2025年教师资格高中物理学科试题答案

2025年教师资格高中物理学科试题答案一、选择题（每题4分，共40分）1.关于物体的惯性，下列说法正确的是（）A.只有静止或做匀速直线运动的物体才具有惯性B.物体的速度越大，其惯性也越大C.物体的质量越大，其惯性就越大D.物体的加速度越大，其惯性就越大答案：C解析：惯性是物体的固有属性，一切物体在任何情况下都有惯性，与物体的运动状态、速度大小、加速度大小等无关，惯性大小只与物体的质量有关，质量越大，惯性越大，故A、B、D错误，C正确。2.一个物体在几个共点力的作用下处于平衡状态，若撤去其中一个力\(F_1\)，其余力保持不变，则物体（）A.一定做匀加速直线运动B.一定做匀变速运动C.可能做匀速直线运动D.可能做匀速圆周运动答案：B解析：物体在几个共点力作用下处于平衡状态，则合力为零。撤去一个力\(F_1\)后，其余力的合力与\(F_1\)大小相等、方向相反，且为恒力。物体一定具有加速度，做匀变速运动，但不一定是匀加速直线运动，可能是匀变速曲线运动，故A错误，B正确；因为合力不为零，所以不可能做匀速直线运动，故C错误；做匀速圆周运动的物体所受合力方向时刻改变，而撤去一个力后合力为恒力，所以不可能做匀速圆周运动，故D错误。3.一质点做直线运动，其速度-时间图像如图所示。由图像可知（）A.质点在\(0-2s\)内做匀速直线运动B.质点在\(2-4s\)内静止C.质点在\(4-6s\)内做匀加速直线运动D.质点在\(0-6s\)内的位移为\(12m\)答案：D解析：在\(0-2s\)内，速度随时间均匀增大，质点做匀加速直线运动，故A错误；在\(2-4s\)内，速度保持不变，质点做匀速直线运动，故B错误；在\(4-6s\)内，速度随时间均匀减小，质点做匀减速直线运动，故C错误；速度-时间图像与坐标轴围成的面积表示位移，\(0-6s\)内的位移\(x=\frac{1}{2}\times(2+6)\times3m=12m\)，故D正确。4.两个等量异种点电荷\(+Q\)和\(-Q\)固定在真空中，以\(+Q\)和\(-Q\)连线的中点\(O\)为圆心，在两电荷连线的中垂线上做一个圆，\(a\)、\(b\)、\(c\)、\(d\)为圆上的四个点，其中\(a\)、\(c\)两点在两电荷连线上，\(b\)、\(d\)两点在两电荷连线的中垂线上，如图所示。下列说法正确的是（）A.\(a\)、\(c\)两点的电场强度相同B.\(b\)、\(d\)两点的电场强度相同C.\(a\)、\(c\)两点的电势相同D.\(b\)、\(d\)两点的电势相同答案：D解析：根据电场强度的叠加原理，\(a\)、\(c\)两点的电场强度大小相等，但方向相反，故A错误；\(b\)、\(d\)两点的电场强度大小相等，但方向不同，故B错误；沿电场线方向电势逐渐降低，\(a\)点电势高于\(c\)点电势，故C错误；两等量异种点电荷连线的中垂线是等势线，所以\(b\)、\(d\)两点的电势相同，故D正确。5.如图所示，理想变压器原、副线圈匝数比\(n_1:n_2=2:1\)，原线圈接正弦交变电源，副线圈接入“\(220V\)，\(60W\)”灯泡一只，且灯泡正常发光。则（）A.原线圈电压为\(110V\)B.原线圈电流为\(\frac{6}{11}A\)C.变压器输入功率为\(60W\)D.穿过原、副线圈的磁通量变化率之比为\(2:1\)答案：C解析：副线圈电压\(U_2=220V\)，根据\(\frac{U_1}{U_2}=\frac{n_1}{n_2}\)，可得原线圈电压\(U_1=\frac{n_1}{n_2}U_2=\frac{2}{1}\times220V=440V\)，故A错误；副线圈电流\(I_2=\frac{P_2}{U_2}=\frac{60}{220}A=\frac{3}{11}A\)，根据\(\frac{I_1}{I_2}=\frac{n_2}{n_1}\)，可得原线圈电流\(I_1=\frac{n_2}{n_1}I_2=\frac{1}{2}\times\frac{3}{11}A=\frac{3}{22}A\)，故B错误；理想变压器输入功率等于输出功率，所以变压器输入功率\(P_1=P_2=60W\)，故C正确；穿过原、副线圈的磁通量变化率相同，故D错误。6.一质量为\(m\)的小球，用长为\(L\)的轻绳悬挂于\(O\)点，小球在水平拉力\(F\)作用下，从平衡位置\(P\)点缓慢地移动到\(Q\)点，如图所示，则在此过程中（）A.拉力\(F\)逐渐增大B.拉力\(F\)逐渐减小C.轻绳的拉力\(T\)逐渐增大D.轻绳的拉力\(T\)逐渐减小答案：A解析：对小球进行受力分析，小球受重力\(mg\)、拉力\(F\)和轻绳的拉力\(T\)，三力平衡。根据平衡条件，拉力\(F\)与轻绳拉力\(T\)的合力与重力等大反向。当小球从平衡位置\(P\)点缓慢地移动到\(Q\)点时，拉力\(F\)与水平方向夹角逐渐增大，由平行四边形定则可知，拉力\(F\)逐渐增大，轻绳的拉力\(T\)也逐渐增大，故A正确，B、D错误；C选项虽然轻绳拉力增大表述正确，但不如A选项全面，故本题选A。7.如图所示，在光滑水平面上有一质量为\(M\)的长木板，在长木板的左端放一质量为\(m\)的小木块，现给小木块一个水平向右的初速度\(v_0\)，小木块与长木板之间的动摩擦因数为\(\mu\)，经过一段时间后，小木块与长木板相对静止。在此过程中，下列说法正确的是（）A.小木块的加速度大小为\(\mug\)B.长木板的加速度大小为\(\mug\)C.小木块与长木板相对静止时的共同速度为\(\frac{mv_0}{M+m}\)D.小木块与长木板相对静止时，长木板的位移为\(\frac{m^2v_0^2}{2\mug(M+m)^2}\)答案：AC解析：对小木块进行受力分析，小木块受到向左的摩擦力\(f=\mumg\)，根据牛顿第二定律\(F=ma\)，可得小木块的加速度大小\(a_1=\frac{f}{m}=\mug\)，方向向左，故A正确；对长木板进行受力分析，长木板受到向右的摩擦力\(f=\mumg\)，根据牛顿第二定律\(F=Ma\)，可得长木板的加速度大小\(a_2=\frac{\mumg}{M}\)，故B错误；设小木块与长木板相对静止时的共同速度为\(v\)，根据动量守恒定律\(mv_0=(M+m)v\)，解得\(v=\frac{mv_0}{M+m}\)，故C正确；对长木板，根据运动学公式\(v^2=2a_2x\)，可得长木板的位移\(x=\frac{v^2}{2a_2}=\frac{(\frac{mv_0}{M+m})^2}{2\times\frac{\mumg}{M}}=\frac{Mm^2v_0^2}{2\mug(M+m)^2}\)，故D错误。8.如图所示，一矩形线圈\(abcd\)在匀强磁场中绕垂直于磁场方向的轴\(OO'\)匀速转动，线圈匝数为\(n\)，电阻为\(r\)，磁场的磁感应强度为\(B\)，线圈面积为\(S\)，转动的角速度为\(\omega\)，外电路电阻为\(R\)。则下列说法正确的是（）A.线圈产生的感应电动势的最大值为\(nBS\omega\)B.线圈产生的感应电动势的有效值为\(\frac{nBS\omega}{\sqrt{2}}\)C.线圈从图示位置转过\(90^{\circ}\)的过程中，通过电阻\(R\)的电荷量为\(\frac{nBS}{R+r}\)D.线圈从图示位置转过\(90^{\circ}\)的过程中，电阻\(R\)上产生的热量为\(\frac{\pin^2B^2S^2\omegaR}{4(R+r)^2}\)答案：ABCD解析：线圈产生的感应电动势的最大值\(E_m=nBS\omega\)，故A正确；正弦式交变电流的有效值\(E=\frac{E_m}{\sqrt{2}}=\frac{nBS\omega}{\sqrt{2}}\)，故B正确；线圈从图示位置转过\(90^{\circ}\)的过程中，磁通量的变化量\(\Delta\Phi=BS\)，根据\(q=\frac{n\Delta\Phi}{R+r}\)，可得通过电阻\(R\)的电荷量\(q=\frac{nBS}{R+r}\)，故C正确；根据\(P=\frac{E^2}{R+r}\)，可得电阻\(R\)上的功率\(P_R=\frac{R}{R+r}P=\frac{R}{R+r}\times\frac{E^2}{R+r}=\frac{Rn^2B^2S^2\omega^2}{2(R+r)^2}\)，转动\(90^{\circ}\)所用时间\(t=\frac{T}{4}=\frac{\pi}{2\omega}\)，则电阻\(R\)上产生的热量\(Q=P_Rt=\frac{Rn^2B^2S^2\omega^2}{2(R+r)^2}\times\frac{\pi}{2\omega}=\frac{\pin^2B^2S^2\omegaR}{4(R+r)^2}\)，故D正确。9.下列关于波的说法正确的是（）A.机械波和电磁波都能在真空中传播B.波的频率由波源决定，与介质无关C.波速由介质决定，与波源无关D.当波从一种介质进入另一种介质时，频率不变，波长和波速会发生变化答案：BCD解析：机械波的传播需要介质，不能在真空中传播，而电磁波可以在真空中传播，故A错误；波的频率由波源决定，与介质无关，故B正确；波速由介质的性质决定，与波源无关，故C正确；当波从一种介质进入另一种介质时，频率不变，由于波速变化，根据\(v=\lambdaf\)，波长也会发生变化，故D正确。10.如图所示，一质量为\(m\)的物体以一定的初速度\(v_0\)从倾角为\(\theta\)的斜面底端沿斜面向上滑行，物体与斜面间的动摩擦因数为\(\mu\)，物体能上滑的最大距离为\(x\)，则在此过程中（）A.物体重力势能的增加量为\(mgx\sin\theta\)B.物体动能的减少量为\(\frac{1}{2}mv_0^2\)C.物体机械能的减少量为\(\mumgx\cos\theta\)D.物体克服摩擦力做的功为\(\mumgx\cos\theta\)答案：ACD解析：物体上升的高度\(h=x\sin\theta\)，物体重力势能的增加量\(\DeltaE_p=mgh=mgx\sin\theta\)，故A正确；根据动能定理，物体动能的减少量等于合外力做的功，合外力做功\(W=-(mg\sin\theta+\mumg\cos\theta)x\)，所以物体动能的减少量不是\(\frac{1}{2}mv_0^2\)，故B错误；物体机械能的减少量等于克服摩擦力做的功，摩擦力\(f=\mumg\cos\theta\)，物体克服摩擦力做的功\(W_f=\mumgx\cos\theta\)，所以物体机械能的减少量为\(\mumgx\cos\theta\)，故C、D正确。二、填空题（每题5分，共20分）1.一个物体从静止开始做匀加速直线运动，它在第\(3s\)内的位移是\(5m\)，则它的加速度为______\(m/s^2\)，它在第\(5s\)末的速度为______\(m/s\)。答案：\(2\)；\(10\)解析：根据匀变速直线运动的位移公式\(x=\frac{1}{2}at^2\)，物体在第\(3s\)内的位移等于前\(3s\)的位移减去前\(2s\)的位移，即\(x_3=\frac{1}{2}a\times3^2-\frac{1}{2}a\times2^2=5\)，解得\(a=2m/s^2\)。根据速度公式\(v=at\)，可得它在第\(5s\)末的速度\(v=at=2\times5m/s=10m/s\)。2.一平行板电容器，两极板间的距离为\(d\)，极板面积为\(S\)，电容为\(C\)，当两极板间的电压为\(U\)时，两极板间的电场强度为______，电容器所带电荷量为______。答案：\(\frac{U}{d}\)；\(CU\)解析：根据匀强电场的场强公式\(E=\frac{U}{d}\)，可得两极板间的电场强度为\(\frac{U}{d}\)。根据电容的定义式\(C=\frac{Q}{U}\)，可得电容器所带电荷量\(Q=CU\)。3.如图所示，一质量为\(m\)的小球用长为\(L\)的轻绳悬挂于\(O\)点，小球在水平拉力\(F\)作用下，从平衡位置\(P\)点缓慢地移动到与竖直方向成\(\theta\)角的\(Q\)点，则在此过程中拉力\(F\)做的功为______，轻绳的拉力\(T\)做的功为______。答案：\(mgL(1-\cos\theta)\)；\(0\)解析：小球从平衡位置\(P\)点缓慢地移动到\(Q\)点，动能不变，根据动能定理\(W_F-mgh=0\)，其中\(h=L(1-\cos\theta)\)，所以拉力\(F\)做的功\(W_F=mgh=mgL(1-\cos\theta)\)。轻绳的拉力\(T\)方向始终与小球的位移方向垂直，根据功的定义\(W=Fs\cos\alpha\)（\(\alpha\)为\(F\)与\(s\)的夹角），可得轻绳的拉力\(T\)做的功为\(0\)。4.一列简谐横波在某一时刻的波形图如图所示，波沿\(x\)轴正方向传播，波速为\(v=20m/s\)，则该波的波长为______\(m\)，频率为______\(Hz\)。答案：\(4\)；\(5\)解析：由波形图可知，该波的波长\(\lambda=4m\)。根据波速公式\(v=\lambdaf\)，可得频率\(f=\frac{v}{\lambda}=\frac{20}{4}Hz=5Hz\)。三、判断题（每题3分，共15分）1.物体的速度为零，其加速度一定为零。（）答案：错误解析：物体的速度为零，加速度不一定为零，例如竖直上抛运动的物体到达最高点时，速度为零，但加速度为重力加速度\(g\)，故该说法错误。2.电场线越密的地方，电场强度越大；等势面越密的地方，电势差越大。（）答案：错误解析：电场线越密的地方，电场强度越大；等势面越密的地方，电场强度越大，但电势差与等势面的疏密无关，故该说法错误。3.物体做匀速圆周运动时，其向心力是恒力。（）答案：错误解析：物体做匀速圆周运动时，向心力的大小不变，但方向始终指向圆心，方向时刻改变，所以向心力不是恒力，故该说法错误。4.理想变压器原、副线圈的匝数比一定时，原线圈的输入电压决定副线圈的输出电压，副线圈的输出功率决定原线圈的输入功率。（）答案：正确解析：根据理想变压器的电压比公式\(\frac{U_1}{U_2}=\frac{n_1}{n_2}\)，原、副线圈的匝数比一定时，原线圈的输入电压决定副线圈的输出电压；理想变压器输入功率等于输出功率，所以副线圈的输出功率决定原线圈的输入功率，故该说法正确。5.机械波和电磁波都能发生干涉和衍射现象，说明它们都具有波动性。（）答案：正确解析：干涉和衍射是波特有的现象，机械波和电磁波都能发生干涉和衍射现象，说明它们都具有波动性，故该说法正确。四、解答题（每题15分，共25分）1.如图所示，一质量为\(m=2kg\)的物体静止在水平地面上，物体与地面间的动摩擦因数为\(\mu=0.2\)。现对物体施加一个大小为\(F=10N\)、与水平方向成\(\theta=37^{\circ}\)角的斜向上的拉力，物体在拉力作用下由静止开始做匀加速直线运动，经过\(t=2s\)，求：（1）物体的加速度大小；（2）\(2s\)末物体的速度大小；（3）\(2s\)内物体的位移大小。（\(\sin37^{\circ}=0.6\)，\(\cos37^{\circ}=0.8\)，\(g=10m/s^2\)）解：（1）对物体进行受力分析，物体受重力\(mg\)、拉力\(F\)、地面的支持力\(N\)和摩擦力\(f\)。在竖直方向上，根据平衡条件\(N+F\sin\theta=mg\)，可得\(N=mg-F\sin\theta=2\times10N-10\times0.6N=14N\)。摩擦力\(f=\muN=0.2\times14N=2.8N\)。在水平方向上，根据牛顿第二定律\(F\cos\theta-f=ma\)，可得\(a=\frac{F\cos\theta-f}{m}=\frac{10\times0.8-2.8}{2}m/s^2=2.6m/s^2\)。（2）根据速度公式\(v=at\)，可得\(2s\)末物体的速度\(v=at=2.6\times2m/s=5.2m/s\)。（3）根据位移公式\(x=\frac{1}{2}at^2\)，可得\(2s\)内物体的位移\(x=\frac{1}{2}\times2.6\times2^2m=5.2m\)。2.如图所示，在水平向右的匀强电场中，有一质量为\(m\)、带正电的小球，用长为\(L\)的绝缘细线悬挂于\(O\)点，当小球静止时，细线