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2021年下教师资格证考试高中物理(回忆版)
讲师:余贞一、单项选择题(共8道)1. 某高中物理教科书中一节内容,如图1所示的问题情境,其目的是为了引导学生学习?( )。
图1、一辆小汽车在1𝑠内,速度从0达到100𝑘𝑚/ℎ,一辆火车在300𝑠内,速度从0达到100𝑘𝑚/ℎ。虽然汽
车、火车都从0到100𝑘𝑚/ℎ,但运动情况明显不同,你觉得用“速度大”或“速度变化大”能描述这种不同
吗?如果不能应怎样描述?
A. 位移
B. 路程
C. 速度
D. 加速度2. 如图2所示,上述𝑃、𝑄分别从2𝐿和𝐿的高度同时水平抛出后落地,上述过程中𝑃或𝑄的水平位移分别为𝐿
和2𝐿。若忽略空气阻力,下列说法正确的是( )。
A. 𝑃和𝑄运动时间相等
B. 𝑃和𝑄位移大小相等
C. 𝑄的初速度大小是𝑃的2倍
D. 𝑃和𝑄的末速度大小相等3. 图3是甲乙两实心物体的质量𝑚和体积𝑉的图像,若将甲、乙放入足够深的水中,关于它们静止时,所
受浮力的大小,下列判断正确的是( )。
A、若甲、乙的质量相同,则其所受浮力之比为1:4
B、若甲、乙的质量相同,则其所受浮力之比为1:8
C、若甲、乙的体积相同,则其所受浮力之比为1:1
D、若甲、乙的体积相同,则其所受浮力之为1:24. 某理想变压器原、副线圈所接电路图如图4所示,其中𝑢 = 𝑈 sin(𝜔𝑡 + 𝜑) ,𝑅 = 𝑅 = 𝑅 ,电压表和
𝑚 1 2 3
电流表均可视为理想电表,闭合开关𝑆后,列说法正确的是( )。
A、电流表𝐴 的示数变大
1
B、电流表𝐴 的示数不变
2
C、电压表𝑈 的示数变大
1
D、电压表𝑈 的示数不变
25. 如图5所示,边长为𝑎的正方形四角顶点有带电量为𝑞,2𝑞,-4𝑞和2𝑞的点电荷,该正方形中心位置的电
场强度大小为( )。
𝑞
A.
𝜋𝜀 𝑎2 q 2q
0
3𝑞
B.
2𝜋𝜀 𝑎2
0
2𝑞
C.
a
𝜋𝜀 𝑎2
0
5𝑞
D.
2𝜋𝜀 𝑎2
0
2q
-4q6. 一定质量的理想气体从状态𝐴经状态𝐵变化到状态𝐶,其𝑃 − 1/𝑉图像如图6所示状态变化1过程中
( )。
A. 气体放出2 × 105𝐽的热量
B. 气体吸收2 × 105𝐽的热量
C. 气体放出1 × 105𝐽的热量
D. 气体吸收1 × 105𝐽的热量7. 下列与原子核相关的知识,表述正确的是( )。
A. 𝛽衰变现象说明电子是原子核的组成部分
B. 采用物理或化学方法能够有效地改变放射性元素的半衰期
C. 两个轻核单纯存在时的总质量大于聚变后新核的质量
D. 重核裂变一定会发生质量亏损,轻核聚变不一定发生质量亏损8. 光电管是一种利用光照射产生电流的装置,当入射的光子能量为4.0𝑒𝑉时,逸出光电子的最大初动能为
0.9𝑒𝑉,若入射光子的能量为8.0𝑒𝑉时,逸出光电子的最大初动能为( )。
A、0.9𝑒𝑉
B、3.1𝑒𝑉
C、4.0𝑒𝑉
D、4.9𝑒𝑉二、计算题(共1道)9. 在杨氏双缝干涉实验中,用波长为𝜆的单色光作为光源,光源到双缝的距离相等,中央亮条纹在光屏处
的𝑂点处,设双缝到观察屏的距离为𝐷,双缝的间距为𝑑,𝑑 ≤ 𝐷,光屏上𝑃点到𝑂点的距离为𝑥,若在缝𝑆 的
1
后面放置折射率为𝑛,厚度为𝑡的薄玻璃片,光线可近似看作垂直穿过薄玻璃片,如图7所示。求:
(1)未放置玻璃片时,光源到𝑃点处的光程差 ;(5分)
(2)放置玻璃片后,光源到𝑃点处的光程差; (5分)
(3)放置玻璃片后,若发现中央亮纹恰好移动到了𝑃点处,玻璃片的厚度𝑡应满足的条件;(5 分)
(4)放置玻璃片后,相邻两亮条纹的间距。(5分)三、案例分析题(共2道)10. 某教师想了解学生对磁场力、电场力的掌握情况设计了若干检测题,其中一道计算题及学生的解答如下:
题目:如图8所示,空间有水平向右的匀强电场和垂直于纸面向外的匀强磁场,质量为𝑚,带电量为+𝑞的滑块
沿电场线方向做匀速直线运动,滑块和水平面间的动摩擦因数为𝜇,滑块与墙碰撞后返回的速度大小为原来
的一半,滑块返回时,去掉电场,恰好也做匀速直线运动,求原来电场强度的大小。
解:碰撞前粒子做匀速直线运动,受力平衡状态
𝐸𝑞 = 𝜇 𝑚𝑔 − 𝐵𝑞𝑣 ,①
返回时,没有电场力,粒子仍做匀速直线运动,
故𝑓 = 0,𝑁 = 0
1
𝐵𝑞𝑣 = 𝑚𝑔,②
2
𝜇𝑚𝑔
①②两式联立解得:𝐸 =
𝑞
(1)写出该同学解答中的错误,学生产生错误可能的原因(10分)
(2)设计一个教学片段,帮助学生理解相关知识(10分)【参考答案】(1)该同学对物块碰撞前受力分析时,物块所受洛伦兹力的方向分析错误,没有掌握左
右手定则的应用,对左右手定则的判断对象混淆。
(2) 教学片段:
师:面对既有运动过程,又涉及力的题目应该如何入手?
生:首先应该明确运动分为几个部分,分过程进行受力分析。
师:同学们对于学过的物理方法掌握的比较牢固,谁来说说该运动分为几个过程?
生:分为碰撞前和碰撞后两个过程。
师:下面按照这两个过程进行受力分析,首先碰撞前,该滑块受几个力?
生:滑块受到重力、支持力、电场力、洛伦兹力、摩擦力这五个力。
师:很好,这些力的方向同学们一定要注意,尤其是洛伦兹力。洛伦兹力的方向是用左手定则来判断
的,切记不要用错手,否则受力方向就反向了。老师还有一个口诀教给大家叫做“左力右电”,我们在判断安培力或者洛伦兹力时都是用左手,在判断感应电流方向时用右手定则,判断通电螺线管磁感线方
向时用右手螺旋定则,右手判定的都是与力无关的物理量,大家记住了吗?
生:记住了。碰撞前,滑块做匀速直线运动,说明所受合力为零,水平方向:𝑞𝐸 = 𝜇(𝑚𝑔 + 𝑞𝑣𝐵)
师:回答正确,分析思路非常清晰,碰撞后呢?
𝑣
生:碰撞后,滑块速度变为 ,运动方向改变,所以洛伦兹力方向向上,撤去电场,但滑块仍做匀速运动,
2
𝑣
说明所受合力仍然为零,摩擦力为零,所以竖直方向:𝑞 𝐵 = 𝑚𝑔
2
师:现在同学们能求出电场强度了吗?
3𝑚𝑔
生:只需根据两个等式解方程即可,求得𝐸 =
𝑞11. 案例:
下面是实习教师关于高中物理“弹力”一节课,以及指导教师和实习教师讨论的片段:
实习教师:同学们,刚才我们学习了胡克定律,知道弹簧发生弹性形变时,弹力的大小𝐹跟弹簧
伸长的长度𝑥成正比,即:𝐹=𝑘𝑥,哪位同学知道这个规律是怎样得到的?
学生:是英国科学家胡克通过实验研究得到的。
实习教师:同学们想知道胡克是如何做的吗?
学生:想!
实习教师:好。下面老师给大家展示关于弹簧弹力大小与弹簧伸长量关系的实验方法,大家看
黑板(图9)(实习教师一边板书一边讲。)
实习教师:铁架台上挂有刻度尺弹簧下端固定有箭头实验时,在弹簧下端分别悬挂不同质量的
钩码,挂一个钩码,记下勾码的质量以及箭头所指刻度尺的刻度,将记录下来的数据,以横轴
为钩码所受的重力,纵轴为刻度尺的刻度值,作图,通过实验发现,弹簧受力与弹簧伸长量的关系是一条直线,求出直线的斜率就得到了弹簧的劲度系数,同学们知道怎么做了吗?
指导教师:这节课大家下去可以思考一下,如何将该资源融入到教学中去。
(1)写出上述教学片段中教师出现的错误
(2)写出《天工开物》一书中记载的“弓力”过程所涉及得物理规律(9分)
(3)简述该资源教育价值【参考答案】(1)该教师在教学片断中共存在三处错误:
1.知识点讲解错误;胡克定律中的弹力大小跟弹簧的形变量有关,形变量既包括弹簧伸长,也包括弹簧压
缩。所以该教师所说的胡克定律“弹力的大小跟弹簧伸长的长度𝑥成正比”应改为“弹力的大小跟弹簧伸长或
压缩的长度𝑥成正比”;
2.学生回答教师问题后教师并没有进行有效的评价,忽略了学生的主体性地位;
3.实验缺乏引导性,教师直接给出了实验方案,没有让学生自己思考设计实验;
4.实验操作有误;在悬挂钩码前需记录初始时指针所指位置,否则缺少初始数据或默认为从零开始;
5.数据处理有误;纵坐标为对应的刻度,横坐标为重力,此时的图像斜率是弹簧的劲度系数的倒数。所以
纵坐标应改为重力,横坐标应改为对应的刻度,所得图像的斜率才是弹簧的劲度系数。
(2) 《天工开物》中测量弓力时,检测者用脚踩住弓弦,然后用秤钩钩住弓的中点向上拉,通过秤杆平衡
后悬挂判断弓力,此方法中涉及到三个物理知识:
其一是力可以使物体发生形变,检测者用脚踩住弓弦,悬挂重物后,弓弦发生形变;
其二是胡克定律:在弹簧弹性限度内,弹簧所受拉力与弹簧的形变量成正比。测量弓力时,通过弓弦的
形变量大小判断力的大小;其三是杠杆平衡,动力与动力臂之积等于阻力与阻力臂之积,等臂杠杆中,杠杆平衡时,动力等于阻力,
从而根据悬挂重物多少以及位置,测量拉力的大小。
以上为《天工开物》中测量弓力所涉及到的物理知识。
(3) 教育价值如下:
其一,提升教师的专业素养。物理老师在不断地开发和利用课程资源的过程中,也在不断加强物理专业知
识的学习。同时,吸收和利用课程资源,不仅扩充了教师自身的知识结构,也提高了教师开发课程资源的专业
能力;
其二,转变学生的学习方式。该教学资源的运用,不仅向学生提供了背景知识,丰富了学习材料,还可以
让学生进行自主学习,并将这些内容消化、吸收,有助于培养学生自主学习的意识和能力;
其三,丰富课堂的教学内容。《开工天物》是我国古代一部重要的综合性科学技术著作,同中学物理学科
建立联系,不仅可以丰富物理课堂教学内容和情景,同时也可以让学生体会到自然科学的社会意义和历史意义,
提高学生的学习兴趣,增强学生的文化自信。四、教学设计题(共2道)12. 材料:
图11所示为某高中物理教科书“运动的描述”的一副𝑣 − 𝑡图像
(1)这个图像表示物体在做什么运动?
(2)用此图像设计一个教学片段,帮助学生掌握利用该图像得出实验结论的方法
𝑣
𝑣
0
O
𝑡【参考答案】(1)物体做初速度为𝑣 的匀加速直线运动
0
(2)教学片段如下:
师:同学们,大家都知道物理知识中往往会结合数学模型来进行分析,大家认真观察黑板上所作图像,说
一说其中包含哪些和物理相关的信息?
生:是关于速度和时间的图像。
师:同学们观察的很仔细,题图是速度随时间变化的图像,大家分组讨论思考,有哪些知识和速度随时间
变化相关,并且和图示图像类似?
生:运动学速度公式:𝑣=𝑣 +𝑎𝑡。
0
师:很棒,同学已经发现速度和时间有一次函数的关系,大家能从图像上直接找出与初速度和加速度吗?
生:纵轴速度的截距𝑣 即为初速度,直线的斜率即为加速度。
0
师:很好,这里大家已经能够将物理模型和数学图像结合在一起分析了,那我们具体来看一下,速度和加
速度都是矢量,那么题图中的速度和加速度方向有何关系?生:初速度和加速度均为正,物体做的是匀加速直线运动。
师:很好,大家分析得非常对,我们可以发现除了公式计算,图像能更加直观地展示出许多物理信息,
大家在今后遇到图像类问题,可以多关注图像上截距和斜率,找出对应物理意义。13. 阅读材料,根据要求完成教学设计。
材料一:《普高中物理课程标准2017年版2020年修订》关于“电场线”的内容要求为“会用电场线描述
电场”。
材料二:某高中物理教科书“电场线”一节的部分内容
材料三:教学对象为普通高中的学生,已学过电场,电场强度等概念。
演示:模拟电场线
电场线的形状可以用实验来模拟。把头发碎屑悬浮在蓖油里,加上电场,碎屑就按有规律的方向排列起
来,显示出电场线的分布情况。图9.3-9是模拟正电荷电场线的照片。
电场线不是真实存在的线,而是为了形象的描述电场而假想的线。这个实验只是用来模拟电场线的分布。(1)简述电场线的特点(4分)
(2)根据上述材料,完成“实验:模拟电场线”的教学设计。(教学设计包括:教学目的、教学重点、
教学过程)。(24分)【参考答案】(1)电场线特点:电场线不闭合,从正电荷或无限远处出发,终止于无限远或负电荷处;
电场线在电场中互不相交;同一个电场中,电场线越密的地方电场强度越大,电场线越疏的地方电场强度
越小。
(2)实验:模拟电场线
一、教学目标:
知识与技能:知道电场线的分布及特点,明确实验设计的基本思路;
过程与方法:经历科学探究的过程,学生从中发现问题,养成合作与交流的习惯,通观察实验现象和积
极思考,学生逐步具有抽象与概括能力;
情感态度与价值观:通过小组合作实验,增强团队意识,培养实事求是的科学态度。
二、教学重难点:
教学重点:知道电场线的分布情况
教学难点:理解电场线的特点三、教学过程
(一)新课导入
教师带领学生复习已学过的电场的知识,并提出问题:电场是看不见摸不着但是却又客观存在的特殊物质,
我们该怎么描述电场呢?引起学生思考,从而引出“电场线”的概念,用电场线来描述电场。
设计意图:通过对已经学过的知识的复习巩固从而引出新的知识概念,可以激发学生的学习兴趣,提问的
互动方式可以营造一个愉悦的课堂氛围,调动学生的课堂积极性,有利于完成本节课的三维目标。
(二)新课讲述
𝐹 𝑄
教师提出问题:如何描述空间内点电荷的电场?引导学生回顾点电荷场强的计算公式:𝐸 = = 𝑘 ,在
𝑄 𝑟2
学生提出场强描述后接着提出问题:利用电场强度能够精确的描述电场,但是看起来不够直观形象,引领学
生回顾初中学习磁场时用磁感线的知识来描述磁场,并借助多媒体向学生展示大量小磁针在条形磁铁磁场中
的偏转图片,小磁针在磁场中有规则的排列所显示出来的就是磁感线的形状,提出问题:我们能否通过类似
的实验来模拟电场线呢?
让学生分小组进行思考该如何设计实验,小组代表回答本小组的实验方案,教师进行点评。设计意图:通过磁感线的知识,向学生抛砖引玉,引起学生的思考,调动学生学习的思考能力,体现了
学生在课堂上的主体性,调动学生学习兴趣;小组合作讨论培养了学生的科学探究能力,以及语言表达能力,
给学生创造一个自主创新的平台,培养学生的创新能力。
教师总结各小组的方案后总结出最终的实验方案,向学生演示“模拟电场线”实验,把碎头发悬浮在蓖
油里,加上电场后,碎屑就按有规律的方向排列起来,显示出电场线的大致分布情况。利用多媒体设备展示
正电荷的电场线图片。
向学生提问,根据实验现象可以得到怎么样的和电场线有关的结论。学生思考后回答问题,教师进行点
评总结结论,正电荷周围的电场分布情况:电场线和磁场线类似,电场线的疏密能够反映出电场强度的大小,
即电场的强弱;电场线的箭头表示场强的方向,这就是电场线的性质。同时,和磁感线一样,电场线也不是
真实存在的线,是为了描述电场而引入的物理模型。
设计意图:教师进行演示实验,学生观察实验现象后进行思考总结结论,提高学生的观察能力,分析能
力和总结能力,能让学生在实际的教学场景中深化对知识的理解,提升逻辑思维和思考能力。在学生了解了正电荷周围电场线之后,让学生分小组讨论负点电荷周围的电场线分布情况,并试着把电场
线的平面分布图画出来;待学生完成后教师挑选学生总结发言。接着让学生对照正电荷周围的电场线与负电荷
周围的电场线分布情况,让学生观察电场线是否有相交,得出结论:电场中任何两条电场线都不会相交。
设计意图:在原有的实验基础上深化理论推导,加深学生对知识的掌握和理解,提高学生的思维探究能力。
学生对于空间中点电荷周围电场线分布情况理解清楚之后,向学生介绍匀强电场中的电场线分布情况以及
等量同种点电荷和等量异种点电荷间的电场线分布情况,通过几种常见的电场线的分布情况,归纳出电场线的
性质:
1.电场线的方向就是场强的方向,静电场的电场线总是从正电荷(或者从无穷远)出发到负电荷终止(或者延
伸到无穷远)。
2.电场线的疏密表示场强的大小。
3.电场中任何两条电场线都一定不会相交。
4.匀强电场的电场线是距离相等的平行直线。设计意图:举一反三,理解掌握常用的物理模型的基础上,强化对知识点的掌握理解,归纳总结出电场线
的性质,突出本节课的学习重点,促进学生对知识的消化吸收。
(三)巩固练习
教师在学生掌握了电场线的初步知识后,接着让学生思考电场中电场线不会相交的原因,并请学生代表发
言。
设计意图:进行深层次的提问,学生新学的知识得到了巩固,思维能力得到提升,可以更好的学以致用。
(四)课堂小结
教师提问本节课所学知识,请学生总结发言,教师对学生发言进行评价和总结。
设计意图:提出问题,学生自我概括总结,培养学生总结能力,对前面课程有一个梳理的过程,加深对知
识的理解。
(五)作业
1.完成课后练习题1、2题
2.搜集电场线在解决电场问题的应用技巧,学会熟练运用电场线。
设计意图:有针对性地布置作业,巩固课堂上的知识,建立一条提高学习效率和科学素养的重要途径。