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题型(八) 设计类实验题
【题型特点与解题技巧】
设计类实验题是根据实验探究目的和要求，要求学生利用所提供的实验器材，自己设计出实验操作方案或实验方法的一种实验题类型，这对学生的实验能力提出了更高的要求。
设计类实验题，是要求学生在掌握基本实验原理的基础上，对教材实验的再认识和再加工，涉及测量仪器的选择、实验步骤的安排、实验方法的变化、实验数据的处理等；它主要考查学生综合运用知识的能力和创造思维的能力。解决这一问题的关键是实验原理的确定，设计实验最关键是需要理清实验探究思路和实验探究方法。
实验方法主要是“控制变量法”和“转换法”。
1. 影响水蒸发快慢的因素有水的温度、水的表面积和水表面上方空气的流动速度。请你利用生活中的物品设计一个实验，对影响水蒸发快慢的其中一个因素进行探究，并完成下列自主学习活动报告，在小组内进行展示交流。
(1)写出你选用的物品： 。
(2)简述实验过程及现象：
。
(3)得到的结论：
。
2. 先阅读有关碘的知识资料：
碘单质是紫黑色有光泽的固体，密度为4. 93 g/cm3。53号元素(质子数53)，相对原子质量126. 9 g。熔点113. 5 ℃，沸点184. 5 ℃，化合价-1、+1、+3、+5和+7。加热时，碘升华为漂亮的紫色蒸气，这种蒸气有刺激性气味，碘蒸气有毒。碘的化合物在有机化学中十分重要，另外在医药和照相方面的用途也很广泛，缺乏碘会导致甲状腺肿大，过量的碘也会导致甲状腺肿大。
林红同学用酒精灯直接对烧瓶中少量固态碘加热，观察碘的升华。同组的小勇同学认为这个实验中，碘可能经历了由固态到液态再到气态的变化过程。
对于小勇的疑问，请你设计一个实验，证明碘可以从固态直接变为气态。
(1)选用的实验器材： 。
(2)实验步骤及现象分析：
。
(3)提出实验注意事项： 。
(写出一条即可)
3. 有两个容积相同的保温杯，请设计实验比较哪个杯的保温效果好。
(1)需要的实验器材： 。
(2)写出实验步骤和判断哪个杯保温效果好的根据。
4. [2017·河北]用厚玻璃瓶、带有细玻璃管的橡胶塞、容器和水，来证明玻璃瓶可发生微小形变。
(1)器材的安装： 。
(2)操作的方法： 。
(3)发生的现象： 。
(4)玻璃瓶发生微小形变的原因： 。
5. 铅笔芯是由石墨和粘土按一定比例混合制成的，不同类型的铅笔的笔芯软硬程度不同，其中6H的铅笔芯最硬，6B的铅笔芯最软，HB的铅笔芯软硬居中。实验室可以提供多种类型的铅笔芯(用符号“”表示)、电流表、一节干电池、导线和开关，请利用这些实验器材，设计一个“铅笔芯的电阻与其软硬度是否有关？”的实验(忽略温度对电阻的影响)。画出实验电路图，写出实验步骤，画出实验数据记录表。
【参考答案】
1. (1)两个相同的碗、保鲜膜、水、勺子
(2)实验过程：在两个相同的碗中用勺子加入等质量的水，把其中一个碗用保鲜膜封住口，并将两个碗放在通风的过道里，过一段时间后，比较两个碗中水量的变化；
实验现象：观察到没有封口的碗里水变干，而封口的碗里仍有水
(3)在水的温度和表面积相同时，水面上方空气流动速度越快，水蒸发越快
2. (1)酒精灯、铁架台、石棉网、烧杯、水、带塞的试管
(2)实验步骤：①烧杯中装入适量水，放在铁架台的石棉网上，用酒精灯加热至沸腾；
②试管中放入少量固态碘，塞上塞子，放入沸水中加热；
③观察试管中的现象：有紫色碘蒸气出现。
现象分析：沸水的温度为100 ℃，碘的熔点为113. 5 ℃；试管中的碘温度达不到熔点，不会发生熔化现象，所以碘蒸气是固态碘升华形成的
(3)在通风环境中进行实验
3. (1)温度计、停表、热水
(2)实验步骤：
①在保温杯中装满相同温度的热水，并盖上盖子，把两个保温杯放在同一个室内；
②经过相同时间后，同时用两支温度计测量两个保温杯中水的温度；
③所装水的温度较高的保温杯保温效果较好。
判断根据：向相同容积的保温杯中加满相同温度的水，水的质量、初温相同，根据Q=cmΔt可知：在质量、初温和比热容都相同的情况下，经过相同的时间，末温越高的保温杯向外散失的热量越少，所以末温越高的保温杯的保温效果越好。
4. (1)往厚玻璃瓶内盛满水，瓶口用带有细玻璃管的橡胶塞塞严
(2)用手挤压厚玻璃瓶壁，观察细玻璃管中水柱的高度变化
(3)细玻璃管内的水柱上升
(4)力可以改变物体的形状
5. (1)将铅笔芯、电流表及其他电路元件组成串联电路，如图所示
(2)步骤：将长度和横截面积相同、软硬不同的6B、2B、HB、H、2H、6H的铅笔芯分别接入电路中，闭合开关，并分别记下电流表的示数。
(3)实验记录表格
铅笔芯型号
6B
2B
HB
H
2H
6H
电流表示数
I/A
4
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