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 42及答案与解析一、单项选择题1 如图所示为高中物理某教科书的一个实验，该实验在物理教学中用于学习的物理知识是( ) 。（A）能量守恒定律（B）热和内能（C）自燃（D）功和内能2 如图所示，两个单匝线圈 a、b 的半径分别为 r 和 2r。圆形匀强磁场 B 的边缘恰好与 a 线圈重合，则穿过 a、b 两线圈的磁通量之比为 ( )。（A）1：1（B） 1：2（C） 1：4（D）4：13 如图所示，物体质量为 m，靠在粗糙的竖直墙上，物体与墙间的动摩擦因数为，要使物体沿墙匀速滑动，则外力 F 的大小可能是( )。4 如图所示，内壁光滑的圆
2、锥筒的轴线垂直于水平面，圆锥筒固定不动，两个质量相同的小球 A 和 B 紧贴着内壁分别在图中所示的水平面内做匀速圆周运动，则 ( )。（A）球 A 的角速度一定大于球 B 的角速度（B）球 A 的线速度大于球 B 的线速度（C）球 A 的运动周期一定小于球 B 的运动周期（D）球 A 对筒壁的压力一定大于球 B 对筒壁的压力5 现有三个核反应： 1124Na 1224Mg+-10e 92253U+01n 56141Ba+3692Kr+301n 12H+13H 24He+01n 下列说法正确的是( ) 。（A）是聚变， 是 衰变， 是聚变（B） 是聚变，是裂变， 是 衰变（C） 是 衰变， 是裂
3、变， 是聚变（D）是 衰变，是聚变， 是裂变6 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 g，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 mgh（D）机械能损失 mgh7 一束光强为 I0 的自然光，相继通过三个偏振片 P1、P 2、P 3 后，P 1 和 P3 偏振化方向相互垂直。出射光的光强为 若以入射光线为轴，旋转 P2，要使出射光的光强为零，P 2 要转过的角度是 ( )。（A）30（B） 45（C） 60（D）908 一个 T
4、 型电路如图所示，电路中的电阻 R1=10、R 2=120、R 3=40，另有一测试电源，电动势为 100 V、内阻忽略不计，则( )。（A）当 cd 端短路时， ab 之间的等效电阻是 60（B）当 ab 端短路时，cd 之间的等效电阻是 40（C）当 ab 两端接通测试电源时，cd 两端的电压为 80V（D）当 cd 两端接通测试电源时，ab 两端的电压为 80V二、简答题9 质量为 m 的物体悬于一条轻绳的一端，绳另一端绕在一轮轴的轴上，如图所示。轴水平且垂直于轮轴面，其半径为 r，整个装置架在光滑的固定轴承之上。当物体从静止释放后，在时间 t 内下降了一段距离 S。试求整个轮轴的转动惯
5、量。(用m、r、t 和 S 表示)三、案例分析题10 下面是某同学对课后习题的解答过程： 如图所示，正电荷 q3-固定于半径为 R 的半圆光滑轨道的圆心处，将另一带正电、电荷量为 q2-、质量为 m 的小球，从轨道的 A 处无初速度释放，求： (1)小球运动到 B 点时的速度大小；(2)小球在 B 点时对轨道的压力。 解：(1)设小球通过轨道最低点时的速度大小为 v，小球从 A 到 B 的过程中只有重力做功，根据动能定理得：(2)以小球为研究对象，对其受力分析。小球受重力、支持力与电场力，则有： 则小球在 B 点时对轨道的压力为 问题： (1)指出此道试题检测了学生所学的哪些知识点。 (2)指
6、出学生解答中的错误，分析错误产生的可能原因，给出正确解法。 (3)给出一个教学思路，帮助学生掌握相关知识。11 案例：王老师：同学们，前面我们学习了曲线运动的相关知识以及研究曲线运动的基本方法运动的合成与分解，在学习新课之前我们先来回顾一下。在什么情况下物体会做曲线运动?学生：当物体所受的合力的方向跟它的速度方向不在同一条直线上时，物体做曲线运动。王老师：做曲线运动的物体其速度方向是怎样的?学生：物体在某一点的速度方向沿曲线在这一点的切线方向。王老师：对于曲线运动，我们通常会如何处理?学生：把它分解为两个方向的运动来研究，两个分运动的共同效果与合运动效果是一样的。王老师：非常好。下面我们来学习
7、今天的内容平抛运动。大家熟悉教材内容，同时思考什么是平抛运动?想一些生活中物体做平抛运动的例子。教师进行板书平抛运动。王老师：大家知道平抛运动的概念了吗?谁愿意来说一下?学生甲：物体以一定的初速度沿着水平方向抛出，如果物体仅受重力作用，这个运动叫作平抛运动。王老师：这位同学回答得很好。下面大家注意看这个运动!现在老师将一张小纸团沿水平方向抛出，小纸团的运动能否看成是平抛运动?为什么?学生：不能，因为纸团还受到空气阻力的作用，不是只受重力。王老师：同学们分析得很正确，纸团确实还受到空气阻力的作用。但是在我们物理学中，许多定义和公式都是理想化的结果，所以在现实生活中我们要把实际问题理想化，略去次要
8、因素，突出主要因素。在平抛运动中，空气阻力作为次要因素，我们可以忽略它对运动的影响。这也是平抛运动的条件空气阻力相对物体的重力可以忽略不计。大家记住了吗?学生：记住了。王老师：好。关于生活中常见的平抛运动的例子就作为今天的作业，每人想 3 个明天交上来。下面大家来思考这样一个问题：人如何才能跳过 10m 的裂缝呢?学生：不可能吧，会掉下去的!王老师：同学们，不要觉得不可能，只要你们掌握了其中的规律后就不觉得难了，当然也不能随意尝试。问题：(1)对王老师的教学进行评价。(2)以王老师的问题为开头设计教学片段，指导学生继续学习平抛运动的相关公式。四、教学设计题12 阅读材料，根据要求完成教学设计。
9、材料：下图为高中物理某教科书“电磁振荡”一节中产生电磁振荡的电路图。任务：设计一个教学片段，向学生介绍电磁振荡现象。13 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)关于牛顿第三定律的内容标准为：“通过观察实验总结实验背后蕴含的物理规律。”材料二某高中物理教科书中有关“探究作用力与反作用力的关系” 的内容如下：材料三教学对象为高中一年级学生，学生已经学过牛顿第一定律、牛顿第二定律等相关知识。 任务： (1)简述牛顿第三定律的内容。 (2) 根据上述材料，完成“作用力与反作用力”的学习内容的教学设计，设计要求包括：教学目标、教学重点、教学过程(要求含有教师活动、学生活动、
10、设计意图等)。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 42答案与解析一、单项选择题1 【正确答案】 D【试题解析】 迅速压下筒中的活塞，压缩气体做功，气体内能增加，温度升高，棉花燃烧，这属于功和内能一节的实验。2 【正确答案】 A【试题解析】 根据磁通量的定义，当 B 垂直于 S 时，穿过线圈的磁通量为=BS，其中 S 为有磁感线穿过区域的面积，所以 a、b 两线圈的磁通量相等，故本题选 A。3 【正确答案】 C【试题解析】 若物体沿墙匀速向上滑动，物体受力如图，根据平衡条件得：N=Fsin；mg+f=Fcos ，又 f=N；联立得到 同理，若物体沿墙匀速向下滑动，F= 故
11、本题选 C。4 【正确答案】 B【试题解析】 对小球受力分析，小球受到重力和支持力，它们的合力提供向心力，如图。由向心力公式得： A 的半径大，则 A 的线速度大，角速度小，A 项错误，B 项正确。根据 则 A 球的周期大，C 项错误。而支持力 知球 A 对筒壁的压力一定等于球 B 对筒壁的压力，D 项错误。故本题选 B。 5 【正确答案】 C【试题解析】 中的 -10e 是电子，故发生的是 衰变，是重核分裂成质量较小的核，是裂变，是典型的聚变，故本题选 C。6 【正确答案】 D【试题解析】 上升过程中重力做负功 Wc=一 mgh，所以重力势能增加 mgh，A 项错误。在沿斜面方向上受到沿斜面
12、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 ，故摩擦力做功，C 项错误，D项正确。斜面的长度 ，动能损失量为合外力做的功的大小，B 项错误。7 【正确答案】 B【试题解析】 自然光相继通过三个偏振片： 得到=45。故本题选 B。8 【正确答案】 C【试题解析】 当 cd 端短路时，R 2 与 R3 并联后与 R1 串联，A 项错误。当 ab 端短路时，R 1 与 R3 并联后与 R2 串联， B 项错误。当 ab 两端接通测试电源时，R 1 与 R3 串联接入电路，电路中电流 cd 两端的电压 Ucd=I1R3=2 A40=80 V，C 项正确。同
13、理可得，当 cd 两端接通测试电源时，ab 两端的电压 Uab=25V，D 项错误。二、简答题9 【正确答案】 设绳子对物体(或绳子对轮轴)的拉力为 T，则根据牛顿运动定律和转动定律得：mg-T=ma；Tr=J；由运动学关系有：a=r 由上述各式解得：又根据已知条件 v0=0，故三、案例分析题10 【正确答案】 (1)本题考查受力分析、牛顿第二定律、牛顿第三定律、圆周运动、动能定理、库仑定律。(2)学生已经掌握了题干中电场力做功的情形，并正确求出小球在 B 点的速度，但是忽略了小球是做圆周运动，其所受合力提供向心力。另外应该标明，小球受到的支持力和小球对轨道的压力大小相等，方向相反。 正确解法
14、为： 设小球通过轨道最低点时的速度大小为 v，小球从 A 到 B 的过程中只有重力做功，根据动能定理得： 以小球为研究对象，重力、支持力与电场力的合力提供向心力，根据牛顿第二定律得： 由牛顿第三定律得，小球通过轨道最低点时对轨道的压力大小为： (3)针对此学生，教师可以通过一系列启发性的问题，引导学生回忆圆周运动的知识。学生已经掌握了点电荷形成的电场中电场力做功情况，教师可从分析物体受力、研究物体运动状态、分析整个过程中的功能转换等角度加深学生对相关知识的理解和认识。11 【正确答案】 (1)王老师在教学过程中利用了复习导入、生活实例导入，利用了迁移性原则，利用新旧知识的联系，充分调动学生的学
15、习积极性与主动性，引导学生积极思考，集中学生注意力。借助所学知识引出新知识，逐步引导学生积极讨论，通过生活实例帮助学生理论联系实际，加深印象。 在教师角色方面，王老师体现了学习引导者的角色。在教学过程中，王老师采用简单的抛纸团过程帮助学生加深对概念的理解。本节课结束时提出问题“人如何才能跳过 10m 的裂缝呢?”设置悬疑，为下节课埋下伏笔。 在课堂氛围方面，王老师营造了一种和谐、民主、放松、平等的课堂气氛，为学生积极思考，踊跃发表意见，发挥学生主观能动性奠定了基础。 (2)师：大家思考一下，如果想跳过 10m 的裂缝，我们可以怎么做呢? 大家可以想象自己动手扔一个物体你要把它扔 10m 远。
16、生：我们可以用大点的力扔它，或从高一点的地方扔它。 师：同学们说的方法都很好，接下来我们就来分析为什么这两个办法可以帮助我们将物体扔远。 师：还记得我们学过的速度的分解和合成吧，下面我们将平抛运动进行分解，将它分解为水平和竖直方向的两个分运动。我们先来看水平方向，物体受哪些力?做什么运动? 生：物体不受力，做匀速直线运动。 师：好。那么竖直方向呢? 生：物体受重力，做匀加速直线运动。 师：物体在竖直方向上只受重力，它的加速度是不是就是重力加速度?这种运动叫什么? 生：自由落体运动。物体在水平方向上做匀速运动，竖直方向上做自由落体运动。 师：匀速运动和自由落体运动的公式大家都记得吧?你们觉得平抛
17、运动的位移由什么决定呢? 生：水平方向的速度和时间。 师：时间又由什么决定呢? 我们说过分运动和合运动具有等时性，大家想一下是不是物体一落地时间的测量就停止了? 生：对，只要物体不落地就会继续运动。 师：大家知道时间由什么来决定了吗? 生：高度，由自由落体运动来计算。 师：好。那大家来算一下，要跳过 10m 的缝隙，如果速度为 1ms，至少要多高；如果高度为 5m，速度至少要多大?重力加速度取10ms 2。 生：如果速度为 1ms，高度至少要 500m；如果高度为 5m，速度至少为 10ms 。 师：正确。接下来大家整理下公式和笔记，有不懂的同学举手示意。四、教学设计题12 【正确答案】 师：
18、在信息技术高速发展的今天，电磁波对我们来说越来越重要。从移动电话到广播电视，从互联网到航空导航，从卫星遥感到宇宙探测，它们的工作和运行都要利用电磁波，那么，电磁波是如何产生的?请同学们回忆机械波是怎样产生的呢? 生：机械波是机械振动在介质中传播形成的，机械波是一种特殊的机械振动。师：与此类似，电磁波是利用电磁振荡产生的。今天我们就来学习电磁振荡的知识。 教师出示电路图投影如图 1、2 所示，学生按照电路图连接电路。 教师操作并提问：将S 扳到 a 点，电容器是充电还是放电?上极板带何种电荷? 生：S 接 a，电容器充电，上极板带正电。 (提示学生注意观察示波器图像)然后将开关 S 扳到 b。
19、师：同学们从示波器上观察到什么信号?说明了什么? 生：振幅逐渐减小的正弦交流信号。说明电路有大小和方向都做周期性变化的电流。 师：物理上把大小和方向都随时间做周期性变化的电流，叫作振荡电流。能够产生振荡电流的电路叫作振荡电路。由自感线圈和电容器组成的振荡电路，称为 LC 回路。 多媒体课件演示从电容器放电瞬间开始 LC 回路在振荡过程中电容器的带电量、极板间场强、自感线圈中的电流和磁感应强度的变化规律，将结果填入下面的表格。其中 qm、E m、i m、B m 分别表示电量、电场强度、电流、磁感应强度的最大值。 生：观察并完成下列表格。师：请同学们把从示波器观察到的电信号绘制成图像，然后根据上表
20、绘制 B 一t、q 一 t、Et 等图像。 生：图像如下图所示 师：在 LC回路中，电容器极板上的电荷 q、电路中的电流 i、电容器里的电场强度 E、线圈磁场的磁感应强度 B 都发生周期性的变化。这种现象叫电磁振荡。13 【正确答案】 (1)两个物体之间的作用力和反作用力，在同一直线上。大小相等而方向相反。(2)教学目标：知识与技能知道作用力与反作用力的概念，理解、掌握牛顿第三定律，区分平衡力跟作用力与反作用力。过程与方法通过动手实验，锻炼观察、实验总结规律的能力，在具体受力分析中应用牛顿第三定律的能力。情感态度与价值观具有敢于实践，勇于创新的精神，体验物理世界普遍存在的对称美。教学方法：本节
21、主要采用的教学方法有谈话法、提问法、实验法、分组讨论法等。以教师为主导学生为主体的理念为指导，引导学生采用自主合作探究的方法。通过让学生分组实验探究在自主科学探究的过程中分工合作找出规律，掌握科学探究的方法，培养观察、实验能力。教学重点：探究作用力与反作用力之间的关系；理解牛顿第三定律。教学过程：环节一：新课导入老师演示三个实验，并提出问题。实验一用食指用力压另外一只手的手掌，看到食指弯曲。提出问题：手指弯曲的原因是什么?手掌发生什么变化?学生回答：手掌对食指有力的作用，手掌同时凹陷。老师总结：在这一个过程中，手指对手掌有力的作用，手掌对手指也有力的作用。实验二将两个条形磁铁固定在小车上，同名
22、磁极相对放置，松开手后，两个小车相互排斥。提出问题：A 小车向右运动，受到了 B 对它的斥力作用。同时 B 向左运动，受到什么力?学生回答：A 给 B 的斥力。老师总结：第二个实验是两个磁铁相互排斥的过程。实验三螺旋桨在空气的作用下。使遥控飞机飞行。老师提问：飞机起飞受到了什么力?螺旋桨对空气有无作用力?学生回答：飞机受到螺旋桨给的向上的力。老师让学生感受螺旋桨对飞机的作用力。总结：飞机起飞的过程中螺旋桨对空气有推力作用，反过来，空气对螺旋桨也有推力的作用。(设计意图：通过演示实验导入新课，激发学生的学习兴趣，培养学生观察归纳能力。)环节二：规律建立(1)作用力与反作用力的概念老师通过分析演示
23、的三个实验，结合同学谈论分析结论。得出结论：物体间的作用是相互的。提出作用力和反作用力的概念：一个物体如果对另一个物体施加了力的作用，同时后一个物体也对前一个物体有力的作用。在这一作用过程当中，我们把它们一个称为作用力，另一个称为反作用力。让学生举例分析作用力与反作用力：人打沙包：手对沙包有作用力，沙包对手也有力的作用。滑冰推人：手推他人，对他人有力的作用，他人对自己也有力的作用。(设计意图：引导学生分析生活中的实例，促进学生形成热爱生活的积极态度，提高分析问题、解决问题和归纳总结的能力)(2)作用力与反作用力的关系作用点老师利用三个演示实验，提出问题，让学生得出结论。问题 1：手指压手掌，手
24、掌对手指的力的作用在手指上，手指对手掌呢?学生回答：作用在手掌上。问题 2：A、B 互相排斥，A 对 B 的力作用在?B 对 A 的力作用在?学生回答：A 对 B 的力作用在 B 上，B 对 A 的力作用在 A 上。问题 3：空气对螺旋桨的推力作用在?螺旋桨对空气的推力呢?学生回答：空气对螺旋桨的推力作用在螺旋桨上，螺旋桨对空气的推力作用在空气上。学生总结：作用力和反作用力作用在两个物体上。老师补充：作用力和反作用力的作用点分别作用在两个物体上。方向老师利用三个演示实验继续提出问题，分析问题。问题 1：如何准确描述手掌和手指间的相互作用力的方向?学生回答：手指对手掌的压力，垂直于接触面指向手掌
25、；手掌对手指的压力，垂直于接触面指向手指。老师补充提问：这两个压力一左一右。空气对螺旋桨，螺旋桨对空气的力的方向一上一下。我们可以初步得到方向关系是?学生回答：方向相反。老师引导提问：如果作用力的方向改变了，反作用力的方向应该如何变化?学生思考。老师演示实验：改变实验二中一个磁极的方向，AB 的相互作用力的方向均改变。学生观察实验现象，进行思考。老师总结：作用力和反作用力的方向总是相反，其中的一个力方向改变，另一个力同时也跟着变。(设计意图：通过演示实验，吸引学生的注意力，激发学生的学习兴趣，培养学生观察实验、归纳总结的能力。)大小学生进行分组实验。猜想：两个力的大小相等。实验方案方案一：两个
26、弹簧测力计，沿着同一条直线的相反方向拉动。方案二：利用两个弹簧测力计，一边固定，然后拉动另一边。实验原理老师提问：A、B 受到的力的大小，应该反映在谁的示数上 ?A 受到的力的大小，应该反映在自身的示数上，同时 B 受到的力反映在 B 的示数上。拉力越大，形变量越大，示数越大。实验结果：大小相同。实验验证老师提问：我们测得的是静止时的情况，如果在运动的过程中，两个力的大小又有什么关系呢?老师利用传感器实时验证两个力在任意时刻的大小关系。记录实验数据，绘出曲线。得出结论：两个力的大小在任意时刻都相等，且两个力同时存在或消失。(设计意图：提高引导学生进行探究实验，提高学生猜想、设计、操作、验证实验
27、的能力、团结合作和沟通交流的能力以及分析问题解决问题的能力。)(3)牛顿第三定律由学生总结作用力和反作用力大小、方向、作用点的关系，得出牛顿第三定律：两个物体之间的作用力和反作用力总是大小相等，方向相反，作用在同一条直线上。这就是牛顿第三定律。环节三：规律的深化学生思考总结牛顿第三定律的表达式：F=-F教师对“一 ”进行强调，其表示方向相反。对比之前所学的平衡力、作用力与反作用力的异同点。相同点：作用力与反作用力和平衡力大小都相等、方向都相反。不同点，作用力和反作用力作用在两个物体上；平衡力作用在一个物体上；作用力和反作用力是相同性质的力，平衡力不一定是同种性质的力。老师提问，让学生深刻理解。问题 1：什么情况下，平衡力不一定是同一性质的力?学生举例：铁块受到向下的拉力和重力。一个力是拉力、一个力是重力，这两种力不是同一性质的力。问题 2：平衡力不一定同时产生，能不能举例说明?学生举例：当一个物体受到拉力和重力，当拉力消失的时候，重力仍然存在。环节四：规律的应用思考：鸡蛋碰石头，鸡蛋碎了，是因为石头给鸡蛋的力大吗?环节五：小结作业总结本节知识点，完成课后习题。1、2 题必做3、4 题选做。
