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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)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。

做一做

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 ．

2 B ．

2 C ．

D ．gh 2

2．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1?和2?，则2

??为（）。

A ．3

B ．

5 C ．2 D ．

5 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3-2 B．选修3-3

C．选修3-4 D．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，R 1=340Ω，R 2=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U 1=63V ，电流表的示数为I 1=0.18A 。

求：当S 与2接触时，电流表的示数I 2和电压表的示数U 2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 V

R 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 =

1gt 可知g

t 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2

b kdQ r

kdQ

dU +==

，

则整个圆环在x 处的电势122

,,2P kdQ kQ kQ kQ

U U b

b x b x b b =

+++?

12222

,52

(2)P P P U kQ kQ U U b b b =

=+。

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 T

=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 ，dt

v =

可知： x k dt

=， x

=kdt

对该式进行积分

kdt dx x

初始位移和时间都为0

kt x =2

224

k x t =

x=x （t ）

t k dt dx v 22

v=v （t ）

k 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：＇

1r R U I +=

，带入数据，r ＇=10

Ω。

所以，22720.252301050E V

I 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=÷==

35018.0632

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。

教师：嗯，分析得很对，通过对已知条件的分析我们可以知道电流表是需要考虑内阻的。学生：好的，老师，我们明白了！

教师：现在我们把题中电流表内阻这个陷阱解决后，后面就不难解决了。接下来大家继续求解这道题，要细心。

11．【参考答案】

（1）在上述教学片段中，教师的整个教学过程并没有设置任何教学策略帮助学生达到成功学习的目的，不妥之处主要体现在以下几个方面：

①提问的引导启发方面：教师对于这个问题，没有帮助学生分析题目信息，而是直接将问题抛给学生回答，没有起到一个良好的引导者的角色，导致学生的学习效果不好。

②评价反馈方面：教师针对学生的错误答案，没有细致分析其出错原因，学生也不能通过教师

的反馈信息获得新的思考，导致学生学水平不高。

（2）在新课改的教育背景下，学会学习是每一位学生生存和发展的重要条件，提升自身的学习水平，“以发展为本”是课堂的根本任务，每一位学生都要学会理解和思考，学会掌握和运用，学会分析和归纳，学会探索和发现，学会质疑和批判，学会合作和分享。三位同学在学习物理过程中存在以下问题：

甲同学缺乏学习的自主性，是一种机械学习的表现。甲同学在题目出现之后，根据自身以往经验，依靠单纯模仿和记忆，不经过思考，直接得出结论“不知道拉力有没有拉动”，对于物理学习中的困难没有正确认识，缺乏克服困难的信心。