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实验题 04
1．某实验小组使用如图所示装置探究等压情况下一定质量气体的体积与温度的关系。注射器中密封了一
定质量的气体，柱塞下使用细绳悬挂一重物，整个装置置于控温箱内，控温箱内气体始终与外界相通，通
过改变控温箱温度读取多组温度、体积数值，并作体积热力学温度图像。
(1)实验过程中，下列说法正确的是（ ）
A．改变控温箱温度后，应等待足够长时间，温度计示数稳定后再读取空气柱体积
B．柱塞处涂抹润滑油的目的是为了减小摩擦而非密封气体
C．实验过程要保证空气柱密闭性良好
(2)若实验操作规范无错误，作出
图像，如图乙所示，图像不过原点的原因是 。
(3)改变重物质量，再次实验，得到两条直线，如下图所示，两条直线斜率分别为
、
，重物及柱塞质量
之和分别为
、
，若测得柱塞横截面积为S，重力加速度为g，大气压强可表示为： （忽略
柱塞与注射器之间的摩擦，使用题中所给字母表示）。
(4)某组员认为：若将控温箱密闭，与外界大气不相通，当控温箱内温度缓慢升高时，柱塞和重物的高度会
不降反升，请问其观点是否正确？ （选填“正确”、“不正确”）
【答案】(1)AC (2)未考虑橡胶塞内气体体积 (3)
(4)正确
【详解】（1）A．改变温控箱温度后，应该等待足够长时间，温度计示数稳定后再读取空气柱体积，故A
项正确；
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1
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B．柱塞处涂抹润滑油的目的是为了密封气体保证空气柱密闭性良好，故B 项错误；
C．该实验过程要保证空气柱密闭性良好，故C 项正确。
故选AC。
（2）设橡胶塞内气体体积为
，有
整理有
所以图像不过原点原因是未考虑橡胶塞内气体体积。
（3）由上述分析可知，
图像的斜率为
，所以有
，
对柱塞及重物受力分析，有
又有
解得
（4）若将控温箱密闭，当控温箱内温度升高时，假设柱塞不动，有
注射器内气体与温控箱内气体温度始终相同，结合之前的分析可知
所以有
即柱塞会上升，所以该观点正确。
2．在“探究变压器原、副线圈电压与匝数的关系”实验中，利用如图所示的可拆变压器能方便地探究原、
副线圈的电压比与匝数比的关系。
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(1)为实现探究目的，保持原线圈输入的电压一定，通过改变原、副线圈匝数，测量副线圈上的电压。这个
探究过程采用的科学探究方法是______。
A．控制变量法
B．等效替代法
C．演绎法
D．理想实验法
(2)如果把它看成理想变压器，则左右两线圈上的交变电流一定相同的是______。
A．电压
B．电流
C．功率
D．频率
(3)某次实验中得到实验数据如下表所示，表中
、
分别为原、副线圈的匝数，
分别为原、副线
圈的电压，通过实验数据分析，你的结论是：在误差允许的范围内， 。
实验次
数
/匝
/匝
1
1400
400
12.1
3.42
2
800
400
12.0
5.95
3
200
100
11.9
5.92
(4)原、副线圈上的电压之比是否等于它们的匝数之比呢？发现上述实验数据没有严格遵从这样的规律，分
析下列可能的原因，你认为正确的是_____。
A．原、副线圈的电压不同步
B．变压器线圈中有电流通过时会发热
C．铁芯在交变磁场的作用下会发热
D．原线圈中电流产生的磁场能在向副线圈转移过程中有损失
【答案】(1)A (2)CD (3)原、副线圈的电压比与匝数比相等，即
(4)BCD
【详解】（1）当一个物理量与多个物理量相关时，应采用控制变量法，探究该物理量与某一个量的关系，
如本实验中，保持原线圈输入的电压
一定，探究副线圈输出的电压
与和匝数
、
的关系。
故选A。
（2）由理想变压器原理可知，理想变压器原副线圈两端的交变电流功率、频率不变，通过副线圈的电流
和副线圈两端电压与变压器原、副线圈的匝数比有关。
故选CD。
（3）通过分析表中数据可得结论，在误差允许的范围内，原副线圈的电压比与匝数比相等，即
。
3
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（4）变压器并非理想变压器，能量损失主要来源于三个方面，分别是BCD 项中的绕制线圈的铜导线发热
损耗（俗称铜损）、铁芯中的涡流发热损耗（俗称铁损）、铁芯对磁场的约束不严密损耗（俗称磁损）。
故选BCD。
3．如图1 所示为某实验小组“探究加速度与物体所受合力关系”的实验装置，气垫导轨上滑块（含遮光
条）的质量为
，遮光条的宽度为
，两光电门间的距离为
，滑块在气垫导轨上运动时可以忽略导轨的
摩擦力，当地的重力加速度为
，图中滑轮均为轻质滑轮。
（1）本实验 （填“需要”或“不需要”）满足所挂钩码的总质量远小于滑块的质量；
（2）将气垫导轨调至水平，再调整气垫导轨上连接滑块的细绳沿水平方向，气源开通后滑块在钩码重力
的作用下做匀加速运动，遮光条先后通过两个光电门所用的时间分别为
和
，则滑块加速度
的表达式
为
（用已知量表示）；
（3）保持滑块（含遮光条）的质量
不变，多次改变钩码的质量，记录相应的弹簧秤读数
，通过
（2）步骤计算各组的加速度
，描绘出
图像如图2 所示（图中
和为已知量），则滑块质量
的
表达式为
（用已知量表示）；
（4）根据图中的
和可以推算出，当加速度大小为
时，所挂钩码质量
的表达式为
（用
已知量表示）。
【答案】 不需要
【详解】（1）[1]滑块受到的拉力可以用弹簧秤测出，不需要满足所挂钩码的总质量远小于滑块的质量；
（2）[2]由匀变速直线运动速度与位移关系式知
代入得
（3）[3]根据牛顿第二定律知
由图像知
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代入数据得
（4）[4]根据牛顿第二定律，对m 有
对M 有
代入得
4．根据人体电阻的大小可以初步判断人体脂肪所占比例。
(1)实验小组用多用电表直接粗测人体电阻
，先把选择开关调至“
”挡，经欧姆调零后测量人体电阻，
指针偏转如图a 所示：为了使测量结果更准确，应把选择开关调至 （填“
”或“
”）挡，
经欧姆调零后再次测量，示数如图b 所示，则人体电阻为
；
(2)现用另外方案测量人体电阻，实验小组根据已有器材设计了一个实验电路实验室提供的器材如下：电
压表
（量程
，内阻
），电压表
（量程
，内阻
），电流表
（量程
，
内阻
），滑动变阻器
（额定电流
，最大阻值
），电源
（电动势
，内阻不计），开
关
，导线若干，请帮助完成下列实验步骤：
①图中虚线框内缺少了一块电表，应选择 ，理由是 ；
②请把实验电路图补充完整 ；
③若步骤①中所选电表的示数为D，电压表
的示数为
，则待测电阻
（用题中所给的物理
量符号表达）。
【答案】(1)
100
(2) V2 通过被测电阻的最大可能电流为
，电流表的量程太大，
可作为量程为
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的电流表使用
【详解】（1）[1]由题图可知，当选择开关调至“
”挡时，欧姆表指针偏角过小，说明电阻较大，可
知选择量程过小，应把选择开关调至“
”挡；
[2]由图b 可知，人体电阻阻值为
（2）①[1][2]流过人体的最大电流约为
则电流表的量程太大，可以用电压表
代替电流表，其量程为
。
[3]
②
由于滑动变阻器的最大阻值相对人体电阻的阻值太小，为了起到更好的调节作用，滑动变阻器采用分
压式接法，电路图如下图所示
[4]
③
流过人体电阻的电流
人体电阻两端的电压
根据欧姆定律可得人体电阻
5．现代社会，喝酒不开车已经成为基本行为准则。某款酒精检测仪如图甲所示，核心部件为酒精气体传
感器，其电阻R 与酒精气体浓度c 的关系如图乙所示。某同学想利用该酒精气体传感器设计一款酒精检测
仪，除酒精气体传感器外，在实验室中找到了如下器材：
A．蓄电池（电动势E＝2 V，内阻r＝0.6 Ω）
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B．表头G（满偏电流6.0 mA，内阻未知）
C．电流表A（满偏电流10 mA，内阻未知）
D．电阻箱R1（最大阻值999.9 Ω）
E．电阻箱R2（最大阻值999.9 Ω）
F．开关及导线若干
（1）该同学设计的测量电路如图丙所示，为将表头G 的量程扩大为原来的10 倍，他进行了如下操作：先
断开开关S1、S2、S3，将R1、R2调到最大值。合上开关S1，将S3拨到2 处，调节R2，使表头G 满偏，电流
表A 示数为I。此时合上开关S2，调节R1和R2，当电流表A 仍为I 时，表头G 示数如图丁所示，此时R1为
108.0 Ω，则改装电表时应将R1调为 Ω，改装结束后断开所有开关。
（2）该同学若将图丙中开关S1、S2合上，而将S3拨到1 处，电阻箱R2的阻值调为14.0 Ω，酒精气体浓度
为零时，表头G 的读数为 mA。
（3）完成步骤（2）后，某次在实验室中测试酒精浓度时，表头指针指向5.0 mA。已知酒精浓度在0.2～
0.8 mg/mL 之间属于“酒驾”；酒精含量达到或超过0.8 mg/mL 属于“醉驾”，则该次测试的酒精浓度范
围属于 （选填“酒驾”或“醉驾”）。
（4）使用较长时间后，蓄电池电动势降低，内阻增大，可调整 （“R1”或“R2”），使得所测的酒
精气体浓度仍为准确值。
【答案】 6.0 2.0 醉驾 R2
【详解】（1）[1]合上开关S1，将S3拨到2 处，调节R2，使表头G 满偏，电流表A 示数为I。则表头G 与
电流表A 串联，可知
I＝Ig＝6.0 mA 合上开关S2，调节R1和R2，当电流表A 仍为I 时，表头G 与R1并联，由图丁可知表头G 的
示数
I′＝4 mA 则R1中的电流
由
，解得表头的内阻
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将表头G 的量程扩大为原来的10 倍，则与表头并联的电阻R1中的电流为
IR1＝(10－1)Ig＝9Ig则由
，解得改装电表时应将R1调为
（2）[2]改装后电流表的内阻为
由图乙可知酒精气体浓度为零时，传感器的电阻为
R＝80 Ω 由闭合电路欧姆定律可得电路中总电流
则表头G 的读数为
（3）[3]某次在实验室中测试酒精浓度时，表头指针指向5.0 mA，电路中总电流
I3＝10×5.0 mA＝50.0 mA＝0.05 A 由闭合电路欧姆定律可得
解得传感器的电阻
由图乙可知酒精浓度为0.8 mg/mL，所以该次测试的酒精浓度范围属于醉驾。
（4）[4]由闭合电路欧姆定律可知
使用较长时间后，蓄电池电动势降低，内阻增大，要想所测的酒精气体浓度仍为准确值，
则电路中电流不变，则需要把R2调小，使电路中总电阻减小。
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