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(高级中学)试卷真题及答案Word格式.docx

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6．如图5所示，墙上有两点M和N分别钉有两铁钉，M和N的连线与水平方向的夹角为45°

，两者的高度差为l。

一条不可伸长的轻质细绳一端固定于M点的铁钉上，另一端跨过N点的光滑铁钉悬挂一质量为m1的重物，在绳上距M点的P点系上一质量为m2的重物，平衡后绳的MP段正好水平。

那么为〔〕。

A．

C．2

7．如图6所示，纸平面内两个半径均为R的半圆相切于O点，半圆形区域内分別存在垂直纸面的匀强磁场，磁感应强度大小相等、方向相反，一长为2R的导体杆OA绕过O点且垂直于纸面的轴顺时针匀速旋转，t=0时，OA恰好位于两半圆的公切线上。

假设选取从O指向A的方向为电动势的正方向，以下描述导体杆中感应电动势随时间t变化的图象正确的选项是〔〕。

8．?

普通高中物理课程标准〔实验〕?

规定，高中物理课程由12个模块组成，有必修和选修模块，其中选修1-1模块物理学科知识的主体为〔〕。

A．电磁学 B．热学 C．力学 D．光学

二、计算题〔本大题1小题，20分〕

9．如图7所示，在半径=0.10m的区域内有均匀分布的磁场B，其方向垂直纸面向外，假设该磁场B的大小以=10T/s的匀速率增加。

〔1〕求半径r=0.04m的导体圆环中的感应电动势及P点处电场强度的大小。

〔10分〕

〔2〕图8中的，oa=ob=0.04m，求等腰梯形导线框abcd中的感应电动势，并指出感应电流的方向。

三、案例分析题〔本大题共2小题，第10题20分，第11题30分，共50分〕

阅读案例，并答复以下问题。

10．案例：

某教师为了检测学生对电场力做功、电势差等知识的掌握情况，布置了假设干练习题，下面是某同学对其中一题的解答过程：

题目：

如下图，质量为m的带电粒子，其带电量为q，以初速度v0从A点竖直向上射入真空中的匀强电场中。

假设电场方向水平向右，粒子通过电场中的B点时，速率，方向与电场方向一致，试求A、B两点的电势差。

解：

带电粒子由A点运动到B点的过程中，只有电场力做功，由动能定理，得

，又代入

得：

答：

A、B两点的电势差为。

问题：

〔1〕指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。

〔2〕给出一个教学思路，帮助学生掌握相关知识。

11．案例：

李老师在进行高中物理“牛顿第一定律〞一课教学时，将踢足球的图片投影到了屏幕上〔如图9〕。

李老师：

同学们，我们在初中已经学过了牛顿第一定律和惯性，大家看屏幕上踢球的图片，你们能用初中所学的知识，分析踢球前、后足球的运动状态，并得出物理结论吗？

〔同学们相互交流了起来〕

甲同学：

踢球前足球不动，踢球后足球就飞了起来，说明力是改变物体运动状态的原因。

乙同学：

足球被踢就会飞起来，不被踢就不会动，飞起来的足球不一会就会掉下来不动了。

乙同学，那你能得出什么物理结论呢？

物体不受力就不会动。

丙同学：

老师，足球在空中飞起来那段，没有受到力的作用，但足球还在运动，说明不受力的作用时，物体就会不停地运动下去。

丁同学：

不对，球在飞行过程中，受到重力的作用，因此才会运动下去，最后掉下来不动的。

丁同学分析得很好，球会掉下来是因为受到地球引力的作用，但现在我们不讨论引力的问题，同学们思考一下，不讨论引力的作用，球会怎样运动呢？

可地球不会没有引力呀！

我们可以假设呀！

讨论物理问题是可以假设的，不要在课堂捣乱，其他同学还有什么意见吗？

〔同学们纷纷翻开物理教材看了起来，课堂很安静〕

大家还有问题吗？

〔没有同学回应〕

看来大家已经把初中学的物理知识还给你们的老师了。

一切物体在没有受到力的作用时，总保持静止状态或匀速直线运动状态，这就是我们在初中学过的牛顿第一定律，知道了吗？

下面大家看看书上的实验。

〔1〕对上述课堂实录进行评述。

〔15分〕

〔2〕针对该课堂存在的问题，设计一个改良教学的方案〔形式不限，可以是教学思路、教学活动等〕。

四、教学设计题〔本大题共2小题，第12题12分，第13题28分，共40分〕

12．阅读材料，根据要求完成教学设计任务。

材料：

图示为某高中物理教材“库仑定律〞一节的“探究影响电荷间相互作用力的因素〞的演示实验。

演示

探究影响电荷间相互作用力的因素

O是一个带正电的物体。

把系在丝线上的带正电的小球先后挂在图1．2-1中P1、P2、P3等位置，比拟小球在不同位置所受带电体的作用力的大小。

这个力的大小可以通过丝线偏离竖直方向的角度显示出来。

使小球处于同一位置，增大或减少小球所带的电荷量，比拟小球所受作用力的大小。

哪些因素影响电荷间的相互作用力？

这些因素对作用力的大小有什么影响？

任务：

〔1〕说明教材所述“使小球处于同一位置，增大或减少小球所带的电荷量，比拟小球所受作用力的大小〞的实验设计意图。

〔4分〕

〔2〕基于该实验，设计一个包含师生交流的教学方案。

〔8分〕

13．阅读材料，根据要求完成教学设计任务。

材料一?

关于“气体实验定律〞的内容要求为“通过实验了解气体实验定律，知道理想气体模型。

用分子动理论和统计观点理解气体压强和气体实验定律。

材料二高中物理某版本教科书：

“气体的等温变化〞一节中关于“探究气体等温变化规律〞内容如下：

实验：

如图8.1-1，注射器下端的开口有橡胶塞，它和柱塞一起把一段空气柱封闭在玻璃管中。

这段空气柱是我们研究的对象，实验过程中它的质量不会变化。

实验中如果空气柱体积的变化不太快，它的温度大致等于环境温度，也不会有明显变化。

1．实验数据的收集

空气柱的压强p可以从仪器上方的指针读出，空气柱的长度乙可以在玻璃管侧面的刻度尺上读出，空气柱的长度L与横截面积S的乘积就是它的体积V。

用手把活塞向下压或向上拉，读出体积与压强的几组数据。

2．实验数据处理

很容易发现，空气柱的体积越小，压强越大。

空气柱的压强是否跟体积成反比呢？

我们可以通过图象来检验这个猜测。

以压强p为纵坐标，以体积倒数为横坐标，把以上各组数据在坐标系中描点。

如果图象中的各点位于过原点的同一条直线上，就说明压强跟体积的倒数成正比，即压强确实与体积成反比。

如果不在同一条直线上，我们再尝试其他关系。

〔1〕简述玻意耳定律的内容。

〔2〕根据材料完成“气体的等温变化〞的教学设计。

教学设计要求包括：

教学目标、教学重点、教学过程〔要求含有教师活动、学生活动、设计意图，可以采用表格式、表达式等〕。

〔24分〕

物理学科知识与教学能力试题〔高级中学〕参考答案及解析

一、单项选择题

1．【答案】D。

解析：

弹簧振子的频率，假设振子的频率增大一倍，可将物块的质量变为原来的或者劲度系数k变为原来的4倍。

根据弹簧长度与劲度系数k成反比的关系，长度应变为原来的，可知D项正确。

2．【答案】B。

太阳光折射后形成的七种单色光折射率由大到小依次为紫光、蓝光、青光、绿光、黄光、橙光、红光，图中a、b、c、d四条光线偏折程度逐渐减小，折射率逐渐减小，B选项正确。

3．【答案】D。

过理想气体的A点和B点，分别做它们的等容变化的p-t图，可以看出过A点的直线斜率小，小，由理想气体状态方程可知VA>

VB。

B到C变化过程，温度相等，压强增加，由理想气体状态方程得VB>

VC，所以VA>

VB>

VC。

4．【答案】A。

一个原子核衰变为一个原子核的过程中，发生衰变的次数为〔238﹣206〕÷

4=8次，发生衰变的次数为2×

8﹣〔92﹣82〕=6次，选项A正确。

5．【答案】D。

球壳不接地时，内层感应出等量异种电荷﹣q〔不均匀分布，因为内部电场线疏密不均匀〕，外层带+q电荷。

接入地后，球壳外层感应的正电荷消失，球壳内层电荷为﹣q，在O点产生的电势为；

球内部的点电荷+q在O点产生的电势为，根据叠加原理，总电势为。

应选D。

6．【答案】B。

对绳子上的结点P进行受力分析：

平衡后设NP与水平方向的夹角为，根据几何关系得。

据平衡条件和三角函数关系得，所以，故答案为B。

7．【答案】C。

根据右手定那么，开始时感应电动势的方向为正，因此排除B、D，设经过时间t导体杆转过的角度为，那么，导体有效切割长度为。

由可知，不变。

根据数学知识，杆中的电动势在右边磁场区域，从0开始随着时间增大，离开磁场后变为0；

进入左边区域后，方向变为负向，电动势从0开始随着时间增大，离开磁场后变为0，可知C正确，应选C。

8．【答案】A。

选修1-1模块涉及电磁现象和规律、电磁技术与社会开展、家用电器与日常生活等内容。

A选项正确。

二、计算题

9．【参考答案】

〔1〕以逆时针为导体环回路的正方向，那么穿过导体环的磁通量为正值。

由法拉第电磁感应定律，得导体圆环中的感应电动势

。

磁场变化产生感生电场，根据公式有

只考虑感生电场的大小，可得。

〔2〕等腰梯形导线框的感应电动势为

由楞次定律判断出，感应电流的方向为顺时针方向。

三、案例分析题

10．【参考答案】

〔1〕错误之处：

带电粒子由A点运动到B点的过程中，除了电场力做功，还有重力做功。

错误原因：

学生对物体运动状态分析得不透彻，导致对物体受力分析错误，表达学生平时学习时不求甚解的习惯。

正确解法：

①

粒子在初速度方向上仅在重力的作用下做匀减速运动，末速度为零，那么②

由①②两式得。

〔2〕针对学生的错误，教师可以从学生的角度出发设计一系列的启发性质的问题，引导学生意识到自己的错误所在，例如教师可以这样提问：

①如果带电粒子只在电场力的作用下运动，那么它会做什么类型的运动呢？

②平抛运动中，物体的末速度方向可能与竖直速度方向相同吗？

③那么此题中粒子的初速度方向上的速度最后变成零了是为什么呢？

经过这几个问题的思考，学生就会顺理成章地意识到粒子除了受到电场力外还会受到重力作用，从而掌握相关知识。

11．【参考答案】

〔1〕课堂伊始教师运用了恰当的教学策略，很好地调动了学生的学习兴趣，使课堂具有一个民主、相互争论、各抒己见的学习气氛，为学生成功学习奠定了根底。

但是依然存在以下问题：

①教师的提问行为方面

教师在课堂中设置的问题较单一，并且提问目标不明确，提出的问题没有考虑到实际情况和结合学生的认知水平，问题启发性缺乏，造成问而不答的课堂冷场现象，违背了课堂提问的有效性原那么、科学性原那么和启发性原那么。

②教师的评价行为方面

在丙同学出现错误的物理思维的时候，教师没有进行及时的修正；

当丁学生对教师的观点提出情理之中的疑问的时候，该教师不仅没有针对学生的疑问给出有效的反应信息，帮助丙和丁两位同学学习到正确的知识，而且打击学生大胆质疑的学习行为，违背了课堂教学评价的反应性原那么和鼓励性原那么，不利于提高学生学习水平和学习效果。

〔2〕教学思路：

本课堂中出现的主要矛盾在于丙和丁两位同学的思路，因此可以先从丙同学的角度出发，设计具有启发性质的问题修正该同学的思维。

例如，教师提出以下问题：

①足球在空中飞行，为什么最终会落到地面上，而不是一直水平直线飞行？

②假设当足球运动到最高点的时候，突然撤去了地球给它的向下的作用力，那么足球会怎样运动呢？

四、教学设计题

12．【参考答案】

〔1〕设计意图是在距离一定时，找到电荷的多少和电荷间相互作用力大小的关系。

〔2〕教学方案：

1．引入新课。

演示实验：

让摩擦起电的橡胶棒放于碎纸片附近，观察橡胶棒吸引碎纸片的情况。

提问一：

为什么橡胶棒会吸引碎纸片？

学生：

带电物体会吸引轻小物体。

提问二：

为什么大纸片先掉落？

带电体在空气中放电，使它带电量不断减少，吸引轻小物体的力也减小，所以较大纸片先落下来。

教师提出问题：

电荷之间存在相互作用，那么电荷之间相互作用力的大小与什么因素有关。

2．通过实验，探究影响电荷间相互作用力的因素。

学生猜测：

电荷间相互作用力可能与距离、电荷量、带电体的形状等有关。

引导学生做实验定性探究。

〔1〕你认为实验应采取什么方法来研究电荷间相互作用力与各影响因素的关系？

控制变量法。

〔2〕学生阅读教材，如果比拟这种作用力的大小可以通过什么方法比拟出来？

比拟悬线偏角的大小。

〔3〕引导学生得出具体实验步驟。

电荷量一定时，电荷间的相互作用和距离的关系：

用丝绸摩擦过的玻璃棒给小球带上正电，把小球先后挂在P1、P2、P3处，观察丝线与竖直方向的偏角大小。

距离一定时，电荷间的相互作用和电荷量的关系：

用玻璃棒接触小球，增加带电量，观察偏角。

3．学生实验，观察记录得出结论。

4．教师总结。

13．【参考答案】

〔1〕一定质量的某种气体，在温度不变的情况下，压强P与体积V成反比。

〔2〕【教学目标】

一、知识与技能

1．通过实验确定气体的压强与体积之间的关系

2．能阐述玻意耳定律的内容。

二、过程与方法

通过观察和实验探究温度一定时，探究气体压强和体积的关系。

三、情感态度与价值观

1．通过探究性实验，培养发现和解决问题的能力，体验学习的乐趣。

2．养成团结协作、分享成果、勇于纠正错误的良好习惯。

【教学重点】

1．学生对探究实验的设计和数据处理。

2．玻意耳定律的内容。

教学过程

教师活动

学生活动

设计意图

创设情境，

导入新课

提出问题：

在气温高的夏天，我们在给自行车打气时应注意什么？

为什么？

有一个没有破而压瘪了的乒乓球，可以用什么方法让它恢复原状？

为什么这么做？

影响气体的状态参量有哪些？

提出本节要研究的问题：

温度不变时，气体压强和体积的关系。

学生思考，答复以下问题学生猜测答复

从学生实际生活中熟悉的现象、经历创设物理情境，引起学生兴趣，增加学生对本节课内容的感性认识，激发其探究欲望。

新

课

讲

授

学生观察

下面让学生结合生活中的实际例子，猜测气体压强和体积之间存在什么样的关系？

学生根据自己看到的现象，积极思考并说出自己的认识。

鼓励学生利用自己的原有认识积极思考。

实验设计

定性演示：

一定质量的气体在温度保持不变时，压强和体积的关系器材有橡皮膜、透明塑料筒、活塞、木板。

在教师指导下设计实验，积极思考，说出观察到的实验现象。

让学生通过积极设计实验，激发其兴趣，更加直观的体会气体压强与体积的定性关系，激发其对接下来的定量实验有探究欲望。

师

生

互

动

探

究

知

学生猜测

通过同学们身边的实例和刚刚的实验，学生定性地知道：

一定质量的气体，温度不变的情况下，气体体积减小，压强增大；

体积增大，压强减小。

教师进一步提问气体压强和体积之间存在什么样的定量关系？

是不是简单的正比呢？

学生猜测是正比关系或者是二次方、三次方关系。

让学生先提出猜测后实验验证，经历探究的整个过程。

引入课本

实验

简单介绍图8.1-1实验装置，请同学设计实验。

可以用气压表测量气压，用一个有刻度的注射器，改变体积量出气压，作图分析。

让学生亲自设计实验，体会科学的探究方法。

提出实验注意的问题：

如何保证气体的质量是一定的；

怎样保证气体的温度是一定的。

气密性好；

缓慢移动活塞，筒不与手接触。

通过自己总结实验操作考前须知，加深对玻意耳定律条件的认识。

数据处理

巡视学生实验操作及数据采集，从旁指导。

学生开始动手实验，将采集的数据计入表中。

分析数据，绘制p-l/V图像。

通过对p-1/V数据的处理，培养学生对数据的观察力和研究数据的方法。

图象分析

可以看出是一条直线，如果是正比，应该通过原点。

他们之间不是正比关系，还是存在实验误差？

学生理论分析，当V非常大时1/V趋于0气体近似真空，压强应该为零，所以直线不经过原点是有实验误差。

如注射器底部体积没有考虑。

误差的产生在实验中不可防止，得到的图像与预期不符时，应进行正确的误差分析，培养学生实事求是、积极思考的科学素养。

引导学生得出结论

一定质量的某种气体，在温度不变的情况下，压强p与体积V成正比。

这就是英国科学家玻意耳通过实验得出的结论、

玻意耳

定律

文字表述和数学表述、习题讲解。

运用所学知识解题，熟悉公式。

培养学生公式解题的能力a

讲解等温线

积极思考如何通过没有温度坐标轴图象，比拟温度的关系。

通过图象的分析让学生更加透彻地理解等温线的内涵。

总结归纳

探究实验的一般思路；

玻意耳定律；

气体等温变化的p-V图像的物理意义。