2022年上半年教師資格考試《物理學(xué)科知識與教學(xué)能力》(高級中學(xué))真題及答案

2022年上半年教師資格考試《物理學(xué)科知識與教學(xué)能力》(高級中學(xué))真題及答案1[單選題]某版本高中物理教材中設(shè)置了如圖所示的內(nèi)容。該問題的設(shè)置旨在引導(dǎo)學(xué)生學(xué)習(xí)（）問題：帶正電的帶電體。置于鐵器旁，把系在絲線上帶正電的小球先后掛在P1，P2，P3等位置。帶電體C與小球間的作用力會隨距離的不同怎樣呢?在同一位置增大或減小小球所帶的電荷量，作用力又會怎樣變化?電荷之間作用力的大小與哪些因素有關(guān)?A.電磁感應(yīng)B.庫侖定律C.靜電感應(yīng)D.安培定律正確答案：B參考解析：圖中場景為研究電荷間作用力與什么因素有關(guān),這是關(guān)于庫侖定律的實(shí)驗(yàn)。故本題選B。2[單選題]某同學(xué)制作了一個簡易的加速度計(jì)，如圖所示，杠桿下端固定一個小球，上端可繞硬紙板上的O點(diǎn)在紙板面內(nèi)自由轉(zhuǎn)動。將此裝置豎直固定于某物體上，若杠桿向右運(yùn)動，與豎直方向的夾角為θ，重力加速度為g，則該物此時的運(yùn)動情況可能是（）A.向左加速度運(yùn)動，加速度大小為gtanθB.向右加速度運(yùn)動，加速度大小為gtanθC.向左減速度運(yùn)動，加速度大小為gcotθD.向右減速度運(yùn)動，加速度大小為gcotθ正確答案：B參考解析：繩子向左轉(zhuǎn)動，小球受到重力和斜向右上方的拉力，二者合力向右，有向右的加速度，所以小球向右加速或者向左減速。根據(jù)受力分析可知，Tcosθ=mg,Tsinθ

=ma，可得加速度a=gtanθ。故本題選B。3[單選題]北斗衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)是中國攀登技術(shù)高峰取得的重大成果。如圖所示。某北斗衛(wèi)星在近地點(diǎn)A和遠(yuǎn)地點(diǎn)B的動能分別為Eka，Ekb，角動量大小分別為LA，LB，則（）A.B.C.D.正確答案：C參考解析：根據(jù)開普勒定律，近日點(diǎn)的速度大于遠(yuǎn)日點(diǎn)的速度，故VA>VB，EkA>EkB。北斗衛(wèi)星系統(tǒng)在運(yùn)動的過程中，合外力矩為0，角動量守恒，所以LA=LB。故本題選C。4[單選題]電磁流量計(jì)在工、農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中有廣泛的應(yīng)用，常用來測量高黏度，強(qiáng)腐蝕性帶電流體的流量。圖4為其磁場示意圖，圓管由非磁性材料制成管的直徑為d，空間有垂直于圓管軸線的勻強(qiáng)磁場，磁感應(yīng)強(qiáng)度為B。當(dāng)管中的帶電液體流過磁場區(qū)域時，測出管壁上M，N兩點(diǎn)間的電勢差為u，假定管中各處液體的流速相同，則單位時間內(nèi)流過管道橫截面積的液體體積為（）A.Πdu/4BB.Πdu/BC.Πdu/4BD.Πd2u/B正確答案：C參考解析：考查電磁感應(yīng)，設(shè)帶電流體的速度為v，單位時間內(nèi)流經(jīng)管道橫截面積的流量為V，根據(jù)題意可知u=Bdv,兩個式子聯(lián)立得，故選C。5[單選題]某同學(xué)設(shè)計(jì)的電吹風(fēng)電路如圖5所示，變壓器原副線圈的匝數(shù)分別為N，N，小風(fēng)扇的*電壓為60V，正常工作時，輸出功率為60W，abcd為四個固定觸電，轉(zhuǎn)動扇形金屬片P的位置可同時接觸兩個觸點(diǎn)，分別使電吹風(fēng)處于吹熱風(fēng)，吹冷風(fēng)和關(guān)機(jī)三種工作狀態(tài)。則下列說法正確的是（）A.N，：N，=3：11B.小風(fēng)扇電阻為60QC.觸片P同時接觸bc，電吹***D.觸片P同時接觸ab，電吹風(fēng)吹熱風(fēng)正確答案：D參考解析：暫無解析6[簡答題]一質(zhì)量m=1kg的物體在外力F的作用**靜止開始在水平面上做直線運(yùn)動，已知物體與水平面間的動摩擦因數(shù)u=0.2，外力F隨時間t的變化關(guān)系如圖，設(shè)置最大靜摩擦力等于滑動摩擦力，空氣阻力不計(jì)，g取18m/s2，求：（1）第3s末物體的瞬時（題目不完整）；（2）力F在前3s內(nèi)所做的功。參考解析：（1）9m/s（2）58.5J7[簡答題]下面方框所示是某學(xué)生對一道作業(yè)題的解答：題目：如圖所示，光滑水平面上有兩個*為m的帶正電小球，小球用長為L的不可伸長絕緣細(xì)線連接，置于場強(qiáng)為E的勻強(qiáng)電場中，球1和球2的電荷量分別為q和qp，且q>Q。當(dāng)細(xì)線處于拉直并電場方向平行的狀態(tài)時，將兩小球同時從靜止釋放，若不計(jì)兩小球間的庫侖力，求釋放后細(xì)線的張力T。解：設(shè)釋放后細(xì)線中張力T，球1所受電場力為F，球2所受**為F，由公式F=qE得，F(xiàn).=q，E，F(xiàn).=q，E已知q，和q都帶正電荷，所以F和F2方向相反。釋放后細(xì)線的張力為T=Ff=q，E+a，E。整理得，T=（q，+a）E答：兩小球同時從靜止釋放后細(xì)線的張力為（q，+a，）E。問題（1）簡述該作業(yè)題旨在幫助學(xué)生**的知識點(diǎn)；（4分）（2）指出解答中的錯誤和出錯的可能**；（6分）（3）設(shè)計(jì)一個教學(xué)片段，幫助學(xué)生正確分析和解決此類問題。（10分）參考解析：（1）該題旨在幫助學(xué)生鞏固的知識點(diǎn)為電場力的方向及計(jì)算。（2）錯誤：弄錯了兩個小球所受電場力的方向，繩子拉力分析錯誤。原因：不會進(jìn)行正確的受力分析，不清楚小球的運(yùn)動狀態(tài)。（3）教學(xué)片段：師：同學(xué)們，兩個小球所受的電場力的方向是如何的呢?生：都是向右?guī)煟核詢蓚€小球會向哪運(yùn)動?有沒有加速度?生：有向右的加速度師：說的非常好。那么兩個小球的加速度一樣嗎?生：繩子是不可伸長的，所以兩個小球加速度一樣師：可以怎么計(jì)算小球的加速度?生：把兩個小球看做一個整體，根據(jù)牛頓第二定律計(jì)算師：很好。現(xiàn)在要求繩子的拉力，該怎么受力分析呢?生：選擇其中一個小球進(jìn)行受力分析，根據(jù)牛頓第二定律列出式子就可以知道繩子的拉力師：很棒?，F(xiàn)在大家明白了嗎?生：明白了。師：以后做題的時候，一定要受力分析正確。8[簡答題]題干暫缺問題：（1）簡述什么是第一宇宙速度。（5分）（2）簡述我國航天成熟在高中物理教學(xué)中的**價值。（10分）參考解析：（1）第一宇宙速度是衛(wèi)星在地面附近繞地球做勻速圓周運(yùn)動的速度，其大小為7.9km/s。第一宇宙速度也叫做發(fā)射地球衛(wèi)星的最小發(fā)射速度，繞地球勻速圓周運(yùn)動的最大運(yùn)行速度。（2）航天成就不僅為祖國的經(jīng)濟(jì)軍事等領(lǐng)域帶來不可估量的價值，同時對物理教學(xué)也有很重要的意義。第一、讓學(xué)生知道太空并沒有氣體，對大氣壓強(qiáng)有更深入的了解。第二、讓學(xué)生知道太空沒有重力，對重力有更好的認(rèn)識。9[簡答題]閱讀材料，根據(jù)要求完成教學(xué)設(shè)計(jì)。材料：某高中物理教科書中，關(guān)于“原子**和波粒二象性”一章某節(jié)的一個插圖，如下圖所示。（1）此圖景可用于“原子結(jié)構(gòu)和波粒二象性”一章中什么物理知識的教學(xué)?（2）用此圖景設(shè)計(jì)一個教學(xué)片段，幫助學(xué)生理解與該現(xiàn)象相關(guān)的物理知識。參考解析：（1）此圖可用于α粒子散射實(shí)驗(yàn)和核式結(jié)構(gòu)模型的教學(xué)。（2）教學(xué)片段：師：同學(xué)們，你們知道原子由什么構(gòu)成嗎?生：原子是由原子核和核外電子構(gòu)成的。師：非常好。那么最早的時候物理學(xué)家是如何發(fā)現(xiàn)原子構(gòu)成的秘密呢?盧瑟福用α粒子轟擊金箔做了一個α粒子散射實(shí)驗(yàn)。我們將他的實(shí)驗(yàn)結(jié)果圖投影到大屏幕上。大家觀察一下，教師播放圖片。師：從圖中大家觀察到了什么現(xiàn)象?生：發(fā)現(xiàn)絕大多數(shù)α粒子的偏向很小，但少數(shù)的偏向角很大甚至大于90度。師：大家思考一下，怎么來解釋這個現(xiàn)象?（學(xué)生思考）生：只有原子的幾乎全部質(zhì)量和正電荷都集中在原子中心的一個很小的區(qū)域，才有可能出現(xiàn)α粒子的大角度散射。師：分析的非常棒。所以說盧瑟福根據(jù)這個實(shí)驗(yàn)總結(jié)出了原子的核式結(jié)構(gòu)。原子的中心有一個很小的核，叫做原子核，原子的全部正電荷和幾乎全部質(zhì)量都集中在原子核里，帶負(fù)電的電子在核外空間里繞著核旋轉(zhuǎn)。大家理解了嗎?生：理解了。10[簡答題]閱讀材料，根據(jù)要求完成教學(xué)設(shè)計(jì)。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“曲線運(yùn)動”的內(nèi)容標(biāo)準(zhǔn)為：“通過實(shí)驗(yàn)，**曲線運(yùn)動，知道物體做曲線運(yùn)動的條件”。材料二：某高中物理教科書“曲線運(yùn)動”一節(jié)部分教學(xué)內(nèi)容如下：觀察做曲線運(yùn)動物體的速度方向如下圖所示，在水平桌面上放一張白紙，白紙上擺一條由幾段稍短的弧形軌道組合而成的彎道。使表面沾有紅色的泥的鋼球以一定的初速度從彎道的C端滾入，鋼球從出球在A點(diǎn)的運(yùn)動方向。拆去一段軌道，出口改在B點(diǎn)。用同