1、2015 年湖北省黄冈中学自主招生物理试卷（A 卷）一、选择题：1 （4 分）为了监督司机是否遵守限速规定，交管部门在 公路上安装了周定测速仪如图所示，汽车向放置在道路中间的测速仪匀速驶来，测速仪向汽车发出两次短促的超声波信号第一次发出信号到测速仪接收到经汽车反射回来的信号用时 0.5s，第二次发出信号到测速仪接收到经汽车反射回来的信号用时 0.3s，若发出两次信号的时间间隔是1.1s，超声波的速度是 340m/s，则（ ）A汽车接收到第一次信号时，距测速仪 170mB 汽车接收到第二次信号时，距测速仪 102mC 汽车的速度是 34m/sD汽车的速度是 30.9m/s2 （4 分）如图 a
2、所示为 16mm 电影放映机放电影，这种电影放映机使用宽度为 16mm 的电影胶片，电影中的声音以声音信号的方式刻录在电影胶片上如图 b 所示电影放映机正常放映时，有关放映灯泡、放映机镜头（凸透镜） 、电影胶片、反光镜（凸面镜或凹面镜）的种类及其相对位置关系，提出了下列图中所示的几种猜想，其中可能正确的是（）A B C D3A、B 两物体质量相等，温度均为 10；甲、乙两杯水质量相等，温度均为 50现将 A 放入甲杯，B 放入乙杯，热平衡后甲杯水温降低了 4，乙杯水温降低了 8，不考虑热量的损耗，则 A、B 两物体的比热容之比为（ ）A 4：9 B 3：5 C 2：3 D1：24在图所示的电路
3、中，W 为一个稳压管，其作用是确保 C、D 之间的电压 UCD 不变，只要流过稳压管 W 的电流在5mA 和 25mA 之间，U CD 将稳定为 15VR 2 为一可变电阻，它的最小值为 1000，最大值为无穷大（即断路） 设电源电压 U 为 25V，则当 R2 变化时，为了确保 UCD 为 15V，则 R1 阻值范围应为（）A 25002000 B 400500 C 250400 D50020005 （4 分） （2015 黄冈校级自主招生）如图所示电路中，三只灯泡原来都正常发光，当滑动变阻器的滑动触头 P 向右移动时，下面判断不正确的是（）AL1 和 L3 变暗，L 2 变亮B L1 变暗
4、，L 2 变亮，L 3 亮度不变C L1 中电流变化值小于 L3 中电流变化值DL1 上电压变化值小于 L2 上电压变化值6 （4 分） （2015 黄冈校级自主招生）如图所示是一种游戏，叫蹦极游戏者将一根有弹性的绳子一端系在身上，另一端固定在高处，从高处跳下图中 a 点是弹性绳自然下垂时的位置，c 点是游戏者所到达的最低点对于游戏者由跳台至最低点的过程中，下列说法正确的是（）A游戏者的动能一直在增加B 游戏者减少的重力势能全 部转化为动能C 游戏者通过 a 点之后，绳子具有弹性势能D游戏者到 c 点时，他的势能为零7一根质量为 m、长为 L 的均匀链条一半放在粗糙的水平桌面上，另一半挂在桌边
5、，如图中（a）所示，此时链条的重心为 C1若在链条两端各挂一个质量为 的小球，如图中（b）所示，此时链条的重心为 C2若在链条两端和中央各挂一个质量为 的小球，如图中（c）所示，此时链条的重心为 C3（C 1、C 2、C 3 在图中均未标出） 比较三个重心的高度 h1、h 2 和 h3 的关系（）A h1=h2=h3 B h1h 2h 3来源:学#科#网Z#X#X#KC h1h 2h 3 Dh1h 3h 28如图所示，密度分布均匀的圆柱形棒的一端悬挂一个小铁块并一起浸入水中平衡时棒浮出水面的长度是浸在水中长度的 n 倍若水的密度为 ，则棒的密度为（）A B C D二、填空题（43+5 分=17
6、 分）9 （4 分）如图 A、B 所示，平静的湖面上有两艘小船，绳的一端拴在甲船上，绕过乙船上的滑轮，站在船上或岸上的人用 100N 的力拉绳子的自由端如果 A、B 图中甲船在 20s 内向右匀速移动了 10m，同时乙船向左移动了 4m，则A、B 图中人拉绳子的功率分别为 W 与 W10老鼠离开洞穴沿直线前进，它的速度与到洞穴的距离成反比，当它行进到离洞穴为 10cm 的甲处时速度为10cm/s，则行进到离洞穴为 40cm 的乙处时，速度是 cm/s，从甲处到乙处需时_s11 （4 分） （2015 黄冈校级自主招生）用调节好的天平测量某物体的质量，所用的砝码及游码的位置如图所示，那么该物体的
7、质量是_g 12 （5 分） （2015 黄冈校级自主招生）要测量一个阻值约为几百欧的电阻 Rx实验室提供的器材有：电源（电压为3V） 、学生用电流表（量程为 00.6A 、03A） 、学生用电压表（量程为 03V、015V） 、滑动变阻器 R1 和电阻 箱R2（09999 5A）各一个，开关、导线若干（1）小明用伏安法测量该电阻，如图是小明连接的电路接通电路后，观察到电流表指针不偏转，示数为零，电压表示数为 2V请你判断：电路中哪一个元件发生了什么故障？答：；（2）在排除故障换用新元件后，经检查电路完好闭合开关，逐渐减小滑动变阻器的接入电阻至最小，电压表有示数，但电流表的指针几乎不偏转，电流
8、太小的原因是所以按小明所选的器材不能用伏安法测出该电阻的值（3）请你帮助小明在实验室所提供的器材中选择合适的器材，设计实验方案测出该电阻的值（a）在虚线方框中画出实验电路图；（b）实验步骤：按图连接好电路；闭合 S1 调节滑动变阻器，使电压表显示合适的值；断开 S1 闭合 S2， ；读出电阻箱的阻值 R（c）写出待测电阻 Rx 的表达式：三、综合题（10+10+11=31 分）14 （10 分） （2015 黄冈校级自主招生）如图所示是一个水位高度控制装置的示意图，当水位到达高 H 时，水恰好顶起塞子 A 从出水孔流出，水位下降后，塞子 A 又把出水孔堵住，塞子 A 底部是半径为 r 的半球，
9、半球恰好塞入出水孔中已知球的体积公式是 V= ，球表面面积公式是 S 球 =4r2，圆面积公式是 S 圆 =r2，水的密度为 ，为满足水位高度自动控制的要求，塞子的质量应为多少？2015 年湖北省黄冈中学自主招生物理试卷（A 卷）参考答案与试题解析一、选择题（48=32 分）1 （4 分） （2015 黄冈校级自主招生）为了监督司机是否遵守限速规定，交管部门在公路上安装了周定测速仪如图所示，汽车向放置在道路中间的测速仪匀速驶来，测速仪向汽车发出两次短促的超声波信号第一次发出信号到测速仪接收到经汽车反射回来的信号用时 0.5s，第二次发出信号到测速仪接收到经汽车反射回来的信号用时 0.3s，若发
10、出两次信号的时间间隔是 1.1s，超声波的速度是 340m/s，则（）A汽车接收到第一次信号时，距测速仪 170mB 汽车接收到第二次信号时，距测速仪 102mC 汽车的速度是 34m/sD汽车的速度是 30.9m/s考点： 速度公式及其应用 专题： 计算题；错解分析题；长度、时间、速度分析： 求汽车的速度必须知道行驶的距离和相应的时间：测速仪第一次发出超声波时，经过了 0.25s 到达了汽车处，而信号从汽车处返回测速仪，也行驶了 0.25s 的时间；在第二次发出的信号，在与汽车相遇返回到测速仪时，超声波行驶了 0.15s；这两次汽车与测速仪的距离差就是汽车行驶的距离，再找出行驶这段时间所用的
11、时间（汽车运动的时间为从第一次与超声波相遇开始，到第二次与超声波相遇结束求出这个时间，就是汽车运动的时间） ，利用速度公式即可得解解答： 解：（1）由 v= 得：汽车接收到第一次信号时，汽车距测速仪：s1=v 声 t1=340m/s0.25s=85m；（2）汽车接收到第二次信号时，汽车距测速仪：s2=v 声 t2=340m/s0.15s=51m；（3）因此汽车在两次信号的间隔过程中，行驶了：s=s 1s2=85m51m=34m；这 34m 共用了：t=t t1+t2=1.1s0.25s+0.15s=1s，所以汽车的车速为：v= = =34m/s综上所述，ABD 错误，C 正确故选 C点评： 本
12、题考查了学生对速度公式的应用，如何确定汽车运动的时间，是此题的难点两次信号的时间间隔虽然是1.1 秒，但汽车在接收到两次信号时其其通过的路程所对应的时间不是 1.1 秒要从起第一次接收到超声波的信号开始计时，到第二次接收到超声波的信号结束，由此来确定其运动时间通过的路程与通过这段路程所用的时间对应上是解决此题关键2 （4 分） （2015 黄冈校级自主招生）如图 a 所示为 16mm 电影放映机放电影，这种电影放映机使用宽度为 16mm 的电影胶片，电影中的声音以声音信号的方式刻录在电影胶片上如图 b 所示电影放映机正常放映时，有关放映灯泡、放映机镜头（凸透镜） 、电影胶片、反光镜（凸面镜或凹
13、面镜）的种类及其相对位置关系，提出了下列图中所示的几种猜想，其中可能正确的是（）A B C D考点： 凸透镜成像的应用 专题： 透镜及其应用分析： 根据凹面镜对光线有会聚作用和凸面镜对光线有发散作用来分析各个选项解答： 解：由于放映机成像时，成的是倒立、放大的实像，而要让像（即胶片）更亮一些，需要用到凹面镜聚光，而 C、D 是凸面镜，故 C、D 错误的；灯泡放在胶片的左侧，以使得胶片更亮，故 A 是正确的；故选 A点评： 此题主要考查学生对凹面镜对光线有会聚作用和凸面镜对光线有发散作用的理解和掌握，同时应明确面镜不能使光线透过，光线在镜面上发生反射现象3 （4 分） （2015 黄冈校级自主招
14、生）A 、B 两物体质量相等，温度均为 10；甲、乙两杯水质量相等，温度均为50现将 A 放入甲杯，B 放入乙杯，热平衡后甲杯水温降低了 4，乙杯水温降低了 8，不考虑热量的损耗，则A、B 两物体的比热容之比为（）来源:Zxxk.ComA 4：9 B 3：5 C 2：3 D1：2考点： 热平衡方程的应用 专题： 热和能分析： （1）物体 A 放入甲杯水后，水的温度由 50降低了 4，变成 504=46，A 的温度由 10升高到 46，水放出的热量等于 A 吸收的热量，据此列出热平衡方程，就可以求出 A 的比热容（2）物体 B 放入乙杯水后，水的温度由 50降低了 8，变成 508=42，B 的
15、温度由 10升高到 42，水放出的热量等于 B 吸收的热量，据此列出热平衡方程，就可以求出 B 的比热容求出 A和 B 的比热容后，就可以解决问题解答： 解：（1）物体 A 放入甲杯水后，它们的共同温度为 504=46，水放出的热量 Q 放 =c 水 m 水 t 水A 吸收的热量 Q 吸 =cAmAtA，根据热平衡方程：Q 放 =Q 吸 ，即 c 水 m 水 t 水 =cAmAtA代入相关数据得：cA= （2）物体 B 放入乙杯水后，它们的共同温度为 508=42，水放出的热量 Q 放 =c 水 m 水 t 水B 吸收的热量 Q 吸 =cBmBtB，根据热平衡方程 ：Q 放 =Q 吸 ，即 c
16、 水 m 水 t 水 =cBmBtB代入相关数据得：cB= （3）A、B 两物体质量相等，即 mA=mB， = =4：9故选 A点 评： 本题解题的关键在于学生能否正确写出高温物体放热和低温物体吸热的表达式，利用方程的思想可以解决许多物理问题，在学习中注意运用4 （4 分） （2015 黄冈校级自主招生）在图所示的电路中，W 为一个稳压管，其作用是确保 C、D 之 间的电压 UCD 不变，只要流过稳压管 W 的电流在 5mA 和 25mA 之间，U CD 将稳定为 15VR 2 为一可变电阻，它的最小值为 1000，最大值为无穷大（即断路） 设电源电压 U 为 25V，则当 R2 变化时，为了
17、确保 UCD 为 15V，则 R1 阻值范围应为（）A 25002000 B 400500来源:学科网 C 250400 D5002000考点： 欧姆定律的应用 专题： 电路和欧姆定律分析： 当 R2 无穷大时，流过 R1 的电流最小，为 5mA；当 R2 取最小值时，电流最大，为 25mA；但电阻 R1 两端的电压不变，根据欧姆定律求解即可解答： 解：根据题意可知：电源电压 U=25V，R 2 两端电压 U2=15V，所以 R1 两端的电压 U1=UU2=25V15V=10V当负载取最小值时稳压管中的电流达到最小为 5mA，则电阻 R1 的电流最大，根据欧姆定律，有：I=5mA+ =5mA+
18、15mA=20mA，R1= = =500；当负载取最大值时稳压管中的电流达到最大，R 2 的电阻无穷大（即断路） ，根据欧姆定律，有：R = = =400；故 R1 阻值范围应为：400R 1500 故选：B点评： 本题关键明确稳压管额工作原理，理清电路中的电流和电压关系，然后根据欧姆定律列式求解5 （4 分） （2015 黄冈校级自主招生）如图所示电路中，三只灯泡原来都正常发光，当滑动变阻器的滑动触头 P 向右移动时，下面判断不正确的是（）AL1 和 L3 变暗，L 2 变亮B L1 变暗，L 2 变亮，L 3 亮度不变C L1 中电流变化值小于 L3 中电流变化值DL1 上电压变化值小于
19、L2 上电压变化值考点： 欧姆定律的应用 专题： 推理法；欧姆定律分析： 由图可知 L3 与滑动变阻器串联后与 L2 并联，再与 R0、L 1 串联；由滑片的移动可知滑动变阻器接入电阻的变化，则可知总电阻的变化；由闭合电路的欧姆定律可知电路中电流的变化，即可知 L1 亮度的变化；由串联电路的电压特点可知并联部分电压的变化，由欧姆定律可得出两灯亮度 的变化；因两灯电阻均为定值，则可由欧姆定律得出电压变化值的大小关系解答： 解：当滑片右移时，滑动变阻器接入电阻增大，则电路中总电阻增大，由欧姆定律可知电路中总电流减小，故 L1变暗；电路中电流减小，故 R0、L 1 两端的电压减小，而电源电压不变，根
20、据串联电路的电压特点可知并联部分两端的电压增大，故 L2 变亮；由于 L2 中电流增大，干路电流减小，由于并联电路的电流特点可知：支路 L3 的电流减小，故 L3 变暗；故 A正确、B 错误；因 L1 中电流减小，L 3 中电流减小，而 L2 中电流增大；开始时有：I 1=I2+I3，故 I1 电流的变化值一定小于 L3中电流的变化值；故 C 正确；因并联部分的电压与 L1、R 0 上的总电压等于电源电压；L 2 两端的电压增大，L 1、R 0 及内阻 r 两端的电压减小，而电源电压不变，故 L2 两端电压增大值应等于其它电阻的减小值，故 L1 上电压变化值小于 L2 上的电压变化值，故 D
21、正确；故选 B点评： 本题不但考查电路中各量的变化方向，还考查了各电阻中电流及电压的变化值，题目较为新颖，要求学生能灵活应用串并联电路的电流电压规律及闭合电路的欧姆定律6 （4 分） （2015 黄冈校级自主招生）如图所示是一种游戏，叫蹦极游戏者将一根有弹性的绳子一端系在身上，另一端固定在高处，从高处跳下图中 a 点是弹性绳自然下垂时的位置，c 点是游戏者所到达的最低点对于游戏者由跳台至最低点的过程中，下列说法正确的是（）来源:Zxxk.ComA游戏者的动能一直在增加B 游戏者减少的重力势能全部转化为动能C 游戏者通过 a 点之后，绳子具有弹性势能D游戏者到 c 点时，他的势能为零考点： 动能
22、和势能的转化与守恒 专题： 机械能及其转化分析： （1）动能大小的影响因素：质量、速度质量越大，速度越大，动能越大（2）重力势能大小的影响因素：质量、高度质量越大，高度越高，重力势能越大（3）弹性势能大小的影响因素：弹性形变的大小，发生弹性形变的难易程度形变越大，弹性势能越大解答： 解：A、在到达 a 点之间，游戏者的重力势能转化为动能，动能逐渐增加；过 a 点后游戏者的动能、重力势能逐渐转化成弹性势能，所以动能开始减小，故整个过程中，动能是先增加后减小，故 A 说法错误；B、从跳台至 a 点的过程中，减小的重力势能全部转化为动能，从 a 点至 c 点的过程中，减小的重力势能将全部转化弹性势能
23、，同时，动能也全部转化成弹性势能故 B 说法错误；C、游戏者通过 a 点后，绳子逐渐被拉长，具有弹性势能，故 C 说法正确；D、游戏者到达 C 点时处于静止状态，由于还具有一定的高度，所以势能不为零，故 D 说法错误故答案为：C点评： 该题考查了动能、重力势和弹性势能之间的变化，其中弹性势能的变化，关键看弹性形变的大小，形变越大，弹性势能越大7 （4 分） （2015 黄冈校级自主招生）一根质量为 m、长为 L 的均匀链条一半放在粗糙的水平桌面上，另一半挂在桌边，如图中（a）所示，此时链条的重心为 C1若在链条两端各挂一个质量为 的小球，如图中（b）所示，此时链条的重心为 C2若在链条两端和中
24、央各挂一个质量为 的小球，如图中（c）所示，此时链条的重心为 C3（C 1、C 2、C 3在图中均未标出） 比较三个重心的高度 h1、h 2 和 h3 的关系（）A h1=h2=h3 B h1h 2h 3 C h1h 2h 3 Dh1h 3h 2考点： 重心 专题： 运动和力分析： 利用对称性将链条分成两部分，则可很容易找出两部分链条的重心；连接两重心，则连线与角平分线的交点即为实际重心解答： 解：分别研究桌面以上部分和桌面以下部分，则可得出两部分的重心；连接两点，则连线与角平分线的中点的交点即可重心，如图所示；则可得出 h1h 3h 2；故选：D点评： 本题考查重心的确定，要注意根据对称性进
25、行作图分析，为竞赛题目，难度较大8 （4 分） （2015 黄冈校级自主招生）如图所示，密度分布均匀的圆柱形棒的一端悬挂一个小铁块并一起浸入水中平衡时棒浮出水面的长度是浸在水中长度的 n 倍若水的密度为 ，则棒的密度为（）A B C D考点： 密度的计算 专题： 应用题；密度及其应用来源 :Zxxk.Com分析： 设出棒的横截面积和水中棒的长度，进一步可知整个棒的长度，根据 = 表示出棒的质量，根据 G=mg 表示出棒的重力，根据阿基米德原理表示出棒受到的浮力，由相似 三角形对应边成比例得出棒的重力和浮力的力臂之比，以 C 为支点，A 是棒的重心（即棒的中心） ，由杠杆的平衡条件得出等式即可求
26、出棒的密度解答： 解：设棒的横截面积为 S，水中的棒长度为 L，则露出的长度为 nL，整个棒的长度为（n+1）L，如图所示：由 = 可得，棒的质量：m 棒 = 棒 V 棒 = 棒 S（n+1 ） L，棒的重力：G 棒 =m 棒 g= 棒 S（n+1）Lg，棒受到的浮力：F 浮 =gV 排 =gSL，由相似三角形对应边成比例可得：= = =n+1，以 C 为支点，A 是棒的重心（即棒的中心） ，由杠杆的平衡条件可得：G 棒 CE=F 浮 CD，即 棒 S（n+1） LgCE=gSLCD，则 棒 = = = = 故选 C点评： 本题考查了密度的计算，涉及到密度公式和阿基米德原理以及杠杆平衡条件的应
27、用，利用好相似三角形对应边成比例的性质较关键二、填空题（43+5 分=17 分）9 （4 分） （2015 黄冈校级自主招生）如图 A、B 所示，平静的湖面上有两艘小船，绳的一端拴在甲船上，绕过乙船上的滑轮，站在船上或岸上的人用 100N 的力拉绳子的自由端如果 A、B 图中甲船在 20s 内向右匀速移动了 10m，同时乙船向左移动了 4m，则 A、B 图中人拉绳子的功率分别为 140W 与 90W考点： 功率的计算 专题： 功、功率、机械效率分析： 正确的判断出绳子自由端移动的距离，然后结合公式 W=Fs 求解人拉绳做的功，利用功率公式率 P= 求解人拉绳的功率即可解答： 解：（1）甲船向右
28、移动了 10m，乙船向左移动了 4m，以甲为参照物乙向左移动了 10m+4m=14m，有两段绳子拉乙船，故绳子自由端总共移动 s=14m2=28m；故人拉绳子的功率 P= = = =140W；（2）如果乙船不动，滑轮为定滑轮，甲船向右移动了 10m，则绳子自由端会移动 10m；如果甲船不动，乙船动，则滑轮为动滑轮，乙船向左移动了 4m，则绳子自由端会移动 8m；现在两船都动，故绳子自由端总共移动 18m；故人拉绳子的功率 P= = = =90W故答案为：140；90点评： 此题是一道综合题目，能否正确的判断绳端移动距离是解决此题的关键10 （4 分） （2015 黄冈校级自主招生）老鼠离开洞穴
29、沿直线前进，它的速度与到洞穴的距离成反比，当它行进到离洞穴为 10cm 的甲处时速度为 10cm/s，则行进到离洞穴为 40cm 的乙处时，速度是 2.5cm/s，从甲处到乙处需时 7.5s考点： 速度的计算 专题： 长度、时间、速度分析： 根据题意可知，v= k，求出常数 k，再根据 v= k 求出速度；利用图象求出时间解答： 解：根据题意得：v1= k，v 2= k，所以行进到离洞穴为 40cm 的乙处的速度：v2= k= = =2.5m/s；做出 s 图象，图象与横轴所围的“面积”等于时间，由几何知识求出老鼠从甲处到乙处所需的时间，t= （ + ） （s 2s1）= （ + ） （s 2
30、s1）= = =7.5s故答案为：2.5；7.5点评： 此题考查了学生利用图象和所学知识解决实际问题的能力，属于难度很大的题目，弄懂题意是解决此题的关键11 （4 分） （2015 黄冈校级自主招生）用调节好的天平测量某物体的质量，所用的砝码及游码的位置如图所示，那么该物体的质量是 81.8g考点： 天平的使用 专题： 基本仪器的使用专题分析： 天平的测量结果=砝码的总质量+游码的示数注意游码应读其左侧的刻度，并看准标尺的分度值解答： 解：砝码总质量等于 50g+20g+10g=80g，标尺的分度值为 0.2g，游码示数为 1.8g所以物体质量=80g+1.8g=81.8g故答案为：81.8点
31、评： 本题考查学生对天平读数方法的掌握情况，属基本的实验技能12 （5 分） （2015 黄冈校级自主招生）要测量一个阻值约为几百欧的电阻 Rx实验室提供的器材有：电源（电压为3V） 、学生用电流表（量程为 00.6A 、03A） 、学生用电压表（量程为 03V、015V） 、滑动变阻器 R1 和电阻箱R2（09999 5A）各一个，开关、导线若干（1）小明用伏安法测量该电阻，如图是小明连接的电路接通电路后，观察到电流表指针不偏转，示数为零，电压表示数为 2V请你判断：电路中哪一个元件发生了什么故障？答：电阻断路；（2）在排除故障换用新元件后，经检查电路完好闭合开关，逐渐减小滑动变阻器的接入电
32、阻至最小，电压表有示数，但电流表的指针几乎不偏转，电流太小的原因是待测电阻阻值太大所以按小明所选的器材不能用伏安法测出该电阻的值（3）请你帮助小明在实验室所提供的器材中选择合适的器材，设计实验方案测出该电阻的值（a）在虚线方框中画出实验电路图；（b）实验步骤：按图连接好电路；闭合 S1 调节滑动变阻器，使电压表显示合适的值；断开 S1 闭合 S2，保持滑片位置不变，调节电阻箱阻值，使电压表示数与闭合 S1 时相同；读出电阻箱的阻值 R（c）写出待测电阻 Rx 的表达式：R x=R考点： 伏安法测电阻的探究实验 专题： 测量型实验综合题分析： （1）常见电路故障有断路与短路，根据电路故障现象分析
33、电路故障原因（2）根据欧姆定律，在电压不变的情况下，若电路的电阻增大，则电路中的电流减小，若电阻值很大，则电路中的电流会很小若电流值小于电流表的分度值时，将无法准确地测出电流值（3）根据实验电路图可知，实验时有电压表，没有电流表，可根据并联电路各支路两端的电压特点进行实验，即：连接好电路图后，用电压表测出待测电阻两端电压，再将开关与电阻箱连接并调节电阻箱的阻值使电压表的示数不变，根据并联电路的电压相等和欧姆定律可知待测电阻的阻值与电阻箱的阻值相等；据此设计实验步骤解答： 解：（1）接通电路，电流表指针不偏转，示数为零，说明电路存在断路，电压表示数为 2V，电压表与电源两极相连，电压表并联电路之
34、外电路不存在断路，与电压表并联的电阻断路（2）由于电源电压为 3V，而电阻 Rx 的阻值大约为几百欧，根据欧姆定律电路中的电流太小（3） （a）可以应用等效法测待测电阻阻值，待测电阻与电阻箱并联，实验电路图如图所示：（b）实验步骤：按图连接好电路；闭合 S1 调节滑动变阻器，使电压表显示合适的值；断开 S1 闭合 S2，保持滑片位置不变，调节电阻箱阻值，使电压表示数与闭合 S1 时相同；读出电阻箱 的阻值 R（c）写出待测电阻 Rx 的表达式：R x=R故答案为：（1）电阻断路；（2）待测电阻阻值太大；（3） （a）如图所示；（b）保持滑片位置不变，调节电阻箱阻值，使电压表示数与闭合 S1 时
35、相同；（c）R x=R点评： 本题的难点较多，一是电流表量程的选取，二是故障原因的判断，三是没有电压表测电阻的方法：根据并联电路各支路两端的电压相等这一特点设计实验，着重体现了等效替代法在实验中的具体应用三、综合题（10+10+11=31 分）14 （10 分） （2015 黄冈校级自主招生）如图所示是一个水位高度控制装置的示意图，当水位到达高 H 时，水恰好顶起塞子 A 从出水孔流出，水位下降后，塞子 A 又把出水孔堵住，塞子 A 底部是半径为 r 的半球，半球恰好塞入出水孔中已知球的体积公式是 V= ，球表面面积公式是 S 球 =4r2，圆面积公式是 S 圆 =r2，水的密度为 ，为满足水
36、位高度自动控制的要求，塞子的质量应为多少？考点： 物体的浮沉条件及其应用 专题： 浮沉的应用分析： 浸没在液体中的固态受到的浮力等于固态各表面所受液体压力的合力；我们可以先设想半球体下表面有液体，求出此时下表面受到的液体压力和半球体受到的浮力，从而求出此时液体对半球体上表面的压力解答： 解：假设半球下表面处全部为液体，则半球受到的浮力 F 浮 方向竖直向上，由阿基米德原理可知，F 浮 =gV 排 =gV 半球 =g r3= gr3；由 p= 可知，半球下表面受到的液体压力：F 下 =p 下 S 圆 =p 液 S 圆 =gHr2，方向竖直向上，半球受到的浮力 F 浮 等于半球下表面与上表面所受液
37、体对它的压力合力，即：F 浮 =F 向上 F 向下 ，F 向上 =F 向下 +F 浮 =r2gH+ gr3，半球恰好塞入出水口中，所以塞子的重力 G=F 上 =r2gH+ gr3，塞子的质量应为 m= = =r2H+ r3=r2（H+ r） 答：塞子的质量应为 r2（H+ r） 点评： 本题考查浮力的计算，液体压强的计算，密度公式的应用以及压力的计算，关键是物体的受力分析15 （11 分） （2015 黄冈校级自主招生）小明自己设计并动手将房间里的窗帘改成电动窗帘为此他购置了微型电动机及减速装置、电源、双刀双掷开关、滑轮、皮带、拉绳等器材，对原有的窗帘盒进行改造（1）如图甲所示，小明在窗帘盒（
38、上方的双虚线框）内安装了电动装置，电动装置通过拉绳拉着窗帘一起运动改变通过微型电动机的电流方向，就可改变其转轴转动的方向，从而将窗帘打开或关闭利用双刀双掷开关，可以实现电源对电动机供电电流方向的改变请你在图甲右侧的虚线框内，完成电源、双刀双掷开关和接线柱间的电路连接（2）电动机的转速一般很高，需要安装减速装置，如图乙所示请说明减速装置的减速原理（3）下表是所使用的微型电动机的部分数据表格中，额定功率是“电动机在额定电压和额定电流下工作时的输出功率”，堵转电流是“ 在额定电压下，让电动机的转轴同定不动时的电流”型号 工作电压范围U/V额定电压 U 额/V额定电流 I 额 /A额定功率（输出）P
39、输 /W额定转速n/rmin1堵转电流 I 堵 /ARS360SH14280 8.0300 12 0.34 2.15 5000 1.36请根据表中的有关数据计算：以额定功率运行时，该电动机的效率为多少？电动机的额外功率主要由热损耗和机械损耗造成，请分别求出以额定功率运行时，该电动机的热损耗功率和机械损耗功率？在图甲中，减速装置、飞轮、皮带、滑轮、拉绳共同构成了传动 装置已知每半边的窗帘滑轨长度为 1.5m，要求自动窗帘能够在 6s 内从完全关闭到完全打开拉动半边窗帘时，挂钩和滑轨间的平均摩擦力为 2N则安装电动窗帘时，对传动装置的机械效率有何要求？来源:学科网考点： 电功率的计算；机械效率的计
40、算 专题： 电能和电功率；功、功率、机械效率分析： （1）欲使双刀双掷开关掷向下功掷向上时，通过电动机的电流方向相反，则只需把双刀双掷的两个动片接在电源两端，当接下端时，通过电动中的电流一个方向，再接上端时，通过电动机中的电流又一个方向， （或者是把电源与下端的两个接线柱接通，双刀双掷开关的动片与电动机接通，开关的上、下四个静片分别交叉连接也可以实现题意的目的） （2）电动机的转速一般很高，与输入轴固定在一起的齿轮周长大小，齿轮数多少有关，可以此角度分析改装置的减速原理（3）根据表中数据可知，电动机正常运行时的额定电压和额定电流，利用 P 总 =U 额 I 额 =可求得电动机正常运行时的总功率
41、；已知电动机的额定输出功率 P 出 =2.15W，利用 = 100%可求得电动机的效率；已知电动机正常运行时的额定电压和额定电流，利用欧姆定律公式变形可求得电动机正常运行时的电阻，然后利用 P 热 =I 额 2R 求得电动机的热损耗功率，电动机的额外功率 P 额 =P 总 P 出 ，故电动机的机械损耗功率P 损 =P 额 P 热 已知传动装置的输入功率，利用 v= 可求得窗帘运行的速度，然后利用 P= = =Fv 求得传动装置的输出功率，再利用 = 求得传动装置的机械效率即可解答： 解：（1）把双刀双掷的两个动片接在电源两端，可以实现电源对电动机供电电流方向的改变， （或者是把电源与下端的两个
42、接线柱接通，双刀双掷开关的动片与电动机接通，开关的上、下四个静片分别交叉连接也可以实现题意的目的） ，如图所示：（2）与输入轴固定在一起的齿轮周长小，齿轮数少，与输出轴固定在一起的齿轮周长大，齿轮数多因此，输入轴转动很多圈才能带动输出轴转动一圈，实现减速的功能（3）由于电动机正常运行时的总功率 P 总 =U 额 I 额 =12V0.34A=4.08W，电动机的额定输出功率 P 出 =2.15W，故电动机以额定功率运行时的效率 = 100%= 100%=52.7%由 I= 可得，电动机正常运行时的电阻 R= = =8.82，故电动机的热损耗功率为 P 热 =I 额 2R=（0.34A ） 28.
43、82=1.02W，电动机的额外功率 P 额 =P 总 P 出 =4.08W2.15W=1.93W，故电动机的机械损耗功率 P 损 =P 额 P 热 =1.93W1.02W=0.91W对于传动装置，其输入的功率为 P 入 =2.15W，已知每半边的窗帘滑轨长度为 1.5m，窗帘运行的速度 v= = =0.25m/s，则传动装置的输出功率 P= = =2Fv=22N0.25m/s=1W，故传动装置的机械效率 = 100%= 100%=46.5%故要 求其传动装置的机械效率大于 46.5%答：（1）见下图：（2）与输入轴固定在一起的齿轮周长小，齿轮数少，与输出轴固定在一起的齿轮周长大，齿轮数多因此，输入轴转动很多圈才能带动输出轴转动一圈，实现减速的功能（3）该电动机的效率为 52.7%该电动机的热损耗功率为 1.02W；机械损耗功率为 0.91W要求传动装置的机械效率大于 46.5%点评： 此题考查电功率的计算和机械效率的计算，涉及到的知识点较多，难度较大，是一道竞赛题来源:学科网
