2021國(guó)家教師資格考試《高中物理學(xué)科與教學(xué)》考試真題

2021家教師資格考試《高中物理學(xué)科與教學(xué)》考

試真題

一'真題及詳解

全國(guó)統(tǒng)考教師資格考試《物理學(xué)科知識(shí)與教學(xué)能力》（高級(jí)中學(xué)）真題及詳解

考試時(shí)間：120分鐘考試總分：150分

本試題為回憶版,部分題目不全。

一、單項(xiàng)選擇題（本大題共8小題，每小題5分，共40分）

1.李老師用彈簧和物塊做成如圖1所示的彈簧振子演示振動(dòng)圖像，課前準(zhǔn)備實(shí)驗(yàn)時(shí)，李

老師覺(jué)得該彈簧振子的頻率過(guò)小，想讓振子的頻率增大一倍，為此他將（）o

A.換一個(gè)質(zhì)量為原質(zhì)量?jī)杀兜奈飰K

B,換一個(gè)質(zhì)置為原質(zhì)量一半的物塊

C.彈簧長(zhǎng)度減去一半

D.彈簧長(zhǎng)度減去3/4

尸7"》*I廣，rm

【答案】D

【解析】振子頻率增大一倍，周期變成一倍。由周期公式：7-2卡,可知，需要將質(zhì)量m

變成四分之一或者k變?yōu)樗谋?，所以AB兩項(xiàng)均錯(cuò)誤，根據(jù)長(zhǎng)度與k的關(guān)系，長(zhǎng)度應(yīng)變?yōu)?/p>

1/4,即彈簧長(zhǎng)度減去一半。

2.雨后，太陽(yáng)光入射到大氣中的水滴發(fā)生色散而產(chǎn)生彩虹，設(shè)水滴是球星的，圖2中的圓

代表水滴過(guò)球心的截面，入射光線在此截面的平面內(nèi)，a、b、c、d代表四條不同顏色的

出射光線，則他們可能依次是。。

A.紫光、黃光、藍(lán)光、紅光

B.紫光、藍(lán)光、黃光、紅光

C.紅光、藍(lán)光、黃光、紫光

D.紅光、黃光、藍(lán)光、紫光

【答案】B

【解析】光的折射率從大到小的順序?yàn)樽瞎?、藍(lán)光、黃光、紅光。圖中

abed四條光線偏折程度逐漸減小，折射率逐漸減小。

3.一定質(zhì)量的理想氣體經(jīng)歷了A-B-C變化過(guò)程，其壓強(qiáng)隨溫度變化的p-t

圖如圖3所示。氣體在A、B、C三個(gè)裝填是的體積分別為WA、WB、Wc，則

通過(guò)圖像可以判斷：（）。

圖3

A.WA=WB>WC

B.WA=WB<WC

C.WA<WB<WC

D.WA>WB>Wc

【答案】D——

【解析】如圖A、B點(diǎn)作等容線:

根據(jù)理想氣體狀態(tài)方程，可以看出PB>PA，所以福>此；B到C的過(guò)程，溫度

相等,壓強(qiáng)加POPB,由丁,得WB>WC;所以WA>WB>WC。

7.一個(gè)之七原子核衰變?yōu)橐粋€(gè)曾尸，原子核，發(fā)生0衰變的次數(shù)為（）。

A.6次

B.10次

C.22次

D.32次

【答案】A——

?【解析】當(dāng)一個(gè)*七原子核衰變?yōu)橐粋€(gè)曾產(chǎn)。原子核時(shí)，發(fā)生c（衰變的次數(shù)為（238—206）

+4=8次，發(fā)生0衰變的次數(shù)為2x8-（92-82）二6次。

5.如圖4所示，一個(gè)未帶電空腔導(dǎo)體球殼，內(nèi)半徑為R,在腔內(nèi)離球心的距離為d出

（d<R）,固定一點(diǎn)電荷+q，用導(dǎo)線把球殼接觸地，選無(wú)窮遠(yuǎn)處為電勢(shì)零點(diǎn)。則球心0

的電勢(shì)為。。

Z

5___________________________________________________

B4加祖

S____________________________________________________________

c.4%d

A.0

5n-1]

D4您戶〃瓦I

【答案】D——

【解析】球殼有厚度，在內(nèi)外帶電不接地時(shí)，球殼內(nèi)層感應(yīng)出等量異種電荷-q,且內(nèi)部

電場(chǎng)線疏密不均勻，那么電荷不均勻分布。在原先不帶電時(shí)，球殼外層帶+q電荷,接入地

后，球殼外感應(yīng)的正電荷消失,只有球殼內(nèi)部總電荷為-q,在qq

0點(diǎn)產(chǎn)生的電勢(shì)為4脛，球內(nèi)部的點(diǎn)電荷+q在。點(diǎn)產(chǎn)生的電勢(shì)為4環(huán)“，。pP

根據(jù)鎏加原理，總電勢(shì)為4您//R.1

圖5

6.如圖5所示，墻上有兩點(diǎn)M和N分別釘有兩鐵釘，M和N的隹線與水平方向的夾角

為45。，兩者的離度差為L(zhǎng)，一條不可伸長(zhǎng)的輕質(zhì)細(xì)繩一錠固定于M點(diǎn)的鐵釘上，另一

端跨過(guò)N點(diǎn)的光滑鐵釘懸掛一質(zhì)量為叫的重物，在繩上距M點(diǎn)迫

L/2的P點(diǎn)系上一質(zhì)量0為嗎的重物，平衡后繩的MP段正好水平，則代為

)O

AH

B.2

C.有/2

D.2

【答案】C---【解析】如下圖所示:

2

sinCL"■I

口衡后BC段與水平夾角為a,由/g二巧且氧二，具中遭，則

_1

tnysinCi2

7.如圖6，紙面內(nèi)兩個(gè)半徑均為R的圓相切于。點(diǎn)，兩半圓形區(qū)域內(nèi)分別存在垂直紙面

的勻強(qiáng)磁場(chǎng)，磁感應(yīng)強(qiáng)度大小相等、方向相反，且不隨時(shí)間變化，一長(zhǎng)為2R的導(dǎo)體桿0A

繞過(guò)0點(diǎn)且垂直于紙面的軸順時(shí)針勻速旋車弱鬲速度為3,"0時(shí)，0A恰好位于兩圓的公

切線上，如圖6所示，若選取從0指向A的電動(dòng)勢(shì)為正.下列描述導(dǎo)體桿中感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)隨

時(shí)間變化的圖像可能正確的匙）

▲

【答案】C——

【解析】根據(jù)右手判定定則，開(kāi)始時(shí)感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的方向?yàn)檎虼薆D兩項(xiàng)錯(cuò)誤。

設(shè)經(jīng)過(guò)時(shí)間t導(dǎo)體桿轉(zhuǎn)過(guò)的角度為a,則以二函，導(dǎo)體有效切割長(zhǎng)度為

E=-BUG）、、

￡=2Rsin或。再由2可知，E=2）?35皿加，因?yàn)锽、R、3不變，

則在右邊磁場(chǎng)區(qū)域，隨著c。增加，電動(dòng)勢(shì)增大；在左邊區(qū)域，方向變?yōu)樨?fù)向，隨看3增

加，電動(dòng)勢(shì)也在增加。

8.《普通高中物理課程標(biāo)準(zhǔn)（實(shí)驗(yàn)）》規(guī)定，高中物理課程由12個(gè)模塊構(gòu)成，

有必修和選修模塊，其中選修17模塊物理學(xué)科知識(shí)的主體為（

A.電磁學(xué)

B.熱學(xué)

圖7

C.力學(xué)

D.光學(xué)

【答案】A——

【解析】略

二、計(jì)算題（本大題1小題，20分）

略

三、案例分析題（本大題共2小題，第10題20分，第n題30分，共50分）

10.案例

某教師為了檢驗(yàn)學(xué)生對(duì)電場(chǎng)做功，電勢(shì)差等知識(shí)的掌握情況，布置了若干練習(xí)題，下面是

某同學(xué)對(duì)其中一題的解答過(guò)程：

題目：如圖7所示,質(zhì)量為m的帶電粒子,其帶電量為q,以初速度%從A點(diǎn)豎直向上射入

真空中的勻強(qiáng)電場(chǎng)中，若電場(chǎng)方向水平向右，粒子通過(guò)電場(chǎng)中的B點(diǎn)時(shí)，速率爐2%，方

向與電場(chǎng)方向一致，試求4B兩點(diǎn)的電勢(shì)差。

問(wèn)題：

（1）指出學(xué)生解答中的錯(cuò)誤，分析錯(cuò)誤可能產(chǎn)生的原因，給出正確解法。（10

分）

（2）給出一個(gè)教學(xué)思路，幫助學(xué)生掌握相關(guān)知識(shí)。（10分）

答：（1）①錯(cuò)誤之處

學(xué)生只考慮電場(chǎng)做功。帶電粒子由A運(yùn)動(dòng)到B點(diǎn)的過(guò)程中，除了電場(chǎng)力做功，

還有重力做功。

②錯(cuò)誤原因

學(xué)生對(duì)物體運(yùn)動(dòng)狀態(tài)分析的不透徹。以至于導(dǎo)致對(duì)物體受力分析失誤，體現(xiàn)學(xué)生平時(shí)學(xué)習(xí)

時(shí)的不求甚解的習(xí)慣。

③正確解法

rrr121,

QU-jngh=--mv.

由電場(chǎng)和動(dòng)力做功可知：2'2”①；粒子在初速度方向上僅在

20;咨

重力的作用下做減速運(yùn)動(dòng)，末速度為零則才“2g”②。則由①②兩式得qo

(2)教學(xué)思路

針對(duì)學(xué)生的錯(cuò)誤，教師不能直接點(diǎn)出，要從學(xué)生的角度出發(fā)設(shè)計(jì)一系列的啟發(fā)性質(zhì)的問(wèn)理

引導(dǎo)學(xué)生，例如教IJ幣可以接下來(lái)這樣提問(wèn)：

①由如果帶電粒子只在電場(chǎng)力的作用下運(yùn)動(dòng)，那么它會(huì)做什么類型的運(yùn)動(dòng)呢？

②平拋運(yùn)動(dòng)中，物體的末速度方向可能與豎直速度方向相同嗎？

③那么本題中粒子的初速度方向上的速度最后變成0了是為什么呢？

經(jīng)過(guò)這幾個(gè)問(wèn)題的思考，學(xué)生就會(huì)KS成章的意識(shí)到粒子除電場(chǎng)力外會(huì)受到重力作用，從

而掌握了知識(shí)。

圖7

11.案例

李老師在進(jìn)行高中物理”牛頓第一定律”一課教學(xué)時(shí)，將踢足球的圖片投影到了

屏幕上（如圖8所示）。

圖8

李老師：同學(xué)們，我們?cè)诔踔幸呀?jīng)學(xué)過(guò)了牛頓第一定律和慣性，大家看屏幕踢球的圖片，

你們能用初中所學(xué)的知識(shí)，分析踢球前后足球的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)，并得出結(jié)論嗎？（同學(xué)們相互

交流了起來(lái)）

甲同學(xué)：踢球前足球不動(dòng)，踢球后足球就飛了起來(lái)“說(shuō)明力是改變物體運(yùn)動(dòng)狀態(tài)的原因“

乙同學(xué)：足球被踢就會(huì)飛起來(lái)，不被踢就不會(huì)動(dòng)。飛起來(lái)的足球不一會(huì)就會(huì)掉下來(lái)不動(dòng)了。

李老師：乙同學(xué)，那你能得出什么物理結(jié)論呢？

乙同學(xué)：物體不受力就不會(huì)動(dòng)。

丙同學(xué)：老師，足球在空中飛起來(lái)那段，沒(méi)有受到力的作用，但足球還在運(yùn)動(dòng)，說(shuō)明不受

力的作用時(shí)，物體會(huì)不停的運(yùn)動(dòng)下去。

丁同學(xué)：不對(duì)，球在飛行的過(guò)程中，受到重力的作用因此才會(huì)運(yùn)動(dòng)下去最后掉下來(lái)不動(dòng)的。

李老師：丁同學(xué)分析得很好,球會(huì)掉下來(lái)，是因?yàn)槭艿降厍蛞Φ淖饔?，但現(xiàn)在我們不討

論力的作用，球會(huì)怎樣運(yùn)動(dòng)呢？

丁同學(xué)：可地球不會(huì)沒(méi)有了力呀？

李老師：我們可以假設(shè)呀！討論物理問(wèn)題是可以假設(shè)的。不要在課堂搗亂，其他同學(xué)還有

什么意見(jiàn)嗎？（同學(xué)們紛紛翻開(kāi)物理教材看了起來(lái)，課堂很安靜）李老師：大家還有問(wèn)題

嗎？（沒(méi)有同學(xué)回應(yīng)）

李老師：看來(lái)大家已經(jīng)把初中學(xué)的物理知識(shí)還給你們的老師了。一切物體在沒(méi)有受到力的

作用的時(shí)候總是保持靜止和勻速直線運(yùn)動(dòng)狀態(tài)，這就是我們初中學(xué)過(guò)的牛頓第一定律，知

道了嗎？下面大家看看書中的實(shí)驗(yàn)。

問(wèn)題：

（1）對(duì)上述課堂實(shí)錄進(jìn)行評(píng)述。（15分）

（2）針對(duì)該課堂存在的問(wèn)題，設(shè)計(jì)一個(gè)改進(jìn)的教學(xué)方案。（形式不限，可以是教學(xué)思路,

教學(xué)活動(dòng)等）

答：（1）評(píng)述

課堂上教師運(yùn)用生活中的實(shí)例充分調(diào)動(dòng)了學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，使課堂具有一個(gè)民主,相互爭(zhēng)

論，提供了一個(gè)各抒己見(jiàn)的學(xué)習(xí)氛圍，為學(xué)生成功學(xué)習(xí)奠定基礎(chǔ)。但是依然存在以下問(wèn)題:

①教師的提問(wèn)方面

教師在課堂中設(shè)置的問(wèn)題較單一，并且提問(wèn)目標(biāo)不明確，使學(xué)生不知道從哪里開(kāi)始思考；

提出的問(wèn)題沒(méi)有考慮到實(shí)際情況，也沒(méi)有結(jié)合學(xué)生的認(rèn)知水平，問(wèn)題啟發(fā)性不足。這樣造

成問(wèn)而不答的課堂冷場(chǎng)現(xiàn)象，違背了課堂提問(wèn)的有效性原則、科學(xué)性原則和啟發(fā)性原則。

②教師的評(píng)價(jià)方面

對(duì)于丙同學(xué)出現(xiàn)的錯(cuò)誤，老帥并沒(méi)有及時(shí)更正；當(dāng)丁同學(xué)提出的問(wèn)題在情理之中時(shí)教帥沒(méi)

有借此幫助丙同學(xué)解決疑問(wèn)；老師還在課堂上打擊學(xué)生提問(wèn)的積極性。這違背了課堂教學(xué)

評(píng)價(jià)的反饋性原則和激勵(lì)性原則，不利于提高學(xué)生學(xué)習(xí)水平和學(xué)習(xí)效果。

(2)教學(xué)思路

本課堂中出現(xiàn)的主要矛盾在于丙和丁兩位同學(xué)的思路，因此可以先從丙同學(xué)的角度出發(fā)，

由丁的回答引導(dǎo)丙真正理解自己想法的錯(cuò)誤性。并設(shè)計(jì)具有啟發(fā)性質(zhì)的問(wèn)題修正丙同學(xué)的

思維。例如，教師提出以下問(wèn)題：

①足球在空中飛行，為什么最終會(huì)落到地面上，而不是一直水平直線飛行？②假如當(dāng)足球

運(yùn)動(dòng)到最高點(diǎn)的時(shí)候，突然撤去了地球給的向下的作用力，那么足球會(huì)怎樣運(yùn)動(dòng)呢？

四、教學(xué)設(shè)計(jì)(本大題共2小題，第12題12分，第13題28分，共40分)

12.閱讀教材，根據(jù)要求完成教學(xué)設(shè)計(jì)任務(wù)。

材料：

圖示為某高中物理教材“庫(kù)侖定律“一節(jié)的”探究影響電荷間相互作用的因素”演示實(shí)驗(yàn)

演示

(1)說(shuō)明教材說(shuō)述“使小球處于同一位置,增大或減少小球所帶電荷量，比較

小球所變作用力大小”的實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)意圖。(4分)

(2)基于該實(shí)驗(yàn),設(shè)計(jì)一個(gè)包含師生交流的教學(xué)方案。(8分)

P]P：Ps

答：(1)實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)意圖：利用控制變量法的思想，通過(guò)對(duì)實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象的定性分析得出電荷之

間的作用力隨電荷量的增大而增大，隨距離的增大而減小。

(2)師：《三國(guó)志?吳書》中寫道”琥珀不取腐芥”，意思是腐爛潮濕的草不被

琥珀吸引。但是，當(dāng)時(shí)社會(huì)還沒(méi)有對(duì)電力的需求，加上當(dāng)時(shí)也沒(méi)有測(cè)量電力的精密儀器，

因此，人們對(duì)電的認(rèn)識(shí)一直停留在定性的水平上。直到18世紀(jì)中葉人們才開(kāi)始對(duì)電進(jìn)行

定量的研究，現(xiàn)在就讓我們踏著科學(xué)家的足跡去研究電荷之間相互作用力。演示實(shí)驗(yàn)：

首先轉(zhuǎn)動(dòng)感應(yīng)起電機(jī)起電，然后利用帶電的物體吸引輕小物體的性質(zhì)使通電球與感應(yīng)機(jī)的

一端相接觸，通電球帶同種電荷后彈開(kāi)，然后改變兩者之間的距離，觀察有什么現(xiàn)象產(chǎn)生？

師：猜想電荷間相互作用力的大小與哪些因素有關(guān)”

生：猜想可能與距離、電荷量及其他因素有關(guān)。

師：你認(rèn)為實(shí)驗(yàn)應(yīng)采取什么方法來(lái)研究電荷間相互作用力與可能因素的關(guān)系？生：控制變

量法。

師：閱讀教材，如果要比較這種作用力的大小可以通過(guò)什么方法直觀地顯示出來(lái)？

學(xué)生：比較懸線偏角的大小。

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“氣體實(shí)驗(yàn)定律”的內(nèi)容要求為”通過(guò)實(shí)

驗(yàn)了解氣體實(shí)驗(yàn)定律，知道理想氣體模型。用分子動(dòng)理論和統(tǒng)計(jì)觀點(diǎn)理解氣體壓強(qiáng)和氣體

實(shí)驗(yàn)定律。

材料二:高中物理某版本教科書：”氣體的等溫變化”一節(jié)中關(guān)于“探究氣體等溫變化規(guī)律”

內(nèi)容如下：

實(shí)驗(yàn)：（缺圖）注射器下端的開(kāi)口有橡膠塞，它和拄塞一起把一段空氣留寸閉在玻璃管中。

這段空氣柱是我們研究的對(duì)象。實(shí)驗(yàn)過(guò)程中它的質(zhì)量不變。實(shí)驗(yàn)中如果空氣柱體積變化不

太快，它的溫度大致等于環(huán)境溫度,也不會(huì)有明顯變化。

1.實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)的收集

空氣柱的壓強(qiáng)P可以從儀器上方的指針讀出，空氣柱的長(zhǎng)度L可以在玻璃管側(cè)

面的刻度尺上讀出，空司主的長(zhǎng)度L與橫截面接S的

問(wèn)題：

（1）簡(jiǎn)述玻意耳定律的內(nèi)容（4分）

（2）根據(jù)材料完成教學(xué)設(shè)計(jì)。（包括教師活動(dòng),學(xué)生活動(dòng)等）（24分）

答：（1）玻意耳定律的內(nèi)容

一定質(zhì)量的某種氣體，在溫度不變的情況下，壓強(qiáng)P與體積V成反比。

公式：7或中展常量、取二環(huán)

圖像:

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