2018年下半年教師資格證《物理學科知識與教學能力》(高級中學)試題（網(wǎng)友回憶版）

2018年下半年教師資格證《物理學科知識與教學能力》(高級中學)試題（網(wǎng)友回憶版）[單選題]1.圖（江南博哥）1所示為中學物理教學常用的一個演示實驗示意圖。用不同數(shù)量的小球(可選用豆粒、玻璃球、鋼球等)，分別從不同高度連續(xù)倒在秤盤上，觀察指針的擺動情況。該實驗通常用于幫助學生理解的物理知識是()。A.氣體的壓強B.機械能守恒C.動量守恒D.功能原理參考答案：A參考解析：本實驗是用小球做氣體分子的模型，演示氣體壓強產(chǎn)生的機理。不同高度落下的小球模擬具有不同平均動能的氣體分子：不同數(shù)量的小球模擬不同密集程度的氣體分子。實驗說明氣體壓強的大小跟氣體分子的平均動能和分子的密集程度有關(guān)。[單選題]2.有些球類比賽在開賽前用猜硬幣正反面的方法來決定誰先開球。如圖2所示，若裁判員以5.00m/s的速度豎直向上拋出硬幣，不考慮空氣阻力，則該硬幣能上升的最大高度約為()。A.1.27mB.1.35mC.1.40mD.1.54m參考答案：A參考解析：硬幣向上拋出后做勻減速直線運動，末速度為零，重力加速度g≈9.8m/s2。根據(jù)位移公式，[單選題]3.圖3所示是某種安檢門的工作原理示意圖，可以檢測是否攜帶金屬物品通過安檢門。門框繞有線圈，閉合電鍵后，當金屬物體通過線圈時，電路中電流發(fā)生變化，而非金屬物體靠近時則對電路中的電流沒有影響。其工作原理是()。A.電流的磁效應(yīng)B.電磁感應(yīng)現(xiàn)象C.閉合電路歐姆定律D.磁場對電流有力的作用參考答案：B參考解析：當金屬物靠近探測器的線圈時，金屬物體會產(chǎn)生渦流，而金屬中的渦流產(chǎn)生的磁場又引起線圈中的磁通量發(fā)生變化，影響線圈中的電流，從而使電流表示數(shù)發(fā)生變化。故探測器采用了電磁感應(yīng)原理。故本題選B。[單選題]4.如圖4所示，玻璃管內(nèi)封閉了一定質(zhì)量的氣體，氣柱長度為ι，管內(nèi)外水銀面高度差為h。若溫度保持不變，把玻璃管稍向下壓一段距離，則()。A.h、ι均變大B.h、ι均變小C.h變大，ι變小D.h變小，ι變大參考答案：B參考解析：先假設(shè)氣柱長度不變，即ι不變h減小，被封閉的氣體體積不變，水銀柱高度變小。管內(nèi)氣體壓強p1=p0-p水銀，P1增大，管內(nèi)氣體體積減小，ι必須變小才能重新獲得平衡，故h減小，ι也要減小。B項正確。[單選題]5.下面的各種核反應(yīng)中能產(chǎn)生中子的是()。A.B.C.D.參考答案：D參考解析：[單選題]6.如圖5所示，將水平勻強電場中質(zhì)量可忽略的帶電小球M和N，分別沿圖示路徑移動到同一水平線上的不同位置后，同時釋放，M、N均保持靜止，則()。A.M的帶電量比N的大B.M帶正電荷、N帶負電荷C.移動過程中勻強電場對M做負功D.移動過程中勻強電場對N做正功參考答案：C參考解析：因為M、N在勻強電場中均處于靜止狀態(tài)，M、N均受力平衡。只有M帶負電荷，N帶正電荷時，M、N受力才可能都平衡。B項錯誤。M、N的受力大小滿足IqM=IqN，則可知M、N帶電量相等。A項錯誤。因為M帶負電荷，故在移動過程中勻強電場對M做負功。C項正確。因為Ⅳ帶正電，故在移動過程中勻強電場對N做負功。D項錯誤。[單選題]7.如圖6所示，一束單色光由空氣以45°角射入厚度為d的長方形玻璃磚，入射點與出射點的水平距離為s。若所有的光線只在兩水平界面發(fā)生折射與反射，則下列敘述正確的是()。A.B.C.經(jīng)兩界面反射而返回原空氣入射區(qū)的光線會互相平行D.若增大入射角，則會在入射區(qū)的界面發(fā)生全反射參考答案：C參考解析：定律和反射定律可知，入射光折射進入玻璃磚，通過第二界面進行反射，最后折射到入射區(qū)。這四條光線關(guān)于第二界面的反射法線對稱。所以返回原空氣入射區(qū)的光線與第一界面右側(cè)成45°角，與入射光線經(jīng)過第一界面反射的光線平行。C項正確。全發(fā)射發(fā)生的條件包括：①由光密介質(zhì)射人光疏介質(zhì)；②入射角大于等于全反射角。D項的條件不滿足①。D項錯誤。[單選題]8.在光滑水平面上，有三個質(zhì)量分別為m、2m及2m的物塊a,b和c，其中c連接一質(zhì)量可忽略的理想彈簧，如圖7所示。初始時，b、c靜止，a以速度υ與b碰撞。若三物塊間的碰撞可視為一維彈性碰撞，則碰撞后C的最大速率是()。A.B.C.D.參考答案：D參考解析：n與b作用的過程中水平方向的動量守恒，根據(jù)動量守恒定律和機械能守恒定律即可求[問答題]1.如圖8所示，水平面上固定有一間距為2的平行、光滑長直導(dǎo)軌，其上放有質(zhì)量為m的金屬桿，導(dǎo)軌的一端連接電阻R，磁感應(yīng)強度為B的勻強磁場垂直地通過導(dǎo)軌平面。當金屬桿以初速度υ0，且始終保持與導(dǎo)軌垂直地向右運動時，用微積分的方法求：(1)金屬桿能夠運動的距離x；(10分)(2)該過程中電流通過電阻所做的功。(10分)參考答案：無參考解析：金屬桿切割磁感線，產(chǎn)生感應(yīng)電流并受到向左的安培力。(2)電流所做功等于金屬桿克服安培力所做的功。[問答題]2.案例：下面為某同學對一道物理習題的解答。題目：運動員在練習跳板跳水時，將跳板壓到最低點C，跳板將運動員豎直向上彈到最高點A后。運動員做自由落體運動。運動員質(zhì)量m=60kg，取g=10m/s2,最高點A、跳板的水平點B、最低點C和水面之間的豎直距離如圖9所示。求：(1)跳板被壓縮到最低點C時具有的彈性勢能；(2)運動員入水時的速度大小。解：(1)取B點所在平面為參考平面，由機械能守恒定律，有：問題：(1)指出這道習題能檢測學生所學的知識點。(4分)(2)給出題目的正確解答。(6分)(3)針對學生解答存在的問題，設(shè)計一個教學片段或思路，幫助學生解決此類問題。(10分)參考答案：無參考解析：(1)本題檢測的知識點：自由落體運動、機械能守恒定律。(2)正確解答：①運動員于B點起跳，由B運動到C的過程中重力勢能和動能轉(zhuǎn)化為彈性勢能，到達C點時的動能為0。隨后運動員被跳板彈起，運動到最高點A點時，動能仍舊為0。所以運動員由C運動到A的過程中將全部的彈(3)教學片段：師：首先我們來回顧一下，什么樣的問題可以運用機械能守恒定律求解呢？生：系統(tǒng)內(nèi)只有彈力或重力做功時。師：其次。運用機械能守恒定律需要注意什么問題嗎？生：在運用機械能守恒定律時，要選好參考平面，要仔細分析各點的彈性勢能、重力勢能、動能，選出解題的起始和終止點。師：非常好.那我們沿著解題的思路來看一下這道題。取B點所在平面為參考平面，采用機械能守恒解題有什么問題嗎？生：沒有。因為只有彈性勢能、重力勢能、動能之間的轉(zhuǎn)化。師：好，這道題選取了B和C點為起始和終止點。那么一起來看在日、C點的時候，運動員的彈性勢能、重力勢能、動能分別是多少？生：B點時重力勢能為零；彈性勢能為0；動能需要計算。C點時重力勢能為mgh---C；彈性勢能需要計算；動能為O。有兩個需要計算的量不能算出結(jié)果。師：那我們應(yīng)該選取哪兩個點進行計算呢？師：嗯，所以在運用機械能守恒定律時，我們一定要按照步驟，不能隨便找起始和終止點。明白了嗎？生：明白了!師：我也相信大家!那能說一下第二問有什么問題嗎？生：第一，第一問中已經(jīng)選取了B點所在平面為參考平面，所以重力勢能應(yīng)為0。第二，B點的動能也是未知，所以不能選B點為起始點。A點只有重力勢能，列式最簡單，應(yīng)選為起始點。師：很好，思路很清晰。計算一下吧。師：非常好啊，我相信下次遇到這種題型一定沒問題![問答題]3.案例：某老師在進行“測定電池的電動勢和內(nèi)阻”的實驗教學時，希望通過對實驗原理、電路連接以及數(shù)據(jù)處理的討論.提高學生實驗探究能力。下面是該老師教學過程的3個環(huán)節(jié)：環(huán)節(jié)1：講述實驗原理，要求學生在不翻閱教科書的情況下。根據(jù)實驗原理設(shè)計測量電路圖.引導(dǎo)學生討論存在問題，繪制出正確的電路圖。其中，學生甲繪制的運用E=U+Ir測定電池電動勢和內(nèi)阻的電路圖如圖10所示。環(huán)節(jié)2：引導(dǎo)學生討論、分析連接電路存在的問題.正確連接電路。圖11為老師展示的學生乙根據(jù)E=U+Ir測定電池電動勢和內(nèi)阻的原理連接的電路。環(huán)節(jié)3：講解與討論相結(jié)合，學習利用U一I圖像求出電源電動勢E和內(nèi)阻r的方法。問題：(1)指出學生甲繪制的電路圖存在的問題，畫出正確的電路圖。(6分)(2)設(shè)計一個教學過程，了解學生乙的想法，引導(dǎo)學生討論并正確連接電路。(15分)(3)簡述利用U-I圖像求出電源電動勢E和內(nèi)電阻r的教學思路。(9分)參考答案：無參考解析：(1)由于所用到的實驗原理是：E=U+Ir，式中的U為路端電壓，I為干路電流。而甲同學設(shè)計的電路中電流表測量的是流過電阻R的電流和電壓表測量的是電阻R兩端的電壓，所以甲同學實驗電路圖錯誤。正確電路圖如下：(2)教學過程：師：乙同學.觀察一下你所設(shè)計的電路是否有問題？生：沒有啊。點壓表測路端電壓，電流表測干路電流，滑動變阻器接兩個接線柱。師：那我們一起來檢查一下吧？怎么做呢？生：看電路是否暢通、是否存在短路或斷路。電流從正極流出經(jīng)過開關(guān)流入電壓表和電流表負極……老師，我電源連反了。我換一下應(yīng)該就沒問題了。師：你確定嗎？那滑動變阻器在這個電路中起什么作用呢？生：①保護電路；②測量多組數(shù)據(jù)求平均值，減小實驗誤差。師：非常好!這兩條作用你的電路都滿足嗎？生：首先.滑動變阻器最大接入電路，電壓表不會過大，①滿足。其次……起不到第二條作用。師：那滑動變阻器該怎么接在電路中呢？生：一上一下的方式連接。師：修改你電路圖再連接實物圖進行實驗吧。生：好的，謝謝老師。(3)首先教師帶領(lǐng)學生將閉合電路歐姆定律的公式：E=U+Ir，進行變形得出U=-Ir+E。其次引導(dǎo)學生根據(jù)所測出來的實驗數(shù)據(jù)，在U-I坐標系中進行描點，并用平滑直線進行連接，并延長交于橫縱軸。最后引導(dǎo)學生根據(jù)變形式思考橫軸截距和縱軸截距和圖像斜率的意義，并進行糾正與講解。[問答題]4.閱讀材料，根據(jù)要求完成教學設(shè)計。材料圖12所示為高中物理某教科書“光”一章某節(jié)中用酒精燈、肥皂膜做薄膜干涉實驗。任務(wù)：設(shè)計一個教學片段，向?qū)W生介紹薄膜干涉實驗現(xiàn)象與原理。(12分)參考答案：無參考解析：教師：同學們在生活中有沒有玩過吹肥皂泡？在玩肥皂泡的時候，肥皂泡有什么神奇的現(xiàn)象？學生：玩過，肥皂泡是五顏六色的。教師：同學們真細心啊，觀察得不錯。有人知道為什么肥皂泡是五顏六色的嗎？學生：可能是太陽光的原因。教師：不錯，有一定的關(guān)系，那具體的原理又是什么呢？現(xiàn)在老師展示一個小實驗，同學們注意觀察和思考。教師：老師將這個肥皂膜靠近酒精燈.同學們注意觀察肥皂膜有什么變化。學生：肥皂膜上逐漸地出現(xiàn)顏色了。學生：肥皂膜上有細細的帶顏色的條紋。教師：同學們觀察的都很仔細，值得表揚。肥皂膜上的確呈現(xiàn)出不同顏色的條紋，同學們可以討論一下，試著分析出肥皂膜出現(xiàn)條紋的原因。學生：光線照到肥皂膜上會發(fā)生反射，可能是因為大量光線反射后相互干擾，最后產(chǎn)生了五顏六色的條紋。學生：白光是由多種顏色的光組成，每種顏色光的波長不同。肥皂膜同一點反射的色光就不同，所以肥皂膜呈現(xiàn)五顏六色。教師：同學們的分析都很嚴謹，有理有據(jù)?，F(xiàn)在大家一起看屏幕上放大的原理圖，系統(tǒng)地認識薄膜干涉現(xiàn)象。教師：肥皂膜是有一定厚度的，光線先后在肥皂膜前后面發(fā)生兩次反射，當該處的肥皂膜厚度為光半波長的整數(shù)倍時就是干涉加強點，就出現(xiàn)亮條紋；當該處的肥皂膜厚度為光半波長的奇數(shù)倍時就是干涉減弱點，就呈現(xiàn)暗條紋。又因為白光含有不同顏色的光且每種顏色的光波長不同，同一點只有一種顏色的光發(fā)生干涉.最終就呈現(xiàn)的我們看到的五顏六色的條紋。學生：那條紋間距不是均勻的是不是因為肥皂膜的厚度不是均勻變化的呢？教師：同學們分析得很有道理，看來同學們理解了薄膜干涉的原理，以后同學們就可以給你的其他朋友解釋薄膜于涉的現(xiàn)象了。[問答題]5.閱讀材料，根據(jù)要求完成教學設(shè)計。材料一《普通高中物理課程標準(2017年版)》關(guān)于“靜電現(xiàn)象”的內(nèi)容標準為：“通過實驗，了解靜電現(xiàn)象。能用原子結(jié)構(gòu)模型和電核守恒的知識分析靜電現(xiàn)象?！辈牧隙咧形锢砟辰炭茣办o電現(xiàn)象的應(yīng)用”一節(jié)的部分內(nèi)容。演示研究靜電平衡時導(dǎo)體內(nèi)部的電荷如圖1.7—2所示，取兩個驗電器A和B，在B上裝一個幾乎封閉的空心金屬筒C(歷史上把它叫做法拉第圓筒)，使曰和C帶電。A不帶電。D是帶有絕緣柄的金屬小球，使D跟C的外部接觸，再讓D跟A的金屬球接觸；這樣操作若干次，觀察A的箔片的變化(圖1.7—2甲)。重復(fù)上述操作，不過這一次讓D在C的內(nèi)表面與A之間反復(fù)接觸，觀察A的箔片的變化(圖1.7-2乙)。金屬筒C的開口很小，其內(nèi)表面可以認為就是導(dǎo)體的內(nèi)部。通過這個實驗，關(guān)于導(dǎo)體內(nèi)部與外表面的電荷分布，你能得出什么結(jié)論？材料三教學對象為高中二年級學生，已學過電場、靜電平衡狀態(tài)等知識。任務(wù)：(1)簡述什么是靜電平衡狀態(tài)。(4分)(2)根據(jù)上述材料，完成“研究靜電平衡時導(dǎo)體內(nèi)部的電荷”的教學設(shè)計。教學設(shè)計要求包括：教學目標、教學重點、教學過程(要求含有教學環(huán)節(jié)、教學活動、設(shè)計意圖等)。(24分)參考答案：無參考解析：(1)導(dǎo)體內(nèi)(包括表面)的自由電子不再發(fā)生定向移動