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 33及答案与解析一、单项选择题1 质量为 m 的钢球自高处落下，以速率 v1 碰地，竖直向上弹回，碰撞时间极短，离地的速率为 v2。在碰撞过程中，地面对钢球的冲量方向和大小为( )。（A）向下，m(v 1v 2)（B）向下，m(v 1+v2)（C）向上，m(v 1v 2)（D）向上，m(v 1+v2)2 如图为氢原子能级示意图的一部分，则氢原子( )。（A）从 n=4 能级跃迁到 n=3 能级比从 n=3 能级跃迁到 n=2 能级辐射出电磁波的波长长（B）从 n=5 能级跃迁到 n=1 能级比从 n=5 能级跃迁到 n=4 能级辐射出
2、电磁波的速度大（C）处于不同能级时核外电子在各处出现的概率是一样的（D）从高能级向低能级跃迁时，氢原子核一定向外放出能量3 在双缝干涉实验中，某同学用黄光作为入射光，为了增大干涉条纹的间距，该同学可以采用的方法有( ) 。（A）改用红光作为入射光，增大双缝到屏的距离（B）改用蓝光作为入射光，增大双缝到屏的距离（C）改用红光作为入射光，减小双缝到屏的距离（D）改用蓝光作为入射光，减小双缝到屏的距离4 AB 连线是某电场中的一条电场线，一正电荷从 A 点处自由释放，电荷仅在电场力作用下沿电场线从 A 点到 B 点运动过程中的速度图象如图所示，比较 A，B 两点电势 的高低和场强 E 的大小，下列说
3、法中正确的是 ( )。（A） A B，E AE B（B） A B，E AE B（C） A B，E AE B（D） A B，E AE B5 如图所示，bacd 为导体做成的框架，其平面与水平面成 角，质量为 m 的导体棒 PQ 与 ab、cd 接触良好，回路的电阻为 R，整个装置放于垂直框架平面的变化磁场中，磁感应强度 B 的变化情况如图乙所示，PQ 能够始终保持静止，则 Ot 2时间内，PQ 受到的安培力 F 和摩擦力 Ff 随时间变化的图象一定不正确的是(取平行斜面向上为正方向)( )。6 如图所示，一定质量的理想气体从状态 A 变化到状态 B 的过程中，它对外界做功为 W，外界向它传递的热
4、量为 Q。此过程中 W 与 Q 满足的关系是( )。（A）Q=W（B） QW（C） QW（D）Q 与 W 无关7 如图所示的电路中，闭合开关 S，灯泡 L1 和 L2 均正常发光，由于某种原因灯泡L2 灯丝突然烧断，其余用电器均不会损坏，则下列结论正确的是( )。（A）灯泡 L1 变亮（B）电容器 C 上电荷量增大（C）电源的输出功率不可能变大（D）电流表读数变大，电压表读数变小8 下列行为动词中不属于理解层次的有( )。（A）举例说明（B）阐述（C）解释（D）区分二、简答题9 在 Oyz 平面内有一半径为 R 的圆环，均匀带有电荷量 q，试计算圆环轴线(Ox 轴)上任意一点 P 处的电场强度
5、及电势的大小。三、案例分析题9 下面是某同学对一道习题的解答。题目：气球以 10 ms 的速度匀速竖直上升，从气球上掉下一个物体，经 17 s 到达地面。求物体刚脱离气球时气球的高度。解：物体从气球上掉下来到达地面这段距离即为物体脱离气球时，气球的高度。因为物体离开气球做自由落体运动。据 h= gt2，得 h=1445 m。所以物体刚脱离气球时，气球的高度为 1445 m。问题：10 简述该习题旨在帮助学生巩固的知识及其要点。11 指出这位同学的错误并分析出错的可能原因。12 根据这位同学的解答，设计一个教学片段，帮助同学掌握解答此类题目的正确思路和方法。12 下面是某校高中物理“磁感应强度”
6、 一课的教学片段，王老师在讲述了磁感应强度的方向的判定后，来进行“磁感应强度的大小和方向” 的教学，其过程如下：师：演示小磁针处于条形磁铁的不同位置过程，谁能说一下磁场的方向是怎样确定的?生：物理学规定小磁针 N 极受力的方向为磁场方向。师：对，这就是我们所说的磁感应强度的方向。生：我们在初中学习过。师：但是磁感应强度的大小，我们是根据一小段通电导体在磁场中受力的大小来确定的。生：那我们为什么不能用小磁针的受力来确定?师：这个不是今天要讲的内容，你们课下再想吧。我们想一下通电导体所受的磁场力大小跟什么因素有关呢?生：跟通电电流、导体长度、磁场方向有关。师：同学们回答的很好，那我们就通过实验来看
7、一下和这些因素都有哪些关系。我先来改变通电导线的长度，所受的磁场力怎么变化。生：随着通电导线的长度变大，受力变大。师：改变通电电流的大小，所受的磁场力怎么变化?生：电流越大，磁场力越大。师：通电导线还和导线在磁场中的位置有关，我们现在只研究导线和磁场垂直的情况，总结以上的结论通电导线受力的大小和导线的长度 L、导线中的电流，是正比例关系吗?生：是，通电导线受力和导线的长度与通电电流的乘积成正比。师：那么正比例系数就是我们所说的磁感应强度的大小问题：13 对王老师的教学片段进行评述。14 针对上述教学片段中存在的问题，给出改进后的教学思路。四、教学设计题14 阅读材料，根据要求完成下列任务。材料
8、：如图所示为高中某教材“探究功与速度变化的关系” 一节中“ 探究功与速度变化的关系 ”的探究实验：参考案例一如图76-1 ，由重物通过滑轮牵引小车，当小车的质量比重物大很多时，可以把重物所受的重力当作小车受到的牵引力。小车运动的距离可以由纸带测出。改变重物的质量或者改变小车运动的距离，也就改变了牵引力做的功。参考案例二如图 76-2，使小车在橡皮筋的作用下弹出。第二次、第三次操作时分别改用 2 根、3 根同样的橡皮筋，并使小车从同样的位置被弹出；那么，橡皮筋对小车做的功一定是第一次的 2 倍、3 倍测出小车被弹出后的速度，能够找到牵引力对小车做的功与小车速度的关系。 任务：15 这个演示实验可
9、用于什么物理知识的教学?16 用此实验设计一个教学片段，帮助学生理解与该现象相关的物理知识。16 阅读材料，根据要求完成教学设计。 材料一 普通高中物理课程标准(实验)要求：会用运动合成与分解的方法分析抛体运动。关注抛体运动和圆周运动的规律与日常生活的联系。 材料二 下面是高中物理教材人教版(必修二)第五章第三节“抛体运动规律” 内容节选： 参考案例一 利用实验室的斜面小槽等器材装配图 53-2所示的装置。钢球从斜槽上滚下，冲过水平槽飞出后做平抛运动。每次都使钢球在斜槽上同一位置滚下，钢球在空中做平抛运动的轨迹就是一定的。设法用铅笔描出小球经过的位置。通过多次实验，在竖直白纸上记录钢球所经过的
10、多个位置，连起来就得到钢球做平抛运动的轨迹。 可以把笔尖放在小球可能经过的位置，如果小球能够碰到笔尖，就说明位置找对了。 参考案例二 如图 53-3，倒置的饮料瓶内装着水，瓶塞内插着两根两端开口的细管，其中一根弯成水平，且水平端加接一段更细的硬管作为喷嘴。 水从喷嘴中射出，在空中形成弯曲的细水柱，它显示了平抛运动的轨迹。设法把它描在背后的纸上就能进行分析处理了。 插入瓶中的另一根细管的作用，是保持从喷嘴射出水流的速度，使其不随瓶内水面的下降而减少。这是因为该管上端与空气相通，A 处水的压强始终等于大气压，不受瓶内水面高低的影响。因此，在水面降到 A 处以前的一段时间内，可以得到稳定的细水柱。
11、参考案例三 用数码照相机或数码摄像机记录平抛运动的轨迹。 数码照相机大多具有摄像功能，每秒拍摄十几帧至几十帧，可以用它拍摄小球从水平桌面飞出后做平抛运动的几张连续照片。如果用数学课上画数学函数的方格黑板做背景就可以根据照片上小球的位置在方格上画出小球的轨迹。 材料三教学对象为高中一年级学生，学生已经学习了速度的合成与分解。 任务：17 简述研究抛体运动的方法。18 根据上述材料，请从教学目标、教学重难点、教学过程三个方面完成“探究平抛运动规律”的教学设计 (要求含有教师活动、学生活动、设计意图，可以采用表格式、叙述式等)。(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）
12、模拟试卷 33答案与解析一、单项选择题1 【正确答案】 D2 【正确答案】 A【试题解析】 从 n=4 能级跃迁到 n=3 能级比从 n=3 能级跃迁到 n=2 能级辐射出光子的能量小，则辐射的光子频率小，所以辐射的电磁波的波长长，故 A 选项正确。电磁波在真空中的速度相同，与频率无关，故 B 选项错误。处于不同能级时，核外电子在各处出现的概率不同，故 C 选项错误。由高能级向低能级跃迁，氢原子向外辐射能量，与原子核无关，故 D 选项错误。3 【正确答案】 A【试题解析】 根据x= ，红光比黄光波长大，增大双缝到屏的距离即增大 L，均可使干涉条纹的间距增大，故选 A。4 【正确答案】 A5 【
13、正确答案】 B【试题解析】 Ot 1 过程中磁感应强度减小，即垂直穿过线圈的磁通量减小，因为磁感应强度是均匀减小的，所以产生的感应电动势是恒定的，由于电路电阻恒定，所以产生的感应电流是恒定的，根据公式 F=BIL 可得在磁感应强度逐渐减小，而电流和导体长度不变的情况下，安培力在逐渐减小；在 t1t 2 过程中磁感应强度反向均匀增大，磁感应强度变化率不变，所以感应电流大小不变，与上一过程中相等，所以安培力反向增大，故 A 正确 B 错误。若开始安培力小于导体棒重力沿导轨向下的分力 mgsin，则摩擦力为：f=mgsinF 安 ，随着安培力的减小，摩擦力 f 逐渐逐渐增大；若安培力大于 mgsin
14、，则摩擦力为：f=F 安 mgsin ，由于安培力逐渐减小，摩擦力逐渐减小，当 F 安 =mgsin 时，摩擦力为零并开始反向变为：f=mgsinF 安 ，随着安培力的变化将逐渐增大，故 CD 正确。6 【正确答案】 A【试题解析】 由 图线可知，从 A 到 B 的过程中，气体的温度不变，故气体分子平均动能不变，内能不变；根据热力学第一定律可知：E=W+Q，因为AE=0，则 Q=W。7 【正确答案】 B【试题解析】 L 2 灯丝烧断，外电路总电阻增大，总电流减小，根据闭合电路欧姆定律可知：电源的内电压减小，路端电压增大，故知电流表的读数变小，电压表的读数变大，总电流减小，则灯泡 L1 变暗，故
15、 A、 D 错误：当电源的内阻等于外电阻时，电源的输出功率最大，由于电源的内电阻与外电阻关系未知，电源的输出功率可能变大，故 C 错误；路端电压增大，灯 L1 的电压减小，则电阻 R 两端的电压增大，电容器两端的电压增大，由 Q=CU 知，电容器 C 上电荷量增大，故 B 正确。8 【正确答案】 A【试题解析】 A 属于了解层次。理解层次的动词包括：阐述、解释、估计、理解、计算、说明、判断、分析、区分。二、简答题9 【正确答案】 (1)在圆环上任取一长度为 dl 的电荷元 dq，它所带的电荷量为 dq=该电荷元在 P 点所激发的电场强度 dE 可写为 dE 与 x轴之间的夹角为 ，由于圆环关于
16、 x 轴对称，因此 dE 在垂直于 x 轴方向上的分量互相抵消，所以 P 点的电场强度是平行于 Ox 轴的分量的总和，即积分得 E= 。(2)电荷元在 P 点的电势为 dV= 电势只有大小，没有方向，整个圆环在 P 点的电势为三、案例分析题10 【正确答案】 知识及其要点是：惯性定律和竖直上抛运动。11 【正确答案】 错解原因：由于学生对惯性定律理解不深刻，导致对题中的隐含条件即物体离开气球时具有向上的初速度视而不见，误认为 v=0。实际物体随气球匀速上升时，物体具有向上 10 ms 的速度。当物体离开气球时，由于惯性物体继续向上运动一段距离，在重力作用下做匀变速直线运动。12 【正确答案】
17、师：同学们，大家说，物体从气球上掉下来，物体是做什么运动?生：自由落体运动。师：哪位同学能说一下理由吗?生：物体从气球上掉下来，只受到向下的重力，所以是自由落体运动。师：从受力情况推断物体的运动状态的思想还是不错的。那你能说一下物体下落之前，它的运动状态吗?生：下落之前。它跟随气球匀速竖直上升，具有向上 10 ms 的速度。师：在下落的瞬间，物体是不是具有一样的速度呢?生：对，因为惯性，物体一样具有初速度，所以物体从气球上掉下来，应该做初速度竖直向上的匀减速运动，上升到最高点后，再做自由落体运动。师：好，思路很好，这是把整个运动过程分开来讨论的思想。你可以试着按这个思路做一下。其实在物体上升过
18、程和下降过程中，加速度大小方向都没有变化，也可以把整个过程看作初速度竖直向上，加速度竖直向下的匀加速直线运动来计算。13 【正确答案】 该教师的教学理念不符合新课程改革的教师观，教师要成为学生学习的引导者，采用启发式的教学方法来引导学生积极思考，发现学习。该教师只作为知识的传授者将本节内容按部就班地传授给学生，不注重学生学习的主体作用。对所讲内容没有很好地进行总结、分析，不注重学生的发展。14 【正确答案】 导入上在用实验引入新课的同时要复习电场方向和强弱的表示方法来进行对比，启发学生思考磁场大小和强弱怎么表示。教学评价上对学生提出的问题要进行积极的反馈，可以和全班同学一起思考来解决问题，更能
19、体现师生之间的合作性。在实验探究上，要通过学生亲自动手实验来体现发现学习，真正理解物理规律的来龙去脉。在实验完成后教师要对实验结果进行分析及总结。四、教学设计题15 【正确答案】 可用于探究力对物体做的功与速度大小的关系。16 【正确答案】 教学片段如下： 师：前面我们研究了什么力的功和什么能的转化。生：重力做功和重力势能的转化。弹力做功和弹性势能的转化。 师：大家也知道物体的动能与速度有关，那么大家猜想下力对物体的功，与物体的速度又有什么关系呢? 生：力对物体做的功越多，物体的速度变化越大。 师：嗯，非常好，同学们的想象力很丰富，这一节我们通过实验探究力对原来静止的物体做的功与物体的速度的关
20、系。同学们都预习了课本上给了什么样的物理情景，求哪个力的功? 生：课件给出小车在橡皮筋拉动下运动起来，橡皮筋拉长发生形变对小车会做功，同时小车由静止会运动起来速度发生变化。 师：我们怎样求橡皮筋拉力的功呢?每根橡皮筋的拉力是变力，不好求，我们可以用 W 来表示。 生：知道比例关系也可以。 师：怎样建立比例关系? 生：一根橡皮筋拉动时做功为 W，那么两根时就应该是2W，三根时就是 3W六根就是 6W，这样通过改变橡皮筋的条数就可以得到一组成比例关系的功。 师：很好，这是本实验的精妙之处，避免求出数据，但我们对橡皮筋有什么要求? 生：橡皮筋要完全相同拉伸长度相同，保证每根橡皮筋的拉力做功相同。 师
21、：在长木板的 A 端固定两个钉子，挂上一根橡皮筋，另一端挂在小车上，从原长 B 处拉到 A 点，做功 W，换上两根相同的橡皮筋，同样从B 拉到 A。 师：橡皮筋的功是表示出来了，但是我们要研究的合力的功，那么橡皮筋的拉力是合力么，小车还受哪些力? 生：还有摩擦力、重力、支持力。 师：除了拉力做功以外还有哪个力做功? 生：还有摩擦力做功。 师：怎样平衡摩擦力? 生：让一端倾斜，使重力的分力等于摩擦力。 师：嗯，非常聪明。现在合力的功我们已经解决了，接下来要求速度，怎么求呢? 生：用打点计时器打出纸带。通过纸带求速度，用平均速度代替瞬时速度。 师：这是平衡摩擦后打出的纸带，怎么求末速度? 生讨论后
22、：小车由静止释放初速度为零，末速度是取打点均匀的一段用量出的位移比上时间就是小车在弹力作用下的末速度。 师：原因是什么? 生：橡皮筋从原长 B 点拉到了 C 点，松手后小车在 C 点到 B 点的过程是变加速运动到 B 点后开始做匀速运动，那么匀速运动的速度就是小车的末速度，在纸带上就是打点均匀的一段，量出长度比上时间就求出了小车的末速度 v，六次实验就求六个 v。 组织实验得出数据。 师：若实验总共做 6 次，得到六组数据(W、v 1)(2W、v 2)(3W、v 3)，将这些点在平面直角坐标系中描出并连接，得到什么图象呢? 生：图象是抛物线。 师：好那么大家讨论交流下，力对物体的功，与物体的速
23、度又有什么关系呢? 生：力对物体的功与物体的速度的平方成正比。 师：非常好，这就是我们这节课的结论。17 【正确答案】 研究抛体运动的规律，采用速度的分解与合成的方法。用手把小球水平抛出，小球从离开手的瞬间开始，做平抛运动，以小球离开手的位置为坐标原点，以水平方向为 x 轴的方向，竖直向下的方向为 y 轴的方向，建立坐标系，并从这一瞬间开始计时。将平抛运动分解为水平方向的匀速直线运动和竖直方向的自由落体运动，分别写出小球坐标随时间的变化规律，由此得出小球在任意时刻的位置。18 【正确答案】 “ 探究平抛运动规律 ”教学设计 【 教学目标】 知识与技能： 知道什么是平抛运动： 知道平抛运动的受力
24、特点： 理解平抛运动在水平方向做匀速直线运动和在竖直方向做自由落体运动。 过程与方法： 通过设计验证抛运动在水平方向做匀速直线运动和在竖直方向做自由落体运动的实验，培养实验设计能力： 通过对平抛轨迹的分析，培养数据分析与处理能力； 经历实验探究过程，发现规律，认识到科学探究的意义； 通过分组实验培养交流、合作能力。 情感态度与价值观： 通过展示自然、生活和生产中平抛运动的例子，认识到平抛运动的普遍性，同时认识到物理知识的社会价值： 通过实验设计探究，培养设计探究兴趣与热情；体验到探索自然规律的艰辛与喜悦；培养主动与他人合作的精神。 【教学重点和难点】 重点：平抛运动在水平方向是匀速直线运动和在竖直方向是自由落体运动。 难点：平抛运动在水平方向是匀速直线运动和在竖直方向是自由落体运动的实验探索过程。 【教学过程】
