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 19及答案与解析一、单项选择题1 电场线分布如图所示，电场中 a，b 两点的电场强度大小分别为已知 Ea 和 Eb，电势分别为 a 和 b，则( ) 。 （A）E aE b， a b（B） EaE b， a b（C） EaE b， a b（D）E aE b， a b2 如图，在水平面上的箱子内，带异种电荷的小球 a、b 用绝缘细线分别系于上、下两边，处于静止状态。地面受到的压力为 N，球 b 所受细线的拉力为 F。剪断连接球 b 的细线后，在球 b 上升过程中地面受到的压力( )。 （A）小于 N（B）等于 N（C）等于 N+F（D）
2、大于 N+F3 在如图所示的逻辑电路中，当 A 端输入电信号“1”、B 端输入电信号“0”时，则在C 端和 D 端输出的电信号分别为( )。 （A）1 和 0（B） 0 和 1（C） 1 和 1（D）0 和 04 光纤维通信是一种现代化的通信手段，它可以为客户提供大容量、高速度、高质量的通信服务，为了研究问题方便，我们将光导纤维简化为一根长直玻璃管，如下图所示，设此玻璃管长为 L，折射率为 n。已知从玻璃管左端面射入玻璃内的光线在玻璃管的侧面上恰好能发生全反射，最后从玻璃管的右端面射出。设光在真空中的传播速度为 c，则光通过此段玻璃管所需的时间为( )。 5 下列说法正确的是( ) 。（A）多
3、普勒效应是声波特有的现象（B）相同频率的声波与电磁波相遇，能发生干涉现象（C）光的波动性是光子间的相互作用产生的（D）原子中的电子没有确定的轨道，经典理论中的轨道实际上是电子出现的概率大的地方6 如图所示，M、N 是平行板电容器的两个极板，R 0 为定值电阻，R 1、R 2 为可调电阻，用绝缘细线将质量为 m、带正电的小球悬于电容器内部。闭合开关 S，小球静止时受到悬线的拉力为 F。调节 R1、R 2，关于 F 的大小，判断正确的是 ( )。 （A）保持 R1 不变，缓慢增大 R2 时，F 将变大（B）保持 R1 不变，缓慢增大 R2 时，F 将变小（C）保持 R2 不变，缓慢增大 R1 时，
4、F 将变大（D）保持 R2 不变，缓慢增大 R1 时，F 将变小7 如图，均匀带正电的绝缘圆环 a 与金属圆环 b 同心共面放置，当 a 绕 O 点在其所在平面内旋转时，b 中产生顺时针方向的感应电流，且具有收缩趋势，由此可知，圆环 a( )。 （A）顺时针加速旋转（B）顺时针减速旋转（C）逆时针加速旋转（D）逆时针减速旋转8 如图，玻璃管内封闭了一段气体，气柱长度为 l，管内外水银面高度差为 h。若温度保持不变，把玻璃管稍向上提起一段距离，则( )。 （A）h、l 均变大（B） h、l 均变小（C） h 变大 l 变小（D）h 变小 l 变大二、简答题9 利用薄膜干涉的原理可以用干涉法检查平
5、面和制造增透膜，回答以下两个问题： (1)用如图所示的装置检查平面时，是利用了哪些表面反射光形成的薄膜干涉图样?(2)为了减少光在透镜表面由于反射带来的损失，可在透镜表面涂上一层增透膜，一般用折射率为 1.38 的氟化镁，为了使波长为5.5210-7m 的绿光在垂直表面入射时使反射光干涉相消，求所涂的这种增透膜的厚度。10 如图所示，在距水平地面高为 0.4m 处，水平固定一根长直光滑杆，杆上 P 处固定一轻质定滑轮，滑轮可绕水平轴无摩擦转动，在 P 点的右边，杆上套一质量m1=1kg 的滑块 A。半径 R=0.3m 的光滑半圆形轨道竖直地固定在地面上，其圆心O 在 P 点的正下方，在轨道上套
6、有一质量 m2=2kg 的小球 B。用一条不可伸长的柔软细绳，通过定滑轮将两小球连接起来。杆和半圆形轨道在同一竖直面内，滑块和小球均可看作质点，且不计滑轮大小的影响及一切摩擦。现给滑块 A 施加一个水平向右、大小为 60N 的恒力 F三、案例分析题10 某教师为考查学生对摩擦力和受力分析的掌握情况，设计了部分试题进行测试，其中一道试题如下。 试题：如图所示，木板 B 放在水平地面上，在 B 上放一重为460N 的物体 A，A 与 B 之间、B 与地面之间的摩擦系数均为 0.2，木板 B 重为200N，当用水平力 F 将木板向右匀速拉出时，绳与水平方向的夹角为 37。求绳中的拉力和水平拉力各为多
7、大? 部分同学在看完问题后，马上列出解析式： ，另外一部分同学仅在图中画出两个水平方向的摩擦力，就列出上述解析式，进行计算。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：“万有引力定律在天文学上的应用” 一节中，某教师引导学生复习匀速圆周运动的向心力公式 ，并通过两个公式联立，推导出学生所要学习的天体质量的计算公式 。 问题：该位教师的教学方法是否存在问题? 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，请说明理由。四、教学设计题14 阅读下列材料，完成教学设计。 材料一：某版本高中物理教材“电流表和电压表”一节内
8、容节选。高中物理 选修 3-1 这个电阻的大小与原来两个电阻的大小有什么关系? 由于 R1 与 R2 是并联的，流过它们的总电流 I 等于两个电阻上的电流 I1，I 2 之和，即 I=I 1+I2 两个电阻上的电压 U，是相同的，把上式两旁同除以 U，得 由欧姆定律，得 不难证明，如果多个电阻并联，那么 即并联电路总电阻的倒数等于各支路电阻的倒数之和。思考与讨论 试证明： (1)n 个相同的电阻并联，总电阻为一个电阻的 n 分之一； (2)若干不同的电阻并联，总电阻小于其中最小的电阻。 电压表和电流表 常用的电压表和电流表都是由小量程的电流表 G(表头)改装而成的。表头的工作原理涉及磁场对通电
9、导线的作用，这是下一章学习的内容。从电路的角度看。表头就是一个电阻，同样遵从欧姆定律。表头与其他电阻的不同仅在于通过表头的电流是可以从刻度盘上读出来的。 电流表 G 的电阻 Rg 叫做电流表的内阻。指针偏转到最大刻度时的电流 I，叫做满偏电流。电流表 G 通过满偏电漉时，加在它两端的电压U，叫做满偏电压，由欧姆定律可知，U g=IgRg。思考与讨论 图 2.4-5 是某一电流表G 的刻度盘。使用时指针指着某一电流刻度，表示通过电流表的电流为某一数值，而且也意味着表头的两接线柱之间其有一定大小的电压，因此，电流表 G 实际上也是一个小量程的电压表。 如果图中电流表的内阻是100，怎样在这个刻度盘
10、上标出相应的电压数据? 表头的满偏电压和满偏电流一般都比较小，测量较大的电压时要串联一个电阻把它改装成电压表；测量较大的电流时则要并联一个电阻，把小量程的电流表改装成大量程的电流表。 例题 1 有一个电流表 G，内阻 Rg=30，满偏电流，I g=1mA。要把它改装为量程 03V 的电压表，要串联多大的电阻? 改装后电压表的内阻是多大 ? 解 电压表 V 出表头 G 和电阻 R 串联组成，如图 2.4-6 的虚线框所示。电压表的量程是 03V，是指电压表 V 两端的电压为 3V 时。表头的指针指在最大刻度，即通过电流表 G 的电流等于 Ig。 此时表头 G 两端得到的是满偏电压 Ug=IgRg
11、=0.03V。电阻R 分担的电压为 Ug=U-Ug=2.97V。 由欧姆定律可以求出分压电阻 电压表 V 的内阻等于 Rg 和 R 串联时的总电阻，即 R V=Rg+R=3.00103=3.00k 也可以选择整个电压表为研究对象。根据欧姆定律由 求得电压表的内阻。例题 2 有一个电流表 G，内阻 Rg=30。满偏电流，I g=1mA。要把它改装为量程 00.6A 的电流表，要并联多大的电阻? 改装后电流表的内阻是多大? 解 电流表 A 由表头 G 和电阻 R 并联组成，如图 2.4-7 的虚线框所永。电流表量程为 00.6A，是指通过电流表 A 的电流为 0.6A 时。表头的指针指在最大刻度，
12、即通过电流表 G 的电流等于 Ig。 此时通过电阻 R 的电流 IR=I-Ig=(0.6-0.001)A=0.599A。由欧姆定律可以求出分流电阻 电流表内阻 RA 等于 Rg 与 R 的并联值，由 解出 RA，然后代入数据，得 也可以选择整个电流表为研究对象，根据欧姆定律由 求得电流表的内阻。 材料二：教学对象为普通高中二年级学生，此前已学习了部分电路、闭合电路的欧姆定律、电阻定律，串并联电路的规律以及电路的电功、功率等知识。 根据上述材料，对该课的教学过程进行设计。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 19答案与解析一、单项选择题1 【正确答案】 C【试题解析】 根据
13、电场线疏密表示电场强度大小，E aE b；根据沿电场线电势降低， ab，所以本题选 C。2 【正确答案】 D【试题解析】 以箱子和 a 合在一起为研究对象，设其质量为 M，剪断连接球 b 的细线前，则 N=Mg-F+F，其中 F 表示 b 对 a 的库仑力；剪断连接球 b 的细线后，则 N=Mg+F，因为在球 b 上升过程中库仑力变大(距离变近)，所以 NN+F，所以所以本题选 D。3 【正确答案】 C【试题解析】 由题图可知，对于“非门”，B 端输入信号“0”时，则 D 端输出信号“1”；对于“与门”，输入信号均为“1”，则 C 端输出信号为 “1”，故 C 正确。4 【正确答案】 A【试题
14、解析】 用 C 表示临界角，则有： 。光在介质中的传播速度为。光在沿光缆轴线的方向上做匀速传播，所用时间为。5 【正确答案】 D【试题解析】 多普勒效应是波特有的现象，A 错；相同频率的声波与电磁波相遇，不能发生干涉现象，B 错；光的粒子性是光子间的相互作用产生的，C 错；波是几率波，原子中的电子没有确定的轨道，经典理论中的轨道实际上是电子出现的概率大的地方，D 项正确。6 【正确答案】 B【试题解析】 闭合开关 S，小球静止时受重力、电场力和悬线对它的拉力 F，且小球受力平衡。当电路稳定后，R 1 中没有电流，电容器两极板之间的电压等于 R0 两端的电压。保持 R1 不变，缓慢增大 R2 时
15、，R 0 两端电压减小，电容器两端电压减小，内部电场变弱，小球所受电场力变小，F 变小，所以选项 B 正确，A 错误。若保持 R2 不变，R 1 改变时，电容器两端电压不变，小球所受电场力不变，F 不变，所以选项 C、D 错误。7 【正确答案】 B【试题解析】 本题用逆向解题法。设 A 选项，当带正电的绝缘圆环 a 顺时针加速旋转时，相当于顺时针方向电流，并且在增大，根据右手定则，其内(金属圆环 a内)有垂直纸面向里的磁场，其外(金属圆环 b 处)有垂直纸面向外的磁场，并且磁场的磁感应强度在增大，金属圆环 b 包围的面积内的磁场的总磁感应强度是垂直纸面向里(因为向里的比向外的磁通量多，向里的是
16、全部，向外的是部分)而且增大，根据楞次定律，b 中产生的感应电流的磁场垂直纸面向外，磁场对电流的作用力向外，所以 b 中产生逆时针方向的感应电流，根据左手定则，磁场对电流的作用力向外，所以具有扩张趋势，所以 A 错误；同样的方法可判断 B 选项正确，C 选项，b 中产生顺时针方向的感应电流，但具有扩张趋势；D 选项，b 中产生逆时针方向的感应电流，但具有收缩趋势。所以本题选 B。8 【正确答案】 A【试题解析】 开始时，玻璃管中的封闭气体的压强 p=p0-pgh。向上提玻璃管，假设 h 不变，l 变长，根据玻意耳定律有 plS=p(l+ l)S，气体内部压强变小，液柱会上升，即 h 变大。稳定
17、后， p=p 0-pg(h+h)，封闭气体的压强减小，又根据玻意耳定律有 plS=pl S，则 l 变大，选项 A 正确。二、简答题9 【正确答案】 (1)干涉图样是利用了标准样板和被检查平面间空气膜反射光叠加形成的。 (2)若绿光在真空中波长为 0，在增透膜中的波长为 ，由折射率与光速的关系和光速与波长及频率的关系得： ， 那么增透膜厚度 。10 【正确答案】 (1)当小球在 B 点处时，绳， 当小球到达 C 点时，绳 PC=P0-PC=0.4-0.3=0.1(m)， 又因为滑轮 P 是定滑轮，故滑轮左侧绳长缩短等于滑轮右侧F 移动的距离， 故 F 所做的功 W=FS=F(PB-PA)=60
18、(0.5-0.1)=24J。 (2)由已知可知，当小球到达 C 点时，滑块 A 的速度为 0 则根据能量守恒定律，得 三、案例分析题11 【正确答案】 错误产生的原因是没有养成画图的良好习惯。学生会觉得题很“简单”，就不画图或简略画一下就可以了，如此的画图习惯，在解题时很容易出错。12 【正确答案】 要减少学生由于画图不好的习惯而产生的错误，首先要让学生体会到养成这些良好习惯是正确解题的重要环节之一，同时也有利于自己和他人看懂自己的解答。其次教师在讲解过程中也要多注意自己在课堂上画图的规范，因为学生在学习过程中很大程度上是在模仿老师。另外，学生在这方面没有养成良好的习惯与我们平时片面追求答案正
19、确性有关，只要学生答案对了，解题过程就不仔细看，所以教师平时也要在书写规范上严格要求学生，帮助学生养成良好的作图和标示物理符号的习惯。13 【正确答案】 物理学是由一系列原理相关联的物理模型组成的复杂网络，物理模型是物理学知识结构的基本单元。万有引力定律在天文学上的应用的难点不是公式的推导和应用，而是天体环绕运动中模型的建立，即忽略天体形状、大小及运动轨道的复杂性等次要因素，建立一个质点环绕另一个固定质点的匀速圆周运动的模型：中心质点 M 固定不动，环绕质点 m 做匀速圆周运动，其动力学特征是 m 所需要的向心力恰好由两质点间万有引力提供。只要引导学生从复杂的天体运动中抽象出这一模型，就抓住了
20、处理这类问题的关键。修正建议：本节课可以首先列举地球围绕太阳运转的事例，在忽略太阳公转的情况下，把地球的椭圆轨道近似看成圆，然后分析地球做匀速圆周运动所需的向心力，除了太阳对它的万有引力以外，没有其他来源，这样便建立起解决此类问题的模型。四、教学设计题14 【正确答案】 教学内容：电流表和电压表 教学目标 1了解电流表(表头)的工作原理，知道什么是满偏电流和满偏电压。 2理解电流表改装原理，掌握电流表G 改装成电流表 A 和电压表 V 的方法与计算。 教学重难点 电流表 G 改装成电流表 A 和电压表 V 的方法与计算 教学过程 前面我们已经学习了部分电路、闭合电路的欧姆定律、电阻定律、串并联
21、电路的规律以及电路的电功、功率等知识，今天开始我们来学习这些知识的应用实验。实验是本章的重点，我们从最基本的仪器电流表、电压表开始。常用的电压表和电流表都是由小量程的电流表(表头)改装而成的。 构造：由永磁铁和放入永磁铁磁场中的可转动线圈组成。 工作原理：磁场 线圈中有电流通过磁场力作用线圈带动指针一起偏转。且指针偏角与电流强度 I 成正比，即 =kI，故表的刻度是均匀的。 根据指针的偏角就可以知道电流的大小，在表头刻度盘上标出电流值就可以测量电流了。 根据欧姆定律，通过表头的电流跟表头两端的电压成正比，在刻度盘上直接标出电压值就可以测量电压。 几个相关概念： 满偏电流：电流表的指针偏转到最大
22、刻度时的电流 Ig(不可超限)。 电流表的内阻：表头 G 的电阻 Rg。 满偏电压：电流表 G 通过满偏电流时加在它两端的电压 U(不可超限)。 U g=IgRg 电流表 G 的满偏电流和满偏电压一般都比较小，测量较大的电压或电流要将小量程电流表加以改装。 2把电流表 G 改为电压表 V 设问：如何把一个小量程的电流表改装成一个量程较大的电压表呢? 启发学生回答：利用电阻的串联分压，即给电流表串联一个电阻，就可以把电流表改装成电压表。 方法：串联一个分压电阻 R，如图所示 满偏电压：U g=IgRg 分压电阻：电压表内阻：R v=Rg+R 拓展：若量程扩大 n 倍，即 ，则根据分压原理，需串联
23、的电阻值 ，故量程扩大的倍数越高，串联的电阻值越大。 注意：电压表 V 刻度盘上的电压值不表示加在电流表 G上的电压 UG，而表示加在电压表上的电压 U。 3将表头 G 改装为大量程的电流表 学生讨论：如何把一个小量程的电流表改装成一个量程较大的电流表呢? 由上不难分析出，利用电阻的并联分流规律，给电流表并联一个电阻，就可以把小量程的电流表改装成大量程的电流表。 方法：并联一个分流电阻 R，如图所示， 拓展：若量程扩大 n 倍，即 ，则根据并联电路的分流原理，需要并联的电阻值，故量程扩大的倍数越高，并联的电阻越小。 注意：在测量大电流时，通过电流表 G 的电流不至于超过满偏电流 Ig，并联了分流电阻，表头刻度盘上标出相应的电流值，它不表示流过电流表 G 的电流 Ig，而表示流过电流表A 的电流。 4巩固练习，提问学生回答。 (三)总结、扩展
