教師資格認(rèn)定考試高級中學(xué)物理真題2017年上半年

教師資格認(rèn)定考試高級中學(xué)物理真題2017年上半年一、單項選擇題在每小題列出的四個備選項中只有一個是符合題目要求的。1.

下圖所示為高中物理某教科書描述的一個演示實驗。該實驗用于學(xué)習(xí)的物理知識是_____（江南博哥）_。

A.衍射B.干涉C.折射D.偏振正確答案：A[解析]光在傳播中遇到障礙物或小孔，當(dāng)孔、縫的寬度或障礙物的尺寸與波長相比差不多或比波長更小，光會發(fā)生衍射現(xiàn)象。題干演示實驗為光的衍射。

2.

國際單位制的七個基本物理量中，除了長度、質(zhì)量、時間、熱力學(xué)溫度外，還有______。A.電流、發(fā)光強度和物質(zhì)的量B.電壓、電流和發(fā)光強度C.力、發(fā)光強度和電量D.力、電流和能量正確答案：A[解析]國際單位制中七個基本物理量為長度(單位為m)、質(zhì)量(單位為kg)、時間(單位為s)、電流(單位為A)、熱力學(xué)溫度(單位為K)、物質(zhì)的量(單位為mol)及光強(單位為cd)。

3.

在下圖所示的電路中，C1=10.0μF，C2=5.0μF，C3=5.0μF。AB間的電容為______。

A.2.0μFB.3.75μFC.8.33μFD.20.0μF正確答案：B[解析]C1與C2兩電容器并聯(lián)，再與C3串聯(lián)。C12=C1+C2，。經(jīng)計算，CAB=3.75μF。

4.

一電子由靜止經(jīng)過電勢差U加速之后，撞擊金屬靶發(fā)出光子，其動能完全轉(zhuǎn)換為光子的能量。若發(fā)出光子的最短波長為λs，普朗克常量為h，光速為c，元電荷為e，則下列有關(guān)此最短波光子敘述正確的是______。

A．波長為

B．動量為

C．能量為eU

D．頻率為正確答案：C[解析]由題目中“其動能完全轉(zhuǎn)換為光子的能量”，可知C正確。由光學(xué)公式以及能量公式E=eU，c=λf=λv，ε=hv，E=ε可推導(dǎo)，可知A、B、D均錯誤。

5.

理想彈簧一端固定，另一端系有一可視為質(zhì)點的小球，小球在光滑水平面上做一維簡諧運動。則在一個周期內(nèi)，彈性勢能E，隨時間t的變化圖像是______。

A．

B．

C．

D．正確答案：D[解析]如果從最大位移處開始計時，此時t=0，彈簧形變最大，Ep最大，時Ep為零，時，Ep達(dá)到最大，時，開始反向運動回到平衡位置，Ep為零，一個周期時，又回到開始計時的位置，故選項A、B錯誤；如果從平衡位置開始計時，此時t=0，Ep為零，時Ep達(dá)到最大，彈簧開始反向運動，時Ep為零，時，Ep達(dá)到最大，一個周期結(jié)束時，回到平衡位置，選項C錯誤，D正確。

6.

質(zhì)量為m的人造地球衛(wèi)星在地面上受到的重力為P，它在到地面的距離等于地球半徑R的圓形軌道上運動時，下列敘述正確的是______。

A．速度大小為

B．周期為

C．動能為

D．重力為0正確答案：C[解析]因為質(zhì)量為m的人造地球衛(wèi)星在地面上受到的重力為P，則P=mg，則。由重力提供萬有引力有，則。依據(jù)題意可知，人造地球衛(wèi)星的軌道半徑為2R，則，則動能等于。重力不為零，等于此時的萬有引力，為。

7.

如下圖所示，輕質(zhì)彈簧上端與一質(zhì)量為m的物塊1相連，下端與另一質(zhì)量為M的物塊2相連，整個系統(tǒng)置于水平放置的光滑木板上，并處于靜止?fàn)顟B(tài)。將木板沿水平方向突然抽出后的瞬間，物塊1、2的加速度大小分別為a1、a2，重力加速度大小為g，則______。

A．a(chǎn)1=0，a2=g

B．a(chǎn)1=g，a2=g

C．

D．正確答案：C[解析]在木板撤出的瞬間，彈簧的形變沒有立即發(fā)生變化，所以對于物塊1來說受力不變，此時mg=F彈，故a1=0；對物塊2進行受力分析可知，在撤去木板瞬間，對物塊2的支持力消失，故此時只受到彈簧彈力和自身重力，即Mg+F彈=Ma，所以

8.

如下圖所示，一條長為L的柔軟鏈條，開始時靜止地放在一光滑表面ABC上，其左端至B的距離為L-a，當(dāng)鏈條的左端滑到B點時，鏈條速度大小為______。

A．

B．

C．

D．正確答案：D[解析]鏈條運動過程中只有重力做功，故機械能守恒，即運動前后始末狀態(tài)機械能不變。取AB為零勢能面，初始狀態(tài)時，對鏈條進行受力分析，可知：①；當(dāng)鏈條左端滑到B點時的速度為v，此時鏈條的機械能為②，聯(lián)立①②可得

二、計算題(本大共20分)如下圖所示，半徑為R的剛性圓環(huán)軌道，水平固定在光滑的桌面上，一物體貼著軌道內(nèi)側(cè)運動，物體與軌道間的滑動摩擦系數(shù)為μ。設(shè)物體在某時刻經(jīng)過A點時的速率為v0，求：

1.

此后t時刻物體的速率。正確答案：物體貼著軌道內(nèi)側(cè)運動，在水平面上受兩個力的作用，一是環(huán)對物體的正壓力N，方向指向環(huán)心，另一個是環(huán)對物體的滑動摩擦力f，方向沿圓環(huán)的切向方向。

建立自然坐標(biāo)系，并應(yīng)用牛頓第二定律的法向分量式和切向分量式：

法向：

切向：

將①代入②有，

分離變量積分，代入初始條件t=0時，v=v0，

2.

從A點開始在t時間內(nèi)的路程。正確答案：路程

三、案例分析題

(本大題共50分)

閱讀案例，并回答問題。案例：下面為一道物理試題和某學(xué)生的解答過程。

題目：如下圖所示，水平面(紙面)內(nèi)間距為l的平行金屬導(dǎo)軌間接一電阻，質(zhì)量為m、長度為l的金屬桿置于導(dǎo)軌上。t=0時，金屬桿在水平向右、大小為F的恒定拉力作用下由靜止開始運動。t0時刻，金屬桿進入磁感應(yīng)強度大小為B、方向垂直于紙面向里的勻強磁場區(qū)域，且在磁場中恰好能保持勻速運動。桿與導(dǎo)軌的電阻均忽略不計，兩者始終保持垂直且接觸良好，兩者之間的動摩擦因數(shù)為μ。重力加速度大小為g。求：

(1)金屬桿在磁場中運動時產(chǎn)生的電動勢的大??；

(2)電阻的阻值。

解：(1)解：設(shè)加速度為a，得：

ma=F-2μmg①

到左邊界速度：v=at②

由電磁感應(yīng)定律，電動勢E=Blv③

聯(lián)立①②③得：④

(2)設(shè)電流為，I:I=E/R⑤

安培力：f=BIl⑥

則F-f-2μmg=0⑦

聯(lián)立④⑤⑥⑦得

答：電動勢大小為，電阻為

問題：1.

指出此道試題檢測了學(xué)生所學(xué)哪些知識點?正確答案：本題考查受力分析與勻速直線運動，電磁感應(yīng)、歐姆定律、通電導(dǎo)體在磁場中受力、受力平衡等知識點。

2.

給出正確解題過程。正確答案：正確解題過程：

解：(1)金屬桿進入磁場前做勻加速直線運動，設(shè)加速度為a，由牛頓第二定律：

F-μmg=ma①

到達(dá)左邊界速度：v=at0②

電動勢E=Blv③

聯(lián)立①②③得：

(2)金屬桿在勻速運動時受力平衡，F(xiàn)-F安-f=0⑤

f=μmg⑥

F安=BIl⑦

I=E/R⑧

聯(lián)立解得：

3.

針對學(xué)生解題過程中存在問題，設(shè)計一個教學(xué)片段，幫助學(xué)生解決此類問題。正確答案：教學(xué)片段：

師：同學(xué)們，我們先來分析一下桿的運動情況，在進入磁場前和進入磁場后，桿分別做什么運動?

生：進入磁場前勻加速運動，進入磁場后勻速運動。

師：非常好。那么，勻加速的時候，對桿進行受力分析，桿受到了什么力?

生：加速運動時，桿受到了拉力F和摩擦力的作用。進入磁場后，拉力和摩擦力以及安培力平衡。

師：好，我們分別來分析一下各階段的受力。進入磁場前，拉力是固定的F，摩擦力怎么算呢?

生：摩擦力等于動摩擦因數(shù)×支持力，支持力大小等于重力大小，摩擦力大小等于μmg。金屬桿與鐵桿有兩部分接觸，所以總摩擦力應(yīng)該是2μmg。

師：摩擦力大小為μ乘以導(dǎo)軌所受的正壓力這句話表述的是非常準(zhǔn)確的，大家想一想，這里兩根導(dǎo)軌對金屬桿的正壓力是多大呢?是不是都等于金屬桿的重力呢?

生：哦，我知道了，每根導(dǎo)軌上承擔(dān)的正壓力是金屬桿重力的一半，因此，桿所受摩擦力大小為f=2·μ·1/2mg=μmg，而不是μ·2mg。

師：非常好，不能簡單地看到幾個正壓力幾個接觸點就簡單地認(rèn)為摩擦力就是幾倍的μmg，考慮摩擦力一定要辨別清楚它所受到的正壓力。接下來這個問題能解決了嗎?

生：能。

案例：

上課了，教室很快安靜下來。

李老師：同學(xué)們，上課了。有誰在游樂場坐過過山車呀?

教室里一下活躍了起來，同學(xué)們七嘴八舌地交流。

李老師：誰來分享一下坐過山車的感受?

學(xué)生甲：老師，我坐過，感覺風(fēng)馳電掣，很刺激。

學(xué)生乙：老師我也坐過，上去之前害怕極了，老擔(dān)心會掉下來。

學(xué)生丙：老師，我不敢坐，一想到過山車翻滾沖向環(huán)形軌道最高點，嚇得腿軟!

李老師：看來不少同學(xué)害怕會掉下來。真的會掉下來嗎?我們一起做個實驗。

李老師拿出了模型。

李老師：同學(xué)們，這是老師自己做的模型，這是一個鋼球，老師將鋼球放在軌道上，大家注意觀察鋼球是否會掉下來。

李老師將鋼球放在高于圓形軌道頂端的軌道上，放手后小球沿軌道滑下。

李老師：鋼球從軌道上掉下來了嗎?

學(xué)生：沒有。

李老師：老師再做一次。

李老師將鋼球放在低于圓形軌道頂端的軌道上，放手后小球沿軌道滑下。

李老師：大家看到了什么?

學(xué)生甲：鋼球還沒到達(dá)軌道頂端就掉下來了，老師，我再也不敢坐了。

李老師在黑板上寫下了這節(jié)課的課題“向心力與向心加速度”。

李老師：鋼球在什么情況下會掉下來，什么情況下不會掉下來，你們學(xué)習(xí)了其中的規(guī)律后就不會害怕了。

問題：4.

對李老師的教學(xué)進行評價。正確答案：李老師在教學(xué)過程中利用了生活實例導(dǎo)入、演示實驗導(dǎo)入，利用了直觀性原則，充分調(diào)動了學(xué)生的學(xué)習(xí)積極性和主動性，啟迪學(xué)生思維，集中學(xué)生注意力。借助生活中常見的過山車，引發(fā)學(xué)生的積極討論，通過演示實驗讓學(xué)生逐步將生活情境轉(zhuǎn)化為物理模型。

在教師角色方面，李老師體現(xiàn)了學(xué)習(xí)引導(dǎo)者的角色，體現(xiàn)了啟發(fā)式的教學(xué)原則。在實際的教學(xué)過程中，李老師采用生活情境中常見的過山車問題，一步一步引導(dǎo)學(xué)生產(chǎn)生對本節(jié)課的興趣，進而提出本節(jié)課的核心問題“小球什么情況下掉落”，讓學(xué)生帶著問題，參與到本節(jié)課的探究過程中。

在課堂氣氛方面，李老師營造了一種民主、寬松、平等的課堂氣氛，為學(xué)生主動思考，發(fā)表自己意見，發(fā)揮學(xué)生個性奠定了基礎(chǔ)。

5.

以此圖為依托設(shè)計教學(xué)片段，幫助學(xué)生理解小球通過圓環(huán)最高點時的受力及運動情況。正確答案：師：大家思考一下，如果小球要通過最高點，速度能否為零?為什么?

生：不能，速度為零小球就會掉下來。

師：速度既然不為零，那么在最高點小球做圓周運動的向心力是由誰來提供的呢?大家先來做一下受力分析。

生：小球通過最高點，受重力和軌道向內(nèi)的支持力。

師：如果速度較小的時候呢?這兩個力是否會發(fā)生變化?

生：支持力會減小。

師：那支持力減小為零的時候，誰來提供向心力呢?

生：只有重力。

師：支持力會不會繼續(xù)減小呢?支持力變成負(fù)值的話，軌道給小球的力向哪?

生：力會向外，不可能出現(xiàn)這種情況。

師：因此，軌道給小球的力最小為?

生：為零!

師：我們能算一下此時，小球的速度是多少嗎?

師：那么這就是恰好能通過最高點的速度，此時只有重力提供向心力；如果小球速度大于這個速度，小球的向心力將由重力和軌道向內(nèi)的支持力的合力提供，而且速度越大，軌道向內(nèi)的支持力越大。

四、教學(xué)設(shè)計題(本題共40分)1.

閱讀材料，根據(jù)要求完成教學(xué)設(shè)計。

材料：下圖所示為高中物理某教科書“電容器和電容”一節(jié)介紹的可變電容器的符號和實物圖。

任務(wù)：

設(shè)計一個教學(xué)片段，向?qū)W生介紹可變電容器的工作原理。正確答案：師：學(xué)習(xí)了電容的有關(guān)知識后，我們一起來認(rèn)識一下生活中常見的電容器。常見的電容器分為兩種，一種是固定電容，一種是可變電容，今天大家一起來認(rèn)識一下可變電容器。請看大屏幕，下圖是一個可變電容器。

它由兩組鋁片組成，固定的一組(下端的這組)叫作定片，可以轉(zhuǎn)動的一組叫作動片(老師演示轉(zhuǎn)動動片)。

師：大家猜想一下，它的工作原理以及它是如何改變電容的?(提示從電容的決定式考慮)

生：根據(jù)，我猜想可能和正對面積S有關(guān)。

師：這位同學(xué)觀察得很細(xì)致，大家看兩組極板間的間距是不是沒有發(fā)生變化?它是兩組間隔相等的極板。那么影響電容的還有電介質(zhì)，這個可變電容的電介質(zhì)是什么呢?

生：空氣。

師：非常好，是不是沒有在極板間添加任何電介質(zhì)?那么影響電容的因素就只有兩極板間的正對面積這一因素了。轉(zhuǎn)動動片(老師再次演示)，兩組鋁片的正對面積發(fā)生了變化，電容隨之改變，這就是可變電容的工作原理。通常我們一般用來表示可變電容器。

下面老師問大家一個問題，如果把可變電容器的動片旋進去一些，電容器的電容會怎么變?

生：變大，正對面積變大了。

師：如果把兩極板間的空氣換成陶瓷，則電容怎么變化?

生：變大，電介質(zhì)增大。

師：大家都掌握得非常好，如果增大兩極板間的電勢差，電容如何變化呢?

生：不變。(略有疑惑)

師：電容器不變，改變電壓，可以改變電容容納的電荷量，但是電荷本身的電容沒有增加。另外老師需要補充一個知識點，大家觀察電容器外殼上標(biāo)的電壓，它是電容器的額定電壓，使用時一定要保證電容器兩端的電壓為額定電壓。當(dāng)電壓超過了一定值，大于擊穿電壓時，電介質(zhì)被擊穿，容易發(fā)生危險。

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)實驗》關(guān)于折射率的內(nèi)容要求為：“測定材料的折射率”。

材料二高中物理教科書“折射率”一節(jié)的部分教學(xué)內(nèi)容如下：

材料三教學(xué)對象為高中二年級學(xué)生，已學(xué)過光的折射現(xiàn)象、折射定律等知識點。

任務(wù)：2.

簡述什么是折射率。正確答案：光從真空射入某種介質(zhì)發(fā)生折射時，入射角的正弦與折射角的正弦之比，叫作這種介質(zhì)的絕對折射率，簡稱折射率，用符號n表示。

3.

根據(jù)上述材料完成實驗“測定玻璃折射率”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(要求包含有教學(xué)環(huán)節(jié)、教學(xué)活動、設(shè)計意圖)。正確答案：教學(xué)設(shè)計如下：

測定玻璃的折射率

一、教學(xué)目標(biāo)

1．知識與技能：驗證光的折射定律；掌握插針法測折射率的方法。

2．過程與方法：通過設(shè)計實驗步驟及實驗操作，提高解決問題能力和數(shù)據(jù)處理能力。

3．情感、態(tài)度與價值觀：培養(yǎng)對物理實驗及物理理論學(xué)習(xí)的興趣以及團體協(xié)作和共同面對困難的精神。

二、教學(xué)重難點

重點：測定兩面平行的玻璃磚的折射率。

難點：測定玻璃折射率的方法的掌握與能力的培養(yǎng)。

三、教學(xué)準(zhǔn)備

實驗儀器：玻璃磚、量角器、白紙、鉛筆、直尺一把或三角板一個、計算器、木板、圖釘、大頭針

四、教學(xué)過程

(一)復(fù)習(xí)導(dǎo)入

師：我們已經(jīng)知道了當(dāng)光以一定的入射角射入一塊兩面平行的玻璃磚后，出射光線的方向會發(fā)生平移，你能畫出示意圖么?

生：畫出示意圖，回憶光的折射的知識。

【設(shè)計意圖】通過作出光的示意圖讓學(xué)生回顧光的折射基本定律，同時也為接下來在實驗中畫出實驗原理圖鋪墊。同時，學(xué)生畫出示意圖的過程中，能迅速進入到課堂狀態(tài)。

(二)新課內(nèi)容

1．實驗方案設(shè)計

現(xiàn)在給定大家器材：兩面平行的玻璃磚一塊，大頭針?biāo)拿叮准堃粡?，直尺一把或三角板一個，量角器一個。請你設(shè)計一個實驗方案，根據(jù)這個方案，畫出光以一定入射角穿過玻璃磚時的傳播路徑。

老師引導(dǎo)：想一想，為了測出玻璃的折射率，應(yīng)該測出哪些物理量?

學(xué)生根據(jù)剛才作圖分析，要測得玻璃的折射率，即要求得，它就是玻璃磚的折射率。

教師引導(dǎo)學(xué)生完成基本的實驗方案設(shè)計：

第一步：在白紙上畫出一條直線aa'，代表兩種介質(zhì)的分界面，再畫出一直線段AO代表入射光線；然后畫出分界面上O點處的法線NO。

第二步：把長方形玻璃磚放在白紙上，使它的一個長邊與aa'對齊。用直尺或三角板輕靠在玻璃磚的另一長邊，按住直尺或三角板不動，將玻璃磚取下，畫出直線bb'代表玻璃磚的另一邊。

老師強調(diào)：在玻璃磚的取用過程中，一定注意不要用手接觸到玻璃磚光學(xué)面。

第三步：在直線AO上豎直地插上兩枚大頭針P1、P2，放回玻璃磚，然后透過玻璃磚觀察大頭針P1、P2的像，調(diào)整視線方向，直到P1的像被P2的像擋住。

老師引導(dǎo)：大家思考，這是利用什么原理?

學(xué)生思考，部分學(xué)生應(yīng)該猜想到數(shù)學(xué)中兩點確定一條直線的原理。

老師深入引導(dǎo)：那么另一側(cè)的光線如何表示?

學(xué)生有了剛才的思考，迅速可以回答出用相同的道理來確定P3、P4的位置。

第四步：在玻璃磚的另一側(cè)觀察P1、P2的像，并用大頭針P3擋住它們的像，將P3插在白紙上。再用大頭針P4擋住和P3插在白紙上。

老師總結(jié)：同一條光線經(jīng)過玻璃磚后，出射光線發(fā)生平移，但是仍是同一條光線。

最后兩步學(xué)生自行學(xué)習(xí)。

第五步：取出玻璃磚，用三角板過P1、P2畫直線、過P3、P4畫直線，分別與玻璃磚的上、下邊界線交于O、O’點，連接O、O'兩點得到玻璃中的折射光線OO'。

第六步：量出入射角和折射角，用折射定律計算玻璃的折射率。

第七步：改變?nèi)肷浣?，重?fù)2～7步驟，多測幾組。

【設(shè)計意圖】在老師引導(dǎo)和學(xué)生學(xué)習(xí)的過程中，完成實驗方案的設(shè)計，同時通過老師層層深入的引導(dǎo)和總結(jié)，讓學(xué)生深刻理解插針法的基本原理和操作方法。

2．實驗操作環(huán)節(jié)

學(xué)生臺上演示實驗。

在演示者演示的過程中，其他學(xué)生發(fā)現(xiàn)問題并記錄。

[設(shè)計意圖]這個環(huán)節(jié)是本節(jié)課的重點，分組實驗和演示實驗，一是可以發(fā)現(xiàn)學(xué)生操作過程中的問題及共性的盲點。讓學(xué)生真正進行實際操作，領(lǐng)會實驗操作的嚴(yán)謹(jǐn)性及實驗數(shù)據(jù)的合理性。

老師引導(dǎo)實驗注意事項：

(1)入射角問題的確定：入射角太小，折射角將更小，測量誤差更大；若入射角i過大，則由大頭針P1、P2射入玻璃中的光線量減少，即反射光增強，折射光減弱，且色散較嚴(yán)重，由玻璃磚對面看大頭針的虛像將暗淡，模糊并且變粗，不利于瞄準(zhǔn)插大頭針P3、P4。因此畫入射光線AO時要使入射角i適中，入射角i應(yīng)在15°～75°范圍內(nèi)取值。

(2)P1與P間距太?。翰蝗菀状_定光路。

掌握了基本實驗步驟及操作注意事項后，學(xué)生分組實驗，記錄實驗數(shù)據(jù)。實驗數(shù)據(jù)的處理見下表：數(shù)據(jù)組次入射角θ1折射角θ2sinθ1sinθ2折射率nn的平均值1

2

3

4

5

3．?dāng)?shù)據(jù)操作環(huán)節(jié)

老師引導(dǎo)學(xué)生，在之前有過數(shù)據(jù)