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 31及答案与解析一、单项选择题1 如图所示，光滑水平面上放置质量分别为 m、2m 和 3m 的三个木块，其中质量为 2m 和 3m 的木块问用一不可伸长的轻绳相连，轻绳能承受的最大拉力为 T。现用水平拉力 F 拉其中一个质量为 3m 的木块，使三个木块以同一加速度运动，则以下说法正确的是( ) 。（A）质量为 2m 的木块受到四个力的作用（B）当 F 逐渐增大到 T 时，轻绳刚好被拉断（C）当 F 逐渐增大到 1 5T 时，轻绳还不会被拉断（D）轻绳刚要被拉断时，质量为 m 和 2m 的木块间的摩擦力为2 在一阻值为 R=10 的定值
2、电阻中通入如图所示的交流电，则下列说法错误的是( )。（A）此交流电的频率为 05 Hz（B）此交流电的有效值为（C）在 02 s 内电阻产生的焦耳热为 25J（D）在 24 s 内通过该电阻的电荷量为 1C3 如图，一个三棱镜的截面为等腰直角ABC，A 为直角，此截面所在平面内的光线沿平行于 BC 边的方向射到 AB 边，进入棱镜后直接射到 AC 边上，并刚好能发生全反射。该棱镜材料的折射率为( )。4 我国“北斗”卫星导航定位系统将由 5 颗静止轨道卫星 (同步卫星)和 30 颗非静止轨道卫星组成，30 颗非静止轨道卫星中有 27 颗是中轨道卫星，中轨道卫星轨道高度约为 21510 4km
3、，静止轨道卫星的高度约为 36010 4km，下列说法正确的是( )。（A）静止轨道卫星的运行周期大于中轨道卫星的运行周期（B）中轨道卫星的线速度大于 79 kms（C）静止轨道卫星的线速度大于中轨道卫星的线速度（D）静止轨道卫星的向心加速度大于中轨道卫星的向心加速度5 物理学中有些结论不一定要通过计算才能验证，有时只需通过一定的分析就能判断结论是否正确。根据流体力学知识，喷气式飞机喷出气体的速度 v 与飞机发动机燃烧室内气体的压强 p、气体密度 及外界大气压强 p0 有关。试分析判断下列关于喷出气体的速度的倒数 的表达式正确的是( )。6 关于感应电流，下列说法中正确的是( )。（A）只要穿
4、过线圈的磁通量发生变化，线圈中就一定有感应电流（B）只要闭合导线做切割磁感线运动，导线中就一定有感应电流（C）若闭合电路的一部分导体不做切割磁感线运动，闭合电路中一定没有感应电流（D）当穿过闭合电路的磁通量发生变化时，闭合电路中一定有感应电流7 根据玻尔假设，若规定无穷远处的能量为 0，则量子数为 n 的氢原子的能量 En=，E 1 为基态的能量，经计算为136 eV。现规定氢原子处于基态时的能量为0，则( ) 。（A）量子数 n=2 时能级的能量为 0（B）量子数 n=3 时能级的能量为（C）若要使氢原子从基态跃迁到第 4 能级，则需要吸收的光子能量为（D）若采用能量为 的高速电子轰击而跃迁
5、到激发态，这些氢原子从激发态向低能级跃迁的过程中可释放出 10 种不同频率的光子8 教学方法，是在教学过程中，( )为实现教学目的、完成教学任务而采取的教与学相互作用的教学方式的总称。（A）教师和学生（B）教师（C）学生（D）班主任二、简答题9 跳水运动员自 10 m 跳台自由下落，入水后因受水的阻碍而减速，设加速度a=kv 2，k=04 m 1 。求运动员速度减为入水速度的 10时的入水深度。三、案例分析题9 下面是某同学对一道习题的解答。题目：正在高空水平匀速飞行的飞机，每隔 1 s 释放一个重球，先后共释放 5 个，不计空气阻力，则( ) 。A这 5 个小球在空中排成一条直线B这 5 个
6、小球在空中处在同一抛物线上C在空中，第 1，2 两个球间的距离保持不变D相邻两球的落地间距相等解：因为 5 个球先后释放，所以 5 个球在空中处在同一抛物线上，又因为小球都做自由落体运动所以 B、C 选项正确。问题：10 简述该习题旨在帮助学生巩固的知识及其要点。11 指出学生解答过程中的错误，分析错误可能产生的原因，给出正确的解法。12 给出一个教学思路，帮助学生掌握有关知识。12 师：同学们，大家看屏幕中的视频，看一下这些运动都有什么特点?(播放视频投出的篮球、被打出的网球、人造卫星绕地球运动)生：运动轨迹都是曲线。师：它和我们之前学习的匀加速和匀速直线运动一样吗?生：不一样，它的运动轨迹
7、是曲线，而之前学习的是直线。师：很好，同学们观察非常仔细，这种运动轨迹为曲线的运动就是我们今天要研究的曲线运动。那大家想一想为什么物体会做曲线运动呢?生：(不知道)师：大家想物体怎样的情况下会做直线运动呢?生 1：不受外力的情况下，物体将作匀速直线运动。生 2：受力平衡的时候物体也做匀速直线运动。生 3：物体在做匀加速直线运动的时候也是直线运动，也受合外力。师：是不是物体不受合外力或者合外力的方向沿着运动方向啊?生：是。师：那好，大家想物体在怎样的情况下才会做曲线运动呢?生：(不知道)师：是不是合外力与运动方向不在一条直线上的时候啊?生：是的。师：也就是说合外力与物体运动不在一条直线上时，物体
8、做曲线运动。问题：13 对上述课堂实录进行评述。14 针对存在的问题，设计一个改进的教学方案。(形式不限，可以是教学思路、教学活动等)四、教学设计题14 阅读材料，根据要求完成教学设计任务。 材料：某高中物理教材“电容器的电容”一节有如下演示实验。 如图，用静电计测量已经充电的平行板电容器两极板间的电势差 U。 1保持极板上的电荷量 Q 不变，两极板间的距离 d 也不变，改变两极板的正对面积 S，从而得知电容 C 与正对面积 S 的关系。见图甲。 2保持极板上的电荷量 Q 不变，两极板的正对面积 S 也不变，改变两极板间的距离 d，从而得知电容 C 与距离 d 的关系。见图乙。3保持Q、S、d
9、 都不变，在两极板间插入电介质，从而得知两极板间电介质的存在对电容 C 的影响。见图丙。 任务：15 材料中的三个实验采用了什么实验方法。16 基于该实验，设计一个包含师生交流的教学方案。16 阅读材料，根据要求完成下列任务。材料一 普通高中物理课程标准(实验)关于“胡克定律” 的内容标准为：“知道常见的形变，通过实验了解物体的弹性，知道胡克定律。”材料二 某版高中物理教材为“胡克定律” 设计了如下实验。当弹簧测力计挂钩下面没有砝码时，弹簧处于自由状态，指针指向零刻度。实验中，分别在挂钩下面挂上不同质量的砝码，同时测出指针向下移动的距离。整套装置垂直地面，保证砝码受弹力方向和重力方向平行。以形
10、变量 x 为横坐标，重力 mg 为纵坐标，把表格中的数据绘制到坐标系上，然后连接这些分散的点，使大多数点落在直线上。材料三 教学对象为高中一年级学生，学生已经学习了牛顿第一定律，掌握了物体受合外力静止的条件以及知道重力加速度 g 的大小。17 简述胡克定律的适用条件。18 结合所给材料，完成“理想弹簧形变量与合外力的关系” 的教学设计，其中包括教学目标、教学方法、教学过程。(不少于 300 字)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 31答案与解析一、单项选择题1 【正确答案】 C【试题解析】 质量为 2m 的木块受到：重力、地面的支持力、细绳的拉力、m 对它的摩擦力和压力
11、五个力的作用，选项 A 错误；当 F 逐渐增大到 15T 时，对整体有：a= ，对质量为 3m 的物体： FT 1=3ma，解得：T1=075T，故当 F 逐渐增大到 15T 时，轻绳还不会被拉断，故选项 C 正确，B 错误；轻绳刚要被拉断时，系统的加速度为 a= ，对质量为 m 的物体：f=ma= ，即质量为 m 和 2m 的木块间的摩擦力为 ，选项 D 错误；故选 C。2 【正确答案】 C【试题解析】 交流电的周期为 2 s，则交流电的频率为 05 Hz ，选项 A 正确；设交流电的有效值为 I，由则 I2RT=0Tt2Rdt=32.R.1+42R.1=I2R.2，解得 I= ，选项 B
12、正确；在 02 s 内电阻产生的焦耳热为： Q=I2Rt=( )2102 J=250 J，选项 C 错误；在 24 s 内通过该电阻的电荷量为 q=31C41C=1C，即在24s 内通过该电阻的电荷量为 1C，选项 D 正确。3 【正确答案】 A【试题解析】 根据折射率定义有 sin1=n sin2，n sin 3=1，已知 1=45，2+3=90，有 cos3= ，解得：n= 。4 【正确答案】 A【试题解析】 根据万有引力提供向心力有：，因为静止轨道卫星轨道半径大于中轨道卫星轨道半径，选项 A 正确；v= ，由于中轨道卫星的半径大于地球半径，故中轨道卫星的线速度小于 79 kms，选项 B
13、 错误；由 v= 知，静止轨道卫星的线速度小于中轨道卫星的线速度，选项 C 错误；由 a= ，可知静止轨道卫星的向心加速度小于中轨道卫星的向心加速度，选项 D 错误。故选 A。5 【正确答案】 A【试题解析】 首先从单位上看， ，可见 CD 错误；在从其工作原理上看，当 pp 0 时，喷气式飞机才能工作，故 A 符合这种原理，所以 B 错误，A 正确。6 【正确答案】 D【试题解析】 如果线圈不闭合，就不能形成回路，所以不能产生感应电流，A 错误。闭合导线做切割磁感线运动，穿过闭合导线的磁通量不一定发生变化，导线中不一定有感应电流，B 选项错误。闭合电路中一部分导体不做切割磁感线运动，穿过闭合
14、电路中的磁通量仍可能发生变化，闭合电路中可能产生感应电流，C 选项不正确。当穿过闭合电路的磁通量发生变化时，闭合电路中一定有感应电流，D 正确。7 【正确答案】 C【试题解析】 量子数 n=2 时，能级的能量 E2= (136 eV)= 34 eV，故 A 错误。量子数 n=3 时，能级的能量为 ，故 B 错误；基态的氢原子吸收的能量必须等于两能级间的能级差时，才能被吸收，根据E=E mE n，可知：使氢原子从基态跃迁到第 4 能级，吸收的光子能量为 ，故 C 正确；采用能量为 的高速电子轰击而跃迁到激发态，根据 EmE n=hv，得原子获得能量跃迁到 n=4 激发态，由数学组合公式 Cn2，
15、求得这些氢原子从激发态向低能级跃迁的过程中可释放出 6 种不同频率的光子，故 D 错误。故选 C。8 【正确答案】 A二、简答题9 【正确答案】 取水面为坐标原点，竖直向下为 x 轴。跳水运动员入水时的速度：V0= =14 ms，入水后速度减为入水速度的 10时：v t= =14 ms ，三、案例分析题10 【正确答案】 知识及其要点是：运动学与平抛运动。11 【正确答案】 错误之处：形成错解的原因是只注意到球做平抛运动，但没有理解小球做平抛的时间不同，所以它们在不同的抛物线上，小球在竖直方向做自由落体运动，但是先后不同。所以 B、C 选项不对。正确解答：释放的每个小球都做平抛运动。水平方向的
16、速度与飞机的飞行速度相等，在水平方向做匀速直线运动，在竖直方向上做自由落体运动，只是开始的时刻不同。飞机和小球的位置如图，可以看出 A、D 选项正确。12 【正确答案】 针对学生的错误，教师可以引导学生依据物理规律画出运动草图，这样对于问题解决会有很大的帮助。启发学生思考，水平方向每隔 1 s 所经过的位移有什么特点。从而得出小球水平间距相同，进而抓住特点画出各个球轨迹图，这样答案就呈现出来了。13 【正确答案】 教师在教学过程中采用了视频引入，体现了课堂导入的激发、吸引学生学习兴趣的作用，体现了从生活走向物理的新课改的理念；设置疑问的环节体现了教师的引导性原则，但是教师在对于学生的问题回答没
17、有进行评价，而是采取了一种灌输式的教学，这违背了评价的反馈性原则和及时性原则，并不利于学生思考习惯和探究思维的养成。例如：在学生回答物体做直线运动的条件不是教师所想要的答案时，教师并没有对学生的回答进行评价而是采取了一种直接告诉的方式。14 【正确答案】 教学思路：此教学方案可以从教学方式上进行改变，由单纯的教师设问到设问加实验的一种方式。如：教师可以将学生的回答分为：受力平衡和受力不平衡，受力不平衡的情况下，通过小车实验，引导学生说出力与运动方向在同一直线上时，物体做直线运动。教师再此设置疑问如果物体受合外力与运动方向不在一条直线时会怎么样呢?从而导出物体作曲线运动的条件。四、教学设计题15
18、 【正确答案】 材料中的实验采用的实验方法是控制变量法。16 【正确答案】 教学方案如下：先介绍静电计的装置，并让学生观察静电计与验电器的区别，弄清楚静电计是干什么用的仪器。有同学提问：为什么不直接用伏特表测电容器的两极的电压呢?给予正面回答：如果直接用电压表来测量，那么电容器两极板就要放电，正负电荷会中和，故不能用电压表来测量。(设计说明：这样创设情境、提出问题、引发思考，经过这样的过程让学生知道静电计的构造及用途。)开始做这个实验，强调所用的实验方法是控制变量法。请两个同学上讲台，一个同学按书本要求操作一个同学在近处观察静电计的变化情况，然后再找同学分析、归纳实验结论。最后老师作评价并将实
19、验结论归纳出来。此实验分为三步，第一步只改变正对面积 S，第二步只改变板间距离 d，第三步在两板间插入介质 ，实验结束，要强调该实验受环境影响较大，要注意保持实验环境干燥。保持 Q 和 d 不变，S 越小，电势差 U 越大，表示电容 C 越小。 保持 Q 和 S 不变，d 越大，电势差越大，表示电容 C 越小。 插入电介质后，电势差 U 减小，电容 C 增大。综上所得结论：C 与 d 反相关，与 S 正相关，与电介质有关。(设计说明：这样让学生自己探究，进一步掌握控制变量的实验方法，同时培养了学生认真观察，团结协作的科学精神。)17 【正确答案】 胡克定律是对生活中弹性形变中外力与形变量关系的
20、近似，真实世界中，很少有完全满足胡克定律的客体。更深入的研究表明，物体形变量与外力在微小形变量范围内即弹簧在发生弹性形变时有一次函数关系，超出这个范围，他们之间的函数关系往往是二次，甚至是高次方。18 【正确答案】 教学设计如下： 一、教学目标 1知识与技能 (1)掌握胡克定律的表达形式和适用范围。 (2)理解物体受力平衡的条件。 (3)了解理想模型在物理学中的意义。 2过程与方法 通过自己动手实验，运用物理学原理，最后得出数据、分析数据，总结实验结果提高动手能力、观察能力、抽象思维能力和数据分析能力。 3情感态度与价值观 通过多次实验，对实验数据进行归纳分类，得出规律。培养理论联系实际的精神
21、。 二、教学方法 实验法、探究式教学方法、讨论法。 三、教学过程 1新课导入 上课开始，教师提到，我们已经学过力的合成，而且知道弹力是一种效果力，通常是压力与拉力的反作用力。那么同学们认为，物体发生形变是产生弹力的必要务件吗? 同学们议论纷纷，生 1 说：“ 有的物体产生弹力会发生形变，有的不会。” 师：“ 说说看，产生弹力，而没有形变的例子。” 生 1：“手掌按压桌子，手受力肌肉会变软，桌子却没有变化。” 教师没有直接对学生的观点进行否定，而是说，这节课我们准备用一种可以明显显示形变的装置一弹簧测力计来验证胡克定律。 2新课教学 (1)学生在初中阶段已学习过利用天平称量物体的质量，本实验为节
22、省时间，提高效率，直接用质量固定的若干个砝码来产生弹簧需要的拉力。 实验开始，随机选一学生辅助老师，该生左手提起弹簧测力计使其竖直、稳定、没有摆动。教师在旁边提问，弹簧测力计静止时，尾端指针对应的数值是多少?有同学说零，也有同学说零点一等等。老师提醒大家，读数时该注意什么，学生明白了目光应平视指针。最后，老师略微调整了下弹簧指针，使初始位置正对零刻度。(2)实验继续，老师取出镊子夹住一块质量为 m1 的砝码，放在挂钩下面，利用刚才的读数方法，测出弹簧的指针对应的位置。 (3)如此继续多次，分别准确记录砝码的质量以及对应的弹簧形变量，最后统一填入如题目中所示的表格中。利用方格纸，以形变量 x 为横坐标，重力 mg 为纵坐标，把表格中的数据绘制到坐标系上，然后连接这些分散的点，使大多数点落在直线上。让学生观察描成的直线，能否满足使大多数的点落在此直线上。如果可以，说明什么问题，得出什么结论。 结论：弹簧所受的弹力与其形变量成正比关系，同时算出了此弹簧的劲度系数。验证了胡克定律。 3巩固提高 与学生探讨，如果弹簧是受到压力发生形变，其形变量与压力的关系是怎样? 4小结作业 老师提问，学生回答。总结这节课的要点以及结论。讨论与交流：砝码的重量可以一直增加下去吗? 如果模拟的直线不通过坐标原点说明什么问题? 两根劲度系数不同的弹簧串起来用，还满足胡克定律吗?如果满足，其劲度系数等于多少?
