2006年威海市市直高中物理教师业务考试试卷

高放

说明：本试卷分第Ⅰ卷(选择题)和第Ⅱ卷(非选择题)两部分．第Ⅰ卷1至2页，第Ⅱ卷3至8页．满分100分，考试时间120分钟．
第Ⅰ卷（共5题，每小题4分，共20分）
一、选择题：本题包括5小题，满分20分．每小题给出的四个选项中，有的只有一个选项正确，有的有多个选项正确，全部选对的得4分，选对但选不全的得2分，有选错的得0分．用钢笔或圆珠笔将答案填写在第Ⅱ卷给定的表格内．
1．船在静水中的速度为1m/s，河的宽度恒定，河水靠近岸边的流速为2m/s，河中间的流速为3m/s．不计船调整船头方向所用的时间．以下关于小船过河的说法中正确的是
A．因为船速小于流速，所以船不能到达正对岸
B．船不可能沿同一条直线过河
C．船过河的最短时间与河水的流速无关
D．船过河的最小位移与河水的流速无关
2．如图所示，匀强磁场的方向垂直纸面向里，一带电微粒从磁场边界d点垂直于磁场方向射入，沿曲线dpa打到屏MN上的a点，通过pa段的时间为t¬．若该微粒经过P点时，与一个静止的不带电的微粒碰撞并结合为一个新微粒，最终打到屏MN上．两个微粒所受重力均忽略不计．则新微粒运动的
A．轨迹为pb，至屏幕的时间将小于t
B．轨迹为pc，至屏幕的时间将大于t
C．轨迹为pb，至屏幕的时间将等于t
D．轨迹为pa，至屏幕的时间将大于t
3．如图所示，固定的光滑竖直杆上套着一个滑块，用轻绳系着滑块绕过光滑的定滑轮，以大小恒定的拉力F拉绳，使滑块从A点起由静止开始上升．若从A点上升至B点和从B点上升至C点的过程中拉力F做的功分别为W1、W2，滑块经B、C两点时的动能分别为EKB、EKc，图中AB=BC，则一定有
A．Wl>W2       B．W1<W2      C．EKB>EKC        D．EKB<EKC
4．图中两条平行虚线间存在匀强磁场，虚线间的距离为 ，磁场方向垂直纸面向里． 是位于纸面内的梯形金属线圈， 与 间的距离也为 ． 时刻， 边与磁场区域边界重合（如图）．现令线圈以恒定的速度 沿垂直于磁场区域边界的方向穿过磁场区域．取沿 的感应电流为正，则在线圈穿越磁场区域的过程中，感应电流 随时间 变化的图线可能是                                         




A                                           B




C                                   D
5．如图所示，汽缸内有一密闭绝热的具有一定质量的活塞，活塞的上部封闭着气体，下部为真空，活塞与器壁间的摩擦忽略不计．置于真空中的轻弹簧的一端固定于容器的底部，另一端固定在活塞上．开始活塞处于静止状态，此时弹簧的弹性势能为 ，然后将弹簧压缩用绳扎紧，此时弹簧的弹性势能为 (弹簧处于自然长度时的弹性势能为零)．现绳突然断开，弹簧推动活塞向上运动，经过多次往复运动后活塞静止，此时弹簧的弹性势能为 ，经过此过程                                                                        
   A． 全部转化为气体的内能
   B． 一部分转化成活塞的重力势能，其余部分仍为弹簧的弹性势能，且
C． 一部分转化成活塞的重力势能，一部分转化为气体的内能，其余部分仍为弹簧的弹性势能，且
D． 一部分转化成活塞的重力势能，一部分转化为气体的内能，其余部分仍为弹簧的弹性势能，且
2006年威海市市直高中教师业务水平考试
物     理
学校                姓名                    分数            
选择题题号        1        2        3        4        5
选择题答案                                       
第Ⅱ卷（共8题，共80分）
二、实验题：本题包括3小题，满分26分．用钢笔或圆珠笔把答案直接填在题中的横线上，
6．（4分）游标为20分度(测量值可准确到0.05 mm)的卡尺示数如图所示，两测脚间狭缝的宽度为__________mm．用激光照射该狭缝，在屏上出现衍射条纹．如果减小狭缝的宽度，衍射条纹的宽度将变____________
　　　　　
7．（16分）某同学用如图所示电路，测绘标有“3.8 V，0.3 A”的小灯泡的灯丝电阻R随电压U变化的图象．
（1）除了导线和开关外，有以下一些器材可供选择：
电流表：A1(量程100 mA，内阻约2Ω)；  A2(量程0.6 A，内阻约0.3Ω)；
电压表：V1(量程5 V，内阻约5kΩ )；    V2(量程15 V，内阻约15kΩ )；
滑动变阻器：R1（阻值0～25Ω，额定电流1.0A）；  R2（阻值0～1000Ω，额定电流0.3A）；
电源：E1(电动势为1.5V，内阻约为0.2Ω)； E2(电动势为4V，内阻约为0.04Ω)．
为了调节方便，测量准确，实验中应选用电流表___________，电压表______________，滑动变阻器________________，电源___________________(填器材的符号)
（2）根据实验数据，计算并描绘出R-U的图象如下页图所示．由图象可知，此灯泡在不工作时，灯丝电阻为___________Ω；当所加电压为3.00 V时，灯丝电阻为____________Ω，此时灯泡实际消耗的电功率为___________W．
　　（3）根据R-U图象，可确定小灯泡耗的电功率P与外加电压U的关系．符合该关系的图象是下列图中的__________．
8．（6分）现要测量某一电压表○V 的内阻．给定的器材有：待测电压表○V（量程2V，内阻约为4kΩ）；电流表○mA（量程1.2mA，内阻约500Ω）；直流电源E（电动势约2.4V，内阻不计）；固定电阻3个：R1=15000Ω，R2=10000Ω，R3=4000Ω；电键S及导线若干．要求测量时两电表指针偏转均超过其量程的一半．
（1）试按要求从3个固定电阻中选用1个，与其它器材一起组成测量电路，并在虚线框内画出测量电路的原理图．（要求电路中各器材用题中给定的符号标出）
（2）电路接通后，若电压表读数为U，电流表读数为I，则电压表内阻RV＝______________
三、计算题：本题包括5小题，满分54分．解答应写出必要的文字说明、方程式和重要的演算步骤．只写出最后答案的不能得分．有数值计算的题，答案中必须明确写出数值和单位．
9．(7分)如图所示，一固定在竖直平面内的光滑半圆形轨道ABC，其半径R＝0.5m，轨道在C处与水平地面相切．在C处放一小物块，给它一水平向左的初速度v0＝5m/s，结果它沿CBA运动，通过A点，最后落在水平地面上的D点，求C、D间的距离s．（取重力加速度g=10m/s2）










10．(10分)如图是一个直径为D的圆柱体，其侧面刻有螺距为h的螺旋形凹槽，槽内有一小球，为使小球能从静止开始自由落下，必须要以多大的加速度来拉缠在圆柱体侧面的绳子? （已知当地的重力加速度为g）












11．（12分）天文学家测得银河系中氦的含量约为25%．有关研究表明，宇宙中氦生成的途径有两条：一是在宇宙诞生后2分钟左右生成的；二是在宇宙演化到恒星诞生后，由恒星内部的氢核聚变反应生成的．
（1）把氢核聚变反应简化为4个氢核( )聚变成氦核( )，同时放出2个正电子（ ）和2个中微子（ν0），请写出该氢核聚变反应的方程，并计算一次反应释放的能量．
（2）研究表明，银河系的年龄约为t= ，每秒钟银河系产生的能量约为 (即 )，现假定该能量全部来自上述氢核聚变反应．试估计算银河系中氦的质量(最后结果保留一位有效数字)
　 （3）根据你的估算结果，对银河系中氦的主要生成途径作出判断．
　　【可能用到的数据：银河系质量为 ，原子质量单位 ， 相当于 的能量，电子质量 ，氦核质量 ．氢核质量 ，中微子(ν0)质量为零．】
















12．（12分）如图所示，在足够大的空间范围内，同时存在着竖直向上的匀强电场和垂直纸面向里的水平匀强磁场，磁感应强度B＝1.57T．小球1带正电，其电量与质量之比 =4C/kg，所受重力与电场力的大小相等；小球2不带电，静止放置于固定的水平悬空支架上．小球1向右以v0＝23.59m/s的水平速度与小球2正碰，碰后经0.75s两小球再次相碰．设碰撞前后两小球带电情况不发生改变，且始终保持在同一竖直平面内．（取g＝10m/s2）,试求：
（1）电场强度E的大小是多少？
（2）两小球的质量之比m2︰m1是多少？





















13．(13分)有一个演示实验：在上下面都是金属板的玻璃盒内，放了许多锡箔纸揉成的小球，当上下板间加上电压后，小球就上下不停地跳动．现取以下简化模型进行定量研究：
如图所示，电容量为C的平行板电容器的极板A和B水平放置，相距为d，与电动势为E、内阻可不计的电源相连．设两板之间只有一个质量为m的导电小球，小球可视为质点．已知：若小球与极板发生碰撞，则碰撞后小球的速度立即变为零，带电状态也立即改变，改变后，小球所带电荷符号与该极板相同，电量为极板电量的 倍（ <<1）．不计带电小球对极板间匀强电场的影响．重力加速度为g．
（1）欲使小球能够不断地在两板间上下往返运动，电动势E至少应大于多少？
（2）设上述条件已满足，在较长的时间间隔T内小球做了很多次往返运动．求在T时间内小球往返运动的次数以及通过电源的总电量．




















2006年威海市市直高中教师业务水平考试
物理参考答案和评分标准
选择题题号        1        2        3        4        5
选择题答案        AC        D        A        B        D

6．（4分）0.15 （2分） 宽（或大）（2分）　　　　　
7．（16分）（1）　A2　　V1　　R1　E2　（2）1.5　　11.5　　0.78　（3　A（每空2分）
8．（6分）（1）电路如图（4分）
（2） （2分）

9．（7分）解：设小物块的质量为m，过A处时的速度为v，由A到D经历的时间为t，有
　　　　　　　　 -----------------------------------------------------------2分
　　　　　　　　2R＝ gt2　-----------------------------------------------------------------------------2分
                        s＝vt-------------------------------------------------------------------------------------2分
由以上三式并代入数据得s＝1m---------------------------------------------------------------1分

10．(10分)解：在转过n周的过程中有：
---------------------------------------------------------------------------------4分
------------------------------------------------------------------------------------4分
解得： -----------------------------------------------------------------------------2分

11．（12分）（1）  ----------------------------------------------------------2分
           ---------------------------------------------------------------------2分
           ＝Δmc2＝4.14×10-12J------------------------------------------------------------------1分
   （2）银河系中氦的质量  ----------------------------------------3分
  （3）氦的含量  k＝ ＝ ＝2%------------------------------------------------------2分
　由估算结果可知，k≈2%远小于25%的实际值，所以银河系中的氦主要是在宇宙诞生后2分钟左右生成的----------------------------------------------------------------------------------------------2分



12．（12分）解：（1）小球1所受的重力与电场力始终平衡　m1g=q1E---------------------------1分
　　　　E＝2.5N/C-----------------------------------------------------------------------------1分
（2）相碰后小球1的速度为 ，做匀速圆周运动，由牛顿第二定律得：
  ----------------------------------------------------------------------1分
半径为　R1＝  -----------------------------------------------------------------------------1分
周期为　T＝ ＝1s------------------------------------------------------------------------1分
∵两球运动时间　t＝0.75s＝ T-------------------------------------------------------------1分
∴小球1只能逆时针经 周期时与小球2再次相碰
第一次相碰后小球2作平抛运动，其初速度为 　h＝R1＝ ---------------------1分
　　　　　　　　　　　　　　　L＝R1＝v2t  --------------------------------------------1分
两小球第一次碰撞前后动量守恒，以水平向右为正方向
m1v0＝m2v2 －m1v1--------------------------------------1分
联立解得　　　　　　　　　    v2＝3.75m/s-----------------------------------------------1分
　　　　　　　　　      　    v1＝17.66m/s----------------------------------------------1分
∴两小球质量之比               ---------------------------------------1分

13．(13分)解：（1）用Q表示极板电荷量的大小，q表示碰后小球电荷量的大小．要使小球能不停地往返运动，小球所受的向上的电场力至少应大于重力，则
        --------------------------------------------------------------------------------------2分
其中  q= Q-----------------------------------------------------------------------------------------------1分
又有　Q=CE----------------------------------------------------------------------------------------------1分
由以上三式有  E>mgdαC ---------------------------------------------------------------------------1分
（2）当小球带正电时，小球所受电场力与重力方向相同，向下做加速运动．以a1表示其加速度，t1表示从A板到B板所用的时间，则有
q +mg=ma1-------------------------------------------------------------------------------------------1分
d=12 a1t12　　----------------------------------------------------------------------------------------------1分
当小球带负电时，小球所受电场力与重力方向相反，向上做加速运动，以a2表示其加速度，t2表示从B板到A板所用的时间，则有
q －mg=ma2　----------------------------------------------------------------------------------------1分
d=12 a2t22　　----------------------------------------------------------------------------------------------1分
小球往返一次共用时间为（t1+t2），故小球在T时间内往返的次数
n=Tt1+t2 ---------------------------------------------------------------------------------------------------1分
由以上关系式得:
n=T2md2αCε2+mgd+ 2md2αCε2－mgd ------------------------------------------------------------1分
小球往返一次通过的电量为2q，在T时间内通过电源的总电量
Q'=2qn -----------------------------------------------------------------------------------------------------1分
由以上两式可得:郝双制作
Q'=2αCεT2md2αCε2+mgd+ 2md2αCε2－mgd ----------------------------------------------------------------1分