2018年下半年教師資格證《物理學(xué)科知識(shí)與教學(xué)能力》(高級(jí)中學(xué))試題（網(wǎng)友回憶版）

2018年下半年教師資格證《物理學(xué)科知識(shí)與教學(xué)能力》(高級(jí)中學(xué))試題（網(wǎng)友回憶版）[單選題]1.圖（江南博哥）1所示為中學(xué)物理教學(xué)常用的一個(gè)演示實(shí)驗(yàn)示意圖。用不同數(shù)量的小球(可選用豆粒、玻璃球、鋼球等)，分別從不同高度連續(xù)倒在秤盤上，觀察指針的擺動(dòng)情況。該實(shí)驗(yàn)通常用于幫助學(xué)生理解的物理知識(shí)是()。A.氣體的壓強(qiáng)B.機(jī)械能守恒C.動(dòng)量守恒D.功能原理參考答案：A參考解析：本實(shí)驗(yàn)是用小球做氣體分子的模型，演示氣體壓強(qiáng)產(chǎn)生的機(jī)理。不同高度落下的小球模擬具有不同平均動(dòng)能的氣體分子：不同數(shù)量的小球模擬不同密集程度的氣體分子。實(shí)驗(yàn)說明氣體壓強(qiáng)的大小跟氣體分子的平均動(dòng)能和分子的密集程度有關(guān)。[單選題]2.有些球類比賽在開賽前用猜硬幣正反面的方法來決定誰先開球。如圖2所示，若裁判員以5.00m/s的速度豎直向上拋出硬幣，不考慮空氣阻力，則該硬幣能上升的最大高度約為()。A.1.27mB.1.35mC.1.40mD.1.54m參考答案：A參考解析：硬幣向上拋出后做勻減速直線運(yùn)動(dòng)，末速度為零，重力加速度g≈9.8m/s2。根據(jù)位移公式，[單選題]3.圖3所示是某種安檢門的工作原理示意圖，可以檢測(cè)是否攜帶金屬物品通過安檢門。門框繞有線圈，閉合電鍵后，當(dāng)金屬物體通過線圈時(shí)，電路中電流發(fā)生變化，而非金屬物體靠近時(shí)則對(duì)電路中的電流沒有影響。其工作原理是()。A.電流的磁效應(yīng)B.電磁感應(yīng)現(xiàn)象C.閉合電路歐姆定律D.磁場(chǎng)對(duì)電流有力的作用參考答案：B參考解析：當(dāng)金屬物靠近探測(cè)器的線圈時(shí)，金屬物體會(huì)產(chǎn)生渦流，而金屬中的渦流產(chǎn)生的磁場(chǎng)又引起線圈中的磁通量發(fā)生變化，影響線圈中的電流，從而使電流表示數(shù)發(fā)生變化。故探測(cè)器采用了電磁感應(yīng)原理。故本題選B。[單選題]4.如圖4所示，玻璃管內(nèi)封閉了一定質(zhì)量的氣體，氣柱長(zhǎng)度為ι，管內(nèi)外水銀面高度差為h。若溫度保持不變，把玻璃管稍向下壓一段距離，則()。A.h、ι均變大B.h、ι均變小C.h變大，ι變小D.h變小，ι變大參考答案：B參考解析：先假設(shè)氣柱長(zhǎng)度不變，即ι不變h減小，被封閉的氣體體積不變，水銀柱高度變小。管內(nèi)氣體壓強(qiáng)p1=p0-p水銀，P1增大，管內(nèi)氣體體積減小，ι必須變小才能重新獲得平衡，故h減小，ι也要減小。B項(xiàng)正確。[單選題]5.下面的各種核反應(yīng)中能產(chǎn)生中子的是()。A.B.C.D.參考答案：D參考解析：[單選題]6.如圖5所示，將水平勻強(qiáng)電場(chǎng)中質(zhì)量可忽略的帶電小球M和N，分別沿圖示路徑移動(dòng)到同一水平線上的不同位置后，同時(shí)釋放，M、N均保持靜止，則()。A.M的帶電量比N的大B.M帶正電荷、N帶負(fù)電荷C.移動(dòng)過程中勻強(qiáng)電場(chǎng)對(duì)M做負(fù)功D.移動(dòng)過程中勻強(qiáng)電場(chǎng)對(duì)N做正功參考答案：C參考解析：因?yàn)镸、N在勻強(qiáng)電場(chǎng)中均處于靜止?fàn)顟B(tài)，M、N均受力平衡。只有M帶負(fù)電荷，N帶正電荷時(shí)，M、N受力才可能都平衡。B項(xiàng)錯(cuò)誤。M、N的受力大小滿足IqM=IqN，則可知M、N帶電量相等。A項(xiàng)錯(cuò)誤。因?yàn)镸帶負(fù)電荷，故在移動(dòng)過程中勻強(qiáng)電場(chǎng)對(duì)M做負(fù)功。C項(xiàng)正確。因?yàn)棰魩д?，故在移?dòng)過程中勻強(qiáng)電場(chǎng)對(duì)N做負(fù)功。D項(xiàng)錯(cuò)誤。[單選題]7.如圖6所示，一束單色光由空氣以45°角射入厚度為d的長(zhǎng)方形玻璃磚，入射點(diǎn)與出射點(diǎn)的水平距離為s。若所有的光線只在兩水平界面發(fā)生折射與反射，則下列敘述正確的是()。A.B.C.經(jīng)兩界面反射而返回原空氣入射區(qū)的光線會(huì)互相平行D.若增大入射角，則會(huì)在入射區(qū)的界面發(fā)生全反射參考答案：C參考解析：定律和反射定律可知，入射光折射進(jìn)入玻璃磚，通過第二界面進(jìn)行反射，最后折射到入射區(qū)。這四條光線關(guān)于第二界面的反射法線對(duì)稱。所以返回原空氣入射區(qū)的光線與第一界面右側(cè)成45°角，與入射光線經(jīng)過第一界面反射的光線平行。C項(xiàng)正確。全發(fā)射發(fā)生的條件包括：①由光密介質(zhì)射人光疏介質(zhì)；②入射角大于等于全反射角。D項(xiàng)的條件不滿足①。D項(xiàng)錯(cuò)誤。[單選題]8.在光滑水平面上，有三個(gè)質(zhì)量分別為m、2m及2m的物塊a,b和c，其中c連接一質(zhì)量可忽略的理想彈簧，如圖7所示。初始時(shí)，b、c靜止，a以速度υ與b碰撞。若三物塊間的碰撞可視為一維彈性碰撞，則碰撞后C的最大速率是()。A.B.C.D.參考答案：D參考解析：n與b作用的過程中水平方向的動(dòng)量守恒，根據(jù)動(dòng)量守恒定律和機(jī)械能守恒定律即可求[問答題]1.如圖8所示，水平面上固定有一間距為2的平行、光滑長(zhǎng)直導(dǎo)軌，其上放有質(zhì)量為m的金屬桿，導(dǎo)軌的一端連接電阻R，磁感應(yīng)強(qiáng)度為B的勻強(qiáng)磁場(chǎng)垂直地通過導(dǎo)軌平面。當(dāng)金屬桿以初速度υ0，且始終保持與導(dǎo)軌垂直地向右運(yùn)動(dòng)時(shí)，用微積分的方法求：(1)金屬桿能夠運(yùn)動(dòng)的距離x；(10分)(2)該過程中電流通過電阻所做的功。(10分)參考答案：無參考解析：金屬桿切割磁感線，產(chǎn)生感應(yīng)電流并受到向左的安培力。(2)電流所做功等于金屬桿克服安培力所做的功。[問答題]2.案例：下面為某同學(xué)對(duì)一道物理習(xí)題的解答。題目：運(yùn)動(dòng)員在練習(xí)跳板跳水時(shí)，將跳板壓到最低點(diǎn)C，跳板將運(yùn)動(dòng)員豎直向上彈到最高點(diǎn)A后。運(yùn)動(dòng)員做自由落體運(yùn)動(dòng)。運(yùn)動(dòng)員質(zhì)量m=60kg，取g=10m/s2,最高點(diǎn)A、跳板的水平點(diǎn)B、最低點(diǎn)C和水面之間的豎直距離如圖9所示。求：(1)跳板被壓縮到最低點(diǎn)C時(shí)具有的彈性勢(shì)能；(2)運(yùn)動(dòng)員入水時(shí)的速度大小。解：(1)取B點(diǎn)所在平面為參考平面，由機(jī)械能守恒定律，有：?jiǎn)栴}：(1)指出這道習(xí)題能檢測(cè)學(xué)生所學(xué)的知識(shí)點(diǎn)。(4分)(2)給出題目的正確解答。(6分)(3)針對(duì)學(xué)生解答存在的問題，設(shè)計(jì)一個(gè)教學(xué)片段或思路，幫助學(xué)生解決此類問題。(10分)參考答案：無參考解析：(1)本題檢測(cè)的知識(shí)點(diǎn)：自由落體運(yùn)動(dòng)、機(jī)械能守恒定律。(2)正確解答：①運(yùn)動(dòng)員于B點(diǎn)起跳，由B運(yùn)動(dòng)到C的過程中重力勢(shì)能和動(dòng)能轉(zhuǎn)化為彈性勢(shì)能，到達(dá)C點(diǎn)時(shí)的動(dòng)能為0。隨后運(yùn)動(dòng)員被跳板彈起，運(yùn)動(dòng)到最高點(diǎn)A點(diǎn)時(shí)，動(dòng)能仍舊為0。所以運(yùn)動(dòng)員由C運(yùn)動(dòng)到A的過程中將全部的彈(3)教學(xué)片段：師：首先我們來回顧一下，什么樣的問題可以運(yùn)用機(jī)械能守恒定律求解呢？生：系統(tǒng)內(nèi)只有彈力或重力做功時(shí)。師：其次。運(yùn)用機(jī)械能守恒定律需要注意什么問題嗎？生：在運(yùn)用機(jī)械能守恒定律時(shí)，要選好參考平面，要仔細(xì)分析各點(diǎn)的彈性勢(shì)能、重力勢(shì)能、動(dòng)能，選出解題的起始和終止點(diǎn)。師：非常好.那我們沿著解題的思路來看一下這道題。取B點(diǎn)所在平面為參考平面，采用機(jī)械能守恒解題有什么問題嗎？生：沒有。因?yàn)橹挥袕椥詣?shì)能、重力勢(shì)能、動(dòng)能之間的轉(zhuǎn)化。師：好，這道題選取了B和C點(diǎn)為起始和終止點(diǎn)。那么一起來看在日、C點(diǎn)的時(shí)候，運(yùn)動(dòng)員的彈性勢(shì)能、重力勢(shì)能、動(dòng)能分別是多少？生：B點(diǎn)時(shí)重力勢(shì)能為零；彈性勢(shì)能為0；動(dòng)能需要計(jì)算。C點(diǎn)時(shí)重力勢(shì)能為mgh---C；彈性勢(shì)能需要計(jì)算；動(dòng)能為O。有兩個(gè)需要計(jì)算的量不能算出結(jié)果。師：那我們應(yīng)該選取哪兩個(gè)點(diǎn)進(jìn)行計(jì)算呢？師：嗯，所以在運(yùn)用機(jī)械能守恒定律時(shí)，我們一定要按照步驟，不能隨便找起始和終止點(diǎn)。明白了嗎？生：明白了!師：我也相信大家!那能說一下第二問有什么問題嗎？生：第一，第一問中已經(jīng)選取了B點(diǎn)所在平面為參考平面，所以重力勢(shì)能應(yīng)為0。第二，B點(diǎn)的動(dòng)能也是未知，所以不能選B點(diǎn)為起始點(diǎn)。A點(diǎn)只有重力勢(shì)能，列式最簡(jiǎn)單，應(yīng)選為起始點(diǎn)。師：很好，思路很清晰。計(jì)算一下吧。師：非常好啊，我相信下次遇到這種題型一定沒問題![問答題]3.案例：某老師在進(jìn)行“測(cè)定電池的電動(dòng)勢(shì)和內(nèi)阻”的實(shí)驗(yàn)教學(xué)時(shí)，希望通過對(duì)實(shí)驗(yàn)原理、電路連接以及數(shù)據(jù)處理的討論.提高學(xué)生實(shí)驗(yàn)探究能力。下面是該老師教學(xué)過程的3個(gè)環(huán)節(jié)：環(huán)節(jié)1：講述實(shí)驗(yàn)原理，要求學(xué)生在不翻閱教科書的情況下。根據(jù)實(shí)驗(yàn)原理設(shè)計(jì)測(cè)量電路圖.引導(dǎo)學(xué)生討論存在問題，繪制出正確的電路圖。其中，學(xué)生甲繪制的運(yùn)用E=U+Ir測(cè)定電池電動(dòng)勢(shì)和內(nèi)阻的電路圖如圖10所示。環(huán)節(jié)2：引導(dǎo)學(xué)生討論、分析連接電路存在的問題.正確連接電路。圖11為老師展示的學(xué)生乙根據(jù)E=U+Ir測(cè)定電池電動(dòng)勢(shì)和內(nèi)阻的原理連接的電路。環(huán)節(jié)3：講解與討論相結(jié)合，學(xué)習(xí)利用U一I圖像求出電源電動(dòng)勢(shì)E和內(nèi)阻r的方法。問題：(1)指出學(xué)生甲繪制的電路圖存在的問題，畫出正確的電路圖。(6分)(2)設(shè)計(jì)一個(gè)教學(xué)過程，了解學(xué)生乙的想法，引導(dǎo)學(xué)生討論并正確連接電路。(15分)(3)簡(jiǎn)述利用U-I圖像求出電源電動(dòng)勢(shì)E和內(nèi)電阻r的教學(xué)思路。(9分)參考答案：無參考解析：(1)由于所用到的實(shí)驗(yàn)原理是：E=U+Ir，式中的U為路端電壓，I為干路電流。而甲同學(xué)設(shè)計(jì)的電路中電流表測(cè)量的是流過電阻R的電流和電壓表測(cè)量的是電阻R兩端的電壓，所以甲同學(xué)實(shí)驗(yàn)電路圖錯(cuò)誤。正確電路圖如下：(2)教學(xué)過程：師：乙同學(xué).觀察一下你所設(shè)計(jì)的電路是否有問題？生：沒有啊。點(diǎn)壓表測(cè)路端電壓，電流表測(cè)干路電流，滑動(dòng)變阻器接兩個(gè)接線柱。師：那我們一起來檢查一下吧？怎么做呢？生：看電路是否暢通、是否存在短路或斷路。電流從正極流出經(jīng)過開關(guān)流入電壓表和電流表負(fù)極……老師，我電源連反了。我換一下應(yīng)該就沒問題了。師：你確定嗎？那滑動(dòng)變阻器在這個(gè)電路中起什么作用呢？生：①保護(hù)電路；②測(cè)量多組數(shù)據(jù)求平均值，減小實(shí)驗(yàn)誤差。師：非常好!這兩條作用你的電路都滿足嗎？生：首先.滑動(dòng)變阻器最大接入電路，電壓表不會(huì)過大，①滿足。其次……起不到第二條作用。師：那滑動(dòng)變阻器該怎么接在電路中呢？生：一上一下的方式連接。師：修改你電路圖再連接實(shí)物圖進(jìn)行實(shí)驗(yàn)吧。生：好的，謝謝老師。(3)首先教師帶領(lǐng)學(xué)生將閉合電路歐姆定律的公式：E=U+Ir，進(jìn)行變形得出U=-Ir+E。其次引導(dǎo)學(xué)生根據(jù)所測(cè)出來的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，在U-I坐標(biāo)系中進(jìn)行描點(diǎn)，并用平滑直線進(jìn)行連接，并延長(zhǎng)交于橫縱軸。最后引導(dǎo)學(xué)生根據(jù)變形式思考橫軸截距和縱軸截距和圖像斜率的意義，并進(jìn)行糾正與講解。[問答題]4.閱讀材料，根據(jù)要求完成教學(xué)設(shè)計(jì)。材料圖12所示為高中物理某教科書“光”一章某節(jié)中用酒精燈、肥皂膜做薄膜干涉實(shí)驗(yàn)。任務(wù)：設(shè)計(jì)一個(gè)教學(xué)片段，向?qū)W生介紹薄膜干涉實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象與原理。(12分)參考答案：無參考解析：教師：同學(xué)們?cè)谏钪杏袥]有玩過吹肥皂泡？在玩肥皂泡的時(shí)候，肥皂泡有什么神奇的現(xiàn)象？學(xué)生：玩過，肥皂泡是五顏六色的。教師：同學(xué)們真細(xì)心啊，觀察得不錯(cuò)。有人知道為什么肥皂泡是五顏六色的嗎？學(xué)生：可能是太陽(yáng)光的原因。教師：不錯(cuò)，有一定的關(guān)系，那具體的原理又是什么呢？現(xiàn)在老師展示一個(gè)小實(shí)驗(yàn)，同學(xué)們注意觀察和思考。教師：老師將這個(gè)肥皂膜靠近酒精燈.同學(xué)們注意觀察肥皂膜有什么變化。學(xué)生：肥皂膜上逐漸地出現(xiàn)顏色了。學(xué)生：肥皂膜上有細(xì)細(xì)的帶顏色的條紋。教師：同學(xué)們觀察的都很仔細(xì)，值得表?yè)P(yáng)。肥皂膜上的確呈現(xiàn)出不同顏色的條紋，同學(xué)們可以討論一下，試著分析出肥皂膜出現(xiàn)條紋的原因。學(xué)生：光線照到肥皂膜上會(huì)發(fā)生反射，可能是因?yàn)榇罅抗饩€反射后相互干擾，最后產(chǎn)生了五顏六色的條紋。學(xué)生：白光是由多種顏色的光組成，每種顏色光的波長(zhǎng)不同。肥皂膜同一點(diǎn)反射的色光就不同，所以肥皂膜呈現(xiàn)五顏六色。教師：同學(xué)們的分析都很嚴(yán)謹(jǐn)，有理有據(jù)?，F(xiàn)在大家一起看屏幕上放大的原理圖，系統(tǒng)地認(rèn)識(shí)薄膜干涉現(xiàn)象。教師：肥皂膜是有一定厚度的，光線先后在肥皂膜前后面發(fā)生兩次反射，當(dāng)該處的肥皂膜厚度為光半波長(zhǎng)的整數(shù)倍時(shí)就是干涉加強(qiáng)點(diǎn)，就出現(xiàn)亮條紋；當(dāng)該處的肥皂膜厚度為光半波長(zhǎng)的奇數(shù)倍時(shí)就是干涉減弱點(diǎn)，就呈現(xiàn)暗條紋。又因?yàn)榘坠夂胁煌伾墓馇颐糠N顏色的光波長(zhǎng)不同，同一點(diǎn)只有一種顏色的光發(fā)生干涉.最終就呈現(xiàn)的我們看到的五顏六色的條紋。學(xué)生：那條紋間距不是均勻的是不是因?yàn)榉试砟さ暮穸炔皇蔷鶆蜃兓哪?？教師：同學(xué)們分析得很有道理，看來同學(xué)們理解了薄膜干涉的原理，以后同學(xué)們就可以給你的其他朋友解釋薄膜于涉的現(xiàn)象了。[問答題]5.閱讀材料，根據(jù)要求完成教學(xué)設(shè)計(jì)。材料一《普通高中物理課程標(biāo)準(zhǔn)(2017年版)》關(guān)于“靜電現(xiàn)象”的內(nèi)容標(biāo)準(zhǔn)為：“通過實(shí)驗(yàn)，了解靜電現(xiàn)象。能用原子結(jié)構(gòu)模型和電核守恒的知識(shí)分析靜電現(xiàn)象?！辈牧隙咧形锢砟辰炭茣办o電現(xiàn)象的應(yīng)用”一節(jié)的部分內(nèi)容。演示研究靜電平衡時(shí)導(dǎo)體內(nèi)部的電荷如圖1.7—2所示，取兩個(gè)驗(yàn)電器A和B，在B上裝一個(gè)幾乎封閉的空心金屬筒C(歷史上把它叫做法拉第圓筒)，使曰和C帶電。A不帶電。D是帶有絕緣柄的金屬小球，使D跟C的外部接觸，再讓D跟A的金屬球接觸；這樣操作若干次，觀察A的箔片的變化(圖1.7—2甲)。重復(fù)上述操作，不過這一次讓D在C的內(nèi)表面與A之間反復(fù)接觸，觀察A的箔片的變化(圖1.7-2乙)。金屬筒C的開口很小，其內(nèi)表面可以認(rèn)為就是導(dǎo)體的內(nèi)部。通過這個(gè)實(shí)驗(yàn)，關(guān)于導(dǎo)體內(nèi)部與外表面的電荷分布，你能得出什么結(jié)論？材料三教學(xué)對(duì)象為高中二年級(jí)學(xué)生，已學(xué)過電場(chǎng)、靜電平衡狀態(tài)等知識(shí)。任務(wù)：(1)簡(jiǎn)述什么是靜電平衡狀態(tài)。(4分)(2)根據(jù)上述材料，完成“研究靜電平衡時(shí)導(dǎo)體內(nèi)部的電荷”的教學(xué)設(shè)計(jì)。教學(xué)設(shè)計(jì)要求包括：教學(xué)目標(biāo)、教學(xué)重點(diǎn)、教學(xué)過程(要求含有教學(xué)環(huán)節(jié)、教學(xué)活動(dòng)、設(shè)計(jì)意圖等)。(24分)參考答案：無參考解析：(1)導(dǎo)體內(nèi)(包括表面)的自由電子不再發(fā)生定向移動(dòng)