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 9及答案与解析一、单项选择题1 质量为 m 的钢球自高处落下，以速率 v1 碰地，竖直向上弹回，碰撞时间极短，离地的速率为 v2。在碰撞过程中，地面对钢球的冲量方向和大小为( )。（A）向下，m(v 1v 2)（B）向下，m(v 1+v2)（C）向上，m(v 1v 2)（D）向上，m(v 1+v2)2 氢原子在某三个相邻能级之间跃迁时，可发出三种不同波长的辐射光，已知其中的两个波长分别为 1 和 2，且 12，则另一个波长可能是 ( )。（A） 1+2（B） 12（C） 12（D）3 在双缝干涉实验中，某同学用黄光作为入射光，为了增大
2、干涉条纹的间距，该同学可以采用的方法有( ) 。（A）改用红光作为入射光，增大双缝到屏的距离（B）改用蓝光作为入射光，增大双缝到屏的距离（C）改用红光作为入射光，减小双缝到屏的距离（D）改用蓝光作为入射光，减小双缝到屏的距离4 AB 连线是某电场中的一条电场线，一正电荷从 A 点处自由释放，电荷仅在电场力作用下沿电场线从 A 点到 B 点运动过程中的速度图象如图所示，比较 A，B 两点电势 的高低和场强 E 的大小，下列说法中正确的是 ( )。（A） AB，E AEB（B） AB，E AB（C） AB，E AEB（D） AB，E AB5 如图所示，E 为内阻不能忽略的电池，R 1、R 2、R
3、3 为定值电阻，S 0、S 为开关，V 与 A 分别为电压表与电流表，初始时 S0 与 S 均闭合，现将 S 断开，则( )。（A）V 的读数变大，A 的读数变小（B） V 的读数变大，A 的读数变大（C） V 的读数变小，A 的读数变小（D）V 的读数变小，A 的读数变大6 对理想气体系统来说，在下列过程中，哪个过程系统所吸收的热量、内能的增加和对外做的功三者均为负值?( )（A）等体降压过程（B）等温膨胀过程（C）绝热膨胀过程（D）等压压缩过程7 用如图所示的实验装置研究电磁感应现象。当有电流从电流表的正极流入时，指针向右偏转。下列说法正确的是( )。（A）当把磁铁 N 极向下插入线圈时，
4、电流表指针向左偏转（B）保持磁铁在线圈中静止，电流表指针偏转角不变（C）磁铁插入线圈后，将磁铁和线圈一起以同一速度向上运动，电流表指针向左偏转（D）当把磁铁 N 极从线圈中拔出时，电流表指针向左偏转8 科学探究的七要素是指：提出问题、猜想与假设、制定计划与设计实验、进行实验与收集证据、分析与论证、评估、交流与合作。其中“评估” 能力的基本要求有六点，下列叙述中属于这六点之一的是( )。（A）能书面或口头表述这些问题（B）能通过公共信息资源收集资料（C）尝试改革探究方案（D）有团队精神二、简答题9 如图所示，质量为 m 的物体 A 通过不可伸长的绳，跨过定滑轮与水平轻质弹簧(劲度系数为 k)相连
5、。当弹簧为自然长度时，将 A 从静止释放，求 A 下落任意距离x 时的加速度及速度值(设绳和滑轮质量不计，轮轴无摩擦)。三、案例分析题9 某教师为了了解学生对电路、安培力、左手定则等知识的综合掌握与运用情况，设计了若干检测题，其中一题如下。检测结果不少学生选择了 C 选项。在图示的电路中，每节电池均相同，当电键 s 分别置于 a、b 两处时，若导线 MM+与 NN+之间的安培力的大小为 fa、f b，则可判断这两段导线( )。 A.相互吸引，fafbB.相互排斥，fafbC.相互吸引，fa10 分析学生答题错误可能是由哪些原因造成的?(答出 2 个即可)11 针对其中由物理知识方面导致的错误，
6、创设一个问题情境，用于帮助学生学习。11 下面是某位老师讲授“功的表达式” 的教学片断。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，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 F 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
7、?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：12 对上述教学片断进行评析。13 针对教学片断存在的问题，设计教学片断让学生掌握功的表达式。四、教学设计题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“ 胡克定律” 的内容标准为：“知道常见的形变，通过实验了解物体的弹性，知道胡克定律。”材料二某版高中物理教材为“胡克定律” 设计了如下实验。当弹簧测力
8、计挂钩下面没有砝码时，弹簧处于自由状态，指针指向零刻度。实验中，分别在挂钩下面挂上不同质量的砝码，同时测出指针向下移动的距离。整套装置垂直地面，保证砝码受弹力方向和重力方向平行。以形变量 x 为横坐标，重力 mg 为纵坐标，把表格中的数据绘制到坐标系上，然后连接这些分散的点，使大多数点落在直线上。材料三教学对象为高中一年级学生，学生已经学习了牛顿第一定律，掌握了物体受合外力静止的条件以及知道重力加速度 g 的大小。14 简述胡克定律的适用条件。15 结合所给材料，完成“理想弹簧形变量与合外力的关系” 的教学设计，其中包括教学目标、教学方法、教学过程。(不少于 300 字)中学教师资格认定考试（
9、高级物理学科知识与教学能力）模拟试卷 9答案与解析一、单项选择题1 【正确答案】 D2 【正确答案】 D【试题解析】 氢原子在能级间跃迁时，发出的光子的能量与能级差相等。如果这三个相邻能级分别为 1、2、3 能级，E 3E2E1，且能级差满足 E2E1E2 一E1E3E 2，根据 ，得可以产生的光子波长由小到大分别为：，这三种波长满足两种关系 ，变形可知D 是正确的。故选 D。3 【正确答案】 A【试题解析】 根据 ，红光比黄光波长大，增大双缝到屏的距离即增大 L，均可使干涉条纹的间距增大。故选 A。4 【正确答案】 A5 【正确答案】 B【试题解析】 S 断开时，外电路的电阻增大，则路端电压
10、 U 增大，电压表的示数增大；总电流 I 减小，R 1 的电压 U1=IR1 减小，R 3 的电压 U3=UU 1 增大，流过的电流， 增大，电流表的示数增大，选项 B 正确。6 【正确答案】 D【试题解析】 因为是等压压缩，所以肯定是因为外界温度下降而体积压缩的。所以放热，内能减小，对外减压。7 【正确答案】 A【试题解析】 当把磁铁 N 极向下插入线圈时，穿过线圈的磁场方向向下，磁通量增加，感应电流从负极流入，电流表指针向左偏，故 A 正确。保持磁铁在线圈中静止，穿过线圈的磁通量不变，不产生感应电流，电流表指针不发生偏转，故 B错误；磁铁插入线圈后，将磁铁和线圈一起以同一速度向上运动，穿过
11、线圈的磁通量不变，不产生感应电流，故 C 错误；当把磁铁 N 极从线圈中拔出时，穿过线圈的磁场方向向下，磁通量减小，由楞次定律可知感应电流从正极流入，电流表指针向右偏转，故 D 错误。8 【正确答案】 C二、简答题9 【正确答案】 取物体 A 为研究对象，物体 A 受重力 mg，拉力 T，物体 A 运动到任一位置 x 处的张力为 T=kx。物体 A 做加速直线运动，根据牛顿第二定律列出方程 mg 一 T=mgkx=ma，即 根据加速度的定义有 分离变量可得 两端积分可得 解得三、案例分析题10 【正确答案】 错误的原因大致有三：其一是对平行通电导体在磁场中受安培力的原理以及用左手定则的判断方法
12、没有很好的理解和掌握；其二是没有进行正确的动态电路分析所致；其三是按照电荷之间相互作用规律进行判断。11 【正确答案】 老师：初中时我们学习了电荷之间的相互作用规律，请同学们回忆一下是怎样一种规律?学生 1：同种电荷相互排斥，异种电荷相互吸引。老师：回答的很好，电荷间相互作用遵循是这样的规律。而对于两个相互平行的直导线，当通有同方向电流或反方向的电流时，两导线之间相互作用是否也会是“通同方向电流时互相排斥，通反方向电流时互相吸引”呢?学生 2：我猜想也是同样的，同向电流相互排斥，异向电流相互吸引。学生 3：我猜想是跟学生 2 的结论完全相反。老师：同学们的猜想无外乎就是这两种情况，到底是怎样的
13、规律?请看下面的演示实验。(老师边演示边提出问题请同学们进行思考)老师：同学们先对电路图进行分析，当开关 S 置于 a 处时与置于 b 处时，电路有什么不同?学生 4：开关接 a 时通过导线的电流要小于接 b 时的电流，因为连接的电池个数不同。学生 5：无论开关接 a 还是接 b，两导线通过的电流方向都是反方向的。老师：同学们分析的很好，两导线通有反方向的电流是如何相互作用的呢?接下来我们一起观察实验现象(进行演示实验)全体学生：哦。居然是排斥的。老师：大家讨论一下为什么两导线相互排斥?学生 6：我认为是导线 1 电流产生的磁场对导线 2 产生了作用，同样导线 2 电流产生的磁场对导线 1 产
14、生了作用。两导线是因为受到安培力作用而相互排斥的。老师：是这样的，同学们接着思考如何判断两导线所受安培力的方向啊?学生 7：利用安培定则可以判断导线 1 产生的磁场方向，再用左手定则可判断导线2 在导线 1 的磁场中所受到的安培力的方向；用同样的方法可以判断导线 2 电流产生的磁场对导线 1 的作用情况。所以判定出通反方向电流的两导线间相互排斥。老师：学生 6 和学生 7 分析的非常正确，请大家根据刚才学生 6 和学生 7 的回答继续思考：若两导线通有同方向电流会是怎样的情况啊?(全体学生按照思路自然顺畅的得出正确的结论)12 【正确答案】 此教师没有真正发挥教师的主导作用，没有设计具有思考性
15、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，在此处提出正功和负功不符合教学内容的科学性安排。没有体现讲授和发现知识相结合的教学理念。13 【正确答案】 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的移动的距离。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 ?怎样计算这些功呢?本节课我们来继
16、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：那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：那么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 分解到力的方向上得到同样的结果吗? 同学们亲自动手做
17、一下。生： 四、教学设计题14 【正确答案】 胡克定律是对生活中弹性形变中外力与形变量关系的近似，真实世界中，很少有完全满足胡克定律的客体。更深入的研究表明，物体形变量与外力在微小形变量范围内有一次函数关系，超出这个范围，他们之间的函数关系往往是二次，甚至是高次方。15 【正确答案】 一、教学目标 1知识与技能(1)掌握胡克定律的表达形式，和适用范围。(2)理解物体受力平衡的条件。(3) 了解理想模型在物理学中的意义。2过程与方法通过学生自己动手实验，运用物理学原理，最后得出数据、分析数据，总结实验结果使学生的动手能力、观察能力、抽象思维能力和数据分析能力得到提高。3情感态度与价值观通过多次实
18、验，对实验数据进行归纳分类，得出规律。培养理论联系实际的精神。二、教学方法实验法、探究式教学方法、讨论法。三、教学过程 1新课导入上课开始，教师提到，我们已经学过力的合成，而且知道弹力是一种效果力，通常是压力与拉力的反作用力。那么同学们认为，物体发生形变是产生弹力的必要条件吗? 同学们议论纷纷，生 1 说：“ 有的物体产生弹力会发生形变，有的不会。“师：“说说看，产生弹力，而没有形变的例子。”生 1：“ 手掌按压桌子，手受力肌肉会变软，桌子却没有变化。”教师没有直接对学生的观点进行否定，而是说，这节课我们准备用一种可以明显显示形变的装置一弹簧测力计来验证胡克定律。2新课教学(1)学生在初中阶段
19、已学习过利用天平称量物体的质量，本实验为节省时间，提高效率，直接用质量固定的若干个砝码来产生弹簧需要的拉力。实验开始，随机选一学生辅助老师，该生左手提起弹簧测力计使其竖直、稳定、没有摆动。教师在旁边提问，弹簧测力计静止时，尾端指针对应的数值是多少?有同学说零，也有同学说零点一等等。老师提醒大家，读数时该注意什么，学生明白了目光应平视指针。最后，老师略微调整了下弹簧指针，使初始位置正对零刻度。(2)实验继续，老师取出镊子夹住一块质量为 m1 的砝码，放在挂钩下面，利用刚才的读数方法，测出弹簧的指针对应的位置。(3)如此继续多次，分别准确记录砝码的质量以及对应的弹簧形变量，最后统一填入如题目中所示
20、的表格中。利用方格纸，以形变量 x 为横坐标，重力，mg 为纵坐标，把表格中的数据绘制到坐标系上，然后连接这些分散的点，使大多数点落在直线上。让学生观察描成的直线，能否满足使大多数的点落在此直线上。如果可以，说明什么问题，得出什么结论。结论：弹簧所受的弹力与其形变量成正比关系，同时算出了此弹簧的劲度系数。验证了胡克定律。 3巩固提高与学生探讨，如果弹簧是受到压力发生形变，其形变量与压力的关系是怎样?4小结作业老师提问，学生回答。总结这节课的要点以及结论。讨论与交流：砝码的重量可以一直增加下去吗?如果模拟的直线不通过坐标原点说明什么问题? 两根劲度系数不同的弹簧串起来用，还满足胡克定律吗?如果满足，其劲度系数等于多少?
