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 17及答案与解析一、单项选择题1 如图所示，两个接触面平滑的铅柱压紧后悬挂起来，下面的铅柱不脱落，主要原因是( )。 （A）铅分子做无规则热运动（B）铅柱受到大气压力作用（C）铅柱间存在万有引力作用（D）铅柱间存在分子引力作用2 如图所示的水平面上，橡皮绳一端固定，另一端连接两根弹簧，连接点 P 在F1、F 2 和 F3 三力作用下保持静止。下列判断正确的是( )。 （A）F 1F 2F 3（B） F3F 1F 2（C） F2F 3F 1（D）F 3F 2F 13 如图所示电路中，闭合开关 S，当滑动变阻器的滑动触头 P 从最高端向下
2、滑动时，( )。 （A）电压表 V 读数先变大后变小，电流表 A 读数变大（B）电压表 V 读数先变小后变大，电流表 A 读数变小（C）电压表 V 读数先变大后变小，电流表 A 读数先变小后变大（D）电压表 V 读数先变小后变大，电流表 A 读数先变大后变小4 某物理兴趣小组的同学设计了如图所示的实验装置，当用力挤压装满水的玻璃瓶，会看到细玻璃管内的水面明显上升。这是利用细玻璃管内水面的变化来放大玻璃瓶的微小形变。下列实验中也用到这种放大思想的是( ) （A）将不同的电阻丝分别接到同一电路中，通过比较电流的大小来比较电阻的大小（B）将发声的音叉靠近乒乓球，通过乒乓球被弹开显示音叉在振动（C）让
3、不同的纸锥从相同高度同时下落，通过落地的先后判断运动的快慢情况（D）将小铁屑均匀洒在磁体周围，通过观察铁屑的分布情况来认识磁场的分布情况5 氢原子部分能级的示意图如图所示，不同色光的光子能量如下表所示。 处于某激发态的氢原子，发射的光的谱线在可见光范围内仅有 2 条，其颜色分别为( )。（A）红、蓝靛（B）黄、绿（C）红、紫（D）蓝靛、紫6 在近代物理实验中用原子级显微镜观察高真空度的空间，发现有一对分子甲和乙环绕一个共同“ 中心” 匀速旋转，形成一个所谓的 “双分子”体系，在观测中同时发现此“中心”离甲分子较近，那么在上述 “双分子”体系中，下列的说法不符合事实的是( )。（A）甲、乙两分子
4、间一定只存在分子引力，不可能存在分子斥力（B）甲分子的质量一定大于乙分子的质量（C）甲分子的动量大小一定等于乙分子动量大小（D）“双分子 ”体系的分子势能不变7 2010 年 4 月 14 日，青海玉树发生强烈地震。地震后运送救灾物资的飞机对灾区投放物品，物品在空中匀速下落的过程中，其动能和重力势能的变化是( )。（A）动能增加，重力势能增加（B）动能减少，重力势能减少（C）动能不变，重力势能减小（D）动能不变，重力势能增加8 一个氡核 86222Rn 衰变成钋核 84218PO 并放出一个粒子，其半衰期为 3.8 天。1g 氡经过 7.6 天衰变掉氡的质量，以及 86222Rn 衰变成 84
5、218PO 的过程放出的粒子是( )。（A）0.25g， 粒子（B） 0.75g， 粒子（C） 0.25g， 粒子（D）0.75g， 粒子二、简答题9 如图，绝热气缸 A 与导热气缸 B 均固定于地面，由刚性杆连接的绝热活塞与两气缸间均无摩擦。两气缸内装有处于平衡状态的理想气体，开始时体积均为 V0、温度均为 T0。缓慢加热 A 中气体，停止加热达到稳定后，A 中气体压强为原来的1.2 倍。设环境温度始终保持不变，求气缸 A 中气体的体积 VA 和温度 TA。10 如图，质量为 M 的平板车静止在光滑的水平地面上，小车的左端放一质量为 m的木块，车的右端固定一个轻质弹簧，现给木块一个水平向右的
6、瞬时冲量 I，木块便沿车板向右滑行，在与弹簧相碰后又沿原路返回，并且恰好能达到小车的左端。试求： (1)弹簧被压缩到最短时平板小车的动量；(2)木块返回到小车左端时小车的动能；(3) 弹簧获得的最大弹性势能。三、案例分析题11 很多由初中升入高中的学生，学习物理的积极性很高，但经过一段时间的学习(一般是入校到期中测验前)，发现自己虽然很努力，但学习效果却不好，很多学生不解，为何初中物理学的还可以，到了高中却常常不及格?教师也时常能听到学生“听得懂，但不会做 ”，甚至 “怎么也听不懂”的抱怨。问题：请简要分析此种现象产生的原因，并提出解决办法。12 案例：自由落体运动演示实验：羽毛与小球在真空管
7、中从同一高度同时下落同时落地的情境。师生讨论师：通过分析，我们知道了做自由落体运动的物体具有从同一高度从静止同时释放将同时落地的特点。除了这样的特点，你们还想了解其他的什么特点呢?生 1：自由落体运动是匀速的还是加速的?师：那么同学们就是想了解其速度的情况。生 2：它的运动路线是怎样的?师：就是运动轨迹的情况。生 3：我想知道它有没有加速度?师：也就是加速度的情况。生 4：我想知道自由落体运动的速度变化规律是怎样的?师总结：大家实际上是想了解自由落体运动是一种什么性质的运动。问题：(1)请针对上述教学片段进行简要评析(不必面面俱到，仅针对一点即可)。(2)案例中的演示实验使用了牛顿管这一教具，
8、其主要是用来演示自由落体运动。原实验的方法是：把玻璃管倒转，让物体下落，从而可比较轻重不同的物体的运动情况。但由于操作方法粗糙，加上管壁对羽毛有吸附作用，金属片与管壁可能发生碰撞，玻璃管倒立时，管内物体的初速度不一定刚好为零等等，实验效果不够理想。请针对上述问题中的某一个或几个对实验或教具进行改进。(简要描述改进思路或原理即可，但要注意可实施性)四、教学设计题12 阅读下列材料，完成教学设计。 材料一：某版本高中物理教材“行星的运动” 一节内容。 在古代，人们对于天体的运动存在着地心说和日心说两种对立的看法。地心说认为地球是宇宙的的中心，是静止不动的，太阳、月亮以及其他行星都绕地球运动。它符合
9、人们的直接经验。日心说则认为太阳是静止不动的，地球和其他行星都绕太阳运动。经过长期论争，日心说战胜了地心说，最终被接受。无论地心说还是日心说，古人都把天体的运动看得很神圣，认为天体的运动必然是最完美、最和谐的匀速圆周运动。德国天文学家开普勒用了 20 年的时间研究了丹麦天文学家第谷(Tycho Brahe，15461601)的行星观测记录。发现如果假设行星的运动是匀速圆周运动，计算所得的数据与观测数据不符，只有假设行星绕太阳运动的轨道不是圆，而是椭圆。才能解释这种差别。他还发现行星运动的其他规律。开普勒分别于1609 年和 1619 年发表了他发现的下列规律，后人称为为开普勒行星运动定律。 开
10、普勒第一定律 所有行量绕太阳运动的轨道部是椭圆，太阳处在椭圆的一个焦点上。做一做 可以用一条细绳和两只图钉来画椭圆。如图 6.1-1，把白纸铺在木板上，然后按上图钉。把细绳的两端系在图钉上，用一支铅笔紧贴着细绳滑动，使绳始终保持张紧状态，铅笔在纸上画出的轨迹就是椭圆，图钉在纸上留下的痕迹叫做椭圆的焦点。 想一想，椭圆上某点到两个焦点的距离之和与椭圆上另一点到两个焦点的距离之和有什么关系？ 开普勒第二定律 对任意一个行星来说，它与太阳的连线在相等的时间内扫过相等的面积。由于行星的轨道不是圆，行星与太阳的距离就在不断变化。这个定律告诉我们，当它离太阳比较近的时候，运行的速度比较快，而离太阳较远时速
11、度较慢。 开普勒第三定律 所有行星的轨道的半长轴的三次方跟它的公转周期的二次方的比值都相等。 若用 a 代表椭圆轨道的半长袖(图 6.1-1)，T代表公转周期，开普勒第三定律告诉我们 比值 k 是一个对所有行星都想通的常量。 实际上，行星的轨道与圆十分接近，在中学阶段的研究中我们按圆规道处理。这样就可以说： 1行星绕太阳运动的轨道十分接近圆，太阳处在圆心；2对某一行星来说，它绕太阳太阳做圆周运动的角速度(或线速度)不变，即行星做匀速圆周运动； 3所有行星轨道半径的三次方跟它的公转周期的二次方的比值都相等，即 。 开普勒关于行星运动的描述为万有引力定律的发现奠定了基础。 科学足迹人类对行星运动规
12、律的认识 托勒密：地心宇宙 当我们远古的祖先惊叹星空的玄妙时，他们就开始试图破译日月星辰等天文现象的奥秘那时，多数人都自然地认为，地球是静止不动的，太阳、月亮和星星从头上飞过，地球是宇宙的中心。 我们祖先发现，尽管所有星辰每日都要东升西落，但绝大数星星的相互位置都几乎是固定的，几百年内不会发生肉眼可见的变化，它们是“恒星” ，然而，水星、金星、火星、木星、土星这五颗亮星则在众星的背景前移动，有的在几个星期中就能发现它的位置变化，所以它们叫做“行星” 。 细心的观察表明，行星并非总向一个方向移动。大多数时间它由东向西相对于恒星移动，但有时却要停下来，然后向西移动一段时间，随后又向东移动，这个现象
13、叫做行星的逆行(图 6.1-4)。 为了解释行星的逆行，希腊人提出一个理论。这个理论认为每个行星都沿着圆运动，这个圆叫做“本轮” ，同时本轮的圆心又环绕着地球演一个叫做均轮的大圆运动(图 6.1-5)。这个理论在公元 2 世纪由伟大的古代天文学家托勒密(Claudius Plolemy，约 90168)完善而成。 值得指出的是，一个本轮与一个均轮还不能十分准确地解释行星的运动。为了与观察结果更好地符合，每个行星需要不止一个本轮，结果“轮上轮”的总数达到 80 多个，并且还要引入 “偏心点”和“ 偏心等距点”等复杂概念。这就是使它缺少简洁性，而简洁性正是科学家们所追求的。哥白尼：拦住了太阳，推动
14、了地球 公元 1543 年，波兰的一位长者哥白尼(Nicolaus Copernnicus，14731543) 临终前在病榻上为其毕生效力的著作 天体运行论印出的第一本书上签上了自己的姓名。这本书预示了地心宇宙的终结。 此前一个世纪，文艺复兴带来的思想与艺术的繁荣在意大利萌发并已扩展到全欧洲。哥白尼坚信宇宙与自然是美的，而美的东西一定是最简单与和谐的。托勒密的宇宙图景与他的信念不一致。另一方面，文艺复兴解脱了舒服同人们头脑的枷锁，哥白尼采取了比前人更广阔的视角来洞察自然。就像那个时期艺术家们的眼光超越了宗教艺术，哥白尼的眼光超越了欧洲一样，哥白尼的眼光超越了地球。他把地球看成空间的一个物体，一
15、个与其他天体相似的物体。这个观念是如此开放，以至在他面前，地球中心宇宙观显得那么狭隘和偏执。 哥白尼提出，行星和地球绕太阳做匀速圆周运动，只有月亮环绕地球运行。由于地球的自转，我们看到了太阳、月亮和众星每天由东向西的运动。这个理论也解释了行星逆行等许多现象。于是，他动情的写道：“太阳在宇宙正中坐在其宝座上。在这壮丽的神殿里，有谁能将这个发光体放在一个更好的位置上以让它同时普照全宇宙？于是我们在这样的安排中找到了这个世界美妙的和谐” 到了 17 世纪初，地心宇宙论棺木上的最后一颗钉子敲下了：伽利略发明了望远镜。1609 年，他发现了围绕木星转动的“月球 ”，进一步表明地球不是所有天体运动的中心。
16、至于是什么维持地球运动、空中的飞鸟和浮云为什么不落在后面等问题，直到伽利略和牛顿提出关于运动的新观念之后，才得到合理的解释。哥白尼使人类来到了牛顿物理学的门前。 西方现代科学攀端于文艺复兴时代，而文艺复兴的主要任务和最大的贡献却是美术。从表面看，美术是情感的产物，科学是理性的产物，互不相干，何以“这位暖和和的阿特(art) 先生，会养出一位冷冰冰的赛因士(science)儿子？”究其原因，在于二者有共同的母亲，这就是“ 自然夫人 ”、即源自“观察自然”。 梁启超 第谷.布拉赫：天才的观测家 哥白尼去世后三年，第谷.布拉赫在丹麦出生了。他把全身心都投入到行星位置的测量中。在他以前，人们测量天体位
17、置的误差大约是 10，第谷把这个不确定性减小到 2。他的观测结果为哥白尼的学说提供了关键性的支持。 1600年，出生于德国的开普勒开始与第谷一起工作，他善于从理论上思考问题。为了完成他构建理论宇宙的追求，开普勒需要第谷的观测数据。第谷为了把他的数据组织成有用的形式，需要开普勒的数学天才。 18 个月后，第谷去世了。开普勒以全部精力整理第谷的观测数据，企望求得行星运动轨道的更准确的描述。 开普勒：真理超出期望 开普勒相信哥白尼的学说，所以开始时他按行星绕太阳做匀速圆周运动的观点来思考问题。在他对火星轨道的研究中，70 余次尝试所得的结果都与第谷的观测数据有至少 8的角度偏差。是第谷测量错了吗？开
18、普勒对第谷数据的精准性深信不疑。他想，这不容忽视的 8也许正是因为行星的运动并非匀速圆周运动。至此，人们长期以来视为真理的观念天体在做 “完美的”匀速圆周运动，第一次受到了怀疑。此后，他经过多年的尝试性计算，终于发现并先后于 1609 年和1619 年发表了行星运动的三个定律。 为此开普勒曾欣喜若狂地说：“16 年了我终于走向光明，认识到的真理远超出我的热切期望。”的确，把几千个数据归纳成如此简洁的几句话，这是极为杰出的成就。开普勒享受了科学探究的乐趣，享受了人生的满足，他的心境表现在自撰的墓志铭中。不过，开普勒并不知道，他所发现的三个定律蕴含着极其重大的“心机” ，那就是万有引力的规律。 开
19、普勒观念的基础是日心说。从表面上看，日心说与地心说不过是参考系的改变。其实，这是一次真正的科学革命，因为它使人们的世界观发生了重大的变革。宇宙中心的转变暗示了宇宙可能根本没有中心！这种观念的变革，在哥白尼那里还是隐含的，意大利学者布鲁诺(Giordano Bruno，15481600)将它公开说了出来，为此被宗教裁判所烧死在罗马的鲜花广场，为科学付出了生命的代价。材料二：教学对象是普通高中一年级学生。根据上述材料，回答下列问题：13 对学生的学习情况进行分析；14 分析本节内容在高中物理教学体系中的特点，并根据此特点提出对该课教学设计的建议。中学教师资格认定考试（高级物理学科知识与教学能力）模
20、拟试卷 17答案与解析一、单项选择题1 【正确答案】 D【试题解析】 考查分子力、大气压力、万有引力之间的区别。选 D。2 【正确答案】 B【试题解析】 由力的平行四边形法则及三角形知识得 B 项正确。3 【正确答案】 A【试题解析】 设滑动变阻器触点以上的电阻为 R 上 上，触点以下的电阻为 R 下 。因为滑动变阻器的有效电阻 R 并除最初和最终为零外，是 R 上 和 R 下 并联的结果，R 上 和 R 下 的和一定，二者相等时积最大，所以当触点在中间时电阻最大，根据全电路欧姆定律， ，所以当触点在中间时电流最小，电压表 V 读数为电源的路端电压，U=E-Ir ，所以当触点在中间时路端电压最
21、大，所以电压表 V 读数先变大后变小，排除 B、D。再算电流表 A 读数，即R 下 的电流 I，根据电阻并联分流公式， ，联立以上三式，解得当滑动变阻器的滑动触头 P 从最高端向下滑动时，R 上 一直变大而 R 下 一直变小，从上式可以看出，电流表 A 读数 I 一直变大，所以本题选 A。4 【正确答案】 B【试题解析】 音叉的振动是不易直接观察到的，但通过乒乓球被弹开这一现象就可以很清楚地反映出音叉的振动，故 B 项正确。5 【正确答案】 A【试题解析】 原子发光时光子的能量等于原子能级差，通过计算各能级之间的能级差，并结合可见光的光子能量图，可知能量为 1.89eV 和 2.55eV 的光
22、子在可见光范围内，分别对应的是红光和蓝靛光，所以选项 A 正确。6 【正确答案】 A【试题解析】 甲、乙两分子间同时存在分子引力和分子斥力，只是分子引力大于分子斥力，分子力表现为引力，A 项错误；由分子力提供向心力有：m12r1=m22r2 得 m1r1=m2r2，因此“中心”离甲分子较近，故甲分子的质量一定大于乙分子的质量，B 项正确；由 m1r1=m2r2 得 m1)r1=m2r2，即 m1v1=m2v2，甲分子的动量大小一定等于乙分子动量大小，C 项正确；因两分子间相对静止，故“双分子”体系的分子势能不变，D 项正确。7 【正确答案】 C【试题解析】 物品在空中匀速运动，动能不变；物品在
23、不断下落，重力势能减小，选项 C 正确。8 【正确答案】 B【试题解析】 经过了两个半衰期，1g 的氡剩下了 0.25g，衰变了 0.75g，根据核反应方程的规律，在反应前后的质量数和核电荷数不变可得出衰变放出的是 a 粒子，所以 B 项正确。二、简答题9 【正确答案】 设初态压强为 pO，膨胀后 A、B 压强相等， pB=1.2pO。 B 中气体始末状态温度相等，则 pOVO=1.2pO(2VO-VA)， 。 A 部分气体满足=TA=1.4TO。10 【正确答案】 (1)由动量定理得，木块的初动量为 l。 设弹簧被压缩到最短时小车的速度为 v，此时木块的速度也是 v，根据动量定理，有 I=(
24、M+m)v，得。 此时小车的动量为 。 (2)当木块恰好达到小车左端时，小车和木块速度相等，设为 v，根据动量守恒定律，(M+m)v =(M+m)v，得v=v， 则小车的动能 。 (3)从木块开始运动到弹簧压缩到最短时，系统损失的机械能转化成克服摩擦力做功 Wf，弹簧获得的弹性势能为 Ep， 则有 从木块开始运动到木块恰好返回到小车的左端时，弹簧的弹性势能为零，系统损失的机械能全部转化为木块往返过程中克服摩擦力所做的功 2Wf， 三、案例分析题11 【正确答案】 原因：造成此种现象出现的原因是高一学生还没有实现初高中物理台阶的跨越。具体是因为：(1)初中物理具有形象性、直接性、经验性的特点，以
25、形象思维为主，以定性分析为主，以简单理论和算术计算为主；而高中物理具有概括性、间接性、逻辑性的特点，以抽象思维为主，需要进行大量的复杂定量计算，以逻辑推理代数计算为主，刚入学的学生对这种知识上的跨越、思维上的过渡，甚至认知结构上的重组难以适应。(2)受“ 高中物理难学” 这一先入为主的认知影响，进而产生畏惧心理，对能否学好物理产生动摇，失去了信心，给高中物理教学造成了无形的障碍。(3)初中教师习惯于多讲、细讲，学生只需要“记忆” ；而高中教师主要是进行精讲，要求学生能在教师指导下独立主动地去获取知识，教师教学方法的巨大差异也使得学生难以适应。(4)教师本身的问题。高中新教师，常常不自觉地以自己
26、的思想去代替学生的思想，以为自己懂的学生就应该懂，教学方法简单化；而不少老教师，则是刚送走高三毕业班就回头带高一，由于高考惯性，经常用高三的要求对待高一，用教高三的方法来教高一，知识教学上企图一步到位，一开始就结合部分高考试题，用较高的数学手段来讲解，使得学生在学习时十分吃力。解决方法：(1)消除学生心理障碍，树立学好物理信心。由于先入为主的障碍，许多学生还未入高中就对学习物理失去信心。针对这种心理状态，绪论课应着重进行初高中物理内容的对比分析，使学生明确高中物理内容与初中大体一样，只是比初中加深了一点，新增内容也都比较浅显，不必害怕和紧张。从而稳定学生的情绪，使学生树立能学好物理的信心。(2
27、)做好初高中物理知识的过渡，适当降低台阶高度，让学生有一个缓冲适应的时间。教学一开始宜适当放慢进度，注意新旧对比，前后联系；对教学中涉及的数学知识要作必要的复习与讲解，在进行例题分析时，不仅要分析物理过程，也要对数学运算作较详细的分析与演算，以培养学生运用数学知识解决物理问题的能力；例题、作业和测试题不宜太难，测试题应根据学生实际，避免学生因成绩太低丧失信心；对书本上的概念、定律叙述，要作适当的语法上的分析，用浅显的语言剖析含义，加强理解；补充演示实验或改用效果更佳的实验进行演示；通过一题多解、多题一解、一题多变等逐步培养和提高学生的应变能力、分析能力和灵活应用数学知识解决物理问题的能力；对学
28、生中想当然的经验错误，要及时帮助找出犯错误的原因。(3)加强对学生学法的指导和改进自身的教学方法。12 【正确答案】 (1)案例中，教师通过引入演示实验，吸引了学生的注意，并积极鼓励他们思考、发现问题，使得学生们不再仅仅拘泥于课本中的相关描述，对于“冲突式”情境自然会有很多的疑问。在经过对现象的讨论后，教师给予学生开放的提问空间和主动提出问题的机会，对于进一步学习新知识创造了良好的条件。(也可从其他方面进行评析)(2)改进方法：在课前准备时，将管内物体换为一枚一角硬币(选择钢芯合金质地的)和一根缠着一圈细铁丝(尽量少)的红色羽毛放入管内。在演示时，先直立玻璃管，用磁铁把硬币和缠着铁丝的羽毛吸到
29、玻璃管的顶端；取去磁铁，可观察对比硬币和羽毛在有空气和真空中下落的快慢。这样改进后，一是硬币的银白色和红色对比明显，易于观察；二是确保两者初速度为 0 且同时下落。四、教学设计题13 【正确答案】 学生学习情况分析：由于学生对天体运动的研究缺乏观察的条件，对天体运动的真实认识，不太会超过托勒密的水平，从学生已有知识特点来讲，学生对有关科学家的事例略知一二，对科学家的发现、发明、创造内容的了解不够系统和准确。14 【正确答案】 在高中物理教学的体系中，本节内容的突出特点是：知识内容较少，但包含着的科学史料十分丰富。因此，本课的教学设计应立足于对学生的科学精神的培养，让学生在科学家关于天体运动问题的研究历史中，感悟科学家求真、求简的研究思想和献身于科学的精神，由于教科书给出的史料较为简单，因此让学生在课前自行阅读教科书并查找相关材料是十分必要的，同时也对提高学生获取资料、分析资料的能力起到较好的效果；在交流各自获得的资料后，让学生提出自己的问题并择要进行分析讨论，对学生质疑能力的培养会起到较好的效果，因此在本课的教学过程中应该让学生初步了解科学探究的过程，并获得探究的乐趣。
