教師資格認定考試高級中學物理模擬題34一、單項選擇題在每小題列出的四個備選項中只有一個是符合題目要求的。1.

如圖所示，實線是沿x軸傳播的一列簡諧橫波在t=0時刻的波形圖，虛線是這列波在t=0.05s時（江南博哥）刻的波形圖。已知該波的波速是80cm/s，則下列說法中正確的是______。

A.這列波有可能沿x軸正向傳播B.這列波的波長是10cmC.這列波的周期是1.5sD.t=0.05s時刻，x=6cm處的質點正在向上運動正確答案：D[解析]該波的波速是80cm/s，0.05s后波運動的位移為4cm，虛線是這列波在t=0.05s時刻的波形圖，可知波向左運動。由圖像知波長為12cm，波的周期為。t=0.05s時刻，x=6cm處的質點正在向上運動。

2.

在勻強磁場中有一不計電阻的矩形線圈，繞垂直磁場的軸勻速轉動，產生如圖甲所示的正弦交流電。把該交流電接在圖乙中理想變壓器的A、B兩端，電壓表和電流表均為理想電表，Rt為熱敏電阻(溫度升高時其電阻減小)，R為定值電阻。下列說法正確的是______。

A.在t=0.01s，穿過該矩形線圈的磁通量為零B.變壓器原線圈兩端電壓的瞬時值表達式為u=36sin50πt(V)C.Rt處溫度升高時，電壓表V1、V2示數的比值不變D.Rt處溫度升高時，電流表的示數變大，變壓器輸入功率變大正確答案：D[解析]在t=0.01s時，u=0，此時矩形線圈的磁通量最大，A項錯誤。由圖甲可知該正弦交流電電壓的最大值，周期T=2×10-2s，，則電壓的瞬時值表達式，B項錯誤。當Rt的溫度升高時，Rt的阻值減小，副線圈電壓不變，電流表A的示數增大，電阻R兩端電壓增大，電壓表V2的示數減小，而電壓表V1測量的輸入電壓大小不變，則電壓表V1、V2示數的比值變大，C項錯誤。電流表A的示數變大，則輸入電流變大，而輸入電壓不變，則輸入功率變大，D項正確。

3.

如圖所示，一輕繩跨過一個定滑輪，兩端各系一質量分別為m1和m2的重物，且m1＞m2。滑輪質量及軸上摩擦均不計，此時重物的加速度的大小為a。今用一豎直向下的恒力F=m1g代替質量為m1的物體，可得質量為m2的重物的加速度的大小為a'，則______。

A.a'=aB.a'＞aC.a'＜aD.不能確定正確答案：B[解析]當兩個物體都加速運動時，繩上拉力小于m1的重力，此時；當用與m1重力相等的恒力拉m2時，繩上的拉力等于m1的重力，此時，所以a'＞a。

4.

質量為20g的子彈沿x軸正向以500m/s的速率射入一木塊后，與木塊一起仍沿x軸正向以50m/s的速率前進，在此過程中木塊所受沖量大小為______。A.9N·sB.-9N·sC.10N·sD.-10N·s正確答案：A[解析]設沿x軸正向為正方向，木塊的質量為m木，子彈的初速度v0=500m/s，子彈射入木塊后二者一起運動的速度v=50m/s。將子彈與木塊看作一個系統，整個過程中系統動量守恒，則m子v0=(m木+m子)v，解得m木=0.18kg。故木塊的末動量p末=m木v=9kg·m/s，而木塊的初動量p初=0，由動量定理可知，整個過程中木塊受到的沖量I=p末-p=9N·s。

5.

放射性同位素釷232經α、β衰變會生成氡，其衰變方程為，則x、y的值正確的是______。A.x=2，y=3B.x=1，y=3C.x=3，y=2D.x=3，y=1正確答案：C[解析]α衰變要產生α粒子，故原子核經過一次α衰變，電荷數減小2，質量數減小4；β衰變要產生電子，故一次β衰變電荷數增加1，質量數不變。根據核反應過程中質量數、核電荷數守恒，有90=86+2x-y，232=220+4x，則x=3，y=2。

6.

如圖所示是一定質量理想氣體的p-V圖像。若其狀態經A→B→C→A過程，且A→B為等容過程，B→C為等壓過程，C→A為等溫過程，則對該氣體在A、B、C三個狀態時的描述，正確的是______。

A.氣體分子的平均速率vA＞vB＞vCB.單位體積內氣體的分子數nA=nB＜nCC.氣體分子在單位時間內對器壁的平均作用力FA＞FB，FB＞FCD.氣體分子在單位時間內對器壁單位面積碰撞的次數NA＞NB，NA＞NC正確答案：D[解析]由圖像可知，C→A為等溫變化，TA=TC，A→B為等容過程，又由于pA＞pB，由查理定律可知TA＞TB，則可知TA=TC＞TB，所以分子的平均速率vA=vC＞vB，A項錯誤。根據圖像可知，VA=VB＜VC，則單位體積的分子數關系為nA=nB＞nC，B項錯誤。由上述分析可知TA=TC＞TB，分子的平均速率vA=vC＞vB，氣體分子在單位時間內對器壁的平均作用力FA=FC＞FB，C項錯誤。由A、B兩項可知，vA=vC＞vB，nA=nB＞nC，可知A與C狀態的分子平均速率相等，但C狀態分子數密度較小，則單位時間內C狀態撞擊器壁的分子數比A狀態少，A與B狀態的分子數密度相等，但A狀態的分子平均速率大，單位時間內A狀態撞擊器壁的分子數比B狀態多，則氣體分子在單位時間內對器壁單位面積碰撞次數NA＞NB，NA＞NC，D項正確。

7.

如圖所示，虛線方框內為四個相同的勻強磁場，磁場中分別放入四個單匝線圈，四個線圈的邊長MN相等，線圈平面與磁場方向垂直。當線圈中通有大小相同的環形電流時，四個線圈所受安培力最大的是______。

A．

B．

C．

D．正確答案：A[解析]安培力公式F=BIL中的L為磁場中通電導體首尾連線的有效長度，同時要求導線與磁場垂直。由題意可知四個線圈平面均與磁場方向垂直，A項中的有效長度最大，根據公式F=BIL可知A項中的線圈所受到的安培力最大。

8.

如圖所示，將一物塊分成相等的A、B兩部分靠在一起，下端放置在地面上，上端用繩子拴在天花板上，繩子處于豎直狀態，整個裝置靜止，則______。

A.A、B之間無摩擦力B.繩子上的拉力不可能為零C.地面與物體間沒有摩擦力D.地面受到的壓力可能為零正確答案：C[解析]對于A，如果細線的拉力小于A的重力，則A、B之間存在摩擦力，A項錯誤。如果繩子上的拉力為零，A受重力、支持力和靜摩擦力，三力可以平衡，B項錯誤。對AB整體分析，整體受重力、支持力，可能受繩子的拉力，不可能受地面的摩擦力，否則水平方向不能平衡，C項正確。對B分析，受重力、支持力，A對B可能有摩擦力和壓力。根據平衡條件，地面對B的支持力不可能為零，故地面受到的壓力不可能為零，D項錯誤。

二、計算題(本大題共20分)如圖所示，在真空中的yOz平面內有一半徑為R的均勻帶電的圓環。圓環的電荷量為q，求：

1.

圓環軸線(Ox軸)上任意一點P處的電場強度大小。

正確答案：在圓環上任取一長度為dl的線元，它所帶的電荷量。

該線元在P點所激發的電場強度dE可寫為。

設dE與x軸之間的夾角為θ，因為圓環關于x軸對稱，故dE在垂直于x軸方向上的分量互相抵消。P點的電場強度是平行于Ox軸的分量的總和，即，積分得。

2.

圓環軸線(Ox軸)上任意一點P處的電勢大小。

正確答案：線元在P點的電勢，

因為電勢只有大小，沒有方向，故整個圓環在P點的電勢為

。

三、案例分析題(本大題共50分)閱讀案例，并回答問題。案例：

下面是某教師準備的高中物理“用雙縫干涉實驗測量光的波長”實驗課的部分資料。

1.

指出若用圖甲所示雙縫干涉儀進行實驗，可能出現的現象。正確答案：若用圖甲所示雙縫干涉儀進行實驗，則中央亮紋為白色，兩側出現彩色條紋。彩色條紋顯示了不同顏色光的干涉條紋間距是不同的。

2.

指出若用圖乙所示雙縫干涉儀進行實驗，但單縫與雙縫未平行放置時，可能出現的現象。

正確答案：若用圖乙所示雙縫干涉儀進行實驗，但單縫與雙縫未平行放置時，光屏上出現的干涉條紋會變暗，當單縫和雙縫垂直時甚至會消失。

3.

設計一個教學片段，幫助學生分析發生上述兩種情況下可能出現的現象。

正確答案：教學片段：

師：同學們，上節課我們學習了“用雙縫干涉實驗測量光的波長”實驗，今天老師帶大家討論幾種不同的情況。首先我們回顧一下雙縫干涉儀都包括哪些元件。

生：雙縫干涉儀各部分元件包括光源、濾光片、單縫、雙縫、遮光筒、光屏。

師：很好，我們實驗的時候將濾光片放在了單縫與光源之間，如果去掉濾光片，實驗現象有什么變化?

教師演示，學生觀察。

生：光屏上的條紋為中央亮紋為白色，兩側出現彩色條紋。

師：為什么明明是白光最后卻出現彩色條紋呢?

生：因為只有頻率相同的光才能發生干涉。

師：對，那老師如果把濾光片放在單縫與雙縫之間呢?我們來看一下。

生：沒有發生明顯變化。

師：由于濾光片會改變光程，對光也會有一定折射，會影響實驗的精準度，所以大家還是要把濾光片放在光源與單縫之間。

生：知道了。

師：現在老師把濾光片放回光源與單縫之間，順時針轉動單縫，同學們注意觀察。

生：干涉條紋越來越暗，轉到垂直時消失，接著轉又越來越清晰。

師：這是為什么呢?想想光的本質。

生：因為光是橫波，當單縫和雙縫垂直時，雙縫沒有光能穿過。

師：非常好，所以我們在進行實驗的時候，要注意哪幾點?

生：①放置單縫和雙縫時，必須使縫平行。

②要保證光源、濾光片、單縫、雙縫、遮光筒和光屏的相對位置及其中心在同一條軸線上。

案例：

下面為一道物理習題和某同學的解答過程。

問題：4.

簡述折射率的定義。

正確答案：光從真空射人某種介質發生折射時，入射角的正弦與折射角的正弦之比，叫作這種介質的絕對折射率，簡稱折射率。

5.

給出該習題的正確解答。

正確答案：正確解答：

在MN面，由折射定律有，

得，

即r=30°，

在半圓柱面上發生全反射時，有，

即C=45°，

對EA光線，在A點恰好發生全反射，

則∠EAO=45°，

∠MOA=180°-60°-45°=75°。

對FC光線，在C點恰好發生全反射，

則∠FCO=45°，

對△OCF，有∠FOC=180°-(90°+30°)-45°=15°，

∠MOC=180°-∠FOC=180°-15°=165°，

故能從半圓柱表面上射出的光線限制在AC(弧)區域上，

對應的角度為75°＜φ＜165°。

6.

針對學生解題過程存在的問題，設計一個教學片段，幫助學生解決此類問題。

正確答案：教學片段：

師：全反射發生的條件是什么?

生：光由光密介質射向光疏介質

師：那么對于此題，什么時候會發生全反射呢?

生：玻璃磚是光密介質，空氣是光疏介質，所以當光從玻璃射向空氣的時候能夠發生全反射。

師：還不是很嚴謹，應該是當光從玻璃射向空氣且入射角大于臨界角時，發生全反射。

師：那么在此題中是什么情況呢?

生：光在A點發生全反射。

師：不錯，光線在A點確實發生全發射，那么在Ⅳ點呢?

生：在N點不發生全反射，光線直接穿過去了。

師：真的是這樣嗎?讓我們來分析一下N點，如果將N點的光線向左移動一小段距離，光在出射時的光路是怎么樣的，來自己畫一下。

生：(畫完光路之后)在Ⅳ點前面還有一部分發生全反射，因為在此時從玻璃射出時的入射角滿足全反射條件。

師：很好，看來明白了，那我們重新計算一下吧。

四、教學設計題(本大題共40分)閱讀材料，根據要求完成教學設計。

材料下面是高中物理某教材“重力勢能”一節中關于物體沿不同路徑下落時重力做功的實驗示意圖。

圖1

物體豎直向下運動，高度從h1降為h2

圖2

物體沿傾斜直線向下運動，高度從h1降為h2

圖3

物體沿任意路徑向下運動，高度從h1降為h2

任務：1.

說明重力勢能這節課在教材中的作用。

正確答案：重力勢能這節課是學生第一次定量地研究能量，它的學習將會對后來動能、機械能的學習產生影響，也是學生第一次通過功能關系來定義能量。這節課的學習可以讓學生明白功是能量轉化的量度以及它所表達的物理含義。

2.

基于以上實驗，設計一個師生交流的教學片段。

正確答案：教學片段：

師：觀察教材上這三幅圖，同學們先獨立推導這幾種情況下重力所做的功。

生：利用功的表達式就可以求解。

學生完成后教師提出問題。

師：比較容易做的是哪一種情況?

生：第一種和第二種。

師：為什么這兩種容易求解呢?

生：這兩種情況下，重力方向上的位移容易求解。

師：那么這兩個問題的答案是什么呢?

生：mgh1-mgh2。

師：我們大膽猜想一下，第三個圖中重力所做的功和前兩個是否相等呢?

生：有可能相等。

師：我們來驗證一下我們的猜想，第三幅圖的困難在哪里?

生：下落時所走的路徑是曲線。

師：那么我們怎么解決這個難點呢?對于曲線我們可以怎么處理?

生：可以把曲線分成很多小段，然后求和。

師：是的，分成很多小段，就可以把它看成直線再求解，這樣是不是就簡單了，那么大家按這個方法求一下。

(學生求解)

師：大家的結果是怎樣的?

生：還是mgh1-mgh2。

師：因此我們可以看出，這三種情況下，重力做的功是相同的，這說明了什么問題呢?

生：重力做功與路徑無關。

師：非常好，這就是重力做功的一個特點。

3.

閱讀材料，根據要求完成教學設計。

材料下圖是高中物理某教科書“全反射”一節中的演示實驗。

任務：

設計一個教學片段，向學生介紹全反射現象。正確答案：師：前面我們學習了光的折射定律，其內容是什么?

生：。

師：上式中，入射角i和折射角r有怎樣的關系?

生：當光從真空(或空氣)斜射入其他介質時，有i＞r。當光從其他介質射人真空(或空氣)時，有i＜r。

師：那么，當光從介質斜射入真空(或空氣)時，逐漸增大入射角i時，將會發生什么現象?

教師板書——全反射。

師：這就是我們今天要講的內容——全反射。在學習全反射之前，我們先要學習兩個概念——光密介質與光疏介質(教師板書)。大家還記得折射率的定義吧，大家查一下折射率表，找一下水、