2016年上半年中小学教师资格考试 物理学科知识与教学能力试题(高级中学)试卷真题及答案

2016年上半年中小学教师资格考试 物理学科知识与教学能力试题（高级中学）注意事项：1．考试时间为120分钟，满分为150分。

2．请按规定在答题卡上填涂、作答。

在试卷上作答无效，不予评分。

一、单项选择题（本大题共8小题，每小题5分，共40分）在每小题列出的四个备选项中只有一个是符合题目要求的，请用2B 铅笔把答题卡上对应题目的答案字母按要求涂黑。

错选、多选或未选均无分。

1．图1所示为高中物理某教科书描述的一个测定反应时间的小实验。

测定反应时间日常工作中，有时需要人们反应灵敏，对于战士、驾驶员、运动员等更是如此。

从发现情况到采取相应行动所经过的时间叫做反应时间。

这里介绍一种测定反应时间的简单方法。

请一位同学用两个手指捏住直尺的顶端（图2.5-2），你用一只手在直尺下方做捏住直尺的准备，但手不能碰到直尺，记下这时手指在直尺上的位置当看到那位同学放开直尺时，你立即捏住直尺，测出直尺降落的高度，根据自由落体运动的知识，可以算出你的反应时间。

图1若测得直尺下落的高度为h ，重力加速度为g ，则反应时间为（ ）。

A ．gh2 B ．hg2 C ．gh2D ．gh 22．图2所示为学校实验室常见的三孔插座和三角插头。

按照规范，插孔①、②和③分别连接（ ）。

A ．地线、零线和火线B ．地线、火线和零线C ．零线、火线和地线D ．零线、地线和火线3．某单摆做小角度摆动，其振动图像如图3所示，则关于摆球的速率v 和悬线对摆球的拉力F 说法正确的是（ ）。

A ．t 1时刻v 最大，F 最小B ．t 2时刻v 最大，F 最大C ．t 3时刻v 为零，F 最大D ．t 4时刻v 为零，F 最小4．如图4所示，半径为b 的圆环状导线均匀带电，在垂直于环平面的轴线上有两点P 1和P 2，P 1、P 2到环心的距离分别为b 和2b ；设无限远处电势为零，P 1、P 2的电势分别为1ϕ和2ϕ，则21ϕϕ为（ ）。

A ．3B ．25 C ．2 D ．25 5．某同学做双缝干涉实验，开始两缝宽度相等，出现了清晰的干涉条纹；然后他将其中一缝的宽度略微调窄，且保持两缝的中心位置不变，则（ ）。

A ．干涉条纹间距变宽B ．干涉条纹间距变窄C ．干涉条纹间距不变D ．不能发生干涉现象6．某一密闭容器内装有一定质量的理想气体，起初处于状态甲，现设法降低气体的温度同时增大气体的压强，达到状态乙，则关于该气体，下列判断错误的是（ ）。

A ．状态甲的密度比状态乙的大B．状态甲的内能比状态乙的大C．状态甲的分子平均动能比状态乙的大D．从状态甲变化到状态乙的过程中，放出的热量多于外界对气体做的功7．在极短的距离上，核力将一个质子和一个中子吸引在一起形成一个氘核，下述说法中正确的是（）。

A．氘核的能量大于一个质子和一个中子能量之和B．氘核的能量等于一个质子和一个中子能量之和C．氘核的能量小于一个质子和一个中子能量之和D．氘核若分裂为一个质子和一个中子，一定要放出能量8．《普通高中物理课程标准（实验）》规定，高中物理课程由共同必修模块和选修模块构成。

其中，选修模块涉及的内容，学生可根据兴趣和发展需要选择学习。

若某同学希望学习“机械振动”和“机械波”，他应选学的模块是（）。

A．选修3-2B．选修3-3C．选修3-4D．选修3-5二、计算题（本大题1小题，20分）9．一质点沿x轴正方向运动，其速度按v=k x的规律变化，式中k是正常数。

当t=0时，质点位于原点O处。

求该质点的速度及加速度随时间t的变化规律。

三、案例分析题（本大题共2小题，第11题20分，第12题30分，共50分）10．案例：下面是某同学对一道作业题的解答过程：题目：图5所示电路中，R1=340Ω，R2=230Ω，电源内电阻r=50Ω。

当S处于0状态时，电压表（可视为理想电压表）的示数为72V；当S与1接触时，电压表的示数为示数为U1=63V，电流表的示数为I1=0.18A。

求：当S与2接触时，电流表的示数I2和电压表的示数U2各是多少。

解：设电源电动势为E ，当S 处于0状态时，电源处于开路状态，电压表的示数就是电源的电动势，所以E=72V 。

当S 与2接触时，由闭合电路欧姆定律得：I 2=A VrR E 26.050230722≈Ω+Ω=+由欧姆定律得U 2=I 2R 2=0.26A ×230Ω=59.8V答：当S 与2接触时，电流表示数是0.26A ，电压表的示数是59.8V 。

问题：（1）指出学生解题中的错误，分析错误产生的可能原因并给出正确解法。

（10分）（2）给出一个教学思路，帮助学生正确解答此类问题。

（10分）11．案例：下面是某老师和学生在课堂上讨论摩擦力问题的教学片段。

老师：同学们，大家先看屏幕（图6），谁能说说A 、B 间的摩擦力有多大？图6学生甲：不知道力F有没有把A和B拉动。

学生乙：对！如果A、B间没有相对滑动，A、B之间的摩擦力就是静摩擦力，摩擦力的大小就是10牛。

如果A、B之间有相对滑动，那摩擦力就是滑动摩擦力，大小为6牛。

学生丙：没这么简单吧，老师给的好些数据都没用到。

老师：对啦！解物理题首先要认真读题，题中给出的数据都是有用的，哪个数据没用到，解答一定有问题，这是大家要掌握的。

下面看老师怎样解答这个问题。

问题：（1）上述片段中教师的教学有什么不妥之处？（5分）（2）学生甲、乙、丙的发言反映其物理学习分别存在什么问题？（15分）（3）设计一个教学片段，帮助学生理解相关问题。

（10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：图7所示为高中物理某教科书“自感现象的应用”一节介绍的日光灯电路图。

任务：设计一个教学片段，向学生介绍日光灯的工作原理。

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（实验）》关于“抛体运动”的内容要求为：“会用运动合成与分解的方法分析拋体运动。

”材料二高中物理某教科书“实验：研究平抛运动”一节的部分内容。

材料三 教学对象为高中一年级学生，已学过匀加速直线运动、运动合成等知识。

任务：（1）简述什么是物体的平抛运动。

（4分）（2）根据上述材料，完成“探究物体平抛运动轨迹”的教学设计。

教学设计要求包括：教学目标、教学重点、教学过程（要求含有教学环节、教学活动、设计意图等）。

（24分）2016年上半年中小学教师资格考试物理学科知识与教学能力试题（高级中学）参考答案及解析一、单项选择题1．【答案】A 。

解析：直尺在下落过程中可近似看成是自由落体运动，其初速度为零，加速度为重力加速度g ，根据运动学公式h =221gt 可知ght 2=，则A 正确。

2．【答案】B 。

解析：三孔插座三个孔的接线特点是左零右火上接地，即左零线（N ）右火线（L ）上接地。

3．【答案】B 。

解析：由图可知t 1时刻、t 3时刻位移最大，说明摆球在最大位移处，线速度为零，悬线拉力最小，选项A 、C 错误。

在t 2时刻、t 4时刻位移为零，说明摆球处于平衡位置，摆球速度最大，悬线对它的拉力最大，选项B 正确，D 错误。

故本题选B 。

4．【答案】D 。

解析：建立如图坐标系，电荷元dQ 在x 处产生的电势为22xb kdQ rkdQdU +==，则整个圆环在x处的电势1P kQ U U ====122P P P U U U ===5．【答案】C 。

解析：双缝干涉的条纹间距由波长、双缝的间距以及双缝到屏的距离决定，本题只改变其中一个缝的宽度，并且双缝中心距离不变，则干涉条纹间距不变。

6．【答案】A 。

解析：由C TpV=得p TC V =，温度降低，压强增大，则体积一定减少，气体密度变大，选项A 错误；理想气体的内能只和温度有关，温度越高，则内能变大，选项B 正确；理想气体的温度降低则平均动能变小，选项C 正确；由热力学第一定律∆U=Q+W ，气体内能减少，则放出的热量一定多于外界对气体做的功，选项D 正确。

7．【答案】C 。

解析：一个质子和一个中子发生核反应变成一个氘核时，要释放出核能，故选项C 正确。

8．【答案】C 。

解析：选修3-2划分为三个二级主题：电磁感应，交变电流，传感器。

选修3-3划分为四个二级主题：分子动理论与统计思想，固体、液体与气体，热力学定律与能量守恒，能源与可持续发展。

选修3-4划分为四个二级主题：机械振动与机械波，电磁振荡与电磁波，光，相对论。

选修3-5划分为四个二级主题：碰撞与动量守恒，原子结构，原子核，波粒二象性。

二、计算题9．【参考答案】 由v=k x ，dtdxv =可知： x k dtdx=， xdx=kdt对该式进行积分⎰⎰=txkdt dx x1初始位移和时间都为0kt x =2224k x t =x=x （t ）t k dt dx v 22==v=v （t ）22k dt dv a == a=a （t ）三、案例分析题10．【参考答案】（1）学生错误之处在于计算I 2时没有考虑电流表的内阻；错误原因是学生在分析电路时存在惯性思维，想当然地认为电流表的内阻忽略不计，对电路图、题干的已知条件缺乏正确的分析，对闭合电路欧姆定律的分析不严谨。

正确的解法：设电源电动势为E ，电流表内阻为r ＇，当S 在0处时，电路处于断路状态，此时E=72V 。

根据闭合电路欧姆定律得：＇111r R U I +=，带入数据，r ＇=10Ω。

所以，22720.252301050E VI A R r r ==≈++Ω+Ω+Ω。

＇根据欧姆定律得：U 2=I 2（R 2+r ＇）=0.25A ×240 Ω=60 V 。

所以，I 2=0.25 A ，U 2=60 V 。

（2）教学思路教师：同学们，在大家做题的过程中我看了几位同学的解题过程，发现绝大多数同学都犯了一个错误。

接下来我们一起来分析下这道题，这道题是典型的闭合电路欧姆定律的应用。

当我们在研究这类题型的时候，大多数同学都会把电流表和电压表当做理想电表，但是大家再看一下这道题的题干，能不能把题中的电表当做理想电表呢？为什么？学生：（思考后）老师，这道题没有说电流表是理想电表，只说了电压表可视为理想电表。

教师：嗯，这就是为什么好多人都犯了一个相同错误的原因，好多同学都把电压表和电流表当做理想电表，认为题干没有说明就默认为理想电表。

这个观点是不正确的，我们要具体问题具体分析，要时刻有“需不需要考虑电表内阻”的意识。

其实这道题是要考虑电流表的内阻的，大家分析下是为什么？学生：老师，我发现了，因为Ω=÷==35018.06321实1A V U U R 大于340Ω，所以电流表的内阻是需要考虑的，其数值为10Ω。

我们刚才都忽略了这点，所以我也感觉很奇怪为什么题干还有已知条件没用上。