教師資格認(rèn)定考試高級中學(xué)物理真題2021年下半年

教師資格認(rèn)定考試高級中學(xué)物理真題2021年下半年一、單項選擇題1.

下列與原子核相關(guān)的知識，表述正確的是______。A.β衰變現(xiàn)象說明電子是原子核的組成部分B.采用物理或化學(xué)方法能夠有效地改變放射性（江南博哥）元素的半衰期C.兩個輕核單獨存在時的總質(zhì)量大于聚變后新核的質(zhì)量D.重核裂變一定會發(fā)生質(zhì)量虧損，輕核聚變不一定發(fā)生質(zhì)量虧損正確答案：C[解析]A項：β衰變的實質(zhì)是原子核中的中子轉(zhuǎn)變成了一個質(zhì)子和一個電子，電子來自原子核，但不是原子核的組成部分，A選項錯誤。

B項：元素的放射性由原子核內(nèi)部自身的因素決定，物理方法不改變元素的任何性質(zhì)，而化學(xué)方法只能影響核外電子數(shù)量，對原子核都沒有影響，不能改變半衰期，B選項錯誤。

C項：兩個輕核發(fā)生聚變反應(yīng)，釋放能量，根據(jù)愛因斯坦質(zhì)能方程可知，有質(zhì)量虧損，C選項正確。

D項：重核裂變和輕核聚變都要釋放能量，都會發(fā)生質(zhì)量虧損，D選項錯誤。

故正確答案為C。

2.

某理想變壓器原、副線圈所接電路圖如圖所示，其中，R1=R2=R3，電壓表和電流表均可視為理想電表，閉合開關(guān)S后，下列說法正確的是______。

A.電流表A1的示數(shù)變大B.電流表A2的示數(shù)不變C.電壓表V1的示數(shù)變大D.電壓表V2的示數(shù)不變正確答案：A[解析]閉合開關(guān)S后，由于輸入電壓的大小和變壓器的原、副線圈匝數(shù)比不變，所以變壓器的輸入電壓和輸出電壓始終不變，即電壓表V1的示數(shù)不變，C選項錯誤。開關(guān)S閉合后，電路的總電阻減小，因為輸出電壓不變，所以干路電流變大，所以R1兩端電壓變大，所以R2和R3兩端電壓變小，即電壓表V2的示數(shù)變小，D選項錯誤。電流表A2測R2所在支路的電流，所以A2的示數(shù)變小，B選項錯誤。因為輸出電壓不變，副線圈電路總電流變大，根據(jù)P=UI，可知輸出功率變大，輸出功率決定輸入功率，所以輸入功率變大，輸入電壓不變，所以電流表A1的示數(shù)變大，A選項正確。

B、C、D三項：與題干不符，排除。

故正確答案為A。

3.

如圖所示，邊長為a的正方形四角頂點有帶電量為q，2q，-4q和2q的點電荷，該正方形中心位置的電場強度大小為______。

A．

B．

C．

D．正確答案：D[解析]首先應(yīng)該知道靜電力常量，電場強度的公式，根據(jù)這兩個公式，代入題干已知量即可得到正方形中心電場強度為。D項正確。

A、B、C三項：與題干不符，排除。

故正確答案為D。

4.

某高中物理教科書中一節(jié)內(nèi)容，有如圖所示的問題情境，其目的是引導(dǎo)學(xué)生學(xué)習(xí)______。

A.位移B.路程C.速度D.加速度正確答案：D[考點]本題考查的是對概念的理解。

[解析]A項：位移是由初位置指向末位置的有向線段，A選項錯誤；與題干不符，排除。

B項：路程指的是物體運動軌跡的長度，B選項錯誤；與題干不符，排除。

C項：速度指單位時間內(nèi)物體的位移，C選項錯誤；與題干不符，排除。

D項：加速度是表示速度改變快慢的物理量，根據(jù)題意，D選項正確；與題干相符，當(dāng)選。

故正確答案為D。

5.

一定質(zhì)量的理想氣體從狀態(tài)A經(jīng)狀態(tài)B變化到狀態(tài)C，其圖像如圖所示，則從狀態(tài)A變化到狀態(tài)C的過程中______。

A.氣體放出2×105J的熱量B.氣體吸收2×105J的熱量C.氣體放出1×105J的熱量D.氣體吸收1×105J的熱量正確答案：B[解析]由A到B的過程為等壓變化，氣體體積變大，氣體對外做功，做功的大小W=p(VB-VA)；由B到C的過程為等容變化，此過程不做功，根據(jù)熱力學(xué)第一定律ΔU=W+Q，A和C兩點溫度相等，ΔU=0，代入數(shù)據(jù)解得Q=2×105J。B項正確。

A、C、D三項：與題干不符，排除。

故正確答案為B。

6.

光電管是一種利用光照射產(chǎn)生電流的裝置，當(dāng)入射的光子能量為4.0eV時，逸出光電子的最大初動能為0.9eV，若入射光子的能量為8.0eV時，逸出光電子的最大初動能為______。A.0.9eVB.3.1eVC.4.0eVD.4.9eV正確答案：D[解析]根據(jù)逸出光電子的最大初動能Ek=hv-W0，可知金屬的逸出功W0=4.0eV-0.9eV=3.1eV，當(dāng)入射光子的能量為8.0eV時，逸出光電子的最大初動能，D項正確。

A、B、C三項：與題干不符，排除。

故正確答案為D。

7.

下圖是甲、乙兩實心物體的質(zhì)量m和體積V的圖像，若將甲、乙放入足夠深的水中，關(guān)于它們靜止時所受浮力的大小，下列判斷正確的是______。

A.若甲、乙的質(zhì)量相同，則其所受浮力之比為1:4B.若甲、乙的質(zhì)量相同，則其所受浮力之比為1:8C.若甲、乙的體積相同，則其所受浮力之比為1:1D.若甲、乙的體積相同，則其所受浮力之比為1:2正確答案：A[解析]根據(jù)公式，結(jié)合圖像可知，甲的密度為4g/cm3，乙的密度為0.75g/cm3，故甲在水中的狀態(tài)是沉底，乙在水中的狀態(tài)是漂浮，若甲、乙質(zhì)量相等且均為m，則，，故A選項正確，B選項錯誤。

若甲、乙體積相等，設(shè)均為V，根據(jù)浮力公式，所以，，故CD選項錯誤。

故正確答案為A。

8.

如圖所示，上述P、Q分別從2L和L的高度同時拋出后落地，上述過程中P或Q的水平位移分別為L和2L。若忽略空氣阻力，下列說法正確的是______。

A.P和Q運動時間相等B.P和Q位移大小相等C.Q的初速度大小是P的2倍D.P和Q的末速度大小相等正確答案：B[解析]本題主要考察對平拋運動知識的掌握。

A項：豎直方向上，P和Q均做自由落體運動，由可知，，h不同，所以t不同，A選項錯誤。

B項：由圖計算可知，P和Q位移大小均為，B選項正確。

C項：運動時間是，水平位移×Q=2×P，所以初速的關(guān)系為，C選項錯誤。

D項：運動過程中只有重力做功，根據(jù)動能定理可得，P的末速度，Q的末速度，D選項錯誤。

故正確答案為B。

二、計算題(每小題20分，共20分)1.

在楊氏雙縫干涉實驗中，用波長為λ的單色光作為光源，光源到雙縫的距離相等，中央亮條紋在光屏處的O點處，設(shè)雙縫到觀察屏的距離為D，雙縫的間距為d，d≤D，光屏上P點到O點的距離為x，若在縫S1的后面放置折射率為n，厚度為t的薄玻璃片，光線可近似看作垂直穿過薄玻璃片，如圖所示。求：

(1)未放置玻璃片時，光源到P點處的光程差；

(2)放置玻璃片后，光源到P點處的光程差；

(3)放置玻璃片后，若發(fā)現(xiàn)中央亮紋恰好移動到了P點處，玻璃片的厚度t應(yīng)滿足的條件；

(4)放置玻璃片后，相鄰兩亮條紋的間距。正確答案：(1)光源到雙縫的距離相等，所以光程差產(chǎn)生在小孔到光屏之間，從S1孔向從S2孔出來的光作垂線，設(shè)交點為E，S2E的長度可近似為光程差。在大的直角三角形中，，由于d≤D，所以。在小的直角三角形中，。因為θ角很小，所以在趨近于0時，sinθ=tanθ，所以。

(2)在S1后加上一個玻璃片后，從S1射出的光的光程發(fā)生了改變，在原有的光程S1P的基礎(chǔ)上，厚度為t的光程變?yōu)榱薾t，但是從S2發(fā)出的光程不變。所以新的光程差根據(jù)第(1)問S2P-S1P是普通干涉的光程差，，所以。

(3)雙縫干涉實驗中，中央亮條紋出現(xiàn)的條件是光程差為0，由第(2)問可得，即。

(4)根據(jù)放玻璃片后的光程差可知，當(dāng)新光程差為λ的整數(shù)倍時，是亮條紋，由此可得各級亮條紋在光屏上的位置為：，相鄰兩亮條紋的間距為。加了玻璃片后的圖像相對于沒有玻璃片時的圖像整體發(fā)生了平移，相鄰亮條紋之間的間距不變。

三、案例分析題(每小題25分，共50分)某教師想了解學(xué)生對磁場力、電場力的掌握情況，于是設(shè)計了若干檢測題，其中一道計算題及學(xué)生的解答如下：

題目：如圖所示，空間有水平向右的勻強電場和垂直于紙面向外的勻強磁場，質(zhì)量為m、帶電量為+q的滑塊沿電場線方向做勻速直線運動，滑塊和水平面間的動摩擦因數(shù)為，滑塊與墻碰撞后返回的速度大小為原來的一半，滑塊返回時，去掉電場，恰好也做勻速直線運動，求原來電場強度的大小。

解：碰撞前粒子做勻速直線運動，所受合力為0，

①

返回時，沒有電場力作用，粒子仍做直線勻速運動。

所以，摩擦力f=0，

由f=μN，得N=0，

因此豎直方向上②，

①②兩式聯(lián)立得。

問題：1.

寫出該同學(xué)解答中的錯誤，學(xué)生產(chǎn)生錯誤可能的原因。正確答案：該同學(xué)對滑塊碰撞前受力分析時，對滑塊所受洛倫茲力的方向分析錯誤，沒有掌握左、右手定則的應(yīng)用方法，對左、右手定則的判斷對象混淆。

2.

設(shè)計一個教學(xué)片段，幫助學(xué)生理解相關(guān)知識。正確答案：教學(xué)片段：

師：面對既有運動過程又涉及力的題目，應(yīng)該如何入手?

生：首先應(yīng)該明確運動分為幾個部分，分過程進行受力分析。

師：同學(xué)們對于學(xué)過的物理方法掌握得比較牢固，誰來說說該運動分為幾個過程?

生：分為碰撞前和碰撞后兩個過程。

師：下面按照這兩個過程進行受力分析，首先分析碰撞前，該滑塊受幾個力的作用?

生：滑塊受到重力、電場力、洛倫茲力、摩擦力、支持力這五個力。

師：很好，這些力的方向同學(xué)們一定要注意，尤其是洛倫茲力。洛倫茲力的方向是用左手定則來判斷的，切記不要用錯手，否則受力方向就反了。老師還有一個口訣教給大家，叫做“左力右電”，我們在判斷安培力或者洛倫茲力時都是用左手，在判斷感應(yīng)電流方向時用右手，判斷通電螺線管磁感線方向時用右手，所以用右手判定的都是與力無關(guān)的物理量，大家記住了嗎?

生：記住了。碰撞前，滑塊做勻速直線運動，說明所受合力為零，水平方向上，qE=μ(mg+qvB)

師：回答正確，分析思路非常清晰，碰撞后呢?

生：碰撞后，滑塊速度變?yōu)?，運動方向改變，所以洛倫茲力方向向上，撤去電場后，滑塊仍做勻速直線運動，說明所受合力仍然為零，即摩擦力為零，所以豎直方向上，。

師：現(xiàn)在同學(xué)們能求出電場強度了嗎?

生：只需根據(jù)兩個等式解方程即可，求得。

下面是實習(xí)教教師“高中物理彈力”一節(jié)課，以及指導(dǎo)教師和實習(xí)教師討論的片段：

實習(xí)教師：同學(xué)們，剛才我們學(xué)習(xí)了胡克定律，知道彈簧發(fā)生彈性形變時，彈力的大小F跟彈簧伸長的長度x成正比，即：F=kx，哪位同學(xué)知道這個規(guī)律是怎樣得到的?

學(xué)生：是英國科學(xué)家胡克通過實驗研究得到的。

實習(xí)教師：同學(xué)們想知道胡克是如何做的嗎?

學(xué)生：想!

實習(xí)教師：好。下面老師給大家講講探究彈簧彈力大小與彈簧伸長量關(guān)系的實驗方法，大家看黑板(如圖)(實習(xí)教師一邊板書一邊講。)

實習(xí)教師：鐵架臺上掛有彈簧和刻度尺，彈簧下端固定有箭頭實驗時，在彈簧下端分別懸掛不同質(zhì)量的鉤碼，掛一個鉤碼，記下勾碼的質(zhì)量以及箭頭所指刻度尺的刻度，將記錄下來的數(shù)據(jù)，以橫軸為鉤碼所受的重力，縱軸為刻度尺的刻度值，作圖，通過實驗發(fā)現(xiàn)，彈簧受力與彈簧伸長量的關(guān)系是一條直線，求出直線的斜率就得到了彈簧的勁度系數(shù)，同學(xué)們知道怎么做了嗎?

指導(dǎo)教師：這節(jié)課講實驗方法這段要注意有科學(xué)性錯誤。另外，可以考慮融入一些我國科技史的資源，胡克是和牛頓同時代的科學(xué)家，他在1678年發(fā)表了對彈力的研究，所得規(guī)律后人稱為胡克定律，歷史上，我國勞動人民很早就掌握了測量彈力的方法并用于生產(chǎn)實踐，1637年，我國明代宋應(yīng)星在《天工開物》中記載測彈力的方法：“凡試弓動，以足踏弦，就地秤鉤，搭掛弓腰，弦滿之時，推移秤捶所壓，則知多少?！迸鋱D如圖，大家研究一下，如何將這個故事融入到教學(xué)中。

問題：3.

寫出上述教學(xué)片段中的科學(xué)性錯誤。正確答案：該教師在教學(xué)片段中共存在三處錯誤：

①知識點講解錯誤；胡克定律中的彈力大小跟彈簧的形變量有關(guān)，形變量既包括彈簧伸長，也包括彈簧壓縮。所以該教師所說的胡克定律“彈力的大小跟彈簧伸長的長度x成正比”應(yīng)改為“彈力的大小跟彈簧伸長或壓縮的長度x成正比”；

②實驗操作有誤；在懸掛鉤碼前需記錄初始時指針?biāo)肝恢?，否則缺少初始數(shù)據(jù)或默認(rèn)為從零開始；

③數(shù)據(jù)處理有誤；縱坐標(biāo)為對應(yīng)的刻度，橫坐標(biāo)為重力，此時的圖像斜率是彈簧的勁度系數(shù)的倒數(shù)。所以縱坐標(biāo)應(yīng)改為重力，橫坐標(biāo)應(yīng)改為對應(yīng)的刻度，所得圖像的斜率才是彈簧的勁度系數(shù)。

4.

寫出《天工開物》一書中記載測量“弓力”過程所涉及得物理規(guī)律。正確答案：《天工開物》中測量弓力時，檢測者用腳踩住弓弦，然后用秤鉤鉤住弓的中點向上拉，通過秤桿平衡后懸掛判斷弓力，此方法中涉及三個物理知識：

其一是力可以使物體發(fā)生形變，檢測者用腳踩住弓弦，懸掛重物后，弓弦發(fā)生形變；

其二是胡克定律：在彈簧彈性限度內(nèi)，彈簧所受拉力與彈簧的形變量成正比。測量弓力時，通過弓弦的形變量大小判斷力的大?。?/p>

其三是杠桿平衡，動力與動力臂之積等于阻力與阻力臂之積，等臂杠桿中，杠桿平衡時，動力等于阻力，從而根據(jù)懸掛重物多少以及位置，測量拉力的大小。

以上為《天工開物》中測量弓力所涉及的物理知識。

5.

簡述該資源的教育價值。正確答案：教育價值如下：

①提升教師的專業(yè)素養(yǎng)。物理老師在不斷地開發(fā)和利用課程資源的過程中，也在不斷加強物理專業(yè)知識的學(xué)習(xí)。同時，吸收和利用課程資源，不僅擴充了教師自身的知識結(jié)構(gòu)，也提高了教師開發(fā)課程資源的專業(yè)能力；

其二，轉(zhuǎn)變學(xué)生的學(xué)習(xí)方式。該教學(xué)資源的運用，不僅向?qū)W生提供了背景知識，豐富了學(xué)習(xí)材料，還可以讓學(xué)生進行自主學(xué)習(xí)，并將這些內(nèi)容消化、吸收，有助于培養(yǎng)學(xué)生自主學(xué)習(xí)的意識和能力；

其三，豐富課堂的教學(xué)內(nèi)容。《開工天物》是我國古代一部重要的綜合性科學(xué)技術(shù)著作，同中學(xué)物理學(xué)科建立聯(lián)系，不僅可以豐富物理課堂教學(xué)內(nèi)容和情景，同時也可以讓學(xué)生體會到自然科學(xué)的社會意義和歷史意義，提高學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，增強學(xué)生的文化自信。

四、教學(xué)設(shè)計題(每小題20分，共40分)下圖所示為某高中物理教科書“運動的描述”的一副v-t圖像

問題：1.

這個圖像表示物體在做什么運動?正確答案：物體做初速度為v0的勻加速直線運動。

2.

用此圖像設(shè)計一個教學(xué)片段，幫助學(xué)生掌握利用該圖像得出實驗結(jié)論的方法。正確答案：教學(xué)片段如下：

師：同學(xué)們，大家都知道物理知識中往往會穿插數(shù)學(xué)模型，大家認(rèn)真觀察這幅圖，說一說其中包含了哪些和物理相關(guān)的信息。

生：是關(guān)于速度和時間的圖像。

師：觀察得很仔細(xì)，該圖是速度隨時間變化的圖像，大家分組討論并思考，哪些知識和速度隨時間變化相關(guān)，并且和所示圖像類似?

生：公式v=v0+at。

師：很棒，該同學(xué)已經(jīng)發(fā)現(xiàn)速度和時間是一次函數(shù)關(guān)系，大家能從圖像上直接找出初速度和加速度嗎?

生：縱軸v0速度的截距即為初速度，斜率即為加速度。

師：很好，大家已經(jīng)能夠?qū)⑽锢砗蛿?shù)學(xué)模型——圖像結(jié)合在一起分析了，我們再來具體分析一下，速度和加速度都是矢量，那么題圖中的速度和加速度方向有何關(guān)系?

生：初速度和加速度均為正，是勻加速直線運動。

師：很好，大家分析得非常對，我們可以發(fā)現(xiàn)，除了利用公式計算，通過觀察分析圖像能更加直觀地獲取許多物理信息，今后大家在遇到圖像類問題時，可以多關(guān)注圖線的截距和斜率，找出其對應(yīng)的物理意義。

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2020年修訂)》關(guān)于“電場線”的內(nèi)容要求為“會用電場線描述電場”。

材料二：某高中物理教科書“電場線”一節(jié)的部分內(nèi)容如圖所示。

材料三：教學(xué)對象為普通高中的學(xué)生，已學(xué)過電場、電場強度等概念。

問題：3.

簡述電場線的特點。正確答案：電場線特點：電場線不閉合，從正電荷或無限遠處出發(fā)，終止于無限遠或負(fù)電荷處；電場線在電場中互不相交；同一個電場中，電場線越密的地方電場強度越大，電場線越疏的地方電場強度越小。

4.

根據(jù)上述材料，完成“實驗：模擬電場線”的教學(xué)設(shè)計。(教學(xué)設(shè)計包括教學(xué)目的、教學(xué)重點、教學(xué)過程)。正確答案：教學(xué)設(shè)計

實驗：模擬電場線

一、教學(xué)目標(biāo)

(1)知道電場線的分布及特點，明確實驗設(shè)計的基本思路。

(2)經(jīng)歷科學(xué)探究的過程，能從中發(fā)現(xiàn)問題，養(yǎng)成合作與交流的習(xí)慣，通過觀察實驗現(xiàn)象和積極思考，逐步具有抽象與概括能力。

(3)通過小組合作實驗，增強團隊意識，培養(yǎng)實事求是的科學(xué)態(tài)度。

二、教學(xué)重難點

教學(xué)重點：知道電場線的分布情況。

教學(xué)難點：理解電場線的特點。

三、教學(xué)過程

(一)導(dǎo)入

教師帶領(lǐng)學(xué)生復(fù)習(xí)已學(xué)過的電場的相關(guān)知識，并提出問題：電場是看不見摸不著但是卻又客觀存在的特殊物質(zhì)，我們該怎么描述電場呢?引起學(xué)生思考，從而引出“電場線”的概念，用電場線來描述電場。

(二)新授

教師提出問題：如何描述空間內(nèi)點電荷的電場?引導(dǎo)學(xué)生回顧點電荷場強的計算公式。

在學(xué)生提出用場強描述后，接著指出：利用電場強度能夠精確地描述電場，但是看起來不夠直觀形象，引導(dǎo)學(xué)生回顧初中學(xué)習(xí)磁