长沙2016年教师考编中学物理试卷

中学物理学科试卷
满分100分，考试时间90分钟
一、不定项选择题（共10小题，每小题4分，共40分。

在
每小题给出的四个选项中，有的题只有一项符合题目要求，
有的题有多项符合题目要求．全部选对的得4分，选对但不
全的得2分，有选错的得0分）
1．如图所示，长木板B 放在粗糙的水平面上，物块A 放在B 的粗糙表面上，A 与B 间的动摩擦因数和B 与水平面间的动摩擦因数均为μ=0.4，A 的质量为m ，B 的质量的为2m ，物块和长木板用轻绳绕过轻滑轮连着，A 与B 和B 与水平面间的滑动摩擦力与它们间对应的最大静摩擦力视为相等。

现给滑轮施加一个水平力F ，使F 从零开始增大，则在F 增大的过程中（ ） A ．A 和B 间先发生相对滑动 B ．B 先相对地面发生滑动
C ．B 相对地面刚好要发生滑动时，拉力F=1.6mg
D ．A 、B 间刚好要发生相对滑动时，拉力F=0.8mg
2．如图所示，两段等长细线串接着两个质量相等的小球a 、b ，悬挂于 O 点。

现在两个小球上分别施加水平方向的外力，其中作用在b 球上
的力大小为F 、作用在a 球上的力大小为2F ，则此装置平衡时的位 置可能是下列哪幅图（ ）
30从a 点进入轨道，轨道Ⅰ、Ⅱ的动摩擦因数为不同的常数，若物体仅在轨道Ⅱ受水平向左的恒力F 作用，其v ﹣t 图象如图2所示，则在0到7s 内（ ）
A ． 物体在轨道Ⅰ受到的滑动摩擦力比轨道Ⅱ的大
B ． 物体在轨道Ⅰ受到的滑动摩擦力小于F
C ． 物体在轨道Ⅰ、Ⅱ受到的摩擦力做功之比为4:1
D ． 物体在轨道Ⅱ受到的摩擦力做的功与F 做的功之比为3:5
4．如图所示，固定于竖直面内的粗糙斜杆，与水平方向夹角为30°．质量为m 的小球套在杆上，在拉力F 的作用下，小球沿杆由底端匀速运动至顶端．已知小球与斜杆之间的动摩擦因数为μ=
，则关于拉力F 的大小及其做功情
况，下列说法正确的是（ ） A ．当α=30°时，拉力F 最小 B ． 当α=60°时，拉力F 做功最少 C ． 当α=60°时，拉力F 最小 D ． 当α=90°时，拉力F 做功最少 5．如图所示，一质量为m （可视为质点）的物块以一定 的初速度v 0从斜面底端向上运动，恰能滑行到斜面底 端．设物块与斜面间的动摩擦因数一定，斜面的高度 h 和底边长度x 可独立调节（斜边长随之改变），下列 说法正确的是（ ）
A ． 若只增大m ，物块不能滑到斜面顶端
B ． 若只增大h ，物块不能滑到斜面顶端，但上滑最大高度一定增大
C ． 若只增大x ，物块不能滑到斜面顶端，但滑行水平距离一定增大
D ． 若再施加一个水平向右的恒力，物块一定从斜面顶端滑出
6．地球赤道上有一物体随地球自转而做圆周运动，所受到的向心力为F 1，向心加速度为a 1，线速度为v 1，角速度为ω1；绕地球表面附近做圆周运动的人造卫星（高度忽略）所受到的向心力为F 2，向心加速度为a 2，线速度为v 2，角速度为ω2；地球同步卫星所受到的向心力为F 3，向心加速度为a 3，线速度为v 3，角速度为ω3；地球表面的重力加速度为g ，第一宇宙速度为v ，假设三
电场中只受电场力作用．该电荷由A 点运动到B 点，
动能损失了0.1J ，若A 点电势为10V ，则：（ ） A ．B 点的电势为零
B ．电场线方向向左
C ．电荷运动的轨迹可能是图中曲线①
D ．电荷运动的轨迹可能是图中曲线②
A
B
①
②
8．如图所示，在厚铅板P 表面中心放置一很小的放射源A ，能从A 点向各个方向放出相同速度的粒子。

厚铅板P 的左侧有垂直纸面向里的匀强磁场，磁感应强度为B ，范围足够大，在A 处上方L 处有一涂荧光材料的金属条Q ，并与P 垂直。

若金属条Q 受到粒子的冲击而出现荧光的部分集中在CD 间，且CD=3L ，粒子质量为m 、电荷量为q ，则（ ） A ．粒子在磁场中作圆周运动的半径为R=3L
B ．运动到
C 点的粒子进入磁场时速度方向与PQ 边界相垂直 C ．粒子在磁场中运动的最长时间为qB
m t 23max π=
D ．粒子在磁场中运动的最短时间为qB
m t 2min π=
9．如图所示，一光滑平行金属轨道平面与水平面成θ角，两轨道上端用一电阻R 相连，该装置处于匀强磁场中，磁场方向垂直轨道平面向上，质量为m 的金属杆b ，以初速度v 0从轨道底端向上滑行，滑行到某一高度h 后又返回到底端。

若运动过程中，金属杆始终保持与导轨垂直且接触良好，且轨道与金属杆的电阻均忽略不计（ ）
A 整个过程中金属杆所受合外力的冲量大小为02mv
B 上滑到最高点的过程中克服安培力与重力所做功之和等于202
1mv
C 上滑到最高点的过程中电阻R 上产生的焦耳热 等于202
1mv _mgh
D 金属杆两次通过斜面上的同一位置时电阻R 的热功率相同
10.由两种单色光P 、Q 组成的细光束，自A 点沿半径方向射入两种不同材料做成的外型相同的半圆形透明体Ⅰ、Ⅱ，在圆心O 点发生反射和折射现象，如图所示，则（ ） A ．对同一色光，介质Ⅰ的折射率小于介质Ⅱ的 折射率
B ．在同一均匀介质中单色光P 的传播速度小于 单色光Q
C ．若入射光由A 缓慢向B 转动，仍保持沿半径方向射到O 点，单色光P 比单色光Q 先发生全反射
D ．在相同条件下做双缝干涉实验，单色光P 相邻条纹间距比单色光Q 大
Q
L P
……………………………………………………………………………………………………………………………………………………
二、实验题（每空1分，共14分）
11.某实验小组应用如图1所示装置“探究加速度与物体受力的关系”,己知小车的质最为M,砝码及砝码盘的总质量为m,打点计时器所接的交流电的频率为
,动滑轮轻质且光滑.实验步骤如下:
A.按图所示安装好实验装置,其中与定滑轮及弹簧测力计相连的细线竖直;
B.调节长木板的倾角,轻推小车后, 使小车能沿长木板向下匀速运动;
C.挂上砝码盘,接通电源后,再放开小车,打出一条纸带,由纸带求出小车的加速度;
D.改变砝码盘中砝码的质星,重复步骤C,求得小车在不同合力作用下的加速度.
根据以上实验过程,回答以下问题:
(1)对于上述实验,下列说法正确的是（ ） A.小车的加速度与砝码盘的加速度大小相等 B.实验过程中砝码盘处于超重状态
C.与小车相连的轻绳与长木板一定要平行
D.弹簧测力计的读数应为砝码和砝码盘总重力的一半
E.砝码和砝码盘的总质量应远小于小车的质量
(2)实验中打出的其中一条纸带如图2所示,由该纸带可求得小车的加速度 a=______
(结果保留两位有效数字)
(3)由本实验操作正确，则得到的数据作出小车的加速度a 与弹簧测力计的示数 F 的关系图象,与本实验相符合的是（ ）
．（1）用如图所示的电路测量干电池的电动势和内阻（电动势约为 1.5V ，内
阻约为0.5Ω，允许通过的最大电流为0.6A ）。

图中电
压表○
V :量程 2.0V ，内阻3000Ω；电流表○A :量程0.10A ，内阻为5.0Ω。

另除被测电池、开关和导线外，还有如下器材：
A ．滑动变阻器：阻值范围0~10Ω；
B ．滑动变阻器：阻值范围0~100Ω；
C ．定值电阻：阻值1Ω；
D ．定值电阻：阻值100Ω；
①为了满足实验要求并保证实验的精确度，R 2应选 Ω的定值电阻； 为但于调节，图中R 1应选择阻值范围是 Ω的滑动变阻器。

②实验中，当电流表读数为0.10A 时，电压表读数为1.16V ；当电流表读数
为0.05A 时，电压表读数为1.28V 。

则可以求出E= V ，r= Ω。

2）霍尔效应是电磁基本现象之一，近期我国科学
家在该领域的实验研究上取得了突破性进展，如图所示，在一矩形半导体薄片的P 、Q 间通入电流I ，同时外加与薄片垂直的磁场B ，在M 、N 间出现电压U M ，这种现象称为霍尔效应。

U M 为霍尔电压，且满足d
IB
k
U M ，式中d 为薄片的厚度，k 为霍尔系数。

某同学通过实验测定该半导体薄片的霍尔系数。

①若该半导体材料是空穴（可视为带正电粒子）导电，电流与磁场方向如图丙所示，该同学用电压表测量U M 时，应将电压表的“+”接线柱与______（填“M ”或“N ”）端通过导线连接。

②已知薄片厚度d=0.40mm 。

该同学保持 磁感应强度B ＝0.10T 不变，改变电流 I 的大小，测量相应的U M 值，记录数 据如下表所示，根据表中数据在给定
坐标纸上画出U M －I 图线，利用图线求出该势头的霍尔系数为
______11310---⋅⋅⋅⨯T A m V （保留2位有效数字）。

③该同学查资料发现，使半导体薄片中的电流反向再次测量，取两个方向的测量的平均值，可以减小霍尔系数的测量误差，为此该同学设计了如图丁所示的测量电路。

S 1、S 2均为单刀双掷开关，虚线框内为半导体薄片（示画出）。

为使电流自Q 端流入，P 端流出，应将S 1掷向______（填“a ”或“b ”）， S 2掷向______（填“c ”或“d ”）。

为了保证测量安全，该同学改装
了测量电路，将一合适的定值电阻串联在电路中。

在保持其它连接不变的情况下，该定值电阻串接在相邻器件______与______（填器件代号）之间。

三、计算题．
（解答应写出必要的文字说明、方程式和重要演算步骤．只写出最后答案不能得分，有数值计算的题，答
案中必须明确写出数值和单位，13、14、15、16题各9分，
17题10分） 13．如图所示，直角坐标系xoy 位于竖直平面内，在
≤x ≤0的区域内有磁
感应强度大小B = 4.0×10-4T 、方向垂直
于纸面向里的条形匀强磁场，其左边界
与x 轴交于P 点；在x ＞0的区域内有电
场强度大小E = 4N/C 、方向沿y 轴正方
向的条形匀强电场，其宽度d =2m 。

一质量m = 6.4×10-27kg 、电荷量q =-3.2×10-19C 的带电粒子从P 点以速度v
= 4×104m/s ，沿与x 轴正方向成α=60°角射入磁场，出磁场后经电场偏转最终通过x 轴上的Q 点（图中未标出），不计粒子重力。

求：
⑴带电粒子在磁场中运动时间；
⑵当电场左边界与y 轴重合时Q 点的横坐标；
⑶若只改变上述电场强度的大小，要求带电粒子仍能通过Q 点，讨论此电场左边界的横坐标x′与电场强度的大小E′的函数关系。

14．光滑的斜面倾角θ=30°，斜面底端有弹性挡板P，长2l、质量为M的两端开口的圆筒置与斜面上，下端在B点处，PB=2l，圆筒的中点处有一质量为m 的活塞，M=m．活塞与圆筒壁紧密接触，最大静摩擦力与滑动摩擦力相等为
f=．每当圆筒中的活塞运动到斜面上AB区间时总受到一个沿斜面向上
F=mg的恒力作用，AB=l．现由静止开始从B点处释放圆筒．
（1）求活塞位于AB区间之上和进入AB区间内时活塞的加速度大小；
（2）求圆筒第一次与挡板P碰撞前的速度和经历的时间；
（3）圆筒第一次与挡板P瞬间碰撞后以原速度大小返回，求圆筒沿斜面上升到最高点的时间．
15．如图所示，水平转盘可绕竖直中心轴转动，盘上叠放着质量均为1kg 的A 、
B 两个物块，B 物块用长为0.25m 的细线与固定在转盘中心处的力传感器相连，两个物块和传感器的大小均可不计．细线能承受的最大拉力为8N ．A 、B 间的动摩擦因数为0.4，B 与转盘间的动摩擦因数为0.1，且可认为最大静摩擦力等于滑动摩擦力．转盘静止时，细线刚好伸直，传感器的读数为零．当转盘以不同的角速度匀速转动时，传感器上就会显示相应的读数F ． 求：（g 取10m/s 2）
（1）绳子刚有拉力时转盘的角速度；
（2）A 物块刚脱离B 物块时转盘的角速度； （3）绳子刚断开时转盘的角速度ω；
（4）试通过计算在坐标系中作出 F ﹣ω2图象．
16．质量均为m 的两个小物体A 和B ，静止放在足够长的水平面上，相距 L =12.5m 。

它们跟水平面间的动摩擦因数均为2.0=μ，其中A 带电荷量为 q 的正电荷，与水平面的接触是绝缘的，B 不带电。

现在水平面附近空间加一水平向右的匀强电场，场强q
mg E 103=，A 便开始向右运动，并与B 发生多次对心碰撞，碰撞过
程时间极短，每次碰撞后两物体交换速度，A 带电量不变，B 始终不带电。

g 取10m/s 2。

试求
（1）A 与B 第1次碰撞后B 的速度大小；
（2）A 与
B 从第5次碰撞到第6次碰撞过程中B 运动的时间； （3）B 运动的总路程。

A B。