[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15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 15及答案与解析一、单项选择题1 物理研究中常常用到“ 等效替代法 ”、“控制变量法”、“ 模型法”、“ 类比法”等方法，下面是中学物理的几个实例：利用磁感线来描述磁场； 研究电流时把它与水流类比；研究电路时引入“ 总电阻”概念；研究力学问题时引入 “合力”概念。上述实验中，采用了相同研究方法的是( )。（A）（B） （C） （D）2 如图所示，石拱桥的正中央有一质量为 m 的对称楔形石块，侧面与竖直方向的夹角为 a，重力加速度为 g，若接触面间的摩擦力忽略不计，则石块侧面所受弹力的大小为( ) 。 3 一个质点同时在几个力作用下的位

2、移为：r=4i-5j+6k(SI) ，其中一个力为恒力F=-3i-5j+9k(SI)，则此力在该位移过程中所做的功为( )。（A）-67J（B） 17J（C） 67J（D）91J4 关于保守力，下面说法正确的是( )。（A）保守力做正功时，系统内相应的势能增加（B）质点运动经一闭合路径，保守力对质点做的功为零（C）质点运动经一闭合路径，保守力对质点的冲量为零（D）根据作用力与反作用力的关系，相互作用的一对保守力所做功的代数和必为零5 一平面简谐波沿 x 轴负方向传播。已知 x=x0 处质点的振动方程为：y=ACOS(wt+)，若波速为 u，则此波的表达式为( )。（A）y=ACOSwt-(x

3、0-x)u+ （B） y=ACOSwt-(x-x0)u+ （C） y=ACOSwt-(x0-x)u+ （D）y=ACOS(wt+(x 0-x)u+ 6 如图所示，平行导体滑轨 MM、NN 水平放置，固定在匀强磁场中。磁场的方向与水平面垂直向下，滑杆 AB、CD 横放其上静止，形成一个闭合电路，当 AB 向右滑动时，电路中感应电流的方向及滑杆 CD 受到的磁场力的方向分别为 ( )。 （A）电流方向沿 ABCDA，受力方向向右（B）电流方向沿 ABCDA，受力方向向左（C）电流方向沿 ADCBA，受力方向向右（D）电流方向沿 ADCBA，受力方向向左7 一定质量的理想气体，经过不同过程从状态变化

4、到状态，已知状态的温度高于状态的温度，则在这些状态变化过程中( )。（A）气体一定都从外界吸收热量（B）气体和外界交换的热量一定都相同（C）气体的内能变化量一定都相同（D）外界对气体做的功一定相同8 泡利不相容原理说明( )。（A）自旋为整数的粒子不能处于同一量子态中（B）自旋为整数的粒子能处于同一量子态中（C）自旋为半整数的粒子能处于同一量子态中（D）自旋为半整数的粒子不能处于同一量子态中二、简答题9 如下图所示，圆管构成的半圆形竖直轨道固定在水平地面上，轨道半径为R，MN 为直径且与水平面垂直，直径略小于圆管内径的小球 A 以某一初速度冲进轨道，到达半圆轨道最高点 M 时与静止于该处的质量

5、与 A 相同的小球 B 发生碰撞，碰后两球粘在一起飞出轨道，落地点距 N 为 2R。重力加速度为 g，忽略圆管内径，空气阻力及各处摩擦均不计，求： (1)粘在一起后的两球从飞出轨道到落地的时间 t；(2)小球 A 冲进轨道时速度 v 的大小。10 当质量各为 m 和 M 的两个小球在一直线上分别以速度 v1 和 v2 运动时，试求： (1)它们质心运动的速度； (2) 将它们的总动能表达为两项之和，其中一项只包含质心速度，另一项只包含相对速度(v 1-v2)； (3) 如果两小球发生正碰，试说明能量仅仅只是第二项发生了改变； (4)请给出总动能损失E 与恢复系数 e 之间的关系式。三、案例分析

6、题11 案例：光的干涉教师组织学生动手实验：探究干涉图样的特点。(几分钟交流讨论后，各小组总结)学生总结各小组结论：用单色光照射会出现亮暗相间的条纹且条纹间距相等；用白光照射中央会出现白色条纹，两侧会出现彩色条纹师：同学们的总结非常具体，通过我们这样的一个实验体验，大家发现了什么?又说明了什么呢?生：干涉现象说明光具有波动性。师：通过实验大家还有什么疑问吗?生 1：白光照射时为何中间是白色的，两边是彩色的?师：很好，还有哪位同学有疑问呢?生 2：用红、绿光分别做实验时为何红光的条纹比绿光的宽呢?师：好，还有吗?生 3：屏幕上某点为什么是亮的而不是暗的?我们怎么判断它呢?师：好。下面我们就对刚才

7、提出的疑问进行分析。问题：请对上述案例进行简要评析。12 物理作为一门自然学科，有其独特性和科学性，通过对物理的学习可以了解自然界的规律，认识事物发展的本质，理解科学的内涵，使学生的学习方式发生改变，从而培养学生的科学探究精神和科学态度，树立正确的人生观和价值观。因此，高中物理教学要以学生的发展为本，培养学生的创新精神和实践能力，促进学生素质的全面发展，使物理的社会价值得以体现。分析高中物理教学的现状并提出对策。四、教学设计题12 阅读下列材料，完成教学设计。 材料一：某版本高中物理必修 2 教材“曲线运动”一节内容节选。曲线运动 从现在开始，我们研究质点潜曲线运动时所遵循的规律。这一节的任务

8、是找出描述曲线运动的方法，下一节将根据牛顿运动定律得出质点做曲线运动的规律。这个思路与研究直线运动时是一样的。 描述直线运动时要用到位移和速度两个物理量，描述曲线运动时也是这样。 曲线运动的位移 研究物体的运动时，坐标系的选取是很重要的，例如我们把一个物体沿水平方向飞抛出，它不会一直在水平方向上运动，而是沿着一条曲线落向地面。这种情况下无法应用直线坐标系，而应该选择曲线运动坐标系，例如，这个坐标系的原点可以选在物体离开手掌时的位置，同时让 x 轴沿水平方向抛出的方向，y 轴沿竖直向下的方向。如图5.1-1。 当物体运动到 A 点时，它相对于抛出点的位移是 OA，可以用 l 表示。然而这类问题中

9、位移矢量 l 的方向在不断变化，运算不太方便，所以尽量用它在坐标轴方向的分矢量来代表它。由于两个分矢量的方向是确定的，所以只用 A 点的坐标 xA，y A 就能表示它们，于是问题就简单些了。思考与讨论观察图 5.1-2、图 5.1-3 描述的现象，你能不能说清楚砂轮打磨下来的炽热微粒、飞出去的链球，分别沿着什么方向运动？曲线运动的速度 运动员掷链球时，链球在手的牵引下做曲线运动。一运动员放手，链球即刻飞出。放手的时刻不同，链球飞出的方向也不一样，可见做曲线运动的物体，不同时刻的速度具有不同的方向。所以，在研究曲线运动的速度时，我们首先考虑怎样确定物体在某一时刻的速度的方向。演示 如图 5.1-

10、4，水平桌面上摆一条弯曲的轨道，它是由几段稍短的圆弧形轨道组合而成的。钢球由轨道的 C 端滚入（通过压缩弹簧射入），在轨道的束缚下做曲线运动。在轨道的下面放一张白纸，蘸有墨水的钢球从出口 A 离开轨道后在白纸上留下一条运动的痕迹，它记录了钢球在 A 点的运动方向。 拆去一段轨道，钢球的轨道出口改在 B，用同样的方法可以记录钢球在轨道 B 点的运动方向。 白纸上的墨迹与轨道(曲线)有什么关系？ 讨论曲线运动的速度方向时要明确一个数学概念，曲线的切线。在初中数学离我们已经知道图的切线，对于其他曲线，切线指的是什么？ 如图 5.1-5，过曲线上的 A、B 两点作直线，这条直线叫做曲线的割线。设想 B

11、 点逐渐向 A 点时，这条割线就叫做曲线在 A 点的切线(tangent)。 有了切线的概念，我们就可以说：质点在某一点的速度，沿曲线在这一点的切线方向。 速度是矢量，它既有大小，又有方向。不论速度的大小是否改变，只要速度的方向发生改变，就表示速度矢量发生了变化，也就有了加速度。曲线运动中速度的方向在变，所以曲线运动是变速运动。 速度是矢量，它与力、位移等其他矢量一样，可以用它在相互垂直的两个方向的分矢量来表示，这两个分矢量叫做分速度。我们仍以被抛出的物体的运动为例(图 5.1-6)。物体的速度计做 v。沿曲线的切线方向，vx，v y 是它在两个坐标轴方向的分速度。如果速度方向与 x 轴的夹角

12、是 ，按照锐角三角函数的定义，两个分速度 vx，v y 与速度 v 的关系是 v x=vcos vy=vsin 例题：飞机起飞时以 300km/h 的速度斜向上飞，飞行方向与水平面的夹角为 30。求水平方向的分速度 vx，和竖直方向的分速度 vy。 解：把速度 v=300km/h 按水平方向和竖直方向分解，如图 5.1-7，可得 vx=vcos30=260km/h vy=vsin30=150km/h 飞机在水平方向和竖直方向的分速度分别是 260km/h 和 150km/h。材料二：本节内容在所在章节的位置如下。 第五章 曲线运动 1曲线运动 2平抛运动 3实验：研究平抛运动 4圆周运动 5向

13、心加速度 6向心力 7生活中的圆周运动材料三：教学对象是普通高中一年级学生，此前学生仅学习过直线运动的相关知识，曲线运动是首次接触。根据上述材料，回答下列问题：13 对本节教材在整章中的地位进行分析；14 对学生的学习情况进行分析；15 为本节课设计一个导入，并说明设计的意图。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 15答案与解析一、单项选择题1 【正确答案】 B【试题解析】 利用磁感线来描述磁场，采用的是“模型法”； 研究电流时把它与水流类比，采用的是“类比法”；研究电路时引入 “总电阻”概念以及 研究力学问题时引入“合力”概念，都采用了“等效替代法”。2 【正确答案】

14、A【试题解析】 每一侧面所受弹力 F 的竖直分力之和等于石块的重力，。3 【正确答案】 C【试题解析】 力所做的功为 4(-3)+(-5)(-5)+69=67(J)。4 【正确答案】 B【试题解析】 保守力的功与物体运动所经过的路径无关，只与运动物体的起点和终点的位置有关，因此 B 项正确；A 项势能应该是减少的；冲量是表示物体在力的作用下经历一段时间的积累的物理量，因此，C 项错误；相互作用的保守力虽然大小一致方向相反，但由于作用的对象不同，产生的位移可能也不同，因此代数和不一定为 0，D 项错误。5 【正确答案】 A【试题解析】 因为简谐波向 x 轴负方向传播，因此 A 项正确。6 【正确

15、答案】 C【试题解析】 根据楞次定律，产生的感应电流的磁场总是阻碍引起感应电流的磁通量的变化。题中的磁通量增大，因此感应电流产生的磁场方向应该与原方向反，故可知，电流方向为 ADCBA，由阻碍磁通量的变化知道，滑杆 CD 受的磁力的方向向右。7 【正确答案】 C【试题解析】 理想气体的内能只与质量和温度相关，因此可以判断内能的变化量相同，即 C 项正确。内能的改变可能来自做功，也可能来自热传递，因此A、B、D 项都不正确。8 【正确答案】 D【试题解析】 泡利不相容原理指在原子中不能容纳运动状态完全相同的电子。泡利不相容原理对所有费米子(其自旋数为半数的粒子)有效。因此 D 项正确。二、简答题

16、9 【正确答案】 (1)黏合后的两球飞出轨道后做平抛运动，竖直方向分运动为自由落体运动，有 (2)设球 A 的质量为 m，碰撞前速度大小为v1，球 A 冲进轨道最低点时的重力势能为 O，由机械能守恒定律知 设碰撞后黏合在一起的两球速度大小为 v2，由动量守恒定律知 mv 1=2mv2 飞出轨道后做平抛运动，水平方向分运动为匀速直线运动，有 2R=v2t 综合式得： 。10 【正确答案】 (1)由已知，再根据质心运动定理 ，得 。 (2)根据质点系动能的定义，质点系总动能。 根据柯尼希定理，即 ，将代入整理得，。(3)设碰撞后质心、m、M 的速度分别为 vc、v 1、v 2，正碰过程仅存在系统内

17、力的相互作用，所以该质点系动量守恒。(m+M)vc=mv1+Mv2=mv1+Mv2=(m+M)vc 即 vc=vc。 对于碰撞后的质点系，根据柯尼希定理，得 所以能量仅是第二项发生了改变。 (4)由上述步骤可知 。三、案例分析题11 【正确答案】 案例中对于“光的干涉” 这一比较抽象的物理现象，教师采取小组实验并分别总结各自发现的教学方式。对于这类学生亲自参与的实验，不同小组之间必然会有不同的发现，对于一些不会解释的现象自然会产生许多的疑问。教师并不是将其中涉及的问题直接展示出来，而是让学生们主动提出来。这样做一方面培养了学生主动观察发现问题的能力，另一方面还促进了学生之间的交流，培养了他们勇

18、于提问的精神，对学生树立正确的科学观有着良好的促进作用。12 【正确答案】 (1)高中物理教学的现状分析教师教学观念滞后，制约学生人生观、价值观的形成。长期以来，由于受应试教育的影响，绝大多数教师过分强调教师的主导作用，淡化学生的主体作用，教学方法陈旧，抑制了学生的发展，忽视对学生能力培养和学生非智力因素的发展，忽视学生的科学态度和科学精神的培养。教师教学方法单一，制约学生的思维发展。大多数教师的教学方式为讲授型，其教学手段传统、教学方法单一，重点是对知识的传授，对教学过程中教学方式和学生的学习方式的研究少，学生的学习主要是听教师讲和按教师的要求去做，使学生的学习处于被动接受状态，很少有自主学

19、习的权利，这种陈旧的教育方法最终导致学生越学越不爱学，教师越教越难教的状况形成。教师评价方式单一，忽视学生的能力培养，制约学生的全面发展。大多数教师对学生的评价仍然是以分数来作为评价的唯一标准。在教学过程中，大搞题海战术，实施的是以教师为中心的“满堂灌” 式教学，忽视学生能力的发展，课程标准所要求的演示实验和学生实验均给以淡化。只是叫学生做笔记、记结果，却没有让学生去认真细致地探究，从而使学生失去了学习物理的兴趣和意义，淡化了物理学科的自身特点。繁重的学习压力，制约学生的身心健康发展。在应试教育思想影响下，烦琐的资料和做不完的作业，给学生造成了极大的学习压力和心理压力，这些因素直接影响着学生的

20、学习态度、学习兴趣和学习动机，制约着学生身心的健康发展。(2)高中物理教学的对策树立以学生的发展为本的观念。课程改革的核心环节是课程的实施，而课程实施的基本途径是教学，教学是教师的教与学生的学的统一。现代教学论指出：教学过程是师生交往、积极互动、共同发展的过程。在传统教学方式中，由于师生关系中普遍存在教师中心主义和管理主义倾向，使课堂教学变得机械、沉闷和程序化，缺乏生气和乐趣，严重束缚了学生学习的自主性，伤害了学生的自尊心和自信心，使学生学习物理的兴趣和欲望得到抑制。为了激发学生的学习积极性，培养学生的独立性和自主性，使学习成为在教师的指导下主动的富有个性的过程。教师在教学中应转变角色，给自己

21、合理定位，充分发挥自己的主导作用。树立评价是为学习服务的观念。教师在教学中要克服评价的单一性，关注评价的主体。初中阶段学生的思维处于由经验型向理论型的过渡时期，学生的抽象思维仍在大脑中占一定的优势，他们对物理知识的学习主要依靠经验支持，学生学习物理的心理也是变化的。因此，初中物理教学只有将学生学习物理的总结性评价和形成性评价有机结合，才能使学生健康成长。树立以学科整合为导向的教学观。现代信息技术的发展为课堂教学拓宽了更大的空间，使教师的教学方式发生改革，为学生学习物理创设了最理想的环境。树立教学与科研相结合的观念。新课程要求教师应该是教育教学的研究者，一方面新课程所蕴含的新理念、新方法以及新课

22、程实施中所出现和遇到的问题都需要通过教学活动的开展去解决。另一方面，教师要以研究者的心态，置身于教学情景之中，以研究者的眼光审视和分析教学理念与教学实践中的各种问题，使其形成规律性的认识，为教学活动的顺利开展提供理论依据。四、教学设计题13 【正确答案】 教材先安排曲线运动的方向，然后安排物体做曲线运动的条件。从知识结构上看，曲线运动的方向在轨迹上某点的切线方向是反映曲线运动的运动学特征，而曲线运动的条件则是动力学特征，完全符合牛顿力学的研究思路。从对学生认知建构的过程来看，知道曲线运动的方向只是知道一个事物的结果，掌握了曲线运动发生的条件才能理解出现该结果的原因，这样才能在逻辑上有利于学生深

23、刻理解本节的两个重点内容。本节是整章教学的知识基础。教材中选取了两个实际情景的图片和一个演示实验。这样的安排充分体现了重视教学中知识与技能目标达成的同时更加突出过程和方法的形成。本来在通过观察砂轮打磨刀具和投掷链球两个视频后学生得出感性的、最表面的结论，学生还需要深入问题的本质，教材中又安排了一个看似简单的实验，这个实验和上述两个材料有本质的不同，它不是看一下就完了的，而是要通过收集信息和分析、处理信息，然后得到物理结论，这是科学研究过程的必然。这样能使学生感觉到，一个结论的形成并不是草率的。到此似乎研究的过程就可以画上完美的句号，但是通过上述实验只能得出做圆周运动时质点的速度方向，这不能代表

24、一般的曲线运动，所以结论不具有普遍性。因此教材中又安排了采用极限思想的一段理论证明，从理论上证明了任何曲线运动的物体在某点的速度方向在曲线上该点的切线方向。通过实验和讨论，让学生体会到做曲线运动的物体的速度是时刻改变的，曲线运动是变速运动；速度的方向沿轨迹的切线方向；理解物体做曲线运动的条件。14 【正确答案】 在初中的学习中对于直线运动的特点和规律已经理解透彻，曲线运动在知识结构上对于高一学生是比较新的内容，又涉及对矢量的理解，学生掌握这部分知识就具有一定的难度。但在教学中，首先让学生要建立物体做曲线运动的图景。教材中所示的曲线运动的图景，生活中有很多，让学生们去观察，去体验。例如让学生抬起

25、自行车的后轮，旋转脚踏板使后轮转动，观察轮上的泥点脱离车轮前的运动。然后提高车轮的转速，泥点将脱离车轮，观察泥点脱离车轮时的速度方向以及泥点脱离车轮后的运动。自行车是学生们最常用的交通工具，利用上述图景，可以缩短物理知识与学生之间的距离，建立学生对物理、对科学的亲近感。还可以让学生去观察公园内的各种游艺项目，数数在哪些项目中参与者的运动是曲线运动，相信学生会得出“ 生活中曲线运动比直线运动更普遍” 的结论。15 【正确答案】 导入 我们已经学过物体的多种运动形式，如匀速直线运动、匀加速直线运动、匀减速直线运动、v 0=0 的匀加速直线运动这些运动的轨迹都是直线。 下面请大家仔细观察一片树叶下落的运动。 (演示：树叶沿曲线飘荡而下) 教师指示：像这种运动轨迹是曲线的运动就是曲线运动。 你还能举出一些生活中和自然中的物体做曲线运动的例子来吗? (学生讨论、交流 ) 播放视频实例：绕地飞行的人造卫星，扔出去的铅球，踢出去的“香蕉球” 等。 教师小结：曲线运动比直线运动更有广泛性和普遍性，从这节课开始，我们就一起来研究曲线运动。 设计意图：本节课是在学生学习了直线运动的相关知识后，第一次正式接触曲线运动的概念。所以在导入时联系学生的生活经验，列举大量的曲线运动实例，将有助于激发学生的兴趣，并为本课题学习提供必要的感性材料。