2024年下半年教師資格考試高中物理學(xué)科知識(shí)與教學(xué)能力試卷與參考答案

2024年下半年教師資格考試高中物理學(xué)科知識(shí)與教學(xué)能力試卷與參考答案一、單項(xiàng)選擇題（本大題有8小題，每小題5分，共40分）1、關(guān)于物理史實(shí)，下列說(shuō)法正確的是()A.牛頓發(fā)現(xiàn)了萬(wàn)有引力定律，并測(cè)出了引力常量B.法拉第發(fā)現(xiàn)了電磁感應(yīng)現(xiàn)象，并建立了法拉第電磁感應(yīng)定律C.安培提出了磁場(chǎng)對(duì)運(yùn)動(dòng)電荷的作用力公式D.盧瑟福通過(guò)α粒子散射實(shí)驗(yàn)提出了原子的核式結(jié)構(gòu)模型答案：D解析：A選項(xiàng)，牛頓發(fā)現(xiàn)了萬(wàn)有引力定律，但引力常量是由卡文迪許通過(guò)扭秤實(shí)驗(yàn)測(cè)定的，不是牛頓測(cè)定的，所以A錯(cuò)誤。B選項(xiàng)，法拉第發(fā)現(xiàn)了電磁感應(yīng)現(xiàn)象，這是電磁學(xué)的重要發(fā)現(xiàn)。但是，法拉第電磁感應(yīng)定律是由紐曼和韋伯先后總結(jié)出來(lái)的，不是法拉第建立的，所以B錯(cuò)誤。C選項(xiàng)，磁場(chǎng)對(duì)運(yùn)動(dòng)電荷的作用力公式，即洛倫茲力公式，是由洛倫茲提出的，不是安培提出的，所以C錯(cuò)誤。D選項(xiàng)，盧瑟福通過(guò)α粒子散射實(shí)驗(yàn)，提出了原子的核式結(jié)構(gòu)模型，這是原子物理學(xué)的重要里程碑，所以D正確。2、關(guān)于多普勒效應(yīng)，下列說(shuō)法正確的是()A.產(chǎn)生多普勒效應(yīng)的原因是觀(guān)察者和波源之間發(fā)生相對(duì)運(yùn)動(dòng)B.產(chǎn)生多普勒效應(yīng)的原因是波源頻率發(fā)生了變化C.甲乙兩列車(chē)相向行駛，兩車(chē)均鳴笛，且發(fā)出的笛聲頻率相同，那么乙車(chē)中的某旅客聽(tīng)到的甲車(chē)笛聲頻率高于他聽(tīng)到的乙車(chē)笛聲頻率D.甲乙兩列車(chē)相向行駛，兩車(chē)均鳴笛，且發(fā)出的笛聲頻率相同，那么乙車(chē)中的某旅客聽(tīng)到的甲車(chē)笛聲頻率等于他聽(tīng)到的乙車(chē)笛聲頻率答案：A；C解析：A選項(xiàng)，多普勒效應(yīng)是由于觀(guān)察者和波源之間發(fā)生相對(duì)運(yùn)動(dòng)而產(chǎn)生的，這是多普勒效應(yīng)的定義，所以A正確。B選項(xiàng)，多普勒效應(yīng)是觀(guān)察者和波源之間發(fā)生相對(duì)運(yùn)動(dòng)時(shí)，觀(guān)察者接收到的波的頻率發(fā)生了變化，但波源的頻率并沒(méi)有改變，所以B錯(cuò)誤。C、D選項(xiàng)，當(dāng)兩列火車(chē)相向而行時(shí)，它們之間的相對(duì)速度會(huì)增大。根據(jù)多普勒效應(yīng)，當(dāng)觀(guān)察者和波源之間的距離減小時(shí)，觀(guān)察者接收到的波的頻率會(huì)增大。因此，乙車(chē)中的某旅客聽(tīng)到的甲車(chē)笛聲頻率會(huì)高于他聽(tīng)到的乙車(chē)笛聲頻率，所以C正確，D錯(cuò)誤。3、關(guān)于電阻率，下列說(shuō)法正確的是()A.電阻率是表征材料導(dǎo)電性能好壞的物理量，電阻率越大，對(duì)電流的阻礙作用越大B.金屬導(dǎo)體的電阻率隨溫度的升高而增大C.超導(dǎo)體是指當(dāng)溫度降低到接近絕對(duì)零度的某一臨界溫度時(shí)，它的電阻率突然變?yōu)榱愕默F(xiàn)象D.某些合金的電阻率幾乎不受溫度變化的影響，通常都用它們制作標(biāo)準(zhǔn)電阻答案：B；C；D解析：A選項(xiàng)，電阻率是表征材料導(dǎo)電性能好壞的物理量，但電阻率越大，并不意味著對(duì)電流的阻礙作用一定越大，因?yàn)殡娮柽€與導(dǎo)體的長(zhǎng)度和橫截面積有關(guān)。根據(jù)電阻定律R=ρLB選項(xiàng)，金屬導(dǎo)體的電阻率隨溫度的升高而增大，這是因?yàn)榻饘賰?nèi)部自由電子的熱運(yùn)動(dòng)加劇，對(duì)電流的阻礙作用增大，故B正確。C選項(xiàng)，超導(dǎo)體是指當(dāng)溫度降低到接近絕對(duì)零度的某一臨界溫度時(shí)，它的電阻率突然變?yōu)榱愕默F(xiàn)象。這是超導(dǎo)體的基本特性，故C正確。D選項(xiàng)，某些合金的電阻率幾乎不受溫度變化的影響，這使得它們的電阻值在溫度變化時(shí)能夠保持穩(wěn)定，因此通常都用它們制作標(biāo)準(zhǔn)電阻，故D正確。4、關(guān)于電阻和電阻率的說(shuō)法中，正確的是()A.導(dǎo)體對(duì)電流的阻礙作用叫做導(dǎo)體的電阻，因此只有導(dǎo)體中有電流通過(guò)時(shí)才有電阻B.由R=U/I可知導(dǎo)體的電阻與導(dǎo)體兩端的電壓成正比，跟導(dǎo)體中的電流成反比C.某些金屬、合金和化合物的電阻率隨溫度的降低會(huì)突然減小為零，這種現(xiàn)象叫超導(dǎo)現(xiàn)象D.將一根導(dǎo)線(xiàn)等分為二，則半根導(dǎo)線(xiàn)的電阻和電阻率都是原來(lái)的二分之一答案：C解析：A選項(xiàng)，電阻是導(dǎo)體本身的性質(zhì)，它反映了導(dǎo)體對(duì)電流的阻礙作用，這種性質(zhì)與導(dǎo)體中是否有電流通過(guò)無(wú)關(guān)。即使導(dǎo)體中沒(méi)有電流，導(dǎo)體仍然具有電阻。因此，A選項(xiàng)錯(cuò)誤。B選項(xiàng)，電阻R、電壓U和電流I之間的關(guān)系式R=U/I是電阻的定義式，它表示電阻等于電壓與電流的比值，但這并不意味著電阻R與電壓U成正比，與電流I成反比。實(shí)際上，電阻R是由導(dǎo)體本身的性質(zhì)決定的，與電壓U和電流I無(wú)關(guān)。因此，B選項(xiàng)錯(cuò)誤。二、簡(jiǎn)答題（本大題有2小題，每小題10分，共20分）第1題：題目：請(qǐng)簡(jiǎn)述高中物理教學(xué)中“牛頓第二定律”的教學(xué)重點(diǎn)與難點(diǎn)，并提出相應(yīng)的教學(xué)策略。答案：教學(xué)重點(diǎn)：理解牛頓第二定律的表述：學(xué)生能夠準(zhǔn)確表述牛頓第二定律的內(nèi)容，即物體的加速度與作用力成正比，與物體的質(zhì)量成反比，且加速度的方向與作用力的方向相同。掌握公式F=ma的應(yīng)用：學(xué)生能夠理解并熟練運(yùn)用牛頓第二定律的公式F=ma進(jìn)行定量計(jì)算，解決關(guān)于物體運(yùn)動(dòng)狀態(tài)改變的問(wèn)題。理解力的矢量性和加速度的矢量性：明確力是產(chǎn)生加速度的原因，且力、加速度均為矢量，其方向關(guān)系對(duì)物體運(yùn)動(dòng)的影響至關(guān)重要。教學(xué)難點(diǎn)：力的合成與分解在牛頓第二定律中的應(yīng)用：學(xué)生需掌握如何將復(fù)雜力系分解為簡(jiǎn)單分力，并正確應(yīng)用牛頓第二定律求解加速度，這要求學(xué)生具備較強(qiáng)的空間想象能力和矢量運(yùn)算能力。質(zhì)量對(duì)加速度的影響：理解在相同作用力下，質(zhì)量不同的物體加速度不同，這涉及到對(duì)慣性概念的深入理解，以及質(zhì)量與加速度反比關(guān)系的直觀(guān)感受。實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)與數(shù)據(jù)分析：通過(guò)實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證牛頓第二定律，要求學(xué)生能設(shè)計(jì)合理的實(shí)驗(yàn)方案，準(zhǔn)確收集數(shù)據(jù)，并運(yùn)用數(shù)學(xué)方法處理數(shù)據(jù)，得出正確結(jié)論，這對(duì)學(xué)生的實(shí)驗(yàn)技能和數(shù)據(jù)分析能力提出了較高要求。教學(xué)策略：情境導(dǎo)入，激發(fā)興趣：通過(guò)生動(dòng)的物理現(xiàn)象或?qū)嶋H問(wèn)題引入，如汽車(chē)啟動(dòng)、剎車(chē)時(shí)加速度的變化，讓學(xué)生感受到牛頓第二定律在日常生活中的應(yīng)用，激發(fā)學(xué)習(xí)興趣。理論講解，注重理解：采用直觀(guān)教具（如力的示意圖、動(dòng)畫(huà)演示）和實(shí)例分析，幫助學(xué)生理解牛頓第二定律的矢量性和質(zhì)量對(duì)加速度的影響。強(qiáng)調(diào)公式F=ma的物理意義，而非單純記憶公式。實(shí)驗(yàn)探究，加深理解：組織學(xué)生進(jìn)行分組實(shí)驗(yàn)，通過(guò)測(cè)量不同質(zhì)量物體在不同力作用下的加速度，驗(yàn)證牛頓第二定律。引導(dǎo)學(xué)生設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)方案，收集和分析數(shù)據(jù)，培養(yǎng)實(shí)驗(yàn)技能和科學(xué)探究精神。練習(xí)鞏固，提升能力：設(shè)計(jì)多層次的練習(xí)題，包括基礎(chǔ)題、綜合題和拓展題，讓學(xué)生在不同難度下鞏固所學(xué)知識(shí)，提升應(yīng)用能力和解決問(wèn)題的能力。同時(shí)，注重解題思路和方法的指導(dǎo)，幫助學(xué)生形成良好的物理思維習(xí)慣。三、案例分析題（本大題有2小題，每小題25分，共50分）第1題：案例描述：在一次高中物理課堂上，張老師正在講解“牛頓第二定律”的內(nèi)容。他首先通過(guò)一段視頻展示了不同質(zhì)量的小車(chē)在同一力作用下加速度的變化情況，然后引導(dǎo)學(xué)生觀(guān)察并討論視頻中的現(xiàn)象。接著，張老師詳細(xì)解釋了牛頓第二定律的公式F=問(wèn)題：請(qǐng)分析張老師在這節(jié)課中采用了哪些教學(xué)方法？這些方法的優(yōu)點(diǎn)是什么？面對(duì)學(xué)生實(shí)驗(yàn)中的困難，張老師是如何處理的？這種處理方式體現(xiàn)了哪些教育理念？答案與解析：教學(xué)方法及其優(yōu)點(diǎn)：直觀(guān)演示法：張老師通過(guò)播放視頻展示實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象，使學(xué)生能夠直觀(guān)地觀(guān)察到不同質(zhì)量小車(chē)在同一力作用下加速度的變化，激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣和探究欲望。這種方法的優(yōu)點(diǎn)是形象生動(dòng)，易于理解。講授法：張老師詳細(xì)解釋了牛頓第二定律的公式和含義，以及質(zhì)量、力和加速度之間的關(guān)系。這種方法能夠系統(tǒng)地傳授知識(shí)，幫助學(xué)生建立清晰的概念體系。實(shí)驗(yàn)探究法：張老師設(shè)計(jì)了分組實(shí)驗(yàn)，讓學(xué)生親自動(dòng)手操作，測(cè)量并記錄數(shù)據(jù)，驗(yàn)證理論知識(shí)的正確性。這種方法能夠培養(yǎng)學(xué)生的實(shí)驗(yàn)技能、觀(guān)察能力和分析能力，同時(shí)加深對(duì)理論知識(shí)的理解。張老師處理學(xué)生實(shí)驗(yàn)困難的方式及教育理念：處理方式：張老師發(fā)現(xiàn)學(xué)生實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)有偏差后，首先詢(xún)問(wèn)情況，了解問(wèn)題所在；然后耐心引導(dǎo)學(xué)生分析問(wèn)題原因，并提出改進(jìn)建議；最后鼓勵(lì)學(xué)生嘗試新方法，直到成功完成實(shí)驗(yàn)。教育理念：以學(xué)生為主體：張老師關(guān)注學(xué)生的實(shí)驗(yàn)過(guò)程，尊重學(xué)生的主體地位，鼓勵(lì)學(xué)生自主探索和解決問(wèn)題。注重實(shí)踐與創(chuàng)新：張老師通過(guò)設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)活動(dòng)，讓學(xué)生在實(shí)踐中學(xué)習(xí)物理知識(shí)，同時(shí)鼓勵(lì)學(xué)生面對(duì)困難時(shí)勇于創(chuàng)新，嘗試新方法解決問(wèn)題。培養(yǎng)解決問(wèn)題的能力：張老師不僅傳授知識(shí)，更注重培養(yǎng)學(xué)生的問(wèn)題解決能力，通過(guò)引導(dǎo)學(xué)生分析問(wèn)題、提出解決方案并付諸實(shí)踐，提高學(xué)生的綜合素質(zhì)。四、教學(xué)設(shè)計(jì)題（本大題有2小題，每小題20分，共40分）第1題：題目：請(qǐng)針對(duì)高中物理課程中的“牛頓第二定律”內(nèi)容，設(shè)計(jì)一段20分鐘的教學(xué)導(dǎo)入環(huán)節(jié)，并說(shuō)明其設(shè)計(jì)意圖。要求包含實(shí)驗(yàn)演示、問(wèn)題引導(dǎo)和學(xué)生活動(dòng)，以激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣和探究欲望。參考答案：【教學(xué)導(dǎo)入環(huán)節(jié)設(shè)計(jì)】

【開(kāi)場(chǎng)】（1分鐘）教師活動(dòng)：以一段激動(dòng)人心的視頻開(kāi)場(chǎng)，展示賽車(chē)在直道上加速、賽車(chē)手在彎道處精準(zhǔn)控制車(chē)輛轉(zhuǎn)彎的場(chǎng)景，配以緊張刺激的背景音樂(lè)。教師語(yǔ)言：“同學(xué)們，剛才的視頻中，賽車(chē)展現(xiàn)出了驚人的加速能力和精準(zhǔn)的操控技巧。這些背后，隱藏著怎樣的物理奧秘呢？今天，我們就將一起揭開(kāi)‘力’與‘運(yùn)動(dòng)’之間關(guān)系的神秘面紗，學(xué)習(xí)牛頓的第二定律。”

【實(shí)驗(yàn)演示】（5分鐘）實(shí)驗(yàn)材料：小車(chē)、不同質(zhì)量的砝碼、斜面、刻度尺、秒表。實(shí)驗(yàn)步驟：將小車(chē)置于斜面頂端，確保斜面光滑以減少摩擦。先不加砝碼，讓小車(chē)自由下滑，用秒表記錄下滑時(shí)間，并用刻度尺測(cè)量下滑距離。在小車(chē)上增加一定質(zhì)量的砝碼，重復(fù)上述實(shí)驗(yàn)，記錄新的下滑時(shí)間和距離。教師活動(dòng)：邊操作邊講解，引導(dǎo)學(xué)生觀(guān)察并記錄數(shù)據(jù)?！締?wèn)題引導(dǎo)】（5分鐘）問(wèn)題一：“兩次實(shí)驗(yàn)中，小車(chē)的下滑時(shí)間有何不同？這說(shuō)明了什么？”問(wèn)題二：“為什么增加砝碼后，小車(chē)下滑時(shí)間變長(zhǎng)？這與什么因素有關(guān)？”

【學(xué)生活動(dòng)】（5分鐘）活動(dòng)形式：小組討論活動(dòng)內(nèi)容：小組內(nèi)分享自己對(duì)實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象的觀(guān)察和理解。嘗試用已有的物理知識(shí)（如力的概念、加速度的定義）解釋實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象。思考并討論：如何用量化的方式（公式）來(lái)描述力、質(zhì)量和加速度之間的關(guān)系？【總結(jié)過(guò)渡】（4分鐘）教師活動(dòng)：匯總各小組