高中物理教师资格考试学科知识与教学能力2024年下半年测试试题及解答

2024年下半年教师资格考试高中物理学科知识与教
学能力测试试题及解答
一、单项选择题（本大题有8小题，每小题5分，共40分）
1、关于万有引力定律的适用范围，下列说法正确的是( )
A.只适用于天体，不适用于地面物体
B.只适用于球形物体，不适用于其他形状的物体
C.只适用于质点，不适用于实际物体
D.适用于自然界中任何两个物体
答案：D
解析：万有引力定律适用于自然界中任何两个物体，不管是宏观物体还是微观物体，不管是天体还是地面物体，都存在万有引力，故A错误，D正确。

万有引力定律适用于任何形状的物体，如两个靠得很近的球体，其间的万有引力也可以用万有引力定律来计算，只不过此时的r是两球心间的距离，故B错误。

万有引力定律适用于质点，也适用于实际物体，只要物体的大小和形状对所研究的问题没有影响或影响很小，物体就可以看成质点，故C错误。

2、关于重力和万有引力的关系，下列说法正确的是( )
A.地面附近物体所受的重力就是万有引力
B.重力是由于地球的吸引而使物体受到的力，方向总是指向地心
C.同一物体在地球上无论向上或向下运动都受到相同的重力作用
D.地球对物体的万有引力大小等于物体在该处所受的重力
解析：地面附近物体所受的重力是由于万有引力而产生的，但重力并不完全等于万有引力，只有在地球的两极处重力才等于万有引力，故A错误。

重力是由于地球的吸引而使物体受到的力，方向总是竖直向下，但不一定指向地心，故B错误。

同一物体在地球上无论向上或向下运动都受到相同的重力作用，因为重力与物体的运动状态无关，故C正确。

只有在地球的两极处，万有引力才等于重力，在其他地方，由于物体随地球自转需要向心力，所以万有引力大于重力，故D错误。

3、关于弹力，下列说法正确的是( )
A.发生弹性形变的物体，由于要恢复原状，对与它接触的物体会产生弹力作用
B.放在桌面上的书本，它对桌面的压力是由于桌面发生形变而产生的
C.通常所说的压力、支持力和绳的拉力都是弹力
D.相互接触的物体间一定有弹力
答案：A；C
解析：发生弹性形变的物体，由于要恢复原状，对与它接触的物体会产生弹力作用，故A正确；放在桌面上的书本，它对桌面的压力是由于书本发生形变而产生的，故B错误；通常所说的压力、支持力和绳的拉力都是弹力，故C正确；相互接触的物体间若没有发生弹性形变，则没有弹力，故D错误。

4、下列关于电场和磁场的说法正确的是( )
A. 电场线和磁感线都是实际存在的
B. 通电导线在磁场中一定会受到磁场力的作用
C. 电荷在电场中一定会受到电场力的作用
D. 地球周围存在磁场，地磁的N极在地理的北极附近
解析：
A选项：电场线和磁感线都是为了形象地描述电场和磁场而引入的假想的曲线，实际并不存在，故A错误。

B选项：通电导线在磁场中是否受到磁场力，取决于导线中的电流与磁场的方向是否平行。

当电流与磁场平行时，导线不受磁场力作用，故B错误。

C选项：电场的基本性质就是对放入其中的电荷有力的作用，无论电荷是静止还是运动，都会受到电场力的作用，故C正确。

D选项：地球周围存在磁场，地磁的N极在地理的南极附近，地磁的S极在地理的北极附近，故D错误。

5、关于物理学史，下列说法正确的是( )
A. 伽利略发现了万有引力定律
B. 牛顿通过理想斜面实验推翻了``力是维持物体运动的原因’’的观点
C. 卡文迪许利用扭秤实验测出了万有引力常量
D. 法拉第发现了电流的磁效应
答案：C
解析：
A选项：万有引力定律是牛顿在总结前人研究的基础上发现的，不是伽利略发现的，故A错误。

B选项：伽利略通过理想斜面实验推翻了``力是维持物体运动的原因’’的观点，提出了力是改变物体运动状态的原因，这一观点被牛顿在《自然哲学的数学原理》一书中进一步阐述和证明，故B错误。

C选项：卡文迪许利用扭秤实验成功地测出了万有引力常量，这一成果对万有引力定律的验证和天体物理学的发展具有重要意义，故C正确。

D选项：电流的磁效应是奥斯特发现的，不是法拉第发现的，法拉第的主要贡献是发现了电磁感应现象，故D错误。

6、关于物理学的研究方法，下列说法正确的是( )
A. 伽利略在研究自由落体运动时采用了理想实验和逻辑推理的方法
B. 在推导匀变速直线运动位移公式时，把整个运动过程划分成很多小段，每一小段近似看作匀速直线运动，然后把各小段的位移相加，这里采用了微元法
C. 牛顿根据理想斜面实验，提出力不是维持物体运动的原因
D. 探究加速度、力和质量三者之间的关系时，先保持质量不变研究加速度与力的关系，再保持力不变研究加速度与质量的关系，这里采用了假设法
答案：A；B
解析：
A选项：伽利略在研究自由落体运动时，由于当时实验条件的限制，他采用了理想实验和逻辑推理的方法，得出了自由落体运动的规律，故A正确。

B选项：在推导匀变速直线运动位移公式时，由于匀变速直线运动的速度是变化的，为了求其位移，我们采用了微元法，即把整个运动过程划分成很多小段，每一小段近似看作匀速直线运动，然后把各小段的位移相加，从而得出整个过程的位移，故B正确。

C选项：伽利略根据理想斜面实验，提出力不是维持物体运动的原因，而不是牛顿，故C错误。

D选项：探究加速度、力和质量三者之间的关系时，我们采用了控制变量法，即先
保持质量不变研究加速度与力的关系，再保持力不变研究加速度与质量的关系，而不是假设法，故D错误。

7、关于质点，下列说法正确的是( )
A.研究地球的自转时，地球可以看作质点
B.研究“嫦娥”二号探月卫星绕月球的运动轨迹时，卫星可以看作质点
C.研究火车通过南京长江大桥所用的时间时，火车可看作质点
D.研究体操运动员在空中的动作时，运动员可看作质点
答案：B
解析：
A选项：研究地球的自转时，地球的大小和形状不能忽略，因为地球的自转涉及到地球各部分的相对位置和运动状态，所以地球不能看作质点。

故A错误。

B选项：研究“嫦娥”二号探月卫星绕月球的运动轨迹时，卫星的大小和形状相对于其运动轨迹来说可以忽略不计，因此卫星可以看作质点。

故B正确。

C选项：研究火车通过南京长江大桥所用的时间时，火车的长度不能忽略，因为火车的长度会影响其通过大桥所需的时间，所以火车不能看作质点。

故C错误。

D选项：研究体操运动员在空中的动作时，运动员的大小和形状不能忽略，因为运动员的动作就是其身体各部分的相对位置和姿态的变化，所以运动员不能看作质点。

故D错误。

8、关于曲线运动，下列说法正确的是( )
A.曲线运动一定是变速运动
B.曲线运动一定是变加速运动
C.物体在恒力作用下不可能做曲线运动
D.物体在变力作用下一定做曲线运动
答案：A
解析：
A选项：曲线运动的速度方向是沿着轨迹上该点的切线方向，由于曲线运动的速度方向时刻在改变，所以曲线运动一定是变速运动。

故A正确。

B选项：曲线运动的加速度可以变化，也可以不变化。

例如，平抛运动就是一种曲线运动，但它在整个运动过程中只受重力作用，加速度恒定为重力加速度，是匀变速曲线运动。

所以曲线运动不一定是变加速运动。

故B错误。

C选项：物体在恒力作用下也可能做曲线运动。

例如，平抛运动就是物体在重力（恒力）作用下做的曲线运动。

故C错误。

D选项：物体在变力作用下不一定做曲线运动。

如果变力的方向始终与物体的速度方向在同一直线上，那么物体将做直线运动。

故D错误。

二、简答题（本大题有2小题，每小题10分，共20分）
第一题
题目：
简述高中物理课程中关于“动量守恒定律”的教学重点与难点，并说明如何在课堂教学中有效突破这些难点。

答案与解析：
教学重点：
1.动量守恒定律的理解：学生能够理解动量守恒定律的物理意义，即在没有外力作
用或外力作用远小于内力作用的情况下，一个封闭系统中物体动量的总和保持不
变。

2.动量守恒定律的表达式：学生能够准确写出动量守恒定律的数学表达式
(p
初=p
末
)或(∑p
初
=∑p
末
)，并理解其中各符号代表的物理量及单位。

3.动量守恒定律的应用条件：学生能够清晰识别并判断何时动量守恒定律成立，即
系统不受外力或所受外力之和为零，以及掌握在近似情况下如何应用动量守恒定律。

教学难点：
1.动量概念的理解：动量是矢量，具有大小和方向，学生在理解动量变化与速度变
化、质量之间的关系时可能遇到困难。

2.系统与内力的判断：正确判断哪些物体构成一个系统，以及系统内部各物体间的
相互作用力（内力）是动量守恒定律应用的关键，但学生往往难以准确识别。

3.动量守恒定律的灵活应用：在解决具体问题时，学生可能难以将动量守恒定律与
实际问题情境相结合，尤其是涉及到多个物体、多个过程的问题。

有效突破难点的策略：
1.强化动量概念教学：通过生动的实例和直观的动画演示，帮助学生建立动量的物
理图像，明确动量大小与速度、质量的关系，以及动量变化与合外力冲量的关系。

2.细化系统与内力的讲解：通过对比分析，让学生明确系统的划分依据和原则，理
解内力对系统总动量不产生影响的原因。

可以设计一些小组讨论或实验活动，让学生在实践中加深理解。

3.加强练习与反馈：精选具有代表性的例题和习题，引导学生进行分析和解答。

在
讲解过程中，注重解题思路的引导和方法的总结，鼓励学生自己找出错误并纠正。

同时，及时给予学生反馈，帮助他们发现问题并改进。

4.引入实际案例：将动量守恒定律与日常生活、体育运动、航空航天等领域的实际
案例相结合，让学生感受到物理知识的实用性和趣味性，激发他们的学习兴趣和探索欲望。

5.利用多媒体资源：充分利用多媒体教学手段，如动画、视频、模拟实验等，直观
展示动量守恒的过程和结果，帮助学生更好地理解和掌握动量守恒定律。

第二题
题目：
请简述高中物理课程中“牛顿第二定律”的教学重点与难点，并设计一种有效的教学策略来帮助学生理解并掌握该定律。

答案与解析：
教学重点：
1.理解牛顿第二定律的表述：学生需要清晰理解牛顿第二定律“物体的加速度与作
用在物体上的合外力成正比，与物体的质量成反比，加速度的方向与合外力的方向相同”的完整含义。

2.掌握公式F=ma的应用：学生应能熟练地将牛顿第二定律的公式F=ma（其中F是
合外力，m是物体的质量，a是物体的加速度）应用于具体的问题解决中，包括计算物体的加速度、所需的合外力或物体的质量。

3.理解力的矢量性：由于牛顿第二定律中的力和加速度都是矢量，因此学生必须理
解矢量的概念，包括大小和方向，以及如何对矢量进行合成与分解，以便正确应用牛顿第二定律。

教学难点：
1.理解加速度与合外力的瞬时对应关系：牛顿第二定律表明，加速度是合外力作用
的瞬时效果，学生可能难以理解这种“瞬时性”，即加速度的方向和大小会随着合外力的变化而立即改变。

2.区分惯性质量与引力质量：虽然在日常教学中常将两者等同处理，但严格来说，
惯性质量是描述物体改变运动状态难易程度的质量，而引力质量是描述物体间引力作用大小的质量。

对于初学者来说，这种区分可能会造成混淆。

3.综合应用能力的培养：将牛顿第二定律与其他力学知识（如力的合成与分解、运
动学公式等）相结合，解决复杂物理问题的能力，是教学中的一大难点。

有效教学策略：
1.实验演示法：通过设计实验（如小车在不同拉力作用下的加速运动），直观展示
加速度与合外力的关系，以及加速度的瞬时性变化，帮助学生建立感性认识。

2.多媒体辅助教学：利用动画、视频等多媒体手段，模拟物理过程，特别是那些难
以直接观察的过程（如微观粒子的运动），增强教学的直观性和趣味性。

3.案例分析法：选取贴近学生生活的实例，如汽车启动、刹车时的加速度变化，引
导学生分析其中的物理原理，提高他们运用牛顿第二定律解决实际问题的能力。

4.小组讨论与合作学习：组织学生进行小组讨论，鼓励他们相互交流、质疑和解答，
促进思维碰撞，加深对牛顿第二定律及其应用的理解。

5.分层教学与个别指导：针对不同学生的学习水平和理解能力，实施分层教学，为
不同层次的学生提供适切的学习资源和支持；同时，对个别学生进行有针对性的辅导，帮助他们克服学习中的难点。

三、案例分析题（本大题有2小题，每小题25分，共50分）
第一题
题目：
某高中物理教师在讲解“牛顿第二定律”时，采用了以下教学步骤：
1.引入：通过播放一段赛车加速和减速的视频，引导学生观察并思考影响物体运动
状态改变的因素。

2.理论讲解：详细阐述牛顿第二定律的内容，包括公式F=ma的含义及其中的各个
物理量（力F、质量m、加速度a）的含义和单位。

3.公式推导：通过简单的物理模型（如滑块在水平面上的运动）推导出牛顿第二定
律的公式。

4.例题讲解：给出几道典型的例题，让学生尝试解答，并在黑板上展示解题过程，
强调解题思路和步骤。

5.学生实验：组织学生进行分组实验，验证牛顿第二定律，并记录实验数据。

6.总结与反思：引导学生总结本节课的知识点，并鼓励学生提出疑问和反思学习过
程。

问题：
1.分析该教师在教学过程中采用的教学方法和策略，并评价其有效性。

2.如果你是该教师，你会在哪些环节进行改进或增加新的教学活动？
答案与解析：
1.教学方法与策略分析及其有效性评价：
•引入环节：通过视频引入，激发了学生的学习兴趣和好奇心，为后续的理论学习奠定了良好的情感基础。

这种方法直观、生动，有助于学生快速进入学习状态，因此是有效的。

•理论讲解：详细阐述了牛顿第二定律的内容及其公式，确保了学生对基础知识的
理解和掌握。

但此环节可能较为抽象，部分学生可能难以直接理解，需要结合具体实例或实验进行辅助说明。

•公式推导：通过物理模型推导公式，有助于学生理解公式的来源和适用范围，增强了对公式的记忆和理解。

这一环节对于培养学生的逻辑思维能力和问题解决能力是有益的。

•例题讲解：通过例题练习，巩固了学生对牛顿第二定律的应用能力，同时教师的解题示范也为学生提供了良好的学习模板。

但应注意控制例题难度，确保大多数学生都能跟上节奏。

•学生实验：通过实验操作，学生亲身体验了物理规律的验证过程，加深了对牛顿第二定律的理解。

这一环节对于培养学生的实践能力和科学素养是至关重要的。

•总结与反思：引导学生进行总结和反思，有助于巩固学习成果，提高学习效率。

同时，鼓励学生提出疑问和反思学习过程，也有助于培养学生的批判性思维和自主学习能力。

综上所述，该教师在教学过程中采用了多种教学方法和策略，包括视频引入、理论讲解、公式推导、例题讲解、学生实验以及总结与反思等，这些方法和策略在激发学生学习兴趣、培养学生思维能力、提高教学效果等方面都发挥了积极作用。

2.改进或增加的教学活动建议：
•引入环节：除了视频引入外，还可以增加一些生活实例或现象作为引入素材，如汽车启动、刹车时的加速度变化等，使学生更容易将物理知识与生活实际联系起来。

•理论讲解：在讲解过程中，可以适时穿插一些互动问答或小组讨论环节，以检验学生对知识点的理解程度，并促进学生之间的交流与合作。

•例题讲解：除了教师讲解例题外，还可以鼓励学生自己出题并解答，或者让学生之间互相出题解答，以提高学生的参与度和积极性。

•学生实验：在实验过程中，可以增加一些探究性实验环节，让学生自主设计实验方案、选择实验器材、记录实验数据并分析结果。

这样既能培养学生的探究精神和创新能力，又能加深学生对物理规律的理解和应用能力。

•总结与反思：在总结与反思环节，可以引入一些评价工具或量表来评估学生的学习效果和学习态度。

同时，也可以鼓励学生撰写学习心得或反思日记等形式的文字材料来记录自己的学习过程和感受。

这些材料不仅有助于教师了解学生的学习情况并进行针对性的指导，还能促进学生的自我反思和自我提升。

第二题
案例描述：
在一次高中物理课堂上，教师李老师决定采用探究式教学方法教授“牛顿第二定律”的内容。

他首先通过一段视频展示了不同质量的小车在不同力作用下的加速情况，引发了学生的兴趣。

随后，他将学生分为四人小组，每组分配了一套实验器材，包括小车、弹簧秤、刻度尺、砝码等，要求学生自行设计实验方案，探究质量、力和加速度之间的关系。

实验过程中，学生们积极讨论，提出了多种实验设想，并在实践中不断调整和优化方案。

李老师在各组之间巡回指导，鼓励学生大胆尝试，同时纠正了一些错误的操作方法和理解偏差。

最终，各组学生均成功收集到了数据，并尝试用图表和公式表达他们的发现。

在总结阶段，李老师邀请了几组学生代表上台分享他们的实验结果和结论。

通过讨论和对比，学生们逐渐形成了对牛顿第二定律的深刻理解，并掌握了如何运用这一
定律解决实际问题的方法。

问题：
1.分析李老师在本节课中采用探究式教学方法的优点和可能存在的问题。

2.结合案例，谈谈如何进一步提高学生的科学探究能力。

答案与解析：
1.优点与问题分析：
优点：
•激发兴趣：通过视频引入，有效激发了学生的好奇心和求知欲，为后续探究活动奠定了良好的情感基础。

•主动学习：探究式教学方法鼓励学生主动参与学习过程，通过动手操作和实验设计，加深了对物理概念的理解。

•团队协作：分组合作培养了学生的团队精神和沟通能力，通过集思广益，提高了实验设计的科学性和有效性。

•实践与创新：学生在实践中不断调整和优化实验方案，锻炼了他们的创新思维和解决问题的能力。

可能存在的问题：
•时间控制：探究式教学可能需要更多的时间来完成实验、收集数据和讨论分析，可能导致课堂时间紧张。

•学生差异：不同学生的学习能力和兴趣点存在差异，可能导致部分学生在探究过程中感到困惑或失去兴趣。

•教师指导：教师在巡回指导时可能难以兼顾所有学生，部分学生的问题可能得不到及时解决。

•资源限制：实验器材和材料的数量和质量可能限制了学生探究的深度和广度。

2.提高学生科学探究能力的策略：
•明确目标：在实验前明确探究的目标和要求，帮助学生建立清晰的学习路径。

•分层指导：针对不同学习水平的学生提供个性化的指导和支持，确保每位学生都能在原有基础上有所提高。

•加强反馈：及时给予学生实验过程和结果的反馈，帮助他们发现并纠正错误，优化实验方案。

•拓展资源：利用网络资源、课外读物等多种渠道为学生提供更丰富的探究素材和案例。

•鼓励反思：引导学生对实验过程和结果进行反思和总结，提炼出科学方法和思维模式。

•实践应用：将科学探究与实际生活相结合，让学生运用所学知识解决实际问题，增强学习的实用性和趣味性。

四、教学设计题（本大题有2小题，每小题20分，共40分）
第一题
题目：
请设计一节关于“牛顿第二定律”的高中物理新课教学方案，包括教学目标、教学重点与难点、教学方法、教学过程（含导入、新课讲授、巩固练习、总结与作业布置）等部分。

答案与解析：
教学目标
1.知识与技能：学生能够理解并掌握牛顿第二定律的内容、公式及物理意义；能运
用牛顿第二定律分析解决简单的动力学问题。

2.过程与方法：通过实验探究、小组讨论等活动，培养学生观察、分析、推理和解
决问题的能力；学会运用控制变量法研究物理规律。

3.情感态度与价值观：激发学生对物理学的兴趣，培养严谨的科学态度和实事求是
的科学精神；增强团队合作意识。

教学重点与难点
•教学重点：牛顿第二定律的内容、公式及应用。

•教学难点：理解牛顿第二定律的矢量性，能够准确分析物体受力与加速度的关系，以及如何将实际问题抽象为物理模型进行求解。

教学方法
•实验探究法：通过设计实验，让学生直观感受力、质量与加速度之间的关系。

•讲授法：结合多媒体和板书，系统讲解牛顿第二定律的理论知识。

•小组讨论法：针对具体问题，组织学生分组讨论，促进思维碰撞。

•案例分析法：通过实际案例分析，加深学生对牛顿第二定律应用的理解。

教学过程
1.导入新课
•情境导入：播放一段赛车加速或减速的视频，引导学生观察赛车速度变化与哪些因素有关，引出本节课的主题——牛顿第二定律。

•问题导入：提问学生：“为什么赛车能够迅速加速或减速？这与哪些物理量有关？”
激发学生思考，自然过渡到新课内容。

2.新课讲授
•理论讲解：介绍牛顿第二定律的历史背景、内容（物体的加速度与作用力成正比，与质量成反比，方向与合外力的方向相同）和公式（F=ma）。

•实验演示：设计实验，如使用弹簧秤、小车、砝码等器材，通过改变小车所受拉力和质量，观察并记录小车的加速度变化，验证牛顿第二定律。

•矢量性分析：强调牛顿第二定律的矢量性，即加速度的方向与合外力的方向一致，引导学生理解这一点在解决实际问题中的重要性。

3.巩固练习
•例题讲解：选取几道典型例题，如求解物体在恒定外力作用下的加速度、分析物体受力后的运动状态变化等，进行详细解析。

•学生练习：提供一系列练习题，包括选择题、填空题和计算题，让学生独立完成，教师巡回指导，及时解答疑惑。

4.总结与作业布置
•课堂总结：回顾本节课的主要知识点，强调牛顿第二定律的重要性及其在实际生活中的应用。

•作业布置：布置几道综合性较强的作业题，要求学生运用牛顿第二定律分析解决，以巩固所学知识并提高解题能力。

同时，鼓励学生查阅相关资料，了解牛顿第二定律在科技领域的应用实例。

通过以上教学设计方案，旨在使学生全面掌握牛顿第二定律的相关知识，并具备初步的应用能力。

第二题
题目：
请针对高中物理“牛顿第三定律”这一知识点，设计一堂新课的教学设计，包括教。