教师资格认定考试高级中学物理模拟题34

教师资格认定考试高级中学物理模拟题34一、单项选择题在每小题列出的四个备选项中只有一个是符合题目要求的。1.

如图所示，实线是沿x轴传播的一列简谐横波在t=0时刻的波形图，虚线是这列波在t=0.05s时（江南博哥）刻的波形图。已知该波的波速是80cm/s，则下列说法中正确的是______。

A.这列波有可能沿x轴正向传播B.这列波的波长是10cmC.这列波的周期是1.5sD.t=0.05s时刻，x=6cm处的质点正在向上运动正确答案：D[解析]该波的波速是80cm/s，0.05s后波运动的位移为4cm，虚线是这列波在t=0.05s时刻的波形图，可知波向左运动。由图像知波长为12cm，波的周期为。t=0.05s时刻，x=6cm处的质点正在向上运动。

2.

在匀强磁场中有一不计电阻的矩形线圈，绕垂直磁场的轴匀速转动，产生如图甲所示的正弦交流电。把该交流电接在图乙中理想变压器的A、B两端，电压表和电流表均为理想电表，Rt为热敏电阻(温度升高时其电阻减小)，R为定值电阻。下列说法正确的是______。

A.在t=0.01s，穿过该矩形线圈的磁通量为零B.变压器原线圈两端电压的瞬时值表达式为u=36sin50πt(V)C.Rt处温度升高时，电压表V1、V2示数的比值不变D.Rt处温度升高时，电流表的示数变大，变压器输入功率变大正确答案：D[解析]在t=0.01s时，u=0，此时矩形线圈的磁通量最大，A项错误。由图甲可知该正弦交流电电压的最大值，周期T=2×10-2s，，则电压的瞬时值表达式，B项错误。当Rt的温度升高时，Rt的阻值减小，副线圈电压不变，电流表A的示数增大，电阻R两端电压增大，电压表V2的示数减小，而电压表V1测量的输入电压大小不变，则电压表V1、V2示数的比值变大，C项错误。电流表A的示数变大，则输入电流变大，而输入电压不变，则输入功率变大，D项正确。

3.

如图所示，一轻绳跨过一个定滑轮，两端各系一质量分别为m1和m2的重物，且m1＞m2。滑轮质量及轴上摩擦均不计，此时重物的加速度的大小为a。今用一竖直向下的恒力F=m1g代替质量为m1的物体，可得质量为m2的重物的加速度的大小为a'，则______。

A.a'=aB.a'＞aC.a'＜aD.不能确定正确答案：B[解析]当两个物体都加速运动时，绳上拉力小于m1的重力，此时；当用与m1重力相等的恒力拉m2时，绳上的拉力等于m1的重力，此时，所以a'＞a。

4.

质量为20g的子弹沿x轴正向以500m/s的速率射入一木块后，与木块一起仍沿x轴正向以50m/s的速率前进，在此过程中木块所受冲量大小为______。A.9N·sB.-9N·sC.10N·sD.-10N·s正确答案：A[解析]设沿x轴正向为正方向，木块的质量为m木，子弹的初速度v0=500m/s，子弹射入木块后二者一起运动的速度v=50m/s。将子弹与木块看作一个系统，整个过程中系统动量守恒，则m子v0=(m木+m子)v，解得m木=0.18kg。故木块的末动量p末=m木v=9kg·m/s，而木块的初动量p初=0，由动量定理可知，整个过程中木块受到的冲量I=p末-p=9N·s。

5.

放射性同位素钍232经α、β衰变会生成氡，其衰变方程为，则x、y的值正确的是______。A.x=2，y=3B.x=1，y=3C.x=3，y=2D.x=3，y=1正确答案：C[解析]α衰变要产生α粒子，故原子核经过一次α衰变，电荷数减小2，质量数减小4；β衰变要产生电子，故一次β衰变电荷数增加1，质量数不变。根据核反应过程中质量数、核电荷数守恒，有90=86+2x-y，232=220+4x，则x=3，y=2。

6.

如图所示是一定质量理想气体的p-V图像。若其状态经A→B→C→A过程，且A→B为等容过程，B→C为等压过程，C→A为等温过程，则对该气体在A、B、C三个状态时的描述，正确的是______。

A.气体分子的平均速率vA＞vB＞vCB.单位体积内气体的分子数nA=nB＜nCC.气体分子在单位时间内对器壁的平均作用力FA＞FB，FB＞FCD.气体分子在单位时间内对器壁单位面积碰撞的次数NA＞NB，NA＞NC正确答案：D[解析]由图像可知，C→A为等温变化，TA=TC，A→B为等容过程，又由于pA＞pB，由查理定律可知TA＞TB，则可知TA=TC＞TB，所以分子的平均速率vA=vC＞vB，A项错误。根据图像可知，VA=VB＜VC，则单位体积的分子数关系为nA=nB＞nC，B项错误。由上述分析可知TA=TC＞TB，分子的平均速率vA=vC＞vB，气体分子在单位时间内对器壁的平均作用力FA=FC＞FB，C项错误。由A、B两项可知，vA=vC＞vB，nA=nB＞nC，可知A与C状态的分子平均速率相等，但C状态分子数密度较小，则单位时间内C状态撞击器壁的分子数比A状态少，A与B状态的分子数密度相等，但A状态的分子平均速率大，单位时间内A状态撞击器壁的分子数比B状态多，则气体分子在单位时间内对器壁单位面积碰撞次数NA＞NB，NA＞NC，D项正确。

7.

如图所示，虚线方框内为四个相同的匀强磁场，磁场中分别放入四个单匝线圈，四个线圈的边长MN相等，线圈平面与磁场方向垂直。当线圈中通有大小相同的环形电流时，四个线圈所受安培力最大的是______。

A．

B．

C．

D．正确答案：A[解析]安培力公式F=BIL中的L为磁场中通电导体首尾连线的有效长度，同时要求导线与磁场垂直。由题意可知四个线圈平面均与磁场方向垂直，A项中的有效长度最大，根据公式F=BIL可知A项中的线圈所受到的安培力最大。

8.

如图所示，将一物块分成相等的A、B两部分靠在一起，下端放置在地面上，上端用绳子拴在天花板上，绳子处于竖直状态，整个装置静止，则______。

A.A、B之间无摩擦力B.绳子上的拉力不可能为零C.地面与物体间没有摩擦力D.地面受到的压力可能为零正确答案：C[解析]对于A，如果细线的拉力小于A的重力，则A、B之间存在摩擦力，A项错误。如果绳子上的拉力为零，A受重力、支持力和静摩擦力，三力可以平衡，B项错误。对AB整体分析，整体受重力、支持力，可能受绳子的拉力，不可能受地面的摩擦力，否则水平方向不能平衡，C项正确。对B分析，受重力、支持力，A对B可能有摩擦力和压力。根据平衡条件，地面对B的支持力不可能为零，故地面受到的压力不可能为零，D项错误。

二、计算题(本大题共20分)如图所示，在真空中的yOz平面内有一半径为R的均匀带电的圆环。圆环的电荷量为q，求：

1.

圆环轴线(Ox轴)上任意一点P处的电场强度大小。

正确答案：在圆环上任取一长度为dl的线元，它所带的电荷量。

该线元在P点所激发的电场强度dE可写为。

设dE与x轴之间的夹角为θ，因为圆环关于x轴对称，故dE在垂直于x轴方向上的分量互相抵消。P点的电场强度是平行于Ox轴的分量的总和，即，积分得。

2.

圆环轴线(Ox轴)上任意一点P处的电势大小。

正确答案：线元在P点的电势，

因为电势只有大小，没有方向，故整个圆环在P点的电势为

。

三、案例分析题(本大题共50分)阅读案例，并回答问题。案例：

下面是某教师准备的高中物理“用双缝干涉实验测量光的波长”实验课的部分资料。

1.

指出若用图甲所示双缝干涉仪进行实验，可能出现的现象。正确答案：若用图甲所示双缝干涉仪进行实验，则中央亮纹为白色，两侧出现彩色条纹。彩色条纹显示了不同颜色光的干涉条纹间距是不同的。

2.

指出若用图乙所示双缝干涉仪进行实验，但单缝与双缝未平行放置时，可能出现的现象。

正确答案：若用图乙所示双缝干涉仪进行实验，但单缝与双缝未平行放置时，光屏上出现的干涉条纹会变暗，当单缝和双缝垂直时甚至会消失。

3.

设计一个教学片段，帮助学生分析发生上述两种情况下可能出现的现象。

正确答案：教学片段：

师：同学们，上节课我们学习了“用双缝干涉实验测量光的波长”实验，今天老师带大家讨论几种不同的情况。首先我们回顾一下双缝干涉仪都包括哪些元件。

生：双缝干涉仪各部分元件包括光源、滤光片、单缝、双缝、遮光筒、光屏。

师：很好，我们实验的时候将滤光片放在了单缝与光源之间，如果去掉滤光片，实验现象有什么变化?

教师演示，学生观察。

生：光屏上的条纹为中央亮纹为白色，两侧出现彩色条纹。

师：为什么明明是白光最后却出现彩色条纹呢?

生：因为只有频率相同的光才能发生干涉。

师：对，那老师如果把滤光片放在单缝与双缝之间呢?我们来看一下。

生：没有发生明显变化。

师：由于滤光片会改变光程，对光也会有一定折射，会影响实验的精准度，所以大家还是要把滤光片放在光源与单缝之间。

生：知道了。

师：现在老师把滤光片放回光源与单缝之间，顺时针转动单缝，同学们注意观察。

生：干涉条纹越来越暗，转到垂直时消失，接着转又越来越清晰。

师：这是为什么呢?想想光的本质。

生：因为光是横波，当单缝和双缝垂直时，双缝没有光能穿过。

师：非常好，所以我们在进行实验的时候，要注意哪几点?

生：①放置单缝和双缝时，必须使缝平行。

②要保证光源、滤光片、单缝、双缝、遮光筒和光屏的相对位置及其中心在同一条轴线上。

案例：

下面为一道物理习题和某同学的解答过程。

问题：4.

简述折射率的定义。

正确答案：光从真空射人某种介质发生折射时，入射角的正弦与折射角的正弦之比，叫作这种介质的绝对折射率，简称折射率。

5.

给出该习题的正确解答。

正确答案：正确解答：

在MN面，由折射定律有，

得，

即r=30°，

在半圆柱面上发生全反射时，有，

即C=45°，

对EA光线，在A点恰好发生全反射，

则∠EAO=45°，

∠MOA=180°-60°-45°=75°。

对FC光线，在C点恰好发生全反射，

则∠FCO=45°，

对△OCF，有∠FOC=180°-(90°+30°)-45°=15°，

∠MOC=180°-∠FOC=180°-15°=165°，

故能从半圆柱表面上射出的光线限制在AC(弧)区域上，

对应的角度为75°＜φ＜165°。

6.

针对学生解题过程存在的问题，设计一个教学片段，帮助学生解决此类问题。

正确答案：教学片段：

师：全反射发生的条件是什么?

生：光由光密介质射向光疏介质

师：那么对于此题，什么时候会发生全反射呢?

生：玻璃砖是光密介质，空气是光疏介质，所以当光从玻璃射向空气的时候能够发生全反射。

师：还不是很严谨，应该是当光从玻璃射向空气且入射角大于临界角时，发生全反射。

师：那么在此题中是什么情况呢?

生：光在A点发生全反射。

师：不错，光线在A点确实发生全发射，那么在Ⅳ点呢?

生：在N点不发生全反射，光线直接穿过去了。

师：真的是这样吗?让我们来分析一下N点，如果将N点的光线向左移动一小段距离，光在出射时的光路是怎么样的，来自己画一下。

生：(画完光路之后)在Ⅳ点前面还有一部分发生全反射，因为在此时从玻璃射出时的入射角满足全反射条件。

师：很好，看来明白了，那我们重新计算一下吧。

四、教学设计题(本大题共40分)阅读材料，根据要求完成教学设计。

材料下面是高中物理某教材“重力势能”一节中关于物体沿不同路径下落时重力做功的实验示意图。

图1

物体竖直向下运动，高度从h1降为h2

图2

物体沿倾斜直线向下运动，高度从h1降为h2

图3

物体沿任意路径向下运动，高度从h1降为h2

任务：1.

说明重力势能这节课在教材中的作用。

正确答案：重力势能这节课是学生第一次定量地研究能量，它的学习将会对后来动能、机械能的学习产生影响，也是学生第一次通过功能关系来定义能量。这节课的学习可以让学生明白功是能量转化的量度以及它所表达的物理含义。

2.

基于以上实验，设计一个师生交流的教学片段。

正确答案：教学片段：

师：观察教材上这三幅图，同学们先独立推导这几种情况下重力所做的功。

生：利用功的表达式就可以求解。

学生完成后教师提出问题。

师：比较容易做的是哪一种情况?

生：第一种和第二种。

师：为什么这两种容易求解呢?

生：这两种情况下，重力方向上的位移容易求解。

师：那么这两个问题的答案是什么呢?

生：mgh1-mgh2。

师：我们大胆猜想一下，第三个图中重力所做的功和前两个是否相等呢?

生：有可能相等。

师：我们来验证一下我们的猜想，第三幅图的困难在哪里?

生：下落时所走的路径是曲线。

师：那么我们怎么解决这个难点呢?对于曲线我们可以怎么处理?

生：可以把曲线分成很多小段，然后求和。

师：是的，分成很多小段，就可以把它看成直线再求解，这样是不是就简单了，那么大家按这个方法求一下。

(学生求解)

师：大家的结果是怎样的?

生：还是mgh1-mgh2。

师：因此我们可以看出，这三种情况下，重力做的功是相同的，这说明了什么问题呢?

生：重力做功与路径无关。

师：非常好，这就是重力做功的一个特点。

3.

阅读材料，根据要求完成教学设计。

材料下图是高中物理某教科书“全反射”一节中的演示实验。

任务：

设计一个教学片段，向学生介绍全反射现象。正确答案：师：前面我们学习了光的折射定律，其内容是什么?

生：。

师：上式中，入射角i和折射角r有怎样的关系?

生：当光从真空(或空气)斜射入其他介质时，有i＞r。当光从其他介质射人真空(或空气)时，有i＜r。

师：那么，当光从介质斜射入真空(或空气)时，逐渐增大入射角i时，将会发生什么现象?

教师板书——全反射。

师：这就是我们今天要讲的内容——全反射。在学习全反射之前，我们先要学习两个概念——光密介质与光疏介质(教师板书)。大家还记得折射率的定义吧，大家查一下折射率表，找一下水、