点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，弄评： 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 81.8 g． 考点： 专题： 分析： 解答：
天平的使用．
基本仪器的使用专题．
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：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．
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．
点评： 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0～0.6A、0～3A）、学生用电压表（量程为0～3V、0～15V）、滑动变阻器R1和电阻箱R2（0～9999Ω 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： Rx=R ．
考点： 专题： 分析：
伏安法测电阻的探究实验．
测量型实验综合题．
（1）常见电路故障有断路与短路，根据电路故障现象分析电路故障原因．
（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，电压表示数答： 为2V，电压表与电源两极相连，电压表并联电路之外电路不存在断路，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：Rx=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时相同；（c）Rx=R．
点本题的难点较多，一是电流表量程的选取，二是故障原因的判断，三是没有电压表测评： 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=4πr2，圆面积公式是S圆=πr2，水的密度为ρ，为满足水位高度自动控制的要求，塞子的质量应为多少？
考点： 专题： 分析：
物体的浮沉条件及其应用．
浮沉的应用．
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：假设半球下表面处全部为液体， F浮=ρgV排=ρgV半球=ρg××πr3=ρgπr3； 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=ρgH×πr2，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=πr2ρgH+ρgπr3，
半球恰好塞入出水口中，所以塞子的重力G=F上=πr2ρgH+ρgπr3，
解
答： 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，
塞子的质量应为m==
答：塞子的质量应为ρπr2（H+r）．
=πr2ρH+ρπr3=ρπr2（H+r）．
点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
评： 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（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 工作电压额定电压额定电流额定功率额定转速堵转电流
﹣
范围U/V U额/V （输出）Pn/r?min1 I额/A I堵/A RS﹣360SH﹣8.0﹣30﹣12 0.34 5000 1.36
14280 0
请根据表中的有关数据计算：
①以额定功率运行时，该电动机的效率为多少？
②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？
③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？ 考电功率的计算；机械效率的计算． 点： 专电能和电功率；功、功率、机械效率． 题： 分（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，则只需把析： 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
/W 2.15
输
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）①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；已知电动机的额定输出功率P出=2.15W，利用η=
×100%可求得电动机的效率；
②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．
③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η=求得传动装置的机械效率即
可．
解解：（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答： 的改变，（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），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）①由于电动机正常运行时的总功率P总=U额I额=12V×0.34A=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η=
×100%=
×100%=52.7%．
②由I=可得，电动机正常运行时的电阻R===8.82Ω，
故电动机的热损耗功率为P热=I额2R=（0.34A）2×8.82Ω=1.02W， 电动机的额外功率P额=P总﹣P出=4.08W﹣2.15W=1.93W，
故电动机的机械损耗功率P损=P额﹣P热=1.93W﹣1.02W=0.91W． ③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，
=2Fv=2×2N×0.25m/s=1W，
则传动装置的输出功率P==