2015上半年教师资格考试高中物理学科知识与教学能力真题及答案

2015上半年教师资格考试高中物理学科知识与教学能力真题及答案注意事项：1．考试时间为120分钟，满分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）1．李老师用弹簧和物块做成如图1所示的弹簧振子演示振动图象。

课前准备实验时，李老师觉得该弹簧振子振动频率过小，想让振子的频率增大一倍，为此他将（）。

A．换一个质量为原质量两倍的物块B．换一个质量为原质量一半的物块C．弹簧长度减去一半D．弹簧长度减去3/42．雨后，太阳光入射到大气中的水滴发生色散而形成彩虹。

设水滴是球形的，图2中的圆代表水滴过球心的截面，入射光线在过此截面的平面内，a、b、c、d代表四条不同颜色的出射光线，则它们可能依次是（）。

A．紫光、黄光、蓝光和红光B．紫光、蓝光、黄光和红光C．红光、蓝光、黄光和紫光D．红光、黄光、蓝光和紫光3．一定质量的理想气体经历了了A→B→C变化过程，其压强随温度变化的p-t图如图3所示。

气体在A、B、C三个状态时的体积分别为V A、V B、V C。

则通过图象可以判断（）。

A．V A=V B＞V C B．V A=V B＜V CC．V A＜V B＜V C D．V A＞V B＞V C4．一个23892U原子核衰变为一个20682Pb原子核发生 衰变的次数为（）。

A ．6 次B ．10 次C ．22 次D ．32 次5．如图4所示，一个未带电的空腔导体球壳，内半径为R ，在腔内离球心的距离为d 处（d <R ），固定一点电荷+q ，用导线把球壳接地，选无穷远处为电势零点，则球心O 处的电势为（ ）。

A ．0B ．04q dπεC ．04q Rπε-D ．011()4qd Rπε- 6．如图5所示，墙上有两点M 和N 分别钉有两铁钉，M 和N 的连线与水平方向的夹角为45°，两者的高度差为l 。

一条不可伸长的轻质细绳一端固定于M 点的铁钉上，另一端跨过N 点的光滑铁钉悬挂一质量为m 1的重物，在绳上距M 点2l的P 点系上一质量为m 2的重物，平衡后绳的MP 段正好水平。

则12m m 为（ ）。

A ．5B ．52C ．2D ．27．如图6所示，纸平面内两个半径均为R 的半圆相切于O 点，半圆形区域内分別存在垂直纸面的匀强磁场，磁感应强度大小相等、方向相反，一长为2R 的导体杆OA 绕过O 点且垂直于纸面的轴顺时针匀速旋转，t =0时，OA 恰好位于两半圆的公切线上。

若选取从O 指向A 的方向为电动势的正方向，下列描述导体杆中感应电动势ε随时间t 变化的图象正确的是（ ）。

8．《普通高中物理课程标准（实验）》规定，高中物理课程由12个模块组成，有必修和选修模块，其中选修1-1模块物理学科知识的主体为（ ）。

A ．电磁学B ．热学C ．力学D ．光学二、计算题（本大题1小题，20分）9．如图7所示，在半径=0.10 m 的区域内有均匀分布的磁场B ，其方向垂直纸面向外，若该磁场B 的大小以dBdt=10 T/s 的匀速率增加。

（1）求半径r=0.04 m 的导体圆环中的感应电动势及P 点处电场强度的大小。

（10分）（2）已知图8中的3πθ=，oa =ob =0.04 m ，求等腰梯形导线框abcd 中的感应电动势，并指出感应电流的方向。

（10分）三、案例分析题（本大题共2小题，第10题20分，第11题30分，共50分）阅读案例，并回答问题。

10．案例：某教师为了检测学生对电场力做功、电势差等知识的掌握情况，布置了若干练习题，下面是某同学对其中一题的解答过程：题目：如图所示，质量为m 的带电粒子，其带电量为q ，以初速度v 0从A 点竖直向上射入真空中的匀强电场中。

若电场方向水平向右，粒子通过电场中的B 点时，速率02B v v =，方向与电场方向一致，试求A 、B 两点的电势差。

解：带电粒子由A 点运动到B 点的过程中，只有电场力做功，由动能定理，得2201122AB B qU mv mv =-，又02B v v =代入得：232ABmv U q= 答：A 、B 两点的电势差为2032AB mv U q=。

问题：（1）指出学生解答中的错误，分析错误产生的可能原因，给出正确解法。

（10分）（2）给出一个教学思路，帮助学生掌握相关知识。

（10分）11．案例：李老师在进行高中物理“牛顿第一定律”一课教学时，将踢足球的图片投影到了屏幕上（如图9）。

李老师：同学们，我们在初中已经学过了牛顿第一定律和惯性，大家看屏幕上踢球的图片，你们能用初中所学的知识，分析踢球前、后足球的运动状态，并得出物理结论吗？（同学们相互交流了起来）甲同学：踢球前足球不动，踢球后足球就飞了起来，说明力是改变物体运动状态的原因。

乙同学：足球被踢就会飞起来，不被踢就不会动，飞起来的足球不一会就会掉下来不动了。

李老师：乙同学，那你能得出什么物理结论呢？乙同学：物体不受力就不会动。

丙同学：老师，足球在空中飞起来那段，没有受到力的作用，但足球还在运动，说明不受力的作用时，物体就会不停地运动下去。

丁同学：不对，球在飞行过程中，受到重力的作用，因此才会运动下去，最后掉下来不动的。

李老师：丁同学分析得很好，球会掉下来是因为受到地球引力的作用，但现在我们不讨论引力的问题，同学们思考一下，不讨论引力的作用，球会怎样运动呢？丁同学：可地球不会没有引力呀！李老师：我们可以假设呀！讨论物理问题是可以假设的，不要在课堂捣乱，其他同学还有什么意见吗？（同学们纷纷翻开物理教材看了起来，课堂很安静）李老师：大家还有问题吗？（没有同学回应）李老师：看来大家已经把初中学的物理知识还给你们的老师了。

一切物体在没有受到力的作用时，总保持静止状态或匀速直线运动状态，这就是我们在初中学过的牛顿第一定律，知道了吗？下面大家看看书上的实验。

问题：（1）对上述课堂实录进行评述。

（15分）（2）针对该课堂存在的问题，设计一个改进教学的方案（形式不限，可以是教学思路、教学活动等）。

（15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任务。

材料：图示为某高中物理教材“库仑定律”一节的“探究影响电荷间相互作用力的因素”的演示实验。

演示探究影响电荷间相互作用力的因素O是一个带正电的物体。

把系在丝线上的带正电的小球先后挂在图1．2-1中P1、P2、P3等位置，比较小球在不同位置所受带电体的作用力的大小。

这个力的大小可以通过丝线偏离竖直方向的角度显示出来。

使小球处于同一位置，增大或减少小球所带的电荷量，比较小球所受作用力的大小。

哪些因素影响电荷间的相互作用力？这些因素对作用力的大小有什么影响？任务：（1）说明教材所述“使小球处于同一位置，增大或减少小球所带的电荷量，比较小球所受作用力的大小”的实验设计意图。

（4分）（2）基于该实验，设计一个包含师生交流的教学方案。

（8分）13．阅读材料，根据要求完成教学设计任务。

材料一《普通高中物理课程标准（实验）》关于“气体实验定律”的内容要求为“通过实验了解气体实验定律，知道理想气体模型。

用分子动理论和统计观点理解气体压强和气体实验定律。

材料二高中物理某版本教科书：“气体的等温变化”一节中关于“探究气体等温变化规律”内容如下：实验：如图8.1-1，注射器下端的开口有橡胶塞，它和柱塞一起把一段空气柱封闭在玻璃管中。

这段空气柱是我们研究的对象，实验过程中它的质量不会变化。

实验中如果空气柱体积的变化不太快，它的温度大致等于环境温度，也不会有明显变化。

1．实验数据的收集空气柱的压强p可以从仪器上方的指针读出，空气柱的长度乙可以在玻璃管侧面的刻度尺上读出，空气柱的长度L与横截面积S的乘积就是它的体积V。

用手把活塞向下压或向上拉，读出体积与压强的几组数据。

2．实验数据处理很容易发现，空气柱的体积越小，压强越大。

空气柱的压强是否跟体积成反比呢？我们可以通过图象来检验这个猜想。

以压强p为纵坐标，以体积倒数1V为横坐标，把以上各组数据在坐标系中描点。

如果图象中的各点位于过原点的同一条直线上，就说明压强跟体积的倒数成正比，即压强的确与体积成反比。

如果不在同一条直线上，我们再尝试其他关系。

任务：（1）简述玻意耳定律的内容。

（4分）（2）根据材料完成“气体的等温变化”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（要求含有教师活动、学生活动、设计意图，可以采用表格式、叙述式等）。

（24分） 一、单项选择题1．【答案】D 。

解析：弹簧振子的频率112kf T mπ==，若振子的频率增大一倍，可将物块的质量变为原来的14或者劲度系数k 变为原来的4倍。

根据弹簧长度与劲度系数k 成反比的关系，长度应变为原来的14，可知D 项正确。

2．【答案】B 。

解析：太阳光折射后形成的七种单色光折射率由大到小依次为紫光、蓝光、青光、绿光、黄光、橙光、红光，图中a 、b 、c 、d 四条光线偏折程度逐渐减小，折射率逐渐减小，B 选项正确。

3．【答案】D 。

解析：过理想气体的A 点和B 点，分别做它们的等容变化的p-t 图，可以看出过A 点的直线斜率小，p T 小，由理想气体状态方程pVC T=可知V A >V B 。

B 到C 变化过程，温度相等，压强增加，由理想气体状态方程得V B >V C ，所以V A >V B >V C 。

4．【答案】A 。

解析：一个23892U 原子核衰变为一个20682Pb 原子核的过程中，发生α衰变的次数为（238﹣206）÷4=8次，发生β衰变的次数为2×8﹣（92﹣82）=6次，选项A 正确。

5．【答案】D 。

解析：球壳不接地时，内层感应出等量异种电荷﹣q （不均匀分布，因为内部电场线疏密不均匀），外层带+q 电荷。

接入地后，球壳外层感应的正电荷消失，球壳内层电荷为﹣q ，在O 点产生的电势为04q Rπε-；球内部的点电荷+q 在O 点产生的电势为04q dπε，根据叠加原理，总电势为011()4qd Rπε-。

故选D 。

6．【答案】B 。

解析：对绳子上的结点P 进行受力分析：平衡后设NP 与水平方向的夹角为α，根据几何关系得sin 5α=。

据平衡条件和三角函数关系得21sin N m F F m α==，所以125m m =，故答案为B 。

7．【答案】C 。

解析：根据右手定则，开始时感应电动势的方向为正，因此排除B 、D ，设经过时间t 导体杆转过的角度为α，则t αω=，导体有效切割长度为2sin L R t ω=。

由212E BL ω=可知，222sin ,R E BR t B ωωω=、、不变。

根据数学知识，杆中的电动势在右边磁场区域，从0开始随着时间增大，离开磁场后变为0；进入左边区域后，方向变为负向，电动势从0开始随着时间增大，离开磁场后变为0，可知C 正确，故选C 。