2017年上半年教师资格证考试物理学科知识与教学能力真题(高级中学)

2017年上半年教师资格证考试物理学科知识与教学能力真题（高级中学）(总分：150.00，做题时间：120分钟)一、单项选择题(总题数：8，分数：40.00)1.下图所示为高中物理某教科书描述的一个演示实验。该实验用于学习的物理知识是()。A.衍射√B.干涉C.折射D.偏振解析：波在传播中遇到障碍物或小孔，当孔、缝的宽度或障碍物的尺寸与波长相比差不多或比波长更小时，波会发生衍射现象。题干所描述的演示实验为波的衍射。2.国际单位制的七个基本物理量中，除了长度、质量、时间、热力学温度外，还有()。A.电流、发光强度和物质的量√B.电压、电流和发光强度C.力、发光强度和电量D.力、电流和能量解析：国际单位制中七个基本物理量为长度(单位为m)、质量(单位为kg)、时间(单位为s)、电流(单位为A)、热力学温度(单位为K)、物质的量(单位为mol)及光强(单位为cd)。3.A.2．0μFB.3．75μF√C.8．33μFD.20．0μF解析：4.一电子由静止经过电势差U加速之后，撞击金属靶发出光子，其动能完全转换为光子的能量。若发出光子的最短波长为λs，普朗克常量为h，光速为c，元电荷为e，则下列有关此最短波长光子叙述正确的是()。A.B.C.√D.解析：由题目中“其动能完全转换为光子的能量”，可知C项正确。由光学公式以及能量公式E=eU，5.理想弹簧一端固定，另一端系有一可视为质点的小球，小球在光滑水平面上做一维简谐运动。则在一个周期内，弹性势能Ep随时间t的变化图像是()。A.B.C.D.√解析：如果从最大位移处开始计时，此时t=0，弹簧形变最大6.质量为m的人造地球卫星在地面上受到的重力为P，它在到地面的距离等于地球半径R的圆形轨道上运动时，下列叙述正确的是()。A.B.C.√D.重力为0解析：因为质量为m的人造地球卫星在地面上受到的重力为P，7.如图3所示，轻质弹簧上端与一质量为m的物块1相连，下端与另一质量为M的物块2相连，整个系统置于水平放置的光滑木板上，并处于静止状态。将木板沿水平方向突然抽出后的瞬间，物块1、2的加速度大小分别为al、a2，重力加速度大小为g，则()。A.B.C.√D.解析：8.如图4所示，一条长为L的柔软链条，开始时静止地放在一光滑表面ABC上，其左端至B的距离为L-a，当链条的左端滑到B点时，链条速度大小为()。A.B.C.D.√解析：链条运动过程中只有重力做功，故机械能守恒，即运动前后始末状态机械能不变：取AB二、计算题(总题数：1，分数：20.00)如图5所示，半径为R的刚性圆环轨道，水平固定在光滑的桌面上．一物体贴着轨道内侧运动，物体与轨道间的滑动摩擦系数为μ。设物体在某时刻经过A点时的速率为V0，求：（分数：20）(1).此后t时刻物体的速率。（分数：14）__________________________________________________________________________________________正确答案：(物体贴着轨道内侧运动，在水平面上受两个力的作用，一是环对物体的正压力Ⅳ，方向指向环心，另一个是环对物体的滑动摩擦力f，方向沿圆环的切向方向。)解析：(2).从A点开始在t时间内的路程。（分数：6）__________________________________________________________________________________________正确答案：(建立自然坐标系，并应用牛顿第二定律的法向分量式和切向分量式：)解析：三、案例分析题(总题数：2，分数：50.00)阅读案例，并回答问题。下面为一道物理试题和某学生的解答过程。题目：如图6所示，水平面(纸面)内间距为2的平行金属导轨间接一电阻，质量为m、长度为l的金属杆置于导轨上。t=0时，金属杆在水平向右、大小为F的恒定拉力作用下由静止开始运动。％时刻，金属杆进入磁感应强度大小为B、方向垂直于纸面向里的匀强磁场区域，且在磁场中恰好能保持匀速运动。杆与导轨的电阻均忽略不计，两者始终保持垂直且接触良好，两者之间的动摩擦因数为μ。重力加速度大小为g。求：(1)金属杆在磁场中运动时产生的电动势的大小：(2)电阻的阻值。问题：（分数：20）(1).指出此道试题检测了学生所学哪些知识点?（分数：4）__________________________________________________________________________________________正确答案：(本题考查受力分析与匀速直线运动、电磁感应、欧姆定律、通电导体在磁场中受力、受力平衡等知识点。)解析：(2).给出正确解题过程。（分数：6）__________________________________________________________________________________________正确答案：(正确解题过程：解：(1)金属杆进入磁场前做匀加速直线运动，设加速度为a，由牛顿第二定律：)解析：(3).针对学生解题过程中存在问题，设计一个教学片段，帮助学生解决此类问题。（分数：10）__________________________________________________________________________________________正确答案：(教学片段：师：同学们，我们先来分析一下杆的运动情况，在进入磁场前和进入磁场后，杆分别做什么运动?生：进入磁场前匀加速运动，进入磁场后匀速运动。师：非常好。那么，匀加速的时候，对杆进行受力分析，在水平方向上杆受到了什么力?生：匀加速运动时．杆受到了拉力F和摩擦力的作用。进入磁场后，拉力和摩擦力以及安培力平衡。师：好，我们分别来分析一下各阶段的受力。进入磁场前，拉力是固定的F，摩擦力怎么算呢?生：摩擦力等于动摩擦因数乘支持力，支持力大小等于重力大小，摩擦力大小等于μmg。金属杆与铁杆有两部分接触,所以总摩擦力应该是2μmg。师：摩擦力大小为μ乘以导轨所受的正压力这句话表述是非常准确的，大家想一想，这里两根导轨对金属杆的正压力是多大呢?是不是都等于金属杆的重力呢?师：非常好，不能看到几个正压几个接触点就简单地认为摩擦力就是几倍的μmg，考虑摩擦力一定要辨别清楚它所受到的正压力。接下来这个问题能解决了吗?生：能。)解析：阅读案例，并回答问题。上课了，教室很快安静下来。李老师：同学们，上课了。有谁在游乐场坐过过山车呀?教室里一下活跃了起来，同学们七嘴八舌地交流。李老师：谁来分享一下坐过山车的感受?学生甲：老师，我坐过，感觉风驰电掣，很刺激。学生乙：老师我也坐过，上去之前害怕极了，老担心会掉下来。学生丙：老师，我不敢坐，一想到过山车翻滚冲向环形轨道最高点，吓得腿软!李老师：看来不少同学害怕会掉下来。真的会掉下来吗?我们一起做个实验。李老师拿出了模型。李老师：同学们，这是老师自己做的模型，这是一个钢球，老师将钢球放在轨道上，大家注意观察钢球是否会掉下来。李老师将钢球放在高于圆形轨道顶端的轨道上，放手后小球沿轨道滑下。李老师：钢球从轨道上掉下来了吗?学生：没有。李老师：老师再做一次。李老师将钢球放在低于圆形轨道顶端的轨道上。放手后小球沿轨道滑下。李老师：大家看到了什么?学生甲：钢球还没到达轨道顶端就掉下来了，老师，我再也不敢坐了。李老师在黑板上写下了这节课的课题“向心力与向心加速度”。李老师：钢球在什么情况下会掉下来，什么情况下不会掉下来，你们学习了其中的规律后就不会害怕了。问题：（分数：30）(1).对李老师的教学进行评价。（分数：15）__________________________________________________________________________________________正确答案：(李老师在教学过程中利用了生活实例导入、演示实验导人，利用了直观性原则，充分调动了学生的学习积极性和主动性，启迪学生思维，集中学生注意力。借助生活中常见的过山车，引发学生积极讨论，通过演示实验让学生逐步将生活情境转化为物理模型。在教师角色方面．李老师体现了学习引导者的角色，体现了启发式的教学原则。在实际的教学过程中，李老师采用生活情境中常见的过山车问题，一步一步地引导学生对本节课产生兴趣，进而提出本节课的核心问题“小球什么情况下掉落”，让学生带着问题，参与到本节课的探究过程中。在课堂气氛方面，李老师营造了一种民主、宽松、平等的课堂气氛，为学生主动思考，发表自己意见，发挥学生个性奠定了基础。)解析：(2).以此图为依托设计教学片段，帮助学生理解小球通过圆环最高点时的受力及运动情况。（分数：15）__________________________________________________________________________________________正确答案：(师：大家思考一下．如果小球要通过最高点，速度能否为零?为什么?生：不能，速度为零小球就会掉下来。师：速度既然不为零．那么在最高点小球做圆周运动的向心力是由谁来提供的呢?大家先来做一下受力分析。生：小球通过最高点，受重力和轨道向内的支持力。师：如果速度较小的时候呢?这两个力是否会发生变化?生：支持力会减小。师：那支持力减小为零的时候，谁来提供向心力呢?生：只有重力。师：支持力会不会继续减小呢?支持力变成负值的话，轨道给小球的力指向哪?生：力会向外，不可能出现这种情况。师：因此，轨道给小球的力最小为多少?生：为零!师：我们能算一下此时．小球的速度是多少吗?师：这个速度就是恰好能通过最高点的速度，此时只有重力提供向心力；如果小球速度大于这个速度，小球的向心力将由重力和轨道向内的支持力的合力提供，而且速度越大，轨道向内的支持力越大。)解析：四、教学设计题(总题数：2，分数：40.00)9.材料：图8所示为高中物理某教科书“电容器和电容”一节介绍的可变电容器的符号和实物图。任务：设计一个教学片段，向学生介绍可变电容器的工作原理。__________________________________________________________________________________________正确答案：(师：学习了电容的有关知识后。我们一起来认识生活中常见的电容器。常见的电容器分为两种，一种是固定电容，一种是可变电容，今天大家一起来认识可变电容器。请看大屏幕，右图是一个可变电容器。它由两组铝片组成，固定的一组(下端的这组)叫作定片，可以转动的一组叫作动片(老师演示转动动片)。师：大家猜想一下，它的工作原理以及它是如何改变电容的?(提示从电容的决定式考虑)师：这位同学观察得很细致，大家看两组极板间的间距是不是没有发生变化?它是两组间隔相等的极板。那么影响电容的还有电介质，这个可变电容的电介质是什么呢?生：空气。师：非常好，是不是没有在极板问添加任何电介质?那么影响电容的因素就只有两极板间的正对面积这一因素了。转动动片(老师再次演示)，两组铝片的正对面积发生了变化，电容随之改变，这就是可变电容的工作原下面老师问大家一个问题，如果把可变电容器的动片旋进去一些，电容器的电容会怎么变?生：变大．正对面积变大了。师：如果把两极板间的空气换成陶瓷，则电容怎么变化?生：变大，电介质增大。师：大家都掌握得非常好，如果增大两极板间的电势差，电容如何变化呢?生：不变。(略有疑惑)师：电容器不变，改变电压，可以改变电容容纳的电荷量，但是电荷本身的电容没有增加。另外老师需要补充一个知识点，大家观察电容器外壳上标的电压，它是电容器的额定电压，使用时一定要保证电容器两端的电压为额定电压。当电压超过了一定值，大于击穿电压时，电介质被击穿，容易发生危险。)解析：阅读材料，根据要求完成教学设计。材料一《普通高中物理课程标准实验》关于折射率的内容要求为：“测定材料的折射率”材料二高中物理教科书“折射率”一节的部分教学内容如下：材料三教学对象为