2024年教師資格《高中物理學(xué)科知識與教學(xué)能力》全真模擬卷

2024年教師資格《高中物理學(xué)科知識與教學(xué)能力》全真模擬卷1.【單選題】兩根長度不同的細線下面分別懸掛兩個小球，細線上端固定在同一點。若兩個小球以相同的角速度，繞共同的豎直軸在水平面內(nèi)做勻速圓周運動，則兩個（江南博哥）擺球在運動過程中，相對位置關(guān)系示意圖正確的是()。A.

B.

C.

D.

正確答案：B參考解析：設(shè)細線與豎直軸的夾角為θ，根據(jù)拉力的水平分力提供小球做勻速圓周運動的向心力

2.【單選題】2009年諾貝爾物理學(xué)獎得主威拉德·博伊爾和喬治·史密斯的主要成就是發(fā)明了電荷耦合器件(CCD)圖像傳感器。他們的發(fā)明利用了愛因斯坦的光電效應(yīng)原理。如圖7所示電路可研究光電效應(yīng)規(guī)律。圖中標(biāo)有A和K的為光電管，其中A為陰極，K為陽極，理想電流計可檢測通過光電管的電流，理想電壓表用來指示光電管兩端的電壓?，F(xiàn)接通電源，用光子能量為2．75eV的光照射陰極A,電流計中有示數(shù)，若將滑動變阻器的滑片緩慢向左滑動，電流計的讀數(shù)逐漸減小，當(dāng)滑至某一位置時電流計的讀數(shù)恰好為零，讀出此時電壓表的示數(shù)為1．7V；現(xiàn)保持滑片位置不變，以下判斷錯誤的是()。A.光電管陰極材料的逸出功為1．05eVB.開關(guān)S斷開后，電流表G中有電流流過C.若用光子能量為3eV的光照射陰極A，光電子的最大初動能一定變大D.改用能量為1．0eV的光子照射，移動滑動變阻器的觸點c，電流表G中也可能有電流正確答案：D參考解析：該裝置的電壓為反向電壓，當(dāng)電壓表的示數(shù)大于或等于1．7V時，電流表示數(shù)為0。已知光電子的最大初動能為1．7eV，根據(jù)光電效應(yīng)方程可知，W0=hv-E=2．75eV-1．7eV=1．05eV，A項正確。開關(guān)s斷開后，用光子能量為2．75eV的光照射陰極A，發(fā)生光電效應(yīng)有光電子產(chǎn)生，電流表G中有電流流過，B項正確。若用光子能量為3eV的光照射陰極A，光電子的最大初動能E=hv-W0=3eV一1．05eV=1．95eV，故光電子的最大初動能變大，C項正確。改用能量為1．0eV的光子照射，由于光子能量小于逸出功，無法發(fā)生光電效應(yīng)，電流表G無示數(shù)，D項錯誤。3.【單選題】如圖5所示，直線A是電源的路端電壓和電流的關(guān)系圖線，直線B、C分別是電阻R1、R2的兩端電壓與電流的關(guān)系圖線。若將這兩個電阻分別接到該電源上，則()。A.電源的效率一樣大B.R2接在電源上時，電源的效率高C.R2接在電源上時，電源的輸出功率大D.電源的輸出功率一樣大正確答案：C參考解析：

4.【單選題】圖5為氫原子能級圖。現(xiàn)有一群處于n=4激發(fā)態(tài)的氫原子，用這些氫原子輻射出的光照射逸出功為2．13eV的某金屬。已知電子的電荷量為1.6×10-19C，則()。A.這些氫原子能輻射出三種不同頻率的光子B.這些氫原子輻射出光子后，電子的總能量保持不變C.這些氫原子輻射出的所有光都能使該金屬發(fā)生光電效應(yīng)D.該金屬逸出的所有光電子中，初動能的最大值為1.7×10-18J正確答案：D參考解析：n=4的一群氫原子可以輻射出=6種光子，A項錯誤。根據(jù)能量守恒定律，輻射出光子后，電子能量減小，B項錯誤。從n=4躍遷到n=3的光子能量為0．66eV<2．13eV，不能使該金屬發(fā)生光電效應(yīng)，C項錯誤。初動能最大的是從n=4到n=1的光子照射金屬后產(chǎn)生的光電子，初動能的最大值為(12．75-2．13)×1.6×10-19J=1.7×10-18J，D項正確。5.【單選題】a、b兩種單色光以相同的入射角從空氣斜射向平行玻璃磚，界面MN與PQ平行，光路如圖5所示。關(guān)于a、b兩種單色光，下列說法正確的是()。A.該玻璃磚中a光的傳播速度小于b光的傳播速度B.a、b兩種單色光從玻璃磚射向空氣后，兩單色光可能不平行C.若增大從空氣射入玻璃時的入射角，a、b兩種單色光在PQ界面可能發(fā)生全反射D.分別用這兩種單色光照射某種金屬，若a光能發(fā)生光電效應(yīng)，則b光一定能發(fā)生光電效應(yīng)正確答案：D參考解析：va>vb，A項錯誤。玻璃磚兩邊平行，根據(jù)折射定律可知光線平行入射必定平行出射，B項錯誤。由于入射光與出射光線一定平行，而如果在PQ界面發(fā)生全反射，則至少n、b平行于尸Q，入射光線平行于MN，這樣光線無法射入玻璃磚，C項錯誤。由nb>na可知光的頻率vb>va，用a、b光照射同一金屬材料，若a光能發(fā)生光電效應(yīng)，則b光一定能發(fā)生光電效應(yīng)，D項正確。6.【單選題】質(zhì)子(H)和α粒子(He)沿MN方向從同一處先后沿垂直于磁場的方向射人兩平行平面間的勻強磁場區(qū)。已知它們的電荷量之比q1：q2=1：2，質(zhì)量之比m1：m2=1：4，射出磁場時的速率分別為v1、v2，通過勻強磁場所需的時間分別為t1、t2，(質(zhì)子、α粒子重力不計)則()。A.v1：v2=4：1，t1：t2=1：4B.v1：v2=1：4，t1：t2=1：2C.v1：v2=1：2，t1：t2=1：1D.v1：v2=2：1，t1：t2=4：1正確答案：A參考解析：粒子在磁場中做勻速圓周運動，根據(jù)圖像可知，運動半徑R1：R2=2：1，根據(jù)洛倫茲7.【單選題】如圖甲所示為一列沿水平方向傳播的簡諧橫波在時刻t的波形圖，如圖乙所示為質(zhì)點b從時刻t開始計時的振動圖像，則下列說法中不正確的是()。A.該簡諧橫波沿x軸正方向傳播B.該簡諧橫波波速為0．4m/sC.再經(jīng)過1.25s質(zhì)點a通過的位移為0．5mD.當(dāng)該波傳播中遇到尺寸為3m的障礙物，能發(fā)生明顯的衍射現(xiàn)象正確答案：C參考解析：根據(jù)圖乙可知，從時刻t之后b向下振動，周期為10s；根據(jù)圖甲可以判斷出簡諧橫波

8.【單選題】如圖4所示，空間存在水平向左的勻強電場和垂直紙面向里的水平勻強磁場。在該區(qū)域中，有一個豎直放置光滑絕緣圓環(huán)，環(huán)上套有一個帶正電的小球。O點為圓環(huán)的圓心，a、b、c、d為圓環(huán)上的四個點，a點為最高點，c點為最低點，bd沿水平方向。已知小球所受電場力與重力大小相等?，F(xiàn)將小球從環(huán)的頂端a點由靜止釋放，下列判斷正確的是()。A.小球能越過與O等高的d點并繼續(xù)沿環(huán)向上運動B.當(dāng)小球運動到c點時，洛倫茲力最大C.小球從a點到b點，重力勢能減小，電勢能增大D.小球從b點運動到c點，電勢能增大，動能先增大后減小正確答案：D參考解析：電場力與重力大小相等，則二者的合力指向左下方45°，由于合力是恒力，故類似于新的重力，所以ad弧的中點相當(dāng)于平時豎直平面圓環(huán)的“最高點”。關(guān)于圓心對稱的位置(即bc弧的中點)就是“最低點”，速度最大。由于a、d兩點關(guān)于等效最高點對稱，若從a點靜止釋放，最高運動到d點，A項錯誤。由于bc弧的中點相當(dāng)于“最低點”，該點處速度最大，洛倫茲力最大，B項錯誤。從a到b，重力和電場力做正功，重力勢能和電勢能都減小，C項錯誤。由于等效最低點在bc之間，所以小球從b點運動到C點的過程中，電場力做負功，電勢能增大，動能先增大后減小，D項正確。9.【計算題】一質(zhì)量為M=15kg、半徑為R=0．30m的圓柱體，可繞與其幾何軸重合的水平固定軸轉(zhuǎn)動(轉(zhuǎn)動慣量J=MR2)?，F(xiàn)以一不能伸長的輕繩繞于柱面，而在繩的下端懸一質(zhì)量m=8.0kg的物體。不計圓柱體與軸之間的摩擦，求：(1)物體由靜止開始下落，5s內(nèi)下降的距離。(2)繩子的張力。請查看答案解析后對本題進行判斷：答對了答錯了參考解析：

10.【案例分析題】案例：下面為一道物理習(xí)題和某同學(xué)的解答過程。問題：(1)指出作業(yè)中的錯誤并分析錯誤的原因。(4分)(2)給出該題的正確解答。(6分)(3)針對出錯的原因設(shè)計教學(xué)片段，幫助學(xué)生正確分析和解決此類問題。(10分)請查看答案解析后對本題進行判斷：答對了答錯了參考解析：(1)主要是對滑塊A滑過最高點的臨界狀態(tài)分析不清楚。實際上，當(dāng)滑塊恰好能夠到達最高點時，即其豎直向上的分速度為零，也就是說，在最高點，滑塊A只具有水平速度，而不具有豎直速度。所以，式①是正確的，式②中關(guān)于滑塊A的動能，直接代入水平速度即可。

師：嗯，在解決問題時要先定性分析，找出臨界條件，對于題目中的關(guān)鍵字眼，“滑過”“至少”等要深入挖掘。生：知道了。11.【案例分析題】閱讀案例，并回答問題。王老師：同學(xué)們，前面我們學(xué)習(xí)了曲線運動的相關(guān)知識以及研究曲線運動的基本方法——運動的合成與分解，在學(xué)習(xí)新課之前我們先來回顧一下。在什么情況下物體會做曲線運動?學(xué)生：當(dāng)物體所受的合力的方向跟它的速度方向不在同一條直線上時，物體做曲線運動。王老師：做曲線運動的物體其速度方向是怎樣的?學(xué)生：物體在某一點的速度方向沿曲線在這一點的切線方向。王老師：對于曲線運動，我們通常會如何處理?學(xué)生：把它分解為兩個方向的運動來研究，兩個分運動的共同效果與合運動效果是一樣的。王老師：非常好。下面我們來學(xué)習(xí)今天的內(nèi)容——平拋運動。大家熟悉教材內(nèi)容，同時思考什么是平拋運動?想一些生活中物體做平拋運動的例子。教師進行板書——平拋運動。王老師：大家知道平拋運動的概念了嗎?誰愿意來說一下?學(xué)生甲：物體以一定的初速度沿著水平方向拋出，如果物體僅受重力作用，這個運動叫作平拋運動。王老師：這位同學(xué)回答得很好。下面大家注意看這個運動!現(xiàn)在老師將一張小紙團沿水平方向拋出，小紙團的運動能否看成是平拋運動?為什么?學(xué)生：不能，因為紙團還受到空氣阻力的作用，不是只受重力。王老師：同學(xué)們分析得很正確，紙團確實還受到空氣阻力的作用。但是在我們物理學(xué)中．許多定義和公式都是理想化的結(jié)果，所以在現(xiàn)實生活中我們要把實際問題理想化，略去次要因素，突出主要因素。在平拋運動中，空氣阻力作為次要因素，我們可以忽略它對運動的影響。這也是平拋運動的條件——空氣阻力相對物體的重力可以忽略不計。大家記住了嗎?學(xué)生：記住了。王老師：好。關(guān)于生活中常見的平拋運動的例子就作為今天的作業(yè)．每人想3個明天交上來。下面大家來思考這樣一個問題：人如何才能跳過10m的裂縫呢?學(xué)生：不可能吧，會掉下去的!王老師：同學(xué)們，不要覺得不可能，只要你們掌握了其中的規(guī)律后就不覺得難了，當(dāng)然也不能隨意嘗試。問題：(1)對王老師的教學(xué)進行評價。(2)以王老師的問題為開頭設(shè)計教學(xué)片段，指導(dǎo)學(xué)生繼續(xù)學(xué)習(xí)平拋運動的相關(guān)公式。請查看答案解析后對本題進行判斷：答對了答錯了參考解析：(1)王老師在教學(xué)過程中利用了復(fù)習(xí)導(dǎo)入、生活實例導(dǎo)入，利用了遷移性原則，利用新舊知識的聯(lián)系，充分調(diào)動學(xué)生的學(xué)習(xí)積極性與主動性，引導(dǎo)學(xué)生積極思考，集中學(xué)生注意力。借助所學(xué)知識引出新知識，逐步引導(dǎo)學(xué)生積極討論，通過生活實例幫助學(xué)生理論聯(lián)系實際，加深印象。在教師角色方面，王老師體現(xiàn)了學(xué)習(xí)引導(dǎo)者的角色。在教學(xué)過程中，王老師采用簡單的拋紙團過程，幫助學(xué)生加深對概念的理解。本節(jié)課結(jié)束時提出問題“人如何才能跳過10m的裂縫呢?”設(shè)置懸疑，為下節(jié)課埋下伏在課堂氛圍方面，王老師營造了一種和諧、民主、放松、平等的課堂氣氛，為學(xué)生積極思考，踴躍發(fā)表意見，發(fā)揮學(xué)生主觀能動性奠定了基礎(chǔ)。(2)師：大家思考一下，如果想跳過10m的裂縫，我們可以怎么做呢?大家可以想象自己動手扔一個物體，你要把它扔10m遠。生：我們可以用大點的力扔它，或從高一點的地方扔它。師：同學(xué)們說的方法都很好，接下來我們就來分析為什么這兩個辦法可以幫助我們將物體扔遠。師：還記得我們學(xué)過的速度的分解和合成吧，下面我們將平拋運動進行分解，將它分解為水平和豎直方向的兩個分運動。我們先來看水平方向，物體受哪些力?做什么運動?生：物體不受力，做勻速直線運動。師：好。那么豎直方向呢?生：物體受重力。做勻加速直線運動。師：物體在豎直方向上只受重力，它的加速度是不是就是重力加速度?這種運動叫什么?生：自由落體運動。物體在水平方向上做勻速運動，豎直方向上做自由落體運動。師：勻速運動和自由落體運動的公式大家都記得吧?你們覺得平拋運動的位移由什么決定呢?生：水平方向的速度和時間。師：時間又由什么決定呢?我們說過分運動和合運動具有等時性，大家想一下是不是物體一落地時間的測量就停止了?生：對，只要物體不落地就會繼續(xù)運動。師：大家知道時間由什么來決定了嗎?生：高度。由自由落體運動來計算。師：好。那大家來算一下，要跳過10m的縫隙，如果速度為1m／s，至少要多高；如果高度為5m，速度至少要多大?重力加速度取10m／s2。生：如果速度為1m／s，高度至少要500m；如果高度為5m，速度至少為10m／s。師：正確。接下來大家整理下公式和筆記，有不懂的同學(xué)舉手示意。12.【教學(xué)設(shè)計題】閱讀材料，根據(jù)要求完成教學(xué)設(shè)計。材料下面是高中物理某教科書“全反射”一節(jié)中的演示實驗。任務(wù)：設(shè)計一個教學(xué)片段，向?qū)W生介紹全反射現(xiàn)象。請查看答案解析后對本題進行判斷：答對了答錯了參考解析：師：前面我們學(xué)習(xí)了光的折射定律，其內(nèi)容是什么?

師：上式中，入射角i和折射角r有怎樣的關(guān)系?生：當(dāng)光從真空(或空氣)斜射入其他介質(zhì)時，有i>r。當(dāng)光從其他介質(zhì)射入真空(或空氣)時，有i<r。師：那么，當(dāng)光從其他介質(zhì)斜射入真空(或空氣)時，逐漸增大入射角i時，將會發(fā)生什么現(xiàn)象?教師板書——全反射。師：這就是我們今天要講的內(nèi)容——全反射。在學(xué)習(xí)全反射之前，我們先要學(xué)習(xí)兩個概念——光密介質(zhì)與光疏介質(zhì)(教師板書)。大家還記得折射率的定義吧，大家查一下折射率表，找一下水、玻璃、金剛石的折射率。生：水的折射率為1．33；玻璃的折射率為1．5～1．8；金剛石的折射率為2．42。師：光密介質(zhì)與光疏介質(zhì)的定義大家應(yīng)該都知道了吧?生：知道了。師：大家一定要注意相對這兩個字。比如說大家看玻璃的折射率是1．5—1．8，相對水的1．33而言，玻璃就是光密介質(zhì)，但相對金剛石的2．42就是光疏介質(zhì)了。大家一定要注意相對性。知道光密介質(zhì)與光疏介質(zhì)的定義后，我們來看全反射。教師操作：教師拉上窗簾，拿出半圓形玻璃磚，讓一束白光沿著玻璃磚的半徑射到它平直的邊上，逐漸增大入射角，讓同學(xué)們觀察反射光及折射光，尤其注意折射光。學(xué)生發(fā)現(xiàn)折射光逐漸變暗，最后消失，發(fā)生全反射現(xiàn)象。師：同學(xué)們，請畫出光路圖并分析全反射發(fā)生的條件。學(xué)生畫圖，教師觀看并指導(dǎo)。師：大家畫好了吧!發(fā)生全反射的位置是在哪里呢?生：在光從玻璃折射到空氣的界面。師：非常好，這就是發(fā)生全反射的第一個條件，全反射發(fā)生在光密介質(zhì)(玻璃)射入光疏介質(zhì)(空氣)時。大家想一下為什么反過來不可以呢?生：因為光路是可逆的，如果反過來連入射光都消失了折射光也就不存在了。師：非常好，我們再來看另一個條件。折射光消失，說明折射角是多少度呢?

13.【教學(xué)設(shè)計題】閱讀材料，根據(jù)要求完成教學(xué)設(shè)計。材料一《普通高中物理課程標(biāo)準(zhǔn)(2017年版)》中與“實驗：探究加速度與力、質(zhì)量的關(guān)系”相關(guān)的內(nèi)容標(biāo)準(zhǔn)為：“通過實驗，探究物體運動的加速度與物體受力、物體質(zhì)量的關(guān)系?！辈牧隙咧形锢砟辰炭茣鵀椤皩嶒灒禾骄考铀俣扰c力、質(zhì)量的關(guān)系”設(shè)計了如下實驗。將小車置于水平木板上，通過滑輪與槽碼相連。小車可以在槽碼的牽引下運動(圖4．2—1)。加速度與力的關(guān)系：保持小車質(zhì)量不變，通過改變槽碼的個數(shù)改變小車所受的拉力。小車所受的拉力可認為與槽碼所受的重力相等。測得不同拉力下小車運動的加速度，分析加速度與拉力的變化情況，找出二者之間的定量關(guān)系。加速度與質(zhì)量的關(guān)系：保持小車所受的拉力不變，通過在小車上增加重物改變小車的質(zhì)量。測得不同質(zhì)量的小車在這個拉力下運動的加速度，分析加速度與質(zhì)量的變化情況，找出二者之間的定量關(guān)系。材料三教學(xué)對象為高中一年級學(xué)生，已經(jīng)學(xué)習(xí)了牛頓第一定律相關(guān)知識。任務(wù)：(1)簡述牛頓第二定律的內(nèi)容。(4分)(2)根據(jù)上述材料，完成“實驗：探究加速度與力、質(zhì)量的關(guān)系”的學(xué)習(xí)內(nèi)容的教學(xué)設(shè)計。教學(xué)設(shè)計要求包括：教學(xué)目標(biāo)、教學(xué)重點、教學(xué)過程(要求含有教師活動、學(xué)生活動、設(shè)計意圖，可以采用表格式、敘述式等)。(24分)請查看答案解析后對本題進行判斷：答對了答錯了參考解析：(1)牛頓第二定律：物體加速度的大小跟物體受到的作用力成正比，跟物體的質(zhì)量成反比，加速度的方向跟合外力的方向相同。(2)教學(xué)設(shè)計如下：實驗：探究加速度與力、質(zhì)量的關(guān)系一、教學(xué)目標(biāo)1．知識與技能學(xué)會通過實驗探究物體加速度與力、質(zhì)量的關(guān)系。在實驗中掌握打點計時器的使用方法。對實驗結(jié)果進行歸納分析。2．過程與方法根據(jù)所學(xué)知識及日常經(jīng)驗初步分析a、F、m三個物理量間的關(guān)系(定性分析)。采用控制變量的方法，通過實驗對a、F、m三個物理量間的數(shù)量關(guān)系進行定量研究。運用列表法及圖像法處理數(shù)據(jù)；根據(jù)實驗數(shù)據(jù)，歸納、推理實驗結(jié)論(定量分析)。3．情感態(tài)度與價值觀通過實驗探究，學(xué)生產(chǎn)生求知欲，學(xué)會與他人合作、交流，具有團隊意識和團隊精神。二、教學(xué)重難點1．教學(xué)重點如何提出實驗方案并使實驗方案合理可行。2．教學(xué)難點對平衡摩擦力的理解，對用實驗中需要小車質(zhì)量遠大于物體質(zhì)量的理解。三、教學(xué)過程環(huán)節(jié)一：導(dǎo)入新課教師帶領(lǐng)學(xué)生回顧牛頓第一定律，分析物體不受力時，物體的運動情況，再提出問題：當(dāng)物體所受合外力不為零時，物體會怎樣運動?根據(jù)這一提問導(dǎo)入本節(jié)課課題?！驹O(shè)計意圖】溫故知新，設(shè)置疑問導(dǎo)入新課。環(huán)節(jié)二：新課講授1．提出問題教師根據(jù)導(dǎo)入，回顧加速度的概念，提出問題：物體加速度的大小與什么因素有關(guān)?2．猜想假設(shè)教師引導(dǎo)學(xué)生根據(jù)生活經(jīng)驗分析實例：①小汽車加速到100km/h需要十幾秒