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 38及答案与解析一、单项选择题1 如图所示，质量为 m 的物体(可视为质点)以某一速度从 A 点冲上倾角为 30的固定斜面，其运动的加速度为 ，此物体在斜面上上升的最大高度为 h，则在这个过程中物体( ) 。（A）重力势能减小了 mgh（B）动能损失了 mgh（C）克服摩擦力做功（D）机械能损失2 在感应电场中电磁感应定律可以写成 CEk.dr= ，式中 Ek 为感应电场的电场强度，此式表明( ) 。（A）感应电场是保守力场（B）感应电场的电场线不是闭合曲线（C）闭合曲线 C 上的 Ek 处处相等（D）在感应电场中不能像对静电场那样引
2、入电势的概念3 如图，半圆形玻璃砖置于光屏 PQ 的左下方，一束白光沿半径方向从 A 点射入玻璃砖，在 O 点发生反射和折射，折射光在光屏上呈现七色光带。若入射点由 A 向B 缓慢移动，并保持白光沿半径方向入射到 O 点，观察到各色光在光屏上陆续消失。在光带未完全消失之前，反射光的强度变化以及光屏上最先消失的光分别是( )。（A）减弱，紫光（B）减弱，红光（C）增强，紫光（D）增强，红光4 已知火星半径是地球半径的 ，质量是地球质量的 ，自转周期基本相同。地球表面重力加速度是 g，若宇航员在地面上能向上跳起的最大高度是 h，在忽略自转影响的条件下，下述分析正确的是( )。（A）火星表面的重力加
3、速度是（B）宇航员在火星上向上跳起的最大高度是（C）火星的第一宇宙速度是地球第一宇宙速度的 倍（D）宇航员在火星表面所受火星引力是他在地球表面所受地球引力的 倍5 放在水平地面上的物体，受到水平拉力作用，在 06 s 内其速度与时间图象和力F 的功率与时间图象如图所示，则物体的质量为( )。(g 取 10 ms 2)6 爱因斯坦提出了光量子概念并成功地解释光电效应的规律而获得 1921 年的诺贝尔物理学奖，某种金属逸出光电子的最大初动能 Ekm 与入射光频率 的关系如图所示，其中 0 为极限频率。从图中可以确定的是 ( )。（A）逸出功与 有关（B） Ekm 与入射光强度成正比（C） 0 时，
4、会逸出光电子（D）图中直线的斜率与普朗克常量有关7 如图所示，图线 AB 是某电源的路端电压随电流变化的关系图线， OM 是固定电阻 R 两端的电压随电流变化的图象，由图可知( )。（A）该电源的电动势为 6 V，内阻是 2 （B）固定电阻尺的阻值为 1 （C）该电源的最大输出功率为 8 W（D）当该电源只向电阻 R 供电时，其效率约为 6678 在高中物理教学中，应该重视学生对物理实验的理解。在观察演示实验时，不仅要学生关注所观察的现象，同时要让学生理解该现象是用来说明什么问题和怎样说明问题的。在进行学生实验时，应该让学生在( )和理解实验原理的前提下独立操作实验。（A）了解实验装置的工作原
5、理（B）明确实验目的（C）了解实验过程（D）明确实验步骤二、简答题8 一质点作直线运动，已知其加速度 a=22t，初始条件为 x0=0，v 0=0。9 质点在第 1 秒末的速度。10 质点的运动方程。11 质点在前 3 秒内运动的路程。三、案例分析题11 下面是一道习题和某学生的解答。如图所示电路，已知电源电动势 =63 V ，内电阻 r=05 Q，固定电阻 R1=2 ，R 2=3 ，R 3 是最大阻值为 5 的滑动变阻器，按下电键 K，调节滑动变阻器的触点，求通过电源的电流范围。将滑动触头滑至左端，R 3 与 R1 串联再与 R2 并联，外电阻再将滑动触头滑至右端，R 3 与 R2 串联再与
6、 R1 并联，外电阻所以电流的取值范围为 24AI3A。问题：12 分析学生答题错误的原因是什么。13 针对其中由物理知识导致的错误，给出正确的引导。13 某教师通过摩擦起电、验电器等试验，使学生对电现象有了一定的感性认识。教师：同学们，生活中有很多与电有关的现象。比如说，灯泡发光、静电现象等等。有谁知道电现象的本质是什么?学生茫然一片，无人应答。教师：其实在各种复杂的与电有关的现象背后，都有着共同的本质。今天我们学习最基本的电磁规律库仑定律。教师：库仑在 18 世纪，通过大量的实验总结出了这一规律。同学们，告诉老师库仑定律的形式是什么?大部分学生纷纷说出了正确答案。一学生喊道：“ 老师，我懂
7、了，库仑定律和万有引力定律非常类似。”教师对学生的观点提出了批评，说道：“你才预习了一节，就简单下结论” 。紧接着教师写出了库仑定律的形式，讲解了电荷的概念并布置了几道练习题。问题：14 对老师的教学行为进行评析。15 设计一个教学片段，使学生对点电荷、库仑定律有深入的认识。四、教学设计题15 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“静电现象的应用”一节中 “静电屏蔽”的演示实验。演示：使带电的金属球靠近验电器，但不接触，箔片是否张开? 解释看到的现象。如图 17-6，用金属网把验电器罩起来，再使带电金属球靠近验电器，观察箔片是否张开。这个现象说明什么问题?任务：16 这个
8、演示实验可用于什么物理知识的教学?17 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。17 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“动能定理 ”的内容标准为：通过实验理解动能和动能定理。 材料二 某高中物理教科书中“ 动能动能定理 ”一节内容如下：在得到动能的表达式 E= 后，W=，可以写成 W=Ek2E k1，其中 Ek1 表示一个过程的初动能， Ek2 表示一个过程的末动能。 材料三 教学对象为高中一年级，已经做完功与速度变化的关系实验。18 简述动能定理的内容。19 完成该节课的教学片段的设计，其中包括教学目标、教学方法、教学过程。(不
9、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 38答案与解析一、单项选择题1 【正确答案】 D【试题解析】 上升过程中重力做负功 WG=mgh ，所以重力势能增加 mgh，A 错误；在沿斜面方向上受到沿斜面向下重力的分力和沿斜面向下的摩擦力，根据牛顿第二定律可得 mgsin30+f=ma，解得 f= ，故摩擦力做功 Wf=fs=，故需要克服摩擦力做功 ，机械能损失 ，故 C 错误、D 正确；斜面的长度：L= ，动能损失量为合外力做的功的大小E k=F 合 .L=，故 B 错误。2 【正确答案】 D【试题解析】 感应电场沿着闭合回路做功不为 0，所以是非保守力场，
10、其电场线永远闭合，不能像静电场一样引入电势，闭合曲线上的 Ek 不一定相等。故答案为D。3 【正确答案】 C【试题解析】 入射点由 A 点向 B 点缓慢移动的过程中，同一介质对各色光的折射率不同，各色光对应的全反射的临界角也不同。紫光的折射率最大，由 sinC= 可知，紫光的临界角最小，最先发生全发射，折射光减弱，则反射光增强，故选 C。4 【正确答案】 B【试题解析】 根据 ，因为火星的质量与地球质量之比为M1：M 2=1： 9，半径之比为 R1：R 2=1：2，则整理可以得到表面重力加速度之比为 g1：g 2=4：9，可知火星表面重力加速度为 ，故 A 错误；根据匀变速运动的公式：v 2v
11、 02=2gh 可以得到：h= 。重力加速度之比为 4：9，则上升的最大高度之比为 9：4，可知宇航员在火星上向上跳起的最大高度为 ，故选项 B 正确；根据 mg= 得，第一宇宙速度 v= ，因为重力加速度之比为 4：9，半径之比为 1：2，则第一宇宙速度之比 ，故选项 C 错误；根据 =mg 知，重力加速度之比为 4：9，则所受的引力之比为 4：9，故 D 错误。5 【正确答案】 B【试题解析】 26 s 物体做匀速运动，拉力等于摩擦力，则由图线可知p=Fv=mgv，即 10=mg6：02 s 物体的加速度 a= =3ms，根据牛顿定律F=ma+mg，而 p=Fv=(ma+mg)at，则(m
12、a+mg)a= =15，解得 m= kg，故选B。6 【正确答案】 D【试题解析】 图象在纵轴上的截距表示逸出功，只与金属有关，图线的斜率k=Wv 0=h，选项 A 错误，D 正确；从图可知，E km 只与 v 有关，vv 0 时 Ekm=0没有逸出光电子，选项 C 错误。7 【正确答案】 D【试题解析】 图线 AB 与纵轴的交点是电源电动势的值，斜率的绝对值等于电源内阻的值，所以电源电动势为 6 V，内阻为 r=1，故 A 错；图线 OM 的斜率等于固定电阻的阻值，该固定电阻阻值为 R= =2，故 B 错；当外电路电阻等于内阻时，电源的输出功率最大，所以该电源的最大输出功率 P=( )2R=
13、9 W，故 C错；当该电源只向电阻 R 供电时，其效率 = 100=66 7，故 D对。8 【正确答案】 B【试题解析】 A 选项是对观察实验的要求。二、简答题9 【正确答案】 求质点在任意时刻的速度由 a= =22t 分离变量得 dv=(22t)dt两边积分得 0vdv=0t(22t)dt 质点在任意时刻的速度 v=2tt 2t=1 s 时，速度 v1=1 ms。10 【正确答案】 由质点的速度求运动方程 v= =2tt 2 分离变量的 dx=(2tt 2)dt两边积分得 0xdx=0t(2tt 2)dt，所以质点的运动方程为 x=t2 t3。11 【正确答案】 质点在前三秒内运动的路程 s
14、=03vdt= 032tt 2dt 令v=2t t2=0 得 t=2s=02(2tt 2)dt+23(t22t)dt= 。三、案例分析题12 【正确答案】 该学生错误地认为滑动变阻器作限流用时，当滑动头移到两头，通过用电器的电流最大或最小。可能是平时学生的思维定势的原因，不分具体电路，只要电路中有滑动变阻器就认为滑动头在它的两头，通过的电流是最大或最小。13 【正确答案】 可以启发学生进行电路的简化，真正认识到滑动变阻器所在位置对电流最大值和最小值的影响。可以将这种类型的题目归类总结，运用电阻串并联的规律求出总电阻的阻值或阻值变化的表达式是解电路的首要任务。14 【正确答案】 本案例中，一方面
15、教师还没有让学生认识点电荷的概念，就急于讲授库仑定律，结果学生只掌握了一些抽象的公式。另一方面，对学生的观点处理太过简单、粗暴。学生总结出库仑定律与万有引力定律的相似性是很值得鼓励的。教师可以为学生留下一个疑问，让学生阅读一些课外书了解一下。15 【正确答案】 教师：同学们，生活中与电有关的现象有哪些?学生：摩擦起电、闪电、发电机等。学生 1：老师，人站在地面上受到的支持力也与电有关。老师：与电有关，为什么没有火花、闪光之类的现象呢。学生 1：老师，我看参考书上写的。教师：刚才这位同学的观点很对，与电有关的现象，未必就会伴随光。电是独立存在而义与光有联系的事物。今天，我们就来学习电现象的本质一
16、电荷以及库仑定律。紧接着老师讲解了点电荷是如何定义的，以及电荷的守恒定律。学生对点电荷有了一定的认识。教师在同种电荷相吸、异种电荷相斥的基础上，引导学生探讨电荷之间的力与哪些因素有关。学生由于有了点电荷的概念以及了解验电器的实验事实，很多学生都猜出了电荷之问的力可能与电荷多少、电荷正负以及距离有关。教师见学生能想到各种影响因素，写出了库仑定律的表达式。四、教学设计题16 【正确答案】 这个演示实验可用于说明静电屏蔽及其作用。17 【正确答案】 师：同学们，大家都知道验电器是检验是否具有电荷的，大家想一下当一个带电的导体小球，靠近验电器时，验电器的金属箔片会张开吗?生：会。师：为什么? 我没有接
17、触验电器，只是接近啊 ?生：由于感应起电，使得验电器的上端聚集了一些与带电小球相反的电荷，而金属箔片就会带与带电小球相同的电。师：很好，是不是和大家分析得一样呢?我们一块来看一下。(演示带电小球靠近验电器但不接触)。好! 大家看到了什么?生：验电器两金属片张开了角。师：很好，这说明大家分析得非常对，现在老师给验电器穿上一层衣服，是这个衣服像笼子一样罩住了验电器，现在我把同一个小球靠近验电器，大家看验电器和原来一样发生变化了吗?生：没有。师：是不是验电器坏了?我们再看一下，我们把衣服拿掉。大家看，我们再将小球靠近验电器的金属，金属箔片的张角张开了！这说明什么?生：这层网状的衣服阻止了电荷的感应。
18、师：没错，这就是我们今天要给大家介绍的“静电屏蔽” 现象。导体的外壳对它的内部起到“保护 ”作用，使它的内部不受外部电场的影响，这种现象称为静电屏蔽。大家想，这种静电屏蔽，有什么用吗?(展示高压工作时工作人员穿的衣服和精细工作原件的静电屏蔽)生：保护我们的工人和精细的电脑手机原件。18 【正确答案】 力在一个过程中对物体所做的功，等于物体在这个过程中动能的变化。这个结论叫做动能定理。19 【正确答案】 教学设计如下。 一、教学目标 知识与技能：掌握动能定理的表达式。理解动能定理的确切含义；应用动能定理解决实际问题。 过程与方法：运用演绎推导方式推导动能定理的表达式；理论联系实际，学习运用动能定
19、理分析解决问题的方法。 情感态度与价值观：通过动能定理的演绎推导、感受成功的喜悦，培养学生对科学研究的兴趣。 二、教学方法 情景教学法、讲授法、归纳法、练习法。 三、教学过程 1导入新课 上节课我们通过实验验证了动能和质量与速度的关系，并且推导出物体动能的表达式。但是其中的等式“W= ”有什么物理意义呢? 2新课教学 师：有了动能的表达式后，前面推出的 W=，就可以写成 W=Ek2E k1，其中 Ek1 表示一个过程的初动能，E k2 表示一个过程的末动能。 师：上式表明什么问题呢?请用文字叙述一下。 生：力在一个过程中对物体所做的功。等于物体在这个过程中动能的变化。 师：这个结论就叫做动能定
20、理。 师：如果物体受到几个力的作用，动能定理中的 W 表示什么意义?生：如果物体受到几个力的作用，W 表示的是合力做的功。 师：那么动能定理更一般的叙述方法是什么呢?生：合力在一个过程中对物体所做的功，等于物体在这个过程中动能的变化。师：结合生活实际，举例说明。 生 1：如果物体匀速下落，那么物体的动能就没有发生变化，这时合力是零，所以合力所做的功就是零。 生2：一架飞机在牵引力和阻力的共同作用下，在跑道上加速运动，速度越来越大，动能越来越大。这个过程是牵引力和阻力都做功，牵引力做正功，阻力做负功，牵引力和阻力的合力做了多少功，飞机的动能就变化了多少。 师：上节课推导出来的动能定理，我们是在物
21、体受恒力作用且做直线运动的情况下推出的。动能定理是否可以应用在变力做功或物体做曲线运动的情况，应该怎么理解? 生：当物体受到的力是变力，或者物体的运动轨迹是曲线时我们仍然采用过去的方法，把过程分解成很多小段，认为物体在每小段运动中受到的力是恒力，运动的轨迹是直线。这样也能得到动能定理。 师：正是因为动能定理适用于变力做功和曲线运动的情况，所以在解决一些实际问题中才得到了更为广泛的应用。我们看一道例题： 一架喷气式飞机质量为 5010 3kg，起飞过程中从静止开始滑跑。当位移达到s=5310 2m 时，起飞速度达到 v=60 ms。在此过程中飞机受到的平均阻力是其重力的 002 倍。求飞机受到的
22、牵引力? 师：从现在开始我们要逐步掌握用能量的观点分析问题。就这个问题而言，我们的已知条件是什么? 生：已知初末速度，运动的距离，还知道物体受到的阻力。 师：我们分析这类问题，应该从什么地方下手呢? 生：还是应该从受力分析入手。飞机受力比较简单，竖直方向的重力和地面对它的支持力合力为零，水平方向上受到飞机牵引力和阻力。 师：以前我们分析受力的目的是为了求物体加速度，而现在进行受力分析的目的是什么呢? 生：目的是为了求合力做的功，根据合力做的功，我们可以求解物体受到的牵引力。 师：投影展示学生的解答过程，用动能定理和我们以前解决这类问题的方法相比较，动能定理的优点在哪里呢? 生 1：动能定理不涉及运动过程中的加速度和时间，用它来处理问题要比牛顿第二定律方便。 生 2：动能定理能够解决变力做功和曲线运动问题。而牛顿定律解决这一问题比较困难。 小结： 动能定理是这一节课的一个关键，这节课不可能让学生掌握应用这个定理解决问题的全部方法，而应该教给学生最基本的分析方法，这个例题具有代表性，分析合力做的功等于动能的变化。
