的空氣是植物的根和微生物生命活動所需氧氣的來源。
【能力拓展】要選用干燥的土壤，干燥的土壤中空氣含量較多。潮濕的土壤中有許多空間已被水分占據，空氣含量較少。土壤中空氣含量越多，實驗效果就會越明顯。
①在適宜植物生長的土壤中，空氣的體積分數為15%~ 35%。
②土壤中空氣的體積分數的計算方法:土壤中空氣的體積分數=(V1-V2)/Vx100%，其中V為采用土壤樣本時的注水量，V2為采用鐵塊樣本時的注水量，V為土壤樣本的體積(5x5x5=125毫升)。
典例1：（2024七下·奉化期末）取充分干燥的土壤，放在細密的鐵絲網上，用酒精燈加熱。觀察到土壤變黑有焦味，且質量減小。則說明土壤中含有（　　）
A．空氣 B．水 C．無機鹽 D．有機物
【答案】D
【解析】土壤生物有土壤動物，土壤植物和土壤微生物；土壤中的非生命物質有空氣、水分、無機鹽和有機物；
取充分干燥的土壤，放在細密的鐵絲網上，用酒精燈加熱。觀察到土壤變黑有焦味，且質量減小。 說明土壤含有有有機物，D正確；
故答案為：D
變式1：（2024八下·嵊州期末）如圖所示，將過濾得到的土壤浸出液放入蒸發皿中，用酒精燈加熱蒸干水分，蒸發皿上會殘留下白色固體物質。這說明土壤中含有
A．無機鹽 B．水分 C．腐殖質 D．有機質
【答案】A
【解析】 土壤是指地球表面的一層疏松的物質，由礦物質、有機質、水分、空氣、微生物等組成。土壤礦物質是土壤的主要組成物質，包括原生礦物和次生礦物，占土壤固相重量的95%~98%。土壤有機質分為殘落物和腐殖質，占有機物質的70%-90%，是土壤的肥力來源。土壤水分和空氣占土壤體積的20%-30%，分別存在于土壤孔隙中，影響土壤的物理性質和生物活動；
【解答】無機鹽能夠與溶解在水中，所以將過濾得到的土壤浸出液放入蒸發皿中，用酒精燈加熱蒸干水分，蒸發皿上會殘留下白色固體物質。這說明土壤中含有無機鹽；
故答案為：A
變式2：為證明土壤微生物對植物遺體有分解作用，某小組的同學提出了下列四種方案，四種方案的共同點是將同一種樹的落葉分成甲．乙兩組，實驗過程中滴加蒸餾水，使樹葉保持潮濕。下列更能說明問題的方案是(　　)
A．甲組放在燒烤過的土壤中，乙組放在自然條件下的土壤中
B．甲組滅菌后放在燒烤過的土壤中，乙組放在自然條件下的土壤中
C．將樹葉滅菌后再分組，甲組放在燒烤過的土壤中，乙組放在自然條件下的土壤中
D．將樹葉滅菌后再分組，甲組放在燒烤過的土壤中，乙組接種上細菌后放在自然條件下的土壤中
【答案】C
【解析】土壤中還存在著大量的微生物，如細菌、真菌、放線菌等。我們把生活在土壤中的微生物、動物和植物等稱為土壤生物 。土壤中的有機物主要來源于生物的排泄物和死亡的生物體。這些有機物在土壤生物的作用下，可以形成腐殖質，儲存在土壤中。腐殖質可以為土壤動物提供食物，也可以為綠色植物提供養分；題中分兩組進行實驗，甲組和乙組保持樹葉的潮濕，進行研究。
【解答】A甲組放在燒烤過的土壤中為實驗組，乙組為對照組，變量為有無微生物，但是樹葉沒有控制無菌，對實驗結果有影響；
B甲組滅菌后放在燒烤過后的土壤為實驗組，乙組放在自然條件為對照組，但是沒有控制好其它變量影響；
C樹葉滅菌后分組，甲組土壤燒烤過，控制好無菌變量，乙組放在自然條件下做對照，能證明微生物遺體有分解作用；
D樹葉滅菌后分組，甲組燒烤過的土壤為實驗組，乙組為對照組，不需要改變任何條件，再接種細菌會導致實驗不夠準確。
變式3：如圖所示，在研究“土壤中是否有有機物”的實驗中，用天平稱取剛挖出的土壤50克，并放在細密的鐵絲網上，用酒精燈加熱。一段時間后停止加熱，待土壤冷卻后稱得其質量為45.2克，實驗過程中土壤沒有通過鐵絲網流失，則說明土壤中含有的有機物質量為4.8克。某同學認為沒有用　 　做實驗，因此得不出有機物質量為4.8克的結論。
【答案】干燥土壤
【解析】濕的土壤加熱時質量減小的原因有：①有機物燃燒；②水分蒸發。研究土壤中是否存在有機物，必須排除水分的干擾。
【解答】在“土壤中含有有機物”的驗證實驗中：土壤應充分干燥，土壤應含有較豐富的有機物，實驗中的鐵絲網孔徑要小，土壤放在細密的鐵絲網上用酒精燈加熱。上述實驗中不能得出有機物質量為4.8克的結論，原因可能是沒有用干燥土壤做實驗。
考點三、從巖石到土壤
地球外層的地殼最初主要是由巖石組成的，沒有土壤。現在，地球表面廣泛分布著各種土壤，這些土壤是由巖石經過漫長的年代逐漸變化形成的。巖石變成土壤，首先要經過風化作用形成石塊、石礫和砂粒等細碎的礦物質顆粒。
（一）引起巖石風化的因素
(1)風:風將砂粒刮起來，碰撞著巖石。久而久之，巖石層就被慢慢地磨損。于是，巖石上出現了窟窿和裂隙，并且越來越大，最后破裂成了小碎塊。
(2)流水:流水能使大塊巖石裂成小塊。水流動時，夾帶的小塊巖石與巖石摩擦，使巖石逐漸變成了小石塊。
(3)溫度的劇烈變化:物體都有熱脹冷縮的特性，巖石常因驟熱后突然冷卻發生爆裂。炎熱的太陽常使巖石發燙，此時若氣溫驟降，巖石就會爆裂成小碎塊。
(4)結冰:雨水積聚在巖石的縫隙里，如果氣溫降低到零攝氏度以下，水就會結冰，體積增大，從而促使巖石的縫隙加寬，最終使巖石裂成小碎塊。
(5)其他因素:除了風、流水及溫度等物理因素外，促進巖石風化作用的因素還有一些化學物質的溶蝕作用，各種生物的作用也能促進巖石的風化。
（二）土壤的形成
(1)土壤的形成離不開生物的作用
風化作用后形成的細碎的礦物質顆粒，還要經歷漫長的演變才能形成各種各樣的土壤。其中離不開多種生物的共同作用。各種生物的活動加速了有機物在地表的積累，最終促使土壤的形成。例如，地衣是真菌和藻類共生的一類特殊生物，地衣能分泌地衣酸，地衣酸能腐蝕巖石，促進風化，是巖石變成土壤的先鋒植物。
(2)土壤的形成過程
巖石在長期的風吹雨打冷熱交替和生物的作用下，逐漸風化變成了石礫和砂粒等礦物質顆粒，最后經過各種生物和氣候的長期作用才形成了土壤。
(3)土壤的形成是一個緩慢的過程
土壤形成過程是十分緩慢的，直到今天，這個過程仍在不斷十分緩慢地進行著。一般情況下 ，形成1厘米厚的表土，需要100 ~ 400年，在極其寒冷的環境中，大約需要1 000年。被破壞土壤想要恢復需要很長的時間，因此，我們要珍惜土地資源，合理地利用，不要破壞、污染、浪費土地資源。
典例1：土壤的形成是一個長期而復雜的過程。下列關于土壤成因的敘述，不正確的(　　)
A．巖石的風化是土壤形成的必要條件
B．生物活動在土壤形成過程中起了很大的作用
C．巖石風化的產物逐步發展成土壤
D．巖石經熱脹冷縮等物理變化變成了土壤
【答案】D
【解析】影響土壤形成的主要因素有氣候、生物、地形、母質和時間等成土因素。
【解答】土壤形成過程：裸露的巖石不斷被風化，在進一步的風化中，開始出現低等的生物，接著慢慢出現地衣苔蘚植物，地衣能夠加速巖石的風化，促進地球土壤層的形成，最后出現森林草原。因此巖石變成土壤，需要有：物理變化、化學變化、生物作用等， D 錯誤。
故選： D
變式1：地衣分泌的地衣酸可以侵蝕巖石，這對土壤的形成十分重要，地衣因此也被稱為“先鋒”植物。地衣對土壤形成的作用屬于(　　)。
A．物理因素 B．化學因素 C．生物因素 D．理化因素
【答案】C
【解析】巖石風化指的是巖石在太陽輻射、大氣、水和生物作用下出現破碎、疏松及礦物成分次生變化的現象，導致上述現象的作用稱風化作用。
【解答】巖石在大氣、水、生物等長期聯合作用下發生變化的現象叫風化。在自然界中造成巖石風化的主要原因是大氣、氣溫、動植物和水等。生物風化作用是指生物活動對巖石的破壞作用，一方面引起巖石的機械破壞；另一方面植物根分泌出的有機酸，也可以使巖石分解破壞.此外，植物死亡分解可以形成腐殖酸，這種酸分解巖石的能力也很強。因此地衣分泌的地衣酸可以侵蝕巖石，植物的生長也會對巖石碎裂起一定的作用，這種作用屬于巖石風化中的生物因素。
故答案為：C。
變式2：滴水穿石在科學上的解釋正確的是（　　）
A．巖石在水力沖擊下可以風化變成小碎塊
B．土壤中的腐殖質是在水沖擊下形成的
C．土壤中的腐殖質是在水沖擊下埋入礦物質中形成的
D．地殼表面的礦物質都是在水力作用下由巖石風化形成的
【答案】A
【解析】石頭的成分中含有CaCO3,空氣中含有CO2,它們會發生化學反應：CaCO3 +CO2 +H2O==Ca(HCO3)2生成溶于水的Ca(HCO3)2。從而就有了滴水穿石的說法。
【解答】在溫度、水等外界條件下，整塊的巖石破碎形成小的巖石或者砂粒，而水滴石穿就是巖石在水的沖擊下形成小塊，最終形成一個貫穿巖石的小洞；故A正確；
故答案為：A.
變式3：（2024七下·義烏期末）2024年6月2日，嫦娥六號執行月背采樣任務，將帶回月壤進行科學研究。
（1）地球土壤中除了生物外，還有空氣、水、無機鹽和　 　等成分；
（2）科學家設想：假如環境條件成熟，要使月球在自然條件下形成類似于地球土壤的月壤，可能經過的階段如下，按順序可排列為②④⑥　 　；
①形成原始月壤，積累有機質和養分 ②巖石風化 ③高等植物生長
④形成礦物顆粒，釋放礦物成分 ⑤腐殖質不斷積累、成熟月壤形成
⑥低等植物生長
（3）科學家將月壤真空解壓后保存于氮氣中。這主要是因為氮氣____。
A．無色無味 B．化學性質不活潑 C．空氣中含量最多 D．沸點較低
【答案】（1）腐殖質/有機物
（2）①③⑤
（3）B
【解析】（1）根據地球土壤的組成的知識解答；
（2）根據月球土壤的形成過程分析；
（3）根據氮氣的化學性質判斷。
【解答】（1）地球土壤中除了生物外，還有空氣、水、無機鹽和腐殖質（有機物）等成分；
（2） 由分析可知要使月球在自然條件下形成類似于地球土壤的月壤，可能需要經過：②巖石風化，④形成礦物顆粒，釋放礦物成分，⑥低等植物著生，①形成原始月壤，積累有機質和養分，③高等植物生長，⑤腐殖質不斷積累、成熟月壤形成。
則正確順序為②④⑥①③⑤。
（3） 科學家將月壤真空解壓后保存于氮氣中。這主要是因為氮氣化學性質不活潑，可以保證月壤不會發生改變，故選B。
1.在“觀察土壤生物”的活動中，不應該作為土壤生物記錄在表格中的是（　　）
A．某種螞蟻 B．某種蚯蚓 C．某種植物 D．某種生物遺體
【答案】D
【解析】土壤生物生活在土壤中的全部生物之總和。
【解答】某生物遺體已經不需要呼吸，不需要營養物質，不會運動，而螞蟻、蚯蚓、植物依舊是有生命的生物，因此某種生物遺體不需要記錄在表格中，D符合題意。
2．（2023八下·黃巖期末）小黃為探究土壤成分，先取一定質量的干燥土壤，放在如圖裝置的石棉網上，用酒精燈加熱一段時間后，冷卻至室溫，稱其質量，分析質量變化。你認為小黃在探究土壤中的（　　）
A．有機物含量 B．空氣體積分數 C．土壤生物數量 D．無機鹽含量
【答案】A
【解析】根據用酒精燈加熱土壤時，對實驗的現象及質量的變化情況進行分析解答。
【解答】用酒精燈對著土壤加熱，一會兒聞到一股燒焦味，并有白煙冒出，說明土壤中含有有機物。水分、空氣、無機鹽在加熱時都沒有白煙冒出，故A正確，BCD錯誤。故答案為：A。
3．（2023八下·柯橋期末）土壤在我們周圍隨處可見，下列哪一個實驗在研究土壤中是否存在有機物（　　）
A． B． C． D．
【答案】C
【解析】土壤中含有礦物質顆粒、空氣、水和有機質等物質，空氣不易溶于水，礦物質顆粒不能燃燒但能溶于水。有機物能燃燒。
【解答】A.本實驗是探究土壤中空氣的體積分數的，故A錯誤；
B.本實驗是探究土壤中是否含有水的，故B錯誤；
C.本實驗是探究土壤中是否含有有機物的，故C正確；
D.本實驗是探究土壤中是否含有無機鹽的，故D錯誤。
故答案為：C。
4．（2022八下·嘉興期末）“秸稈還田”是指在農田里將打碎的秸稈與土壤混合，有利于提高植物的產量。下列關于“秸稈還田”的意義，說法錯誤的是（　　）
A．可為土壤動物提供食物 B．可為植物提供無機鹽
C．可為植物提供有機物 D．可使土壤疏松通氣
【答案】C
【解析】秸稈還田是當今世界上普遍重視的一項培肥地力的增產措施，在杜絕了秸稈焚燒所造成的大氣污染的同時還有增肥增產作用。秸稈還田能增加土壤有機質，改良土壤結構，使土壤疏松，孔隙度增加，容量減輕，促進微生物活力和作物根系的發育。秸稈還田增肥增產作用顯著，一般可增產5%～10%，但若方法不當，也會導致土壤病菌增加，作物病害加重及缺苗（僵苗）等不良現象。因此采取合理的秸稈還田措施，才能起到良好的還田效果。
【解答】A：可為土壤動物提供食物，A正確。
B.可為植物提供無機鹽，B正確。
C.有機物是植物光合作用制造的，C錯誤。
D.可使土壤疏松通氣，D正確。
5．（2023八下·嘉興期末）在做“土壤中是否含有有機物"實驗中，使用干燥土壤主要是為了（　　）
A．保證土壤中存在生物 B．防止有機質流失
C．使有機物能快速燃燒 D．避免水分對實驗現象干擾
【答案】D
【解析】有機物在燃燒的條件下會變成二氧化碳和水等物質散失到空氣中，所以燃燒后的在土壤質量會減小；
【解答】有機物在燃燒的條件下會變成二氧化碳和水等物質散失到空氣中，所以燃燒后的在土壤質量會減小，所以在做“土壤中是否含有有機物"的實驗中，使用干燥的土壤主要是為了避免水分對實驗現象干擾；故答案為：D.
6．月球表面有月壤。月壤主要由月球巖石碎屑、粉末、角礫、撞擊熔融玻璃物質組成，其中絕大部分顆粒在30 μm到1 mm之間，摸上去和面粉一樣細膩，但不適合植物生長。科學家設想：人類移民月球的時候，把月壤改造成類似地球上的土壤來栽培植物。改造過程中，不需要提供的是（　　）
A．空氣 B．水 C．腐殖質 D．礦物質
【答案】D
【解析】植物的生長需要空氣、水、腐殖質以及礦物質。
【解答】月球上沒有生物，沒有水，沒有空氣，但是有礦物質。
故答案為：D。
7．小王同學將盛滿水、蓋緊瓶蓋的玻璃瓶放到冰箱的冷凍室內，放置一天后發現水結成了冰，而玻璃瓶已破裂。這一過程與自然界哪一現象的原理是一致的（　　）
A．水流沖擊岸邊的巖石，巖石向內凹陷
B．冷水澆到高溫巖石表面，巖石破裂
C．冬天，雨水結冰使巖石碎裂
D．水和二氧化碳共同作用，使巖石溶解成溶洞
【答案】C
【解析】水結冰，質量不變，水的密度大于冰的密度，根據ρ=m/v可得，冰的體積變大。
【解答】A.水流沖擊岸邊的巖石，巖石向內凹是由于水流沖刷石頭，帶走了部分巖石。不符合題意。
B.冷水澆到高溫巖石表面，巖石破裂是由于高溫巖石遇冷發生了熱脹冷縮，巖石受熱不均勻導致的碎裂。不符合題意。
C.冬天，雨水結冰使巖石碎裂是由于雨水結冰，體積變大，使巖石碎裂。符合題意。
D.水和二氧化碳共同作用，使巖石溶解成溶洞是由于二氧化碳與水反應形成碳酸，與巖石發生了化學變化。不符合題意。
故答案為：C。
8．（2022八下·婺城期末）下列關于“研究土壤中有哪些非生命物質”的實驗中，其操作或現象描述錯誤的是（　　）
A．在驗證“土壤中是否有水”時，固定試管時試管口必須要略向下傾斜
B．在驗證“土壤中是否有無機鹽”時，用于制取土壤浸出液的水必須是蒸餾水
C．在測量“土壤空氣的體積分數”時，向盛有土壤的燒杯中加水，有氣泡冒出
D．在驗證“土壤中是否有有機物”時，所采用的土壤必須是新鮮濕潤的土壤
【答案】D
【解析】土壤中的非生命物質主要是指空氣、水分、有機物、礦物質。
【解答】A：在驗證“土壤中是否有水”時，固定試管時試管口必須要略向下傾斜，防止：冷凝水倒流使試管炸裂，D正確。
B：在驗證“土壤中是否有無機鹽”時，用于溶解礦物質的水必須是蒸餾水，目的是控制單一變量，A正確；
C：在測量“土壤空氣的體積分數”時，土壤的顆粒之間有空隙，含有空氣，當向盛有土壤的燒杯內加水時，看到的現象是有氣泡冒出，C正確；
D：土壤中含有水分，加熱水分會蒸發，因此在驗證“土壤中是否有有機物”時，所采用的土壤必須是新鮮干燥的土壤，D錯誤；故選：D。
9．（2022八下·諸暨期末）為了測定土壤中空氣的體積分數，小敏取了一塊長、寬、高均為5厘米的土壤，另取相網規格的鐵塊，分別放入相同的燒杯中，往燒杯內緩慢倒水，當快要浸沒土壤和鐵塊時改用滴管注水，直到把土壤和鐵塊剛好浸沒為止，記錄所加水的體積分別是V1、V2 (V1是往土壤中所加水體積、V2是往鐵塊中所加水體積)。下列選項能正確表示土壤中空氣體積分數的是(　　)
A． ×100% B． ×100%
C． ×100% D． ×100%
【答案】A
【解析】 土壤中空氣體積分數等于空氣體積除以土壤的總體積。
【解答】 V1是往土壤中所加水體積、V2是往鐵塊中所加水體積，它們的差值就是土壤中所含空氣的體積，土壤長、寬、高均為5厘米的，則總體積為125立方厘米。所以 土壤中空氣體積分數是。
10．為了研究土壤中的非生命物質，小明利用校園花壇中的一些土壤做了如下四個實驗，下列有關實驗的分析正確的是(　　)
A．甲圖：用量筒量取一定體積的水，沿燒杯壁緩慢地向燒杯內注水，當快要浸沒土壤時，再換用滴管向燒杯內注水，直到水把土壤剛好浸沒為止。讀出注入水的體積，可以通過計算大致確定該土壤樣品中空氣的體積分數
B．乙圖：觀察到試管壁上有水珠，可以說明土壤中含有水
C．丙圖：蒸發皿中出現的殘余物是能溶于水且能燃燒的無機鹽
D．丁圖：為檢驗土壤中是否存在有機物，可以取一定質量潮濕的土壤放在細密的鐵絲網上用酒精燈加熱，可以觀察到土壤顏色發生變化并發現土壤質量減少
【答案】B
【解析】構成土壤的物質有固體、液體和氣體三類。土壤的固體部分主要由礦物質顆粒和腐殖質組成，其中礦物質顆粒占固體部分的95%左右。
【解答】A、注入的水一部分進入土壤的空隙中，大部分還是留在燒杯中，所以注入水的體積要遠遠大于進入土壤中水的體積，所以用該方法無法計算出該土壤樣品中空氣的體積分數，故說法錯誤。
B.在加熱試管中的土壤樣品的過程中，土壤中的水分會以水蒸氣的形式出來，當遇到溫度較低的試管壁時液化成小水珠，所以觀察到試管壁上有水珠，可以說明土壤中含有水，故說法正確。
C蒸發皿中出現的殘余物是能溶于水且不能燃燒的無機鹽，故說法錯誤。
D.因為要測量土壤質量的減少情況，所以需要排除土壤中原有水分減少對實驗的干擾，所以應該取一定質量干燥的土壤放在細密的鐵絲網上用酒精燈加熱，故說法錯誤。
11．土壤的形成：巖石在長期的風吹雨打、冷熱交替、生物作用等因素的作用下，可以　 　成為細碎的礦物質顆粒（巖石從大變小）。最后經各種生物和氣候的長期作用（有機物積累）才形成了土壤。土壤中腐殖質的主要來源是　 　和　 　。
土壤的形成過程是十分　 　的。形成1厘米厚的表土，一般情況下大約需要100～400年。
【答案】風化；生物的排泄物；死亡的生物體；緩慢
【解析】土壤是一種獨立的自然體。它是地球陸地表面具有一定肥力能夠生長植物的疏松表層。成土過程也叫土壤形成過程，是指在各種成土因素的綜合作用下，土壤發生發育的過程。它是土壤中各種物理、化學和生物作用的總和，包括巖石的崩解，礦物質和有機質的分解、合成，以及物質的淋失、淀積、遷移和生物循環等。土壤是由巖石在生物因素和非生物的綜合因素下形成的，巖石在長期的風吹雨打、冷熱交替和生物的作用下，可以風化成為越來越小的碎塊，最后形成了含有腐殖質、礦物質顆粒、水和空氣的土壤。其中腐殖質的主要來源是生物的排泄物和死亡的生物體。
【解答】土壤的形成
巖石在長期的風吹雨打、冷熱交替、生物作用等因素的作用下，可以風化成為細碎的礦物質顆粒（巖石從大變小）。最后經各種生物和氣候的長期作用（有機物積累）才形成了土壤。土壤中腐殖質的主要來源是生物的排泄物和死亡的生物體。
土壤的形成過程是十分緩慢的。形成1厘米厚的表土，一般情況下大約需要100～400年。
12．請回答下列問題：
（1）植物的枯葉落人泥土，成為土壤的　 　部分。
（2）“在用手搓土壤”的實驗完畢后，要反復沖洗雙手，是因為土壤中含有大量的　 　。
（3）經常在草坪上行走，會造成土壤板結，影響草的生長。土壤板結會造成土壤缺少　 　，從而影響根的　 　。
【答案】（1）有機物
（2）微生物
（3）空氣；呼吸作用
【解析】土壤是指地球表面的一層疏松的物質，由各種顆粒狀礦物質、有機物質、水分、空氣、微生物等組成，能生長植物。土壤由巖石風化而成的礦物質、動植物，微生物殘體腐解產生的有機質、土壤生物（固相物質）以及水分（液相物質）、空氣（氣相物質），氧化的腐殖質等組成。
(1)植物的枯葉落人泥土，成為土壤的 有機物 部分。
(2)“在用手搓土壤”的實驗完畢后，要反復沖洗雙手，是因為土壤中含有大量的 微生物 。
(3)經常在草坪上行走，會造成土壤板結，影響草的生長。土壤板結會造成土壤缺少 空氣 ，從而影響根的 呼吸作用 。
故答案為： (1) 有機物 ； (2) 微生物 ； (3) 空氣 ； 呼吸作用 。
13.為提高成活率，幼苗移栽時還要考慮土壤結構。某同學在移栽地取了一塊形狀大小與鐵塊相同的土壤樣品，放入兩個相同的燒杯中，分別加水沒過土壤樣品和鐵塊，且左右燒杯液面相平。如圖所示，土壤樣品和鐵塊體積均為V，兩個燒杯中所加水的體積分別是V1和V2。
（1）求土壤樣品中空氣的體積分數　 　；
（2）“ 野火燒不盡，春風吹又生。”生活中入們也發現，將燃燒枯枝落葉得到的灰燼覆蓋在土壤上會有利于移栽后植物的生長，這說明植物生長除了要從土壤中吸收水分外，還需要吸收　 　。【答案】（1） ×100% (或 ) （2）無機鹽
【解析】（1）先求空氣的體積，在根據空氣占土壤樣品成分解答。
（2）植物需要水分，也需要無機鹽才能更好的生長。
【解答】（1）土壤樣品中空氣的體積為V1減去V2，空氣占土壤樣品中的體積分數為：。
（2）將燃燒枯枝落葉得到的灰燼覆蓋在土壤上會有利于移栽后植物的生長，枯枝落葉燃燒后的灰燼是無機鹽，這說明植物生長除了要從土壤中吸收水分外，還需要吸收無機鹽。
14．“測量土壤空氣的體積分數”的活動步驟大致如下：步驟1，在校園中選擇一塊干燥的土地，取長、寬、厚分別是5厘米的一塊土塊，另取一塊相同規格的鐵塊，分別放入2只相同的大燒杯中。步驟2，分別沿燒杯壁緩慢地向2只燒杯內注水，開始時用量筒取一定體積的水注入，快要浸沒土塊或鐵塊時，再換用滴管向燒杯內滴水，直到水把土塊和鐵塊剛好浸沒為止。步驟3，記錄向兩個燒杯中注入水的體積和所產生的實驗現象。試分析并回答下列問題：
（1） 在步驟1中，為什么要設計一個與土塊體積相同的鐵塊進行實驗
（2） 在步驟2中，加水的方法是“開始時用量筒量取一定體積的水注入，當快要浸沒土塊或鐵塊時，再換用滴管向燒杯內滴水”，為什么
（3） 在步驟2中，觀察到的實驗現象是　 　。
【答案】（1）因為水不能進入鐵塊的空隙卻能進入土塊的空隙，便于比較得出土壤中空氣的體積
（2）可減少實驗誤差，提高實驗準確性
（3）鐵塊表面無現象，土塊表面出現氣泡；實驗中加入土塊中水的體積比加入鐵塊中水的體積大
【解析】對照實驗：在研究一種條件對研究對象的影響時，所進行的除了這種條件不同之外，其他條件都相同的實驗；
土壤能吸收水分，固定植物體，還能為植物生長提供水分、空氣和無機鹽，而鐵塊則不能。
【解答】（1）因為水不能進入鐵塊的空隙卻能進入土塊的空隙，便于比較得出土壤中空氣的體積，所以要設計一個與土塊體積相同的鐵塊進行實驗；
（2）在步驟2中，題目所給的加水方法是為了減少實驗的誤差，提高實驗的準確性；
（3）由于鐵塊不能吸水，而土壤能夠吸水，所以在步驟2中，我們能夠觀察到的現象是：鐵塊表面無現象，土塊表面出現氣泡；實驗中加入土塊中水的體積比加入鐵塊中水的體積大。
故答案為：（1）因為水不能進入鐵塊的空隙卻能進入土塊的空隙，便于比較得出土壤中空氣的體積；（2）可減少實驗誤差，提高實驗準確性；（3）鐵塊表面無現象，土塊表面出現氣泡；實驗中加入土塊中水的體積比加入鐵塊中水的體積大。
15．小杰為研究土壤中的非生命物質，做了一個小實驗，請你與他一同完成實驗。長、寬、高分別是10厘米、10厘米、5厘米的鐵塊和土壤，放入大燒杯中注水至浸沒為止，往鐵塊燒杯中加3個滿量筒和圖甲中的水，往土壤中加3個滿量筒和圖乙中的水。請回答：
（1）有誤往裝鐵塊的燒杯中加入水的量為　 　 ，往裝土壤的燒杯中加水的量為　 　 。
（2）同樣體積的鐵塊和土壤，為什么加入的水量不同？　 　 。
（3）土壤中空氣體積分數大約為　 　 。
（4）在適宜植物生長的土壤中，空氣占土壤的體積分數大約在15%～35%之間。土壤空氣對于植物的作用是　 　 。
【答案】（1）650毫升；750毫升
（2）土壤有空隙
（3）20%
（4）給根提供足夠的氧氣進行呼吸作用
【解析】（1）由圖可知量筒的量程和分度值，滿量筒水的體積和其量程相等，根據分度值讀出甲乙量筒內水的體積，然后求出倒入放鐵塊燒杯中和放土壤燒杯中的水的體積。
（2）知道長、寬、高可求土壤的體積，土壤中燒杯比鐵塊中燒杯多加的水即為空氣的體積，空氣的體積和土壤的體積之比即為土壤中空氣體積分數。
【解答】（1）因為量筒的量程為200ml，故3個滿量筒的水的量為600ml，根據題意，往裝鐵塊的燒杯中加入水的量為600ml+50ml=650ml，往裝土壤的燒杯中的加水的量為600ml+150ml=750ml。
（2）因為土壤顆粒之間有空隙，故同樣體積的鐵塊和土壤，土壤塊中加入的水的量大。
（3）由圖可知，量筒的量程為200mL，分度值為10mL，
圖甲中量筒內水的體積為50mL，圖乙中量筒內水的體積為150mL，
因往放鐵塊燒杯中加了3個滿量筒和圖甲所示的水，往放土壤燒杯中加了3個滿量筒和圖乙所示的水，
所以，倒入放鐵塊燒杯中和放土壤燒杯中的水分別為：
V鐵水=3×200mL+50mL=650mL，V土水=3×200mL+150mL=750mL；
土壤的體積：
V土=10cm×10cm×5cm=500cm3，
因土壤中有空氣，空氣的體積等于土壤中燒杯比鐵塊中燒杯多加的水，
所以，空氣的體積：V空=V土水-V鐵水=750mL-650mL=100mL=100cm3，
則土壤中空氣體積分數為
。
（3）土壤中的空氣的作用主要是為植物體根的呼吸作用提供足夠的氧氣。
16．為了測定長、寬、厚分別是4 cm的某土塊中空氣的體積分數，小樂和小歡分別展開了以下實驗：
小樂：另取一塊相同規格的鐵塊，將土塊和鐵塊分別放入2只相同的燒杯中，用量筒量取一定體積的水，先沿燒杯壁緩慢地向燒杯內注水，如圖甲所示。快要浸沒土塊或鐵塊時， ，直到水把土塊和鐵塊剛好浸沒。記錄用水的體積分別為V1、V2。
小歡：將該土塊搗碎裝入量筒內，使土壤表面保持平整，再取一量筒量取一定體積的水，先沿量筒內壁緩慢地向量筒內注水，快要浸沒土壤時，再換用滴管向量筒內滴水至土壤剛好浸沒，如圖乙所示。記錄用水的體積為V3。
（1）根據實驗目的，小樂實驗方案的空缺處實驗步驟應填寫：　 　。 根據小樂的實驗，該土塊中空氣的體積分數為　 　。小樂在向放有鐵塊的燒杯中注水時，不慎有少量水濺出，會導致測得的土塊中空氣的體積分數　 　(填“偏大”“不變”或“偏小”)。
（2）小歡認為自己的實驗方案更加簡便，請你結合實驗目的評價小歡的方案是否合理，并說明理由：　 　。
【答案】（1）換用滴管向燒杯中滴水； ×100%；偏小
（2）不合理，將土塊搗碎改變了土塊的疏松程度，從而改變了土塊中空氣的體積分數(合理即可)
【解析】（1）土壤中含有微生物、動物和植物等土壤生物以及空氣、水、有機物和無機鹽等非生物。
（2）對照實驗。
【解答】（1）快要浸沒土塊或鐵塊時，為了控制一下誤差，使水把土塊和鐵塊剛好浸沒，此時不可直接倒，可以通過用膠頭滴管滴加。 因此實驗步驟應填寫：換用滴管向燒杯中滴水 ；根據小樂的實驗，該土塊中空氣的體積為V1-V2 ，土塊的邊長為 4 cm 。因此體積分數為 ×100% ，在向放有鐵塊的燒杯中注水時，不慎有少量水濺出，V2變大，則V1-V2 變小，因此體積分數 ×100%會偏小。
（2）土塊搗碎后，土塊的疏松程度發生了改變，土塊中的體積分數也不一樣了，所以小歡的方案不合理。故答案為：不合理，將土塊搗碎改變了土塊的疏松程度，從而改變了土塊中空氣的體積分數(合理即可) 。
故答案為：（1） 換用滴管向燒杯中滴水 ； ×100% ； 偏小 （2） 不合理，將土塊搗碎改變了土塊的疏松程度，從而改變了土塊中空氣的體積分數(合理即可) 。
思維導圖
典例分析
舉一反三
典例分析
舉一反三
典例分析
舉一反三
課后鞏固
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第1節 土壤的成分
考點一、土壤中的生命:土壤生物
我們把生活在土壤中的各類生物統稱為土壤生物。土壤生物有植物、動物和微生物等。
(1)植物:土壤是植物生長的搖籃。絕大多數植物的根需要固定在土壤中，通過吸收土壤里的各種養分來滿足自身生長的需要。一方面 ，植物在生長發育過程中不斷地從土壤中吸取大量的水和無機鹽；另一方面,植物是土壤有機物積累的重要來源。
(2)動物:土壤中生活著各種各樣的動物，陸生動物都以土壤為立足點，它們在土壤上行走、活動和覓食等。土壤動物影響著土壤的結構和性狀，如蚯蚓對改良土壤結構、通氣狀況起很大的作用。常見的土壤動物有原生動物、節肢動物環節動物等。
(3)微生物:在土壤中起作用最大的是細菌、真菌等土壤微生物，它們具有種類多、數量大、繁殖快和活動性強等特點，在土壤的物質轉化中起著不可替代的作用。它們能分解有機物，促進物質循環。
典例1：生物在土壤形成過程中的主要作用是（　　）
A．涵養水分 B．增加有機物的積累
C．加速巖石的風化 D．增加空氣的比例
變式1：土壤中除了各種無機物和有機物，還有許多的土壤生物，下列不屬于土壤生物的是(　　)
A．蘿卜 B．蚯蚓 C．蝸牛 D．燕子
變式2：某同學在常溫下用如圖所示實驗來證明泥土中有微生物，請回答下列問題。
（1）實驗開始時，試管A和試管B內泥土的唯一區別是　 　。（2）48小時后預計能觀察到的實驗現象是　 　 。
（3）該實驗能證明泥土中有微生物的理由是　 　。
變式3：李明同學從網上獲知，“蟻巢土”(螞蟻巢穴中的土壤)很肥沃，有利于植物的生長。他設計了下面的實驗來探究“蟻巢土”對植物的生長是否有影響。
Ⅰ.實驗步驟
⑴土壤采集：①“蟻巢土”：以螞蟻窩為中心，挖取直徑為10 cm、深10 cm范圍的土壤；
②螞蟻窩附近的土壤：在螞蟻窩附近找到土質和含水量等相同的土壤，以上述方法取土。
⑵土壤分裝：將20只大小相同的花盆隨機分成兩組(每組10只)。將處理好的①②號土壤分別裝入第一和第二組花盆中。
⑶種植植物：在20只花盆中各栽種1株生長狀況良好的、大小相同的大豆芽，將花盆置于溫度適宜且有光照的地方進行培養，定期用蒸餾水噴灑。每日測量并記錄不同土壤中植物的高度(平均值)，連續18天。
Ⅱ.實驗結果
不同土壤中大豆幼苗的生長曲線如圖，請據上述實驗回答問題。
（1）在螞蟻窩附近取土是為了設置　 　；該土樣選擇在螞蟻窩附近且土質和含水量等均相同是為了排除其他因素對實驗結果的影響，確保只有一個　 　。
（2）上述實驗的實驗結論：“蟻巢土”　 　。
（3）為使實驗結果更有說服力還應該怎樣做 　 　。
（4）就上述實驗，提出你想進一步探究的問題：　 　
考點二、土壤中的非生命物質
（一）土壤中含有空氣
(1)證明土壤中有空氣
①選材:在校園中選擇一塊干燥的土地， 取長、寬、厚分別是5厘米的一塊土壤，另取一塊相同規格的鐵塊，分別放入2只相同的大燒杯中。
②注水:分別沿著燒杯壁緩慢地向2只燒杯內注水，開始時用量簡量取定體積的水注入，當快要浸沒土壤或鐵塊時，再換用滴管向燒杯內注水，直到水把土壤和鐵塊剛好浸沒為止。
③記錄向2只燒杯注入的水量:盛有土壤的燒杯注入的水有V1毫升；盛有鐵塊的燒杯注入的水有V2毫升。
④結論:當向盛有土壤的燒杯內加水時，會看到土壤塊表面產生了許多氣泡，這是因為土壤里含有空氣。同樣體積、同樣形狀的鐵塊和土壤，浸沒時加入水量不同的原因是鐵塊內部沒有空氣，而土壤里含有空氣。
(2)土壤空氣
①來源:土壤空氣主要分布在土壤顆粒間的空隙里。它基本上來自大氣，但和大氣的成分不完全相同，因為土壤空氣中一部分氣體是由土壤生物的生命活動產生的，是微生物等進行生化反應的結果。如大氣中氧氣的體積分數約為21%，而土壤空氣中的氧氣卻只有10% ~ 12%。
②作用:土壤空氣是植物根呼吸和微生物生命活動所需氧氣的來源。當土壤板結時，土壤中空氣含量少，會抑制土壤生物的呼吸作用，進而影響土壤生物的生命活動。
（二）土壤中含有水分
(1)證明土壤中有水
①取少許土壤，放入試管中。
②用試管夾夾住試管，在酒精燈上加熱。加熱時，應使試管底部均勻受熱，以免試管破裂，并且用酒精燈的外焰加熱。
③觀察試管壁上有沒有水珠。可以看到此時有一層水珠均勻地附著在試管內壁上，該實驗說明土壤中有水。
④結論:除了土壤生物、空氣外，土壤中還有植物生長所必需的水。
(2)土壤水分
①來源:土壤水分主要來自降水(降雨、降雪等)和灌溉。此外，地下水位較高的，地下水也可上升補充土壤水分；地表空氣中的水蒸氣遇冷也會凝結，直接轉變為土壤水分。
②作用:利于營養物質的溶解和運輸，改善植物營養狀況，調節土壤溫度，是植物生長的必要條件，各種土壤生物都離不開水。
（三）土壤中含有有機物
(1)測定土壤中含有有機物的原理
土壤中很多生物的生存都需要有機物為其提供營養。有機物能燃燒生成水和二氧化碳等無機物，可以根據有機物能燃燒的特點，測定土壤質量變化情況，得出土壤中是否含有有機物。
(2)檢驗土壤中有有機物
①用天平稱取充分干燥的土壤m克，然后把它們放在細密的鐵絲網上，用酒精燈加熱。觀察到的現象是土壤在加熱的過程中顏色發生明顯變化。
②待土壤冷卻后，再用天平稱量。此時會發現土壤的質量明顯減少。土壤質量發生變化的原因是土壤中含有有機物，有機物在加熱的過程中燃燒了。
(3)土壤有機物(腐殖質)
①來源:主要來自生物的排泄物和死亡的生物體。
②作用:有機物含量的多少是衡量土壤肥力高低的一個重要標準。有機物在土壤生物的作用下形成腐殖質，腐殖質可以為土壤動物提供食物，也可以為綠色植物提供養分。同時，土壤中的有機物能改良土壤的物理性狀，提高土壤的疏松度和透氣性，改變沙土的松散狀態。
（四）土壤中含有無機鹽
(1)檢驗土壤中有無機物
①取新鮮的土壤樣品50~ 100 克，放入大燒杯中。
②向大燒杯中倒入足量的蒸餾水。
③先用玻璃棒充分攪拌-一會兒，再靜置一段時間讓土壤固體顆粒沉淀下來。得到的上部溶液就是土壤浸出液。
④取土壤浸出液約10毫升，過濾，收集濾液，如圖4-1-4甲所示。然后將濾液放入蒸發皿中，用酒精燈加熱，使水分蒸發。當水分蒸發完后，可見蒸發皿中有很細的結晶物。這說明土壤中有無機鹽(能溶于水，但不能燃燒的物質，這些無機鹽正是植物生長發育所需的物質)。
(2)土壤無機鹽
土壤中的無機鹽有可溶于水和不可溶于水兩種，可溶于水的無機鹽是植物生長所需的重要物質。植物在生長發育過程中，需要不斷地從土壤中吸收無機鹽。植物需要的無機鹽中，需要量較大的是含氮的、含磷的、含鉀的無機鹽等。
（五）構成土壤的物質
構成土壤的物質有固體、液體和氣體三類。
(1)土壤的固體部分主要由礦物質顆粒和腐殖質組成，其中礦物質顆粒占固體部分的95%左右。
(2)土壤中的水分是植物生長的必要條件。
(3)土壤中的空氣是植物的根和微生物生命活動所需氧氣的來源。
【能力拓展】要選用干燥的土壤，干燥的土壤中空氣含量較多。潮濕的土壤中有許多空間已被水分占據，空氣含量較少。土壤中空氣含量越多，實驗效果就會越明顯。
①在適宜植物生長的土壤中，空氣的體積分數為15%~ 35%。
②土壤中空氣的體積分數的計算方法:土壤中空氣的體積分數=(V1-V2)/Vx100%，其中V為采用土壤樣本時的注水量，V2為采用鐵塊樣本時的注水量，V為土壤樣本的體積(5x5x5=125毫升)。
典例1：（2024七下·奉化期末）取充分干燥的土壤，放在細密的鐵絲網上，用酒精燈加熱。觀察到土壤變黑有焦味，且質量減小。則說明土壤中含有（　　）
A．空氣 B．水 C．無機鹽 D．有機物
變式1：（2024八下·嵊州期末）如圖所示，將過濾得到的土壤浸出液放入蒸發皿中，用酒精燈加熱蒸干水分，蒸發皿上會殘留下白色固體物質。這說明土壤中含有
A．無機鹽 B．水分 C．腐殖質 D．有機質
變式2：為證明土壤微生物對植物遺體有分解作用，某小組的同學提出了下列四種方案，四種方案的共同點是將同一種樹的落葉分成甲．乙兩組，實驗過程中滴加蒸餾水，使樹葉保持潮濕。下列更能說明問題的方案是(　　)
A．甲組放在燒烤過的土壤中，乙組放在自然條件下的土壤中
B．甲組滅菌后放在燒烤過的土壤中，乙組放在自然條件下的土壤中
C．將樹葉滅菌后再分組，甲組放在燒烤過的土壤中，乙組放在自然條件下的土壤中
D．將樹葉滅菌后再分組，甲組放在燒烤過的土壤中，乙組接種上細菌后放在自然條件下的土壤中
變式3：如圖所示，在研究“土壤中是否有有機物”的實驗中，用天平稱取剛挖出的土壤50克，并放在細密的鐵絲網上，用酒精燈加熱。一段時間后停止加熱，待土壤冷卻后稱得其質量為45.2克，實驗過程中土壤沒有通過鐵絲網流失，則說明土壤中含有的有機物質量為4.8克。某同學認為沒有用　 　做實驗，因此得不出有機物質量為4.8克的結論。
考點三、從巖石到土壤
地球外層的地殼最初主要是由巖石組成的，沒有土壤。現在，地球表面廣泛分布著各種土壤，這些土壤是由巖石經過漫長的年代逐漸變化形成的。巖石變成土壤，首先要經過風化作用形成石塊、石礫和砂粒等細碎的礦物質顆粒。
（一）引起巖石風化的因素
(1)風:風將砂粒刮起來，碰撞著巖石。久而久之，巖石層就被慢慢地磨損。于是，巖石上出現了窟窿和裂隙，并且越來越大，最后破裂成了小碎塊。
(2)流水:流水能使大塊巖石裂成小塊。水流動時，夾帶的小塊巖石與巖石摩擦，使巖石逐漸變成了小石塊。
(3)溫度的劇烈變化:物體都有熱脹冷縮的特性，巖石常因驟熱后突然冷卻發生爆裂。炎熱的太陽常使巖石發燙，此時若氣溫驟降，巖石就會爆裂成小碎塊。
(4)結冰:雨水積聚在巖石的縫隙里，如果氣溫降低到零攝氏度以下，水就會結冰，體積增大，從而促使巖石的縫隙加寬，最終使巖石裂成小碎塊。
(5)其他因素:除了風、流水及溫度等物理因素外，促進巖石風化作用的因素還有一些化學物質的溶蝕作用，各種生物的作用也能促進巖石的風化。
（二）土壤的形成
(1)土壤的形成離不開生物的作用
風化作用后形成的細碎的礦物質顆粒，還要經歷漫長的演變才能形成各種各樣的土壤。其中離不開多種生物的共同作用。各種生物的活動加速了有機物在地表的積累，最終促使土壤的形成。例如，地衣是真菌和藻類共生的一類特殊生物，地衣能分泌地衣酸，地衣酸能腐蝕巖石，促進風化，是巖石變成土壤的先鋒植物。
(2)土壤的形成過程
巖石在長期的風吹雨打冷熱交替和生物的作用下，逐漸風化變成了石礫和砂粒等礦物質顆粒，最后經過各種生物和氣候的長期作用才形成了土壤。
(3)土壤的形成是一個緩慢的過程
土壤形成過程是十分緩慢的，直到今天，這個過程仍在不斷十分緩慢地進行著。一般情況下 ，形成1厘米厚的表土，需要100 ~ 400年，在極其寒冷的環境中，大約需要1 000年。被破壞土壤想要恢復需要很長的時間，因此，我們要珍惜土地資源，合理地利用，不要破壞、污染、浪費土地資源。
典例1：土壤的形成是一個長期而復雜的過程。下列關于土壤成因的敘述，不正確的(　　)
A．巖石的風化是土壤形成的必要條件
B．生物活動在土壤形成過程中起了很大的作用
C．巖石風化的產物逐步發展成土壤
D．巖石經熱脹冷縮等物理變化變成了土壤
變式1：地衣分泌的地衣酸可以侵蝕巖石，這對土壤的形成十分重要，地衣因此也被稱為“先鋒”植物。地衣對土壤形成的作用屬于(　　)。
A．物理因素 B．化學因素 C．生物因素 D．理化因素
變式2：滴水穿石在科學上的解釋正確的是（　　）
A．巖石在水力沖擊下可以風化變成小碎塊
B．土壤中的腐殖質是在水沖擊下形成的
C．土壤中的腐殖質是在水沖擊下埋入礦物質中形成的
D．地殼表面的礦物質都是在水力作用下由巖石風化形成的
變式3：（2024七下·義烏期末）2024年6月2日，嫦娥六號執行月背采樣任務，將帶回月壤進行科學研究。
（1）地球土壤中除了生物外，還有空氣、水、無機鹽和　 　等成分；
（2）科學家設想：假如環境條件成熟，要使月球在自然條件下形成類似于地球土壤的月壤，可能經過的階段如下，按順序可排列為②④⑥　 　；
①形成原始月壤，積累有機質和養分 ②巖石風化 ③高等植物生長
④形成礦物顆粒，釋放礦物成分 ⑤腐殖質不斷積累、成熟月壤形成
⑥低等植物生長
（3）科學家將月壤真空解壓后保存于氮氣中。這主要是因為氮氣____。
A．無色無味 B．化學性質不活潑 C．空氣中含量最多 D．沸點較低
1.在“觀察土壤生物”的活動中，不應該作為土壤生物記錄在表格中的是（　　）
A．某種螞蟻 B．某種蚯蚓 C．某種植物 D．某種生物遺體
2．（2023八下·黃巖期末）小黃為探究土壤成分，先取一定質量的干燥土壤，放在如圖裝置的石棉網上，用酒精燈加熱一段時間后，冷卻至室溫，稱其質量，分析質量變化。你認為小黃在探究土壤中的（　　）
A．有機物含量 B．空氣體積分數 C．土壤生物數量 D．無機鹽含量
3．（2023八下·柯橋期末）土壤在我們周圍隨處可見，下列哪一個實驗在研究土壤中是否存在有機物（　　）
A． B． C． D．
4．（2022八下·嘉興期末）“秸稈還田”是指在農田里將打碎的秸稈與土壤混合，有利于提高植物的產量。下列關于“秸稈還田”的意義，說法錯誤的是（　　）
A．可為土壤動物提供食物 B．可為植物提供無機鹽
C．可為植物提供有機物 D．可使土壤疏松通氣
5．（2023八下·嘉興期末）在做“土壤中是否含有有機物"實驗中，使用干燥土壤主要是為了（　　）
A．保證土壤中存在生物 B．防止有機質流失
C．使有機物能快速燃燒 D．避免水分對實驗現象干擾
6．月球表面有月壤。月壤主要由月球巖石碎屑、粉末、角礫、撞擊熔融玻璃物質組成，其中絕大部分顆粒在30 μm到1 mm之間，摸上去和面粉一樣細膩，但不適合植物生長。科學家設想：人類移民月球的時候，把月壤改造成類似地球上的土壤來栽培植物。改造過程中，不需要提供的是（　　）
A．空氣 B．水 C．腐殖質 D．礦物質
7．小王同學將盛滿水、蓋緊瓶蓋的玻璃瓶放到冰箱的冷凍室內，放置一天后發現水結成了冰，而玻璃瓶已破裂。這一過程與自然界哪一現象的原理是一致的（　　）
A．水流沖擊岸邊的巖石，巖石向內凹陷
B．冷水澆到高溫巖石表面，巖石破裂
C．冬天，雨水結冰使巖石碎裂
D．水和二氧化碳共同作用，使巖石溶解成溶洞
8．（2022八下·婺城期末）下列關于“研究土壤中有哪些非生命物質”的實驗中，其操作或現象描述錯誤的是（　　）
A．在驗證“土壤中是否有水”時，固定試管時試管口必須要略向下傾斜
B．在驗證“土壤中是否有無機鹽”時，用于制取土壤浸出液的水必須是蒸餾水
C．在測量“土壤空氣的體積分數”時，向盛有土壤的燒杯中加水，有氣泡冒出
D．在驗證“土壤中是否有有機物”時，所采用的土壤必須是新鮮濕潤的土壤
9．（2022八下·諸暨期末）為了測定土壤中空氣的體積分數，小敏取了一塊長、寬、高均為5厘米的土壤，另取相網規格的鐵塊，分別放入相同的燒杯中，往燒杯內緩慢倒水，當快要浸沒土壤和鐵塊時改用滴管注水，直到把土壤和鐵塊剛好浸沒為止，記錄所加水的體積分別是V1、V2 (V1是往土壤中所加水體積、V2是往鐵塊中所加水體積)。下列選項能正確表示土壤中空氣體積分數的是(　　)
A． ×100% B． ×100%
C． ×100% D． ×100%
10．為了研究土壤中的非生命物質，小明利用校園花壇中的一些土壤做了如下四個實驗，下列有關實驗的分析正確的是(　　)
A．甲圖：用量筒量取一定體積的水，沿燒杯壁緩慢地向燒杯內注水，當快要浸沒土壤時，再換用滴管向燒杯內注水，直到水把土壤剛好浸沒為止。讀出注入水的體積，可以通過計算大致確定該土壤樣品中空氣的體積分數
B．乙圖：觀察到試管壁上有水珠，可以說明土壤中含有水
C．丙圖：蒸發皿中出現的殘余物是能溶于水且能燃燒的無機鹽
D．丁圖：為檢驗土壤中是否存在有機物，可以取一定質量潮濕的土壤放在細密的鐵絲網上用酒精燈加熱，可以觀察到土壤顏色發生變化并發現土壤質量減少
11．土壤的形成：巖石在長期的風吹雨打、冷熱交替、生物作用等因素的作用下，可以　 　成為細碎的礦物質顆粒（巖石從大變小）。最后經各種生物和氣候的長期作用（有機物積累）才形成了土壤。土壤中腐殖質的主要來源是　 　和　 　。
土壤的形成過程是十分　 　的。形成1厘米厚的表土，一般情況下大約需要100～400年。
12．請回答下列問題：
（1）植物的枯葉落人泥土，成為土壤的　 　部分。
（2）“在用手搓土壤”的實驗完畢后，要反復沖洗雙手，是因為土壤中含有大量的　 　。
（3）經常在草坪上行走，會造成土壤板結，影響草的生長。土壤板結會造成土壤缺少　 　，從而影響根的　 　。
13.為提高成活率，幼苗移栽時還要考慮土壤結構。某同學在移栽地取了一塊形狀大小與鐵塊相同的土壤樣品，放入兩個相同的燒杯中，分別加水沒過土壤樣品和鐵塊，且左右燒杯液面相平。如圖所示，土壤樣品和鐵塊體積均為V，兩個燒杯中所加水的體積分別是V1和V2。
（1）求土壤樣品中空氣的體積分數　 　；
（2）“ 野火燒不盡，春風吹又生。”生活中入們也發現，將燃燒枯枝落葉得到的灰燼覆蓋在土壤上會有利于移栽后植物的生長，這說明植物生長除了要從土壤中吸收水分外，還需要吸收　 　。
14．“測量土壤空氣的體積分數”的活動步驟大致如下：步驟1，在校園中選擇一塊干燥的土地，取長、寬、厚分別是5厘米的一塊土塊，另取一塊相同規格的鐵塊，分別放入2只相同的大燒杯中。步驟2，分別沿燒杯壁緩慢地向2只燒杯內注水，開始時用量筒取一定體積的水注入，快要浸沒土塊或鐵塊時，再換用滴管向燒杯內滴水，直到水把土塊和鐵塊剛好浸沒為止。步驟3，記錄向兩個燒杯中注入水的體積和所產生的實驗現象。試分析并回答下列問題：
（1） 在步驟1中，為什么要設計一個與土塊體積相同的鐵塊進行實驗
（2） 在步驟2中，加水的方法是“開始時用量筒量取一定體積的水注入，當快要浸沒土塊或鐵塊時，再換用滴管向燒杯內滴水”，為什么
（3） 在步驟2中，觀察到的實驗現象是　 　。
15．小杰為研究土壤中的非生命物質，做了一個小實驗，請你與他一同完成實驗。長、寬、高分別是10厘米、10厘米、5厘米的鐵塊和土壤，放入大燒杯中注水至浸沒為止，往鐵塊燒杯中加3個滿量筒和圖甲中的水，往土壤中加3個滿量筒和圖乙中的水。請回答：
（1）有誤往裝鐵塊的燒杯中加入水的量為　 　 ，往裝土壤的燒杯中加水的量為　 　 。
（2）同樣體積的鐵塊和土壤，為什么加入的水量不同？　 　 。
（3）土壤中空氣體積分數大約為　 　 。
（4）在適宜植物生長的土壤中，空氣占土壤的體積分數大約在15%～35%之間。土壤空氣對于植物的作用是　 　 。
16．為了測定長、寬、厚分別是4 cm的某土塊中空氣的體積分數，小樂和小歡分別展開了以下實驗：
小樂：另取一塊相同規格的鐵塊，將土塊和鐵塊分別放入2只相同的燒杯中，用量筒量取一定體積的水，先沿燒杯壁緩慢地向燒杯內注水，如圖甲所示。快要浸沒土塊或鐵塊時， ，直到水把土塊和鐵塊剛好浸沒。記錄用水的體積分別為V1、V2。
小歡：將該土塊搗碎裝入量筒內，使土壤表面保持平整，再取一量筒量取一定體積的水，先沿量筒內壁緩慢地向量筒內注水，快要浸沒土壤時，再換用滴管向量筒內滴水至土壤剛好浸沒，如圖乙所示。記錄用水的體積為V3。
（1）根據實驗目的，小樂實驗方案的空缺處實驗步驟應填寫：　 　。 根據小樂的實驗，該土塊中空氣的體積分數為　 　。小樂在向放有鐵塊的燒杯中注水時，不慎有少量水濺出，會導致測得的土塊中空氣的體積分數　 　(填“偏大”“不變”或“偏小”)。
（2）小歡認為自己的實驗方案更加簡便，請你結合實驗目的評價小歡的方案是否合理，并說明理由：　 　。
思維導圖
典例分析
舉一反三
典例分析
舉一反三
典例分析
舉一反三
課后鞏固
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