【正文】 記錄在表格內(nèi)． 【突破要領】 開放 、 設計型實驗題主要考查學生的科學思維過程 、 綜合運用知識 (知識遷移 )的能力以及分析解決實際問題的能力 ， 側(cè)重于讓學生根據(jù)實驗的目的 ， 運用所學過的物理知識和實驗方法 ， 自行設計出一個滿足要求的實驗方案． 常見考查形式有 ： (1)設計驗證實驗 —— ① 給定實驗器材 ， 完成規(guī)定的實驗驗證； ② 給出實驗器材 ， 結(jié)合實驗內(nèi)容 ， 自行選定合適的器材完成實驗驗證． (2)給出器材設計實驗過程 —— ①給出實驗器材 ， 提出實驗要求 ， 自行設計操作過程 ， 并形成結(jié)論； ② 提出實驗要求 ， 從給出實驗器材中自行選擇器材進行設計 ， 重點考查過程設計 、 記錄表格設計 、 結(jié)論得出等． 解答的關鍵是實驗原理的確定 ， 這是一切實驗設計的依據(jù) ，它決定了應該選擇哪些器材 、 測量哪些物理量．同時還要注意題目條件的限制和實驗方案的可行性 ， 在表述過程中還應注意語言的簡練 、 嚴謹及準確性．只要養(yǎng)成良好的解題習慣 ， 一切問題也就迎刃而解了． 押題訓練 1． [2022北京中考 ]為了比較活性炭和石英砂對泥水的過濾效果，小東選用的實驗器材有：兩個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)甲容器過濾后的泥水比經(jīng)乙容器過濾后的泥水透明程度高．于是小東得出了結(jié)論：活性炭對泥水的過濾效果比石英砂對泥水的過濾效果好． (1)請寫出小東實驗過程中存在的問題： , , , ； (2)請你針對小東實驗過程中存在的問題 ， 寫出改正的步驟： , , , , . 小東實驗過程控制的材料不同 ， 即甲容器中活性炭上面的過濾材料與乙容器中石英砂上面的過濾材料不同 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“物體動能的大小與物體質(zhì)量是否有關”的實驗中，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行實驗．小華認為：如果 A、B兩球先后從軌道上同一高度處由靜止開始釋放，則 A、 B兩球到達軌道零刻度線處的速度大小相等．小剛對小華的觀點提出了質(zhì)疑．請你根據(jù)實驗需要，添加適當?shù)钠鞑?，設計實驗檢驗小華的觀點是否正確．請你寫出檢驗的實驗步驟． 添加器材：完全相同的滑槽軌道一個． 實驗步驟： ① 將完全相同的兩個帶有滑槽的軌道并排放在水平桌面上 ， 使兩端對齊； ② 將 A、 B兩個金屬球分別放置在兩個軌道的最高點 ， 從靜止開始同時釋放 ， 觀察兩球是否并排滾動 ， 直到軌道零刻度線處． 實驗分析：若兩個小球 A、 B并排滾動到零刻度線處 ， 說明小球下落的速度與小球的質(zhì)量無關 ， 小華的觀點正確；若兩個小球 A、 B先后滾動到零刻度線處 ， 說明小球下落的速度與小球的質(zhì)量有關 ， 小剛的觀點正確． 3． [2022煙臺中考 ]如圖是小紅做“觀察碘升華”的實驗裝置． 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． 標準大氣壓下部分物質(zhì)的熔點 (凝固點 )、沸點 (℃ ) 物質(zhì) 熔點 (凝固點 ) 沸點 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驗現(xiàn)象： , . (2)交流評估時 ， 小明查閱了部分物質(zhì)的熔點 、 沸點 (見表 )， 他發(fā)現(xiàn)碘的熔點是 ℃ ， 碘的沸點是 ℃ ， 酒精燈的火焰溫度約 400℃ ， 他認為小紅所做的實驗中 ， 碘可能經(jīng)歷了由固態(tài)到液態(tài)再到氣態(tài)的變化過程 ， 小紅的實驗并不能得出碘升華的結(jié)論 ， 請你針對小明的質(zhì)疑 ， 選用上述器材或補充必要的輔助器材設計一個實驗 ， 證明碘直接從固態(tài)變?yōu)闅鈶B(tài) ， 寫出實驗方案并扼要說明． 用酒精燈對燒杯直接加熱過程中，在燒杯中會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℃ ，碘達不到熔點 ， 不會發(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 ， 能更好地說明碘的升華． 4． [2022河北中考 ]用厚玻璃瓶 、 帶有細玻璃管的橡膠塞 、 容器和水 ， 來證明玻璃瓶可發(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： . 厚玻璃瓶內(nèi)盛滿水，瓶口用帶有細玻璃管的橡膠塞塞嚴 用手擠壓瓶壁，觀察細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 ]通過閱讀 ， 小明知道了 1791年意大利物理學家伏特發(fā)明了最早的電池 —— 伏打電池．在老師的幫助下 ， 小明自制了一個如圖所示的伏打電池 ， 但是不能確定哪個金屬片是正極．請你幫他設計實驗并進行判斷． (1)寫出你選用的實驗儀器： . (2)簡述操作方法 、 實驗現(xiàn)象和結(jié)論． 電壓表和導線 將電壓表的正接線柱與銅片相連 ， 再把與鋅片相連的導線與電壓表的負接線柱進行試觸 ， 若電壓表指針正向偏轉(zhuǎn) ， 說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極； 方案一： (1)選用的器材：電壓表和導線． (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線與電壓表的負接線柱進行試觸，若電壓表指針正向偏轉(zhuǎn)，說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線與電流表的負接線柱進行試觸，若電流表指針正向偏轉(zhuǎn)，說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)光二極管的負接線柱相連，若發(fā)光二極管發(fā)光，說明與發(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 ]在探究滑動摩擦力與哪些因素有關的實驗中： (1)先后用相同的力將手按在不同的接觸面上滑動時 ， 感覺受到的阻礙是不同的 ， 由此猜想滑動摩擦力大小可能與 有關． (2)一個同學在用彈簧測力計測量滑動摩擦力時 ， 采用了如圖所示的方式 ， 這種操作是 的． (3)根據(jù) ， 實驗中應該 、 的拉滑塊 ， 滑動摩擦力的大小才 拉力的大?。? (4)一個同學認為滑動摩擦力大小還與接觸面積的大小有關 ，于是他設計了一個實驗方案 ， 下面是該方案中的一個環(huán)節(jié)：“ 將兩個材質(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 ， 讓兩個木塊與桌面的接觸面積不同 ” ， 他對這個環(huán)節(jié)的設計是 的 ， 原因是 . 壓力錯誤 二力平衡條件 水平 勻速 等于 錯誤 沒有控制壓力相同(1)先后用相同的力將手按在不同的接觸面上滑動時，感覺受到的阻礙是不同的，說明摩擦力不同，由此猜想滑動摩擦力大小可能與壓力的大小有關； (2)(3)實驗中為了測量滑動摩擦力的大小，應用彈簧測力計沿水平方向勻速拉動木塊，使它沿水平長木板做勻速直線運動，目的是利用二力平衡條件，使彈簧測力計對木塊的拉力等于木塊受到的摩擦力，故圖中所示的方式錯誤； (4)要探究滑動摩擦力大小與接觸面積的大小關系，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，讓兩個木塊與桌面的接觸面積不同 ” 沒有控制壓力相同，故他對這個環(huán)節(jié)的設計是錯誤的．