上半年中小学教师资格考试物理学科知识与教学能力试题初级中学答案及解析.docx
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上半年中小学教师资格考试物理学科知识与教学能力试题初级中学答案及解析
2018年上半年中小学教师资格考试
物理学科知识与教学能力试题（初级中学）参考答案及解析
一、单项选择题
1.【答案】A。
解析：
由于分子在永不停息地做无规则运动，抽掉玻璃板后，两个瓶子内的气体会混合在一起，最后颜色变得均匀。
这说明气体发生了扩散，该实验可以帮助学生学习扩散现象。
2.【答案】B。
解析：
由图2乙可知，人在a、c、d、e点时对传感器的压力分别为Fa=500N，
Fc=750N，Fd=1500N，Fe=650N。
开始时人处于平衡状态，人对传感器的压力是500N。
根据二力平衡可知，人所受重力也是500N，A项错误。
c点时Fc=750N>500N，故人处于超重状态，B项正确。
e点时Fe=650N>500N，故人处于超重状态，C项错误。
人在d点时的加速度
ad=Fd-G=1500N-500N=20m/s2，人在f点时的加速度af=G-0=500N=10m/s2，由此可知d
m50kg
点的加速度大于f点的加速度，D项错误。
3.【答案】A。
解析：
由万有引力提供向心力，有
m50kg
Mmv22
4π2，则加速度
G=ma=m
r2r
=mrw
=mr
T2
线速度a=
GM，线速度v=
r2
，角速度w=
，周期
T=2π
r3。
因为同步轨道卫星的轨
GM
vr21
道半径和中轨道卫星的轨道半径之比为3：
2，则根据有v=，有同=中==（）2，
vr3
223
v中r同3
r3
3
A项正确。
根据w=，有同=中=（）3=（）2，B项错误。
根据T=2π，有
r
v中同
Tr233
33GM
GMar224
同=（中）3=（）3=（）2，C项错误。
根据a=，同=中=（）2=
，D项错误。
2
同
T中r同32r2a中r39
4.【答案】B。
解析：
由于轮胎容积不变，轮胎里的气体发生等容变化。
根据题意知气体的状
态参量T1=（273+87）K=360K，T2=（273+27）K=300K，且Pl=3.6×l05Pa。
由查理定律p1=p2解得
P2=3.0×l05Pa。
T1T2
5.【答案】D。
解析：
开关S0闭合、S断开时，其等效电路图如图（a）。
此时，电路中的总
电阻则干路电流I=E。
电容C与R并联，根据串、并联规律可得，电容两端的电压U1=E。
开关S0
3t6
和S都闭合时，S上方的R短路，其等效电路图如图（b）。
此时，电路中总电阻R
=8R，则干路电
总3
流I=3E。
电容C、R与2R三者并联，根据串、并联规律可得，电容两端的电压U2=E。
根据电容的
8t4
定义式C=Q可知，Q1=CE，Q2=CE。
故Q1=2，故D项正确。
U64Q23
6.【答案】C。
解析：
由题意知尘埃带负电，且在电场力作用下向集尘极运动，可知尘埃所受的电场力向右，即电场方向向左，则a是直流高压电源的负极，A项错误。
因P点离放电极较近，所以P的场强大于M的场强，B项错误。
因电场方向向左，沿着电场线方向电势降低，所以M点的电势低于N点的电势，C项正确。
由EPM＞EMN及U=Ed可知，Upm>Umn，D项错误。
7.【答案】D。
解析：
由氢原子能级图可知，氢原子从n=3跃迁到n=2的能级时，辖射E3→2=
（-1.51+3.4）eV=1.89eV，辐射光的波长为656rnn。
当氢原子从n=2跃迁到n=1能级时，辐射能E2→1=
（-3.4+13.6）eV=10.2eV。
根据E=hc可知，辐射能大的波长小。
故氢原子从n=2跃迁到n=1的能级
h
时，辐射光的波长小于656mn，A项错误。
当氢原子从n=1跃迁到n=2的能级时，需要吸收的能量
为E1→2=10.2eV。
根据h=hc备，解得λ≈122nm，B项错误。
根据C3=3，可知一群处于n=3能级上的
E2
氢原子向低能级跃迁时最多产生3种谱线，C项错误。
因为氢原子的电子从n=2能级跃迁到n=3能级，吸收的能量必须与它从n=3能级跃迁到n=2能级放出的能量相等。
因此只能用波长为656nm的光照射，才能使氢原子从n=l能级跃迁到n=3能级，D项正确。
8.【答案】C。
解析：
当人射光的频率大于金属的极限频率时，才能发生光电效应。
由题意可知紫外线可以使锌板产生光电流，因此只要电磁波的频率大于紫外线的频率，锌板就能产生光电流。
根据电磁波图可知，只有γ射线的频率大于紫外线的频率，因而能使验电器指针张开的电磁波是γ射线。
故本题选C。
二、简答题
9.【参考答案】
现今物理教材的编写大多注重从学生的兴趣和经验出发，增加了许多反映生活，、科技的素材。
如课本中的“想想做做”“想想议议”“科学世界”“生活物理社会”“科学·技术·社会”“知识梳理”
“小结与评价”等。
合理运用这些教学资源的意义如下：
①能更好地将学科前沿知识、中华民族对科技的贡献及现代物理技术应用成就融入课堂教学中，
充实物理教学的内容，提高学生的科学素养和人文素养。
中华民族的传统文化博大精深，其中“天坛回音壁”就很好地展现了古代人民的智慧。
②能联系学生的现实生活，介绍一些有趣神奇的物理现象，充实课堂，从而激发学生的求知欲，实现教学资源的课内整合。
例如：
在学习“回声”的时候让学生阅读书中天坛回音壁的资料，使学生通过阅读的方式去学习。
这样既能深化所学知识，又能激发学生热爱科学、探索科学的热情，拓展学生的知识面，促进学生自主学习。
10.【参考答案】
利用该演示实验进行教学时应注意下列问题：
（1）选择合适的酒精灯和水。
选择酒精纯度较高、灯芯粗些、外露部分稍长的酒精灯，以防止由于火焰无力，温度上升过慢，而给观察带来不便。
选择温度较高的温水可以节约实验时间，一般温度为90℃的水为宜。
同时要避免使用沸腾过的水进行试验。
由于沸腾过的水，其空气含量较低，再次沸腾时，其内部和表面难以出现大量气泡，无法直观地呈现剧烈的沸腾现象。
（2）正确使用酒精灯。
利用酒精灯的外焰加热。
否则会导致酒精燃烧不充分，影响加热速度。
实验中应该准备一块湿抹布，以备酒精洒落灭火用。
（3）正确使用温度计。
温度计应悬垂入水中，让温度计的玻璃泡全部浸入水中，不要碰到烧杯底或烧杯壁。
否则会导致测定的温度不准。
读数时，温度计的玻璃泡要继续留在热水中，视线与温度计中液柱的上表面相平。
否则，会导致读出的温度不准。
（4）仪器的组装和调节要合理适中。
本实验器材较多，组装较难，实验中有一定的危险性。
在组装的过程中应该采用先下后上的组装原则。
实验中，要边加热边搅拌，增加热对流，减少水沸腾所需要的时间^玻璃杯杯口盖一张中心有孔的硬纸片，以减少热损失。
（5）选择合适的时间间隔进行记录。
一般以90℃初温度为宜，每隔1min记录一次温度，沸腾后持续5min即可。
（6）选择端走烧杯以停止给水加热。
若直接端走酒精灯，由于石棉网温度还是很高，短时间内水还是沸腾，会影响实验结果。
为此，可以改用端走烧杯以停止加热。
三、案例分析题
11.【参考答案】
（1）该习题旨在帮助学生掌握欧姆定律和焦耳定律这两个知识点。
欧姆定律：
在同一电路中，通过某段导体的电流跟这段导体两端的电压成正比，跟这段导体的电阻成反比。
焦耳定律：
电流通过导体产生的热量跟电流的二次方成正比，跟导体的电阻成正比，跟通电的时间成正比。
（2）正确解答：
U22
①由可知，灯泡正常发光时的电阻RL=L=（8㈸）=16fi。
PL4t
②当开关S扳到触点a时，小灯泡正常发光。
所以电源电压U=UL=8v。
当开关S扳到触点b时，
R与L串联，通过小灯泡的电流为0.4A。
由欧姆定律知，电路中的总电阻R
=U=8t
=2Ofi。
R=R
总-RL=20Ω-16Ω=4Ω
③由焦耳定律得Q=I2Rt=（0.4A）2×4Ω×100s=64J。
总IOt4A
答：
小灯泡正常发光时的电阻值是16Ω；R的阻值是4Ω；通电100s电阻R产生的热量是64J。
（3）教学片段：
师：
小强这次做题还是非常不错的。
对欧姆定律、焦耳定律还有电功率等公式的运用非常熟练，值得表扬。
你在解决这道题第二小问时的思路，能不能给老师说说？
生：
老师，第二问比较简单。
已知电路中的电流为0.4A，根据第一小问可以知道电源电压为8V，只需要带人欧姆定律公式就可以得到电阻RL为16Ω。
师：
你的反应非常快，看到电压和电流便能够想到应用欧姆定律解题。
可是我们仔细看第二问，电路中，要求的是哪个物理量？
生：
（再次读题）要求的物理量是及。
师：
当S扳到触点b时，此时电路中有几个电阻呢？
生：
啊！
老师电路里有两个电阻，一个是电阻R，另一个是小灯泡的电阻。
师：
那么，你之前的解题当中，根据欧姆定律R=8㈸=20Ω求出的是电阻是谁的电阻呢？
Ot4A
生：
求出的是总电阻。
要求的阻值，还需要用总电阻20Ω减去小灯泡的电阻16Ω，即可得到的电阻值为4Ω。
师：
你对基础知识的掌握非常不错，但是审题不够仔细。
下次做题一定要仔细，把每个量都在图中标出来。
生：
谢谢老师，我知道了。
由于第二问求解错误，第三问也出错了。
以后我一定会仔细审题。
12.【参考答案】
（1）该教师的教学行为有一些亮点及独特之处，但是其教学过程中也有不符合新课程标准所倡导的教学理念之处，具体评述如下。
优点：
在新课引入中，该教师用新旧知识联系的方式，以动能概念引出对势能概念的探究。
在实验过程中，教师引导学生动眼观察、动脑思考、动手操作并总结实验现象和规律。
同时，对学生的课堂表现也及时给予了评价。
教师从学生的物理前概念入手，引导学生展开探究，总结实验现象和规律，体现了提问的有效性和科学性。
在课堂最后，教师适时地进行了知识的总结和归纳，让学生更好地理解和掌握了知识点。
缺点：
①学生的实验环节，因缺乏教师监控，使实验流于形式。
'在实验之前，教师没有对实验及其规范做出必要的解释和强调，使学生对于实验内容的把握出现偏差。
实验过程中，教师没有巡视指导学生，给与学生必要的纠正和提示。
在对实验结果进行分析的过程中，教师没有引导学生进行深入的探讨，使学生缺乏思考和想象的空间。
这种教学行为违反了教学评价的反馈性和激励性原则，不利于提高学生学习水平和学习效果。
②教师的角色把握及学习氛围营造方面有所欠缺。
在课堂中，该教师对于学生遇到的问题直接给出答案。
这种“灌输式”的教学与新课改中强调的“教师不仅是学生学习的传授者，还是学生学习的组织者、引导者、合作者”这一要求相违背。
这种做法不利于学生由“学会”到“会学”的转变。
③课堂总结方面有待提高。
在对知识进行总结和归纳的过程中，教师直接给出答案，没有引导学生进行思考和必要的纠错。
这种做法不利于学生掌握和理解知识。
（2）教学方案：
学生演示：
木块静止在水平桌面上。
教师提问：
木块受到重力吗?
重力对木块做功吗？
怎样才能使重力对木块做功？
让学生认识到物体被举高而具有能量。
这种能量与重力有关，物理学中把它叫作重力势能。
教师让学生思考：
木块和铅球都被举高，它们具有的重力势能相同吗？
在此基础上，让学生思
考：
（1）重力势能可能与什么因素有关？
（2）实验时如何比较重力势能的大小？
（3）你应该采用什么实验方法来探究？
（4）设计出实验步骤，并进行实验。
学生实验后得出结论：
物体被举的高度相同时，质量越大的物体具有的重力势能越大。
物体的
质量相同时，被举得越高的物体具有的重力势能越大。
物体的重力势能与物体被举的高度和质量有关，被举的高度越大，质量越大，物体具有的重力势能就越大。
四、教学设计题
13.【参考答案】、
（1）该演示实验最适合“光的直线传播”这一知识点的教学。
该实验利用光的直线传播原理，即光在同种均匀介质中是沿直线传播。
当光照在不透明的物体（演示实验中的手）时，会在不透明物体背后形成一个黑暗区域，从而形成影子（实验中的手影）。
（2）教学片段：
师：
同学们听过“农夫与蛇”的故事吗？
生：
听过。
师：
今天，老师用另一种形式，和大家一起再次领略这个故事。
（播放手影戏：
农夫与蛇的故事。
通过手影戏中精彩绝伦的表演，向学生展示惟妙惟肖的蛇和农夫的形象，创设既生动又富有趣味性的课堂导入）
师：
视频中惟妙惟肖的蛇和农夫是哪位高超的“演员”呢？
生：
视频中的故事不是通过某位演员呈现的，而是通过手影呈现的。
师：
看来大家对于手影戏并不陌生。
那么，大家想不想尝试一些简单的手影形象呢？
比如：
老鹰、天鹅、孔雀、狗、山羊等。
生：
纷纷尝试各种手影形象。
（农夫与蛇的手影戏激发了学生尝试手影表演的兴趣。
此时，给学生创造自己动手的机会，让学生纷纷动起来，可以深化学习效果。
在此过程中，教师引导学生完成各种手影动作，并及时给予点评和引导，使课堂井然有序）
师：
同学们表演了很多有趣的动物形象，假以时日并勤加练习，相信同学们的手影技艺也会愈发精湛。
那么，大家知道手影形成的原因是什么吗？
能用物理知识进行解释吗？
生：
光照在不透明的物体上，在物体背后会形成黑暗的区域，说明光应该是沿直线传播的。
师：
是的，这个实验说明了光在空气中沿直线传播。
在我们的生活中还有很多这样的例子，大
家能够列举出来吗？
生：
雾天开车时，发现汽车前灯射出的光线是直的。
老师翻PPT的激光笔发出的光线也是直的。
师：
大家非常棒，这些现象都说明了在空气中光线是沿直线传播的。
那么，在水中光会沿直线
传播吗？
我们通过一个演示实验来验证吧。
（教师演示在盛水的玻璃槽内水槽滴几滴牛奶，用激光射到水中观察光在水中的传播路径）生：
在水中的光线也是直的。
师：
那大家能得出什么结论呢？
生：
光在水中也是沿直线传播的。
师：
是的，空气、水、玻璃等透明物质叫作介质，光在同种均匀介质中是沿直线传播的。
14.【参考答案】
（1）电流通过导体产生的热量跟电流的二次方成正比，跟导体的电阻成正比，跟通电时间成正比。
这个规律叫作焦耳定律。
（2）教学设计如下：
—、教学目标
1.知识与技能
①能通过实例，认识电流的热效应。
②能在实验的基础上得出电热的大小与电流、电阻和通电时间有关，知道焦耳定律。
③会用焦耳定律进行计算，能够利用焦耳定律解释生活中电热利用与防治。
2.过程与方法
体验科学探究过程，了解控制变量的物理方法，提高实验探究能力和思維能力。
3.情感态度与价值观
会解释生活中一些电热现象，通过学习电。
热的利用与防止，学会辩证地看待问题。
二、教学重难点
重点：
通过实验研究电热与电流、电阻和通电时间的关系，并确定研究方法及实验操作中各个环节应注意
的问题。
教学环节
教师活动
学生活动
设计意图
创设情景
引入新课
电流在电路中做功，可以将电能转化为其他形式的能，如电动机运转、电灯发光、电视机工作……
当这些用电器工作一段时间后，我们触摸它们的有关部位，会有什么感觉？
这是什么原因？
学生说出常见用电器工作过程中能量的转化。
电流通过导体时电能转化成内能
创造课堂情景，激发学生的兴趣和求知欲。
联系实际，引入新课
新课
教学
电流的热效应
投影：
电饭锅、取暖器、油灯、电炉丝、电烙铁
这些用电器工作时有什么共同特点？
导线和电炉丝串联，为什么电炉丝热得发红而导线并不很热？
说明什么？
一、提出问题
电流通过导体时产生热量的多少跟什么因素有关？
二、猜想与假设
学生总结：
这些用电器工作时都是把电能转化成内能。
（得出电流的热效应的概念）
电热的大小可能与导体的电阻有关。
学生结合生活实际进行猜想：
电流、电
压、电阻、通电时间……
学生举例证明猜想的合理性。
学生讨论：
实验时要控制电路中的电流相等，改变电阻，比较在相同时间内放出热量的多少。
可以通过加热相同物体，比较物体吸热
升温的多少
培养学生总结问题的能力。
由生活现象培养学生发现问题并提出问题的能力。
培养学生合理猜想，并分析猜想的合理
性。
学会排
难点：
对焦耳定律的理解及焦耳定律在实际生活中的应用。
三、教学过程
提示：
电热是电流通过电阻时产生的热量，电路中有电压但不一定有电流，所以电压对电流通过电阻产生热量的多少没有影响。
（排除电压这个物理量）电流通过导体产生热
量的多少与有关。
你能结合实例说出这三个因素对电热的影响吗？
三、设计实验
要研究电流通过电阻产生热量与电阻的关系，如何设计实验？
如何比较产生热量的多少？
四、进行实验展示实验装置1
观察本实验装置，思
考：
1.本装置可以用于研究电热与哪个因素的关系？
2.两电阻为什么要串
联？
3.如何比较电流通过电阻放出热量？
4.设计实验数据记录
学生活动
学生观察实验装置讨论得出：
1.本装置研究电热与电阻的关系。
2.电阻串联，可以使流过两根电阻丝的电流和通电时间相同。
3.通过左右两管液面的高度差来比较，液柱上升的越高，放出热量越多。
4.实验数据表格
学生根据实验数据，得出结论：
在电流和通电时间相同时，电阻越大，电流通过电阻产生的热量越多。
学生观察实验装置讨论得出：
1.本装置研究电热与电流的关系。
2.使右边容器中的电阻丝中的电流与左边容器中的电阻丝不等（左边电流大于右边电流）
3.通过左右两管液面的高度差来比较，液柱上升得越高，放出的热量越多。
4.实验数据表格
学生根据实验数据，得出结论：
在电阻和通电时间相同时，电流越大，电流通过电阻产生的热量越多。
学生总结以上两个实验：
电流通过电阻产生热量的多少与电流、
除不合理猜想。
培养学生利用控制变量的方法来设计实验。
通过分析实验装置的合理性来培养学生的设计实验的能力。
培养学生利用转换
阻值/Ω
5
10
电流I/A
产生热量（多或
少）
阻值/Ω
电流I/A
产生热量（多或
少）
表格
电路接通，进行实验，观察U形管中液柱的上升情况，把实验结果填入表格中。
分析实验数据，可以得到什么结论？
展示实验装置2
1.本装置可以用于研究电热与哪个因素的关系？
2.右边电阻丝上为什么要再并联一根电阻丝？
3.如何比较电流通过电阻放出热量？
4.设计实验数据记录
表格
电路接通，进行实验，观察U形管中液柱的上升情况，把实验结果填入表格中。
分析实验数据，可以得到什么结论？
对于某一个电阻，在电流一定时，通电时间越长，电流通过电阻产生热量越多。
这个结论通过刚才的实
验可以看出，某一根电阻丝
电阻和通电时间都有关，电流越大、电阻越大、通电时间越长，电流通过电阻产生的热量越多
了解焦耳在电热上的成就。
学生了解焦耳定律的内容，记住公式。
学生快速的计算本题中的电热。
Q=Q=I2Rt=（4.55A）2×48.4Ω×600s=6×l05J
学生结合欧姆定律进行计算
R=U=220V=32.3ΩI6.8A
Q=I2Rt=（6.8）2⨯32.3Ω⨯600s=9⨯10
的方法把不易观察的量转换为易观察的现象。
培养学生设计数据记录表格、分析实验、总结实验、描述实验结论的能力。
培养学生对实验数据综合分析能力
培养学生的人文精神、学习科学家的实事求是的精神。
利用焦
通电时间越长，液柱上升越高，说明放出热量越多。
五、分析论证，得出结
论
对以上两个实验进行总结，电流通过电阻产生热量多少与电流、电阻和通电时间的关系
教学焦耳定律
介绍科学家焦耳。
英国科学家焦耳做了大量实验，并于1840年最先精确地确定了电流产生的热量跟电流、电阻和通电时间的关系，即焦耳定律。
电流通过导体产生的
热量跟电流的二次方成正比，跟电阻成正比，跟通电时间成正比。
如果热量用Q表示，电流用I表示，电阻用R表示，时间用t表示，则焦耳定律为Q=I2Rt。
例题：
一电热水器电阻丝的阻值为48.4Ω，正常工作时的电流为4.55A，工作
10min放出的热量为多少？
练习：
一取暖器接在家庭电路中，正常工作时的电流为
6.8A，工作10min放出的热
量是多少？
耳定律进行简单计算，培养学生利用公式解决实际问题的能力
电功与电热
学生计算电流做的电功（电能）
加强知
上题中已知电压、电流和通电时间，可以计算出取暖器消耗的电能，那么取暖器消耗的电能与电热之间有什么关系呢？
通过计算我们发现电流做功与产生的电热相等，那么用电器在工作时，电功与电热间有什么关系呢？
当电流做的功全部转化为内能时：
由于W=UIt，U=IRQ=W=I2Rt
电吹风工作时，消耗了
1000J的电能，电流在电阻线上产生热量等于1000J吗?
电功与电热的联系与
区别
1.纯电阻电路中W=Q
2.非纯电阻电路中W
＞Q
电热Q=I2Rt
W=UIt=220V×6.8A×600s=9×l05J学生讨
论：
在前面的计算过程中利用了欧姆定律，它只能用在纯电阻电路中，用电器工作时把电能全部转化为内能。
不是的，电吹风工作时把电能转化为内能，还有一部分转化为动能。
它不是一个纯电阻。
电功大于电热
识的联系，培养学生系统学习的能力。
培养利用物理知识解决实际问题的能力。
培养学生合作学习的能力、团队精神和交往能力
利用焦耳定律解释现
象
讨论：
电炉通过导线接到电路中，导线和电炉丝串联，为什么电炉丝热得发红而导线并不是很热？
想想议议：
额定电压相同的灯泡，额定功率越大，
电阻越小，正常工作时单位
学生讨论：
电线与电炉丝串联，电流相等，根据焦耳定律，导线的电阻比电炉丝小的多，相同时间内放出热量也少。
学生讨论：
这两种情况下有不同的变量，前者是在电压一定时，电阻越小，电流越大，电热与电流是平方的关系，所以电流对电热影响较
大。
后者的前提是在电流一定时，电阻越大，
培养学生对知识的应用能力，合作学习的能力、团队精神和交往能力。
利用控制变量的
方法来分析
时间内产生的热量越多。
可是按照焦耳定律，电阻越大，单位时间内产生的热量越多。
二者似乎有矛盾，这是怎么回事？
电热越多
问题。
通过辨析加强对焦耳定律的理解
总结
回忆本节课内容
1.电流的热效应与哪些因素有关？
2.焦耳定律。
3.电功与电热的关系
梳理本节课知识内容，学生根据问
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