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 41及答案与解析一、单项选择题1 如图所示为某高中物理教科书的一个实验，该实验在物理教学中用于学习的物理知识是( ) 。（A）干涉（B）衍射（C）折射（D）偏振2 如图所示，一光滑小球放置在木板与竖直墙面之间。设墙面对球的压力大小为N1。球对木板的压力大小为 N2。将木板由图示位置开始绕 O 点缓慢地转到水平位置。在此过程中( ) 。（A）N 1 始终增大，N 2 始终增大（B） N1 始终减小，N 2 始终减小（C） N1 先增大后减小，N 2 始终减小（D）N 1 始终减小，N 2 先减小后增大3 以初速度 v0 竖直向上抛出一质
2、量为 m 的小球，上升最大高度是 h，如果空气阻力的大小 f 恒定，则从抛出到落回出发点的整个过程中，空气阻力对小球做的功为( )。（A）0（B） -fh（C） -2mgh（D）-2fh4 如图所示，将一条形磁铁沿闭合线圈中心轴线以不同速度匀速穿过线圈，第一次所用时间为 t1，第二次所用时间为 t2。则( )。（A）两次通过电阻 R 的电荷量相同（B）两次电阻 R 中产生的热量相同（C）每次电阻尺中通过的电流方向始终保持不变（D）磁铁处于线圈左侧时受到的磁场力向左，处于线圈右侧时受到的磁场力向右5 90232Th 经过一系列 衰变和 衰变后变成 82328Pb，则 82208Pb 比 9023
3、2Th 少( )。（A）8 个中子，16 个质子（B） 16 个中子，8 个质子（C） 24 个中子，8 个质子（D）8 个中子，24 个质子6 如图所示，一滑块从半圆形光滑轨道上端由静止滑下，当滑到最低点时，关于滑块动能大小和它对轨道最低点的压力，下列叙述中正确的是( )。（A）轨道半径越大，滑块动能越大，对轨道压力越大（B）轨道半径越大，滑块动能越大，对轨道压力越小（C）轨道半径变化滑块动能和对轨道压力都不变（D）轨道半径越大滑块动能越大，对轨道压力不变7 图(a)为一列简谐横波在 t=0 时刻的波形图，A、B 是介质中平衡位置位于 x=15m和 x=40m 的两个质点，图(b) 为质点
4、A 的振动图像，下列说法中正确的是( )。（A）该波沿 x 轴负方向传播（B）该波的传播速度是 5ms（C）再经过 03s ，质点 B 通过的路程为 6m（D）t=0 3 s 时质点 B 处于平衡位置且向 ，轴负方向运动8 对于一定量的理想气体在某一过程中，从外界吸收热量 2510 4J，气体对外做功 1010 4J，则该理想气体( ) 。（A）温度降低，密度增大（B）温度降低，密度减小（C）温度升高，密度增大（D）温度升高，密度减小二、简答题9 跳水运动员自 10m 跳台自由下落，入水后因受水的阻碍而减速，设加速度 a=-kv2，k=0 4 m-1。求运动员速度减为入水速度的 10时的入水深
5、度。三、案例分析题10 案例： 下面为一道物理试题和错误的解答过程。 题目：A ，B 两块平行带电金属板，A 板带负电，B 板带正电，并与大地相连接， P 为两板间一点。若将一块玻璃板插入 A，B 两板间，则 P 点电势将怎样变化? 解：UPB=UPUB=Ed，Q 不变，d 不变 ， r 增大，E 减小，导致 UP 减小。 问题： (1) 指出此题检测了学生所学哪些知识点? (2)给出正确解题过程。 (3)针对学生解题过程中存在的问题，设计一个教学思路，帮助学生解决此类问题。11 案例：教师：做功和热传递都能改变物体的内能，能量在转化或转移过程中守恒。不仅机械能，其他形式的能也可以与内能相互转
6、化，如电流通过灯泡钨丝变热发光，电能转化为内能和光能(出示电灯泡)。燃料燃烧生热，化学能转化成内能，实验证明：在这些转化过程中，能量都是守恒的。教师板书：能量守恒定律。教师：下面大家先阅读下教材。4 分钟后，教师播放风力发电，电动机带动水泵抽水，汽车在公路上行驶，水电站，植物生长等录像。录像最后显示学生讨论题目。1能量守恒定律的内容?2风力发电是什么能转化成什么能?3化学上电解食盐的过程，是什么能转化成什么能?4第一类永动机为什么不能成功?教师：下面大家讨论一下这几个题目。学生讨论 3 分钟后，教师直接总结。教师板书1能量守恒定律是指在一个封闭(孤立)系统的总能量保持不变。2风力发电是将风能先
7、转化为机械能最后转化为电能。3化学上电解食盐是将电能转化为化学能。4第一类永动机循环一周回复到初始状态，不吸热而向外放热或做功。这种机器不消耗任何能量，却可以源源不断的对外做功。不符合能量守恒定律。教师：同学们，大家整理下笔记。问题：(1)对该教师的教学进行评价。(2)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12 阅读材料，根据要求完成教学设计。 下面是某高中教材电势能和电势一节中关于静电力做功的教学实验图。 任务： (1)这个演示实验可用于什么物理知识的教学? (2)用此实验设计一个教学思路，帮助学生理解与该现象相关的物理知识。13 阅读材料，根据要求完成教
8、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 532 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。
9、参考案例二 如图 533，倒置的饮料瓶内装着水，瓶塞内插着两根两端开口的细管，其中一根弯咸水平，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。 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
10、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： (1)简述研究抛体运动的方法。 (2)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)。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 41答案与解析一、单项选择题1 【正确答案】 D【试题解析】 偏振指的是波动能够朝着不同方向振荡的性质，只有横波才能发生题干中实验用
11、于学习的物理知识是偏振。2 【正确答案】 B【试题解析】 解析法 以小球为研究对象进行受力分析，小球受到重力 mg、墙面的弹力 N1 和木板的弹力 N2 的作用，设墙面与木板的夹角为 ，则，当 增大，N 1 和 N2 均减小，故本题选 B。3 【正确答案】 D【试题解析】 小球的运动可分为两个过程，第一个过程是上升过程，空气阻力方向向下，其对小球做负功，W 1=-fh。第二个过程是下降过程，空气阻力方向向上，其对小球做负功，W 2=-fh。故整个过程空气阻力对小球做的功 W=W1+W2=-2fh。故本题选 D。4 【正确答案】 A【试题解析】 根据 ，两次线圈磁通量的变化量相等，所以两次通过电
12、阻 R的电荷量相同，A 项正确。由题知，磁铁通过线圈的速度不同，产生的感应电流不同，线圈所受到的安培力不同，所用的外力不同，而两次磁铁通过的位移相同故外力做功不同，在电阻 R 中产生的热量不同，B 项错误。磁铁插入线圈过程中，穿过线圈的磁通量增加，磁铁穿出线圈过程，穿过线圈的磁通量减少，而磁场方向没有发生改变，根据楞次定律可知线圈产生的感应电流方向发生改变，则通过电阻 R 的电流方向也发生改变，C 项错误。根据楞次定律可知，安培力总要阻碍导体与磁体的相对运动，则磁铁处于线圈左侧时受到的磁场力向左，处于线圈右侧时受到的磁场力也向左，D 项错误。5 【正确答案】 B【试题解析】 铅核中子数为 20
13、882=126，质子数为 82；钍核中子数为 23290=142，质子数为 90；142 一 126=16铅核比钍核少 16 个中子；9082=8，铅核比钍核少 8 个质子。6 【正确答案】 D【试题解析】 物体下滑过程中，根据动能定理得 v2=2gR。物体到达最低点的动能为 Ek= ，可见，质量越大，半径越大，动能越大。在轨道最低点，由牛顿第二定律得， ，解得 FN=3mg则知小滑块对轨道的压力大小与半径无关，只与重力有关。A、B、C 三项错误，D 项正确。7 【正确答案】 C【试题解析】 由图(b)知，t=0 时刻，质点 A 向下振动，根据图 (a)可知，该波沿 x轴正方向传播，A 项错误
14、。由图(b)知，质点的振动周期为 T=04 s ，由图(a)知，波长 =20 m，则波速为 ，B 项错误。t=0 3 s=，C 项正确。t=03 s 时，质点 B 处在平衡位置，且向 y 轴正方向运动，D 项错误。8 【正确答案】 D【试题解析】 由E=W+Q=-1010 4J+2510 4J=1510 4J，可知气体内能增加，温度升高。由于气体对外做功，所以体积增大，密度减小。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：入水后速度减为入水速度的 10时：三、案例分析题10 【正确答案】 (1)本题考查电容器的决定式与计算式、电势和电势差的定义等知
15、识点。(2)正确解题过程：因为电势沿着电场线的方向降落，所以 UPB=UP-UB 0，B 金属板接地，U B=0，所以 UP0，U P=-Ed。Q 不变，d 不变，r 增大，E 减小，导致 UP 增大。 (3)教学片段： 师：同学们今天我们来复习一下电势与电势差的相关知识，电势和电势差的定义，大家还记得吧? 生：在电场中，某点电荷的电势能跟它所带的电荷量之比，叫作这点的电势。电荷 q 在电场中从 A 点移动到 B 点，电场力所做的功 WAB 与电荷量 q 的比值，叫作 AB 两点间的电势差，用 UAB 表示。 师：好，电势是电荷的电势能跟它所带的电荷量之比，电荷有正负，代入时，我们要代入正负号
16、吗? 生：要带上，因为电势为标量，正负号表示大小。 师：对，那我们来看下这道题。这道题的解答过程正确吗? 生：不正确。 师：哪里不对呢 ?为什么? 生：沿电场线的方向电势降低，P点的电势应该为负值，而电场强度与距离都是正值，不相等，应加负号。 师：大家说得非常对，以后做题一定要分清量是标量还是矢量。那么关于这道题大家还有什么问题吗? 没问题的话，大家回去再整理下这道题。 生：好。11 【正确答案】 (1)教师的教学以知识与技能的落实为重点，以强化训练为主要手段，学生已接受学习为主，强调知识本位。对学习过程和学习体验关注度不够，在教学中，教师没有很好地引导学生了解历史上不同时期、不同领域人们有关
17、能量转化研究中的重大发现，了解人类探究能量守恒普遍规律的历史过程，包括实证研究和思维认识上的突破等，教师只是论现象，导致学生对能量守恒定律普遍规律的认识停留在接受认同的浅表层面。(2)教师演示手动发电机并提问，这一过程的能量转化。学生：机械能转化为电能。教师：嗯，很好。下面大家来看一段录像并思考，现实生活中还有哪些能量转化的例子。教师播放火力、水力、核电站发电的视频片段。教师：谁可以说几个例子?学生：电灯泡、汽车行驶、重物下落等。教师：很好。在历史过程中很多人对能量转化现象有过研究，下面我们来看一下：教师运用多媒体展示以下史料并提问：这些历史研究成果表明什么观点?1801 年，戴维发现电流的化
18、学效应。(实现了电和化学的联系和转化)1820 年，奥斯特发现电流的磁效应。(实现了电和磁的联系和转化)1821 年，贝塞尔发现了温差电现象。(实现了热和电的联系和转化)1831 年，法拉第发现电磁感应现象。(实现了电和磁的联系和转化)1840 年，焦耳发现了电流的热效应。(实现了电和热的联系和转化)1842 年，焦耳测定了热功当量数值。(实现了机械和热的联系和转化)学生：各种能量之间可以相互转化。教师(用多媒体展示) ：上述发现，从各个侧面加深了人们对各种自然现象间联系与转化的认识。到了 19 世纪 40 年代以后科学界认为应该以一种相互联系的观点去认识自然。教师：有了这种认识之后，在科学史
19、上，一些科学家就想设计一种不需要消耗任何燃料或动力的机器，一经启动，就可以不停地运转的“永动机” 。大家觉得这种永动机可以实现吗?学生有的说能。有的说不能。教师：今天我先把结论告诉大家是不能的，因为在一个封闭(孤立)系统的总能量保持不变，能量守恒。能量不可能凭空产生。至于为什么同学们回去研究下课本，下节课我们去实验室研究，好不好?学生：好。四、教学设计题12 【正确答案】 (1)该演示实验可用于探究静电力做功的教学。(2)教学思路： 复习功和能量的关系：如图所示从静电场中静电力做功使试探电荷获得动能入手并提出问题，是什么转化为试探电荷的动能? 如下图，分析试探电荷 q 在场强为 E 的均强电场
20、中沿不同路径从 A 运动到 B 电场力做功的情况。q 沿直线从 A 到 B；q 沿折线从 A 到 M、再从 M 到B；q 沿任意曲线从 A 到 B。要求学生自行计算，总结结论：W=qELAM=qELABcos 与重力做功类比，引出结论：静电力做的功只与电荷的起始位置和终点位置有关，与电荷经过的路径无关。13 【正确答案】 (1)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
21、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。 (2)“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，形成实验设计能力。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。 通过分组实验形成交流、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，具有设计探究兴趣与热情；体验到探索自然规律的艰辛与喜悦；形成主动与他人合作的精神。 【教学重点和难点】 教学重点：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。 教学难点：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】
