中小学教师资格考试-高中物理 真题+参考答案

教师资格考试 真题+参考答案2021年下半年教师资格证考试真题试卷物理学科知识与教学能力（高级中学）一、单项选择题（本大题共8小题，每小题5分，共40分）1.某高中物理教科书设置了如图1所示的问题情境，其目的是为了引导学生学习（）（人教版必修1P25）A.位移 B.路程 C.速度 D.加速度1.D。本题考查加速度的物理意义。本题中，两车的速度变化量是相等的，”速度大”这一点无法说明，速度变化的时间不同，即v/t（为加速度a）不同，加速度是描述物体运动快慢变化的物理量，即描述物体速度变化快慢的物理量。故本题选D。2.如图2所示，小球P、Q分别从2l和l的高度水平抛出后落地，上述过程中P、Q的水平位移分别为l和2l。若忽略空气阻力，下列说法正确的是（）A.P和Q运动时间相等 B.P和Q位移大小相等C.Q的初速度是P的2倍 D.P和Q的末速度大小相等2.B。本题考查平抛运动的特点。小球P、Q做平抛运动，竖直方向上有：h=，水平方向上有：x=v0t，可知运动时间取决于竖直方向的位移，即t=。小球P、Q竖直方向下落的距离不相等，根据t=可得，P和Q运动时间不相等，A错误。由图可知，物体的位移s=，即P和Q位移均为，B 正确。水平方向物体为匀速直线运动，由v0=，可得P的初速度为，Q的初速度为，Q的初速度是P的倍，C错误。只有重力做功，根据动能定理-=mgh，可得，P的末速度为，Q的末速度为，D错误。故本题选B。3.图3是甲、乙两实心物体的质量m和体积V关系图像，若将甲、乙放入足够深的水中，关于它们静止时所受浮力的大小，下列判断正确的是（）A.若甲、乙的质量相同，则其所受浮力之比为1:4B.若甲、乙的质量相同，则其所受浮力之比为1:8C.若甲、乙的体积相同，则其所受浮力之比为1:1D.若甲、乙的体积相同，则其所受浮力之比为1:23.A【解析】本题考查浮力与密度的相关知识。根据=m/V，由图可知甲的密度=4 g/cm3，会沉在水底；乙的密度=0.5 g/cm3，会漂浮在水面。当甲、乙质量相同时，设质量为m，甲沉底，所受浮力F=水gV排=水gV=水g=，乙漂浮，所以乙受到的浮力F=mg，因此F:F=1:4，A正确，B错误。当甲、乙体积相同时，设体积为V，甲沉底，所受浮力F=水gV排=水gV，乙漂浮，所受浮力F=mg=gV=水gV，因此F:F=2:1，CD错误。故本题选A。4.某理想变压器原、副线圈所接电路如图4所示，其中，R1=R2=R3，电压表和电流表均可视为理想电表，闭合开关S后，下列说法正确的是（）A.电流表A1的示数变大B.电流表A2的示数不变C.电压表V1的示数变大D.电压表V2的示数不变4.A。本题考查理想变压器原、副线圈的关系及运算。理想变压器中原线圈的输入功率等于副线圈的输出功率，即P入=P出，且理想变压器中副线圈中电压由原线圈电压和原、副线圈匝数比共同决定，故闭合前后副线圈中总电压不变，电压表V1的示数不变，C错误。当闭合开关S后，副线圈中总电阻变小，干路电流变大，由于u原i原=U副I副，所以原线圈中电流变大，电流表A1的示数变大，A正确。闭合开关S后，总电阻变小，总电流变大，R1阻值不变，两端电压变大，因此电压表V2的示数变小，电流表A2的示数变小，B、D错误。故选A。5.如图5所示，边长为a的正方形四角顶点有带电量为q，2q，-4q和2q的点电荷，该正方形中心位置的电场强度大小为（）A. B. C. D.5.D。本题考查点电荷电场强度的叠加原理。设对角线的交点为O，在边长为a的正方形四个顶点A、B、C、D上依次放置电荷量为q、2q、-4q和2q的点电荷，B、D两正点电荷电荷量相等，O点在BD中点，B、D两点上的电荷在O点产生的场强大小相等，方向相反，即B、D两点电荷在O点产生合场强为零。A、C两点的电荷在O点产生的场强大小根据点电荷电场强度E=计算，其中AO=CO=，得合场强大小为，方向由A指向D。故本题选 D。6.一定质量的理想气体从状态A经状态B变化到状态C，其图像如图6所示，则状态变化过程中（）A.气体放出2×105 J的热量B.气体吸收2×105 J的热量C.气体放出1×105 J的热量D.气体吸收1×105 J的热量6.B。本题考查热力学定律。根据pV=nRT，理想气体从状态A到状态B的过程中，气体体积增大，p不变，温度增大，气体吸热为 QAB，对外做功W=pV=2×105 J；从状态B到状态 C的过程，体积不变，气体不做功；温度减小，从状态A到状态C，温度先增大后减小到原来状态，温度不变，内能不变，U=Q+W=0。气体吸收的热量等于整个过程气体对外做的功，即2×105 J。故本题选B。7.下列与原子核相关的知识，表述正确的是（）A.衰变现象说明电子是原子核的组成部分B.采用物理或化学方法可以有效地改变放射性元素的半衰期C.两个轻核单独存在时的总质量大于聚变后新核的质量D.重核裂变一定会发生质量亏损，轻核聚变不一定发生质量亏损7.C。本题考查原子物理基本概念。衰变的电子是原子核中的中子转变为一个质子和一个电子，电子来自原子核，但无法说明电子是原子核的组成部分，A错误。半衰期与元素自身物理性质有关，与外界环境无关，物理方法不改变元素的任何性质，而化学方法只能影响原子核核外电子数量，所以放射性元素的半衰期无法改变，B错误。两个轻核发生聚变反应，有质量亏损，释放能量，故两个轻核单独存在时的总质量大于聚变后新核的质量，C正确。重核裂变和轻核聚变都要释放能量，都会有质量亏损，D错误。故选C。8.光电管是一种利用光照射产生电流的装置，当入射的光子能量为4.0 eV时，逸出光电子的最大初动能为0.9 eV，若入射光子的能量为8.0 eV时，逸出光电子的最大初动能为（）A.0.9eV B.3.1eV C.4.0 eV D.4.9 eV8.D。本题考查光电效应实验。光电效应中，金属中的电子在逃逸出金属表面时要克服原子核对它的吸引而做功，其中使电子脱离某种金属所做功的最小值为该金属的逸出功，某种金属的逸出功为固定值。逸出光电子的最大初动能Ek=，根据题目该金属的逸出功=4.0 eV - 0.9 eV=3.1 eV，故当入射光子能量为8.0eV 时，逸出的光电子最大初动能Ek=8.0 eV - 3.1 eV=4.9 eV。故选D。二、计算题（本大题共1小题，共20分）9.在杨氏双缝干涉实验中，用波长为的单色光作为光源，光源到双缝的距离相等，中央亮纹出现在光屏处的O点处，设双缝到观察屏的距离为D，双缝的间距为d，d<<D，光屏上P点到O点的距离为x，若在缝S1的后面放置折射率为n，厚度为t的薄玻璃片，光线可近似看作垂直穿过薄玻璃片，如图7所示。求：（1）未放置玻璃片时，光源到P点处的光程差；（5分）（2）放置玻璃片后，光源到P点处的光程差；（5分）（3）放置玻璃片后，若发现中央亮纹恰好移动到了P点处，玻璃片的厚度t应满足的条件，（5分）（4）放置玻璃片后，相邻亮条纹的间距。（5分）9.（1）未放置玻璃片时，根据光程差公式可得= S2P-S1Pdsin=（2）放置玻璃片后，根据光程差公式可得= S2P-S1P-（n-1）t =-（n-1）t（3）放置玻璃片后，若发现中央亮纹恰好移动到了P点处，即光程差为0，根据光程差公式可得=-（n-1）t=0可得t=（4）相邻亮条纹之间的光程差=-（n-1）t=可求得条纹间距x=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）10.某教师想了解学生对洛伦兹力、电场力的掌握情况，设计了若干检测题，其中一道计算题及学生的解答如下：题目：如图8所示，空间有水平向右的匀强电场和垂直于纸面向外的匀强磁场，质量为m，带电量为+q的滑块沿水平向右做匀速直线运动。滑块和水平面间的动摩擦因数为，滑块与墙碰撞后返回的速度大小为原来的一半，滑块返回时，去掉了电场，恰好也做匀速直线运动，求原来电场强度的大小。解：碰撞前，粒子做匀速直线运动，所受合力为0。所以qE=（mg-qvB） （1）返回时，没有电场力作用粒子仍做匀速直线运动，所以摩擦力f=0由f=N得N=0因此竖直方向 （2）（1）（2）式联立解得。问题：（1）写出该同学解答中的错误，分析产生错误的原因。（10分）（2）设计一个教学片段，帮助学生掌握相关知识。（10分）10.【参考答案】（1）该同学在对粒子碰撞前受力分析时，洛伦兹力方向判断错误。原因可能是学生对于判断粒子受力分析时，应用的左手定则概念模糊及使用条件混淆。（2）教学片段：师：在遇到一种有力的判断又有运动过程分析的运动模型，这类题目应该如何入手？生：首先应该先分析运动情况，明确运动分为几个部分，分阶段进行受力分析。师：很好！同学们对于学过的物理方法掌握的比较牢固，那接下来谁来详细说说本道题目运动分为几个阶段？生：分为碰撞前和碰撞后的两个阶段。师：不错，那接下来就按照这两个阶段分阶段进行受力分析，首先是碰撞前，该滑块受几个力？生：重力、电场力、洛伦兹力，还有摩擦力。师：说得对。在分析这些力的方向时，同学们一定要注意，尤其是洛伦兹力。洛伦兹力的方向是用左手定则来判断的，切记不要用错手，否则受力方向就会反向。接下来挑一位同学分析一下碰撞前滑块的受力情况。生1：碰撞前，滑块做匀速直线运动，说明所受合外力为零，水平方向电场力等于摩擦力，即qE =f=FN=（mg+qvB）。师：回答正确，分析思路非常清晰，那学生2来分析一下碰撞后的情况吧。生2：碰撞后，滑块速度变为，运动方向改变，所以洛伦兹力方向向上，撤去电场，但滑块仍做匀速运动，说明此时所受合外力仍然为零，水平方向上摩擦力只能等于零，所以竖直方向上有 师：很好！那现在同学们能求出电场强度了吗？生：可以！只需根据两个等式解方程即可，求得11.案例：下面是实习教师试讲高中物理“弹力”一节课，以及指导教师和实习教师讨论的片段：实习教师：同学们，刚才我们学习了胡克定律，知道弹簧发生弹性形变时，弹力的大小F跟弹簧伸长的长度x成正比，即：F=kx，哪位同学知道这个规律是怎样得到的？学生：是英国科学家胡克通过实验研究得到的。实习教师：同学们想知道实验是如何做的吗？学生：想！实习教师：好。下面老师给大家讲讲探究弹簧弹力大小与弹簧伸长量关系的实验方法，大家看黑板（图9）。胡克定律 F=kx 图9（实习教师一边板书，一边讲）实习教师：铁架台上挂有弹簧和刻度尺。弹簧下端固定有箭头，实验时，在弹簧下端分别悬挂不同质量的钩码，每挂一个钩码，记下钩码的质量以及箭头所指刻度尺的刻度，将记录下来的数据，以横轴为钩码所受的重力，纵轴为对应的刻度尺的刻度值，作图，通过实验发现，弹簧受力与弹簧伸长量的关系是一条直线，求出直线的斜率就得到了弹簧的劲度系数，同学们知道怎么做了吗？指导教师：这节课讲实验方法这段，要注意有科学性错误另外，可以考虑融入一些我国科技史的资源。胡克是和牛顿同时代的物理学家，他在1678年发表了对弹力的研究，所得的规律被后人称为胡克定律。历史上，我国劳动人民很早就掌握了测量弹力的方法，并应用于生产实践。1637年，我国明代学者宋应星在天工开物一书中就记载了一种测量弹力的方法：“凡试弓力，以足踏弦就地，秤钩搭挂弓腰，弦满之时，推移秤锤所压，则知多少。”书中还有一幅配图（图10）。大家下去好好研究一下，如何将该资源融入到教学中去。（天工开物P274）问