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教师资格证（高中）《物理学科知识与能力》考前模拟卷
教师资格证（高中）《物理学科知识与能力》考前模拟卷
一、单项选择题(本大题共8小题，每小题5分，共40分)
1.一质点做匀速圆周运动时( )。
A.它的动量不变,对圆心的角动量也不变
B.它的动量不变,对圆心的角动量不断改变
C.它的动量不断改变,对圆心的角动量不变
D.它的动量不断改变,对圆心的角动量也不断改变
2.如图所示,小明同学在家中对着竖直墙壁打乒乓球,某次将球从A点斜向上击出,球垂直碰
在墙上的0点后,反向弹回正好落在A点正下方的B点。忽略球的旋转及空气阻力,则下列说
法中正确的是( )。
A.球在上升阶段和下降阶段的加速度不同
B.球从A点到0点的运动时间等于从0点到B点的运动时间
C.球刚离开A点时的水平速度大小大于刚到达B点时的水平速度大小
D.球撞击墙壁时没有机械能损失
3.质量相同的金属小球a、b、c,在离地面同一高度处,a球以速度Vo竖直上抛、b球以速度
Vo平抛、C球做自由落体运动,不计空气阻力。则( )。
A.落地前瞬间,小球a、b、c的动量相等
B.从抛出到落地过程中，小球a、b、c的重力的冲量相等
C.从抛出到落地过程中,小球a、b、c的动量变化量相等
D.从抛出到落地过程中,小球b、c的动量变化量相等
4.某实验室进行交变电流实验研究,交流发电机输出的交变电压如图甲所示,将其接在如图
乙所示电路的a、b端,滑动变阻器总电阻为2R,3只相同灯泡的电阻为R且电阻恒定不变。
接通电源后,调节滑片P处于正中央时,三只相同灯泡均正常发光。下列说法中正确的是（ ）。
A.变压器原、副线圈的匝数比为2: 1
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B.小灯泡的额定电压为6 V
C.滑片P向下移动,L1变暗、L2变暗
D.滑片P向上移动,L1变暗、L2变亮
5.如图所示,在研究光电效应的实验中,保持P的位置不变,用单色光a照射阴极K,电流计G
的指针不发生偏转；改用另一频率的单色光b照射K,电流计G的指针发生偏转,那么( )。
A.向右移动滑动变阻器的滑片P,电流计G的示数会减小，直到为零
B.延长单色光a的照射时间一定能使电流计的指针发生偏转
C.用单色光b照射时通过电流计的电流由d到c
D.单色光a的波长一定大于单色光b的波长
6.高中物理某版本教材中设置了如图所示的问题。该问题的设置旨在引导学生学习（ ）。
A.洛伦兹力
B.安培力
C.电场力
D.库仑力
7.如图所示,带有活塞的气缸中封闭着一定质量的气体(不考虑分子势能)。将一个热敏电阻
(电阻值随温度升高而减小)置于气缸中,热敏电阻与气缸外的欧姆表连接,气缸和活塞均具
有良好的绝热性能。下列说法正确的是( )。
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A.若拉动活塞使气缸内气体体积增大,需加一定的拉力，说明气体分子间有引力
B.若拉动活塞使气缸内气体体积增大，则欧姆表读数将变小
C.若发现欧姆表读数变大,则气缸内气体内能一定减小
D.若发现欧姆表读数变大,则气缸内气体内能可能不变
8.光纤通信是利用了光的全反射的原理,光导纤维由内芯和外套两层组成。下列有关光导纤
维的说法中正确的是( )。
A.内芯的折射率比外套大，光传播时在内芯与外套的界面发生全反射
B.内芯的折射率比外套小，光传播时在内芯与外套的界面发生全反射
C.内芯的折射率比外套小，光传播时在内芯与外套的界面发生折射
D.内芯的折射率与外套相同,外套的材料有韧性,可以对内芯起保护作用
二、计算题(本大题共1小题,共20分)
9.如图所示,有一块无限大导体平板,其厚度可忽略不计。设单位宽度上通有恒定电流I,求
无限大载流薄平板周围的磁感应强度B。
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:如图所示,两足够长的平行边界MN、PQ区域内,有垂直纸面向外的匀强磁场,磁感应强
度为B,两平行金属板E、F之间的电压为U,一质量为m、带电量为+q的粒子(不计重力),由
E板中央处A点由静止释放,经F板上的小孔C射出后,垂直进入磁场,且进入磁场时与边界
MN成60°角。求粒子在磁场中做圆周运动的半径r。
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问题:
（1）请指出该学生解答中所出现的问题。(4分)
（2）给出题目的正确解答。(6分)
（3）设计一个教学片段, 帮助学生理解相关知识。(10分)
11.案例:
下面是某校高中物理教师讲授“牛顿第一定律”一课导入部分的教学片段。
教师:一个定律从人类开始有这个意识到最后形成,是一个漫长的,要经过许多人不断思考、
不断完善、不断提高的过程。牛顿第一定律的建立与发展过程也不例外,今天这堂课让我们
重踏科学家的历史之路来探索牛顿第一定律的建立过程,从而感受科学家探索未知世界的科
学方法和科学精神。
(板书课题一牛顿第一定律)
教师:有人认为,有力作用在物体上,物体才能运动；没有力的作用,物体就要静止在一个地方。
因此，力是维持物体运动的原因还是改变物体运动的原因呢,你们认为哪个正确?
学生甲:我认为力是维持物体运动的原因。
(通过用手移动书的实验来支持自己的观点)
学生乙:力是改变物体运动状态的原因。
(仅通过书上的科学事实来支持自己的观点)
教师:学生乙是正确的,我们的错误思维是由于大家忽略了摩擦力的存在。
学生甲:老师,我还是不能理解,现实中找不到绝对光滑的平面,因此这个结论是无法证明的。
学生乙:这个理论都已经存在好几百年了,你还想推翻啊。
(同学们哈哈大笑.....)
教师:大家记住,学生甲的回答是错误的,学生乙的回答正确。接下来,我们来学习牛顿第一定
律.....
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问题:
（1）评述该教师在该教学片段中的问题与不足之处。(12分)
（2）指出学生甲乙的回答中存在的问题。(6分)
（3）针对上述教学片段中存在的问题,给出改进后的教学思路帮助学生理解知识、解决问题。
(12分)
四、教学设计题(本大题共2小题，第12题12分，第13题28分,共40分)
12.阅读材料,根据要求完成教学设计。
材料 下图为高中物理某版本教材中的关于“牛顿运动定律”一章某节的一个插图。
任务:
（1）此插图可用于“牛顿运动定律”一章中什么物理知识的教学?
（2）用此插图设计一个教学片段,帮助学生理解与该现象相关的物理知识。
13.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(2017年版2020年修订)》中关于“库仑定律”的内容标
准为“知道点电荷模型。知道两个点电荷间互相作用的规律。体会探究库仑定律过程中的科
学思想和方法”
材料二 高中 物理某版本教材中关于“库仑定律”一节的问题如下。
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材料三 教学对象为高中二年级学生,已学过静电场的相关知识。
任务:
（1）简述库仑定律的内容。(4分)
（2）根据上述材料,完成“库仑定律”的教学设计。教学设计要求包括教学目标、教学重点、
教学过程(要求含有教师活动、学生活动设计意图等)。(24 分)
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教师资格证（高中）《物理学科知识与能力》考前模拟卷参考答案
1.【答案】C
【解析】质点做匀速圆周运动的速度大小不变,方向时刻改变,所以质点的动量不断改变。角
动量L=rxmv,由右手螺旋定则可知,质点对圆心的角动量不变。
2.【答案】C
【解析】忽略球的旋转及空气阻力,球在上升阶段和下降阶段只受到重力作用,加速度均为
g,A项错误。球在上升阶段的逆过程是平抛运动,球到0点时，竖直方向速度为零，
，由图知h ＜h ,则t ＜t ,B项错误。
oA oB oA oB
B点在A点正下方,从0到A、B的水平距离s相等,s =ut =Ut ,则U＞U ,球撞击墙壁时
A oA B oB A B
机械能减小，C项正确,D项错误。
3.【答案】D
【解析】由机械能守恒可知,落地前瞬间a、b球动能相等,比c球动能大,则a.b球速度大小
相等、方向不同,c球速度较小,由P =mw可知，三者动量不等, A项错误。
重力的冲量1 = mgt,从抛出到落地过程中,b .c球所用时间相同,a球所用时间较长,则b、c
球重力的冲量相等,a球重力的冲量较大, B项错误。
球被抛出后,只受重力作用,由动量定理可知,动量变化量等于重力的冲量,则b、c球动量变
化量相等,a球动量变化量较大,C项错误,D项正确。
4.【答案】D
【解析】滑动变阻器接入电路的电阻为R,令原线圈中电流为I,则副线圈中电流为3I,变压
器原、副线圈的匝数比n1:n2=3I:I=3:1,A项错误。
18 2
电源电压的有效值U= V=18V，n：n=U：U，U 等于灯泡的额定电压，U=U+U,可得U=4,5V，
1 2 1 2 2 1 2 2
2
B项错误
滑片P向下滑动,滑动变阻器接入电路的电阻变小，副线圈中电流变大,则原线圈中电流变
大,L1变亮，L1分压变大,U1变小,U2变小,L2变暗,C项错误。
滑片P向上滑动,滑动变阻器接入电路的电阻变大，副线圈中电流变小，则原线圈中电流变
小,L1变暗，L2分压变小,U1变大,U2变大,L2变亮,D项正确。
5.【答案】D
【解析】向右移动滑动变阻器的滑片P,则光电管两端的电压会增大,电流计G的示数不会减
小,A项错误。
光电效应的发生与光照时间无关,延长时间不会使电流计指针发生偏转,B项错误。用单色光
b照射时通过电流计的电流由c到d,C项错误。
根据光电效应方程E=h-W 及题意可知,单色光a的频率小于单色光b的频率,因此单色光a
k v 0
的波长一定大于单色光b的波长,D项正确。
6.【答案】A
7教师资格证（高中）《物理学科知识与能力》考前模拟卷
【解析】运动电荷在磁场中受到的力称为洛伦兹力。图中的问题旨在引导学生学习洛伦兹力。
7.【答案】C
【解析】气体分子间的距离已经超过分子间作用力所研究的范围,所以不能说明分子间有引
力,A项错误。
若拉动活塞使气缸内气体体积增大,对外做功,内能减小,温度降低,电阻增大,所以欧姆表示
数将变大,B项错误。
发现欧姆表读数变大时,即热敏电阻的阻值变大,说明热敏电阻所在气缸中的温度降低,则气
体内能减小,C项正确,D项错误。
8.【答案】A
【解析】全反射的条件是光从光密介质进入光疏介质,入射角大于等于临界角；所以内芯的
折射率大于外套的折射率,光传播时在内芯和外套的界面上发生全反射,A项正确。
9.【答案】根据对称性可知,无限大载流薄平板周围的磁感应强度方向必定平行于板面,并垂
直于电流方向。
下图表示通过ab薄板的横截面，图中电流方向垂直纸面向外,取矩形闭合路径PQRSP为闭合
积分路径,使PQ边平行于ab,使积分环绕方向与电流方向间满足右手螺旋定则。
根据安培环路定理可知，
无限大载流薄平板在其两侧产生匀强磁场，且两侧磁感应强度B的大小相等、方向相反。
10.【答案】（1）该学生对电场力做功公式掌握不准确。
（2）粒子带正电，进入电场后被加速，电场力做功W=qU。由动能定理可知，QU=1/2mu2
2qu 1 2mU
u= 。粒子进入磁场后受到洛伦兹力，做匀速圆周运动，quB=mu2/r，则r=
m B q
（3）教学片段:
师:同学们,在电场中,一个带电体受到的电场力如何计算?
生:F = qE。
师:很好，电场力做功呢?
生:功等于力与力方向上位移的乘积,也就是W=Fl=qEl。
师:非常棒,我们这里说的电场是匀强电场,F是恒定值。匀强电场中电势差和电场强度之间
8教师资格证（高中）《物理学科知识与能力》考前模拟卷
有什么关系呢?
生:E =U/l，所以功又可以写成W=qU。
师:很棒,在电学知识里,F=qE和W=qU适用于任何电场,而W=FI=qEl和E=u/l,适用于匀强电
场,这是几个常用的公式,同学们要在理解的基础上牢记。
生:知道了,老师。
11.【答案】（1）在这个教学片段中,教师基本实现了新课程改革的教育观,教学从“教师为
中心”转向“学习者为中心”。在教学过程中,该教师更多地让学生去思考和判断力究竞是
改变还是维持物体运动的原因。但仍存在以下问题与不足之处。
虽然这个理论已经存在几百年了,并且在教师和同学都给出了正确的答案后,学生甲仍然不
理解,但是教师并没有理睬,只是要求学生机械地记住。虽然学生乙给出了正确的答案,其实
更多的是通过看书得出的，他的心中未必没有疑问。因此在这一点上教师处理得不好,并没
有真正解决学生心中的疑问,长期这样,会抹杀学生学习的积极性。
（2）学生甲没有认真分析运动及受力,凭自己的感觉进行分析,缺乏严谨的科学态度。学生
乙完全依赖课本,缺乏科学探究精神。
（3）教学思路:
对于学生甲的疑问,其实已经激起了学生的疑惑,如果处理恰当的话,这对接下来的教学是非
常有利的。
教师完全可以让同学们在课下以小组为单位进行实验验证,而不是仅仅让学生记住。教师可
以解释,虽然找不到绝对光滑的平面,但我们可以通过近似光滑的条件或通过平衡摩擦力来
用实验验证牛顿第一定律,然后通过实验操作让学生彻底理解。
12.【答案】（1）此插图可用于超重和失重的教学。
（2）教学片段:
师:请甲同学上台,站在体重计.上,乙同学读出体重计的示数。接下来，甲同学迅速下蹲,同
学们注意观察,体重计示数变了吗?如何变化的?
生:体重计示数变了,变小了。
师:接着请甲同学突然站起来，体重计示数变了吗?如何变化的?
生:体重计示数变了,变大了。
师:很好，同学们思考,甲同学的体重没变,为什么体重计的示数变了呢?
生:甲同学站着不动时,受力平衡,他的重力等于支持力；但是当他下蹲或站起来时，有了加
速度,受力不再平衡了,重力与支持力不再相等。
师:非常好，同学们的分析很正确。大家来看PPT中的示例(题图所示),电梯加速上升时,人
对体重计的压力多大?
生:人对体重计的压力和体重计对人的支持力是相互作用力,大小相等,方向相反，人受到向
上的支持力，向下的重力,取向上为正方向,则F-G = ma,F=G+ma。人对体重计的压力F大于
人的重力。
师:非常棒。物体对支持物的压力(或对悬挂物的拉力)大于物体受到的重力的现象称为超重
现象。物体处于超重时,其加速度方向如何?
9教师资格证（高中）《物理学科知识与能力》考前模拟卷
生:物体的加速度向上。
师:那物体的运动状态有几种呢?
生:加速、减速和匀速。
师:非常好。大家来看PPT中的另一个示例,电梯加速下降时,人对体重计的压力多大?
生:人受到向上的支持力,向下的重力,取向下为正方向，则G-F=ma,F=G-ma。人对体重计的
压力F小于人的重力。
师:很好,我们把这种现象称为失重现象,同学们来总结一下什么是失重现象?
生:物体对支持物的压力(或对悬挂物的拉力)小于物体重力的现象称为失重现象。物体可能
向下加速运动，也可能向上减速运动。
师:非常好,同学们的概括很准确。
13.【答案】
（1）真空中两个静止点电荷之间的相互作用力,与它们的电荷量的乘积成正比,与它们的距
离的二次方成反比,作用力的方向在它们的连线上。这个规律叫作库仑定律。
（2）教学设计如下。
库仑定律
一、教学目标
1.通过尝试改变电荷间距离或电荷量的大小,理解库仑定律的内容。
2.通过控制单一变量进行实验,学会用控制变量法设计实验。
3.通过实验操作,加深对探究实验的理解,并提出影响电荷间作用力的因素的合理猜测,体验
发现问题、合理猜测、设计实验方案和获取证据的探究过程。
4.通过动手设计并进行实验,进一步养成主动与他人团结协作的精神。
二、教学重点
库仑定律的内容。
三、教学过程
(一)新课导入
教师演示实验:用气球在头发上摩擦,靠近易拉罐,让学生观察现象。学生能观察到，易拉罐
被气球吸引滚动起来了。教师提问:为什么易拉罐会滚动?学生思考后,能回答出,因为摩擦的
气球和易拉罐之间有电荷间的作用力。
[设计意图]通过直观现象让学生感受电荷之间存在着相互作用力,一方面增加了学生的学习
兴趣,另一方面为下面研究电荷间作用力的大小与什么因素有关打下基础。
(二)新课讲授
教师提问:影响电荷间相互作用力的因素是什么?学生猜想:电荷间相互作用力的大小可能与
距离、电荷量、带电体的形状等有关。
教师引导学生思考、设计实验步骤。学生运用控制变量法设计出实验步骤(①将一个带正电
的物体固定放置,将带正电的小球用丝线悬挂在铁架台上,改变小球距离物体的位置,观察小
球偏角的变化情况；②固定带正电的小球,改变小球的带电量,观察小球偏角的变化情况；③
改变固定物体的形状,观察小球偏角的变化情况)。
10教师资格证（高中）《物理学科知识与能力》考前模拟卷
学生进行实验,教师巡回指导。
学生根据实验现象,总结出结论:①小球离带电体越近,偏角越大,说明电荷间作用力的大小
随距离的增大而减小；②小球带电量越大,偏角越大,说明电荷间作用力的大小随电荷量的增
大而增大；③改变带电体的形状,偏角不变,说明电荷间作用力的大小与带电体的形状无关。
教师提问:电荷间的作用力与万有引力极其相似,会不会具有相似的形式呢?即电荷间的作用
力会不会与它们的电荷量的乘积成正比,与它们之间距离的二次方成反比?
教师播放科学家求解静电力常数(k=9.0×109N·m2/C2)并总结出库仑定律的视频,并给出库仑
定律的定义(真空中两个静止点电荷之间的相互作用力,与它们的电荷量的乘积成正比,与它
kq1q2
们的距离的二次方成反比,作用力的方向在它们的连线上)和表达式(F=
r2
）
[设计意图]通过学生亲自设计、操作实验,收集数据,总结结论,锻炼学生的实验能力。教师
通过视频的方式展示科学家进行实验的过程，让学生体会科学家严谨的科研精神,体会探究
库仑定律过程中的科学思想和方法。
(三)巩固提高
教师与学生共同分析应用库仑定律的注意事项:①库仑定律只适用于真空中两个点电荷间的
相互作用；②当库仑定律公式中电荷量的单位用C,距离的单位用m,力的单位用N时,静电力
常量h的取值才为k=9.0×109N·m2/C2 ；③应用库仑定律计算时只需代入电荷量的绝对值求
出力的大小,力的方向可由电荷间相互作用规律来判定；④遇到带电体接触又分开的问题,
常要用到一个有用的结论,即两个完全相同的带电小球接触后,它们所带的电荷量均分。
[设计意图]通过分析应用库仑定律的注意事项,学生能进一步加深对库仑定律的理解, 知道
如何正确应用库仑定律。
(四)小结作业
教师以随机提问的方式让学生总结本节课所学内容。
作业:课后题第1、2题,上网查找有关科学家库仑的其他科学贡献及库仑定律的应用。
[设计意图]组织学生进行总结,能检测学生对所学知识的掌握情况，同时也能加深学生对教
学难点的理解。课后作业的布置,有利于帮助学生树立正确的情感态度与价值观,让学生明确
学习的崇高意义是为人类社会发展做出贡献。
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