[职业资格类试卷]中学教师资格认定考试（高级物理学科知识与教学能力）模拟试卷13及答案与解析.doc

1、中学教师资格认定考试（高级物理学科知识与教学能力）模拟试卷 13及答案与解析一、单项选择题1 第一次通过实验比较准确的测出引力常量 G 的科学家是 ( )。（A）牛顿（B）伽利略（C）胡克（D）卡文迪许2 如图，一小球放置在木板与竖直墙面之间。设墙面对球的压力大小为 N1，球对木板的压力大小为 N2。以木板与墙连接点所形成的水平直线为轴，将木板从图示位置开始缓慢地转到水平位置。不计摩擦，在此过程中( )。 （A）N 1 始终减小，N 2 始终增大（B） N1 始终减小，N 2 始终减小（C） N1 先增大后减小，N 2 始终减小（D）N 1 先增大后减小，N 2 先减小后增大3 星球上的物体脱

2、离该星球引力所需的最小速度称为第二宇宙速度。已知某星球的半径为 r，它表面的重力加速度为地球表面重力加速度 g 的 。不计其他星球的影响，则该星球的第二宇宙速度为( )。 4 如图所示为理想变压器，三个灯泡 L1、L 2、L 3 都标有“5V，5W”，L 4 标有“5V，10W”，若它们都能正常发光，则变压器原、副线圈匝数比 n1：n 2 和 ab 间电压应为( ) 。 （A）2：1，25V（B） 2：1，20V（C） 1：2，25V（D）1：2，20V5 如图所示，水平放置的两光滑导轨 MN、PQ 位于竖直向上的匀强磁场中，导轨电阻不计，质量和电阻阻值完全相同的两根金属棒 a 和 b 静止地

3、横放在水平导轨上。现用一水平向右的恒力 F 作用在棒 a 上，两金属棒将运动起来，则下列说法正确的是( )。 （A）棒 a 先做加速度减小的加速运动，而棒 b 先做加速度增大的加速运动，最终两者一起匀速向前运动（B）棒 a 先做加速度减小的加速运动，而棒 b 先做加速度增大的加速运动，最终两者以相同的加速度向前加速运动（C）两棒最终以相同的速度运动，且回路的电流为零（D）两棒最终以相同的加速度共同运动，此后力 F 所做的功等于两棒动能的增加6 根据熵增加原理，不可逆绝热过程( )。（A）熵的数值不变（B）熵的数值有可能减少（C）熵的数值有可能增加（D）总是向着熵增加的方向进行7 在匀强电场中

4、E 与电势差 u 的关系，在一般情况下为 ，式中表达的物理意义，正确的是( ) 。（A）a 点一定为电势零点（B） p 点电势一定高于 a 点电势（C）电势是场强的线积分（D）a、p 两点距离是垂直电场线的位移8 玻尔理论的实验基础是( )。（A）高速运动的电子流的实验研究（B） 粒子散射实验（C）原子光谱的规律（D）轻核聚变二、简答题9 汶川地震造成河道堵塞形成了许多堰塞湖，对周边居民的生命财产构成了严重威胁。唐家山堰塞湖的水位天天上涨，是一处危险等级极高的堰塞湖，通过武警水电官兵的艰苦奋战，堰塞湖坝顶开挖的导流渠从 6 月 7 日开始泄洪，最终取得决定性胜利。(以下计算中 g 取 10Nk

5、g)(1)泄洪前，堰塞湖的水位每天上涨 1.2m，则每天水对坝体增加的压强是多少帕?(2)在抢修导流渠的过程中，军用直升机吊运了多台挖土机等重型机械到坝顶。若直升机以 2ms 的速度沿竖直方向匀速地将一台 10t 重的挖土机起吊 500m 高，直升机对挖土10 抛体运动在各类体育运动项目中很常见，如乒乓球运动。现讨论乒乓球发球问题，设球台长 2L、网高 h，乒乓球反弹前后水平分速度不变，竖直分速度大小不变、方向相反，且不考虑乒乓球的旋转和空气阻力。(设重力加速度为 g) (1)若球在球台边缘 O 点正上方高度为 h1 处以速度 v1，水平发出，落在球台的 P1 点(如下图实线所示) ，求 P1

6、 点距 O 点的距离 x1。 (2)若球在 O 点正上方以速度 v三、案例分析题10 某教师为考查学生对静电场的理解情况，设计了部分试题并进行测试，其中一道试题如下，部分同学选择了 D。 试题：关于电场，下列说法中正确的是 ( )。 A电荷周围分布的电场线就是电场 B电场是电荷周围空间实际存在的物质 C电荷间的相互作用不是通过电场作媒介产生的 D 由公式 可知，电场中某点的电场强度 E 与试探电荷在电场中该点所受的电场力 F 成正比 针对上述材料，回答下列问题：11 分析部分学生答题错误的原因；12 想要减少此类错误可采取的方法。13 案例：在“ 牛顿第二定律 ”教学中，为了处理数据方便，通常

7、用比较法分析运动物体的加速度。某教师在推导牛顿第二定律公式的过程中，直接举出实例：如下图，让两个小车同时由静止开始运动，在相同的时间 t 内两车发生的位移分别为 S1 和S2，并根据初速度为零的匀加速直线的运动公式 推导出两车加速度之比等于位移之比，即 ，这样就把两车的加速度之比转化成位移之比，然后利用控制变量法讨论加速度与质量或外力的关系。 问题：该教师的教学是否存在问题?如果存在，是何种问题? 你如何建议这位教师修正?如果不存在问题，请说明理由。四、教学设计题13 阅读下列材料，完成教学设计。 材料一：某版本高中物理必修 1 教材“摩擦力”一节内容节选。摩擦力 摩擦力是一种常见的现象，同学

8、门在初中已经知道，两个互相接触的物体，当它们发生相对运动或具有相对运动的趋势时，就会在接触面上产生阻碍相对运动或相对运动趋势的力，这种力叫做摩擦力(frictional force) 。 思考与讨论 互相接触的物体相对静止的时候，是不是也可能产生摩擦力？ 静摩擦力 如图 3.3-1 中，小孩轻推箱子，箱子有相对地面运动的趋势，但他没有推动，箱子与地面仍然保持相对静止。根据初中所学的二力平衡知识，这是一定有一个力与推力平衡。这个力与小孩对箱子的推力大小相等，方向相反。这个力就是箱子与地面之间的摩擦力。由于这是两个物体之间只有相对运动的趋势，而没有相对运动，所以这时的摩擦力叫做静摩擦力(stati

9、c frictional force) 。静摩擦力的方向总是沿着接触面 ，并且跟物体相对运动趋势的方向相反。 小孩用更大的力推，箱子还是不动(图 3.3-1 乙)。同样根据二力平衡的知识，这是箱子与地面间的静摩擦力还跟推力大小相等。只要箱子与地面间没有产生相对运动，静摩擦力的大小就随着推理的增大而增大，并与推力保持大小相等。 演示 把木块放在水平长木板上，用弹簧测力计沿水平方向拉木块，在拉力 F 增大到一定值之前，木块不会运动。 在弹簧测力计的指针下轻参塞一个小纸团，它可以随指针移动，并作为指针到达最大位置标记(图 3.3-2)。继续用力，当拉力达到某一数值时木块开始移动，此时拉力会突然变小。

10、 如果用力的传感器代替弹簧测力计做这个实验，能够在计算机屏幕上直接得到拉力变化的图线。 静摩擦力的增大有一个限度。静摩擦力的最大值 Fmax 在数值上等于物体刚刚开始运动时的拉力。两物体间实际发生的静摩擦力 F 在 0 与最大静摩擦力 Fmax 之间，即 0FF max。 说一说 能把线织成布，把布缝成衣服，靠的是啥限制件静摩擦力的作用。拿在手中的瓶子，毛笔不会滑落，皮带运输机把货物送往高处(图 3.3-3)也是静摩擦力作用的结果，你还能说出日常生活和生产中利用静摩擦力的事例吗？ 滑动摩擦力 在图 3.3-2 的实验中，木块在木板上开始滑动后，拉力明显减小，表明摩擦力明显减小。当一个物体在另一

11、个物体表面滑动的时候，会受到另一个物体阻碍它滑动的力，这种力叫做滑动摩擦力(sliding frictional force)。滑动摩擦力的方向总是沿着接触面，并且跟物体的相对运动方向相反。 实验表明：滑动摩擦力的大小跟压力成正比 ，也就是跟两个物体表面间的垂直作用力成正比。如果用 F 表示滑动摩擦力的大小，用 FN 表示压力的大小，则有 F=F N 其中 p 是比例常数(它是两个力的比值，没有单位)，叫做动摩擦因数(dynamic friction factor)，它的数值跟相互接触的两个物体的材料有关，材料不同，两物体间的动摩擦因数也不同，动摩擦因数还跟接触面的情况(如粗糙程度)有关。 在

12、我国东北寒冷的冬季，橇是常见的运输工具，一个有钢制滑板的橇，连同车上木料的总质量为 4.9104N，在水平的冰道上，马要在水平方向用多大的力，才能够拉着橇匀速前进？ 分析： 从图 3.3-5 可以看到与这个问题相关的几个力，马队橇的拉力可以近似认为沿水平方向，因此橇在水平方向受到两个力的作用；马的拉力F1，冰道对橇的滑动摩擦力 F2。在这两个力的作用下，橇匀速前进。 由于二力平衡，匀速前进时马在水平方向的拉力 F1 与摩擦阻力 F2 大小相等，即 F1=F2。滑动摩擦力 F2 的大小可以由 F2=FN，其中 FN 是橇对地面的压力，它的大小等于橇的总重量 G，钢与冰之间的动摩擦因数 可以在表中

13、看出。重量 G 是已知的，由此可以求出 F2、进而求出马在水平方向的拉力 F1。 解 G=4.9104N， =0.02。雪橇匀速运动，拉力与阻力大小相等，所以 F1=F2。 F 2=FN 而 F N=G 所以 F1=G 代入数值后，得 F 1=0.024.9104N=980N 马要在水平方向用980N 的力，才能够拉着橇匀速前进。 除滑动摩擦外，还有滚动摩擦。滚动摩擦是一个物体在另一个物体表面上滚动时产生的摩擦。当压力相同时，滚动摩擦比滑动摩擦小很多，滚动轴承就是根据这一点制成的。 材料二：该节内容位于高中物理必修 1，其在该教材中的位置如下。 第三章 相互作用 1重力 基本相互作用 2弹力

14、3摩擦力 4力的合成 5力的分解材料三：普通高中物理课程标准(实验)与“ 摩擦力”相关的内容标准：通过实验认识滑动摩擦、静摩擦的规律，能用动摩擦因数计算摩擦力。根据上述材料，回答下列问题：14 对本节教材内容在高中物理学习中的地位、作用等进行分析；15 设计该节课程的教学目标；16 确定该节课程的教学重点和难点。中学教师资格认定考试（高级物理学科知识与教学能力）模拟试卷 13答案与解析一、单项选择题1 【正确答案】 D【试题解析】 卡文迪许测量地球的密度是从求牛顿的万有引力定律中的常数着手，再推算出地球密度。他用两个大铅球接近两个小球。从悬挂小球的金属丝的扭转角度，测出这些球之间的相互引力。根

15、据万有引力定律，可求出常数 G。根据卡文迪许的多次实验，测算出地球的平均密度是水密度的 5.481 倍(现在的数值为5.517，误差为 0.65253左右)，并确定了万有引力常数 G 的值。2 【正确答案】 B【试题解析】 小球所受墙的压力 N1、木板的支持力 (N2 反作用力)、重力 G 三个力的合力为零，表示这三个力的矢量可构成封闭三角形。将木板缓慢转动到水平位置的过程中，重力 G 的大小及方向不变，N 1 方向不变，木板与水平位置的夹角逐渐变小，因此表示 N1、N 2 的线段都逐渐减小，故 N1，N 2 都逐渐变小。3 【正确答案】 C【试题解析】 根据第二宇宙速度的计算公式 ，g 表示

16、星球的重力加速度，r 表示星球的半径，则题目所求星球的第二宇宙速度为 ，故本题选 C。4 【正确答案】 A【试题解析】 理想变压器的两线圈的电压与其匝数成正比，两线圈的电流与其匝数成反比。由已知可得，L 1、L 2、L 3 的额定电流为 1A，L 4 的额定电流为 2A。电路中所有灯泡均正常发光，则在变压器右端线路中，干路电流为 2A，U 1=10V。而L1 也是正常发光，则变压器左端电路中电流应为 L1 的额定电流 1A，故若n1：n 2=I1：I 2=2：1，又因为 U1=20V，则 Uab=25V。故本题选 A。5 【正确答案】 B【试题解析】 当 F 作用时，对于棒 a，根据牛顿第二定

17、律和法拉第电磁感应定律得 ，由于 v 增大，所以 aa 在减小；对于棒 b， ，由于 v 增大，所以 ab 在增大；而将两棒作为整体来看，因为始终受外力 F 的作用，则两者最终会以相同的加速度向右运动；对于 b 要想维持加速运动必要有外力的作用，而其能受的外力就只能是感应电流在切割磁感线所产生的安培力，故回路中始终有电流，且 F 所做的功一部分转化为内能。所以本题选 B。6 【正确答案】 C【试题解析】 关于熵这个物理量有两条明确的结论；(1)熵是状态的函数，只要初、终态确定，连接这两个状态的任何过程(不论可逆与否)熵变是相同的：如果两个状态在同一绝热线上，即使不是绝热过程，熵变也为零。(2)

18、熵增原理，热孤立系统内发生的一切不可逆过程，熵总是增加的，那么，不可逆的绝热过程，熵是否增加与初、终状态有关，还要随所取的系统不同而不同。7 【正确答案】 C【试题解析】 C 项正确地解释了公式的含义，因此正确。 A、B 项不是必要的假设，D 项应该是计算和电场线平行方向的位移。8 【正确答案】 C【试题解析】 1913 年英国剑桥大学的学生 N.Bohr 提出了一个假设，成功地解释了氢原子光谱。玻尔的量子论不但解释了实验上已发现的氢原子的光谱系，而且，预言的新谱系也被莱曼(Lyman)在实验中观测到，预言的光谱也被证实。玻尔理论也直接解决了原子稳定性问题，并且与普朗克爱因斯坦的光量子假说相一

19、致( 原子定态的能级差和光量子的能量都是量子化的)。二、简答题9 【正确答案】 (1)水对坝体每天增加的压强 p= 水gh=1.0103kgm 310N kg1.2m=1.2104Pa。 (2)直升机对挖土机所做的功 W=V重 重=Gh=mgh=1010 3kg10Nkg500m=510 7J 起吊功率 或 P=Fv=Gv 一mgv=10103kg10Nkg2ms=210 5W。 (3) 堰塞湖内的水越深，水对坝体的压强越大，坝越易垮塌。或水越深，水的势能越大，一旦溃坝，转化的动能就越大，对下游的破坏就越大。(其他合理答案也可得分)10 【正确答案】 (1)设发球时飞行时间为 t1，根据平抛运

20、动 (2)设发球高度为 h2，飞行时间为 t2，同理根据平抛运动， (3)如下图所示，发球高度为 h3，飞行时间为 t3，同理根据平抛运动， 设球从恰好越过球网到最高点的时间为t，水平距离为 s，有 三、案例分析题11 【正确答案】 此种错误产生的原因是：学生运用数学知识来分析物理公式中各物理量的关系，从而得出错误的结论。学生根据数学知识得出电场强度 E 与 F 成正比、与电量 q 成反比，F 为零则 E 也为零、g 为零则 E 为无穷大这样一些错误的结论，而忽视了电场强度只取决于电场本身的性质，与引入的检验电荷无关。12 【正确答案】 首先，教师自身不能有误区，不能以为学生在计算时能写出公式

21、就是掌握了该公式，而应该是让学生充分掌握公式所涉及的物理量的含义，公式本身表达的含义，以及它在应用上的要求，它的内涵和外延，以及与相似公式的区别与联系等。其次，在教学过程中，要潜移默化地让学生懂得物理公式的推导和变换可能是数学恒等变换，但其有自身的实际意义和条件限制，这种实际意义与限制不会因为公式数学形式的变换而改变。另外，可以通过举具体的例子，特别是与生活相关的例子，或是其他具有类比作用的理论或实例来帮助学生理解和掌握物理公式在物理上表达的意义，而不被公式的数学形式所迷惑。13 【正确答案】 该教师的教学存在问题。 存在的问题：乍一看此种方法似乎合情合理，但实际犯了推理上的逻辑循环错误。因为

22、 是初速度为零的匀加速直线运动的位移公式，而物体做匀加速直线运动的本质是加速度 a 为恒量，但是只有根据牛顿第二定律 F=ma 才能知道，a 是恒量的条件为 F 是恒量。教师不加解释就直接套用匀加速运动的公式，实质是建立在牛顿第二定律的基础上来推导牛顿第二定律。这种错误通常比较隐蔽，教师自己很难察觉，学生也只能似是而非地接受。修正建议：教师可以首先引导学生回顾前一章的学生实验研究匀变速直线运动，该实验中也是用钩码拉着小车运动，经数据处理验证了小车做匀加速直线运动，有了这一铺垫再进行上述推导就顺理成章了。四、教学设计题14 【正确答案】 高中物理的难点在于受力分析，受力分析的难点在于摩擦力的分析

23、。摩擦力是力学中的三大性质力之一，正确认识摩擦力对后面知识的学习有着至关重要的作用。在摩擦力这节课中，重点是研究滑动摩擦力，要求会计算其大小和判断其方向，难点是静摩擦力，尤其是静摩擦力方向的判断。教师要试图将学生初中学过的相关概念与本节的内容有机地融合在一起。教学中要力图从这两种摩擦力的区别与联系出发，让学生从产生的条件、影响摩擦力大小的因素、范围及其计算来理解两种摩擦力的异同。通过探究实验去加深巩固。同时这是一节科学探究课，教材从生活中的摩擦现象引入，以探究静摩擦力和滑动摩擦力与哪些因素有关为主线，安排了学生猜想、设计实验、实验探究、合作交流等教学过程，让学生经历探讨两种摩擦力与压力、接触面

24、粗糙程度关系的过程，很好地体现了新教材让学生在体验知识的形成、发展过程中，主动获取知识的精神。同时，这节教材的内容与学生的生活实际及生产实际联系十分密切，教材的编写突出了这一点。在通过实验得出摩擦力的有关知识后，注重引导学生运用所学的知识去分析解释大量生活、生产中的摩擦现象，并通过网站了解摩擦知识与现代科技联系很密切的内容。15 【正确答案】 教学目标知识与技能认识静摩擦力的规律，知道静摩擦力的变化范围及其最大值；能根据静摩擦力的规律，判断静摩擦力的方向；知道滑动摩擦力的产生条件，认识滑动摩擦力的规律；知道动摩擦因素与哪些因素有关，会判断滑动摩擦力的大小和方向；知道最大静摩擦力略大于滑动摩擦力

25、，滑动摩擦力比滚动摩擦力大；会根据物体的平衡条件简单的计算摩擦力的大小。过程与方法培养学生利用物理语言分析、思考、描述摩擦力的概念和规律的能力；培养学生的实验探究能力，学会在实验中控制变量和实验条件；通过自己动手实验，培养学生分析问题、解决问题的能力；通过学生自己设计实验并参与比赛等形式，激发兴趣提高探究创新意识。情感、态度与价值观利用实验和生活实例激发学生的学习兴趣，培养学生的合作精神和对科学的求知欲。培养学生实践认识(规律)实践(解决实际问题)的思想。在研究问题时，要培养突出主要矛盾，忽略次要矛盾的思维方法。认识科学技术对于社会发展和人类生活的影响，能说明生活、生产中应用摩擦力的实例，发展观察能力。16 【正确答案】 重点滑动摩擦力大小的计算以及方向的判断。静摩擦力有无的判断以及静摩擦力方向的判断。静摩擦力产生的条件及规律，正确理解最大静摩擦力的概念。难点静摩擦力有无的判断和静摩擦力方向的判断。静摩擦力大小的简单计算。