下半年中小學教師資格考試物理學科知識與教學能力試題初級中學試卷真題及答案

2016年下半年中小學教師資格考試物理學科知識與教學能力試題（初級中學）注意事項：1．考試時間為120分鐘，滿分為150分。2．請按規(guī)定在答題卡上填涂、作答。在試卷上作答無效，不予評分。一、單項選擇題（本大題共8小題，每小題5分，共40分）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，請用2B鉛筆把答題卡上對應題目的答案字母按要求涂黑。錯選、多選或未選均無分。1．初中物理“探究電流與電阻的關(guān)系”一課，李老師檢查同學連接的電路，發(fā)現(xiàn)小明連接的電路有問題（如圖1）。由此圖可以判斷，若小明合上電源，則（）。A．電壓表和電流表指針均偏轉(zhuǎn)較大B．電壓表和電流表指針均幾乎不偏轉(zhuǎn)C．電壓表指針偏轉(zhuǎn)較大，電流表指針幾乎不偏轉(zhuǎn)D．電壓表指針幾乎不偏轉(zhuǎn)，電流表指針偏轉(zhuǎn)較大2．圖2所示為一種電容式鍵盤的按鍵，它由鍵帽、彈簧和平行板電容器構(gòu)成，電容器板間距為d，電容為C。按鍵時，活動極板向下移動。若電容的改變量為C2，則按鍵下壓的距離為（）。A．d4 B．13d C．12d3．下面是物理學史上三個著名的核反應方程x+37Li→2y，y+714N→x+817O，y+49Be→z+6A．中子 B．原子C．粒子 D．電子4．如圖3所示，輕彈簧的一端固定在豎直墻上，質(zhì)量為m的光滑弧形槽靜止停在光滑的水平面上，弧形槽底端與水平面相切，一個質(zhì)量也為m的小物塊從槽的頂端自由下滑，下面說法正確的是（）。A．在下滑過程中，小物塊的機械能守恒B．在下滑過程中，小物塊和槽的動量守恒C．小物塊離開彈簧后，做勻速直線運動D．小物塊離開彈簧后，能夠滑上弧形槽5．如圖為某同學設計的噴水裝置，其中圓柱形容器的容積為V0，內(nèi)部裝置有體積為的水，水上密封的空氣壓強為p0，保持閥門關(guān)閉，用打氣桶再向內(nèi)充入壓強為p0，體積為的空氣。設在所有過程中，空氣可看作理想氣體，且溫度不變。則充氣后容器內(nèi)空氣的壓強為（）。A．p0 B．2p0 C．3p0 D．4p06．如圖所示，一圓盤可繞一通過圓心且垂直于盤面的豎直軸轉(zhuǎn)動，在圓盤上放一塊橡皮，橡皮隨圓盤一起做勻減速轉(zhuǎn)動，橡皮相對圓盤靜止。在這段時間內(nèi)，關(guān)于橡皮所受摩擦力F的方向，下面四種表示（俯視圖）中，正確的是（）。7．用表面涂有絕緣層的四根相同導線分別繞成閉合線圈。其中，a為2匝圓形線圈，b、c為導線交叉的8字形圓線圈，d是兩個分別由半根導線繞成的閉合圓形線圈且捆綁在一起?，F(xiàn)將他們按圖6所示從同一高度同時由靜止釋放。它們穿過水平向里的勻強磁場，最后落到水平地面，則最先落地的線圈是（）。A．a(chǎn) B．b C．c D．d8．兩束平行的單色光a、b射向長方形玻璃磚，光從上表面入射，恰好從下表面重疊射出，如圖7所示。下面關(guān)于這兩種單色光說法正確的是（）。A．玻璃中a光的傳播速度比b光的大B．玻璃對a光的折射率比對b光的大C．在相同條件下做雙縫干涉，a光產(chǎn)生的條紋間距比b光窄D．將a、b光以相同的入射角從玻璃射向空氣，若b光能發(fā)生全反射，則a光也一定能發(fā)生全反射二、簡答題（本大題共2小題，每小題10分，共20分）9．以初中物理“杠桿”一課為例，簡述三種新課導入的方法。10．結(jié)合“音調(diào)、響度和音色”的教學，簡述多媒體資源在初中物理概念教學的作用。三、案例分析題（本大題共2小題，第11題20分，第12題30分，共50分）閱讀案例，并回答問題。11．案例：下面是某學生對一道習題的解答：題目：如圖8所示，小強練習用帶有吊籃的滑輪組吊貨物，使其勻速升高了h=2m，已知貨物重G貨=180N，吊籃重G吊=60N，滑輪質(zhì)量及其摩擦不計，求：（1）小強吊貨物時的拉力。（2）滑輪組的機械效率。解：由圖可以看出，吊貨物的繩子根數(shù)n=3貨物和吊籃的重力G=G貨+G吊=240N（1）設小強的拉力為F，則3F=G，F(xiàn)=G/3=80N（2）因為滑輪組的重力及摩擦不計，所以小強所做的功都是有用功，滑輪組的機械效率為100%。答：小強的拉力是80N，滑輪組的機械效率是100%。問題：（1）簡述該習題旨在幫助學生鞏固的知識及其要點。（4分）（2）給出該習題的正確解答。（6分）（3）針對作業(yè)的錯誤，設計一個教學片段或思路，幫助學生掌握正確分析和解決此類問題的方法。（10分）12．案例：初中物理“電阻的串聯(lián)和并聯(lián)”的一段課堂教學實錄如下：老師：同學們，我們剛才已經(jīng)復習了并聯(lián)電路的總電流和各支路電流的關(guān)系，那么，串聯(lián)、并聯(lián)電路的總電阻和參與串聯(lián)、并聯(lián)的各電阻之間又有什么關(guān)系呢？掌握歐姆定律之后這個問題已經(jīng)不難解決了。今天我們一起來學習電阻的串聯(lián)和并聯(lián)。老師：請看大屏幕（圖9），思考一下老師提出的問題后再提出你們的猜想。甲同學：總電阻會增大，它等于各部分電阻之和。乙同學：對，串聯(lián)電阻的電壓加起來就是總電壓，并聯(lián)電路的電流加起來就是總電流，所以，總電阻就是各部分電阻加起來。丙同學：不對，老師剛才說了要用歐姆定律，串聯(lián)電路的電壓加起來就是總電壓，并聯(lián)電路的電流加起來就是總電流。根據(jù)歐姆定律可以算出總電阻保持不變。丁同學：你說的肯定不對，串聯(lián)電路的總電阻和各部分電阻之間的關(guān)系與并聯(lián)電路的總電阻和各部分電阻之間的關(guān)系會一樣的？書上都有計算公式的，你們翻開看看。甲同學：對，我剛才說的是串聯(lián)電路的總電阻等于各部分的分電阻加起來。老師：甲同學說得很好！通過大家的討論，我們提出了這樣一個猜想，串聯(lián)電路的電阻等于各部分電阻之和。同學們思考：如果將5Ω和10Ω兩個電阻串聯(lián)起來，總電阻是多少？戊同學：老師，什么是總電阻?。浚ㄟ€有部分同學也用疑問的眼光看著老師）老師：怎么理解總電阻呢？我找位同學回答。丁同學：兩個電阻一起連接起來測出的電阻就是總電阻。老師：很好，都懂了吧，下面我們來設計實驗電路圖。問題：（1）上述課堂實錄中請對學生學習和老師教學存在的問題進行評述。（16分）（2）針對存在的問題設計一個改進教學的方案（形式不限，可以是教學片段、教學活動等）。（14分）四、教學設計題（本題共2小題，第13題12分，第14題28分，共40分）13．閱讀材料，根據(jù)要求完成教學設計任務。某物理教科書關(guān)于“電與磁”一章某節(jié)的一個演示實驗如圖10所示。（1）這個演示實驗用了什么物理知識的教學？（4分）（2）用此實驗設計一個教學片段，幫助學生理解與該現(xiàn)象相關(guān)的物理知識。（8分）14．閱讀材料，根據(jù)要求完成教學設計。材料一《義務教育物理課程標準（2011年版）》關(guān)于“大氣壓強”的內(nèi)容要求為：通過實驗，探索并了解液體壓強與哪些因素有關(guān)，知道大氣壓強及其與人類生活的關(guān)系?！辈牧隙澄锢斫炭茣嘘P(guān)于“大氣壓強”部分內(nèi)容如下： 大氣壓的測量如圖，在長約1m、一端封閉的玻璃管里灌滿水銀，用手指將管口堵住，然后倒插在水銀槽中。放開手指，管內(nèi)水銀面下降到一定高度時就不再下降，這時管內(nèi)外水銀面高度差約760mm。把玻璃管傾斜，豎直高度差不發(fā)生變化。材料三教學對象為初中二年級學生，已學過壓強、液體壓強等知識。任務：（1）簡述大氣壓強的概念。（3分）（2）說明本演示實驗采用錄像的原因。（3分）（3）根據(jù)上述材料，利用該實驗錄像完成“大氣壓強的大小”的一段教學設計，其中包括教學目標、教學重點、教學過程。（不少于300字）（22分）2016年下半年中小學教師資格考試物理學科知識與教學能力試題（初級中學）參考答案及解析一、單項選擇題1．【答案】C。解析：從圖中可以看出，電阻與電流表并聯(lián)，與電壓表串聯(lián)。所以，當閉合電源時，電壓表兩端示數(shù)從零增大到接近于電動勢。因電壓表內(nèi)阻很大，電路中電流很小，電流表所在的支路電流很小，電流表幾乎不偏轉(zhuǎn)。所以C選項正確。2．【答案】B。解析：按鍵后，活動極板向下移動，根據(jù)公式C=可知，電容增加C2，變?yōu)?2C，電容器板間距離變?yōu)?3d。所以，按鍵下壓的距離為d-23．【答案】A。解析：根據(jù)核反應方程質(zhì)量數(shù)和核電荷數(shù)守恒，得三個方程，將三個方程相加，可得的質(zhì)量數(shù)為1，電荷數(shù)為0，即z是，為中子。4．【答案】C。解析：物塊在槽上運動時，物塊受重力，重力和物塊運動方向之間有夾角，部分重力對物塊做功，物塊機械能不守恒，A錯誤。在下滑過程中，小物塊受重力和槽對物塊的支持力，槽受重力、地面對其的支持力、物塊對其的壓力，把物塊和槽視為一個系統(tǒng)，在水平方向上受力平衡，在豎直方向上不平衡，所以在下滑過程中，小物塊和槽動量不守恒，B錯誤。物塊下滑到底端，設物塊速度為v，因物塊和槽水平方向上動量守恒，兩質(zhì)量相等，所以速度相反，大小相等，槽向左運動，物塊向右運動。物塊接觸彈簧之后，被彈簧反彈，由于水平面光滑，故物塊無能量損失，將向左做勻速直線運動，速度為v，跟槽運動速度方向相同，大小相等，故物塊不能滑上弧形槽，D錯誤。5．【答案】D。解析：根據(jù)題意可知，原內(nèi)部裝置的氣體體積為，壓強為p0；向內(nèi)充入壓強為p0體積為的空氣后，若體積可變，則水上密封的空氣的體積為2V0，壓強為p0；但由于閥門關(guān)閉，氣體體積固定不變，所以壓強增大。根據(jù)理想氣體狀態(tài)方程，溫度不變，p′（）=p0（2V0），故壓強增大為4p0。6．【答案】C。解析：橡皮在水平面上只受摩擦力，因為橡皮做勻減速圓周運動，所以合力不指向圓心，但一定指向圓周的內(nèi)側(cè)。由于動能逐漸減小，合力與速度方向的夾角大于90°，故C選項正確。7．【答案】B。解析：根據(jù)楞次定律可知，線圈穿過磁場時，將產(chǎn)生感應電流阻礙磁通量的變化。B選項中導線繞成交叉的8字形圓圈線，左線圈磁通量增加，右線圈磁通量反方向增加，總量保持不變，線圈中沒有電流，將只受重力作用下降。A、D選項中線圈剛進入磁場時，磁通量增加，產(chǎn)生感應電流阻礙磁通量的增加。C選項中下線圈剛進入磁場時，磁通量增加，會產(chǎn)生感應電流阻礙其增加；下線圈進入磁場后上線圈剛進磁場時，磁通量增加，同樣會產(chǎn)生感應電流阻礙磁通量的增加。出磁場時，跟上述情況類似。因此只有B選項中沒有受到阻礙作用，最先落地。8．【答案】A。解析：根據(jù)圖像分析可知，a光的折射率較小，b光的折射率較大，B選項錯誤；所以由v=cn可知，玻璃中a光的傳播速度比b光的大，A選項正確；a光的波長較長，b光的波長較短，根據(jù)△x=ld，可知a光產(chǎn)生的條紋間距比b光寬，C選項錯誤；根據(jù)sinC=1n可知，b光的折射率較大，則b的臨界角小，將a、b光以相同的入射角從玻璃射向空氣，若b光能發(fā)生全反射，則a光不一定能發(fā)生全反射，D二、簡答題9．【參考答案】①物理學史導入（故事導入）：阿基米德曾說過：“給我一個支點，我能撬起地球?！边@顯示了科學家基于科學理論的宏大氣魄，也使我們接觸到“杠桿”這個詞。大家想一想，一人之力可以撬動地球么？帶著這個疑問，我們來一起了解有關(guān)杠桿的科學理論。②情境導入：教師出示多媒體課件，大人和小孩正在玩蹺蹺板。同學們，看到這幅畫面你能想出什么問題呢？學生產(chǎn)生疑問（為什么小孩能把大人蹺起來）。同學們提的問題很棒，蹺蹺板就是我們今天要研究的對象杠桿。③實驗導入：同學們請看：（教師演示）我們來模擬一種日常生活中的現(xiàn)象，怎樣用一支棍撬起一塊大石頭？（模擬撬粉筆盒）在模擬過程中，我們用了一支硬棒，而且在撬起過程中這支硬棒在一個力的作用下，繞著一個固定的點轉(zhuǎn)動，像這樣的一支硬棒叫杠桿。這節(jié)課我們就一起來學習有關(guān)杠桿的知識。10．【參考答案】①在創(chuàng)設學習物理概念的情境環(huán)節(jié)，可以利用視聽光盤或多媒體課件等，播放一段聲音（有電子琴、小提琴、長笛、古箏演奏）讓學生辨別這些分別是什么樂器。學生根據(jù)自己的生活經(jīng)驗，進行辨別。隨后教師引導學生認識聲音有“大小、高低、樂器音色”的不同。這樣就可以讓學生進入良好的物理概念學習環(huán)境。②在建立物理概念環(huán)節(jié)，可以借助廣播和電視音像資料，讓學生認識大自然中許多發(fā)射和接收超聲波的動物，認識人類是否能聽到聲音與物體振動的頻率有關(guān)。另外可以通過演示示波器中聲波的波形，理解聲波頻率的不同，振動波形不同，音調(diào)不同。在響度的學習過程中，可以借助音頻文件，播放蚊子的叫聲與黃牛的叫聲，讓學生判斷聲音的音調(diào)和響度，同時比學生辨析音調(diào)和響度是聲音的兩個不同的特征。響度大的聲音，音調(diào)不一定高，音調(diào)高的聲音，響度也不一定大。因此，應用多媒體資料可以讓學生在對物理概念的形成過程中更形象、更直觀地形成科學的認知。③在運用物理概念環(huán)節(jié)，可以讓學生觀看視頻“利用聲音擊碎玻璃杯”，讓學生利用學過的知識來解釋這一現(xiàn)象。學生在觀看的時候會形成很大的沖擊，記憶深刻；通過前面概念的學習，可以分析出這一物理過程和聲音的頻率有關(guān)，通過這一活動，學生對所學概念將有更深刻的認識。三、案例分析題11．【參考答案】（1）該習題旨在幫助學生鞏固的知識及其要點是：滑輪組拉力的求法和滑輪組的機械效率。（2）由圖中可以看出，只有2段繩子承擔了重物的重力，設繩子的拉力為F，則F=12G則：F=G貨+G吊2滑輪組的機械效率為代入數(shù)據(jù)則。（3）基于該問題，教師可以站在學生的角度，從問題入手，設置啟發(fā)性的提問，具體措施如下：教師提問：在這里，究竟有幾段繩承擔了重物的總重力呢？學生：承擔重物重力的只有2段繩。教師：對重物進行受力分析，得出繩子的拉力和重物的關(guān)系是？學生：2F=G教師：因此F=G2教師：我們再來回顧一下機械效率的含義。學生：機械效率是有用功與總功的比值。教師：本題的情境中有用功應該是把重物提起所做的功。那么在計算時應該注意什么？學生：注意不要加上吊籃重力做的功。即W有用=G貨h。教師：因此在計算機械效率的時候，要注意有用功的含義。請再次計算，并給出正確答案。學生：，S=2h=4m；。12．【參考答案】（1）老師教學中存在的問題：①導入環(huán)節(jié)：教師導入邏輯混亂，語言啰唆，違背了教學論中導入的簡潔性原則和啟發(fā)性原則，未能引導學生順利進入接下來內(nèi)容的學習。同時，教師對物理串并聯(lián)電路基本表述不嚴謹，表達不夠準確，物理語言不符合科學性。②課堂實施過程：整個學生討論環(huán)節(jié)，看似熱鬧，其實毫無秩序，流于形式，學生在漫無目的的猜想和爭論中，教師沒有給予任何的引導，容易造成學生對這一知識點的理解偏差。③教學評價：一方面，在學生猜想和討論時，教師未做出及時的評價及反饋，學生不能認識到自己的錯誤在哪里，評價的效果不佳；另一方面，教師只對甲同學正確的回答給予了肯定的評價，但是對其他同學的討論沒有任何反饋，對于戊同學提出的問題，該教師還是找一個同學回答完之后就認為所有同學都懂了，評價過于主觀，未關(guān)注學生個體差異，違背了教學評價的反饋性和激勵性原則。最后教師在評價過程中，只簡單地評價對或錯，忽略了對學生過程與方法、情感態(tài)度與價值觀的評價。整體的評價是無效的。學生在學習過程中，對歐姆定律沒有完全的理解，對新的知識又產(chǎn)生了很多的疑惑；整體的猜想討論混亂，沒有教師引導的過程，只能借助課本，部分學生還不能理解最基礎的概念，學習氛圍較差，不能很好地掌握所學知識，只是模棱兩可的理解。（2）教學方案如下：復習引入：串聯(lián)電路中的電流規(guī)律是：電流處處相等，即I=I1=I2。串聯(lián)電路中的電壓規(guī)律是：總電壓等于各部分電路兩端的電壓之和，即U=U1+U2。提出問題：串聯(lián)電路中的電阻有什么規(guī)律呢？學生猜想，教師及時反饋引導。猜想與假設：串聯(lián)電路中，串聯(lián)的用電器越多，電路中的電流越小，即電阻越大。設計實驗：把兩個電阻串聯(lián)后接入電路中，測出電路中的電流，把兩個電阻換成一個電阻箱，調(diào)節(jié)電阻箱的阻值，使電流表的示數(shù)與前面相同，則此時電阻箱的作用效果與兩個電阻串聯(lián)后的作用效果相同，電阻箱的阻值就是這兩個電阻的總電阻。（等效思想）進行實驗：①設計兩個電阻串聯(lián)的電路圖。②連接實物，檢查無誤后，閉合開關(guān)，讀出此時電流表的示數(shù)為I。③把電阻R1、R2去掉，換上一個電阻箱，閉合開關(guān)，調(diào)節(jié)電阻箱的阻值，使電流表的示數(shù)也為I，讀出電阻箱的阻值為R0。④此時電阻箱的阻值R0就是電0阻R1、R2的總電阻。⑤換用不同阻值的定值電阻進行多次實驗，把實驗數(shù)據(jù)填入表格中。次數(shù)R1/ΩR2/ΩR0/Ω123得出結(jié)論：分析實驗數(shù)據(jù)，可以得出：串聯(lián)電路中的總電阻等于各部分電路的電阻之和。即：R0=R1+R2若電路中有多個電阻，則總電阻等于各電阻之和。即：R0=R1+R2+……老師引導：并聯(lián)電路中的各個電阻與總電阻的關(guān)系是怎么樣的呢？學生猜想：根據(jù)歐姆定律，并聯(lián)電路各電阻的電壓相等，即U=U1+U2；并聯(lián)總電流等于各部分電路電流之和，即I=I1+I2，猜想與串聯(lián)電路結(jié)論不同。老師拓展：并聯(lián)電路中總電阻小于任何一個支路上的電阻。我們在接下來的學習中會學到，大家也可以課下探究一下。四、教學設計題13．【參考答案】（1）該實驗是關(guān)于“磁場方向”的教學。把小磁針放入磁場中，磁針受力后會發(fā)生轉(zhuǎn)動。小磁針靜止后，它的指向也就確定了，顯示出這一點的磁場對小磁針N極和S極的作用力的方向。物理學中把磁針靜止時N極所指的方向規(guī)定為該點的磁感應強度的方向，簡稱磁場的方向。（2）師：同學們，誰能告訴老師我國四大發(fā)明之一的指南針是用來干什么的？生：定向的工具。師：它為什么能定方向？生：根據(jù)地磁場定方向。師：我們站在不同的位置，指針偏轉(zhuǎn)情況不同，這說明磁場有方向，接下來我們通過實驗來探究磁場的方向。師：現(xiàn)在老師在這里放上一個條形磁鐵，周圍擺上一組小磁針，大家注意觀察每個小磁針的指向是一樣的嗎？生：不一樣。師：既然小磁針在磁鐵周圍的不同位置指向不同，說明小磁針受力方向不同，磁場方向不同。我們都知道，電場和磁場都是客觀存在的。那么大家想一想，電場強度的方向是如何規(guī)定的？生：規(guī)定正電荷所受電場力的方向為該點的電場強度的方向。師：磁場的方向可以從小磁針受力的角度規(guī)定。在物理學當中，我們規(guī)定在磁場中的任意一點，小磁針北極受力的方向，即為小磁針靜止時北極所指的方向，就是該點磁感應強