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 12及答案与解析一、单项选择题1 在“科学探究能力 ”中关于 “提出问题”的基本要求不包括 ( )。（A）能从日常生活、自然现象或实验观察中发现与物理学有关的问题（B）能书面或口头表述发现的问题（C）了解发现问题和提出问题在科学探究中的意义（D）能科学地、系统地解决物理问题2 竖直上抛一球，球又落回原处，已知空气阻力的大小正比于球的速度，则下列说法正确的是( ) 。（A）上升过程中克服重力做的功等于下降过程中重力做的功（B）上升过程中克服重力做的功大于下降过程中重力做的功（C）上升过程中克服重力做功的平均功率小于下降过程中重力做功的平
2、均功率（D）上升过程中克服重力做功的平均功率等于下降过程中重力做功的平均功率3 如图所示，是甲、乙、丙三个物体的 vt 图像，则下列说法正确的是( )。 （A）零时刻甲的位移最大（B）乙在 t1 时刻的加速度最大（C）开始计时后，甲、乙、丙三个物体皆做匀加速直线运动（D）t 1 时刻，甲、乙、丙三个物体相遇4 如图所示，两轮用皮带传动，皮带不打滑，图中有 A、B 、C 三点，这三点所在处半径 RAR B=RC 则这三点( )。 （A）v Av B=vc（B） TAT BT C（C） wA=wCw B（D）a Ca Aa B5 为了解释地球的磁性，19 世纪，安培假设：地球的磁场是由绕过地心的轴
3、的环形电流 I 引起的。下列的四个图中，正确表示安培假设中环形电流方向的是( )。 6 如图所示的电路中，电源的电动势 E 和内电阻 r 恒定不变，电灯 L 恰能正常发光，如果变阻器的滑片向 a 端滑动，则 ( )。（A）电灯 L 更亮，安培表的示数减小（B）电灯 L 更亮，安培表的示数增大（C）电灯 L 更暗，安培表的示数减小（D）电灯 L 更暗，安培表的示数增大7 四条皆垂直于纸面的载流细长直导线，每条中的电流皆为 I，这四条导线被纸面截得的断面，如图所示，它们组成了边长为 2a 的正方形的四个角顶，每条导线中的电流流向亦如图所示。则在图中正方形中心点 O 的磁感强度的大小为( )。 8
4、已知钠原子核 23Na 基态的核自旋为 I=32，因此钠原子基态 32S12 能级的超精细结构为( ) 。（A）2 个（B） 4 个（C） 3 个（D）5 个二、简答题9 拖把是由拖杆和拖把头构成的擦地工具，如图所示。设拖把头的质量为 m，拖杆质量可以忽略；拖把头与地板之间的动摩擦因数为常数 ，重力加速度为 g，某同学用该拖把在水平地板上拖地时，沿拖杆方向推拖把，拖杆与竖直方向的夹角为。 (1)若拖把头在地板上匀速移动，求推拖把的力的大小；(2)设能使该拖把在地板上从静止刚好开始运动的水平推力与此时地板对拖把的正压力的比值为 。已知存在一临界角 ，若 0，则不管沿拖杆方向的推力多大，都不可能使
5、拖把从静止开始运动。求这一临界角的正切值10 如图所示，坐标系中第一象限有垂直纸面向外的匀强磁场，磁感应强度B=10T，同时有竖直向上与 y 轴同方向的匀强电场，场强大小 E1=102Vm，第四象限有竖直向上与 y 轴同方向的匀强电场，场强大小 E2=2E1。若有一个带正电的微粒，质量 m=10-12kg，电量 q=10-13C，以水平与 x 轴同方向的初速度从坐标轴的P1 点射入第四象限， OP1三、案例分析题10 某教师设计了部分试题进行单元小测试，其中一道试题如下。不少同学本题选择了 B。试题：用同样大小的水平拉力拉动水平面上的物体移动相同的距离，第一次是在光滑水平面上，第二次是在粗糙的
6、水平面上，则两次拉力所做功( )。A第一次多 B第二次多C两次一样多 D两次做功无法比较针对上述材料，回答下列问题：11 分析学生答题错误的原因；12 要减少此类错误可采取的方法。13 基于网络环境的课堂教学是培养学生自主学习能力和创新思维与创新精神的重要方式之一，下列是“ 平抛物体的运动 ”一课的教学案例，系统展示了在网络环境下进行高中物理教学的过程。根据此案例，分析该实验的指导思想、实验中的收获及存在的问题。(一)实验的准备工作实验小组的成员首先进行了大量的理论学习，确立进行实验的基本指导思想、实验方向和实验目标。通过对目前初具规模的讲授式教学、个别化教学、讨论式教学、协作学习式教学、发现
7、式教学等网络教学模式的分析，决定根据学校和学生的具体情况，借鉴几种模式的优点，采用了讲授教学与个别化教学、讨论与协作式相结合的网络教学模式，然后根据课堂教学目标和能力培养要求，搜集整理相关资料，并制作部分素材，形成了高中物理专题学习网站。(二)实验课例分析现以平抛物体的运动为例对本课题实验分析如下：1课前准备为了给学生提供必要的学习资料，创设情境，结合本节课的教学目标要求和学生学习的需要，制作专题学习网站并提供部分网络资源链接。在网站中，设计“导问”“导学”“检索”“ 测试”“实验”“ 论坛” 等学习导航系统，便于学生自主学习，引导学生通过网络获取自己所需的信息、资料、数据，并对这些信息、资料
8、、数据进行分析、处理、计算，从而形成自己对平抛运动及其规律的认识。为使学生缩短查找资料的时间，我们将网站发布在局域网上，尽量避免大量无关信息对学生的影响，有利于课堂组织教学，提高学习效率。2网站结构模块简介“导问”：通过提出三个问题：什么是平抛运动 ?平抛运动的分运动、合运动的规律是怎样的? 水平飞行的飞机如何投弹，才能击中活动或静止的目标? 使学生明确本节课需要掌握的知识和需要解决的问题，使学生带着问题进行学习。“导学”：为便于学生学习，在导学中列出本节课的知识要点、学法建议，并针对学生可能出现的问题，给出疑难解析，以便于不同程度的学生进行自主学习。“检索”：列出了平抛物体的运动、等时性实验
9、、平抛运动的规律、水平分运动、竖直分运动、静止目标的投弹问题、同向运动目标的投弹问题、反向运动目标的投弹问题等专题研究的链接，便于学生选择学习内容。“测试”：通过测试题训练学生灵活运用所学知识解决实际问题的能力，并给出测试题的解题思路和参考答案，使学生能够得到及时反馈，了解自己的学习状况。“实验”：通过等时实验录像和动画模拟实验，给学生创设情境，便于学生自主地进行意义建构。“论坛”：使师生之间、学生之间能够进行在线讨论。3教学过程教师在教学过程中起引导、指导的作用，负责给学生提出问题、提供资料、提供研究方法、启发学生的思维，使学生明确研究物理问题的方法和步骤。在学生的自主学习过程中，教师巡视学
10、生的活动，给学生的学习提供帮助，并利用自己的知识和经验与学生平等地开展交流。学生在学习过程中可以进行讨论，提出问题，并向全班同学征求解答，最后由教师对所提问题和解答情况进行评价。4教学效果网络教学的课堂容量较大，学生学习兴趣很高，教学过程中，学生自己掌控学习的进度，根据对教学内容的理解，积极地提出问题，并解答问题，较好培养了他们的信息处理能力和解决实际问题的能力。由于学生之间学习能力存在差距，有少部分同学需要花费较多的时间进行学习或需要教师进行个别辅导。四、教学设计题13 阅读下列材料，完成教学设计。 材料一：某版本高中物理教材“验证机械能守恒定律”一节内容。实验：验证机械能守恒定律 这一节将
11、通过实验来研究物体自由下落过程中动能与势能的变化，从而验证机械能守恒定律。 实验方法 所用装置如图7.9-1。 重物的质量用天平测出，纸带上某两点的距离等于重物下落的高度，这样就能得到重物下落过程中势能的变化。 重物的速度可以用大家熟悉的方法从纸带测出，这样也就知道了它在各点的瞬时速度，从而得到它在各点的动能。 比较重物在某两点间的动能变化与势能变化，就能验证机械能是否守恒。 要注意的问题 1重物下落过程中。除了重力外会受到哪些阻力?怎样减少这些阻力对实验的影响? 2重物下落时，最好选择哪两个位置作为过程的开始和终结的位置? 3为了增加实验结果的可靠性，可以重复进行多次实验，还可以在一次下落中
12、测量多个位置的速度，比较重物在这些位置上动能与势能之和。 4实验报告中要写明本实验的目的、原理、器材、主要实验步骤、数据的分析、结论，以及对结论可靠性的评估(包括对可能产生的误差的分析)。 速度的测量 我们学过了匀变速运动的规律，并且已经知道自由落体的运动是匀变速运动，因此可以用一个更简单、更准确的方法测量重物下落时的瞬时速度。 如图 7.9-2，A、B、C 是纸带上相邻的三个点，由于已经知道纸带以加速度 a 傲匀加速运动，所以 A，C 两点的距离可以表示为 式中“2 t”是 A、C 两点的时间间隔。这样，A、C 之间的平均速度可以写成 另一方面 v B=vA+at 所以 v B= 这表明：做
13、匀变速运动的纸带上某点的瞬时速度，等于这两点前后相邻两点间的平均速度。 材料二：本实验的具体要求为：(1)理解实验的设计思路，明确实验中需要直接测量的物理量； (2)知道实验中选取测量点的有关要求，会根据实验中打出的纸带测定物体下落的距离，掌握测量物体运动的瞬时速度的方法； (3)能正确进行实验操作，能够根据实验数据的分析得出实验结论； (4)能定性地分析产生实验误差的原因，并会采取相应的措施减小实验误差。 材料三：教学对象是高中一年级学生，本节内容安排在学习机械能守恒定律之后。 根据上述材料，回答下列问题：14 简要分析本节内容在本章中的作用；15 写出本节课的教学目的以及教学重点和难点；1
14、6 制订本节课的实验设计思路。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 12答案与解析一、单项选择题1 【正确答案】 D【试题解析】 根据普通高中物理课程标准(实验稿)，科学探究能力中“提出问题”的基本要求包括：能发现与物理学有关的问题；从物理学的角度较明确地表述这些问题；认识发现问题和提出问题的意义。2 【正确答案】 A【试题解析】 竖直向上运动或有竖直向上分运动时，重力与运动方向相反做负功，此时运动物体须做功消耗能量以支持重力势能增加，此过程即为克服重力做功，因此克服重力做的功等于重力势能的增加。而下降过程中，重力做功等于减少的重力势能。由于两个过程经过的垂直距离相同，即
15、重力势能的改变量相同。因此上升过程中克服重力所做的功等于下降过程中重力做的功，A 项正确，B 项不正确。在上升过程中空气阻力的方向与重力方向相同，因此动能的减少等于克服阻力做的功和克服重力做的功之和。而下降的过程中空气阻力的方向与重力相反，可知动能的增加等于重力做功减去克服阻力做功，因此同等位置上升过程比下降过程速度要快，可知上升需要的时间比下降的时间短。因此上升过程中克服重力做功的功率比下降过程中重力做功的功率要大。3 【正确答案】 B4 【正确答案】 C【试题解析】 传送同样长度的皮带，由 RAR B 可知 A B，而在同一个传送轴上的 C 转过的角度显然等于 A 转过的角度，因此 A=C
16、，故 C 项正确；再由题目给出的半径关系可知 vB=RBB=RCBR CA=RRCC=vC，可知 A 项不正确；由向心加速度的公式可知 aA=RAA2=RAC2R CC2=aC，故 D 项不正确；A 和 C 的周期T 是相等的，因此 B 项不正确。5 【正确答案】 B【试题解析】 因为地球表面磁力线的方向大概是自南向北，根据安培定则可知 B项正确。6 【正确答案】 D【试题解析】 变阻片向 a 端滑动说明 R1 的电阻变小，则并联电路的整体电阻变小，从而整个电路的电阻变小，故经过安培表的读数变大。而灯泡两端的电压 U=E-Ir，因为电流的增大而减少，故可知道经过灯泡的电流变小了，因此灯泡变暗。
17、7 【正确答案】 C【试题解析】 四条导线产生磁场方向恰为由中心指向四个顶点的反向，而且大小相同，故可知相互抵消，故中心点 O 的磁感强度的大小为 0。8 【正确答案】 A【试题解析】 在原子中，由核磁矩与电子磁矩之间的耦合引起的能级和谱线的微小分裂，称为原子的超精细结构。如果原子核的自旋量子数为 I，电子总角动量量子数为 J，则可以耦合成下列状态：F=I+J，I+J-1，I-J，F 称为总角动量量子数。 23Na 在基态 的总角动量量子数 ，所以可以产生两个精细结构F=1，2，故答案选 A。二、简答题9 【正确答案】 (1)设该同学沿拖杆方向用大小为 F 的力推拖把，将推拖把的力沿竖直和水平
18、方向分解，按平衡条件有 Fcos+mg=N Fsin=f 式中 N 和 f 分别为地板对拖把的正压力和摩擦力。按摩擦定律有 f=f 联立 式得 (2)若不管沿拖杆方向用多大的力都不能使拖把从静止开始运动，应有 FsinN 这时， 式仍满足。联立式得 现考察使上式成立的 角的取值范围。注意到上式右边总大于零，且当 F 无限大时极限为零，有 sin-cos0，又 (0，90) ，即 tan。 使上式成立的 满足 0，这里 0 是题中所定义的临界角，即当 0 时，不管拖杆方向用多大的力都推不动拖把。临界角的正切值 tan0=。10 【正确答案】 (1)当该微粒在第四象限中运动时，对其进行受力分析可知
19、，该微粒在垂直方向上，做初速度为 0 的匀加速运动，方向为竖直向上，其加速度为而在水平方向上该微粒则做匀速直线运动，速度为 v0， 设该微粒在第四象限中的运动时间为 t，则可得 故微粒摄入的初速度为 v0=2ms。 (2)微粒到达 P1 点时的速度 ，方向为与 x 轴夹角为 45斜向右上。当微粒从 P1 点处第一次穿过 x 轴，进入第一象限，对该微粒进行受力分析如图所示 经计算，微粒所受电场力 F11-E1q=10-11N，受重力G=mg=10-11N，由此可知微粒在第一象限运动过程中，可看成仅受洛伦兹力的作用，进行匀速圆周运动。 设微粒第二次穿过 x 轴时的位置为 P3， 根据向心力公式得，
20、当微粒第二次穿过 x 轴进入第四象限后，将微粒的运动沿水平和垂直方向进行分解，在垂直方向上，微粒先竖直向下进行匀减速运动，再竖直向上进行匀加速运动，则 加速度为，垂直方向的初速度为 v0=2ms， 则当微粒第三次穿过 x 轴时所用时间为 所以微粒从 P1 开始到第三次过 x 轴的总时间为 。三、案例分析题11 【正确答案】 不少学生在思考和解决问题时，不知不觉中就会形成一种对题目条件的过分盲从，缺少必要的思考过程，认为物体放在粗糙面上时，拉力肯定比在光滑面时要大一些，因而会认为第二次拉力做功大一些，从而出现了判断错误。12 【正确答案】 在教学中加强读题训练，养成良好的读题习惯，真正弄清题设条
21、件，对文字多读几遍，找出关键的词语或数据，做出正确的判断。另外，在教学中还要研究学生的认知水平，把非科学的或者片面的表象认识多加提炼，编制各种类型的习题让学生来进行认识判断，或通过一些实验现象来进行论证并加以分析，从而揭示一些错误观点，避免学生犯经验主义的错误。13 【正确答案】 信息技术和网络教育的发展应用为人们提供了一种全新的学习方式，它能够实现教育资源的共享，为学习者提供个性化学习的条件，能够实现交互式学习，能够提高学生学习的兴趣、效率和能动性，实现因需学习、因材施教，从而使教育的思想、观念、模式、内容和方法都发生变化，如何在中学课堂教学实践中运用计算机网络环境进行学科教学，培养学生综合
22、素质和进行研究性学习的能力，是我们必须要解决的重要问题。(一)实验的指导思想素质教育的核心是培养具有创新意识、创造性思维和创新能力的人才，也就是培养学生的创新精神和实践能力。因为网络环境下的课堂教学中，教育信息具有显示多媒体化、处理数字化、组织超文本化、传输网络化的特点，教育环境可以虚拟化、教育过程实现个性化、教育管理智能化。所以网络环境下的课堂教学可以从理论、方法、设备、设施、课程、教材等方面促进创新人才培养。学生可以在网络环境下，借助其他人的帮助，充分利用各种学习资源(包括文字教材、音像资料、多媒体课件、软件工具以及从 Internet 上获取的各种教学信息等)，构建自己的知识结构，培养学
23、生的辩证思维和发散思维能力，促进学生全面发展、个性发展，培养大批受过充分的教育，具有广博的知识、善于独立思考，富有创新精神和创造能力、有高尚的理想和道隐修养的创造性人才。通过信息技术和网络技术为学生创造一个学习情境，在学习过程中，以学生的自主研究性学习为主，教师作为组织者、指导者、帮助者和学习促进者，利用情境、协作、会话等学习环境要素充分发挥学生的主动性、积极性和首创精神，最终达到使学生有效地实现对当前所学知识的意义建构的目的。(二)实验中的收获1教师和学生角色的转换在网络环境下进行教学，教师从知识和经验的传递者，转型为学生学习的指导者和协作者，教师的任务是激发学生学习的任务意识，提供教育资源
24、，并按照教学目标对有关教育资源进行优化、组织，创设情境，并指导帮助学生进行自主学习。学生从被动地学习转变为主动地学习，学生可以根据教学目标的要求，自主地选择学习内容，通过实验和动画模拟实验建立感性知识，探究这些知识之间的联系，总结出概念、规律，并运用这些概念、规律去解决问题。学生在学习过程中，可以进行讨论、争论，可以向教师请教，可以根据自己的学习程度，合理地安排每一部分内容的学习时间，也可以有针对性地进行课后复习，使学生成为学习的主体，实现掌握知识并能创造性地运用知识的学习目标。学生学习的积极性和主动性得到发挥，学习也由枯燥无味的记忆、做题变为有趣的探索、讨论、练习、分析，从而激发了学生的学习
25、兴趣，提高了学习效率。2培养了学生进行研究性学习的能力在传统课堂教学中，学生的主要任务是将教师在课堂中所讲授的知识记忆并能熟练地解题，学生只关心结果而不注重过程，学生只会利用已学的知识解决问题，不了解知识的来源，不能创造性地运用所学知识解决问题。在网络环境下的教学过程中，学生则需要运用多种感官，通过阅读、分析、讨论、实验、模拟、训练等多种方式了解知识产生的过程，学会分析信息、处理信息的方法，从而能够综合运用自己所掌握的各种知识，创造性地解决实际问题，使学生掌握了学习知识和研究问题的能力，培养了学生的创新精神和创新能力。3面向全体学生在传统的课堂教学过程中，教师的备课、教学设计、教学、练习只能根
26、据大多数学生的水平进行，对于比较优秀的学生和接受能力较差的学生存在“吃” 不饱和“吃”不了的现象，不能真正实现因材施教的教学目标。在网络环境下教学，不同程度的学生都能够在教师指导下，根据自己的知识和能力，选择合适的内容进行学习。使全体学生都能得到发展，避免了传统课堂教学过程中出现的好学生“吃” 不饱，“差”学生“吃”不了的现象。因为网络提供了丰富的教育资源，并且这些教育资源可重复再现，既拓展了学生的视野，提高了学生的学习能力，又便于学生复习，学习程度较差的学生可通过课后复习的方式掌握知识，使全体学生都能得到进步。4提高了教师队伍的素质在网络环境下进行课堂教学，一方面教师需要掌握现代教育理论，结
27、合教学目标的要求，把学生作为获取知识的主体，为学生提供信息资源和学习帮助；另一方面教师需要熟练掌握现代教育技术，能够运用多种手段获取、制作教育资源，并按照教学目标的要求，对所拥有的教育资源进行优化、分析、组合，建立合理的知识体系和评价体系，通过课堂教学实践，摸索总结在网络环境下进行课堂教学应采取的模式和注意事项，并不断进行改进。(三)实验中存在的问题1教育资源的质量与数量不足目前互联网上符合中学课程标准要求的内容太少，并且缺乏系统性，知识的深度也不够，多数仅限于一般性的知识，缺少专题研究的网站。学生直接在互联网上查找相关信息，不仅需要花费大量时间，而且所查找的信息对教学目标的要求来讲是零星的、
28、孤立的、浅层次的知识。为了提高学生学习效率，缩短学生搜寻信息所花费的时间，便于组织课堂教学，教师应该准备相关教育资源，有针对性地提供学生学习所需的资料，并提供互联网上相关内容的链接，使学生能够方便地找到有关教育资源。因此，在实验中，我们针对有关教学内容，制作了专题学习网站。2教材和课时安排与网络教学模式存在差异由于目前中学教材安排是按照章节进行课堂教学的，教学内容狭窄、教学目标单一、每节课教学时间限定在 45 分钟内，从内容和时间上对学生进行了限制，在一定程度上影响了网络教学实验的进行。为了解决这个问题，在教学设计时应打破教材上章节的限制，将相关内容组织在一起，利用多个课时，按照自主学习、自我
29、测验、小组讨论、归纳总结的顺序进行网络教学，取得了较好的效果。3师生情感交流与学生之间信息交流存在障碍一方面，师生情感的交流、语言动作的交流等在网络教学中较难实现；另一方面，由于学生运用信息技术的能力存在差异，造成了部分学生学习困难，学生之间信息交流出现障碍，这在实验初期表现得尤为突出。同时，由于学科特点，一些需要用图像、示意图表达的信息在网络论坛中如何迅速实现，也是我们面临的困难之一。在网络环境下的高中物理教学实验已经取得了一定的成绩，我们将克服困难，努力适应新课程改革的需要，继续开展网络环境下的教学实验，并积极创造条件，使更多的学科能够开展网络环境下的教学。四、教学设计题14 【正确答案】
30、 本节内容安排在学习机械能守恒定律之后，其目的是为了使学生在理论上对机械能守恒定律有所了解的基础上，通过实验测量及对实验数据的分析处理，对机械能守恒定律及条件有深刻的认识。15 【正确答案】 教学目的一、知识与技能1理解实验的设计思路，明确实验中需要测量的物理量；2知道实验中选取测量点的有关要求，会根据实验中打出的纸带测定物体下落的距离，掌握测量物体运动的瞬时速度的方法；3能正确进行实验操作，能够根据实验数据的分析得出实验结论；4能定性地分析产生实验误差的原因，并会采取相应的措施减小实验误差。二、过程与方法通过验证机械能守恒定律，体验验证过程与物理学的研究方法。三、情感、态度与价值观通过亲自实践，培养学生观察和实践能力，培养学生实事求是的态度和正确的科学观。教学重点：验证机械能守恒定律的实验原理。教学难点：验证机械能守恒定律的误差分析及如何减小实验误差的方法。16 【正确答案】 实验设计思路：该实验通过研究物体自由下落过程中动能与势能的变化，从而验证机械能守恒定律。重物的质量可以用天平测出； 通过使用打点计时器，由纸带上某两点的距离可知重物下落的高度，从而获得重物下落过程中势能的变化；重物的速度也可以从纸带上测得，由此可知它在各点的瞬时速度，从而得到它在各点的动能；比较重物在某两点间的动能变化与势能变化，便可验证机械能是否守恒。
