2017上半年教師資格考試《物理學(xué)科知識與教學(xué)能力》（高級中學(xué)）真題卷面總分：13分答題時間：240分鐘試卷題量：13題練習(xí)次數(shù)：6次

單選題（共8題，共8分）

1.國際單位制的七個基本物理量中，除了長度、質(zhì)量、時間、熱力學(xué)溫度外，還有()。

A.電流、發(fā)光強(qiáng)度和物質(zhì)的量

B.電壓、電流和發(fā)光強(qiáng)度

C.力、發(fā)光強(qiáng)度和電量

D.力、電流和能量

正確答案：A

您的答案：

本題解析：國際單位制中七個基本物理量為長度(單位為m)、質(zhì)量(單位為kg)、時間(單位為s)、電流(單位為A)、熱力學(xué)溫度(單位為K)、物質(zhì)的量(單位為mol)及光強(qiáng)(單位為cd)。

2.一電子由靜止經(jīng)過電勢差U加速之后，撞擊金屬靶發(fā)出光子，其動能完全轉(zhuǎn)換為光子的能量。若發(fā)出光子的最短波長為λs，普朗克常量為h，光速為c，元電荷為e，則下列有關(guān)此最短波長光子敘述正確的是()。

A.見圖A

B.見圖B

C.見圖C

D.見圖D

正確答案：C

您的答案：

本題解析：由題目中“其動能完全轉(zhuǎn)換為光子的能量”，可知c項正確。由光學(xué)公式以及能量公式E=eU，

3.理想彈簧一端固定，另一端系有一可視為質(zhì)點(diǎn)的小球，小球在光滑水平面上做一維簡諧運(yùn)動。則在一個周期內(nèi)，彈性勢能Ep隨時間t的變化圖像是()。

A.見圖A

B.見圖B

C.見圖C

D.見圖D

正確答案：D

您的答案：

本題解析：如果從最大位移處開始計時，此時t=0，彈簧形變最大，

4.如圖3所示，輕質(zhì)彈簧上端與一質(zhì)量為m的物塊1相連，下端與另一質(zhì)量為M的物塊2相連，整個系統(tǒng)置于水平放置的光滑木板上，并處于靜止?fàn)顟B(tài)。將木板沿水平方向突然抽出后的瞬間，物塊1、2的加速度大小分別為al、a2，重力加速度大小為g，則()。

A.見圖A

B.見圖B

C.見圖C

D.見圖D

正確答案：C

您的答案：

本題解析：

5.圖1所示為高中物理某教科書描述的一個演示實(shí)驗。該實(shí)驗用于學(xué)習(xí)的物理知識是()。

A.衍射

B.干涉

C.折射

D.偏振

正確答案：A

您的答案：

本題解析：波在傳播中遇到障礙物或小孔，當(dāng)孔、縫的寬度或障礙物的尺寸與波長相比差不多或比波長更小時，波會發(fā)生衍射現(xiàn)象。題干所描述的演示實(shí)驗為波的衍射。

6.

A.2.0μF

B.3.75μF

C.8.33μF

D.20.0μF

正確答案：B

您的答案：

本題解析：

7.質(zhì)量為m的人造地球衛(wèi)星在地面上受到的重力為P，它在到地面的距離等于地球半徑R的圓形軌道上運(yùn)動時，下列敘述正確的是()。

A.見圖A

B.見圖B

C.見圖C

D.見圖D

正確答案：C

您的答案：

本題解析：因為質(zhì)量為m的人造地球衛(wèi)星在地面上受到的重力為P，

8.如圖4所示，一條長為L的柔軟鏈條，開始時靜止地放在一光滑表面ABC上，其左端至B的距離為L-a，當(dāng)鏈條的左端滑到B點(diǎn)時，鏈條速度大小為()。

A.見圖A

B.見圖B

C.見圖C

D.見圖D

正確答案：D

您的答案：

本題解析：鏈條運(yùn)動過程中只有重力做功，故機(jī)械能守恒，即運(yùn)動前后始末狀態(tài)機(jī)械能不變：取AB

問答題（共5題，共5分）

9.如圖5所示，半徑為R的剛性圓環(huán)軌道，水平固定在光滑的桌面上．一物體貼著軌道內(nèi)側(cè)運(yùn)動，物體與軌道間的滑動摩擦系數(shù)為μ。設(shè)物體在某時刻經(jīng)過A點(diǎn)時的速率為V0，求：

(1)此后t時刻物體的速率。

(2)從A點(diǎn)開始在t時間內(nèi)的路程。

正確答案：

您的答案：

本題解析：(1)物體貼著軌道內(nèi)側(cè)運(yùn)動，在水平面上受兩個力的作用，一是環(huán)對物體的正壓力Ⅳ，方向指向環(huán)心，另一個是環(huán)對物體的滑動摩擦力f，方向沿圓環(huán)的切向方向。建立自然坐標(biāo)系，并應(yīng)用牛頓第二定律的法向分量式和切向分量式：

10.閱讀案例，并回答問題。

下面為一道物理試題和某學(xué)生的解答過程。

題目：如圖6所示，水平面(紙面)內(nèi)間距為2的平行金屬導(dǎo)軌間接一電阻，質(zhì)量為m、長度為l的金屬桿置于導(dǎo)軌上。t=0時，金屬桿在水平向右、大小為F的恒定拉力作用下由靜止開始運(yùn)動。％時刻，金屬桿進(jìn)入磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為B、方向垂直于紙面向里的勻強(qiáng)磁場區(qū)域，且在磁場中恰好能保持勻速運(yùn)動。桿與導(dǎo)軌的電阻均忽略不計，兩者始終保持垂直且接觸良好，兩者之間的動摩擦因數(shù)為μ。重力加速度大小為g。求：

(1)金屬桿在磁場中運(yùn)動時產(chǎn)生的電動勢的大小：

(2)電阻的阻值。

問題：

(1)指出此道試題檢測了學(xué)生所學(xué)哪些知識點(diǎn)

(2)給出正確解題過程。

(3)針對學(xué)生解題過程中存在問題，設(shè)計一個教學(xué)片段，幫助學(xué)生解決此類問題。

正確答案：

您的答案：

本題解析：(1)本題考查受力分析與勻速直線運(yùn)動、電磁感應(yīng)、歐姆定律、通電導(dǎo)體在磁場中受力、受力平衡等知識點(diǎn)。(2)正確解題過程：

解：(1)金屬桿進(jìn)入磁場前做勻加速直線運(yùn)動，設(shè)加速度為a，由牛頓第二定律：

(3)教學(xué)片段：

師：同學(xué)們，我們先來分析一下桿的運(yùn)動情況，在進(jìn)入磁場前和進(jìn)入磁場后，桿分別做什么運(yùn)動

生：進(jìn)入磁場前勻加速運(yùn)動，進(jìn)入磁場后勻速運(yùn)動。

師：非常好。那么，勻加速的時候，對桿進(jìn)行受力分析，在水平方向上桿受到了什么力

生：勻加速運(yùn)動時．桿受到了拉力F和摩擦力的作用。進(jìn)入磁場后，拉力和摩擦力以及安培力平衡。

師：好，我們分別來分析一下各階段的受力。進(jìn)入磁場前，拉力是固定的F，摩擦力怎么算呢

生：摩擦力等于動摩擦因數(shù)乘支持力，支持力大小等于重力大小，摩擦力大小等于μmg。金屬桿與鐵桿有兩部分接觸,所以總摩擦力應(yīng)該是2μmg。

師：摩擦力大小為μ乘以導(dǎo)軌所受的正壓力這句話表述是非常準(zhǔn)確的，大家想一想，這里兩根導(dǎo)軌對金屬桿的正壓力是多大呢是不是都等于金屬桿的重力呢

師：非常好，不能看到幾個正壓力幾個接觸點(diǎn)就簡單地認(rèn)為摩擦力就是幾倍的μmg，考慮摩擦力一定要辨別清楚它所受到的正壓力。接下來這個問題能解決了嗎

生：能。

11.閱讀案例，并回答問題。

上課了，教室很快安靜下來。

李老師：同學(xué)們，上課了。有誰在游樂場坐過過山車呀

教室里一下活躍了起來，同學(xué)們七嘴八舌地交流。

李老師：誰來分享一下坐過山車的感受

學(xué)生甲：老師，我坐過，感覺風(fēng)馳電掣，很刺激。

學(xué)生乙：老師我也坐過，上去之前害怕極了，老擔(dān)心會掉下來。

學(xué)生丙：老師，我不敢坐，一想到過山車翻滾沖向環(huán)形軌道最高點(diǎn)，嚇得腿軟!

李老師：看來不少同學(xué)害怕會掉下來。真的會掉下來嗎我們一起做個實(shí)驗。

李老師拿出了模型。

李老師：同學(xué)們，這是老師自己做的模型，這是一個鋼球，老師將鋼球放在軌道上，大家注意觀察鋼球是否會掉下來。

李老師將鋼球放在高于圓形軌道頂端的軌道上，放手后小球沿軌道滑下。

李老師：鋼球從軌道上掉下來了嗎

學(xué)生：沒有。

李老師：老師再做一次。

李老師將鋼球放在低于圓形軌道頂端的軌道上。放手后小球沿軌道滑下。

李老師：大家看到了什么

學(xué)生甲：鋼球還沒到達(dá)軌道頂端就掉下來了，老師，我再也不敢坐了。

李老師在黑板上寫下了這節(jié)課的課題“向心力與向心加速度”。

李老師：鋼球在什么情況下會掉下來，什么情況下不會掉下來，你們學(xué)習(xí)了其中的規(guī)律后就不會害怕了。

問題：

(1)對李老師的教學(xué)進(jìn)行評價。

(2)以此圖為依托設(shè)計教學(xué)片段，幫助學(xué)生理解小球通過圓環(huán)最高點(diǎn)時的受力及運(yùn)動情況。

正確答案：

您的答案：

本題解析：(1)李老師在教學(xué)過程中利用了生活實(shí)例導(dǎo)入、演示實(shí)驗導(dǎo)人，利用了直觀性原則，充分調(diào)動了學(xué)生的學(xué)習(xí)積極性和主動性，啟迪學(xué)生思維，集中學(xué)生注意力。借助生活中常見的過山車，引發(fā)學(xué)生積極討論，通過演示實(shí)驗讓學(xué)生逐步將生活情境轉(zhuǎn)化為物理模型。在教師角色方面．李老師體現(xiàn)了學(xué)習(xí)引導(dǎo)者的角色，體現(xiàn)了啟發(fā)式的教學(xué)原則。在實(shí)際的教學(xué)過程中，李老師采用生活情境中常見的過山車問題，一步一步地引導(dǎo)學(xué)生對本節(jié)課產(chǎn)生興趣，進(jìn)而提出本節(jié)課的核心問題“小球什么情況下掉落”，讓學(xué)生帶著問題，參與到本節(jié)課的探究過程中。

在課堂氣氛方面，李老師營造了一種民主、寬松、平等的課堂氣氛，為學(xué)生主動思考，發(fā)表自己意見，發(fā)揮學(xué)生個性奠定了基礎(chǔ)。

(2)師：大家思考一下．如果小球要通過最高點(diǎn)，速度能否為零為什么

生：不能，速度為零小球就會掉下來。

師：速度既然不為零．那么在最高點(diǎn)小球做圓周運(yùn)動的向心力是由誰來提供的呢大家先來做一下受力分析。

生：小球通過最高點(diǎn)，受重力和軌道向內(nèi)的支持力。

師：如果速度較小的時候呢這兩個力是否會發(fā)生變化

生：支持力會減小。

師：那支持力減小為零的時候，誰來提供向心力呢

生：只有重力。

師：支持力會不會繼續(xù)減小呢支持力變成負(fù)值的話，軌道給小球的力指向哪

生：力會向外，不可能出現(xiàn)這種情況。

師：因此，軌道給小球的力最小為多少

生：為零!

師：我們能算一下此時．小球的速度是多少嗎

師：這個速度就是恰好能通過最高點(diǎn)的速度，此時只有重力提供向心力；如果小球速度大于這個速度，小球的向心力將由重力和軌道向內(nèi)的支持力的合力提供，而且速度越大，軌道向內(nèi)的支持力越大。

12.材料：圖8所示為高中物理某教科書“電容器和電容”一節(jié)介紹的可變電容器的符號和實(shí)物圖。

任務(wù)：設(shè)計一個教學(xué)片段，向?qū)W生介紹可變電容器的工作原理。

正確答案：

您的答案：

本題解析：師：學(xué)習(xí)了電容的有關(guān)知識后。我們一起來認(rèn)識生活中常見的電容器。常見的電容器分為兩種，一種是固定電容，一種是可變電容，今天大家一起來認(rèn)識可變電容器。請看大屏幕，右圖是一個可變電容器。它由兩組鋁片組成，固定的一組(下端的這組)叫作定片，可以轉(zhuǎn)動的一組叫作動片(老師演示轉(zhuǎn)動動片)。

師：大家猜想一下，它的工作原理以及它是如何改變電容的(提示從電容的決定式考慮)

師：這位同學(xué)觀察得很細(xì)致，大家看兩組極板間的間距是不是沒有發(fā)生變化它是兩組間隔相等的極板。那么影響電容的還有電介質(zhì)，這個可變電容的電介質(zhì)是什么呢

生：空氣。

師：非常好，是不是沒有在極板問添加任何電介質(zhì)那么影響電容的因素就只有兩極板間的正對面積這一因素了。轉(zhuǎn)動動片(老師再次演示)，兩組鋁片的正對面積發(fā)生了變化，電容隨之改變，這就是可變電容的工作原

下面老師問大家一個問題，如果把可變電容器的動片旋進(jìn)去一些，電容器的電容會怎么變

生：變大．正對面積變大了。

師：如果把兩極板間的空氣換成陶瓷，則電容怎么變化

生：變大，電介質(zhì)增大。

師：大家都掌握得非常好，如果增大兩極板間的電勢差，電容如何變化呢

生：不變。(略有疑惑)

師：電容器不變，改變電壓，可以改變電容容納的電荷量，但是電荷本身的電容沒有增加。另外老師需要補(bǔ)充一個知識點(diǎn)，大家觀察電容器外殼上標(biāo)的電壓，它是電容器的額定電壓，使用時一定要保證電容器兩端的電壓為額定電壓。當(dāng)電壓超過了一定值，大于擊穿電壓時，電介質(zhì)被擊穿，容易發(fā)生危險。

13.閱讀材料，根據(jù)要求完成教學(xué)設(shè)計。

材料一《普通高中物理課程標(biāo)準(zhǔn)實(shí)驗》關(guān)于折射率的內(nèi)容要求為：“測定材料的折射率”一

材料二高中物理教科書“折射率”一節(jié)的部分教學(xué)內(nèi)容如下：

材料三教學(xué)對象為高中二年級學(xué)生，已學(xué)過光的折射現(xiàn)象、折射定律等知識點(diǎn)。

任務(wù)：

(1)簡述什么是折射率。

(2)根據(jù)上述材料完成實(shí)驗“測定玻璃折射率”的教學(xué)設(shè)計。教學(xué)設(shè)計要求包括：教學(xué)目標(biāo)、教學(xué)重點(diǎn)、教學(xué)過程(要求包含有教學(xué)環(huán)節(jié)、教學(xué)活動、設(shè)計意圖)。

正確答案：

您的答案：

本題解析：(1)光從真空射入某種介質(zhì)發(fā)生折射時，入射角的正弦與折射角的正弦之比，叫作這種介質(zhì)的絕對折射率，簡稱折射率，用符號n表示。(2)教學(xué)設(shè)計如下：

測定玻璃的折射率

一、教學(xué)目標(biāo)

1．知識與技能：驗證光的折射定律：掌握插針法測折射率的方法。

2．過程與方法：通過設(shè)計實(shí)驗步驟及實(shí)驗操作，提高問題解決能力和數(shù)據(jù)處理能力。

3．情感態(tài)度與價值觀：培養(yǎng)對物理實(shí)驗及物理理論學(xué)習(xí)的興趣以及團(tuán)體協(xié)作和共同面對困難的精神。

二、教學(xué)重難點(diǎn)

教學(xué)重點(diǎn)：測定兩面平行的玻璃磚的折射率。

教學(xué)難點(diǎn)：測定玻璃折射率的方法的掌握與能力的培養(yǎng)。

三、教學(xué)準(zhǔn)備

實(shí)驗儀器：玻璃磚、量角器、白紙、鉛筆、直尺一把或三角板一個、計算器、木板、圖釘、大頭針。

四、教學(xué)過程

(一)復(fù)習(xí)導(dǎo)入

師：我們已經(jīng)知道了當(dāng)光以一定的入射角射入一塊兩面平行的玻璃磚后，出射光線的方向會發(fā)生平移，你能畫出示意圖嗎

生：畫出示意圖，回憶光的折射的知識。

【設(shè)計意圖】通過做出光的示意圖讓學(xué)生回顧光的折射基本定律，同時也為接下來在實(shí)驗中畫出實(shí)驗原理圖作鋪墊。同時，學(xué)生畫出示意圖的過程中，能迅速進(jìn)入到課堂狀態(tài)。

(二)新課內(nèi)容

1．實(shí)驗方案設(shè)計

現(xiàn)在給定大家器材：兩面平行的玻璃磚一塊，大頭針?biāo)拿叮准堃粡?，直尺一把或三角板一個，量角器一個。

請你設(shè)計一個實(shí)驗方案，根據(jù)這個方案，畫出光以一定入射角穿過玻璃磚時的傳播路徑。

老師引導(dǎo)：想一想，為了測出玻璃的折射率，應(yīng)該測出哪些物理量

教師引導(dǎo)學(xué)生完成基本的實(shí)驗方案設(shè)計：

第一步：在白紙上畫出一條直線aa’，代表兩種介質(zhì)的分界面，再畫出一直線段A0代表入射光線；然后畫出分界面上0點(diǎn)處的法線N0。

第六步：量出入射角和折射角。用折射定律計算玻璃的折射率。

第七步：改變?nèi)肷浣?。重?fù)第二至第七步，多測幾組。

【設(shè)計意圖】在老師引導(dǎo)和學(xué)生學(xué)習(xí)的過程中，完成實(shí)驗方案的設(shè)計，同時通過老師層層深入的引導(dǎo)和總結(jié)，讓學(xué)生深刻理解插針法的基本原理和操作方法。

2．實(shí)驗操作環(huán)節(jié)

學(xué)生臺上演示實(shí)驗。

在演示者演示的過程中，其他學(xué)生發(fā)現(xiàn)問題并記錄。

【設(shè)計意圖】這個環(huán)節(jié)是本節(jié)課的重點(diǎn)，分組實(shí)驗和演示實(shí)驗，一是可以發(fā)現(xiàn)學(xué)生操作過程中的問題及共性的盲點(diǎn)。讓學(xué)生真正進(jìn)行實(shí)際操作，領(lǐng)會實(shí)驗操作的嚴(yán)謹(jǐn)性及實(shí)驗數(shù)據(jù)的合理性。

老師引導(dǎo)實(shí)驗注意事項：

(1)入射角問題的確定：入射角太小，折射角將更小，測量誤差更大；若入射角i過大，則由大頭針P1、P2射入玻璃中的光線量減少，即反射光增強(qiáng)，折射光減弱，且色散較嚴(yán)重，由玻璃磚對面看大頭針的虛像將暗淡，模糊并且變粗，不利于瞄準(zhǔn)插大頭針P3、P4。因此畫入射光線A0時要使入射角i適中，入射角i應(yīng)在15