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教师资格考试（高中）物理学科知识与教学能力
卷（一）参考答案及解析
一、单项选择题
1. B 解析：感应电流具有这样的方向，即感应电流的磁场总要阻碍引起感应电流的磁通量的变化，这就
是楞次定律。 通过控制变量法和电流表的指针偏转可以判断感应电流的方向与哪些因素有关。
2. D 解析：由图像可知，C---+A为等温变化，即TA = Tc,A---+B为等容过程。 又由于PA>PB'由查理定律
可知TA >T n, 则可知TA = Tc> T n,所 以气体分子运动的平均速率vA = Ve> v 8,A项错误。
根据图像可知，VA = Vn < Ve,则 单位体积内气体的分子数关系为nA = n8> n c,B项错误。
由上述分析可知TA =兀＞九，气体分子运动的平均速率VA = Ve> V n'气体分子在单位时间内对器壁的
平均作用力FA =Fe>凡，C项错误。
由A、B两项可知，VA = Ve> V n ,nA = nn> n c'可知A与C状态的气体分子运动的平均速率相等，但C状态
分子数密度较小，则单位时间内C状态撞击器壁的分子数比A状态少；A与B状态的分子数密度相等，但A状
态的气体分子的平均速率大，单位时间内A状态撞击器壁的分子数比B状态多，则气体分子在单位时间内对
器壁单位面积碰撞次数NA>凡，NA>N c,D项正确。
3. 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 = r x mv, 由右手螺旋定则可知，质点对圆心的角动量不变。
4. 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，hA = 一gt认，hon =—护茄，由图知
灿< hon,则 toA< tno , B项错误。
B点在A点正下方，从0到A、B的水平距离s相等，s=vAtoA =vntno ,则 VA>V n, 球撞击墙壁时机械能减小，
C项正确，D项错误。
5. A 解析：太阳表面温度很高是因为太阳内部的核聚变反应，A项正确。
原子核衰变是原子核自发的变化，与外界其他原子的影响无关，B项错误。
原子核是核子结合在一起构成的，要把它们分开，需要能量，这就是原子核的结合能，C项错误。
三种射线中，a射线的电离本领最强，D项错误。
6. B 解析：同种金属，逸出功相同，由光电效应方程E k = eU =h v -咒可知，光的频率越高，遏止电压越
大。 由图乙可知，b光的遏止电压较大，则b光的频率较大，b光使其逸出的光电子最大初动能大，A项错误。
临界角C满足n = -,a光的频率较小，折射率较小，临界角C较大，B项正确。
sinC
C
波长入＝ —，则b光的波长较小，C项错误。
C
折射率n =—,b光折射率较大，则b光的速度较小，D项错误。
4L 8L
7. A 解析：线框a、b的电阻分别为R. = p— s 、Rb = p— s ，线框左侧离开磁场后，线框右侧产生感应电动
E Eb
势，线框a、b的电动势分别为E. = Blv、E
6
= 2Blv, 线框a、b的电流分别为1. =-
R
、儿＝
R
一，则1.: lb = 1: 1。
b
D
8. D 解析：相邻亮条纹间的距离心＝ －入，波长变为2入时，相邻亮条纹间的距离变为原来的2倍，P点
d
-1-到两缝间距离差仍为零， 为中央亮条纹，第一级亮条纹上移， 、Q间没有亮条纹， 项错误， 项正确。
P P B D
光波长为入时，Q点到两缝间距离差为入，光波长为2入时，Q点到两缝间距离差仍为入，恰好是光波长的一
半，所以Q为暗条纹，A、C两项错误。
二、计算题
9. I 参考答案 l
(1)
无限长均匀带电直线在距离直线r处的电场强度为E=2'!Te矿, 则左侧直线在两线间的电场强度为
E 1 = - 。 , 右侧直线在两线间的电场强度为E2= 。 。 由场强叠加原理可知，两直线间
2'!Te (x+千 2'!Te (x -—)
2a入
电场强度E = E + E 2 '!TB 。 (4x 2 - a) 2 '沿x轴负方向。
(2) 左侧直线在右侧直线处的电场强度大小凡 ＝ ，则两带电直线上单位长度之间的相互吸引力
2'!Te a
0
2
入
F=入趴 ＝
2'!Te
。
a
三、案例分析题
10. I 参考答案 I
该题旨在帮助学生巩固的知识点有受力分析、感应电动势、安培力、欧姆定律、动能定理、能量守恒定
(1)
律等。
(2) 该学生对安培力的方向分析错误。 错误原因可能是该学生没有准确掌握左手定则。
(3) 教学片段：
师：同学们，闭合回路中的部分导体在磁场中运动，会产生什么现象？
生：这是电磁感应现象，会产生感应电动势，回路中产生感应电流。
师：很好，如何判断电流的方向呢？
生：用右手定则来判断，伸开右手，使拇指与其余四个手指垂直，并且都与手掌在同一个平面内，让磁感线
从掌心进入，并使拇指指向导线运动的方向，这时四指所指的方向就是感应电流的方向。
师：非常棒，同学们对知识掌握很牢固。 这里我们庄该注意，磁感线垂直穿过掌心。 题中cb中电流的方向
是怎样的？
生：从c 流向b。
师：很好，当cb中有电流时，它就会受到安培力，�戈们如何判断安培力的方向呢？
生：应该用左手定则判断，伸开左手，使拇指与其会泗个手指垂直，并且都与手掌在同一平面内，让磁感线
从掌心进入，并使四指指向电流的方向，这时拇指所指的方向就是通电导线在磁场中所受安培力的方向。
师：非常好，应用左手定则时，我们也应该注意，磁感线垂直穿过掌心。 同学们来判断一下？
生：老师，我知道了，安培力沿斜面向上，不是竖直向上的。
师：对，所以滑板车做匀速直线运动时，我们只需分析沿斜面方向的力即可，受力情况是什么样的？
生滑板车受力平衡，安培力片的大小等于重力沿斜面向下的分力mgsin37°0
师：非常棒接下来，同学们重新计算一下这道题。
生：好的。
I I
11. 参考答案
“ ” “
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
(1)
”
心 。 在教学过程中，该教师更多地让学生去思考和判盺力究竟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
—
2-教师简单介绍图2.2- 1实验装置，请学生设计实验。
学生提出：可以用气压表测量气压，用一个有刻度的注射器，改变体积量出气压，画图分析。
教师提出实验中应注意的问题：心如何保证气体的质量是一定的（气密性好）；＠怎样保证气体的温度是
一定的（缓慢移动活塞，筒不与手接触）。
【设计意图】通过总结实验操作的注意事项，加深对玻意耳定律条件的理解。
1
学生开始动手实验，将采集的数据记入表中。之后分析数据，绘制p-一性谓丛
V
教师巡视学生实验操作及数据采集，从旁指导。
1
【设计意图l 通过对p-—§数据的处理，培养学生的数据分析能力。
V
可以看出是一条直线，如果是正比，应该通过原点。为什么它们之间不是正比关系，是因为存在实验误
差吗？
学生理论分析，当V非常大时，—1 -趋于0,气体近似真空，压强应该为零，所以直线不经过原点是因为有实
V
验误差。如注射器底部体积没有考虑。
［设计意图］误差的产生在实验中不可避免，得到的图像与预期不符时，应进行正确的误差分析，培养学生
实事求是、积极思考的科学素养。
教师引导学生得出结论。
一定质量的某种气体，在温度不变的情况下，压强p与体积V成正比。这就是英国科学家玻意耳通过实验
得出的结论。
（三）巩固提高
教师讲解玻意耳定律的文字表述、数学表述及相关习题讲解。
【设计意图】加深学生对玻意耳定律的理解，培养学生用公式解题的能力。
（四）小结作业
教师引导学生回顾、总结本节课内容。
作业：本节课后笫l、2题。
［设计意图】在回顾过程中，加深对本节课内容的理解。 通过课后练习题能进一步巩固本节课所学。
教师资格考试(高中)物理学科知识与教学能力
卷（二）参考答案及解析
一、单项选择题
1. D 解析：该实验反映的是布朗运动，即悬浮微粒的无规则运动。 其实质是通过液体表面微粒的无规
则运动间接反映液体分子的无规则运动。
2. B 解析：由图可知，P. = P 。, Pb = Pc = 2p0, T. = 273 K + 27 K = 300 K, T c = 273 K + 327 K = 600 K。
由于不知道b状态的温度，根据现有条件不能求出v 与v.、v 的关系，A、C两项错误。
b c
由理想气体状态方程 p — T V - = C可知，v. = c — P T a - . =— 30 P — o 0 c , v c =- c P T c c =- 6 2 0 p 0 o c =— 30 P — o 0 c ， 故V.= V c ,B项正确，D项
错误。
3. 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= mv可知，三者动量不等，A项错误。
重力的冲量I= 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
-5 —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
动量变化械较大，C项错误，D项正确。
4. 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31,变压器原、副线
圈的匝数比n 1 : n 2 = 3/ : / = 3 : 1 , A项错误。
18/f
电源电压的有效值U= V= 18 V, 1 : n 2 = lf 1 : U U等于灯泡的额定电压，U=U 1 +从，可得U 2 =
丘
4.5 V,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，11 变亮，
11 分压变大，u1变小，U 2变小，12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，11变暗，
11 分压变小，u1变大，从变大，12变亮，D项正确。
5. C 解析：铺原子核己Ra经过一次a衰变释放出一个氨核n; e,变成一个新核Rn,由质量数、电荷数均
守恒可知，Rn的电荷数为88-2= 86, 质量数为228-4 = 224, 质子数等于电荷数，故新核Rn中有86个质子，
224个核子，A、B两项错误。
质量数等于质子数加中子数，则 Rn中有224-86 = 138个中子，C项正确。
铺原子核半衰期与外部环境无关，D项错误。
6. 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，延长时间不会住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。
根据光电效应方程队=hv -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的波长
一定大于单色光b的波长，D项正确。
7. B 解析：三条导线中电流大小相等，在O处产生的磁感应强度大小均为B。，由安培定则可知，a导线在
0处产生的磁感应强度方向，与竖直方向成30°角斜饷右上方，b导线在0处产生的磁感应强度方向，与竖直方
向成30°角斜向右下方，c导线在0处产生的磁感JN..l!iLli'.Jj(-'12-i"J :ti" , IJltl -&l-:il�Ji\H1iUl'. B = B。 + B。sin30° +
B。sin30°=2B。，水平向右，即垂直于cO向右。
smi
8. A 解析：连接BD,LOBD= 90°, 令折射角为r,,则LODB= 0,0B= 2Rsin0。折射率n=—=——
v sin0'
则 V = csin0 t = O — B = 2Rsini
smi
二、计算题
9. I 参考答案 I
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。
B
Q P
a b
R x S
B
-6-教师资格考试（高中）物理学科知识与教学能力
卷（三）参考答案及解析
一、单项选择题
1. A 解析：运动电荷在磁场中受到的力称为洛伦；忆力。图中的问题旨在引导学生学习洛伦兹力。
2. C解析：由图乙可知，该机械波的周期T=Is。t = 4 s时，c处质点开始振动，a处振动传播到c处，波
2
速V=竺·= 2 mis, 则该波的波长入 = vT = 2 m,A 、 B 丙项错误。
由几何关系得，be= ,/(6 m)2 + (8 m)2 = 10 m,1 1 =竺= 5 s,b 处振动经过5 s传播到 c 处，即 a 、 b 两处
振动传播到c处的时间相差一个周期，c点振动的振帖i常大。两列波周期相同，频率相同，相遇后频率不变，
C项正确，D项错误。
3. C 解析：小球在乙中悬浮，则有p
乙
=p物；小玛在甲中漂浮，则有p甲 >p物，可以得出甲中液体的密度
大于乙中液体的密度，A项错误。
小球在甲中漂浮，则有F浮甲 = G; 小球在乙中悬浮汀则有 F浮乙 = G; 可以得出两容器中小球受到的浮力相
等，B项错误。
因为两小球完全相同，且所受浮力大小都等于;J、主酌重力，则将小球取出后，容器底部减小的压力等于小
球的重力，故减小的压力相等；又因为S
甲
> s 乙，由.6.p t,,
s
F 可知，Ap
甲
< Ap 乙，C项正确。
取出小球前液面相平，由图知 V
排甲
< V
排乙
，再由V
二
Sh可知，甲、乙两容器中液体的体积V甲>V乙 ，由p =
亨可得m 甲 >m 乙 ，则G 甲 >G 乙 ；因不计甲、乙的重力，内压 = G 甲 ，F 乙 = G乙；当取出小球后，甲、乙两容器对桌
面的压力仍等于液体的重力，所以F
甲
>F
乙
，D项�话总
M
4. D 解析：磁感应强度B随时间均匀增加，其变芒亿率为k,故感应电动势为 u = s- ='TT户k。根据楞次
/!;.t
定律，感应电动势的方向为顺时针方向；小球带正电，刁球在环上运动一周，则感生电场对小球的作用力所做
功的大小为W = qU = 1r户qk。
5. C 解析：气体分子间的距离已经超过分子恒·�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，卢寸吕减小，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二，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。
6. C 解析：球a做的是竖直上抛运动，球b做�是自由落体运动，它们的运动状态不同，不可能同时落
地，A项错误。
从题目内容可看出，两球在—处相遇，此时球a;¥徙P的路程相同，运动时间相同，它们的加速度大小也相
同，所以a、b两球的运动的过程恰好是相反的，把球～彴运动反过来看的话，应该和球b的运动过程一样，所以
在相遇时，球a的速度刚好为o,而球b的速度刚好另歹r ,B项错误。
0
由于两球运动时机械能守恒，两球恰在一处相逢弓从开始运动到相遇，由动能定理可知，球a动能的减少
量等于球b动能的增加扯，C项正确。
相遇后，a、b两球的速度的大小不同，而重力的大;;:::1、是相同的，所以二者重力做功的功率不同，D项错误。
- 10-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= 9.0x 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，与它们的距离的二次方成反
kq)q2
比，作用力的方向在它们的连线上）和表达式(F = z)。
【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，体会探究库仓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：心库仓定律只适用于真空中两个点电荷间的相互作用；
＠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k的取值才为9.Q X
109N ·m2/C气＠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；＠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：课后题笫1、2题，上网查找有关科学家库仓的其他科学贡献及库仑定律的应用。
【设计意图l 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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