高級中學(xué)物理教師資格考試學(xué)科知識與教學(xué)能力試題及答案指導(dǎo)一、單項選擇題（本大題共8小題，每小題5分，共40分）1.一質(zhì)點沿直線運動，其速度-時間圖像如圖所示。則質(zhì)點在0-2s內(nèi)的位移大小為（）A.1mB.2mC.3mD.4m2.真空中有兩個點電荷，電荷量分別為+q和-2q，它們相距為r時，相互作用力大小為F。若將它們的電荷量都變?yōu)樵瓉淼?倍，距離變?yōu)?r，則它們之間的相互作用力大小變?yōu)椋ǎ〢.FB.2FC.4FD.8F3.如圖所示，一理想變壓器原、副線圈匝數(shù)比為2:1，原線圈接入電壓有效值為220V的正弦交流電，副線圈接有一阻值為55Ω的電阻R。則副線圈中的電流大小為（）A.1AB.2AC.4AD.8A4.一質(zhì)量為m的物體靜止在光滑水平面上，在水平恒力F的作用下開始運動，經(jīng)過時間t，物體的速度大小為v。則在這段時間內(nèi)，力F對物體做的功為（）A.mv2B.1/2mv2C.FvtD.2Fvt5.下列關(guān)于光的干涉和衍射的說法中，正確的是（）A.光的干涉和衍射現(xiàn)象都證明了光具有波動性B.光的干涉和衍射現(xiàn)象都是光的疊加原理的具體表現(xiàn)C.光的干涉條紋是等間距的，而光的衍射條紋是不等間距的D.以上說法都正確6.如圖所示，一矩形線圈abcd在勻強磁場中繞垂直于磁場方向的軸OO′勻速轉(zhuǎn)動。當(dāng)線圈平面與磁場方向平行時，下列說法正確的是（）A.線圈中的感應(yīng)電動勢為零B.線圈中的感應(yīng)電流為零C.ab邊和cd邊所受安培力的合力為零D.線圈的磁通量變化率為零7.下列關(guān)于原子物理的說法中，正確的是（）A.湯姆孫發(fā)現(xiàn)了電子，表明原子具有核式結(jié)構(gòu)B.盧瑟福通過α粒子散射實驗，提出了原子的核式結(jié)構(gòu)模型C.玻爾理論成功地解釋了所有原子的光譜現(xiàn)象D.愛因斯坦提出了光子說，成功地解釋了光電效應(yīng)現(xiàn)象8.物理教學(xué)中，為了讓學(xué)生更好地理解物理概念和規(guī)律，教師經(jīng)常會運用類比的方法。下列類比中，不恰當(dāng)?shù)氖牵ǎ〢.將電流類比為水流B.將電壓類比為水壓C.將原子結(jié)構(gòu)類比為太陽系結(jié)構(gòu)D.將電阻類比為摩擦力二、簡答題（本大題共2小題，每小題10分，共20分）1.簡述物理規(guī)律教學(xué)的一般過程。2.舉例說明如何在物理教學(xué)中培養(yǎng)學(xué)生的科學(xué)思維能力。三、案例分析題（本大題共2小題，第1小題15分，第2小題20分，共35分）1.下面是某教師在講解“牛頓第二定律”時的教學(xué)片段：教師：同學(xué)們，我們已經(jīng)知道力是改變物體運動狀態(tài)的原因，那么力和物體運動狀態(tài)的改變之間有什么定量關(guān)系呢？這就是我們今天要學(xué)習(xí)的牛頓第二定律。教師：為了探究力和加速度的關(guān)系，我們先來看一個實驗。（教師進行實驗演示，用不同大小的力拉動同一小車，測量小車的加速度）教師：通過實驗我們發(fā)現(xiàn)，在質(zhì)量一定的情況下，力越大，加速度越大。那力和加速度之間具體是什么關(guān)系呢？我們再來看一組實驗數(shù)據(jù)。（教師展示實驗數(shù)據(jù)，引導(dǎo)學(xué)生分析）教師：經(jīng)過分析我們得出，在質(zhì)量一定的情況下，加速度與力成正比。教師：接下來我們探究質(zhì)量和加速度的關(guān)系。（教師再次進行實驗演示，用相同大小的力拉動不同質(zhì)量的小車，測量小車的加速度）教師：通過實驗我們發(fā)現(xiàn)，在力一定的情況下，質(zhì)量越大，加速度越小。那質(zhì)量和加速度之間具體是什么關(guān)系呢？我們還是來看一組實驗數(shù)據(jù)。（教師展示實驗數(shù)據(jù)，引導(dǎo)學(xué)生分析）教師：經(jīng)過分析我們得出，在力一定的情況下，加速度與質(zhì)量成反比。教師：綜合以上兩個結(jié)論，我們就得到了牛頓第二定律：物體的加速度跟作用力成正比，跟物體的質(zhì)量成反比，加速度的方向跟作用力的方向相同。用公式表示就是F=ma。問題：（1）請分析該教師在教學(xué)過程中運用了哪些教學(xué)方法。（2）該教學(xué)過程體現(xiàn)了哪些教學(xué)原則？2.以下是某學(xué)生在解答一道物理題時的過程：題目：一個質(zhì)量為m=2kg的物體，在水平拉力F=10N的作用下，在水平地面上做勻加速直線運動，物體與地面間的動摩擦因數(shù)μ=0.2。求物體的加速度。解答：根據(jù)牛頓第二定律F=ma，可得a=F/m=10N/2kg=5m/s2。問題：（1）請指出該學(xué)生解答過程中的錯誤，并分析錯誤原因。（2）給出正確的解答過程。四、教學(xué)設(shè)計題（本大題1小題，35分）請根據(jù)以下材料設(shè)計一份“電場強度”的教學(xué)設(shè)計。1.教學(xué)內(nèi)容：電場強度是描述電場力的性質(zhì)的物理量，定義為放入電場中某點的電荷所受的電場力F跟它的電荷量q的比值，即E=F/q。電場強度是矢量，其方向與正電荷在該點所受電場力的方向相同。2.教學(xué)目標：（1）知識與技能目標：理解電場強度的概念，掌握電場強度的定義式、單位和方向；會根據(jù)電場強度的定義式進行有關(guān)計算。（2）過程與方法目標：通過探究電場力與電荷量的關(guān)系，體會比值定義法的應(yīng)用；培養(yǎng)學(xué)生的邏輯思維能力和科學(xué)探究能力。（3）情感態(tài)度與價值觀目標：激發(fā)學(xué)生對物理學(xué)科的興趣，培養(yǎng)學(xué)生嚴謹?shù)目茖W(xué)態(tài)度和創(chuàng)新精神。3.教學(xué)重難點：（1）教學(xué)重點：電場強度的概念和定義式；電場強度的方向。（2）教學(xué)難點：對電場強度概念的理解，尤其是比值定義法的應(yīng)用。4.教學(xué)方法：講授法、探究法、討論法。5.教學(xué)過程：應(yīng)包括新課導(dǎo)入、概念講解、例題分析、課堂小結(jié)和作業(yè)布置等環(huán)節(jié)。高級中學(xué)物理教師資格考試學(xué)科知識與教學(xué)能力試題答案指導(dǎo)一、單項選擇題1.D2.A3.B4.B5.D6.C7.B、D8.D二、簡答題1.物理規(guī)律教學(xué)的一般過程如下：（1）創(chuàng)設(shè)問題情境，引入物理規(guī)律教師可以通過生活實例、實驗現(xiàn)象、問題討論等方式創(chuàng)設(shè)問題情境，引發(fā)學(xué)生的認知沖突，激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣和探究欲望，從而引入要學(xué)習(xí)的物理規(guī)律。例如，在講解牛頓第二定律時，可以通過展示汽車加速、減速的視頻，讓學(xué)生思考力、質(zhì)量和加速度之間的關(guān)系，進而引入牛頓第二定律的探究。（2）探究物理規(guī)律這是物理規(guī)律教學(xué)的核心環(huán)節(jié)。教師可以引導(dǎo)學(xué)生通過實驗探究、理論推導(dǎo)等方式，自主探究物理規(guī)律。在實驗探究過程中，教師要指導(dǎo)學(xué)生設(shè)計實驗方案、進行實驗操作、收集實驗數(shù)據(jù)、分析實驗結(jié)果等；在理論推導(dǎo)過程中，教師要引導(dǎo)學(xué)生運用已有的物理知識和數(shù)學(xué)方法進行推理和論證。例如，在探究牛頓第二定律時，可以讓學(xué)生設(shè)計實驗，探究力和加速度、質(zhì)量和加速度的關(guān)系，然后通過對實驗數(shù)據(jù)的分析和處理，得出牛頓第二定律。（3）表述物理規(guī)律在探究出物理規(guī)律后，教師要引導(dǎo)學(xué)生用準確、簡潔的語言或數(shù)學(xué)公式表述物理規(guī)律。在表述過程中，要注意物理規(guī)律的適用條件和范圍。例如，牛頓第二定律的表達式為F=ma，其中F是物體所受的合外力，m是物體的質(zhì)量，a是物體的加速度，該定律適用于宏觀、低速運動的物體。（4）討論物理規(guī)律教師要引導(dǎo)學(xué)生對物理規(guī)律進行深入討論，理解物理規(guī)律的物理意義、適用條件、應(yīng)用范圍等。可以通過舉例、對比、分析等方式，幫助學(xué)生加深對物理規(guī)律的理解。例如，在討論牛頓第二定律時，可以通過分析汽車啟動、剎車等實際問題，讓學(xué)生理解牛頓第二定律在實際生活中的應(yīng)用。（5）應(yīng)用物理規(guī)律通過適量的練習(xí)題和實際問題，讓學(xué)生運用所學(xué)的物理規(guī)律進行分析和解答，以鞏固和深化對物理規(guī)律的理解和掌握。同時，要引導(dǎo)學(xué)生學(xué)會運用物理規(guī)律解決實際問題的方法和步驟，培養(yǎng)學(xué)生的應(yīng)用能力和創(chuàng)新思維。例如，在學(xué)習(xí)完牛頓第二定律后，可以讓學(xué)生解決一些涉及力和運動的實際問題，如滑塊在斜面上的運動、彈簧測力計的讀數(shù)等。2.在物理教學(xué)中，可以從以下幾個方面培養(yǎng)學(xué)生的科學(xué)思維能力：（1）通過物理概念教學(xué)培養(yǎng)科學(xué)思維能力物理概念是物理知識的基礎(chǔ)，也是科學(xué)思維的基本要素。在物理概念教學(xué)中，教師要引導(dǎo)學(xué)生通過觀察、實驗、分析、比較等方法，抽象出物理概念的本質(zhì)特征，理解物理概念的內(nèi)涵和外延。例如，在講解加速度概念時，可以通過展示汽車加速、減速的視頻，讓學(xué)生觀察速度的變化情況，然后引導(dǎo)學(xué)生分析速度變化的快慢，從而抽象出加速度的概念。通過這樣的教學(xué)過程，培養(yǎng)學(xué)生的抽象思維能力和邏輯思維能力。（2）通過物理規(guī)律教學(xué)培養(yǎng)科學(xué)思維能力物理規(guī)律是物理現(xiàn)象和過程的本質(zhì)聯(lián)系的反映，是科學(xué)思維的重要成果。在物理規(guī)律教學(xué)中，教師要引導(dǎo)學(xué)生通過實驗探究、理論推導(dǎo)等方法，發(fā)現(xiàn)物理規(guī)律，理解物理規(guī)律的物理意義和適用條件。例如，在探究牛頓第二定律時，可以讓學(xué)生設(shè)計實驗，探究力和加速度、質(zhì)量和加速度的關(guān)系，然后通過對實驗數(shù)據(jù)的分析和處理，得出牛頓第二定律。通過這樣的教學(xué)過程，培養(yǎng)學(xué)生的科學(xué)探究能力和歸納推理能力。（3）通過物理問題解決培養(yǎng)科學(xué)思維能力物理問題解決是培養(yǎng)學(xué)生科學(xué)思維能力的重要途徑。在物理問題解決教學(xué)中，教師要引導(dǎo)學(xué)生學(xué)會分析問題、提出假設(shè)、設(shè)計方案、進行推理和論證等，培養(yǎng)學(xué)生的問題解決能力和創(chuàng)新思維能力。例如，在講解力學(xué)問題時，可以引導(dǎo)學(xué)生通過受力分析、運動分析等方法，建立物理模型，然后運用物理規(guī)律進行求解。通過這樣的教學(xué)過程，培養(yǎng)學(xué)生的分析問題和解決問題的能力。（4）通過物理實驗教學(xué)培養(yǎng)科學(xué)思維能力物理實驗是物理教學(xué)的重要組成部分，也是培養(yǎng)學(xué)生科學(xué)思維能力的重要手段。在物理實驗教學(xué)中，教師要引導(dǎo)學(xué)生學(xué)會觀察實驗現(xiàn)象、分析實驗數(shù)據(jù)、總結(jié)實驗結(jié)論等，培養(yǎng)學(xué)生的觀察能力、實驗操作能力和科學(xué)探究能力。例如，在進行電學(xué)實驗時，可以讓學(xué)生通過實驗探究電阻、電壓和電流之間的關(guān)系，然后通過對實驗數(shù)據(jù)的分析和處理，得出歐姆定律。通過這樣的教學(xué)過程，培養(yǎng)學(xué)生的科學(xué)探究能力和歸納推理能力。三、案例分析題1.（1）該教師在教學(xué)過程中運用了以下教學(xué)方法：-講授法：教師通過講解的方式向?qū)W生傳授牛頓第二定律的相關(guān)知識，如實驗?zāi)康?、實驗原理、實驗步驟以及結(jié)論的推導(dǎo)等。-實驗法：教師通過實驗演示，讓學(xué)生直觀地觀察力、質(zhì)量和加速度之間的關(guān)系，如用不同大小的力拉動同一小車，用相同大小的力拉動不同質(zhì)量的小車等實驗。-討論法：教師引導(dǎo)學(xué)生對實驗數(shù)據(jù)進行分析和討論，得出加速度與力、質(zhì)量的關(guān)系，培養(yǎng)學(xué)生的分析和歸納能力。（2）該教學(xué)過程體現(xiàn)了以下教學(xué)原則：-直觀性原則：教師通過實驗演示，讓學(xué)生直觀地觀察力、質(zhì)量和加速度之間的關(guān)系，使學(xué)生獲得感性認識，有助于學(xué)生對牛頓第二定律的理解。-啟發(fā)性原則：教師通過創(chuàng)設(shè)問題情境，引導(dǎo)學(xué)生思考力和物體運動狀態(tài)改變之間的定量關(guān)系，然后通過實驗探究和數(shù)據(jù)分析，啟發(fā)學(xué)生自主得出牛頓第二定律，培養(yǎng)學(xué)生的探究能力和思維能力。-科學(xué)性與思想性相統(tǒng)一原則：教師在教學(xué)過程中，不僅傳授了牛頓第二定律的科學(xué)知識，還通過實驗探究和數(shù)據(jù)分析，培養(yǎng)了學(xué)生嚴謹?shù)目茖W(xué)態(tài)度和實事求是的精神。-理論聯(lián)系實際原則：教師在教學(xué)過程中，可以結(jié)合生活實際，如汽車的加速、減速等現(xiàn)象，讓學(xué)生理解牛頓第二定律在實際生活中的應(yīng)用，提高學(xué)生運用物理知識解決實際問題的能力。2.（1）錯誤：該學(xué)生在解答過程中只考慮了水平拉力F，而忽略了物體所受的摩擦力f，導(dǎo)致計算錯誤。錯誤原因：對物體進行受力分析時不全面，沒有考慮到物體在水平地面上運動時會受到摩擦力的作用。（2）正確的解答過程：首先對物體進行受力分析，物體在水平方向上受到拉力F和摩擦力f的作用。根據(jù)滑動摩擦力公式f=μN，其中N為物體對地面的壓力，由于物體在豎直方向上受力平衡，所以N=mg。則f=μmg=0.2×2kg×10N/kg=4N。根據(jù)牛頓第二定律F合=ma，其中F合為物體所受的合外力，F(xiàn)合=F-f。所以a=(F-f)/m=(10N-4N)/2kg=3m/s2。四、教學(xué)設(shè)計題“電場強度”教學(xué)設(shè)計一、新課導(dǎo)入教師通過展示生活中常見的靜電現(xiàn)象，如冬天脫毛衣時產(chǎn)生的電火花、用塑料梳子梳頭時頭發(fā)會飄起來等，引導(dǎo)學(xué)生思考這些現(xiàn)象產(chǎn)生的原因。然后提出問題：“電荷之間是如何相互作用的呢？”從而引入電場的概念，進而引出本節(jié)課要學(xué)習(xí)的電場強度。二、概念講解1.電場的概念教師講解電場是電荷周圍存在的一種特殊物質(zhì)，它對放入其中的電荷有力的作用。電荷之間的相互作用是通過電場來實現(xiàn)的?？梢酝ㄟ^類比磁場的概念，幫助學(xué)生理解電場的概念。2.探究電場力與電荷量的關(guān)系教師進行實驗演示，在真空中放置一個正點電荷Q，然后在其周圍不同位置分別放入試探電荷q?、q?、q?等，測量試探電荷所受的電場力F?、F?、F?等。記錄實驗數(shù)據(jù)，并引導(dǎo)學(xué)生分析數(shù)據(jù)。通過分析數(shù)據(jù)，讓學(xué)生發(fā)現(xiàn)：在電場中的同一點，試探電荷所受的電場力F與試探電荷的電荷量q成正比，即F/q是一個常量；在電場中的不同點，這個常量一般是不同的。3.電場強度的定義教師引導(dǎo)學(xué)生根據(jù)上述實驗結(jié)果，總結(jié)出電場強度的定義：放入電場中某點的電荷所受的電場力F跟它的電荷量q的比值，叫做該點的電場強度，用E表示。即E=F/q。強調(diào)電場強度是描述電場力的性質(zhì)的物理量，它只與電場本身有關(guān)，與試探電荷的電荷量和所受的電場力無關(guān)。4.電場強度的單位和方向教師介紹電場強度的單位是牛每庫