2015年下半年教師資格考試——科三(高中物理)-new

1、2015年下半年教師資格考試物理學(xué)科知識(shí)與教學(xué)能力(高級(jí)中學(xué))試題一、單項(xiàng)選擇題(本大題共8小題，每小題5分，共40分)1.圖1為某高中物理教科書(shū)描述過(guò)的一個(gè)實(shí)驗(yàn)，該實(shí)驗(yàn)可觀(guān)察到的物理現(xiàn)象及用于說(shuō)明的物理問(wèn)題分別是（ ）實(shí)驗(yàn)：如圖11.53，在一條緊張的繩子上掛幾個(gè)鐘擺，其中A、B的擺長(zhǎng)相等，當(dāng)A擺振動(dòng)的時(shí)候，通過(guò)張緊的繩子給其他各擺施加驅(qū)動(dòng)力，B、C、D三個(gè)擺在驅(qū)動(dòng)力的作用下開(kāi)始擺動(dòng)，觀(guān)察它們的振幅差別。A小球D的振幅最大，小球C的振幅最??；擺長(zhǎng)與振幅的關(guān)系B小球D的振幅最小，小球C的振幅最大；擺長(zhǎng)與振幅的關(guān)系C小球B的振幅最大；共振現(xiàn)象D 小球B、D和C的振幅相同；受迫振動(dòng)規(guī)律【答案】C【

2、解析】A與B擺長(zhǎng)相同，具有相同的固有頻率。2. 鈾是常用的一種核燃料，其原子核裂變的反應(yīng)方程為，則方程中的a、b可能是A B C D【答案】D【解析】質(zhì)量數(shù)守恒，電荷數(shù)（質(zhì)子數(shù)）守恒。所以a、b質(zhì)量數(shù)之和必為234，電荷數(shù)之和必為923.如圖所示，三個(gè)小球a、b、c分別在離地面不同高度h1、h2、h3處，同時(shí)以相同的速度向左水平拋出，不計(jì)空氣阻力，三個(gè)小球每隔相等的時(shí)間間隔依次落到水平地面，小球a落到水平地面D點(diǎn)，DE=EF=FG，則下列說(shuō)法正確的是Ab、c兩球落在D點(diǎn)的左邊Bb球落在D點(diǎn)，c球落在E點(diǎn)C三個(gè)小球離地面的高度h1:h2:h3=1:3:5D三個(gè)小球離地面的高度h1:h2:h3=1

3、:4:9答案：D4.如圖3所示，粗細(xì)均勻的玻璃細(xì)管上端封閉，下端開(kāi)口，豎直插在水銀槽中，管內(nèi)封閉有一定質(zhì)量的空氣（可視為理想氣體），玻璃細(xì)管足夠長(zhǎng)，管內(nèi)氣柱長(zhǎng)4.0cm，管內(nèi)外水銀面高度差為10cm，大氣壓強(qiáng)為76cmHg。現(xiàn)將玻璃管沿豎直方向緩慢移動(dòng)，當(dāng)管內(nèi)外水銀面恰好相平時(shí)，管內(nèi)氣柱長(zhǎng)度約為（ ）A 2.0cm B 3.5cm C 4.0cm D 4.5cm【答案】B【解析】理想氣體，氣體體積，。帶入，可得5.如圖4所示，在以為圓心半徑為的虛線(xiàn)圓內(nèi)有垂直紙面向里的勻強(qiáng)磁場(chǎng)，磁感應(yīng)強(qiáng)度隨時(shí)間變化關(guān)系為（為常數(shù)）。在磁場(chǎng)外有一以為圓心半徑為的半圓形導(dǎo)線(xiàn)，則該半圓形導(dǎo)線(xiàn)中感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)大小為（ ）A

4、 B C D 【答案】C【解析】根據(jù)E=/t=B·s/t6.物體在幾個(gè)力同時(shí)作用下運(yùn)動(dòng)，其位移為，一分力為，則該分力在此過(guò)程做的功為A 36J B 48J C 56J D 60J【答案】A【解析】7. 桌面上有一倒立的玻璃圓錐，其頂點(diǎn)恰好與桌面接觸，圓錐的軸（圖中虛線(xiàn)）與桌面垂直，過(guò)軸線(xiàn)的截面是等邊三角形，如圖5，有一半徑為的圓柱形平行光束垂直入射到圓錐底面上，光束的中心軸與圓錐的重合，已知玻璃的折射率為1.5，則光束在桌面上形成的光斑半徑為A B C D 【答案】C【解析】畫(huà)光路圖解決，注意光在圓錐面上的反射光線(xiàn)再穿出玻璃圓錐所形成的范圍是最大半徑。8. “經(jīng)歷科學(xué)探究過(guò)程，認(rèn)識(shí)科

5、學(xué)探究的意義，嘗試應(yīng)用科學(xué)探究的方法研究物理問(wèn)題，驗(yàn)證物理規(guī)律”是普通高中物理課程標(biāo)準(zhǔn)（實(shí)驗(yàn)）提出的一項(xiàng)具體課程目標(biāo)，它屬于三維目標(biāo)中的哪個(gè)維度？（ ）A 知識(shí)與技能 B 過(guò)程與方法 C 情感、態(tài)度與價(jià)值觀(guān) D 科學(xué)探索【答案】B二、計(jì)算題（本大題共1小題，共20分）9. 質(zhì)量為的跳水運(yùn)動(dòng)員從10米高的跳臺(tái)跳下，設(shè)他離開(kāi)跳臺(tái)時(shí)的初速度為零，在水中所受浮力與其自身所受重力正好抵消，所受阻力大小為，為比例系數(shù)，不考慮身高，忽略空氣阻力，取重力加速度g=10m/s2。（1）求跳水運(yùn)動(dòng)員入水時(shí)的速度；（6分）（2）若其入水后豎直下沉，以入水點(diǎn)為坐標(biāo)原點(diǎn)，豎直向下建立軸，求下沉速率與下降深度的關(guān)系。（1

6、4分）【解析】（1）機(jī)械能守恒，故（2）牛頓第二定律解微分方程可得帶入初始條件可得三、案例分析題（本大題共2小題，第10題20分，第11題30分，共50分）閱讀案例，并回答問(wèn)題。10.案例：題目：如圖6所示，能量為1000eV的電子流從面積足夠大的兩極板中央斜向上進(jìn)入勻強(qiáng)電場(chǎng)，其初速度與水平方向夾角為30。，電場(chǎng)方向豎直向上，為了使電子不打到上面的金屬板上，則應(yīng)該在兩金屬板之間至少加多大的電壓？圖6某同學(xué)的作業(yè)：?jiǎn)栴}（1）指出該同學(xué)作業(yè)中的錯(cuò)誤和出錯(cuò)的可能原因，并給出正確解答。（10分）（2）針對(duì)出錯(cuò)的原因提出教學(xué)思路，幫助學(xué)生掌握相關(guān)知識(shí)并正確分析此題。（10分）參考答案：（1） 正解：電子

7、進(jìn)入電場(chǎng)后，電子所受的電場(chǎng)力對(duì)電子做負(fù)功，電子的動(dòng)能減小，設(shè)電子的質(zhì)量為m，則：（1/2）mv02=1000eV 欲使電子剛好不達(dá)到上面的金屬板上，則電子到達(dá)上板時(shí)的速度恰好為零時(shí)，兩板間的電壓為最小，由動(dòng)能定理可得：-e（U/d）（d/2）=0-（1/2）m（v0sin300）2 聯(lián)立兩式可得：U=500V學(xué)生所犯錯(cuò)誤：在使用動(dòng)能定理時(shí)，計(jì)算豎直方向的初動(dòng)能應(yīng)該用豎直方向上的初速度，學(xué)生卻用了電子進(jìn)入電場(chǎng)時(shí)的初速度，沒(méi)有進(jìn)行速度分解。錯(cuò)因：學(xué)生對(duì)于帶電粒子在電場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)的類(lèi)斜拋運(yùn)動(dòng)模型相關(guān)的知識(shí)掌握的不到位，根本原因是類(lèi)平拋的模型掌握的不好，沒(méi)有真正理解帶點(diǎn)粒子在兩個(gè)方向上的運(yùn)動(dòng)特點(diǎn)和規(guī)律。（

8、2） 教學(xué)思路：通過(guò)分析帶電粒子在電場(chǎng)中受力和初速度方向的關(guān)系分析帶電粒子在電場(chǎng)中的運(yùn)動(dòng)規(guī)律，重點(diǎn)掌握初速度與場(chǎng)強(qiáng)方向垂直的帶電粒子在電場(chǎng)中的運(yùn)動(dòng)類(lèi)平拋運(yùn)動(dòng)：沿電場(chǎng)方向（或反向）做初速度為零的勻加速直線(xiàn)運(yùn)動(dòng)，垂直于電場(chǎng)方向?yàn)閯蛩僦本€(xiàn)運(yùn)動(dòng) ，掌握好帶點(diǎn)粒子在電場(chǎng)中的類(lèi)平拋運(yùn)動(dòng)，就可以將知識(shí)順利地遷移到類(lèi)斜拋運(yùn)動(dòng)中，并用能量的觀(guān)點(diǎn)解決帶電粒子在電場(chǎng)中的運(yùn)動(dòng)問(wèn)題。1帶電粒子在電場(chǎng)中的運(yùn)動(dòng)情況若帶電粒子在電場(chǎng)中所受合力為零時(shí)，即F=0時(shí)，粒子將保持靜止?fàn)顟B(tài)或勻速直線(xiàn)運(yùn)動(dòng)狀態(tài)。例  帶電粒子在電場(chǎng)中處于靜止?fàn)顟B(tài)，該粒子帶正電還是負(fù)電？分析  帶電粒子處于靜止?fàn)顟B(tài)，F(xiàn)=0，mg=Eq，

9、因?yàn)樗苤亓ωQ直向下，所以所受電場(chǎng)力必為豎直向上。又因?yàn)閳?chǎng)強(qiáng)方向豎直向下，所以帶電體帶負(fù)電。若F0且與初速度方向在同一直線(xiàn)上，帶電粒子將做加速或減速直線(xiàn)運(yùn)動(dòng)。（變速直線(xiàn)運(yùn)動(dòng)）打入正電荷，將做勻加速直線(xiàn)運(yùn)動(dòng)。打入負(fù)電荷，將做勻減速直線(xiàn)運(yùn)動(dòng)。若F0，且與初速度方向有夾角（不等于0°，180°），帶電粒子將做曲線(xiàn)運(yùn)動(dòng)。mgEq，合外力豎直向下v0與F夾角不等于0°或180°，帶電粒子做勻變速曲線(xiàn)運(yùn)動(dòng)。在第三種情況中重點(diǎn)分析類(lèi)平拋運(yùn)動(dòng)。2若不計(jì)重力，初速度v0E，帶電粒子將在電場(chǎng)中做類(lèi)平拋運(yùn)動(dòng)。復(fù)習(xí)：物體在只受重力的作用下，被水平拋出，在水平方向上不受力，將做勻

10、速直線(xiàn)運(yùn)動(dòng)，在豎直方向上只受重力，做初速度為零的自由落體運(yùn)動(dòng)。物體的實(shí)際運(yùn)動(dòng)為這兩種運(yùn)動(dòng)的合運(yùn)動(dòng)。與此相似，不計(jì)mg，v0E時(shí)，帶電粒子在磁場(chǎng)中將做類(lèi)平拋運(yùn)動(dòng)。板間距為d，板長(zhǎng)為l，初速度v0，板間電壓為U，帶電粒子質(zhì)量為m，帶電量為+q。 子在與電場(chǎng)方向垂直的方向上做勻速直線(xiàn)運(yùn)動(dòng)，x=v0t；在沿電場(chǎng)方向做初速度為零的勻加速直線(xiàn)運(yùn)動(dòng)，稱(chēng)為側(cè)移。若粒子能穿過(guò)電場(chǎng)，而不打在極板上，側(cè)移量為多少呢？ 射出時(shí)的末速度與初速度v0的夾角稱(chēng)為偏向角。 vt反向延長(zhǎng)線(xiàn)與v0延長(zhǎng)線(xiàn)的交點(diǎn)在1/2處。注：以上結(jié)論均適用于帶電粒子能從電場(chǎng)中穿出的情況。如果帶電粒子沒(méi)有從電場(chǎng)中穿出，此時(shí)v0t不再等于板長(zhǎng)l，應(yīng)根

11、據(jù)情況進(jìn)行分析。3設(shè)粒子帶正電，以v0進(jìn)入電壓為U1的電場(chǎng)，將做勻加速直線(xiàn)運(yùn)動(dòng)，穿過(guò)電場(chǎng)時(shí)速度增大，動(dòng)能增大，所以該電場(chǎng)稱(chēng)為加速電場(chǎng)。進(jìn)入電壓為U2的電場(chǎng)后，粒子將發(fā)生偏轉(zhuǎn)，設(shè)電場(chǎng)稱(chēng)為偏轉(zhuǎn)電場(chǎng)。例1質(zhì)量為m的帶電粒子，以初速度v0進(jìn)入電場(chǎng)后沿直線(xiàn)運(yùn)動(dòng)到上極板。（1）物體做的是什么運(yùn)動(dòng)？（2）電場(chǎng)力做功多少？（3）帶電體的電性？分析  物體做直線(xiàn)運(yùn)動(dòng)，F(xiàn)應(yīng)與v0在同一直線(xiàn)上。對(duì)物體進(jìn)行受力分析，若忽略mg，則物體只受Eq，方向不可能與v0在同一直線(xiàn)上，所以不能忽略mg。同理電場(chǎng)力Eq應(yīng)等于mg，否則合外力也不可能與v0在同一直線(xiàn)上。所以物體所受合力為零，應(yīng)做勻速直線(xiàn)運(yùn)動(dòng)。電場(chǎng)力功等于重

12、力功，Eq·d=mgd。電場(chǎng)力與重力方向相反，應(yīng)豎直向上。又因?yàn)殡妶?chǎng)強(qiáng)度方向向下，所以物體應(yīng)帶負(fù)電。例2  如圖，一平行板電容器板長(zhǎng)l=4cm，板間距離為d=3cm，傾斜放置，使板面與水平方向夾角=37°，若兩板間所加電壓U=100V，一帶電量q=3×10-10C的負(fù)電荷以v0=0.5m/s的速度自A板左邊緣水平進(jìn)入電場(chǎng)，在電場(chǎng)中沿水平方向運(yùn)動(dòng)，并恰好從B板右邊緣水平飛出，則帶電粒子從電場(chǎng)中飛出時(shí)的速度為多少？帶電粒子質(zhì)量為多少？解分析  帶電粒子能沿直線(xiàn)運(yùn)動(dòng)，所受合力與運(yùn)動(dòng)方向在同一直線(xiàn)上，由此可知重力不可忽略，受力如圖所示。電場(chǎng)力在豎直方向

13、的分力與重力等值反向。帶電粒子所受合力與電場(chǎng)力在水平方向的分力相同。6×10-7Nmg=Eq·cos=8×108kg根據(jù)動(dòng)能定理11.案例 下面是某老師講授“向心力”一課的教學(xué)片段實(shí)錄：老師:同學(xué)們上次課學(xué)習(xí)了向心加速度，我們知道做圓周運(yùn)動(dòng)的物體具有向心加速度。這節(jié)課我們學(xué)習(xí)向心力，大家翻開(kāi)教科書(shū)第20頁(yè)，將屏幕上展示的這幾段課文讀一遍（同時(shí)老師在屏幕展示課文相關(guān)內(nèi)容如下）。 向心力 做圓周運(yùn)動(dòng)的物體為什么不沿直線(xiàn)飛出去而沿著一個(gè)圓周運(yùn)動(dòng)？那是因?yàn)樗艿搅肆Φ淖饔?。用手掄一個(gè)被繩系著的物體，它能做圓周運(yùn)動(dòng)，是因?yàn)槔K子的力在拉著它。月球繞地球轉(zhuǎn)動(dòng)，是地球?qū)υ虑虻囊?/p>

14、在“拉”著它。 做勻速圓周運(yùn)動(dòng)的物體具有向心加速度，根據(jù)牛頓第二定律，產(chǎn)生向心加速度的原因一定是物體受到了指向圓心的合力。這個(gè)合力叫做向心力（centripetal force）。12.13.14.老師：對(duì)了，大家要認(rèn)真看書(shū)，還有不懂的嗎？圖8甲同學(xué)：書(shū)上說(shuō)的，我們剛讀過(guò)，“用手掄一個(gè)被繩系著的物體，它能做圓周運(yùn)動(dòng)，是因?yàn)槔K子的力在拉著它”，所以向心力是繩子拉著小球的力。老師：說(shuō)的不是一回事，你怎么不動(dòng)腦筋呢?大家看書(shū)上的圖（老師將書(shū)上的圖8投影在屏幕上）。老師：跟著我讀書(shū)上這句話(huà)。老師和同學(xué)：（一起朗讀）“鋼球在水平面內(nèi)做勻速圓周運(yùn)動(dòng)時(shí)。受到重力和細(xì)繩拉力的作用。它們的合力為。”老師：這個(gè)合

15、力就是向心力，懂了嗎？同學(xué)們：.問(wèn)題：（1）簡(jiǎn)述“向心力特點(diǎn)及其大小的表達(dá)式”。（5分）（2）指出上述教學(xué)片段中教師教學(xué)行為的不當(dāng)之處。（10分）（3）設(shè)計(jì)一個(gè)教學(xué)思路，幫助學(xué)生認(rèn)識(shí)做“圓錐擺”運(yùn)動(dòng)的小球所受的向心力。（15分）參考答案：（1） 向心力特點(diǎn)：物體做圓周運(yùn)動(dòng)時(shí)，沿半徑指向圓心方向的外力（或外力沿半徑指向圓心方向的分力）稱(chēng)為向心力，又稱(chēng)法向力。圓周運(yùn)動(dòng)按照速度大小是否變化可分為勻速圓周運(yùn)動(dòng)和非勻速圓周運(yùn)動(dòng)兩類(lèi)。做勻速圓周運(yùn)動(dòng)的物體，速度大小不變，只是方向改變，因此加速度總是指向圓心，其大小不變；合外力亦總是指向圓心，大小不變。做非勻速圓周運(yùn)動(dòng)的物體，速度方向和大小均變，它除了有指向

16、圓心的加速度外，還有沿切線(xiàn)方向的加速度，所以合加速度不指向圓心，所受合外力也不指向圓心。物體的向心加速度大小a=v2/r隨v值變化，向心力a隨F=ma值變化。在勻速圓周運(yùn)動(dòng)中，合外力不改變線(xiàn)速度大小，向心力即為物體所受的合外力；在變速圓周運(yùn)動(dòng)中，合外力一方面要改變線(xiàn)速度的大小，另一方面要改變線(xiàn)速度的方向，所以向心力不一定等于物體所受的合外力。向心力大小表達(dá)式：Fn=mv2/r=m2r=m(2/T)2r=mv=man（2） 教學(xué)行為不當(dāng)之處： 課程內(nèi)容引入方式不當(dāng)，不能夠吸引學(xué)生的注意力； 教學(xué)方式不當(dāng)，沒(méi)有充分調(diào)動(dòng)學(xué)生的積極性和主動(dòng)性； 教學(xué)語(yǔ)言不當(dāng)，對(duì)學(xué)生使用“不動(dòng)腦筋”之類(lèi)的負(fù)面詞語(yǔ)，對(duì)學(xué)

17、生的行為予以否定； 教學(xué)“粗暴”“武斷”，不重視學(xué)生在學(xué)習(xí)過(guò)程中提出的問(wèn)題，簡(jiǎn)單粗暴地對(duì)學(xué)生予以否定，沒(méi)有能夠?qū)W(xué)生進(jìn)行引導(dǎo)啟發(fā)，直接把結(jié)論硬塞給學(xué)生。（3）教學(xué)思路：觀(guān)看動(dòng)畫(huà)：圓錐擺（設(shè)計(jì)意圖：讓學(xué)生更直觀(guān)地看到圓錐擺的動(dòng)態(tài)運(yùn)動(dòng)過(guò)程）閱讀教材 “實(shí)驗(yàn)”部分，思考下面的問(wèn)題：（設(shè)計(jì)意圖：引導(dǎo)學(xué)生思考）實(shí)驗(yàn)器材有哪些？簡(jiǎn)述實(shí)驗(yàn)原理（怎樣達(dá)到驗(yàn)證的目的）實(shí)驗(yàn)過(guò)程中要注意什么？測(cè)量那些物理量（記錄哪些數(shù)據(jù)）？實(shí)驗(yàn)過(guò)程中差生誤差的原因主要有哪些？師生互動(dòng)，討論實(shí)驗(yàn)步驟如下：（設(shè)計(jì)意圖：充分調(diào)動(dòng)學(xué)生的積極性。）（1）用秒表記下鋼球運(yùn)動(dòng)n圈的時(shí)間t。（2）通過(guò)紙上的圓測(cè)出鋼球做勻速圓周運(yùn)動(dòng)的半徑r，并用天

18、平測(cè)出鋼球質(zhì)量m。（3）測(cè)出鋼球（以球心為準(zhǔn)）到懸點(diǎn)的豎直高度h用上述測(cè)得的量分別表示鋼球所需要向心力的表達(dá)式F1=_，鋼球所受合力的表達(dá)式F2=_下面是一次實(shí)驗(yàn)得到的數(shù)據(jù)，代入上式計(jì)算結(jié)果F1=_N，F(xiàn)2=_N（g取10m/s2，210，保留三位有效數(shù)字）分組實(shí)驗(yàn)，獨(dú)立驗(yàn)證。教師巡視，及時(shí)發(fā)現(xiàn)并記錄學(xué)生實(shí)驗(yàn)過(guò)程中存在的問(wèn)題。（設(shè)計(jì)意圖：培養(yǎng)學(xué)生的實(shí)驗(yàn)操作能力，合作交流能力）（4）比較上述向心力F1和合力F2，得出了實(shí)驗(yàn)結(jié)論m（kg）r（m）n（轉(zhuǎn)）t（秒）h（m）0.10.0254030.20.145分析：利用公式Fn=mv2/r 計(jì)算鋼球所受的向心力，而v= 2r/T，根據(jù)幾何關(guān)系可以求出

19、重力與合力的關(guān)系，帶入數(shù)據(jù)即可求解。解：鋼球做勻速圓周運(yùn)動(dòng)的線(xiàn)速度為：v=l/t=2rn/t，則鋼球所需要向心力的表達(dá)式為：4m2n2rt24×0.1×3.142×1600×0.0253022 F1= mv2/r = = =0.175N，根據(jù)幾何關(guān)系可知，鋼球所受合力的表達(dá)式為：0.1×10×0.0250.145mgrh F2= mgtan = = 0.172N4m2n2rt2mgrh故答案為： 0.175，0.172小結(jié)：通過(guò)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)來(lái)粗略驗(yàn)證向心力表示式，培養(yǎng)學(xué)生善于分析問(wèn)題與解決問(wèn)題的能力，同時(shí)運(yùn)用力的分解尋找向心力的來(lái)源。課后

20、實(shí)驗(yàn)：“做一做”學(xué)生兩人一組，完成課本 “做一做”欄目中的實(shí)驗(yàn)，自己感受向心力的大小。演示實(shí)驗(yàn)：向心力演示器觀(guān)看視頻文件：向心力演示器實(shí)驗(yàn)觀(guān)看動(dòng)畫(huà)：向心力演示器四.教學(xué)設(shè)計(jì)題（本大題共2小題，第12題12分，第13題28分，共40分）12.閱讀材料，根據(jù)要求完成教學(xué)設(shè)計(jì)任務(wù)。材料：某高中物理書(shū)“光的衍射”一節(jié)中介紹的單縫衍射示意圖如下：任務(wù)：設(shè)計(jì)一個(gè)教學(xué)片段，在教學(xué)活動(dòng)中讓學(xué)生了解該實(shí)驗(yàn)裝置和實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象。（12分）參考答案：光的衍射 一、教學(xué)目標(biāo)知識(shí)與技能1認(rèn)識(shí)光的衍射現(xiàn)象，使學(xué)生對(duì)光的波動(dòng)性有進(jìn)一步的了解。2了解單縫衍射實(shí)驗(yàn)裝置和實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象，能夠理解產(chǎn)生明顯衍射的條件，及衍射圖樣與波長(zhǎng)、縫寬的定

21、性關(guān)系。過(guò)程與方法通過(guò)觀(guān)察實(shí)驗(yàn)培養(yǎng)學(xué)生觀(guān)察、表述物理現(xiàn)象，概括其規(guī)律特征的能力，學(xué)生親自做實(shí)驗(yàn)培養(yǎng)學(xué)生動(dòng)手的實(shí)踐能力。情感態(tài)度價(jià)值觀(guān)通過(guò)對(duì)單縫衍射現(xiàn)象的分析、論證和實(shí)驗(yàn)，使學(xué)生認(rèn)識(shí)到任何理論都必須通過(guò)實(shí)踐檢驗(yàn)，實(shí)驗(yàn)是檢驗(yàn)理論是否正確的標(biāo)準(zhǔn)。二、重點(diǎn) 單縫衍射實(shí)驗(yàn)裝置的使用。三、難點(diǎn)產(chǎn)生明顯衍射的條件，及衍射圖樣與波長(zhǎng)、縫寬的定性關(guān)系。四、教具1演示水波衍射現(xiàn)象。頻率可調(diào)的振源，發(fā)波水槽及相應(yīng)配件，水波衍射圖樣示意掛圖 2演示光的單縫衍射現(xiàn)象。光的干涉、衍射演示儀（及相關(guān)的配件），單絲白熾燈、紅燈、藍(lán)色燈，自制的單縫衍射片，游標(biāo)卡尺。四、主要教學(xué)過(guò)程（一）引入光的干涉現(xiàn)象反映了光的波動(dòng)性，而波動(dòng)

22、性的另一特征是波的衍射現(xiàn)象，光是否具有衍射現(xiàn)象呢？提出問(wèn)題：什么是波的衍射現(xiàn)象？演示水波的衍射現(xiàn)象，讓學(xué)生回答并描述衍射現(xiàn)象的特征，喚起學(xué)生對(duì)機(jī)械波衍射的回憶，然后再舉聲波的衍射例子。指出一切波都能發(fā)生衍射，通過(guò)衍射把能量傳到陰影區(qū)域，能夠發(fā)生明顯衍射的條件是障礙物或孔的尺寸跟波長(zhǎng)差不多。水波、聲波都會(huì)發(fā)生衍射現(xiàn)象，那么光是否也會(huì)產(chǎn)生衍射現(xiàn)象？若會(huì)產(chǎn)生，那么衍射圖樣可能是什么樣呢？（二）光的單縫衍射（1）單縫衍射實(shí)驗(yàn)教師用光的干涉、衍射儀做單色光的單縫衍射。實(shí)驗(yàn)過(guò)程中展示縫較寬時(shí)：光沿著直線(xiàn)傳播，陰影區(qū)和亮區(qū)邊界清晰；減小縫寬，在縫較狹時(shí)：陰影區(qū)和亮區(qū)的邊界變得模糊；繼續(xù)減小縫寬光明顯地偏離直

23、線(xiàn)傳播進(jìn)入幾何陰影區(qū)，屏幕上出現(xiàn)明暗相間的衍射條紋。（2）簡(jiǎn)單分析衍射的形成展示衍射現(xiàn)象實(shí)驗(yàn)示意圖，當(dāng)光傳播到狹縫時(shí)，可把狹縫S看成許許多多個(gè)點(diǎn)光源，這些點(diǎn)光源發(fā)出的光在空間傳播相遇疊加決定了屏幕上各點(diǎn)位置的明暗情況。（3）單縫衍射條紋的特征。（單色光的衍射圖樣）中央亮紋寬而亮。兩側(cè)條紋具有對(duì)稱(chēng)性，亮紋較窄、較暗。（4）學(xué)生動(dòng)手觀(guān)察單縫衍射。教師分發(fā)單縫衍射觀(guān)察片，每片觀(guān)察片刻有二條寬度不同的單縫。讓學(xué)生通過(guò)單縫分別觀(guān)察設(shè)在教室前、后的紅色燈、藍(lán)色燈的衍射現(xiàn)象；讓學(xué)生仔細(xì)觀(guān)察： 同一縫紅色衍射條紋與藍(lán)色衍射條紋是否有區(qū)別？同一種色光，單縫寬度不同衍射條紋是否有區(qū)別？然后讓學(xué)生通過(guò)單縫觀(guān)察白熾燈

24、的衍射圖樣。引導(dǎo)學(xué)生分析歸納最后總結(jié)規(guī)律：波長(zhǎng)一定時(shí)，單縫窄的中央條紋寬，各條紋間距大。單縫不變時(shí)，光波波長(zhǎng)的（紅光）中央亮紋越寬，條紋間隔越大。白熾燈的單縫衍射條紋為中央亮兩側(cè)為彩色條紋，且外側(cè)呈紅色，靠近光源的內(nèi)側(cè)為紫色。（三）課堂小結(jié)1光的衍射現(xiàn)象進(jìn)一步證明了光具有波動(dòng)性。2光的衍射現(xiàn)象是光偏離了直線(xiàn)傳播方向繞到障礙物陰影區(qū)的現(xiàn)象，衍射光強(qiáng)按一定的規(guī)律分布，形成明暗相間的條紋，它的規(guī)律與縫寬、孔的大小及光的波長(zhǎng)有關(guān)。3對(duì)于光產(chǎn)生明顯衍射的條件的認(rèn)識(shí)，從上述的一系列衍射實(shí)驗(yàn)雖然單縫的尺寸比光波大得多，仍能看到極好的衍射現(xiàn)象，只是縫的尺寸越小，衍射現(xiàn)象越明顯，即障礙物尺寸是波長(zhǎng)幾百倍時(shí)，對(duì)光

25、波來(lái)說(shuō)，仍可認(rèn)為衍射條件中的“差不多”。實(shí)驗(yàn)證明，對(duì)波長(zhǎng)為的光波來(lái)說(shuō)，障礙物或孔的尺寸的數(shù)量級(jí)在103以上時(shí)，衍射現(xiàn)象不明顯，可按直線(xiàn)傳播處理；在10210時(shí)，衍射現(xiàn)象顯著，出現(xiàn)明暗相間的花樣；在比波長(zhǎng)還小時(shí)，衍射現(xiàn)象更為明顯。13.閱讀材料，根據(jù)要求完成教學(xué)設(shè)計(jì)任務(wù)。材料一：普通高中物理課程標(biāo)準(zhǔn)（實(shí)驗(yàn)）關(guān)于“自感”的內(nèi)容要求為：“通過(guò)實(shí)驗(yàn)，了解自感現(xiàn)象和渦流現(xiàn)象。舉例說(shuō)明自感現(xiàn)象和渦流現(xiàn)象在生產(chǎn)和生活中的應(yīng)用?！辈牧隙焊咧形锢砟嘲娼炭茣?shū)“自感”一節(jié)中關(guān)于“實(shí)驗(yàn)與探究：觀(guān)察開(kāi)關(guān)斷開(kāi)時(shí)小燈泡亮度的變化”內(nèi)容如下：實(shí)驗(yàn)與探究：觀(guān)察開(kāi)關(guān)斷開(kāi)時(shí)小燈泡亮度的變化 取兩只相同的小燈泡、一個(gè)帶鐵芯的線(xiàn)圈、

26、一個(gè)滑動(dòng)變阻器、一組電池、一個(gè)開(kāi)關(guān)和若干導(dǎo)線(xiàn)。 （1）按圖9連接器材 （2）合上開(kāi)關(guān)，連通電路，調(diào)節(jié)R0，使小燈泡1和小燈泡2正常發(fā)光時(shí)的亮度相同。 （3）打開(kāi)開(kāi)關(guān)，斷開(kāi)電路時(shí)，注意觀(guān)察小燈泡1和小燈泡2的亮度變化。 想想看，是什么原因造成了兩只小燈泡亮度變化的不同？圖9 打開(kāi)開(kāi)關(guān)，兩燈泡亮度變化不同材料三：教學(xué)對(duì)象為高中二年級(jí)學(xué)生，已學(xué)過(guò)電磁感應(yīng)現(xiàn)象、法拉第電磁感應(yīng)定律、楞次定律等知識(shí)。任務(wù)：（1）簡(jiǎn)述自感現(xiàn)象。（4分）（2）根據(jù)上述材料，完成“實(shí)驗(yàn)與探究：觀(guān)察開(kāi)關(guān)斷開(kāi)時(shí)小燈泡亮度的變化”學(xué)習(xí)內(nèi)容的教學(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(guò)程（要求含有教師活動(dòng)、學(xué)生活動(dòng)、設(shè)計(jì)意圖

27、，可以采取表格式或敘述式）等。（24分）參考解析：任務(wù)：（1） 自感現(xiàn)象：當(dāng)導(dǎo)體中的電流發(fā)生變化時(shí),導(dǎo)體本身就產(chǎn)生感應(yīng)電動(dòng)勢(shì),這個(gè)電動(dòng)勢(shì)總是阻礙導(dǎo)體中原來(lái)電流的變化。像這種由于導(dǎo)體本身的電流發(fā)生變化而產(chǎn)生的電磁感應(yīng)現(xiàn)象叫做自感現(xiàn)象。（2） 教學(xué)設(shè)計(jì)課 題 實(shí)驗(yàn)與探究：觀(guān)察開(kāi)關(guān)斷開(kāi)時(shí)小燈泡亮度的變化 教 學(xué) 目 標(biāo)知識(shí)與技能1知道開(kāi)關(guān)斷開(kāi)時(shí)，兩個(gè)燈泡亮度發(fā)生不同變化的原因； 2理解什么是自感現(xiàn)象。過(guò)程與方法通過(guò)觀(guān)察實(shí)驗(yàn)，引導(dǎo)學(xué)時(shí)觀(guān)察思考自感現(xiàn)象發(fā)生的原因，沒(méi)培養(yǎng)學(xué)生的觀(guān)察能力和分析能力。情感、態(tài)度與價(jià)值觀(guān)引導(dǎo)學(xué)生從事物的共性中發(fā)掘新的個(gè)性-從發(fā)生電磁感應(yīng)現(xiàn)象的條件和有關(guān)電磁感應(yīng)的規(guī)律，提出自感現(xiàn)象。重 點(diǎn)自感現(xiàn)象難 點(diǎn)自感現(xiàn)象的應(yīng)用實(shí)驗(yàn)器材兩只相同的小燈泡、一個(gè)帶鐵芯的線(xiàn)圈、一個(gè)滑動(dòng)變阻器、一組電池、一個(gè)開(kāi)關(guān)和若干導(dǎo)線(xiàn)。方法 演示實(shí)驗(yàn)、自學(xué)、討論相結(jié)合教師活動(dòng)學(xué)生活動(dòng)設(shè)計(jì)意圖導(dǎo)入新課前面學(xué)習(xí)了電磁感應(yīng)現(xiàn)象,下面介紹一種特殊的電磁感應(yīng)現(xiàn)象自感【演示】通電自感部分，如右圖1所示，的實(shí)驗(yàn)中調(diào)節(jié)滑動(dòng)電阻器，使兩燈