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2024上半年国家教师资格考试
物理学科知识与教学能力（高中）押题卷一
一、选择题（本大题共 8 小题，每题 5 分，共 40 分）
1.高中物理某教科书中描述的一个演示实验如图1所示，该实验用于引出的
物理知识是（ ）
A．库仑力 B.安培力 C.洛伦兹力 D.电场力
图1
2．一定质量的理想气体，分别在压强p 和p 下的体积V与温度T的关系图
1 2
线如图所示。气体由状态A等容变化到状态B的过程中，下列说法正确的是（ ）
A．压强增大，吸收热量 B．压强增大，放出热量
C．压强减小，放出热量 D．压强减小，吸收热量
3．如图所示，两个质量分别为 m、m 的小圆环 A、B 用细线達着，套在一
个竖直固定的大圆环上，大圆环的圆心为O．系统平衡时，细线所对的圆心角为
90°，大圆环和小圆环之间的摩擦力及线的质量忽略不计，重力加速度大小用g
表示，下列判断正确的是（ ）A．小圆环A、B受到大圆环的支持力之比是 ：1
B．小圆环A受到大圆环的支持力与竖直方向的夹角为15°
C．细线与水平方向的夹角为30°
D．细线的拉力大小为 mg
4．图 1和图 2是教材中演示自感现象的两个电路图，L 和L 为电感线圈。
1 2
实验时，断开开关 S 瞬间，灯 A 突然闪亮，随后逐渐变暗；闭合开关 S ，灯 A
1 1 2 2
逐渐变亮，而另一个相同的灯 A 立即变亮，最终 A 与 A 的亮度相同。下列说法
3 2 3
正确的是（ ）
A．图1中，A 与L 的电阻值相同
1 1
B．图1中，闭合S，电路稳定后，A 中电流大于L 中电流
1 1 1
C．图2中，变阻器R与L 的电阻值相同
2
D．图2中，闭合S 瞬间，L 中电流与变阻器R中电流相等
2 2
5．以恒定速率运动，皮带始终是绷紧的，将 的货物放在传送带上
的A处，经过 到达传送带的B端。用速度传感器测得货物与传送带的速度v
= 1
随时间t变化图像如图乙所示，已知重力加速度g取 ，由vt图线可知
1.2
2
错误的是（ ）
10 / A．A、B两点的距离为3.2 m
B．货物与传送带的动摩擦因数为
C．货物从A运动到B过程中，货物相对传送带位移为 ，痕迹的长度
0.5
为lm
0.8
D．货物从A运动到B过程中，货物与传送带摩擦产生的热量为
6．某同学用如图所示的实验装置做“用双缝干涉测量光的波长”实验，下
4.0
列说法中正确的是（ ）
A．将屏远离双缝，干涉条纹间距变小
B．将滤光片由红色的换蓝色的，干涉条纹间距变大
C．换一个两缝之间距离较大的双缝，干涉条纹间距变小
D．将单缝向双缝移动一小段距离后，干涉条纹间距变大
7．一汽车在平直公路上行驶．从某时刻开始计时,发动机的功率P随时间t
的变化如图所示．假定汽车所受阻力的大小f恒定不变．下列描述该汽车的速度
随时间t变化的图像中,可能正确的是( )A． B．
C． D．
8. 如图所示，两光滑平行金属导轨间距为L，直导线MN垂直跨在导轨上，
且与导轨接触良好，整个装置处于垂直于纸面向里的匀强磁场中，磁感应强度为
B．电容器的电容为 C，除电阻R外，导轨和导线的电阻均不计。现给导线MN一
初速度，使导线 MN 向右运动，当电路稳定后，MN 以速度 v 向右做匀速运动时
（ ）
A．电容器两端的电压为零
B．电阻两端的电压为
C．电容器所带电荷量为
D．为保持MN匀速运动， 需 对 其施加的拉力大小为
2 2
二、计算题（本大题共 1 小题，共 20 分）
9.质量为 的物体悬于一条轻绳的一端，绳另一端绕在一轮轴的轴上，如图
8 所示。轴水平且垂直于轮轴面，其半径为 ，整个装置架在光滑的固定轴承之
上。当物体从静止释放后，在时间 内下降了一段距离 。试求整个轮轴的转动惯
量（用 、 、t和 表示）。
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过程。
题目：如图 9 所示，位于竖直平面上的 圆弧光滑轨道，半径为 ， 沿竖
1
直方向，上端 距地面高度为 。质量为 的小4 球从 点由静止释放， 小球 大 小可
忽略不计，最后落在水平地面上 点处，不计空气阻力。求：
（1）小球运动到轨道上的 点时，对轨道的压力；
（2）小球落地点 与 点的水平距离 。
解：（1）小球由 到 的过程中机械能守恒，根据机械能守恒定律可知：
,
1 2
= 2 故 。
小 球 在= 点2 时 ，根据二力平衡可知： 。
故 。 − = 0
根 据 牛 = 顿 第 三定律可知，小球对轨道的压力与轨道对小球的支持力大小相等，
为 。
（2）小球从 点飞出后做平抛运动，则有： ，故 。
1 2 2( − )
− = 2 =
在水平方向上： 。
问题： = = 2 −
（1）指出此道题检测了学生的哪些知识点。（4分）
（2）指出该学生解题错误的原因，并给出该习题的正确解答。（6分）
（3）给出一个教学思路，帮助学生掌握相关知识。（10分）
11.案例:
教师:同学们，今天我们先一起来看一段汽车大赛的视频，看的时候尤其要
注意汽车在转弯时的情景。教师开始播放视频。
教师：这段视频精彩吗?谁知道这是什么比赛吗?
学生:精彩，汽车都飞起来了。
教师：这个汽车比赛的名字叫作 。 就是 的缩写，中文叫
一级方程式赛车。以共同的方程式（规则限制）所造出来的车就称为方程式赛车，
1 1 而其中等级最高者就属 。 在现今赛车领域所代表的地位犹如奥运会或是世
界杯。目前 共有 10 支参赛队伍，每场比赛最多只有 20 位车手上场，每年规
1 1
划16至17站的比赛，通常在三月中旬开跑，十月底结束赛季。有没有人长大想
1
当赛车手啊？
学生纷纷举手。
教师：看来大家都很勇敢啊！大家刚才都看到在汽车转弯的时候发生了什
么？
教师将视频暂停在赛车转弯发生离心现象的位置。
学生：汽车快飞起来了。
教师：这就是我们今天要讲的内容——离心现象。其实，不仅是赛车，在生
活中也会经常见到离心现象。大家有什么例子可以分享下吗？
学生:汽车拐弯，洗衣机。
教师：嗯，很好。棉花糖大家都吃过吧，其实制作棉花糖也是一个典型的例
子。
教师播放制作棉花糖过程的视频。
教师：同学们，我们列举了这么多实例，谁能总结一下什么叫离心现象呢？
学生:离心现象指做圆周运动的物体在某种情况下会脱离圆周做离开圆心的
运动的现象。
教师板书离心现象。
教师：总结得很到位，那么离心现象产生的原因是什么呢？
问题:
（1）请对教师的教学进行评价。（15分）
（2）以教师的导入为开头设计教学片段，指导学生理解离心运动产生的原
因。（15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 如图 10所示为高中物理某教科书“物体是由大量分子组成的”一节
中水面上单分子油膜的示意图。
任务：
（1）介绍阿伏加德罗常数。（4分）
（2）设计一个教学片段，向学生介绍如何估算油酸分子的大小。（8分）
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）》关于“抛体运动”的要求
标准为：“会用运动合成与分解的方法分析抛体运动。体会将复杂运动分解为简
单运动的物理思想。能分析生产生活中的抛体运动。”
材料二 高中物理教材人教版（必修2）第五章第三节“抛体运动规律”内
容节选如下。
参考案例一
利用实验室的斜面小槽等器材装配如图 5.3—2 所示的装置。钢球从斜槽上
滚下，冲过水平槽飞出后做平抛运动。每次都使钢球在斜槽上同一位置滚下，钢
球在空中做平抛运动的轨迹就是一定的。设法用铅笔描出小球经过的位置。通过
多次实验，在竖直白纸上记录钢球所经过的多个位置，连起来就得到了钢球做平
抛运动的轨迹。
可以把笔尖放在小球可能经过的位置，如果小球能够碰到笔尖，就说明位置
找对了。参考案例二
如图 5.3—3，倒置的饮料瓶内装着水，瓶塞内插着两根两端开口的细管，
其中一根弯成水平，且水平端加接一段更细的硬管作为喷嘴。
水从喷嘴中射出，在空中形成弯曲的细水柱，它显示了平抛运动的轨迹。设
法把它描在背后的纸上就能进行分析处理了。
插入瓶中的另一根细管的作用是保持从喷嘴射出水流的速度，使其不随瓶内
水面的下降而减少。这是因为该管上端与空气相通， 处水的压强始终等于大气
压，不受瓶内水面高低的影响。因此，在水面降到 处以前的一段时间内，可以
得到稳定的细水柱。
参考案例三
用数码照相机或数码摄像机记录平抛运动的轨迹。
数码照相机大多具有摄像功能，每秒拍摄十几帧至几十帧，可以用它拍摄小
球从水平桌面飞出后做平抛运动的几张连续照片。如果用数学课上画数学函数的
方格黑板做背景，就可以根据照片上小球的位置在方格上画出小球的轨迹。
材料三 教学对象为高中一年级学生，已经学习了速度的合成与分解。
任务：
（1）简述研究抛体运动的方法。（4分）
（2）根据上述材料，请从教学目标、教学重难点、教学过程三个方面完成
“探究平抛运动规律”的教学设计（要求含有教师活动、学生活动、设计意图，
可以采用表格式、叙述式等）。（24分）
