2021年上半年中学教师资格认定考试(高级物理学科知识与教学能力)真题试题(精选)
单项选择题
1.某单位停电,经检查发现是漏电保护器将电源切断。漏电保护器的工作原理如图所示,其中,变压器线圈A由火线和零线双股平行绕制而成。当线圈B中产生电流时,电流信号经放大器放大后能使继电器J切断电源。由此可判断电源被切断的原因是( )。
(B)
A. 零线与火线之间漏电
B. 火线与地之间漏电或零线直接接地
C. 只有火线与地之间漏电才会产生
D. 连接的用电器过多造成电流太大
解析:由题意知,火线和零线均绕在铁芯上,故只有线圈A中的火线与零线中电流大小不等,即线圈A产生的磁场能使线圈B中产生感应电流时,才会引起继电器J切断电源,故可能是火线与地之间或零线与地之间漏电,B项正确,C项错误。零线与火线之间漏电或连接的用电器过多时,零线与火线中的电流均是等大、反向的,线圈A产生的磁场不变,线圈B中不会产生感应电流,故继电器J不会切断电源,A、D两项错误。
2.如图所示,水平固定放置的两根足够长的平行光滑滑杆AB和CD,各穿有质量分别为M和m的小球a、b(M>m),两杆之间距离为d。两球之间也用原长为d的轻质弹簧连接,a球左侧紧靠着固定的挡板。把b球向左拉动一段距离(在弹性限度内)后由静止释放,下列说法中正确的是( )。
(D)
A. 在弹簧第一次恢复原长的过程中,两球与弹簧组成的系统的动量守恒、机械能守恒
B. 在弹簧第一次恢复原长后继续运动的过程中,系统的动量守恒、机械能不守恒
C. 在弹簧第二次恢复原长时,a球的速度达到最小值
D. 在释放b球后的运动过程中,弹簧的最大伸长量总小于释放b球时弹簧的伸长量
解析:在弹簧第一次恢复原长的过程中,挡板对a球有外力作用,两球与弹簧所组成的系统的动量不守恒。只有弹簧的弹力做功,系统的机械能守恒,A项错误。在弹簧第一次恢复原长后继续运动的过程中,系统所受的外力之和为零,系统的动量守恒。只有弹簧的弹力做功,系统的机械能守恒,B项错误。在弹簧第一次恢复原长后,b球向右做减速运动,a球向右做加速运动。当弹簧第二次恢复原长时,a球的速度会达到最大值,C项错误。在释放b球后的运动过程中,当弹簧第一次恢复到原长时,弹簧的弹性势能全部转化为b球的动能。设此时b球的速度为v,则释放b球时系统的弹性势能为1/2mv2。在之后的运动过程中,当弹簧的伸长量达到最大时,两者都有速度。因为系统的机械能一直是守恒的,故之后过程中系统的弹性势能不能大于1/2mv2,即弹簧的最大伸长量总小于释放b球时弹簧的伸长量,D项正确。
3.如图所示,一个半径为r的半球面放在一磁感应强度为B的磁场中,n为半球截面法线的单位矢量,磁感应强度B的方向与n的夹角为α,则通过半球面的磁通量为( )。
(D)
A. 2πr2B
B. πr2B
C. 2πr2Bcosα
D. πr2Bcosα
解析:根据Φ=B·S可知,通过半球面的磁通量Φ=B·S=B·nS=BScosα=πr2Bcosα。
4.如图所示,在一扇厚度为d的门中,装有直径为D、长度与门的厚度相同的玻璃圆柱体。若玻璃圆柱体的折射率为n=3/2,而,那么从门外可看到门内的视角范围是( )。
(D)
A. arcsinB. 2arcsin
C. arcsin
D. 2arcsin
解析:根据光的折射定律n=
可知sini=
sinr,则sinr=
,故可知i=arcsin
,那么从门外看到门内的视角范围即为2arcsin
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