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 46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）响度实验（B）共鸣实验（C）真空不能传播声音（D）多普勒效应2 由两种单色光 P、Q 组成的细光束，自 A 点沿半径方向射入两种不同材料做成的外形相同的半圆形透明体、，在圆心 D 点发生反射与折射现象，如图所示，则( )。（A）对同一色光，介质的折射率小于介质的折射率（B）在同一均匀介质中单色光 P 的传播速度小于单色光 Q（C）若入射光由 A 缓慢向 B 转动，仍保持沿半径方向射到 O 点，单色光 P 比单色光
2、 Q 先发生全反射（D）在相同条件下做双缝干涉实验，单色光 P 相邻条纹间距比单色光 Q 大3 某电场的电场线和等势面如图所示，图中实线表示电场线，虚线表示等势线，过a、b 两等势面的电势分别为 Ua=50 V，U b=20 V，那么 ab 连线中点 c 的电势 Uc 的值为( )。（A）等于 35 V（B）大于 35 V（C）小于 35 V（D）等于 15 V4 如图所示是健身用的“ 跑步机 ”示意图，质量为 m 的运动员踩在与水平面成 角的静止皮带上，运动员用力蹬皮带，皮带运动过程中受到的阻力恒为 f，若使皮带以速度 v 匀速向后运动，在运动过程中，下列说法中正确的是( )。（A）人脚对皮
3、带的摩擦力方向与皮带运动方向相反（B）人对皮带做功为 mv2（C）人对皮带不做功（D）人对皮带做功的功率为 fv5 足球的容积为 V，足球内已有的气体与外界大气的温度相同，压强等于大气压强p0，现再从球外取体积为V 的空气充入球内，使足球内的压强增大到 p，设足球容积保持不变，充气过程气体温度不变，则V 为( )。6 放射性同位素钍 232 经 、 衰变会生成氡，其衰变方程为90232Th 86220Rn+x+y，则 x、y 的值正确的是( )。（A）x=2，y=3（B） x=1，y=3（C） x=3，y=2（D）x=3，y=17 某质点在做匀加速直线运动，加速度为 a，在时间 t 内速度变为
4、原来的 3 倍，则该质点在时间 t 内的位移为( )。（A） at2（B） at2（C） at2（D）2at 28 科学研究中经常利用磁场来改变带电粒子的运动状态。现有两个速率相同的质子分别在磁感应强度大小为 B2、B 2 的匀强磁场中做匀速圆周运动。已知 B1=2B2，下列说法正确的是( ) 。（A）两质子所受洛伦兹力大小之比 f1：f 2=1：2（B）两质子加速度的大小之比 a1：a 2=2：1（C）两质子运动的轨道半径之比 r1：r 2=1：1（D）两质子运动的角速度之比 1： 2=1：1二、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
5、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10 案例： 下面为一道物理试题和某学生的解答过程。 题目：有一个直流电动机，把它接入 02 V 电压的电路时，电动机不转，测得流过电动机的电流是 04 A ：若把电动机接入 20 V 电压的电路中，电动机正常工作，工作电流是 10A 。求电动机正常工作时的输出功率是多少?如果在电动机正常工作时，转子突然被卡住，电动机的发热功率是多少? 解：电动机不转时可以计算出电动机的内阻，有电动机正常工作时，输出功率 P 输 =P 总 -P 损 =P 总 -I2
6、r=2V1A-(1A)205=15 W。被卡住时发热功率 P 热 =P 损 =I2r=(1A)205=05 W 。 问题： (1)指出此道试题检测了学生所学哪些知识点。 (2)分析错误原因并给出正确解题过程。 (3)针对学生解题过程中存在问题，设计一个教学片段，帮助学生解决此类问题。11 案例： 下面是某位老师讲授“功的表达式” 的教学片段。 师：初中我们学过做功的两个要素是什么? 生：一是作用在物体上的力，二是物体在力的方向上移动的距离。 师：在高中，我们把一个物体受到力的作用，且在力的方向上移动了一段位移，这时我们就说这个力对物体做了功。 生：恩，为什么要引入位移这个概念呢? 师：这很简单
7、，位移有方向性，就有了正功和负功之分。现在我们来看问题一：物体 m 在水平力，的作用下水平向前行驶的位移为 s，求力 F 对物体所做的功。生：根据功的定义，这时功等于力跟物体在力的方向上移动的距离的乘积，W=Fs。师：问题二：如果力的方向与物体的运动方向成 角呢?同学们要注意力和位移都是矢量可以分解。 生：把力分解成和位移方向相同的一个分量，就可以用定义求了，做的功是W=Fscos。 师：对，这就是我们所说的功的表达式 W=Fscos，就是力 F 对物体所做的功等于力的大小、位移的大小、力和位移夹角的余弦这三者的乘积。 问题：(1)对上述教学片段进行评析。 (2) 针对教学片段存在的问题，设计
8、教学片段让学生掌握功的表达式。四、教学设计题12 阅读材料，根据要求完成下列任务。 材料：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761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 762，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
9、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：(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片段，帮助学生理解与该现象相关的物理知识。13 阅读材料，根据要求完成教学设计。 材料一普通高中物理课程标准(实验)关于“楞次定律 ”的内容要求是 “通过实验探究理解楞次定律的内容。” 材料二高中物理某版教科书：“ 楞次定律 ”一节关于“磁通量变化与感应电流的关系”的实验内容如下。 材料三教学对象为高中二年级学生，已学过感应电流的产生等知识。任务：(1)简述楞次定律的内容。(2)根据上述材料，完成“ 楞次定律” 的学习内容的教学设计，设计要求包括：教学目标、教学
10、重点、教学过程(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 46答案与解析一、单项选择题1 【正确答案】 D【试题解析】 多普勒效应指的是物体辐射的波长因为波源和观测者的相对运动而产生变化。题干中的装置是观察声波和观测者相对运动的实验装置。2 【正确答案】 D【试题解析】 入射光线由介质射入介质时，入射角小于折射角，则介质是光密介质，介质是光疏介质，即介质的折射率大于介质的折射率，A 项错误。由折射光线的偏折角度，可知 P 的折射率小于 Q 的折射率。由 得到同一均匀介质中 P 的传播速度大于 Q，B 项错误。由
11、 知 Q 的临界角小于 P，即 Q 先发生全反射，C 项错误。双缝干涉条纹间距 ，P 的波长大于 Q，故单色光P 相邻条纹间距比单色光 Q 大，D 项正确。3 【正确答案】 C【试题解析】 电场线越密场强越大，所以 ac 间的平均场强大于 bc 间的平均场强，由 U=Ed 尉可知 Uac 较大， ，U ac=a-c，故 c 点电势小于 35V，C 项正确。4 【正确答案】 D【试题解析】 人在跑步机上运动时，脚和跑步机之间未打滑，受到静摩擦力。脚受到向左的摩擦力，皮带受到向右的摩擦力作用，向右的摩擦力是皮带运动的动力，人脚对皮带的摩擦力方向与皮带的运动方向相同A 项错误。因为皮带的质量和摩擦生
12、热等情况未知，不能求人对皮带做的功，故人对皮带做功并不等于 ，B项错误。皮带以速度 v 运动是人做功的结果，人不做功，皮带就不运动，C 项错误。运动过程中受到的阻力恒为 f，使皮带以速度 v 匀速运动，人对皮带做功的功率等于阻力的功率，即人对皮带做功的功率为 fv，D 项正确。5 【正确答案】 B【试题解析】 气体做等温变化，设充入V 的气体，根据玻意耳定律可知：p0V+p0V=pV。所以 V= ，B 项正确。6 【正确答案】 C【试题解析】 衰变要产生 粒子 24He，故原子核经过一次 衰变，电荷数减小2，质量数减小 4， 衰变要产生电子 -10e，故一次 衰变电荷数增加 1，质量数不变。根
13、据核反应过程中质量数、核电荷数守恒，有 90=86+2x-y，232=220+4x，则x=3，y=2。7 【正确答案】 B【试题解析】 设质点的初速度为 v0，t 时间后，末速度为 3v0，则有 3v0-v0=at，。质点的位移为 x= =2v0t=atv,B 项正确。8 【正确答案】 B【试题解析】 洛伦兹力 f=qBv，因为两质子带电量 q 和速率 v 都相同，则f1：f 2=B1：B 2=2：1，A 项错误。向心加速度 ，两质子质量 m 相同，则a1：a 2=f1：f 2=2：1，B 项正确。做匀速圆周运动的质子轨迹半径 ，两质子带电量 q、速率 v 和质量 m 都相同，则 ，C 项错误
14、。做匀速圆周运动的角速度 ，两质子的速率 v 相同，则 1： 2=r2：r 1=2：1，D 项错误。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=mg-qvB，地面对 m 向左的滑动摩擦力f=(mg-qvB)。 水平方向上的合外力 F 合 =qE-(mgqvB)。 根据牛顿第二定律列出，对两边进行不定积分，解出 ，C 为不定积分常数。代入初始条件 v t=0=0，解得三、案例分析题10 【正确答案】 (1)知识点：纯电阻电路与非纯电阻电路的区别，以及电功率、热功率的计算。 (2)错误原因：电动机正常
15、工作时，转子突然被卡住，相当于南非纯电阻电路变成了纯电阻电路，此时回路中的电流不再是 10 A ，故不能再用 P 热=P 损 =I2r 来计算发热功率。 正确解答过程： 解：电动机不转时可以计算出电动机内阻。 有 电动机正常工作时，输出功率为 P 输 =P 总 一 P 损 =P 总一 I2r=2V1 A 一(1A) 205=1 5 W 被卡住时，只有内阻消耗电压，故发热功率为 (3)教学片段： 师：对于一个纯电阻电路而言，电功率和热功率是相等的，这是为什么? 生：因为只有电阻消耗电能。 师：那么，对于一个非纯电阻电路而言，电功率和热功率还相等吗? 生 A：相等。 生 B：不相等。 师：我听见有
16、两种答案，看来大家还不是特别清楚。大家还记得什么是非纯电阻电路吗?生：电路中不仅有内阻发热消耗电能，还要对外做功消耗电能。 师：没错，非纯电阻电路中，电能消耗由两部分组成，一部分是发热，还有一部分是对外做功。发热对应热功率，对外做功对应输出功率，电能消耗对应总功率。所以它们三者的关系是 P 总 =P 输 +P 损 。如果，限制非纯电阻电路对外做功。此时谁会消耗电能呢?消耗多少? 生：只有内阻消耗电能，而且全部消耗。 师：非常正确，所以对于一个非纯电阻电路而言，如果对外做功，则电功率等于热功率；如果不对外做功。则电路相当于纯电阻电路，电功率等于热功率。11 【正确答案】 (1)该教师没有真正发挥
17、教师的主导作用，没有设计具有思考性的问题调动学生的积极性。而是直接把问题答案呈现给学生，教师在此处提出正功和负功不符合教学内容安排的科学性，没有体现讲授和发现知识相结合的教学理念。 (2)师：初中我们学过做功的两个要素是什么? 生：一是作用在物体上的力，二是物体在力的方向上移动的距离。 师：那么在高中，我们把一个物体受到力的作用，且在力的方向上移动了一段位移，这时我们就说这个力对物体做了功。 生：为什么要引入位移这个概念呢? 师：位移具有方向性，在初中学习功的概念时，强调物体运动方向和力的方向的一致性，如果力的方向与物体的运动方向不一致呢?相反呢?力对物体做不做功 ?若做了功，又做了多少功 ?
18、怎样计算这些功呢?本节课我们来继续学习有关功的知识，在初中的基础上进行扩展。 生：所以要注意力的方向和物体运动方向不一致的情况。师：对，如果力的方向与物体的运动方向一致，应该如何计算这个力的功? 生：按照功的定义可计算出 W=Fs。 师：如果力的方向和物体的运动方向垂直呢? 生：在力的方向上没有发生位移，功为 0。 师：那么问题来了，如果力的方向和物体的运动方向成某一个角度，应如何计算这个力的功呢? 师：我们先来复习一下矢量的合成和分解，再考虑如何解决这个问题。 生：可以把力 F 分解到位移方向上，F 1=Fcos，那么 W=Fscos。 师：很好，同学们思考一下，能把位移 s 分解到力的方向
19、上得到同样的结果吗 ?同学们亲自动手做一下。 生：四、教学设计题12 【正确答案】 (1)可用于探究力对物体做的功与速度大小的关系。 (2)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
20、，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，我们可以用形来表示。 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：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
21、 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：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
22、。 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，得到什么图像呢? 生：图像是抛物线。 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
23、。13 【正确答案】 (1)楞次定律：感应电流的磁场总要阻碍引起感应电流的磁通量的变化。(2)楞次定律 教学设计：【教学目标】知识与技能：理解楞次定律的内容及实质。能运用楞次定律判断感应电流的方向，解答有关问题。过程与方法：体验楞次定律实验探究过程。 形成对物理现象的观察能力和对实验数据的分析、归纳、概括、表述能力。情感态度与价值观：感受科学家对规律的研究过程，学习他们对工作严肃认真不怕困难的科学态度。学会欣赏楞次定律的简洁美。【教学重难点】重点：引导学生分析实验数据，发现以感应电流的磁场作为“中介 ”来确定感应电流的方向。 理解楞次定律的内容及实质。难点：引导学生分析实验数据，发现以感应电流的磁场作为“中介” 来确定感应电流的方向。理解楞次定律的内容及实质。【教学过程】
