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 36及答案与解析一、单项选择题1 如图所示，水平放置的密封气缸内的气体被一竖直隔板分隔为左右两部分，隔板可在气缸内无摩擦滑动，右侧气体内有一电热丝，气缸壁和隔板均绝热。初始时隔板静止，左右两边气体温度相等。现给电热丝提供一微弱电流，通电一段时间后切断电源。当缸内气体再次达到平衡时，与初始状态相比( )。（A）右边气体温度升高，左边气体温度不变（B）左右两边气体温度都升高（C）左边气体压强降低（D）右边气体内能的增加量等于电热丝放出的热量2 如图所示，在绝缘水平面上固定两个等量同种电荷 P、Q ，在 PQ 连线上的 M 点由静止释放一带
2、电滑块，则滑块会由静止开始一直向右运动到 PQ 连线上的另一点而停下，则以下说法正确的是( )。（A）滑块受到的电场力一定是先减小后增大（B） PM 间距可能等于 ON 间距（C） PM 间距一定小于 ON 间距（D）滑块的动能与电势能之和可能保持不变3 根据惠更斯-菲涅耳原理，若已知光在某时刻的波阵面为 S，则 S 的前方某点 P的光强决定于波阵面 S 上所有面积元发出的子波各自传到 P 点的( )。（A）振动振幅之和（B）光强之和（C）振动振幅之和的平方（D）振动的相干叠加4 设物体运动的加速度为 A、速度为 v、位移为 x。现有四个不同物体的运动图象如图所示，物体 C 和 D 的初速度均
3、为零则其中表示物体做单向直线运动的图象是( )。5 如图所示，水平地面上有两块完全相同的木块 A、B ，水平推力 F 作用在 A 上，用 FAB 代表 A、B 间的相互作用力，下列说法中正确的是( )。（A）若地面是光滑的，则 FAB=F（B）若地面是光滑的，则 FAB=（C）若地面是粗糙的，且 A、B 被推动，则 FAB=（D）若地面是粗糙的，且 A、B 未被推动，F AB 可能为6 如图所示，在匀强磁场中匀速转动的矩形线圈的周期为 T，转轴 O1O2 垂直于磁场方向，线圈电阻为 2。从线圈平面与磁场方向平行时开始计时，线圈转过 60时的感应电流为 1 A。那么( )。（A）线圈消耗的电功率
4、为 4 W（B）线圈中感应电流的有效值为 2 A（C）任意时刻线圈中的感应电动势为 e=（D）任意时刻穿过线圈的磁通量为 =7 下列关于狭义相对论的说法中，正确的是( )。（A）一切运动物体相对于观察者的速度都不能大于真空中的光速（B）质量、长度的测量结果都与物体相对观察者的相对运动状态无关（C）时间的测量结果与物体相对观察者的运动状态无关（D）在某一惯性系中发生于同一时刻、不同地点的两个事件，在其他一切惯性系中也是同时发生的8 关于科学探究的交流和表达，教学中应该让学生从以下两个方面关注自己表达能力的提高：( ) 和陈述的形式。（A）交流内容的组织（B）陈述的方法（C）基本论点和对论点的解释
5、（D）存在的问题和新发现二、简答题9 如图所示，水平地面上方有垂直于纸面向里的匀强磁场 B，水平向右的匀强电场E。一质量为 m，带正电荷 q 的滑块在水平地面上做直线运动。滑块与地面间的动摩擦因数为 ，且 qEmg。则滑块未脱离地面前的速度 v 等于多少?三、案例分析题9 某次习题课中的一道选择题目如下： 如图所示，活塞将一定质量的气体封闭在直立圆筒形导热的气缸中，活塞上堆放细沙，活塞处于静止。现对气体缓慢加热，同时逐渐取走细沙，使活塞缓慢上升，直到细沙全部取走。若活塞与气缸之间的摩擦可忽略，则在此过程中( )。 A气体对外做功，气体温度可能不变 B 气体对外做功，内能一定减小 C气体压强可能
6、增大，内能可能不变 D气体从外界吸热，内能可能不变 根据上述材料，回答下列问题：10 如果某学生对 B 项有疑惑，请分析其疑惑的可能是什么?11 针对 D 选项，设置一个情景为学生讲解其正误。11 下面是老师讲“ 重力势能 ”一课提出的问题和同学的对话： 老师：今天我们学习重力势能。我们之前学过功与能量的关系是：某种形式的能量发生变化一定对应有力做功。重力势能变化一定对应重力在做功。那么大家想一下重力做功与什么因素有关呢?大家可以参照课本上的小球从同一高度沿不同的路径下落的三个图片实际算一下三种情况下重力做功的数值，重力做功的公式，猜想一下重力做功与什么因素有关。 学生甲：由课本上的三个图片列
7、出三种情况下重力做功的表达式如下： WG=mgh=mgh1mgh 2， W G=mglcos=mgh=mgh1mgh 2 WG=mgh1+mgh2+mgh3+=mgh=mgh1mgh 2 由以上三式，得出重力做功的大小与物体的质量有关。 老师：当然了，这是很明显的，关键因素没有答出来，坐下吧。还有谁知道啊? 学生乙：还与物体下落的路径有关。 老师：还是不对，不是让你们列式子了吗，式子里哪里与路径有关系啊?从式子上不是很明显可以看出来吗，重力做功与物体的质量和下落的高度差有关，与路径无关。 学生：嗯，知道了。 老师：大家再看式子最右边都相同，我们把 mgh 叫作重力势能。大家由重力势能的表达式推
8、导下重力势能与什么因素有关啊? 学生甲：重力势能与物体的质量和物体的高度差有关。 老师：不对，脑子难道不转吗，有没有不同的答案啊? 学生乙：重力势能与物体的质量和物体的高度有关。 老师：这才是对的。由等式我们还可以推导出重力做功等于物体的重力势能的变化量。 问题：12 请对上述教学过程片段进行评价。13 针对上述教学过程存在的问题，设计一个教学片段，帮助学生学习。四、教学设计题13 阅读材料，根据要求完成教学设计。材料：如图所示为高中某教材“单摆” 一节中“单摆是否是简谐运动 ”的探究实验。演示：如图 114-2，细线下悬挂一个除去了柱塞的注射器，注射器向下喷出细细的一束墨水。沿着与摆动方向垂
9、直的方向匀速拖动一张白纸，白纸上的墨迹便画出振动图象(x-t 图象)。注射器的摆动是不是简谐运动？ 任务：14 这个演示实验可用于什么物理知识的教学?15 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。15 阅读材料，根据要求完成教学设计任务。 材料一 普通高中物理课程标准(实验)关于 “分子动理论” 的内容要求为： “认识分子动理论的基本观点知道其实验依据。” 材料二 某版本高中物理教科书关于 “分子的热运动 ”有如下演示实验： 1在广口瓶中滴几滴溴。它会逐渐蒸发，变为气体。几分钟后观察瓶中气体的颜色。 2在烧杯中盛多半杯清水，然后用长颈漏斗慢慢地把蓝色硫酸铜溶液注入，使它留
10、在杯底，不要搅动液体。几十分钟后观察两种液体分界面的变化。材料三 教学对象为高中二年级学生，学生已经学习了分子的无规则热运动等知识。16 简述扩散、热运动的概念。17 结合所给材料，完成“分子的热运动” 的教学设计，内容包括教学目标、教学过程。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 36答案与解析一、单项选择题1 【正确答案】 B【试题解析】 电热丝通电一段时间后，右边气体吸热膨胀，对外做功，两侧气体压强均增大，又因左侧气体变化过程为绝热过程，由热力学第一定律知其温度升高，A、C 选项错误；右侧气体体积增大，利用 为一常数知，其温度也升高，B 选项正确；电热丝放出的热量等于
11、右边气体内能的增加量与对外做功之和，D 选项错误。2 【正确答案】 C【试题解析】 由 M 点静止释放一带电滑块，滑块向右运动到 PQ 连线上的另一点 N 而停下，则滑块水平方向上受电场力和摩擦力。滑块最终静止在 M 点与 M点的对称点的左侧之间，所以 PM 间距一定小于 QN 间距，N 点可能在 PQ 中点的左侧，也可能在 PQ 中点的右侧，所以电场力可能一直减小，所以 C 正确，A 、B错误；由于摩擦力的作用，滑块的动能与电势能之和会减小，D 错误。故选 C。3 【正确答案】 D4 【正确答案】 C【试题解析】 因为 A 是位移与时间的关系图象，在图象中位移出现了负值，说明其方向与正值是相
12、反的，即不是单向直线运动，选项 A 错误；B 是速度与时间图象，其中 2 s 到 4 s 的时间段内，物体的速度是负值，说明物体做往复的运动，选项 B 错误； C 与 D 是加速度与时间的关系，它们的初速度为 0，则 C 图中，01 s 内，速度增大，1 s 时速度最大，1 s2 s 速度减小，2 s 时速度为 0，但速度都是正的，故运动方向都是向前的；2 s3 s 内，速度又逐渐增大，3 s 时速度最大，3 s4 s 速度减小，4 s 时速度又为 0，如此反复，物体始终沿一个方向运动，故它是做单向直线运动的，选项 C 正确；D 的速度图与 B 图是相同的，故它也是错误的。5 【正确答案】 C
13、【试题解析】 设物体的质量均为 m，加速度为 a，当地面是光滑时，a= ，则AB 间的作用力 FAB=ma= ，选项 A 错误，B 错误。若地面粗糙，则被推动时，a= ，则 AB 间的作用力 FAB=ma+f= ，选项 C 正确。若地面是有摩擦的，且A、B 未被推动，则可能是 F 小于 A 所受的摩擦力，此时 AB 之间的作用力FAB=0。当 F 大于 A 所受的摩擦力，但小于 AB 所受的摩擦力之和， AB 仍然静止，则 AB 之间的作用力 FAB0，且 FAB 。选项 D 错误。6 【正确答案】 A【试题解析】 从线圈平面与磁感线方向平行开始计时，正弦交变电流的感应电动势的一般表达式为 e
14、=Emcos，且该式的成立与转轴的位置无关 (转轴平行于磁感线的情况除外)，则感应电流 i= ，由题中条件有：1= ，E m=4 V，则Im=2 A，I 有效 = ，电功率 P=I 有效 2R=4 W，所以 A 正确，B 错误。e=4cost=，即 C 选项错误。由 Em=BS= ，故 = ，D 选项错误。7 【正确答案】 A【试题解析】 根据狭义相对论，光速是速度的极限值，所以 A 正确；根据狭义相对论，长度、质量、时间间隔都与运动状态有关，且都给出了具体的速度公式，所以 B、 C 错误；同时是相对的，D 错。正确选项为 A。8 【正确答案】 A【试题解析】 交流内容包括：课题的提出、探究计
15、划框架、信息搜集过程和数据整理、基本论点和对论点的解释、存在问题和新发现等，应学会根据课题特点有所侧重；陈述形式包括文字、表格、图像、公式、插图等，学会根据内容选择恰当的形式进行交流。二、简答题9 【正确答案】 当滑块向右运动的速度为 v 时，受到的洛伦兹力 F 洛 =qvB，方向竖直向上。 则竖直方向滑块受到的支持力 N=mgqvB，地面对 m 向左的滑动摩擦力 f=(mgqvB)。 水平方向上的合外力 F 合 =qE(mg qvB)。 根据牛顿第二定律列出 qE(mgqvB)= ，对上式进行变换可得 ，对两边进行不定积分，解出 v= 为不定积分常数。代入初始条件v t=0=0，解得 v=
16、。三、案例分析题10 【正确答案】 理想气体的内能是由其温度决定的，当温度升高时气体的内能增加，温度降低时气体的内能减少而当气体仅对外做功时，温度降低内能减少。对B 项有疑惑可能是由于没有考虑气体从外界吸热的原因，误认为气体对外做功内能一定减少。11 【正确答案】 教师：理想气体的内能是由什么决定的?学生：温度。教师：气体仅从外界吸热温度增加还是降低?学生：增加。教师：那气体的内能是增加还是减少?学生：增加。教师：气体仅对外做功时。内能增加还是减少?学生：减少。教师：当气体既从外界吸热，又对外做功，内能是增加还是减少?学生：教师：接下来我们通过实验验证一下。12 【正确答案】 该教学片段中，老
17、师的教学方法和教学评价不符合新课程标准的要求，导入缺乏趣味性。首先，在教学方法上采用灌输性的教学方法，把结论直接抛给学生，不进行详细地讲解，反而让学生死记硬背，不符合新课标启发性引导性的教学方法，不能调动学生积极思考的学习积极性，不能让学生透彻地理解知识点。教学评价上方式单一，只是用对错进行评价，不能调动更多的同学参与思考讨论的积极性，不能引导启发学生对问题进行探索，违背了新课标鼓励多样性的评价方式。13 【正确答案】 老师：同学们，上课前请大家看一下大屏幕，屏幕上给大家展示了 2 个短片：打桩机的重锤从高处落下，把水泥桩打进地里；水利发电的图片；自然界有很多重力势能具有巨大能量，有很多给我们
18、带来灾难有些为我们利用，我们只有正确利用自然改造自然才能做到人与自然和谐相处，今天我们就来学习自然能量一重力势能。我们之前学过功与能量的关系是：某种形式的能量发生变化一定对应有力做功。重力势能变化一定对应重力在做功。那么大家想一下重力做功与什么因素有关呢? 大家可以参照课本上的小球从同一高度沿不同的路径下落的三个图片实际算一下三种情况下重力做功的数值，重力做功的公式，猜想一下重力做功与什么因素有关。 学生甲：由课本上的三个图片列出三种情况下重力做功的表达式如下： W G=mghmgh 1mgh 2， W G=mglcos=mgh=mgh1mgh 2 WG=mgh1+mgh2+mgh3+mgh=
19、mgh1mgh 2 由以上三式得出重力做功的大小与物体的质量有关。 老师：嗯，很好，回答出了一个因素，还有谁补充啊? 学生乙：还与物体下落的路径有关。 老师：嗯，有想法，但是注意观察下式中的参量是路径吗? 学生丙：重力做功与物体的质量和下落的高度差有关，与路径无关。 学生：嗯，回答得完全正确。 老师：大家再看式子最右边都相同，我们把 mgh 叫作重力势能。大家由重力势能的表达式推导下重力势能与什么因素有关啊? 学生甲：重力势能与物体的质量和物体的高度差有关。 老师：嗯，再仔细观察下，是高度差吗? 学生乙：哦，应该是与物体的高度有关。 老师：这才是对的。由等式我们还可以推导出重力做功等于物体的重
20、力势能的变化量。四、教学设计题14 【正确答案】 这个演示实验可用于探究单摆运动的形状、性质。15 【正确答案】 师：刚才我们已经学习了单摆的定义，也可以看到单摆摆动时摆球在做振动。那么单摆的这种运动，是不是简谐运动呢?在研究这个问题之前，谁能回想一下什么样的运动是简谐运动? 生：如果质点的位移和时间的关系遵从正弦函数的规律，即它的振动图象是正弦曲线，这样的振动叫做简谐振动。 师：很好，这位同学掌握的非常好，我们要判定单摆的摆动是不是正弦曲线。看下面这个实验，细线下边悬挂一个除去柱塞的注射器，注射器能往下喷细细的一束墨水。这样就组成一个近似的单摆。然后与摆动方向垂直的方向匀速拖动一张白纸，把它
21、模拟时间轴，这样就能画出单摆的振动图象。大家仔细观察它的振动图象。 生：单摆的振动图象是正弦。 师：很好，通过这个实验，我们看到振动的图象是正弦曲线。一般来说，只靠观察来判断是不严谨的，我们要研究单摆是不是简谐运动，还需要严密地计算，要看这种振动不是满足简谐振动的性质。谁能说一下简谐振动的性质? 生：简谐振动的回复力为 F=kx。 师：很好，那我们只需要验证在运动的过程中，看回复力是否是 F=kx，那好大家先对这个运动选取一个普通点(不要是最低点没有代表性)做受力分析，找找看哪一个力是回复力，怎么表示的。 生：重力的切线方向分力，F=mgsin。 师：对，很好。那现在大家讨论下什么情况下可以看
22、作简谐运动。 生：在偏角很小时，摆球对于 O 点的位移 x 的大小，与 角所对应的弧长、与 角所对的弦近似相等，因而 sin= ，所以单摆的回复力为 F= 。16 【正确答案】 在实验和生活现象中我们都会发现，不同物质能够彼此进入对方。物理学把这类现象叫做扩散。我们把分子永不停息的无规则运动叫做热运动。17 【正确答案】 师：刚才我们已经学习了单摆的定义，也可以看到单摆摆动时摆球在做振动。那么单摆的这种运动，是不是简谐运动呢?在研究这个问题之前，谁能回想一下什么样的运动是简谐运动? 生：如果质点的位移和时间的关系遵从正弦函数的规律，即它的振动图象是正弦曲线，这样的振动叫做简谐振动。 师：很好，
23、这位同学掌握的非常好，我们要判定单摆的摆动是不是正弦曲线。看下面这个实验，细线下边悬挂一个除去柱塞的注射器，注射器能往下喷细细的一束墨水。这样就组成一个近似的单摆。然后与摆动方向垂直的方向匀速拖动一张白纸，把它模拟时间轴，这样就能画出单摆的振动图象。大家仔细观察它的振动图象。 生：单摆的振动图象是正弦。 师：很好，通过这个实验，我们看到振动的图象是正弦曲线。一般来说，只靠观察来判断是不严谨的，我们要研究单摆是不是简谐运动，还需要严密地计算，要看这种振动不是满足简谐振动的性质。谁能说一下简谐振动的性质? 生：简谐振动的回复力为 F=kx。 师：很好，那我们只需要验证在运动的过程中，看回复力是否是
24、 F=kx，那好大家先对这个运动选取一个普通点(不要是最低点没有代表性)做受力分析，找找看哪一个力是回复力，怎么表示的。 生：重力的切线方向分力，F=mgsin。 师：对，很好。那现在大家讨论下什么情况下可以看作简谐运动。 生：在偏角很小时，摆球对于 O 点的位移 x 的大小，与 角所对应的弧长、与 角所对的弦近似相等，因而 sin=，所以单摆的回复力为 F=。 13【参考答案】 (1)在实验和生活现象中我们都会发现，不同物质能够彼此进入对方。物理学把这类现象叫做扩散。我们把分子永不停息的无规则运动叫做热运动。 (2)教学设计如下： 一、教学目标 (一)知识与技能 1知道物质是由分子组成的一切
25、物质的分子都在不停地做无规则运动。 2能识别扩散现象。并能用分子热运动的观点进行解释。 (二) 过程与方法 通过实验和类比等方法培养观察能力和由直接感知的现象推测无法直接感知的事实的能力。 (三)情感态度与价值观 通过实验。提升对大千世界的兴趣，体验通过直接感知的现象，认识无法直接感知的事实。 二、教学重点 扩散现象是重点。 三、教学难点 理解扩散现象是难点。 四、教学过程 (一)引入新课 我们已经知道了物质是由大量分子组成的观点，那么，这些大量分子都处于一个什么样的状态呢?本节课我们就借助发生在身边的事实，通过逻辑推理来探究这个问题。 (二) 新课教学 首先请同学们认真观察两个实验，提出实验
26、要求。 实验要求： (1)请同学们认真观察实验的现象特点，深入思考现象背后隐藏的本质规律。 (2)在学案上做好观察记录。 【实验】 打开香水瓶，它会逐渐蒸发，变为气体，距瓶口一段距离，我们就会闻到香味。说明香料分子进入空气中。过一段时间香水味均匀弥漫在整个房间，再打开窗户，香料分子还会不会进入室外的空气中? 【演示实验 】 溴蒸汽、液体的扩散现象。 请同学们观察实验现象。 教师要求：请同学们根据观察到的现象，概括扩散的定义。 (投影扩散定义) 扩散：不同物质相互接触时彼此进入对方的现象叫做扩散。 教师提示：是不是只有气体间才发生扩散现象? 学生回答：扩散现象在液体、固体间都能发生。 观看视频：
27、液体和固体的扩散现象。教师提问：所有的物态都能发生扩散现象，不同物态的扩散现象有什么不同? 学生回答：扩散显著程度或快慢不同。 教师追问：扩散现象的趋势是什么?扩散现象，我们都非常熟悉，那么，同一物态、两种物质确定的情况下扩散现象的显著程度还会与什么因素有关系? 学生回答：还会与温度有关。 【演示1】 分别向冷水和热水中滴入一滴墨水，可观察到热水很快变成黑色，而冷水变成黑色稍慢。(通过实验证实：扩散快慢与温度有关) 教师要求：请同学们讨论、归纳扩散现象的特点。 学生总结： 投影扩散现象的特点： 若没空间限制，永远进行。扩散现象的趋势：两种物质均匀混合。 温度越高，扩散现象越明显。 教师提示：请
28、同学们根据扩散的特点思考： 扩散现象是外界因素引起的吗?是化学反应吗? 扩散揭示了什么问题? 师生互动：既然不是外界因素的影响，分子会自己进入时方，说明分子在运动。从扩散的现象，我们还能推测分子运动的特点吗?比方说：扩散的均匀性又揭示着什么问题呢?分子运动的无规则性。 投影展示：共同得出的结论：分子在做永不停息的无规则运动，温度越高，分子运动越激烈。 扩散现象的应用： 学生易列举生活中的应用：腌制咸菜、喷洒香水等。 科学技术中的应用：半导体器件的制作、透析等。 (三)课堂小结 请同学们在学案上，把本节课总结一下，并写下本节课的学习心得。 扩散现象是分子无规则运动的直接结果，是分子无规则运动的宏观反映。 应用：半导体器件的制作。
