2021年湖北省黄冈中学自主招生物理试卷（黄冈预录）（含答案解析）

2021年湖北省黄冈中学自主招生物理试卷（黄冈预录）

1. 一氢气球下系一重为G的物体P，在空中做匀速直线运动。如不计空气阻力和风力影响，物体恰能沿MN方向如图中箭头指向斜线上升，图中为竖直方向，则在图中气球和物体P所处的情况正确的是

A.  B.
C.  D.

2. 用一只底座已调成水平而横梁未调成水平的等臂天平去称量物体的质量，当物体放在左盘时，右盘放质量为的砝码，横梁正好水平，若物体放在右盘，左盘放上质量为的砝码，横梁也正好能水平，如果不考虑游码的移动，设，则物体的真实质量M及横梁原来的状态是

A. ，横梁左高右低
B. ，横梁右高左低
C. ，横梁右高左低
D. ，横梁左高右低

3. 一对火线和零线从一堵正方形的墙上走过，墙的正中央开了扇正方形的木窗，如图所示火线在A处和零线在B处发生了漏电，如果测得流过下边墙上的电流约为200mA，那么总的漏电电流约为

A. 200mA B. 400mA C. 600mA D. 800mA

4. 如图所示，有一倾角为的斜面，用力F将密度为的重物沿斜面匀速拉上去，机械效率为如果将此斜面浸在密度为的水中，将同一重物再匀速拉上斜面，机械效率为若斜面的摩擦系数不变，那么

A.  B.
C.  D. 无法确定和的大小

5. 已知A、B两物体重力相等，用相同的细绳a、b把它们按如图所示方式悬挂，用力猛拉B物体和慢慢拉B物体时，细绳a、b的断开情况是
    

A. 都是a先断 B. 都是b先断
C. 用力猛拉a先断，慢慢拉b先断 D. 用力猛拉b先断，慢慢拉a先断

6. 把一杯水和一杯花生油分别放在略低于它们熔点的低温环境中。在它们凝固的过程中，下列说法中正确的是

A. 水从底部开始凝固，油从上部开始凝固
B. 水从底部开始凝固，油从中部开始凝固
C. 水从上部开始凝固，油从底部开始凝固
D. 水从上部开始凝固，油从中部开始凝固

7. 如图所示的电路，电源电压不变，、均为定值电阻，闭合开关，当滑动变阻器R的滑动触头P由右向左移动时

A. 电流表的示数始终在减小，电流表的示数先减小后增大
B. 电流表的示数始终在增大，电流表的示数先减小后增大
C. 电流表的示数先增大后减小，电流表的示数先减小后增大
D. 电流表的示数先增大后减小，电流表的示数先减小后增大

8. 如图，某装有水的容器中漂浮着一块冰，在水的表面上又覆盖着一层油。已知水面高度，油面高度为，则当冰熔化之后

A. 水面高度升高，油面高度升高
B. 水面高度升高，油面高度降低
C. 水面高度降低，油面高度升高
D. 水面高度降低，油面高度降低

9. 两个横截面积不同的气缸连接在一起竖直放置，缸壁导热性能良好，活塞A、B与气缸间光滑接触其横截面积满足、B间封闭着一定质量空气，且用一根细杆连接，从C处向气缸内注入适量水银，水银没有通过活塞A，这时两活塞均处于静止状态；今从C处设法取出少量水银后，两活塞又静止下来，则

A. 缸内气体压强增大 B. 缸内气体压强减小
C. 缸内气体压强不变 D. 缸内气体压强不能确定

10. 如图所示一条光线由空气射到半圆玻璃砖表面的圆心处，玻璃砖的半圆表面上镀有银反射面，则图中几个光路图中，正确、完整表示光线行进过程的是
     

A.  B.  C.  D.

11. 如图所示，粗细相同密度均匀的细棒做成“L”形，其中AC与CB垂直，AC长L，CB长，整根细棒的重力是G，并放在固定的圆筒内，圆筒内侧面和底面均光滑，圆筒横截面的直径为平衡时细棒正好处于经过圆简直径的竖直平面内。此时细棒对圆筒底面的压力大小为______ ；细棒B端对圆筒侧面的压力为______ 。
12. 如图所示电路由8个不同的电阻组成，已知，其它电阻阻值未知，测A、B间的总电阻为。今将换成，则A、B间的总电阻变为______ 。
13. 清洗机是利用高压水清洗车辆表面污垢的机器。有一种CC5020型清洗机的铭牌如表所示。请回答：

清洗机正常工作时，通过清洗机的电流是______ A；若清洗一辆汽车平均耗时，则清洗一辆汽车平均用水______ ；该清洗机正常工作时的效率是______ 。

14. 如图所示的滑轮组，重物，滑轮A和B的重力为10N，C的重力为20N，如果要使重物匀速上升，那么F和这个滑轮组的机械效率各为多少？
    
    
    
    
     

15. 小明家的高压锅锅体直径为24mm，排气孔内径孔内直径为小明不慎丢失了锅的限压阀，当他到商店购买时售货员告诉他，生产这个锅的厂家提供的限压阀有两种，孔径相同，质量分别为100g和
    请你根据说明书给出的数据，通过计算说明，小明应该买哪一种限压阀．说明书标有：当大气压为时，该锅最高温度可以达到，已知：水的沸点与压强的关系如图所示，取
    请你说明如果买另一种限压阀，使用时会出现什么问题．

16. 有一种型号电水壶，如图1是电水壶的电路图，为电源指示灯、为保温指示灯、为加热指示灯，、、为指示灯的保护电阻，其大小为左右；R为加热器，其电阻小于；、为压键开关；ST温控器是一个双金属片温控开关，当温度较低时，其处于闭合状态，当温度升高到一定值后，会自动断开，从而实现了自动温度开关控制。当水壶放在底座上时，就分别压下压键开关、，并接通电路，如果插头插入插座后，就接通了电源，电源指示灯就亮，反之就断开。该壶有手动和自动两种工作状态。当钮子开关拨到手动挡时，加热电阻连入，开始加热，水沸腾以后再将钮子开关拨回。当钮子开关拨到自动挡时，此时通过ST温控器将加热电阻连入，并开始加热；当水沸腾后，ST温控器的触点断开，进入保温状态，保温指示灯亮；当水的温度低于某温度后，ST温控器又重新接通，再次进入加热状态。若加热器电阻阻值随温度改变而发生的变化可忽略不计，根据以上叙述与观察，请回答以下问题：
    现将一满壶的水在标准大气压下烧开需时，请计算该电水壶的热效率。水的比热容。
    通过分析电水壶的电路，说明为什么处于自动状态下，水未沸腾前，保温指示灯是不亮的？
    试计算电水壶正常工作时其加热电阻的阻值是多大？如果指示灯的保护电阻的大小是，当它处于保温状态时，试估算电水壶保温时的功率有多大？由此可以说明什么问题？
    
    
    
    
    
    
    
    

答案和解析

1.【答案】B
 

【解析】解：重物在空中沿MN斜向上做匀速直线运动时，如果不计空气阻力和风力影响，氢气球也要随着该重物做匀速直线运动，而在运动中它们都受到重力的作用，重力的方向总是竖直向下的，所以氢气球和重物应该在同一条竖直线上。
从题中给出的四个图示中，只有B图符合这一情况。所以B正确，A、C、D错误。
故选：B。
地面附近的物体受到重力的作用，重力的方向始终是竖直向下的，与物体的运动情况无关。
此题主要考查学生对重力和重力的方向的理解和掌握，重力是一种最常见的力，重力的方向始终是竖直向下的。
 

2.【答案】C
 

【解析】解：
根据题意可知，该天平为等臂天平，设横梁水平平衡时两侧力臂都为L，物体的质量为M，
由题知，不考虑游码的移动，，所以原来横梁是右高左低，
无论物体放在哪一侧，由于横梁右端较高，横梁右侧较轻，所以右盘需要一定的质量用于平衡天平的横梁。
设右盘中用于平衡横梁所需的质量为它相当于一个平衡螺母，在计算时应减去这部分质量，
当物体放在天平的左盘时，由杠杆平衡条件得：----①
当物体放在天平的右盘时，由杠杆平衡条件得：----②
①化简可得：----③
②化简可得：----④
③-④得：，
解得物体的质量：
故选：C。
先根据确定原来横梁的偏转情况，再两次利用杠杆平衡条件求出物体的质量。
无论任何的杠杆，当杠杆静止或匀速转动时，都属于杠杆平衡，都符合杠杆平衡条件。
 

3.【答案】D
 

【解析】解：A处和B处发生漏电，相当于AB之间的具有电压，形成电路，由分析知，相当于上下两条支路并联，如图所示：
由题窗户是正方形，所以，
由，根据欧姆定律则：
，
且，
所以，
则总的漏电电流应为。
故选：D。
A处和B处发生漏电，可以看成电流由A经两条支路流到B处，即一条支路由A沿窗户上向右到B；另一条支路由A向下，沿窗户下向右，再由右侧向上到B；
根据并联电路电流特点计算出总的漏电电流。
本题主要考查了并联电路的电流规律应用，关键能够将该问题与所学知识联系。
 

4.【答案】C
 

【解析】解：滑动摩擦力，没有浸入液体时，，
拉上斜面做的总功为，
机械效率①
浸入液体后，浮力和重力的合力为视重，
滑动摩擦力，有用功为，
拉上斜面做的总功
机械效率②
所以，C选项项正确．
故选
根据摩擦系数不变，求出滑动摩擦力，再分析表式出有用功和总功，计算出机械效率，两次进行比较即可得出结论．
本题考查了比较机械效率的大小，根据题意判断出摩擦力大小、应用效率公式即可正确解题．
 

5.【答案】D
 

【解析】解：当慢慢拉B物体时，由于a在上端，所受到的拉力始终比b要大，所以a先断；当猛拉物体B时，由于物体A具有惯性会保持原来的静止状态，在A还没有来得及改变原有的静止状态时，绳子b就已经断了，所以b先断。故只有选项D的说法符合题意。
故选：D。
分析两条绳a、b的受力情况可判断哪一条绳受到的拉力大，同时，当快速拉时，要结合惯性的知识来进行解释。
此题解答的关键是要注意到当猛拉绳子时，A物体由于惯性不会立即发生运动，这样会造成下面的绳子先断，这是本题的易错点。
 

6.【答案】C
 

【解析】解：冰的密度比水小，所以水结冰时从上部开始凝固，并浮在水面上。而油凝固后密度变大，会下沉所以从底部开始凝固。
故选：C。
水结冰时密度减小，所以凝固后上浮；油凝固时密度增大，所以凝固后下沉。
此题考查了水和油的密度不同的应用，要对生活中的现象有所了解。
 

7.【答案】A
 

【解析】解：
当滑片P在右端时，因电流表相当于导线，则电流表将滑动变阻器短路，电流表将电阻短路，此时只有连入电路，电流表、都测量通过的电流，且；
当滑片P在左端时，因电流表相当于导线，则电阻、滑动变阻器以及电流表都被短路，此时只有连入电路，电流表无示数，电流表测量通过的电流，且；
由图知，当滑片P由右向左移动时，使电路在的基础上再串联了电阻，所以，与前面相比，此时整个电路的总电阻变大，干路中的电流通过的电流变小；此时电流表有示数，且测量变阻器右边部分和并联的总电流；而电流表测量变阻器左右两部分并联的总电流；且由并联电路的电流特点可知，、的示数均小于干路中的电流，也小于；
所以，当变阻器R的滑动触头P由右向左移动时，电流表的示数始终在减小，电流表示数先减小后增大。
故选：A。
首先分析滑片P在左、右端时的电路，确定两个电流表的示数大小；然后分析滑片P由右向左移动时电路的结构，根据串并联的特点和欧姆定律分析得出电流表的示数变化。
解答此类题目要分析电路中连接变化，电流表测量谁的电流，然后根据电阻的变化情况，结合欧姆定律分析电路中的电流和电压的变化，从而得到电流表示数的变化情况。
 

8.【答案】B
 

【解析】解：①假设把冰分成二部分，一份的浮力等于水产生的浮力，它化成水后，保持液面不变；另一份的浮力由油产生，它化成水后将使油面下降。但使原来的水面上升；
②油对冰产生浮力，油层的一部分是冰排开油多占的体积，冰化成水后，水的量增多了，水面上升，但是油没有增多，并且失去了冰所占的一部分体积，体积减小，油面下降。
故选：B。
假设把冰分成二部分，一份的浮力等于水产生的浮力，它化成水后，保持液面不变；另一份的浮力由油产生，它化成水后将使油面下降。但使原来的水面上升。
在冰融化之前，冰受到水的浮力小于冰的重力，融化之后冰受到的水的浮力等于冰的重力，所以排开水的体积变大，故变大。将冰和油看成一个整体其密度小于水的密度故，排开的体积较大，所以变小。
 

9.【答案】A
 

【解析】解：两活塞组成的系统受到竖直向上的大气压力与水银竖直向下的压力作用，大气压不变、活塞横截面积不变，大气压对活塞的支持力不变，取出少量水银后，水银对系统的压力变小，系统所受的合力向上，系统向上移动，封闭气体的体积V减小，环境温度不变，封闭气体温度不变，气体发生等温变化，气体体积V减小，由玻意耳定律：可知，气体压强p变大，故A正确，BCD错误．
故选
以两活塞组成的系统为研究对象，根据系统受力情况判断活塞的移动方向，再判断气体体积如何变化，然后应用玻意耳定律判断气体压强如何变化．
本题考查了判断气体压强如何变化，巧妙选择研究对象，根据活塞受力情况判断出气体体积如何变化，应用玻意耳定律即可解题．
 

10.【答案】D
 

【解析】解：光线在圆心处发生折射和反射，由反射定律知，反射光线在法线右侧的空气中，且反射角等于入射角；由折射规律知，进入玻璃的折射光线在法线右侧的玻璃中，由于光是圆心处折射的，折射光线垂直于射到镀有银反射面切线，所以再次发生反射，且原路返回到圆心O；
返回到圆心O的光线再次发生反射和折射，反射光线在法线左侧的玻璃中，且又将被镀银反射面原路返回到O点，最后从O点折射后与射向O点时发生反射的反射光线重合。
故ABC错误，D正确。
故选：D。
从空气斜射入其它透明介质时发生反射，还发生折射，根据折射规律和反射定律分析判断。
解决本题的关键要掌握反射和折射规律，知道光线在两种透明介质分界面时反射的同进发生折射。注意从半圆玻璃砖圆心进入玻璃的光线相当于垂直反射面的光线。
 

11.【答案】
 

【解析】解：如图分析：“L”形细棒处于静止状态，根据物体受力平衡条件得：
物体在水平方向和竖直方向上和合力为零，
则：，
，
以C点为杠杆ACB的支点，则根据杠杆平衡条件得：
，
，
又，
，
-------------①
因圆筒横截面的直径为L，由几何关系得：
 ，
，
又知：，
解得：，，
代入①式得：
。
故答案为：G；。
因“L”形细棒处于静止状态，根据物体受力平衡，合力为零分析即可。
将“L”形的细棒分为AC、BC两个部分，分别利用杠杆平衡条件列出等式，再结合几何知识找出各力臂之间的关系，即可解答。
本题虽重点考查杠杆平衡条件的应用，但需结合几何知识，利用三角函数得出力臂的关系是解答本题的重点之重，是一道难度很大的题目。
 

12.【答案】2
 

【解析】解：用等效替代法，可把除外的其他电阻等效为一个电阻，在AB间与等效电阻为并联关系，根据可知：
；解得：；
若时，则：
故答案为：2
分析电路图，和其余电阻并联，设其余部分的总电阻为，知道与并联后的总电阻，利用并联电阻的关系求出电阻的大小；把换成后，不变，再根据并联电阻的关系求出A、B间的总电阻。
本题考查了学生对并联电阻特点的掌握和运用，知道并联电路的电阻关系是解题的关键。
 

13.【答案】
 

【解析】解：清洗机正常工作时，电压为220V，功率为，根据可知通过清洗机的电流；
若清洗一辆汽车平均耗时，则清洗一辆汽车平均用水量；
根据可得，根据可得，故清洗机正常工作对水做功为：
，
清洗机正常工作消耗的电能：
，
该清洗机正常工作时的效率。
故答案为：10；；。
由铭牌知道清洗机的额定电压和额定功率，利用求清洗机正常工作时的电流；
知道清洗机的额定流量和工作时间，可求清洗一辆汽车平均用水量；
根据可得，根据可得，已知额定压强和的用水量，可得出清洗机正常工作对水做功：
根据计算清洗机正常工作消耗的电能：
根据计算该清洗机正常工作时的效率。
本题考查电功率、功和效率的有关计算问题，关键在于公式的灵活运用，有一定难度。
 

14.【答案】解：
由图可知A、B为定滑轮，C为动滑轮，滑轮上各段绳子的拉力如图所示：

以动滑轮B为研究对象，根据力的平衡：-----①，
以动滑轮C和G为研究对象，因重物匀速上升，受力平衡，
所以，即：------②，
由①②得出：
；
由图可知，重物G由4段绳子承担，绳子移动的距离，
这个滑轮组的机械效率：
。
答：F为；这个滑轮组的机械效率为。
 

【解析】轴的位置固定不动的滑轮，称为定滑轮，轴的位置随被拉物体一起运动的滑轮，称为动滑轮。
图中A、B为定滑轮，C为动滑轮，同一滑轮上绳子的拉力是相等的。
由图可知，重物G由4段绳子承担，绳子移动的距离，
由可求得这个滑轮组的机械效率。
本题考查滑轮组绳子拉力的计算和机械效率公式的运用，关键是分析出各段绳子的拉力大小，根据物体受力平衡解答。
 

15.【答案】解：由图1可知，当锅内温度为时，锅内压强
此时限压阀受力：
设安全阀的质量为m，则有：
可得：
答：所以，应该买质量为100g的限压阀．
如果买了另一种质量为60g的限压阀，使用时会出现锅内的最高气压值偏小，锅内温度不能达到的后果．
答：应该买质量为100g的限压阀．
如果买了另一种质量为60g的限压阀，使用时会出现锅内的最高气压值偏小，锅内温度不能达到的后果．
 

【解析】高压锅的原理是增加锅内气压，提高沸点的原理制造的．根据锅内气体的最大压强和大气压可计算出作用在限压阀上的压强，然后根据限压阀出气口横截面积可求出限压阀的压力，此时压力即为其重力，然后即可求出限压阀的质量．
此题涉及到大气压的综合应用，这是一道数学与物理的综合性题目，要求学生要具备一定的学科综合能力，计算时还要注意统一使用国际单位制单位．
 

16.【答案】解：一满壶水的体积为：，
由可得水的质量为：
；
标准大气压下水的沸点为，则水吸收的热量：
，
由可得，消耗的电能：
，
该电水壶的热效率：
；
因为当电水壶处于自动状态下，水未沸腾前，保温指示灯与ST双金属片温控器并联，
且ST双金属片温控器处于连通，对保温指示灯短路；所以保温指示灯被短路不亮；
由得，电水壶正常工作时其加热电阻的阻值：
，
保温状态时，电路中加热电阻与保温指示电路串联后与电源指示电路并联接通电路。
所以通过电热器的电流为：，
就以这个电流计算，保温状态时电热器的发热功率为：
。
即可以近似认为不发热。所以保温状态下的水温逐渐降低。
答：该电水壶的热效率为；
因为当电水壶处于自动状态下，水未沸腾前，保温指示灯与ST双金属片温控器并联，且ST双金属片温控器处于连通，对保温指示灯短路；所以保温指示灯被短路不亮；
电水壶正常工作时其加热电阻的阻值是，当它处于保温状态时，电水壶保温时的功率为，可以说明保温状态下电水壶近似认为不发热，水温会逐渐降低。
 

【解析】烧水时，根据和分别计算出水吸收的热量和通电消耗的电能，然后求出它们的比值即可得出该电水壶的热效率；
处于自动状态下，水未沸腾前，通过分析电水壶的电路判断保温指示灯电路所处的状态，即可得出保温指示灯是不亮的原因；
根据电水壶的额定电压和额定功率利用可求加热电阻的阻值，当它处于保温状态时，根据保温时连入电路的电阻值，利用公式求出电水壶保温时的功率。
本题考查电路的分析，会正确利用计算水吸收的热量，利用计算的消耗电能以及电热转换效率的问题。