教師資格考試《物理學科知識與教學能力》（高中）前題1【單選題】（江南博格）圖1為中學物理教學中常用的演示實驗示意圖。用不同數量的小球（可以用豆子、玻璃球、鋼球等）從不同高度連續倒在刻度上，觀察指針的擺動情況。這個實驗通常用來幫助學生理解物理知識（ ）。 A.氣體壓力 B.機械能守恒 C.動量守恒 D.功能原理 正確答案：A2018年下半年教師資格考試《物理學科知識與教學能力》（高中）真題及答案參考分析：本實驗利用小球制作氣體分子模型來演示氣體壓力產生的機制。從不同高度落下的小球模擬具有不同平均動能的氣體分子：不同數量的小球模擬具有不同密度水平的氣體分子。實驗表明，氣體的壓力與氣體分子的平均動能和分子的密度有關。 2【單選題】有些球類比賽采用比賽開始前猜硬幣正面和反面的方法來決定誰先開球。如圖2所示，如果裁判以5.00m/s的速度垂直向上拋擲一枚硬幣，無論空氣阻力如何，硬幣能上升的最大高度約為( )。 A.1.27mB.1.35mC.1.40mD.1.54m 正確答案：A2018年下半年教師資格考試《物理學科知識與教學能力》（高中）真題及答案參考解析：均勻向上拋硬幣后做減速直線運動，最終速度為零，重力加速度g≈9.8m/s2。
根據位移公式，？3【單選題】圖3為某防盜門工作原理示意圖，可檢測是否攜帶金屬物品通過防盜門。門框周圍有一個線圈。關閉鑰匙后，當金屬物體通過線圈時，電路中的電流發生變化。然而，當非金屬物體接近時，對電路中的電流沒有影響。其工作原理是（ ）。 A、電流的磁效應 B、電磁感應現象 C、閉路歐姆定律 D、磁場對電流的強大作用 正確答案：B2018年下半年教師資格考試《物理學科知識與教學能力》 （高中）真題問答參考分析：當金屬物體靠近探測器線圈時留學之路，金屬物體會產生渦流，渦流在金屬中產生的磁場會引起線圈的變化。線圈中的磁通量，影響線圈中的電流，從而改變電流的表示。因此，探測器采用電磁感應原理。因此，本題選B。 4 【單選題】如圖4所示，玻璃管內封有一定質量的氣體。氣柱長度為ι，管內外汞面高度差為h。若溫度不變，將玻璃管輕輕壓下一段距離，則（ ）。 Ah、ι 均變大，Bh、ι 均變小，Ch 變大，ι 變小，Dh 變小，ι 變大。正確答案：B2018下半年教師資格考試《物理學科知識與教學能力》（高中）真題及答案參考分析：首先假設氣柱的長度不變，即h不變且h減小，封閉氣體的體積不變，水銀柱的高度減小。管內氣體壓力為p1=p0-p汞。隨著 P1 的增加，管內氣體的體積減少。 ι 必須變小才能恢復平衡，因此 h 減小，ι 也減小。
選項B正確。 5 【單選題】下列核反應中能產生中子的是（ ）。 A.?B.?C.?D.?正確答案：D2018年下半年教師資格考試《物理學科知識與教學能力》（高中）真題及答案參考解析：?6【單選題】如圖如圖5所示，質量可忽略不計的帶電球M和N在水平均勻電場中沿圖中所示路徑移動到同一水平線上的不同位置，然后同時釋放。 M 和 N 均保持靜止，則 ( )。 AM的電荷大于N。BM帶正電荷，N帶負電荷。 C. 運動過程中均勻電場對 M 做負功。 D. 運動過程中均勻電場對 N 做正功。正確答案：C2018下半年教師資格考試《物理學科知識與教學能力》（高中）真題及答案參考分析：由于M和N在均勻電場中均處于靜止狀態，因此M和N上的力N 是平衡的。只有當M帶負電、N帶正電時，M和N上的力才能平衡。 B項是錯誤的。 M和N的力大小滿足IqM=IqN，則可見M和N的電荷相等。 A 項是錯誤的。由于M帶負電，運動過程中均勻電場對M做負功。 C項正確。由于IV帶正電，運動過程中均勻電場對N做負功。 D項是錯誤的。 7 【單選題】如圖6所示高中物理電路圖分析，一束單色光從空氣中以45°角入射到厚度為d的矩形玻璃磚上。入射點與出射點之間的水平距離為s。如果所有光線僅在兩個水平界面發生折射和反射，則下列說法正確的是（ ）。
A.？B.？C。從兩個界面反射并返回到原始空氣入射區域的光線將彼此平行。 D. 如果增大入射角，則在入射區域的界面處會發生全反射。正確答案：C2018下半年教師資格考試《物理學科知識與教學能力》（高中）真題及答案參考解析：定律與反射定律可見，入射光折射進入玻璃磚，通過反射第二個界面，最后折射到入射區域。這四條射線關于第二界面的反射法線對稱。因此，返回到原始空氣入射區域的光線與第一界面的右側成45°角，并且與入射光通過第一界面反射的光線平行。 C項正確。發生全發射的條件包括：①從光密介質注入光稀疏介質； ② 入射角大于或等于全反射角。不滿足D項的條件①。 D項是錯誤的。 8 【單選題】在光滑的水平面上，有質量分別為m、2m、2m的三個物塊a、b、c。 C 連接到質量可忽略不計的理想彈簧，如圖 7 所示。最初，b 和 c 是靜止的，a 以速度 υ 與 b 碰撞。如果三個物塊之間的碰撞可視為一維彈性碰撞，則碰撞后C的最大速度為（ ）。 A.?B.?C.?D.?正確答案：D2018年下半年教師資格考試《物理學科知識與教學能力》（高中）真題及答案參考分析：動作時橫向動量n和b守恒定律，可以根據動量守恒定律和機械能守恒定律計算出來嗎？ 9 【簡答題】如圖8所示，在水平面上固定一根平行、光滑、距離為2的長直導軌，其上放置一根質量為m的金屬棒，導軌一端連接電阻R，磁感應強度為B的均勻磁場垂直穿過導軌平面。
當金屬桿以初速度υ0向右移動并始終保持垂直于導軌時，用微積分求： (1) 金屬桿可以移動的距離x； （10分） （2）這個過程中電流通過電阻所做的功。 （10分）2018年下半年教師資格考試《物理學科知識與教學能力》（高中）真題及答案參考解析：金屬棒切割磁力線，產生感應電流，受到安培力作用到物體上左邊。 (2) 電流所做的功等于金屬棒克服安培力所做的功。 ?10 【簡答題】案例：下面是一個學生對物理練習的回答。問：運動員練習跳板跳水時，將跳板壓至最低點C，跳板將運動員垂直向上彈起至最高點A。運動員做自由落體運動。運動員質量m=60kg，取g=10m/s2，跳板最高點A、水平點B、最低點C與水面的垂直距離如圖9所示。求：（1）跳板被壓縮到最低點C時的彈性勢能； (2)運動員入水時的速度。解：（1）以B點所在平面為參考平面。根據機械能守恒定律，有： 問題：（1）指出本練習可以檢驗學生所學的知識點。 （4分） （2）給出問題的正確答案。 （6分） （3）設計一個教學片段或思路來幫助學生解決此類問題。 （10分）2018年下半年教師資格考試《物理學科知識與教學能力》（高中）真題及答案參考分析：（1）本題考的知識點：自由落體運動與力學守恒定律活力。
（2）正確答案：①運動員從B點起跳，從B點到C點的運動過程中，重力勢能和動能轉化為彈性勢能，到達C點時動能為0，此時運動員從跳板上彈開。當運動員到達最高點A點時，動能仍為0。那么當運動員從C點移動到A點時，所有的彈力都會轉移嗎？ （3）教學片段： 教師：首先我們回顧一下，利用機械能守恒定律可以解決什么樣的問題？學生：系統時間內只有彈力或重力起作用。師：第二。應用機械能守恒定律有什么需要注意的問題嗎？學生：應用機械能守恒定律時，必須選擇一個參考平面，仔細分析各點的彈性勢能、重力勢能、動能，選擇解題的起點和終點。師：很好。那么我們就沿著解決問題的思路來看一下這個問題。以B點所在平面為參考平面，利用機械能守恒定律來求解。有什么問題嗎？學生：沒有。因為只有彈性勢能、重力勢能和動能之間的轉換。師：好的，這題選擇B點和C點作為起點和終點。那么我們看看運動員在A點和C點的彈性勢能、重力勢能、動能分別是多少？健康：在B點，重力勢能為零；彈性勢能為0；并且需要計算動能。 C點重力勢能為mgh---C；需要計算彈性勢能；動能為O。有兩個量需要計算高中物理電路圖分析，但無法計算結果。師：那我們應該選擇哪兩點來計算呢？師：嗯，所以在應用機械能守恒定律的時候，一定要按照步驟來，不能只找起點和終點。
你明白嗎？學生：我明白了！師：我也相信你們！你能告訴我第二個問題有什么問題嗎？學生：首先，在第一題中，已經選擇了B點所在的平面作為參考平面，所以重力勢能應該為0。其次，B點的動能也是未知的，所以B點不能選擇作為起點。 A點只有重力勢能，且公式最簡單，因此應選它作為起點。師：很好，思路很清晰。算一下。師：很好，相信下次再遇到這類題就沒有問題了！ 11【簡答題】案例：一位老師在進行《電池電動勢和內阻的測量》實驗教學時，希望通過實驗原理、電路連接、數據處理等方面的討論。提高學生的實驗探究能力。以下是教師教學過程中的三個環節： 環節一：描述實驗原理并要求學生在不看課本的情況下進行實驗。根據實驗原理設計測量電路圖。引導學生討論存在的問題并畫出正確的電路圖。其中，學生A利用E=U+Ir測量電池電動勢和內阻繪制的電路圖如圖10所示。 第二部分：引導學生討論分析連接電路中存在的問題。正確連接電路。圖11是老師為學生B連接的電路，根據E=U+Ir的原理測量電池的電動勢和內阻。第三部分：結合講解和討論，學習如何利用UI圖像求出電源電動勢E和內阻r。問題：（1）指出同學A畫的電路圖中的問題，并畫出正確的電路圖。 （6分） （2）設計教學流程，理解學生B的想法，引導學生討論并正確連接電路。
（15分） （3）簡述利用UI圖像求電源電動勢E和內阻r的教學思路。 （9分）2018年下半年教師資格考試《物理學科知識與教學能力》（高中）真題及答案參考分析：（1）由于采用的實驗原理為：E=U+Ir，U式中為電路端電壓，I為主電路電流。在學生A設計的電路中，電流表測量流經電阻R的電流，電壓表測量電阻R兩端的電壓，因此學生A的實驗電路圖是錯誤的。正確的電路圖如下： （2）教學過程： 教師：學生B。觀察你設計的電路有沒有問題？學生：不是。電壓表測量電路端電壓，電流表測量主電路電流，滑動變阻器連接到兩個端子。師：那我們一起來看看吧？怎么做呢？學生：檢查電路是否暢通，是否有短路、斷路的情況。電流從正極流過開關，流入電壓表和電流表的負極……老師，我的電源接反了。如果我改變它，應該沒問題。老師：你確定嗎？滑動變阻器在該電路中起什么作用？學生：1.保護電路； 2、測量多組數據并取平均值，減少實驗誤差。師：很好！你的電路滿足這兩個功能嗎？學生：首先。電路中可接最大滑動變阻器，電壓表不會太大。 ①滿意。其次……它不符合第二個目的。師：滑動變阻器在電路中應該如何連接？學生：一上一下連接起來。師：修改你的電路圖，然后連接到物理圖上進行實驗。
學生：好的，謝謝老師。 (3)首先，教師帶領學生將閉路歐姆定律公式：E=U+Ir進行變換，得到U=-Ir+E。其次，引導學生根據實測實驗數據在UI坐標系中畫點，用平滑的直線連接，并延伸至與水平軸和垂直軸相交。最后引導學生根據變化情況思考橫軸截距、縱軸截距和圖像斜率的含義，并進行修正和解釋。 12【簡答題】閱讀材料，根據要求完成教學設計。材料圖12展示了高中物理課本“光”章節中使用酒精燈和肥皂膜進行的薄膜干涉實驗。任務：設計一個教學片段，向學生介紹薄膜干涉實驗的現象和原理。 （12分）2018年下半年教師資格考試《物理學科知識與教學能力》（高中）真題及答案參考分析： 老師：同學們生活中玩過吹肥皂泡嗎？玩肥皂泡時，肥皂泡有什么神奇的現象？學生：我以前和他們一起玩過。肥皂泡是五顏六色的。師：同學們都很專心，觀察也很好。誰知道肥皂泡為什么是彩色的？學生：也許是太陽。師：是的，有一定的關系，但是具體的原理是什么？現在老師展示一個小實驗，學生注意觀察和思考。老師：老師把肥皂膜靠近酒精燈。學生注意肥皂膜的變化。學生：肥皂膜上逐漸出現顏色。學生：肥皂膜上有細細的彩色條紋。
師：同學們觀察得很仔細，值得表揚。皂膜上確實有不同顏色的條紋。學生可以討論并嘗試分析皂膜上出現條紋的原因。學生：光照射到肥皂膜上會發生反射。可能是因為大量的光線反射后相互干涉，最終產生彩色條紋。學生：白光是由多種顏色的光組成的，每種顏色的光都有不同的波長。皂膜的同一點反射不同顏色的光，因此皂膜顯得色彩繽紛。師：同學們分析得很嚴謹，很有根據。現在讓我們看看屏幕上的放大示意圖，系統地了解薄膜干涉現象。師：肥皂膜有一定的厚度。光在肥皂膜的前面和后面反射兩次。當皂膜厚度為光半波長的整數倍時，為干涉增強點，出現明亮的條紋。當皂膜厚度為光半波長的奇數倍時，為干涉減弱點，出現暗條紋。并且由于白光包含不同顏色的光，并且每種顏色具有不同的波長，因此只有一種顏色的光在同一點發生干涉。最終的結果就是我們看到的彩色條紋。學生：條紋間距不均勻的原因是因為皂膜的厚度變化不均勻？師：同學們的分析很有道理。看來學生們了解了薄膜干涉的原理。以后同學們可以給大家其他朋友解釋一下薄膜干涉的現象。 13 【簡答題】閱讀材料，根據要求完成教學設計。教材1、《普通高中物理課程標準（2017年版）》，關于“靜電現象”的內容標準是：“通過實驗了解靜電現象。
能夠使用原子結構模型以及電守恒定律和核守恒定律知識來分析靜電現象。高中物理教材《材料2》中“靜電現象的應用”部分的一部分。為演示靜電平衡過程中導體內部電荷的研究，如圖1.7-2所示，取兩臺驗電器A和B ，并將它們安裝在BA近封閉的空心金屬圓柱體C（歷史上稱為法拉第圓柱體）上，使A和C不帶電，D是帶有絕緣手柄的小金屬球，使D與C的外部接觸。與A的金屬球接觸；重復幾次并觀察A的箔片的變化（圖1.7-2A），但這次讓D在C和C的內表面之間重復接觸。 A. 觀察箔片A的變化（圖1.7-2B），金屬管C的開口很小，其內表面可以認為是導體的內部，通過這個實驗，可以看出內層之間的電荷分布。和導體的外表面，你能得出什么結論
