教師資格證《物理學科知識與教學能力（高級中學）》（題庫）預測試卷二

教師資格證《物理學科知識與教學能力（高級中學）》（題庫）預測試卷二[單選題]1.如圖所示為某一皮（江南博哥）帶傳動裝置。主動輪的半徑為r1，從動輪的半徑為r2。已知主動輪做順時針轉動，轉速為n，轉動過程中皮帶不打滑。下列說法正確的是()A.從動輪做順時針轉動B.從動輪做逆時針轉動C.從動輪的轉速為D.從動輪的轉速為參考答案：B參考解析：[加長]根據傳動裝置的特點可知：從動輪應做逆時針轉動,故選項B正確，皮帶輪邊緣上各點線速度大小相等即：r1·2πn=r2·2πn',所以從動輪的轉速為：,選項C.D均不正確。[單選題]2.在垂直紙面的勻強磁場中，有不計重力的甲.乙兩個帶電粒子.在紙面內做勻速圓周運動，運動方向和軌跡示意圖如圖所示。則下列說法中正確的是()。A.甲.乙兩粒子所帶電荷種類不同B.若甲.乙兩粒子的動量大小相等，則甲粒子所帶電荷量較大C.若甲.乙兩粒子所帶電荷量及運動的速率均相等，則甲粒子的質量較大D.該磁場方向一定是垂直紙面向里參考答案：C參考解析：由圖知，兩粒子均沿逆時針方向做圓周運動，若磁場方向垂直紙面向里，兩粒子均帶正電；若磁場方向垂直紙面向外，兩粒子均帶負電。故甲.乙兩粒子所帶電荷種類相同，磁場方向可能垂直紙面[單選題]3.下列關于溫度.比熱容.熱量和內能說法正確的是()。A.物體從外界吸收了熱量，溫度一定升高B.比熱容是物質的一種屬性，只和物質的種類有關C.冰在熔化成水的過程中。水的內能不斷增加D.物體的內能增加，則一定是從外界吸收了熱量參考答案：C參考解析：物體從外界吸收熱量溫度不一定升高，比如晶體熔化時，吸收熱量，溫度不變，A項錯誤。比熱容是物質本身的一種屬性，與壓力.溫度.物質的種類有關，B項錯誤。冰在熔化成水的過程中，從外界吸收熱量，水的內能不斷增加，C項正確。改變物體內能的方式有兩種.做功和熱傳遞.故物體內能的增加不一定是從外界吸收了熱量，還有可能是外界對其做功，D項錯誤。[單選題]4.質量為m的小球帶電量為+q，由長為L的絕緣繩系住，在豎直向上場強為E的勻強電場中，為使小球在豎直平面內做完整的圓周運動，則在小球運動的過程中()A.如果Eq>mg，最大速度不能大于B.如果Eq>mg，最大速度不能小于C.如果EqD.如果Eq參考答案：B參考解析：如果Eq>mg，則小球所受重力和電場力的合力豎直向上，小球在最低點時有最小速度Eq-，但由于小球需要到達最高點，所以小球的最大速度[單選題]5.質量為1kg的物體，從坐標原點由靜止開始出發(fā)，在水平面內沿x軸正向運動，其所受合力方向與運動方向相同，合力大小為F=3+2x(SI制)，物體在開始運動的3m內，合力所做的功是()A.16JB.18JC.20JD.24J參考答案：B參考解析：[單選題]6.如圖所示，兩根足夠長的光滑金屬導軌豎直放置，相距為L，一理想電流表與兩導軌相連，勻強磁場B與導軌平面垂直，磁場范圍足夠大。一質量為m.有效電阻為R的導體棒在距磁場上邊界h處由靜止釋放，導體棒始終保持水平，且與導軌接觸良好，不計導軌電阻。重力加速度為g，則導體棒在磁場里運動的過程中()。A.B.導體棒減少的重力勢能全部變成電阻R產生的焦耳熱C.導體棒的加速度可能先增加后減小，最終減小到零D.導體棒的速度可能先增加，也可能先減小，也可能不變參考答案：D參考解析：磁場范圍足夠大，導體棒最終要在磁場中做勻速直線運動，A項錯誤。導體棒在運動過程中重力勢能減少，減少的重力勢能轉化為導體棒的動能和焦耳熱，B項錯誤。如果導體棒進入磁場時受到的安漸減小，故合外力減小，加速度減小，當安培力等于重力時，導體棒做勻速直線運動。由此可知，加速度可能為零，也可能減小，但不會增大，C項錯誤。通過前邊分析可知，導體棒進入磁場時，可能先做加速運動后做勻速直線運動，也可能一直做勻速運動，也可能先做減速運動后做勻速直線運動，D項正確。故本題選D。[單選題]7.如圖，一個邊長為L的正方形虛線框內有垂直于紙面向里的勻強磁場；一個邊長也為L的正方形導線框所在平面與磁場方向垂直；虛線框對角線ab與導線框的一條邊垂直，ba的延長線平分導線框，在t=0時，使導線框從圖示位置開始以恒定速度沿ab方向移動，直到整個導線框離開磁場區(qū)域，以i表示導線框中感應電流的強度，取逆時針方向為正，下列表示i—t關系的圖示中，可能正確的是()A.B.C.D.參考答案：C參考解析：導線框前邊剛進入磁場區(qū)域的過程中感應電流為逆時針方向，且由知感應電流逐漸增大，當導線框的前邊完全進入磁場而后邊還未進入磁場的過程中，導線框中的電流恒定不變，之后，當導線框的前邊開始出磁場而后邊還未進入磁場的過程中，導線框中的電流開始逐漸減小，再后，當導線框的前邊出磁場而后邊開始進磁場的過程中線框中的電流大小繼續(xù)減小，且減小的情況比前一階段減小情況加急(因為前后兩邊形成的電動勢反向抵消)，直到電流減小到零，共4種情況，依次類推此后也是4種情況，所以只有C正確。[單選題]8.鈾239經過衰變可產生钚239。關于鈾239的衰變，下列說法正確的是()A.與的核內具有相同的中子數和不同的核子數B.放射性物質發(fā)生β衰變時所釋放的電子來源于核外電子C.經過2次β衰變產生D.溫度升高，的半衰期減小參考答案：C參考解析：的核內具有相同的核子數，但中子數不同，題干中的衰變相當于兩個中子變成了質子，即發(fā)生了兩次β衰變，本題選C。半衰期與該元素質量.壓強.溫度無關。[問答題]1.有一外半徑R1為10cm，內半徑R2為7cm的金屬球殼，在球殼中放一半徑R3為5cm的同心金屬球。若使球殼和球均帶有q=10-8C的正電荷。問兩球體上的電場如何分布?取無窮處為O電勢點，球心的電勢為多少?參考答案：詳見解析參考解析：取r[問答題]2.案例下面為一道物理習題和某同學的解答過程。題目：如圖所示，正電荷q1固定于半徑為R的半圓光滑軌道的圓心處，將另一帶正電.電荷量為q2.質量為m的小球，從軌道的A處無初速度釋放，求：(1)小球運動到B點時的速度大?。?2)小球在B點時對軌道的壓力。解：(1)設小球通過軌道最低點時的速度大小為v，小球從A到B的過程中只有重力做功，根據動能定理得：mgR=可得(2)以小球為研究對象，對其受力分析。小球受重力.支持力和電場力，則有：所以小球在B點時對軌道的壓力為問題：(1)指出此道試題檢測了學生所學的哪些知識點。(4分)(2)指出學生解答中的錯誤，分析錯誤產生的可能原因，并給出正確解法。(6分)(3)針對該同學的作業(yè)，設計一個教學片段或教學思路幫助他解決該問題。(10分)參考答案：詳見解析參考解析：(1)本題檢測了受力分析.牛頓第二定律.牛頓第三定律.圓周運動.動能定理.庫侖定律等知識點。(2)學生已經掌握了題干中庫侖力做功的情形，并正確求出了小球在B點的速度，但是忽略了小球是做圓周運動，其所受合力提供向心力。另外應該用文字說明，小球受到的支持力和小球對軌道的壓力大小相等，方向相反。正確解法為：①設小球通過軌道最低點時的速度大小為v，小球從A到B的過程中只有重力做功，根據動能定理得：②以小球為研究對象，對小球進行受力分析，小球受重力.支持力和庫侖力，做圓周運動，重力.支持力與庫侖力的合力提供向心力，根據牛頓第二定律得：由牛頓第三定律得，小球通過軌道最低點時對軌道的壓力大小為：(3)師：同學們,閱讀完這道題,我們看第一問,求小球運動到B點時的速度大小，這個我們應該怎么求呢?生：這一問很簡單,因為從A到B運動的過程中只有重力做功,所以可以直接用動能定理求解。根據動能定理列出式子mgR=1/2mv2，就可以得出v=。師：回答得非常正確。既然同學們分析出了從A到B運動的過程中只有重力做功，想必同學們對小球的受力情況一定分析了。那么，同學們能說說小球都受哪些力嗎?生：受豎直向下的重力，沿半徑方向的支持力和沿半徑方向的庫侖力。師：對小球的受力分析得很透徹。那第二問求小球在B點時對軌道的壓力，應該怎么求呢?生：根據受力分析，師：這個式子是根據什么列出來的呢?能分析一下小球的運動狀態(tài)嗎?生：我錯了，小球不是處于平衡狀態(tài)，而是在做圓周運動。師：是的，物體的受力和運動狀態(tài)是息息相關的：還記得對物體進行受力分析的基本方法嗎?生：第一，確定研究對象；第二，按照次序畫受力示意圖，先主動力.后被動力，先場力.后接觸力；第三，結合物體的運動狀態(tài)分析，比如是靜止還是運動，是直線運動還是曲線運動，列出方程。我沒有分析小球的運動狀態(tài)，想當然地認為，受力平衡了。師：是的，剛剛這個步驟是我們通過大量實踐總結出來的分析思路，方法記住了，還要學以致用?，F(xiàn)在你能根據這個思路重新做一下這個題嗎?生：以小球為研究對象，對小球進行受力分析，小球受重力.支持力和庫侖力，做圓周運動，重力.支持力與庫侖力的合力提供向心力，所以有師：這個力是題干要求的力嗎?看一下題，題目要求的是哪個力，你現(xiàn)在求出來的又是哪個力呢?生：題干要求的是小球在B點時對軌道的壓力，我求的這個力是小球受到的軌道的支持力，它們是相互作用力，所以還需要運用牛頓第三定律。師：對，牛頓第三定律說明了作用力與反作用力的關系，常用來轉換研究對象。生：我明白了，老師。[問答題]3.案例：下面為一道物理試題和某學生的解答過程。題目：有一個直流電動機，把它接入0.2V電壓的電路時，電動機不轉，測得流過電動機的電流是0.4A；若把電動機接入2.0V電壓的電路中，電動機正常工作，工作電流是1.0A。求電動機正常工作時的輸出功率是多少?如果在電動機正常工作時，轉子突然被卡住，電動機的發(fā)熱功率是多少?解：電動機不轉時可以計算出電動機的內阻。問題：(1)指出此道試題檢測了學生所學的哪些知識點。(4分)(2)分析錯誤原因并給出正確解題過程。(6分)(3)針對學生解題過程中存在的問題，設計一個教學片段，幫助學生解決此類問題。(10分)參考答案：詳見解析參考解析：(1)知識點：純電阻電路與非純電阻電路的區(qū)別，以及電功率.熱功率的計算。(2)錯誤原因：電動機正常工作時，轉子突然被卡住，相當于由非純電阻電路變成了純電阻電路，此時回路正確解答過程：解：電動機不轉時可以計算出電動機內阻，(3)教學片段：師：對于一個純電阻電路而言，電功率和熱功率是相等的，這是為什么?生：因為只有電阻消耗電能。師：那么，對于一個非純電阻電路而言，電功率和熱功率還相等嗎?生A：相等。生B：不相等。師：我聽見有兩種答案，看來大家還不是特別清楚。大家還記得什么是非純電阻電路嗎?生：電路中不僅有內阻發(fā)熱消耗電能，還要對外做功消耗電能。師：沒錯，非純電阻電路中，電能消耗由兩部分組成，一部分是發(fā)熱，還有一部分是對外做功。發(fā)熱對應熱功率，對外做功對應輸出功率，電能消耗對應總功率。所以它們三者的關系是P總=P輸+P損。如果，限制非純電阻電路對外做功，此時誰會消耗電能呢?消耗多少?生：只有內阻消耗電能，而且全部消耗。師：非常正確，所以對于一個非純電阻電路而言，如果對外做功，則電功率等于熱功率；如果不對外做功，則電路相當于純電阻電路，電功率等于熱功率。[問答題]4.閱讀下列材料，完成教學設計。材料一《普通高中物理課程標準》(實驗)關于力的分解內容標準和要求為：通過實驗理解力的分解。會用作圖法求分力，能根據解決問題的需要對力進行正交分解。知道什么是矢量，什么是標量。會進行簡單的矢量分析。例如，用平行四邊形定則進行矢量的合成。能用力的合成與分解分析日常生活中的問題，會運用直角三角形的有關知識對合力和分力進行計算。材料二下圖是人教版高中物理新課程必修l中的圖片。材料三教學對象為高中一年級學生，已經學過力.平行四邊形定則及力的合成等知識。任務：(1)簡要分析材料二，說明學生在知道矢量的定義以后為什么還要“說一說”。(4分)(2)完成給定材料的部分教學設計，內容包括教材分析.教學目標.教學方法.教學過程，并說明設計思想。(24分)參考答案：詳見解析參考解析：(1)在學過了力的合成.力的分解這兩節(jié)之后，教科書才給出矢量的定義。這里強調的是，并非所謂有“方向”的量都是矢量,矢量必須遵從一定的加法法則。通過“說一說”深化矢量相加的法則,知道了定義并不等于掌握了這個概念。在知道了矢量的定義之后地部書以速度矢量為例詳細地討論了在一條直線上的v1.v2與它們的變化量△v之間的方向關系,為以習加速度的方向與速度方向的關系打下基礎。在這樣的討論之后，說一說”欄目又引導學生進一步討論當v1.v2不在一條直線上時求它們的變化量△v的方法。(2)“力的分解”教學設計【教材分析】高中物理第一章第六節(jié)“力的分解”是在前五節(jié)學習了力的初步概念，常見力和力的合成的基礎上，研究力的分解問題。它是前幾節(jié)知識內容的深化，依據可逆性原理和等效思想強化矢量運算法則，同時矢量運算始終貫穿在高中物理知識內容的全過程，具有基礎性和預備性，為以后學習位移.速度.加速度等矢量奠定基礎。因此，本節(jié)內容具有承上啟下的作用。矢量概念是高中物理引進的重要概念之一，是初中知識的擴展和深化。在初中物理中，學生只學習了同一直線上的力的合成，“代數和”的運算在學生頭腦中已成定勢，造成了學生的認知斷層，因此本節(jié)教學的重點是：理解力的分解是力的合成的逆運算，在具體情況中運用平行四邊形定則：教學難點是：在力的分解中如何判斷力的作用效果以及分力的方向?！窘虒W目標】(1)理解分力的概念，理解力的分解是力的合成的逆運算，遵循平行四邊形定則；初步掌握一般情況下力的分解要根據實際需要來確定分力的方向；會用作圖法和直角三角形的知識求分力；能區(qū)別矢量和標量，知道三角形定則，了解三角形定則與平行四邊形定則的實質是一樣的。(2)進一步領會“等效替代”的思想方法；通過探究嘗試發(fā)現(xiàn)問題.探索問題.解決問題；掌握應用數學知識解決物理問題的方法。(3)通過猜測與探究享受成功的快樂；感受物理就在身邊，有將物理知識應用于生活和生產實際的意識?！窘虒W方法】針對本節(jié)課的特點，采用實驗體驗.問題解決式教學法?！驹O計思想】讓“學生主體，教師主導”在教學中得以體現(xiàn)，從理論深入到實際。其操作策略是：①問題學生提：讓學生提出問題，體現(xiàn)了學生自主學習的主動性，有利于發(fā)展學生思維：②認知準備。注重學生認知準備，提高課堂教學的達成度，這堂課前的認知準備分兩個層次，一是淺加工階段的認知準備，如分力.力的分解概念等；二是深加工階段的認知準備，學生提出的問題，能擊中要害，抓住關鍵=③學生體驗.感受，形成直覺思維，能突破難點，同時留下深刻印象。(D巧用評價，激活學生內動力。采用師生情感共鳴.配合默契.體驗成功的內在激勵方式，從深層.長久.公平的角度，讓評價內化為學生內動力?！窘虒W過程】(一)新課引入創(chuàng)設情境(視頻播放)。為什么人從繩子的中間用力拉時能夠很容易把車拉動呢?設計意圖：從生活情境中引入新課，激發(fā)學生的好奇心，活躍課堂學習氛圍，同時能培養(yǎng)學生學習物理的興趣。(二)新課教學?1.復習力的合成，便于學生學習新課。?2.提出問題：力的分解應如何進行?結論：力的分解是力的合成的逆運算。?3.如何確定兩個分力的方向呢?根據平行四邊形定則來分解又如何呢?設計意圖：使學生明確已知一個力，如果根據平行四邊形定則可以作出無數多個分力。如果給定兩個分力的方向，分解的答案能唯一確定嗎??4.探究Ⅰ演示實驗：觀察在斜面上的小車，其重力產生的效果。步驟一：在傾角不變的情況下，在小車上放一個大鉤碼，待穩(wěn)定后引導學生觀察。步驟二：在小車重力不變的情況下，改變傾斜角，引導學生觀察。課堂訓練：已知一個力，根據這個力的作用效果來確定兩個分力的方向，接著根據平行四邊形定則計算分力的大小。目的：讓學生及時地應用所學知識。?5.探究Ⅱ設問：如圖，大人斜向上拉車的力產生哪些效果?分組實驗：[器材](每兩個學生一套)臺秤.木塊(一側面帶羊眼).夾有滑輪的支架各一個，鉤碼.細線若干。[步驟]①把木塊放在臺秤上，如圖，在實驗記錄表中第一行記錄臺秤的讀數。②將細繩的一端與木塊上的羊眼相連，另一端與鉤碼相連，并把繩子掛在支架上的滑輪上。保持滑輪的高度不變，增加繩上的鉤碼，在表中記錄相應的數據。③保持鉤碼不變，改變滑輪的高度h，在表格中記錄相應的數據。設計意圖：通過探究實驗,讓學生親自體驗科學探究過程,并在探究的過程中突破教學重點和難點。使學生明確斜向上的拉力產生兩個作用效果,一個作用效果是豎直向上拉物體,另一個作用效果是使物體向前滑動。課堂訓練：已知一個力,根據這個力的作用效果來確定兩個分力的方向,接著根據平行四邊形定則計算分力的大小。結論：確定兩個分力的方向后，根據幾何知識就能計算分力的大小。設計意圖：培養(yǎng)學生利用知識去分析問題.解決問題的能力，同時提高學生應用知識的能力。?6.呼應新課引入(視頻播放)為什么人從繩子中間拉車時更容易把車拉動呢?為什么將繩子逐漸拉開時，繩子會斷呢?利用力的分解知識進行解釋，同時用視頻播放變化過程。設計意圖：創(chuàng)造一個充滿活力的課堂，培養(yǎng)學生應用物理知識解決生活問題的意識，讓學生從生活走進物理，從物理走進社會。同時使用動畫演示，使課堂教學的效率大大提高。?7.小結與作業(yè)：①根據力的實際效果進行力的分解。②根據力的平行四邊形定則計算分力的大小。布置作業(yè)：課后第2.3題。設計意圖：培養(yǎng)學生分析物理問題.解決物理問題的能力。?8.板書設計：①根據力的實際效果進行力的分解。②根據力的平行四邊形定則計算分力的大小。設計意圖：把整節(jié)課的重點內容呈現(xiàn)給學生，讓學生一目了然。[問答題]5.閱讀下列材料，完成教學設計。材料一《普通高中物理課程標準》(2017年版)關于“電容器的電容”的內容要求為：觀察常見的電容器，了解電容器的電容，觀察電容器的充.放電現(xiàn)象。能舉例說明電容器的應用。材料二高中物理某教科書“電容器的電容”一節(jié)的部分內容。材料三教學對象為高中二年級學生，已學過庫侖定律.電場.電勢.電勢差等知識。任務：(1)簡述什么是電容。(4分)(2)根據上述材料，完成“電容器的電容”的教學設計。教學設計要求包括：教學目標.教學重點.教學過程(要求含有教學環(huán)節(jié).教學活動.設計意圖等)。(24分)參考答案：詳見解析參考解析：(1)電容器所帶的電荷量Q與電容器兩極板間的電勢差U的比值，叫做電容器的電容。(2)教學設計如下：“電容器的電容”教學設計[教學目標](1)知道什么是電容器以及常用的電容器；理解電容器的電容概念及其定義，并能用來進行有關的計算；知道公式及其含義,知道平行板電容器的電容與哪些因素有關；會對平行板電容器問題進行動態(tài)分析。(2)掌握利用比值法定義物理量的方法；學會在實驗中用控制變量法進行實驗。(3)結合實際，激發(fā)學習物理的興趣。【教學重點】電容的概念?！窘虒W難點】電容的定義和引入。對平行板電容器的動態(tài)分析?！窘虒W方法】啟發(fā)式.探究式.類比法?！窘虒W過程】一.創(chuàng)設情境，引入新課(在上課開始時用多媒體展示各種各樣電容器的圖片，讓學生感知電容器。)導入：同學們見過圖片上的這些東西嗎?它們都是電容器。電容器在我們當今生活中隨處可見，如電腦.電視機.手機等幾乎所有用電器中都有電容器。電容器的工作分為充電和放電過程。放映幻燈片，認識充放電過程的特點。請學生歸納：充電：極板帶電量Q增加。放電：帶電量Q減小。介紹充電和放電過程中能的相互轉化情況，并強調電容器的帶電量是指一個極板所帶電量的絕對值。請學生討論電容器工作的特點并歸納，電容器充電時是將電荷貯存，放電時是將正負電荷中和。設計意圖：這樣讓學生更加清楚認識電容器是一種貯存電荷的容器，也是一個儲能的元件。放映幻燈片：照相機的外置閃光燈，電腦的鍵盤等都是電容器。提出問題：電容器儲存電荷本領的強弱如何呢?從而引出電容的概念。二.進行新課(一)電容介紹電容器的電容的定義，并給出電容的定義式，讓學生知道這是一種按比值定義物理量的方法。提問前面學到過哪些按比值定義的物理量?請學生回答，并給予指正和評價。(如均是按比值定義的)設計意圖：要讓學生知道這是一種定義物理量的方法，讓學生通過對比.歸納學習物理知識：提出問題，引導學生思考討論：電容器帶電時有電容，不帶電就沒有電容。這種說法正確嗎?引導學生思考討論后，介紹水桶裝水時有裝水的本領，不裝水時也有裝水的本領。如同電容器帶電時有貯存電荷的本領，不帶電時也有貯存電荷的本領。因此電容就是用來描述電容器貯存電荷本領的強弱的，與電容器是否帶電無關。就像不同的水桶需要注入不同的水量才能達到相同的水位一樣，不同電容的電容器充