2022年教师资格《高中物理学科知识与教学能力》模拟卷

1 [单选题]一单摆挂在木板的小钉上，木板质量远大于单摆质量，木板平面在竖直平面内，并可以沿两竖直轨道无摩擦地自由下落，如图所示。现使单摆摆动起来，当单摆离开平衡位置但未达到最高点时，木板开始自由下落，则摆球相对于木板(　　)

A.静止

B.仍做简谐振动

C.做匀速圆周运动

D.做非匀速圆周运动

正确答案：C

参考解析：单摆摆动过程中，受重力和细线的拉力，重力的切线分量提供回复力，周期

。木板开始自由下落后，处于完全失重状态，木板是非惯性系，单摆相对于木板做匀速圆周运动。

2 [单选题] 汽车甲和汽车乙质量相等，以相等的速率沿同一水平弯道做匀速圆周运动，甲车在乙车的外侧。两车沿半径方向受到的摩擦力分别为F_f甲和F_f乙。以下说法正确的是()

A.F_f甲小于F_f乙

B.F_f甲等于F_f乙

C.F_f甲大于F_f乙

D.F_f甲和F_f乙大小均与汽车速率无关

正确答案：A

参考解析：设两汽车的质量为m，速率为v，半径分别为r甲和r乙，根据牛顿第二定律得

，故正确答案为A。

3 [单选题] 如图所示是高中物理某教科书中用圆锥摆验证向心力表达式的一个小实验。实验中用秒表记录钢球运动n圈的时间为t，钢球做匀速圆周运动的半径为r。用天平测得钢球的质量为m，悬线与竖直方向的夹角为θ，则需要验证的是(  )

A.求出钢球的角速度ω，根据

可求出钢球的向心力F_n，钢球所受的合力为

，验证F=F_n

B.钢球的角速度为ω，根据

可求出钢球的向心力F_n，验证mg=F_n

C.求出钢球的线速度v，根据

可求出钢球的向心力F_n，钢球所受的合力为F=mgtanθ，验证F=F_n

D.求出钢球的线速度v，根据

可求出钢球的向心力Fn，钢球所受的合力为

，验证F=F_n

正确答案：C

参考解析：

4 [单选题] 如图所示，abcd是一个质量为m，边长为L的正方形金属线框，若线框从图示位置自由下落，在下落h后进入磁感应强度为B的磁场，此时线框恰好做匀速直线运动，该磁场的宽度也为L。在这个磁场的正下方h+L处还有一个宽度也为L的未知磁场，金属线框abcd在穿过这个磁场时也恰好做匀速直线运动，那么下列说法正确的是(  )

A.未知磁场的磁感应强度是2B

B.未知磁场的磁感应强度是

B

C.线框在穿过这两个磁场的过程中产生的总电能为4mgL

D.线框在穿过这两个磁场的过程中产生的总电能为2mgL

正确答案：C

参考解析：设线框刚进入第一个磁场时速度为v₁，线框进入第一个磁场前做自由落体运动，机械能守恒，所以有mgh=

mv

,可得v₁=

①。设线框进入第二个磁场时速度为v₂，线框从出第一个磁场到进入第二个磁场之前，只受重力，做匀加速直线运动，所以有

，可得

②。因为线框在两个磁场中均做匀速直线运动，所以有

，联立①②③④式可得

。可知AB均错误。线框穿过两个磁场时都做匀速直线运动，减少的重力势能都转化为电能，所以在穿过这两个磁场的过程中产生的总电能为4mgL，故C正确，D错误。

5 [单选题] 图3为汽车蓄电池与车灯、启动电动机组成的电路，蓄电池内阻为0.05 Ω，电表可视为理想电表。只接通S₁时，电流表示数为10A，电压表示数为12V，再接通S₂，启动电动机时，电流表示数变为8A，则此时通过启动电动机的电流是(  )

A.2A

B.8A

C.42A

D.50A

正确答案：D

参考解析：只接通S₁时，车灯电阻为R=1.2Ω，蓄电池电压为U=U₀+Ir=12.5 V，当接通S₂时，车灯两端电压为U₁=I₁R=9.6 V，即蓄电池两端电压为U’=U—U₁=2.9 V，电路中总电流为

，通过启动电动机的电流为I₂=I’-I₁=50 A。

6 [单选题] 真空中一根无限长细直导线上通有电流强度为I的电流，则距导线垂直距离为a的空间某点处的磁能密度为(  )

A.

B.

C.

A.两条通电导线通过电流方向相同时，相互吸引；通过电流方向相反时，相互排斥