2019年上2019年上半年教师资格证考试高级物理学科真题高级物理学科真题解析

2019年上半年中小学教师资格考试《物理学科知识与教学能力》（高级中学）注意事项：1．考试时间为120分钟，满分为150分。2．请按规定在答题卡上填涂、作答。在试卷上作答无效，不予评分。’―、单项选择题（本大题兵8小题，每小题5分，共40分）在每小题列出的四个备选项中只有一个是符合题目要求的，请用2B铅笔把答题卡上对应题目的答案字母按要求涂黑。错选、多选或未选均无分。1．某高中物理教材介绍了一位科学家的设想：如图1所示，从高山上水平抛出物体，速度一次比一次大，落地点也就一次比一次远。如果速度足够大，物体就不再落回地面，将绕地球运动。这是最早的关于发射人造地球卫星的科学设想，提出该设想的科学家是（）。A．牛顿B．开普勒C．伽利略D．笛卡尔1．【答案】A。解析：牛顿在思考万有引力定律时就曾想，把物体从高山上水平抛出，速度一次比一次大，落地点也就一次比一次远。如果速度足够大，物体就不再落回地面，将绕地球运动。这一想法也是最早的关于发射人造地球卫星的科学设想。故本题选A。2．某种双折射材料对600nm的寻常光的折射率是1.71，对非常光的折射率为1.74。用这种材料制成四分之一波片，其厚度至少应为（）。A．2.1×10-3mmB．3.0×10-3mmC．4.0×10-3mmD．5.0×10-3mm2．【答案】D。解析：在该材料中寻常光与非常光的光程差为（41+n）个波长时为四分之一波片。当光程差为四分之一波长时，波片最薄，即4min0dnne，带入数据得nm6004171.1-74.1mind，求得dmin=5000nm，即为5.0×10-3mm，故本题选D。3．如图2所示，在宽度为d的无磁场区域的左右两侧，存在磁感应强度大小相同，方向垂直纸面向外的磁场。边长l为2d的正方形金属线框efgh置于左侧区域，线框平面法线方向与磁场方向平行，对角线fh与磁场边界平行。现使线框以速度v垂直于磁场边界从图示位置向右匀速运动，在整个线框穿越无磁场区域的全过程中，线框中感应电流的方向（）。A．始终为顺时针方向B．始终为逆时针方向C．先为逆时针方向后为顺时针方向D．先为顺时针方向后为逆时针方向3．【答案】C。解析：在e点进入无磁场区域至/经过一半无磁场区域的过程中，穿过金属线框efgh的向外的磁感线减少，根据楞次定律，感应电流产生的磁场应向外，根据右手定则可知，感应电流的方向为逆时针。在f经过一半无磁场区域至g点穿过无磁场区域的过程中，穿过金属线框efgh的向外的磁感线增加，根据楞次定律，感应电流产生的磁场应向里，根据右手定则可知，感应电流的方向为顺时针。故本题选C。4．图3甲为一列简谐横波在f=1.25s时的波形图，图3乙是该时刻某质点的振动图像。已知c位置的质点比a位置的质点晚0.5s起振。则该质点可能位于（）。A．a和b之间B．b和c之间C．c和d之间D．d和e之间4．【答案】D。解析：根据c位置的质点比a位置的质点晚0.5s起振，可知此简谐横波的周期为1s，传播方向沿x轴正方向。根据图乙可知，在t=1.25s时，该质点在x轴上半部分且向下运动。B、C两项错误。由图甲可知，a和6之间将向上运动，d和e之间将向下运动。A项错误，故本题选D。5．在图4所示的理想气体循环中，若Ta，Tb，Tc，Td和γ已知，其中VPCC则其效率η为（）。A．bcadTTTT-1B．adbcTTTT-1C．bcdaTTTT-1D．adcbTTTT-15．【答案】A。解析：图4所示的循环沿顺时针进行为热机，其效率吸放QQ-1，该循环只有等容升压吸热过程（b→c）和等压压缩放热过程（d→a）进行吸放热，则有,,bcdabcvMmadpMmTTCQTTCQ所以，效率为bcaTTTTd-1，故本题选A。6．Ox坐标轴上有A、B两点，如图5甲所示。将点电荷Q置于轴上的某点，先后分别将试探电荷+qa放于A点，-qb放于B点，测得试探电荷受力大小与所带电量的关系分别如图5乙中直线a、b所示，方向均与x轴的正方向相同。关于点电荷Q下列判断正确的是（）。A．带负电，位置在OA之间且靠近O点B．带正电，位置在OA之间且靠近A点C．带负电，位置在AB之间且靠近A点D．带正电，位置在AB之间且靠近B点6．【答案】C。解析：由图线可知，+qa和-qb所受电场力方向相同，所以点电荷一定放于两个点电荷之间。电场力均向右，说明点电荷带负电。甲图线的斜率大于乙图线的斜率，所以A点的电场强度大于B的电场强度，说明点电荷靠近A点。故本题选C。7．花样滑冰运动员在旋转的过程中，两臂伸开时，转动惯量为角速度为叫J0，角速度为w0，动能为E0。收回手臂后，转动惯量为31J0，角速度为w，动能为E0。运动员旋转变化过程中，下列关系正确的是（）。A．w0=3w0，E=E0B．w0=3w0，E=3E0C．w0=3w0，E=E0D．w0=31w0，E=3E07．【答案】B。解析：花样滑冰运动员在转动过程中，对轴的角动量守恒，故：00003w3wwJwJ，，C、D两项错误。020020020200032396w321w21EwJwJJEJE，，A项错误，B项正确。故本题选B。8．在研究光电效应的实验中，从甲、乙两种金属中飞出光电子的最大初动能EK与入射光频率v的关系如图6所示，下列说法正确的是（）。A．甲的逸出功一定大于乙的逸出功B．甲的截止频率一定大于乙的截止频率C．两条图线与横轴的夹角α和β一定相等D．增大入射光频率，甲、乙的遏止电压一定不变8．【答案】C。解析：由图像可知，随着入射光频率的增大，甲金属先发生光电效应，故甲的逸出功一定小于乙的逸出功，甲的截止频率一定小于乙的截止频率，A、B两项错误。根据EK=hv-w0可知图像斜率为常数h，C项正确。遏止电压ekcEU增大频率v，：Ek增大，则增大，D项错误。故本题选C。二、计算题（本大题共1小题，共20分）9．质量m为10kg的木箱放在水平地面上，在水平拉力F的作用下由静止开始沿直线运动，其拉力随时间的变化关系如图7所示。若已知木箱与地面间的动摩擦因数μ为0.2，g取10m/s2，用积分法求：cU（l）t=4s时，木箱的速度大小；（2）t=7s时，木箱的速度大小。9．【参考答案】（1）由图像可知，在t=4s之前，物体在水平方向上受到恒定拉力和滑动摩擦力的作用。故合力的冲量为：sNttmgdtFdtI4010102.0304040401而根据动量定理可知，sNmvI400p11，故t=4s时，v1=4m/s（2）由图像可知，在4至7s内，F=70-10t，再次计算合力冲量：sNdtmgdtFdtI15t5-t5020-t10-707474747422）（故根据动量定理：sNmvmvI15122，故在t=7s时，v2=2.5m/s。三、案例分析题（本大题共2小题，第10题20分，第11题30分，共50分）阅读案例，并回答问题。10．案例：下面为一道物理习题和某同学的解答。题目：有一个未知阻值的电阻Rx（阻值约100Ω），实验室有如下器材可供使用：1．直流毫安表（量程0〜10mA，电阻约50Ω）2．直流电压表（量程0~3V，电阻约5kΩ）3．直流电源（电压输出4V，内阻不计）4．滑动变阻器（阻值范围0〜15Ω，允许通过的最大电流1A）5．开关1个，30Ω的定值电阻1个，导线若干请根据所给器材的规格，完成下列内容：（1）设计能够比较准确测量阻值的实验电路；（2）说明实验要测量的物理量，给出阻值的计算公式。解：（1）所给器材有直流毫安表和直流电压表，可以用伏安法测量末知电阻的阻值，电路如图8所示。（2）实验要测量的物理量：①直流电压表的电压U，②直流毫安表的电流I。未知电阻Rx且值的计算公式为IUxR。问题：（1）指出该同学设计的电路存在的问题。（4分）（2）给出符合题目要求的实验电路图。（6分）（3）针对该同学电路图存在的问题，设计一个教学片段，帮助其正确分析和解决此类问题。（10分）10．【参考答案】（1）存在的问题：①电流表和电压表的量程较小，并且滑动变阻器的阻值范围为0〜15Ω，阻值范围较小，Rx的电压改变不明显，所以应采用分压式接法。图中为限流式接法，故错误。②因为AVRRRx，所以Rx属于小电阻，所以电流表应该外接。图中为电流表内接，故错误。（2）（3）教学片段：师：这道题我们要用到滑动变阻器，那么我们学过滑动变阻器的哪些接法呢？生：分压式接法和限流式接法。师：那它们分别适用于哪些情况呢？生：一般选用限流式接法。但以下三种情况时要用分压式接法：①滑动变阻器阻值范围较小的时候；②电流和电压的取值需要从零开始调节的时候；③电表量程较小的时候。师：非常对。还有一个问题想问大家。电流表内接与外接，应该按照什么标准来进行选择呢？生：当被测电阻大于AVRR，电流表内接；当被测电阻小于AVRR，电流表外接。师：对于本道题来说，滑动变阻器应该采用什么接法？电流表应该内接还是外接呢？生：滑动变阻器的阻值较小，应采用分压式接法；Rx约为1000，经计算，AVRR=500Ω，所以AVRRRx，所以电流表应该外接。师：很好，今后在设计电路图的时候大家也要注意，根据实际情况选择不同的接法，满足实验的要求。11．案例：下面是李老师讲授高中物理“摩擦力”一课的教学片段。李老师：同学们，上课了，我们先做个实验，请甲同学上来推前排同学的课桌和讲台，同学们注意观察。（甲同学用力分别推课桌和讲台，课桌动了，讲台却没动）李老师：同学们，观察到了什么？学生们：课桌动了，讲台没动。李老师：为什么课桌动了，讲台却没动呢？这就与我们今天要学习的摩擦力有关，大家看大屏幕（图9），思考、讨论上面的问题。李老师：哪位同学来谈谈？乙学生：讲台受到了摩檫力，所以没推动。李老师：对！甲同学用力推讲台，讲台没动，说明存在一个阻碍讲台运动的力，这个力就是今天我们要学习的静摩擦力。那静摩擦力的大小与什么因素有关呢？丙同学：讲台比课桌重，它的惯性比课桌的大，所以推不动，因此静摩擦力的大小与物体的质量有关。丁同学：对，我们用同样的力推物体，质量大的受到的摩擦力就大。李老师：丙同学和丁同学说的不对。摩擦力的大小与物体接触面之间的粗糙程度有关，与物体对接触面的正压力大小有关。这个我们在初中已经学过，大家要记住。这节课我们重点要学习的是，静摩擦力的大小还与施加的外力大小有关。大家观察老师做实验，思考并总结出静摩擦力的这个特点。（教师演示，学生观察）李老师：刚才老师用弹黃测力计水平拉小铁块，小铁块没动，弹簧测力计的示数比较小；随着拉力的增大，弹簧测力计的示数也逐渐增大，但物体还是不动；这说明什么呢，说明静摩擦力随着外力的增大而增大；当拉力增大到一定值时，物体就开始滑动了，因此，静摩擦力就有最大值，这个最大值叫最大静摩擦力，用Fmax表示，所以静摩擦力的变化范围是从0到最大静摩學力，我们把它记为0FfFmax李老师：大家要记住老师在黑板上（图10）总结的静摩檫力的特点。好，我们接下来学习滑动摩擦力。问题：（1）评述李老师教学过程中的问题与不足之处。（18分）（2）指出丙、丁同学回答中存在的问题。（4分）（3）针对丁同学回答中存在的问题，设计一个教学片段或教学思路帮助学生理解知识、解决问题。（8分）11．【参考答案】（1）第一，“课桌动了，讲台却没动”，并不是单纯因为摩擦力，而是因为合外力。李老师的导入不准确，会对学生产生困扰。第二，李老师在讲课过程中存在学科知识性错误，如静摩擦力可以取到最大静摩擦力（0FfFmax）。第三，李老师在讲课过程中缺乏引导性，同时对于学生出现的问题和知识理解上的错误（正压力和重力的区别）没有及时进行纠正与讲解。第四，教师的评价方式及评价内容存在问题。对于学生的回答，李老师只回答对或不对，没有针对学生的回答做出指导性评价。同时，在学生回答或理解错误时，也没有及时指出。第五，在课堂气氛方面，李老师的课堂是“一言堂”，不利于学生的思