【正文】 記錄在表格內(nèi)． 【突破要領(lǐng)】 開(kāi)放 、 設(shè)計(jì)型實(shí)驗(yàn)題主要考查學(xué)生的科學(xué)思維過(guò)程 、 綜合運(yùn)用知識(shí) (知識(shí)遷移 )的能力以及分析解決實(shí)際問(wèn)題的能力 ， 側(cè)重于讓學(xué)生根據(jù)實(shí)驗(yàn)的目的 ， 運(yùn)用所學(xué)過(guò)的物理知識(shí)和實(shí)驗(yàn)方法 ， 自行設(shè)計(jì)出一個(gè)滿足要求的實(shí)驗(yàn)方案． 常見(jiàn)考查形式有 ： (1)設(shè)計(jì)驗(yàn)證實(shí)驗(yàn) —— ① 給定實(shí)驗(yàn)器材 ， 完成規(guī)定的實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證； ② 給出實(shí)驗(yàn)器材 ， 結(jié)合實(shí)驗(yàn)內(nèi)容 ， 自行選定合適的器材完成實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證． (2)給出器材設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)過(guò)程 —— ①給出實(shí)驗(yàn)器材 ， 提出實(shí)驗(yàn)要求 ， 自行設(shè)計(jì)操作過(guò)程 ， 并形成結(jié)論； ② 提出實(shí)驗(yàn)要求 ， 從給出實(shí)驗(yàn)器材中自行選擇器材進(jìn)行設(shè)計(jì) ， 重點(diǎn)考查過(guò)程設(shè)計(jì) 、 記錄表格設(shè)計(jì) 、 結(jié)論得出等． 解答的關(guān)鍵是實(shí)驗(yàn)原理的確定 ， 這是一切實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)的依據(jù) ，它決定了應(yīng)該選擇哪些器材 、 測(cè)量哪些物理量．同時(shí)還要注意題目條件的限制和實(shí)驗(yàn)方案的可行性 ， 在表述過(guò)程中還應(yīng)注意語(yǔ)言的簡(jiǎn)練 、 嚴(yán)謹(jǐn)及準(zhǔn)確性．只要養(yǎng)成良好的解題習(xí)慣 ， 一切問(wèn)題也就迎刃而解了． 押題訓(xùn)練 1． [2022北京中考 ]為了比較活性炭和石英砂對(duì)泥水的過(guò)濾效果，小東選用的實(shí)驗(yàn)器材有：兩個(gè)相同的下端帶有漏水小孔的透明圓柱形容器甲和乙，活性炭、錳砂、石英砂、鵝卵石四種過(guò)濾材料．在甲容器里依次裝入活性炭、石英砂、錳砂、鵝卵石四種過(guò)濾材料，每種材料的厚度均為 3cm，如圖甲所示．在乙容器里依次裝入石英砂、錳砂、鵝卵石三種過(guò)濾材料，每種材料的厚度均為 3cm，如圖乙所示．把搖晃均勻的一瓶泥水分成相等的兩份，分別緩慢全部倒入甲、乙兩容器中，發(fā)現(xiàn)經(jīng)甲容器過(guò)濾后的泥水比經(jīng)乙容器過(guò)濾后的泥水透明程度高．于是小東得出了結(jié)論：活性炭對(duì)泥水的過(guò)濾效果比石英砂對(duì)泥水的過(guò)濾效果好． (1)請(qǐng)寫(xiě)出小東實(shí)驗(yàn)過(guò)程中存在的問(wèn)題： , , , ； (2)請(qǐng)你針對(duì)小東實(shí)驗(yàn)過(guò)程中存在的問(wèn)題 ， 寫(xiě)出改正的步驟： , , , , . 小東實(shí)驗(yàn)過(guò)程控制的材料不同 ， 即甲容器中活性炭上面的過(guò)濾材料與乙容器中石英砂上面的過(guò)濾材料不同 將甲、乙兩容器清空后，在甲容器中依次放入活性炭、錳砂、鵝卵石，材料厚度均為 3cm，在乙容器中依次裝入石英砂、錳砂、鵝卵石，材料厚度均為 3cm 2． [2022北京中考 ]在探究“物體動(dòng)能的大小與物體質(zhì)量是否有關(guān)”的實(shí)驗(yàn)中，需要控制物體的速度大小相等．為了控制物體的速度大小相等，小華選用了體積相等、質(zhì)量不等的金屬球 A和B，利用如圖所示的帶滑槽的軌道進(jìn)行實(shí)驗(yàn)．小華認(rèn)為：如果 A、B兩球先后從軌道上同一高度處由靜止開(kāi)始釋放，則 A、 B兩球到達(dá)軌道零刻度線處的速度大小相等．小剛對(duì)小華的觀點(diǎn)提出了質(zhì)疑．請(qǐng)你根據(jù)實(shí)驗(yàn)需要，添加適當(dāng)?shù)钠鞑?，設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)檢驗(yàn)小華的觀點(diǎn)是否正確．請(qǐng)你寫(xiě)出檢驗(yàn)的實(shí)驗(yàn)步驟． 添加器材：完全相同的滑槽軌道一個(gè)． 實(shí)驗(yàn)步驟： ① 將完全相同的兩個(gè)帶有滑槽的軌道并排放在水平桌面上 ， 使兩端對(duì)齊； ② 將 A、 B兩個(gè)金屬球分別放置在兩個(gè)軌道的最高點(diǎn) ， 從靜止開(kāi)始同時(shí)釋放 ， 觀察兩球是否并排滾動(dòng) ， 直到軌道零刻度線處． 實(shí)驗(yàn)分析：若兩個(gè)小球 A、 B并排滾動(dòng)到零刻度線處 ， 說(shuō)明小球下落的速度與小球的質(zhì)量無(wú)關(guān) ， 小華的觀點(diǎn)正確；若兩個(gè)小球 A、 B先后滾動(dòng)到零刻度線處 ， 說(shuō)明小球下落的速度與小球的質(zhì)量有關(guān) ， 小剛的觀點(diǎn)正確． 3． [2022煙臺(tái)中考 ]如圖是小紅做“觀察碘升華”的實(shí)驗(yàn)裝置． 她的操作是：在燒杯中放少量的碘，燒杯口放一只裝有冷水的燒瓶，用酒精燈給燒杯加熱． 標(biāo)準(zhǔn)大氣壓下部分物質(zhì)的熔點(diǎn) (凝固點(diǎn) )、沸點(diǎn) (℃ ) 物質(zhì) 熔點(diǎn) (凝固點(diǎn) ) 沸點(diǎn) 水 0 100 酒精 － 117 煤油 － 30 150 碘 銅 2360 鐵 1535 2750 金 1064 2500 (1)結(jié)合你的探究經(jīng)歷 ， 描述小紅觀察到的實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象： , . (2)交流評(píng)估時(shí) ， 小明查閱了部分物質(zhì)的熔點(diǎn) 、 沸點(diǎn) (見(jiàn)表 )， 他發(fā)現(xiàn)碘的熔點(diǎn)是 ℃ ， 碘的沸點(diǎn)是 ℃ ， 酒精燈的火焰溫度約 400℃ ， 他認(rèn)為小紅所做的實(shí)驗(yàn)中 ， 碘可能經(jīng)歷了由固態(tài)到液態(tài)再到氣態(tài)的變化過(guò)程 ， 小紅的實(shí)驗(yàn)并不能得出碘升華的結(jié)論 ， 請(qǐng)你針對(duì)小明的質(zhì)疑 ， 選用上述器材或補(bǔ)充必要的輔助器材設(shè)計(jì)一個(gè)實(shí)驗(yàn) ， 證明碘直接從固態(tài)變?yōu)闅鈶B(tài) ， 寫(xiě)出實(shí)驗(yàn)方案并扼要說(shuō)明． 用酒精燈對(duì)燒杯直接加熱過(guò)程中，在燒杯中會(huì)看到紫紅色的碘蒸氣 采用的方法是將碘顆粒放在燒瓶中 ， 將燒瓶浸沒(méi)在正在加熱的熱水中觀察碘狀態(tài)的變化．燒杯中水的溫度最高為 100℃ ，碘達(dá)不到熔點(diǎn) ， 不會(huì)發(fā)生熔化現(xiàn)象 ， 碘一直處于固態(tài) ， 出現(xiàn)的碘蒸氣只能是固態(tài)直接變成的 ， 能更好地說(shuō)明碘的升華． 4． [2022河北中考 ]用厚玻璃瓶 、 帶有細(xì)玻璃管的橡膠塞 、 容器和水 ， 來(lái)證明玻璃瓶可發(fā)生微小形變． 器材的安裝： . 操作的方法： . 發(fā)生的現(xiàn)象： . 玻璃瓶發(fā)生微小形變的原因： . 厚玻璃瓶?jī)?nèi)盛滿水，瓶口用帶有細(xì)玻璃管的橡膠塞塞嚴(yán) 用手?jǐn)D壓瓶壁，觀察細(xì)玻璃管中水柱的變化 玻璃管內(nèi)升起水柱 力可以改變物體的形狀 5． [2022山西中考 ]通過(guò)閱讀 ， 小明知道了 1791年意大利物理學(xué)家伏特發(fā)明了最早的電池 —— 伏打電池．在老師的幫助下 ， 小明自制了一個(gè)如圖所示的伏打電池 ， 但是不能確定哪個(gè)金屬片是正極．請(qǐng)你幫他設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)并進(jìn)行判斷． (1)寫(xiě)出你選用的實(shí)驗(yàn)儀器： . (2)簡(jiǎn)述操作方法 、 實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象和結(jié)論． 電壓表和導(dǎo)線 將電壓表的正接線柱與銅片相連 ， 再把與鋅片相連的導(dǎo)線與電壓表的負(fù)接線柱進(jìn)行試觸 ， 若電壓表指針正向偏轉(zhuǎn) ， 說(shuō)明與電壓表正接線柱連接的銅片是電池的正極；若電壓表反向偏轉(zhuǎn) ， 鋅片是電池的正極． 由電流表、電壓表和二極管的連接方法知，電流必須從正接線柱流入，從負(fù)接線柱流出，故可把電壓表、電流表或發(fā)光二極管接在電池兩極，觀察指針的偏轉(zhuǎn)方向或發(fā)光二極管是否發(fā)光，從而確定出電池的正負(fù)極； 方案一： (1)選用的器材：電壓表和導(dǎo)線． (2)探究的方法：將電壓表的正接線柱與銅片相連，再把與鋅片相連的導(dǎo)線與電壓表的負(fù)接線柱進(jìn)行試觸，若電壓表指針正向偏轉(zhuǎn)，說(shuō)明與電壓表正接線柱連接的銅片是電池的正極；若電壓表反向偏轉(zhuǎn)，鋅片是電池的正極． 方案二： (1)選用的器材：電流表和導(dǎo)線． (2)探究的方法：將電流表的正接線柱與銅片相連，再把與鋅片相連的導(dǎo)線與電流表的負(fù)接線柱進(jìn)行試觸，若電流表指針正向偏轉(zhuǎn)，說(shuō)明與電流表正接線柱連接的銅片是電池的正極；若電流表反向偏轉(zhuǎn)，鋅片是電池的正極． 方案三： (1)選用的器材：發(fā)光二極管和導(dǎo)線． (2)探究的方法：將發(fā)光二極管的正接線柱與銅片相連，再把鋅片與發(fā)光二極管的負(fù)接線柱相連，若發(fā)光二極管發(fā)光，說(shuō)明與發(fā)光二極管正接線柱連接的銅片是電池的正極；若發(fā)光二極管不發(fā)光，鋅片是電池的正極． 6． [2022昆明中考 ]在探究滑動(dòng)摩擦力與哪些因素有關(guān)的實(shí)驗(yàn)中： (1)先后用相同的力將手按在不同的接觸面上滑動(dòng)時(shí) ， 感覺(jué)受到的阻礙是不同的 ， 由此猜想滑動(dòng)摩擦力大小可能與 有關(guān)． (2)一個(gè)同學(xué)在用彈簧測(cè)力計(jì)測(cè)量滑動(dòng)摩擦力時(shí) ， 采用了如圖所示的方式 ， 這種操作是 的． (3)根據(jù) ， 實(shí)驗(yàn)中應(yīng)該 、 的拉滑塊 ， 滑動(dòng)摩擦力的大小才 拉力的大?。? (4)一個(gè)同學(xué)認(rèn)為滑動(dòng)摩擦力大小還與接觸面積的大小有關(guān) ，于是他設(shè)計(jì)了一個(gè)實(shí)驗(yàn)方案 ， 下面是該方案中的一個(gè)環(huán)節(jié)：“ 將兩個(gè)材質(zhì)和平滑程度均相同 、 體積不同的木塊放在同一水平桌面上 ， 讓兩個(gè)木塊與桌面的接觸面積不同 ” ， 他對(duì)這個(gè)環(huán)節(jié)的設(shè)計(jì)是 的 ， 原因是 . 壓力錯(cuò)誤 二力平衡條件 水平 勻速 等于 錯(cuò)誤 沒(méi)有控制壓力相同(1)先后用相同的力將手按在不同的接觸面上滑動(dòng)時(shí)，感覺(jué)受到的阻礙是不同的，說(shuō)明摩擦力不同，由此猜想滑動(dòng)摩擦力大小可能與壓力的大小有關(guān)； (2)(3)實(shí)驗(yàn)中為了測(cè)量滑動(dòng)摩擦力的大小，應(yīng)用彈簧測(cè)力計(jì)沿水平方向勻速拉動(dòng)木塊，使它沿水平長(zhǎng)木板做勻速直線運(yùn)動(dòng)，目的是利用二力平衡條件，使彈簧測(cè)力計(jì)對(duì)木塊的拉力等于木塊受到的摩擦力，故圖中所示的方式錯(cuò)誤； (4)要探究滑動(dòng)摩擦力大小與接觸面積的大小關(guān)系，需要控制壓力和接觸面的粗糙程度相同，接觸面的大小不同，故 “ 將兩個(gè)材質(zhì)和平滑程度均相同、體積不同的木塊放在同一水平桌面上，讓兩個(gè)木塊與桌面的接觸面積不同 ” 沒(méi)有控制壓力相同，故他對(duì)這個(gè)環(huán)節(jié)的設(shè)計(jì)是錯(cuò)誤的．