教师资格认定考试高级中学物理模拟题39

教师资格认定考试高级中学物理模拟题39一、单项选择题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。1.

下列说法正确的是______。

A．中的X是中子

B．是α衰变

C．是核聚变

D．是核裂变正确答案：C[解析]由质量数守恒和电荷数守恒知X是电子，A项错误。α衰变生成的是氦原子核，是质子，B项错误。核聚变是质量较轻的核聚合成质量较大的核，C项正确。核裂变是质量较大的核分裂成质量较轻的核，这里放出的是电子，是β衰变，D项错误。

2.

如图所示，一个质量为m的小球，用长为l的轻绳悬挂于O点，小球在水平力F作用下，从最低点P点缓慢地移到Q点，轻绳与竖直方向的夹角为θ，则力F做的功为______。

A.FlcosθB.FlsinθC.mglcosθD.mgl(1-cosθ)正确答案：D[解析]小球在缓慢地从最低点P点移到Q点的过程中，动能变化为零，由动能定理得WF-mgl(1-cosθ)=0，故力F所做的功WF=mgl(1-cosθ)。

3.

一个氢原子从n=k能级状态跃迁到n=m能级状态，则______。A.若k＞m，氢原子吸收光子，能量增大B.若k＜m，氢原子放出光子，能量增大C.若k＞m，氢原子放出光子，能量减小D.若k＜m，氢原子吸收光子，能量减小正确答案：C[解析]氢原子由高能级向低能级跃迁，即k＞m，需要放出光子，其能量会减小，A项错误，C项正确。氢原子由低能级向高能级跃迁，即k＜m，需要吸收光子，其能量会增大，B、D两项错误。

4.

图甲为一列简谐横波在t=0时刻的波形图，A、B是介质中平衡位置位于x=15m和x=40m的两个质点，图乙为质点A的振动图像。下列说法正确的是______。

A.该波沿x轴负方向传播B.该波的传播速度是5m/sC.再经过0.3s，质点B通过的路程为6mD.t=0.3s时，质点B处于平衡位置且向y轴负方向运动正确答案：C[解析]由图乙知，t=0时刻，质点A向下振动，根据图甲可知，该波沿x轴正方向传播，A项错误。由图乙知，质点的振动周期为T=0.4s，由图甲知，波长λ=20m，则波速为，B项错误。因为，则，C项正确。t=0.3s时，质点B处在平衡位置，且是向y轴正方向运动，D项错误。

5.

下列说法中正确的是______。A.α、β、γ三种射线都是带电粒子流B.α射线是高速运动的氦核流C.从金属表面逸出来的光电子的最大初动能与照射光的频率成正比D.发生光电效应时光电子的动能不仅与入射光的频率有关，还与入射光的强度有关正确答案：B[解析]α射线是高速运动的氦核流，β射线是高速运动的电子流，γ射线是光子流，A项错误，B项正确。根据光电效应方程Ek=hυ-W0可知，光电子的最大初动能只与照射光的频率有关，且与照射光的频率呈线性关系，C、D两项错误。

6.

如图甲所示，用一根导线做成一个半径为r的圆环，其单位长度的电阻为r0，将圆环的右半部分置于变化的匀强磁场中。设磁场方向垂直纸面向里为正，磁感应强度大小随时间的周期性变化关系如图乙所示，则______。

A．在t=π时刻，圆环中有顺时针方向的感应电流

B．在时间内，圆环受到的安培力大小、方向不变

C．在时间内，通过圆环横截面的电荷量为

D．圆环在一个周期内的发热量为正确答案：A[解析]在t=π时刻，圆环中磁通量为零，但正在增加，此时磁场方向要转变成垂直纸面向外。根据楞次定律，闭合线圈中会感应出垂直于纸面向里的磁场，感应电流的方向是顺时针方向，A项正确。在时间内，磁场的变化率不变，故感应电动势恒定，感应电流大小、方向恒定；安培力F=BIL，磁感应强度大小一直在变，故安培力是变化的，B项错误。在时间内，感应电动势，而感应电流，而R=2πrr0，则通过圆环横截面的电荷量，C项错误。在一个周期内的发热量，D项错误。

7.

下图所示为某一电场的电场线，M、N、P为电场线上的三个点。M、N是同一电场线上的两点，以下说法正确的是______。

A.M、N、P三点中，M点的场强最大B.P点的电势可能高于M点的电势C.负电荷在M点的电势能小于在N点的电势能D.正电荷从M点自由释放，它将沿电场线运动到N点正确答案：C[解析]电场中电场线越密的地方电场强度越大，由图可以看出，N点处电场线最密，场强也最大，A项错误。沿着电场线方向电势逐渐降低，故M、N、P三点的电势高低关系为φM＞φP＞φN，B项错误。由EP=qφ可知，负电荷在电势高的点处电势能低，即负电荷在M点处的电势能小于其在P点处的电势能，更小于其在N点处的电势能，C项正确。电荷在电场中做曲线运动时，其所受电场力的方向始终指向其运动轨迹的内侧，而其速度方向则始终沿其轨迹的切线方向，同时其所受电场力的方向沿所在位置电场线切线方向(正电荷)或切线方向的反方向(负电荷)，所以无论正、负电荷，如果其在电场中做曲线运动，其运动轨迹始终不可能沿着某条电场线，D项错误。

8.

如图所示，一物体分别从光滑的圆弧轨道和直轨道的上端P点自由下滑到Q点，关于两次下滑到Q点时的动能和动量，以下说法正确的是______。

A.动能相等，动量相等B.动能不相等，动量相等C.动能不相等，动量不相等D.动能相等，动量不相等正确答案：D[解析]由动能定理可知，物体分别沿两条光滑轨道滑到Q点时的动能相等，则沿两条光滑轨道到达Q点时物体的速度大小相等。动量为矢量，经过两条轨道到Q点时物体的速度方向不同，故动量不相等。

二、计算题(本大题共20分)一质量为M=15kg、半径为R=0.30m的圆柱体，可绕与其几何轴重合的水平固定轴转动(转动惯量)。现以一不能伸长的轻绳绕于柱面，而在绳的下端悬一质量m=8.0kg的物体。不计圆柱体与轴之间的摩擦，求：1.

物体由静止开始下落，5s内下降的距离。

正确答案：物体由静止开始下落，5s内下降的距离为

2.

绳子的张力。

正确答案：绳子的张力为

T=mg-ma=8×(9.8-5.06)N=37.9N。

三、案例分析题(本大题共50分)阅读案例，并回答问题。案例：

教师：做功和热传递都能改变物体的内能，能量在转化或转移过程中守恒。不仅是机械能，其他形式的能也可以与内能相互转化，如电流通过灯泡时钨丝变热发光，电能转化为内能和光能(出示电灯泡)。燃料燃烧生热，化学能转化成内能。实验证明：在这些能量转化过程中，能量都是守恒的。

教师板书：能量守恒定律。

教师：下面大家先阅读下教材。

4分钟后，教师播放风力发电、电动机带动水泵抽水、汽车在公路上行驶、水电站工作、植物生长等录像。

录像最后显示需要学生讨论的题目。

1．能量守恒定律的内容是什么?

2．风力发电是什么能转化成什么能?

3．化学上电解食盐的过程中是什么能转化成什么能?

4．第一类永动机为什么不能成功?

教师：下面大家讨论一下这几个题目。

学生讨论3分钟后，教师直接总结。

教师板书：

1．能量守恒定律是指在一个封闭(孤立)系统的总能量保持不变。

2．风力发电是将风能先转化为机械能最后转化为电能。

3．化学上电解食盐是将电能转化为化学能。

4．第一类永动机循环一周回复到初始状态，不吸热而向外放热或做功。这种机器不消耗任何能量，却可以源源不断地对外做功，不符合能量守恒定律。

教师：同学们，大家整理下笔记。

问题：1.

对该教师的教学进行评价。

正确答案：该教师的教学以知识与技能的落实为重点，以强化训练为主要手段，学生以接受学习为主，强调知识本位，对学习过程和学习体验关注度不够。在教学中，教师没有很好地引导学生了解历史上不同时期、不同领域人们有关能量转化研究中的重大发现，了解人类探究能量守恒普遍规律的历史过程，包括实证研究和思维认识上的突破等。教师直接总结现象，会导致学生对能量守恒定律普遍规律的认识停留在接受认同的浅层面。

2.

针对上述教学过程存在的问题，设计一个教学片段，帮助学生学习。

正确答案：教学片段：

教师演示手动发电机并提问这一过程的能量转化。

学生：机械能转化为电能。

教师：是的。下面大家来看一段录像并思考，现实生活中还有哪些能量转化的例子。

教师播放火力、水力、核电站发电的视频片段。

教师：谁可以说几个其他能量转化的例子?

学生：电灯发光、汽车行驶、重物下落等。

教师：很好。在历史过程中，很多人对能量转化现象有过研究，下面我们来看一下。

教师运用多媒体展示以下史料并提问：这些历史研究成果表明什么观点?

1801年，戴维发现电流的化学效应，实现了电和化学的联系和转化。

1820年，奥斯特发现电流的磁效应，实现了电和磁的联系和转化。

1821年，贝塞尔发现了温差电现象，实现了热和电的联系和转化。

1831年，法拉第发现电磁感应现象，实现了电和磁的联系和转化。

1840年，焦耳发现了电流的热效应，实现了电和热的联系和转化。

1842年，焦耳测定了热功当量数值，实现了机械和热的联系和转化。

学生：各种能量之间可以相互转化。

教师(用多媒体展示)：上述研究发现，从各个侧面加深了人们对各种自然现象间联系与转化的认识。到了19世纪40年代以后，科学界认为应该以一种相互联系的观点去认识自然。

教师：有了这种认识之后，在科学史上，一些科学家就想设计一种不需要消耗任何燃料或动力的机器，一经启动，就可以不停地运转的“永动机”。大家觉得这种永动机可以实现吗?

学生有的说能，有的说不能。

教师：今天我先把结论告诉大家，是不能的。因为在一个封闭(孤立)系统中总能量保持不变，能量守恒。能量不可能凭空产生。至于为什么，同学们回去研究下，下节课我们去实验室研究，好不好?

学生：好。

案例：

下面为一道物理习题和某学生的解答过程。

问题：3.

指出该学生解答过程中的错误并分析错误的原因。正确答案：该生主要是对滑块A滑过最高点的临界状态分析不清楚。实际上，当滑块恰好能够到达最高点时，其竖直方向上的分速度为零，也就是说，在最高点，滑块A只具有水平速度，而不具有竖直速度。所以，式①是正确的，式②中关于滑块A的动能，直接代入水平速度即可。

4.

给出该题的正确解答。

正确答案：正确解答：

设滑块A能滑到h的最小初速度为v0，滑块A到达斜面最高点时具有的水平分速度为v'，由于水平方向不受外力，所以水平方向动量守恒，由动量守恒定律得：

mv0cosθ=(m+M)v'①

由动能定理有

把有关量代入，

解得，所以时，A可以滑过B的顶端。

5.

针对出错的原因设计教学片段，帮助学生正确分析和解决此类问题。

正确答案：教学片段：

师：滑块A运动到木块B的最高点时临界状态是什么样的?

生：A、B在水平方向上速度相同。

师：嗯，不错。那怎么列式呢?

生：水平方向上不受外力作用，动量守恒，有mv0cosθ=(m+M)v'①。

师：很好，接下来我们来分析一下在竖直方向上的运动状况。首先定性分析，v0越大，上升的高度怎么变化?

生：上升的高度越高。

师：如果v0很小呢?

生：如果v0很小，那滑块可能运动不到最高点。

师：那在滑块刚好到达最高点，滑块A竖直方向上的速度是多少?

生：在最高点A的竖直方向上的速度应该为零。接下来应该按如下这样列式，

根据动能定理有。

联立①②并代入数据解得：。

所以当时，滑块A可以滑过斜面的顶端。

师：嗯，在解决问题时要先定性分析，找出临界条件，对于题目中的关键字眼，“滑过”“至少”等要深入挖掘。

生：知道了。

四、教学设计题(本大题共40分)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(2017年版)》关于“抛体运动”的要求标准为：“会用运动合成与分解的方法分析抛体运动。体会将复杂运动分解为简单运动的物理思想。能分析生产生活中的抛体运动。”

材料二高中物理教材人教版(必修2)第五章第三节“抛体运动规律”内容节选如下。

参考案例一

利用实验室的斜面小槽等器材装配如图1所示的装置。钢球从斜槽上滚下，冲过水平槽飞出后做平抛运动。每次都使钢球在斜槽上同一位置滚下，钢球在空中做平抛运动的轨迹就是一定的。设法用铅笔描出小球经过的位置。通过多次实验，在竖直白纸上记录钢球所经过的多个位置，连起来就得到了铜球做平抛运动的轨迹。

可以把笔尖放在小球可能经过的位置，如果小球能够碰到笔尖，就说明位置找对了。

图1

钢球做平抛运动的实验装置

参考案例二

如图2，倒置的饮料瓶内装着水，瓶塞内插着两根两端开口的细管，其中一根弯成水平，且水平端加接一段更细的硬管作为喷嘴。

水从喷嘴中射出，在空中形成弯曲的细水柱，它显示了平抛运动的轨迹。设法把它描在背后的纸上就能进行分析处理了。

插入瓶中的另一根细管的作用是保持从喷嘴射出水流的速度，使其不随瓶内水面的下降而减少。这是因为该管上端与空气相通，A处水的压强始终等于大气压，不受瓶内水面高低的影响。因此，在水面降到A处以前的一段时间内，可以得到稳定的细水柱。

图2

水平喷出的细水柱显示平抛运动轨迹

参考案例三

用数码照相机或数码摄像机记录平抛运动的轨迹。

数码照相机大多具有摄像功能，每秒拍摄十几帧至几十帧，可以用它拍摄小球从水平桌面飞出后做平抛运动的几张连续照片。如果用数学课上画数学函数的方格黑板做背景，就可以根据照片上小球的位置在方格上画出小球的轨迹。

材料三教学对象为高中一年级学生，已经学习了速度的合成与分解。

任务：1.

简述研究抛体运动的方法。

正确答案：研究抛体运动的规律，采用速度的分解与合成的方法。

用手把小球水平抛出，小球从离开手的瞬间开始，做平抛运动，以小球离开手的位置为坐标原点，以水平方向为x轴的方向，竖直向下的方向为y轴的方向，建立坐标系，并从这一瞬间开始计时。

将平抛运动分解为水平方向的匀速直线运动和竖直方向的自由落体运动，分别写出小球坐标随时间的变化规律，由此得出小球在任意时刻的位置。

2.

根据上述材料，请从教学目标、教学重难点、教学过程三个方面完成“探究平抛运动规律”的教学设计(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)。正确答案：教学设计如下：探究平抛运动规律【教学目标】1．知道平抛运动的受力及运动特点，知道平抛运动可分解为水平方向上的匀速直线运动和竖直方向上的自由落体运动。

2．会用运动合成与分解的方法分析平抛运动，建构平抛运动模型；体会将复杂运动分解为简单运动中蕴含的“等效替代”的物理思想。3．经历实验验证平抛运动规律的过程，会对平抛运动轨迹进行分析，提高数据分析和处理的能力。

4．在发现平抛运动规律的过程中，认识到平抛运动的普遍性；在探究过程中形成了实事求是、的态度，同时提高了合作交流能力。

【教学重难点】1．教学重点平抛运动在水平方向做匀速直线运动和在竖直方向做自由落体运动。2．教学难点平抛运动在水平方向做匀速直线运动和在竖直方向做自由落体运动的实验探索过程。【教学过程】教学环节教师活动学生活动设计意图新课导入提问：当把一个小球以不同的方式抛出，抛出的小球有什么共同点和不同点?抛体运动定义：以一定的初速度将物体抛出，不考虑空气阻力，物体只在重力作用下所做的运动叫作抛体运动。引入：今天我们来共同探讨抛体运动的一个特例——平抛运动学生思考回答举例(生活中的抛体运动)利用生活中的例子，激起学生的好奇心和求知欲，从而使学生对本节课的内容产生强烈的探索欲望新课讲授(一)平抛运动的定义将物体以一定的初速度沿水平方向抛出，不考虑空气阻力，物体只在重力作用下所做的运动叫作平抛运动。(二)合作探究(1)平抛运动的性质根据平抛物体的初速度以及受力特点分析可知，平抛运动是匀变速曲线运动。(2)平抛运动的分解根据运动的合成与分解，对于一个复杂的曲线运动，可以将它简化为两个直线运动来研究。建立平面直角坐标系，分析平抛运动物体的初速度及受力特点，分析其分运动：①水平方向：物体做匀速直线运动。②竖直方向：物体做自由落体运动。在课前预习的基础上，通过小组合作探究、小组展示、点评及质疑，最终明确平抛运动的性质、分解、规律及规律的应用加强学生的课堂参与度，使他们时刻参与到知识的探索中来，发挥教师为主导，学生为主体的作用新课讲授实验验证：利用平抛竖落仪和平抛水平仪验证：平抛运动可分解为水平方向的匀速直线运动和竖直方向的自由落体运动。(3)平抛运动的规律①平抛运动的速度：水平方向速度与竖直方向速度的舍速度②平抛运动的位移：水平方向位移与竖直方向位移的合位移③平抛运动的轨迹：由水平方向位移和竖直方向位移结合，消去时间t，得到y与z的关系。所以得到平抛运动的轨迹是一条抛物线实验是对理论分析的验证物理方法——分解法(等效替代法)学生往往会对得出的结论有些疑问，通过多个实验的验证，学生对于自己得出的观点产生信心巩固提升平抛运动规律的应用①一架战斗机以360km/h水平匀速飞行，飞行高度为500m。若战斗机要投弹击中地面目标，它应距目标水平距离为多远时投弹?(不考虑空气阻力，g=10m/s2)②一小球水平抛出，落地时速度大小为25m/s，方向与水平方向成53°角，求小球抛出时的初速度和抛出点离地的高度。(不考虑空气阻力，g=10m/s2，sin53°=0.8，cos53°=0.6)通过两道典型练习题，掌握平抛运动规律的应用，体会解决平抛运动以及曲线运动的方法——分解法从生活走向物理，这是新课程改革的一大理念，使学生的知识可用、能用。从物理走向社会，从简单的物理知识升华到解决生活问题的角度，增加学生的学习热情，甚至这种热情会持续到课下，持续到以后的生活中

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(2017年版)》关于“原子结构”的内容标准为：“了解人类探索原子结构的历史以及有关经典实验。”

材料二高中物理某版本教科书关于“α粒子散射实验”的教学内容如下。

α粒子是从放射性物质(如铀和镭)中发射出来的快速运动的粒子，带有两个单位的正电荷，质量为氢原子质量的4倍、电子质量的7300倍。

1909年，英籍物理学家卢瑟福指导他的学生盖革和马斯顿进行α粒子散射实验的研究时，所用仪器的俯视图如图所示。尺是被铅块包围的α粒子源，它发射的α粒子经过一条细通道，形成一束射线，打在金箔F上。M是一个带有荧光屏S的放大镜，可以在水平面内转到不同的方向对散射的α粒子进行观察。被散射的α粒子打在荧光屏上会有微弱的闪光产生。通过放大镜观察散光就可以记录在某一时间内向某一方向散射的α粒子数。从α粒子源到荧光屏这段路程处于真空。

α粒子散射的实验装置(俯视)

当α粒子打到金箔上时，由于金原子中的带电粒子对α粒子有库仑力作用，一些α粒子的运动方向改变，也就是发生了α粒子的散射。统计散射到各个方向的α粒子所占的比例，可以推知原子中电荷的分布情况。

材料三教学对象为高中三年级学生，已学过原子的结构相关知识。

任务：3.

简述卢瑟福的原子的核式结构模型的内容。

正确答案：原子的核式结构模型：在原子的中心有一个很小的核，叫作原子核。原子的全部正电荷和几乎全部质量都集中在原子核里，带负电的电子在核外空间里绕着核旋转。

4.

结合所给材料，完成“原子的核式结构模型”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)。

正确答案：教学设计如下：

原子的核式结构模型

一、教学目标

1．知道阴极射线及其本质，了解电子及其比荷，知道原子的核式结构模型及原子核的电荷分布。

2．掌握电子的电荷量、原子的核式结构模型，能够通过科学推理解决相关的问题。

3．探究阴极射线的本质，理解α粒子散射实验，揭示实验本质，得出结论，体会科学家的探索方法，提高观察与实验的能力。

4．通过学习体验科学家探索科学的艰辛，坚持实事求是的科学态度，培养积极探索科学的兴趣。

二、教学重难点

1．教学重点

(1)引导学生小组自主思考讨论对α粒子散射实验的结果分析，从而否定“枣糕模型”，得出原子的核式结构。

(2)在教学中渗透物理学方法：模型方法、黑箱方法和微观粒子碰撞方法。

2．教学难点

引导学生小组自主思考讨论对α粒子散射实验的结果分析，从而否定“枣糕模型”，得出原子的核式结构。

三、教学过程

环节一：新课导入

教师：汤姆逊发现电子，根据原子呈电中性，提出了原子的“枣糕模型”。用动画展示原子的“枣糕模型”，并提问：汤姆逊提出的原子的“枣糕模型”是否正确呢?

学生观看动画并思考问题。

【设计意图】全方位展示实验过程，方便学生理解。

环节二：新课讲授

1．α粒子散射实验原理

(1)原子的结构非常紧密，用一般的方法是无法探测它的内部结构的，要认识原子的结构，需要用高速粒子对它进行轰击。而α粒子具有足够的能量，可以接近原子中心。它还可以使荧光屏物质发光。如果α粒子与其他粒子发生相互作用，改变了运动方向，荧光屏就能够显示出它的方向变化。研究高速的α粒子穿过原子的散射情况是研究原子结构的有效手段。

(2)教师指出：研究原子内部结构要用到的方法——黑箱法、微观粒子碰撞方法等。

2．α粒子散射实验装置

α粒子散射实验的装置主要由放射源、金箔、荧光屏、望远镜和转动圆盘几部分组成。α粒子散射实验在课堂上无法直接演示，需要借助多媒体系统。利用动画向学生模拟实验的装置、过程和现象，使学生获得直观的切身体验，留下深刻的印象。通过多媒体重点指出，荧光屏和望远镜能够围绕金箔在一个圆周上运动，从而可以观察到穿透金箔后偏转角度不同的α粒子，并且让学生了解到这种观察是非常艰苦细致的工作，所用的时间也相当长。