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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）押题卷二
1.【答案】A
【解析】题中实验是为演示改变内能的两种方式：做功与热传递，进而引出、
讲述热力学第一定律的内容：一个热力学系统的内能增量等于外界向它传递的热
量与外界对它所做的功的和。公式表示为： ，A选项正确。
∆ = +
2.【答案】C
【解析】AB选项，由图知， 时，加速度为 ，对整体分析，
2
由牛顿第二定律有 ，代入数据解得 ，当 时，
= 6 = 1 /
对木板，根据牛顿第 二=定( 律+得 ) +， 知图=线6 的 斜率 > 6 ，
− 1 1 1
解得 ，滑块的质量 = ， 故=AB 选 −项错 误； = = 2
C选=项2 ， 根据 的图 线=知4 ， 时， ，代入 得，
1
，代入 数 > 据 6 解得， = 故 4 C 选项 正 = 确 0 ； = − 0 =
1 ×40
2×4D−选项2 ，当 时，对滑 块=，0根.1据牛顿第二定律得 ，解得，
，故D错误。
= 8 = ' ' =
2
故正确答案为C。
= 1 /
3.【答案】B
【解析】AB选项，小球从 的过程中，半圆槽对球的支持力沿半径方向
指向圆心，而小球对半圆槽的压力方向相反指向左下方，因为有竖直墙挡住，所
→
以半圆槽不会向左运动，可见，该过程中，小球与半圆槽在水平方向受到外力作
用，动量并不守恒，而由小球、半圆槽和物块组成的系统动量也不守恒；从
的过程中，小球对半圆槽的压力方向向右下方，所以半圆槽要向右推动物块一起
→
运动，因而小球参与了两个运动：一个是沿半圆槽的圆周运动，另一个是与半圆
槽一起向右运动，小球所受支持力方向与速度方向并不垂直，此过程中，因为有
物块挡住，小球与半圆槽在水平方向动量并不守恒，但是小球、半圆槽和物块组成的系统水平方向动量守恒，小球运动的全过程，水平方向动量也不守恒，A选
项错误，B选项正确；
C选项，当小球运动到 点时，它的两个分运动的合速度方向并不是竖直向
上，所以此后小球做斜上抛运动，即C选项错误；
D选项，因为小球在槽内运动过程中，速度方向与槽对它的支持力始终垂直，
即支持力不做功，且在接触面都是光滑的，所以小球、半圆槽．物块组成的系统
机械能守恒，故D选项错误。
故正确答案为B。
4.【答案】D
【解析】AB选项，刚开始运动，加速度为
0− ( − )
当速度 增大，加速度增大，当速度 增大到符合
=
后，加速度为
>
' 0 −( − )
当速度 增大，加速度减小 ，=当 减小到0，做匀速运动，故AB选项错误；
'
C选项，当阻力为零时，加速度最大，故小球的最大加速度为
0
故C选项错误； =
D选项，当加速度为零时，小球的速度最大，此时有
所以最大速度为， 0 = (， 故−D 选 )项正确。
0+
故选D。
=
5.【答案】B
【解答】AB选项，由图可知在t 时刻，通过线圈N的电流增大，则线
圈产生的磁场增大，所以穿过金属圆=环8 的磁通量变大，根据楞次定律可知，
圆环有收缩的趋势，故A选项正确，B选项错误；
C选项，由图可知在 时刻的电流增大，在 时刻的电流减小，根
3
据楞次定律可知圆环内产 生=的8感应电流方向相反， 故=C8选项错误；
D选项，由图可知在 和 时刻，线圈内电流的变化方向相同，则
3 5
产生的感应电流方向相同 ；=同8时电 =流变8 化率是大小相等的，则线圈产生的磁
场的变化率也相等，根据法拉第电磁感应定律可知，圆环内的感应电动势大
小是相等的，所以感应电流大小也相等，故D选项错误。
故正确答案为B。
6.【答案】D
【解答】A选项，氢原子跃迁时吸收的能量由两个能级间的能级差决定，
故A选项错误；
B选项，处于 能级的氢原子的电离能力为 ，紫外线光子的最
小能量为 ，能量大于 的紫外线可以任意被吸收并且使氢原子电
= 2 3.40
离，能量在 和 之间的紫外线能使氢原子跃迁且氢原子只能吸收
3.11 3.40
满足能级差的紫外线，故 能级的氢原子不能吸收任意频率的紫外线，故
3.11 3.40
B选项错误；
= 2
C选项，大量氢原子由 能级向基态跃迁时，最多放出6种不同频率
的光，但在可见光范围内的只有2种，从3→2，4→2，能量差分别为
= 4
和 ，故C选项错误；
1.89
D选项，大量氢原子由 能级向基态跃迁时最多放出10种不同频率
2.55
的光，但在可见光范围内的只有3种，即从能级3→2，4→2，5→2，即金属
= 5
的逸出功应该是在 之间，故只能使金属铯发生光电效应，故D
选项正确；
1.89 ~2.86
故正确答案为D。
7.【答案】C
【解答】设 ，电源的输出电压为U，分析原线圈电路，
电阻 和原线圈
串1联
=
，
开2
=
关
断3开
=
时
，副线圈电阻为 ，利用等效法把副线圈的
1 电阻等效为原线圈的电阻， R，则原线圈电路总电阻为：
原 总
1 2
， = ( 2) = +
1 2
( 2) 电 路 = 消 5 耗的总功率为：
2 2
总
= = 5
开关闭合后，同理，利用等效法，电路的总电阻为： • ，
总
' 1 2
电路消耗的总功率为： ，故ABD选 项错=误 ，+C(选 2项) 正2确=。3
2 2
总 5
故正确答案为C。 ' = ' = 3 = 3
8.【答案】B
【解答】设质点的初速度为 ，则动能 ，由于末动能变为原
1
2
来的9倍，则可知，末速度为原 来0的3倍， 故 1 = 2 0， ；
故平均速度 ' = 3 0 △ = 2 0 =
0+3 0
根据位移公 式 =可知：2 = 2 0 =
根据加速度定义可知 = = ，故B选项正确，ACD选项错误。
2
∆
故正确答案为B。 = =
二、计算题
9.【参考答案】
以顶点 为坐标原点，圆锥轴线为 轴，向下为正。在任意位置 处取高度为
的小圆环，
其面积为 。
tan2
= 2 cos2 = 2 cos2
电量为 。
tan2
= = 2 cos2
它在 点产生的电势为 tan 2 。
2
cos 2 tan2
= 4 0 2 + 2 = 4 0 ( tan 2) 2 + 2 = 2 0
。
tan2 2 ( 1− 2)
= = 2 0 1 = 2 0三、案例分析题
10.【参考答案】
（1）本题检测的知识点为安培力的计算和共点力作用下物体的平衡。
（2）正确解答：
铜棒受力如下图所示。
竖直方向： ，
水平方向： = sin + ，
解得 cos = = ，（ ）。
1
故 = cos + ，cos = 1+ 2 sin + sin = 1+ 2
再 由 = 1+ 2 ，
解得 = 。
5
（3） 教 学=思路1+： 2 = 2
首先，帮助学生突破思维定势，即磁场垂直于铜棒，安培力在水平方向上。
本题中安培力方向并非水平方向。其次，带领学生回顾力的平行四边形定则。再
次，提出问题，铜棒除了受安培力还受哪些力？画出力的平行四边形示意图。最
后，深入引导，支持力与滑动摩擦力的合力方向和大小是否不变？重力的大小和
方向是否不变?进行力的动态分析，找到最小的安培力，进而列式，用数学方法
求解最小值。
11.【参考答案】
（1）该教师的新课引入没有调动起学生的求知欲望，没有吸引学生的好奇
心，没有结合相关的学习内容、通过有趣的演示实验真正地将学生带人到学习情
境中去。只是凭借学生一点的生活经验将所学的内容说出，这种做法很难启发学生主动学习。该教师的讲解中存在知识性错误，对超重和失重的讲解存在错误，
超重和失重并不是重力发生变化。
（2）教学片段：
教师:在易拉罐底部打一个小孔时，用手按住小孔，在里面装满水，移开手
指，水就从孔里流出来，为什么？
学生:因为水压的作用。
教师：如果让这个杯子自由下落又是什么情况呢?
学生:水没有流出。
教师：那么怎么解释这种现象呢?这就是我们今天要学的超重和失重的现象。
教师：①用手托住钩码，并保持静止，感受钩码的重力大小。
②手从静止开始突然向上运动，再从静止开始突然向下运动，在这个过程中
有何感受？
③用细线将钩码系住，手提另一端，重复刚才的动作，在这个过程中又有何
感受？
学生:①手突然向上运动时钩码好像变重了，突然向下运动时钩码好像变轻
了。
②手突然向上运动时细线崩断了，拉力增大，超过细线的最大拉力。
教师：真的是钩码的重力发生变化了吗?
学生:没有，根据 可知重力不变。
教师：那么，此过程中是什么量发生了变化？
=
学生:钩码对手的压力和钩码对细线的拉力发生了变化。
教师：是的，看来大家都明白了。
四、教学设计题
12.【参考答案】
（1）设计意图：观察两球质量相差较大时，碰撞前后状态的变化。
（2）教学片段：
教师展示以下视频片段:台球正碰、斜碰各一次，粒子加速器中高速运动的
粒子撞击靶核的过程。教师：刚才大家看到的视频中的现象称为碰撞。碰撞是自然界中常见的现象，
也是本节我们研究的现象。
教师：下面我们动手做一个碰撞实验。观察并分析碰撞前后哪些物理量发生
了变化。
教师演示：几个小钢球一样大，摆长一样长，竖直悬挂时两球恰好相切。将
单摆 拉开某一个角度后释放，在最低点与 相碰。以下实验中开始时拉开的角
度均与第一次 拉开的角度一样大。
第1次实验： ，碰后 静止， 向右运动。
第2次实验： = ，碰后 、 均向 右运动。
第3次实验： > ，碰后 向 左运动， 向右运动。
教师：实验中 、 <的 什 么物理 量在碰撞前后 发生了变化？这种变化又与什
么物理量相关?
学生讨论得： 、 的速度大小或方向发生了变化，这种变化与质量有关。
教师：刚才的 碰撞 过程中，会不会有什么物理量不发生变化呢？
教师:在前面的实验中我们发现，物体碰撞前后速度的变化随质量变化，那
么会不会物体的质量和它的速度组成的一个新的物理量在碰撞中保持不变呢？
我们先猜一猜这个新的物理量与物体的质量和速度有什么关系?
学生猜测:可能是 ， ， ， ， ， 等。
2
2 2
教师继续引导学生 验 证 碰 撞过 程 中的 不变 量是 什么。
13.【参考答案】
（1）牛顿第三定律：两个物体之间的作用力和反作用力总是大小相等，方
向相反，作用在同一条直线上。
（2）教学设计如下：用弹簧测力计探究作用力与反作用力的关系
一、教学目标
1.通过观察实验现象和积极思考，学生逐步形成经典物理的相互作用观念；
知道作用力与反作用力，理解牛顿第三定律。
2.能用牛顿第三定律解决有关生活实例，如拔河、马拉车等，学生逐步具有
抽象与概括能力。
3.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。
4.在有关作用力与反作用力的生活实例与实验结果的冲突中，能基于实验现
象纠正错误观点，养成实事求是的科学态度。
二、教学重难点
1.教学重点
（1）作用力和反作用力的关系。
（2）作用力与反作用力的特点。
2.教学难点
区分平衡力和作用力与反作用力。
三、教学过程
环节一；新课导入
通过学生演示拔河比赛的实验现象引出课题，教师借此现象引出知识。
学生演示，回答问题。
【设计意图】通过日常活动导入新课，提高学生的学习兴趣。
环节二；新课教学
1.力的作用是相互的
举出现实生活中的现象，学生加以讨论，并通过演示接触与不接触物体的力
的作用现象说明。学生归纳总结，动笔画出受力分析图，得出结果。
得出结论：力的作用是相互的。
2.作用力与反作用力
学生自己设计实验。
探究一：寻找作用力的反作用力
①归纳作用力与反作用力的概念，并举例说明。②完成表格，引入问题，总结归纳。
③提问：性质相同吗?
④归纳：作用力与反作用力的特点。
⑤提问：如何研究作用力与反作用力?
探究二：作用力与反作用力的关系。
①猜想。
②小组设计实验。
③小组演示实验。
④得出结论。
学生积极讨论并回答。
3.牛顿第三定律
①总结：牛顿第三定律。
②引导学生理解牛顿第三定律。
③作用力与反作用力的实际应用，如拳击、马拉车、拔河等（回到导入事件）。
【设计意图】锻炼学生的动手和动脑能力；培养学生的独立思考与实验能力；
帮助学生温故而知新；给学生思考的余地，并首尾呼应。
环节三：课后小结
1.力的作用是相互的。
2.作用力与反作用力的理解。
3.作用力与反作用力的关系。
学生认真倾听并做笔记。
【设计意图】系统梳理本节知识帮助学生记忆。
