教师资格考试高中物理学科知识与教学能力试卷与参考答案

教师资格考试高中物理学科知识与教学能力自测试卷

（答案在后面）

、单项选择题（本大题有8小题，每小题5分，共40分）

1.关于高中物理教学内容，下列说法正确的是：

A.牛顿第二定律只适用于宏观低速物体，不适用于微观高速物体。

B.原子能级跃迁时释放的能量是连续的。

C.光的干涉和衍射现象都证明了光具有波动性。

D.物体在不受外力作用下的运动状态完全由惯性决定。

2.关于物理实验方法或物理研究思想，下列说法不正确的是：

A.在不需要考虑物体的大小和形状时，用质点来代替物体的方法叫理想模型法。

B.利用光电效应实验可以测定光的波长。

C.探究作用力与反作用力关系时，采用了控制变量法。

D.研究物体的运动时，应选择相对静止的物体为参考系。

3.关于牛顿第二定律，以下说法正确的是：

A.力和加速度成正比，与质量成反比

B.力等于质量和加速度的乘积

C.力等于质量与加速度的乘积

D.力和质量之和等于加速度

4.在真空中，光的速度是一个恒定值，约为:

A.24万公里/秒

B.299792公里/秒

C.186000公里/秒

D.30万公里/秒

5.（题干）关于牛顿运动定律的理解，下列说法正确的是（）

选项：

A.牛顿第一定律是描述物体不受外力时的运动规律

B.力是改变物体惯性的关键因素

C.力是物体运动的原因，不受外力物体不可能运动

D.物体的速度方向变化时，加速度可能为零

6.（题干）关于电场和磁场的说法中正确的是（）

选项：

A.电场线和磁感线都是闭合曲线

B.电场线和磁场线都是假想的曲线，现实中并不存在

C.电场对放入其中的电荷有力的作用，而磁场对放入其中的电荷没有力的作用

D.电场对放入其中的电荷有力的作用的同时还有电势能的变化，而磁场对放入其中

的电荷有力的作用的同时还有磁势能的变化

7.关于牛顿第二定律，下列说法正确的是：

A.力是维持物体运动的原因

B.力是改变物体运动状态的原因

C.物体的加速度与作用力成正比，与质量成反比

D.当物体静止时，作用在物体上的力立即消失

8.下列哪种情况不能通过平移实现：

A.电梯的上下运动

B.火车在直轨上的运动

C.投掷飞镖的运动

D.旋转门的运动

二、简答题（本大题有2小题，每小题10分，共20分）

第一题

请简述高中物理教学中牛顿运动定律的应用，并举例说明。

第二题

题目：

请简述并解释牛顿第二定律在物理学中的应用。

三、案例分析题（本大题有2小题，每小题25分，共50分）

第一题

【题目】

在讲解“牛顿第二定律”的过程中，教师引导学生通过实例分析，理解力与加速度

的关系。以下是该教师的教学片段：

第二题

请分析以下教学场景并回答问题：

在高中物理课堂上，教师正在讲授牛顿第二定律的应用。教师通过一个生活中的例

子一一汽车启动和刹车的过程来引入，随后展示了牛顿第二定律是如何描述这一过程的

速度变化的。接着，教师布置了一个小组讨论活动，要求学生讨论牛顿第二定律在实际

生活中的应用，并举例说明。最后，教师布置了一道关于牛顿第二定律的应用题作为课

堂练习。

1.教师如何通过生活实例引入牛顿第二定律的教学？

2.教师布置的小组讨论活动旨在达成什么教学目标？请简述其重要性。

3.教师布置的课堂练习对于巩固学生的知识有何作用？请给出设计此类题目的要

点。

四、教学设计题（本大题有2小题，每小题20分，共40分）

第一题

题目：设计一个教学方案，用于讲解“牛顿第二定律”。

答案及解析

第二题

请依据高中物理课程标准和教学目标，设计一段关于“牛顿运动定律”的教学方案,

包括教学目标、教学内容、教学方法与手段、教学过程以及教学评价。

教师资格考试高中物理学科知识与教学能力自测试卷

与参考答案

一、单项选择题（本大题有8小题，每小题5分，共40分）

1.关于高中物理教学内容，下列说法正确的是：

A.牛顿第二定律只适用于宏观低速物体，不适用于微观高速物体。

B.原子能级跃迁时释放的能量是连续的。

C.光的干涉和衍射现象都证明了光具有波动性。

D.物体在不受外力作用下的运动状态完全由惯性决定。

答案：C

解析：牛顿第二定律既适用于宏观低速物体，也适用于微观高速物体，故A错误；

原子能级跃迁时释放的能量是不连续的，故B错误；光的干涉和衍射现象都证明了光具

有波动性，故C正确；物体在不受外力作用下的运动状态由惯性和初始条件共同决定，

故D错误。

2.关于物理实验方法或物理研究思想，下列说法不正确的是：

A.在不需要考虑物体的大小和形状时，用质点来代替物体的方法叫理想模型法。

B.利用光电效应实验可以测定光的波长。

C.探究作用力与反作用力关系时，采用了控制变量法。

D.研究物体的运动时，应选择相对静止的物体为参考系。

答案：C

解析:在不需要考虑物体的大小和形状时,用质点来代替物体的方法叫理想模型法,

故A正确；利用光电效应实验可以测定光的频率而不是波长，故B错误；探究作用力与

反作用力关系时并不涉及多个物理量，无需控制变量，故C错误；研究物体的运动时，

应选择相对静止的物体为参考系以便描述物体的运动状态，故D正确。由于本题选不正

确选项，故答案选C。

3.关于牛顿第二定律，以下说法正确的是：

A.力和加速度成正比，与质量成反比

B.力等于质量和加速度的乘积

C.力等于质量与加速度的乘积

D.力和质量之和等于加速度

答案：C

解析：牛顿第二定律表述为力等于质量与加速度的乘积，即F=ma。选项A和B的

表述不准确，因为它们忽略了质量是加速度的系数这一事实；选项D明显错误，因为力

和质量不可能之和等于加速度。

4.在真空中，光的速度是一个恒定值，约为：

A.24万公里/秒

B.299792公里/秒

C.186000公里/秒

D.30万公里/秒

答案：B

解析：光在真空中的速度被称为光速，其值约为299,792,458米/秒，通常近似为

299,792公里/秒。选项A、C和D的数值均不符合实际测量值。

5.(题干)关于牛顿运动定律的理解，下列说法正确的是()

选项：

A.牛顿第一定律是描述物体不受外力时的运动规律

B.力是改变物体惯性的关键因素

C.力是物体运动的原因，不受外力物体不可能运动

D.物体的速度方向变化时，加速度可能为零

答案：A

解析：牛顿第一定律描述了物体不受外力时的运动规律，即物体保持静止状态或匀

速直线运动状态。因此选项A正确；惯性是物体的固有属性，力不能改变物体的惯性，

所以选项B错误；不受外力物体可能做匀速直线运动，所以选项C错误；物体的速度方

向变化时一定有加速度，因此选项D错误。

6.(题干)关于电场和磁场的说法中正确的是()

选项：

A.电场线和磁感线都是闭合曲线

B.电场线和磁场线都是假想的曲线，现实中并不存在

C.电场对放入其中的电荷有力的作用，而磁场对放入其中的电荷没有力的作用

D.电场对放入其中的电荷有力的作用的同时还有电势能的变化，而磁场对放入其中

的电荷有力的作用的同时还有磁势能的变化

答案：B

解析：电场线和磁场线都是假想的曲线，用于描述电场和磁场在空间中的分布，现

实中并不存在。因此选项B正确；电场线和磁感线都不是闭合曲线，所以选项A错误；

磁场对运动电荷也有力的作用，因此选项C错误；磁场没有势能的概念，所以选项D

错误。

7.关于牛顿第二定律，下列说法正确的是：

A.力是维持物体运动的原因

B.力是改变物体运动状态的原因

C.物体的加速度与作用力成正比，与质量成反比

D.当物体静止时，作用在物体上的力立即消失

答案：B

解析：牛顿第二定律表述为“物体的加速度与作用力成正比，与质量成反比”，且

加速度的方向与合外力的方向相同。选项A错误，因为力不是维持物体运动的原因，而

是改变物体运动状态的原因。选项C错误，因为物体的加速度不仅与作用力成正比，还

与物体的质量有关。选项D错误，因为根据牛顿第一定律，当物体静止时，作用在物体

上的力可以不为零，只是合力为零。

8.下列哪种情况不能通过平移实现：

A.电梯的上下运动

B.火车在直轨上的运动

C.投掷飞镖的运动

D.旋转门的运动

答案：D

解析：平移是指物体作为一个整体在同一方向上移动一定的距离，而不改变其形状

和大小。选项A、B、C都可以通过平移实现。选项D中的旋转门是围绕一个点进行的圆

周运动，不能通过平移实现。

二、简答题（本大题有2小题，每小题10分，共20分）

第一题

请简述高中物理教学中牛顿运动定律的应用，并举例说明。

答案：

一、牛顿运动定律的应用：

1.牛顿第一定律（惯性定律）：说明了物体在不受外力作用时，会保持静止状态或

匀速直线运动状态。在物理教学中，这一定律用于解释惯性现象，帮助学生理解

物体运动状态的变化需要力的作用。

2.牛顿第二定律（加速度定律）：说明了物体的加速度与作用于它的力成正比，与

它的质量成反比。这一定律用于解释物体的加速度与力和质量之间的关系，是动

力学中非常重要的基础。

3.牛顿第三定律（作用与反作用）：说明了一物体对另一物体施加力的作用时，也

会受到另一物体对它的反作用力。这一定律帮助学生理解力的相互作用，如火箭

升空的动力来源等。

二、举例说明：

1.牛顿第一定律的应用：在解释汽车刹车时，乘客会向前倾的现象时，可以运用牛

顿第一定律来解释。汽车刹车时，乘客由于惯性会保持原来的运动状态，因此会

向前倾。

2.牛顿第二定律的应用：在分析汽车启动或加速过程时，可以通过牛顿第二定律来

解释。汽车启动时，发动机提供的力（牵引力）大于阻力，产生加速度，使汽车

开始运动或加速。汽车的质量越大，需要的力就越大，产生的加速度就越小。

3.牛顿第三定律的应用：在解释滑冰时，当一个人推另一个人时，被推的人会产生

向后的反作用力，使得推人者也会受到反作用力而向反方向移动。这就是牛顿第

三定律的实际应用。

解析：本题考查的是对牛顿运动定律的理解和应用能力。在物理教学中，不仅需要

学生掌握理论知识，还需要学生能够运用这些理论知识去解释和解决实际问题。因此，

本题通过要求考生阐述牛顿运动定律的应用并举例说明，来检验考生对理论知识的理解

和应用能力。

第二题

题目：

请简述并解释牛顿第二定律在物理学中的应用。

答案：

1.定义与表述：

牛顿第二定律是经典力学中的基本定律之一，它描述了力、质量和加速度之间的关

系。其数学表达式为(F=ma),其中(F)是作用在物体上的合力，(m)是物体的质量，(a)

是物体的加速度。

2.应用实例：

•汽车制动：当汽车突然刹车时，车内的乘客会向前倾斜。这是因为刹车产生的摩

擦力使得汽车减速，而乘客的身体由于惯性仍保持原来的速度前进，从而产生向

前的力，即惯性力。

•跳水运动：跳水运动员在空中下落时，教练通过给运动员施加向上的力，使其克

服重力，实现跳水动作。

•火箭发射：火箭在发射过程中，通过向后喷出高速气体，根据牛顿第三定律，火

箭会受到向上的反作用力，从而使火箭升空。

3.物理意义:

牛顿第二定律不仅适用于宏观物体，也适用于微观粒子。它揭示了力和运动之间的

直接联系，为理解和分析物体的运动提供了重要的理论基础。

解析：

牛顿第二定律是物理学中描述力与运动关系的基本定律。通过其数学表达式0=

侬），我们可以明确地知道，物体的加速度与作用在其上的合力成正比，与物体的质量

成反比。这一原理在日常生活和工程实践中有着广泛的应用。

在汽车制动的情况下，刹车系统通过产生摩擦力来减缓车轮的转动速度，从而降低

车辆的速度。由于乘客的身体具有惯性，会继续保持原来的运动状态，因此会向前倾斜。

这个现象正是牛顿第二定律的一个直观体现。

跳水运动员在空中下落时，教练通过施加向上的力，抵消了重力对运动员的作用，

使运动员能够实现自由落体运动，最终跳入水中。这一过程同样可以用牛顿第二定律来

解释。

火箭发射则是利用牛顿第二定律的逆向应用。火箭通过向后喷出高速气体，根据动

量守恒定律，火箭可以获得向前的推力，从而实现发射升空。

总之，牛顿第二定律不仅是物理学中的一个基本原理，也是理解和解决实际问题的

重要工具。

三、案例分析题（本大题有2小题，每小题25分，共50分）

第一题

【题目】

在讲解“牛顿第二定律”的过程中，教师引导学生通过实例分析，理解力与加速度

的关系。以下是该教师的教学片段：

【答案】

解：根据牛顿第二定律，加速度a=F/m=20N/5kg=4m/s2。

【解析】

本题考察的是对牛顿第二定律F=ma的理解和应用。教师通过给出具体的实例，

让学生能够将理论知识与实际问题相结合，从而更深刻地理解力与加速度的关系。在解

题过程中，学生需要注意单位的转换和公式的正确使用。本题的解题关键在于理解并正

确应用牛顿第二定律的公式，同时注意单位的统一。通过本题的练习，学生可以更好地

掌握牛顿第二定律的应用，为后续的学习打下坚实的基础。

第二题

请分析以下教学场景并回答问题：

在高中物理课堂上，教师正在讲授牛顿第二定律的应用。教师通过一个生活中的例

子一一汽车启动和刹车的过程来引入，随后展示了牛顿第二定律是如何描述这一过程的

速度变化的。接着，教师布置了一个小组讨论活动，要求学生讨论牛顿第二定律在实际

生活中的应用，并举例说明。最后，教师布置了一道关于牛顿第二定律的应用题作为课

堂练习。

1.教师如何通过生活实例引入牛顿第二定律的教学？

2.教师布置的小组讨论活动旨在达成什么教学目标？请简述其重要性。

3.教师布置的课堂练习对于巩固学生的知识有何作用？请给出设计此类题目的要

点。

答案：

1.教师通过汽车启动和刹车的生活实例引入牛顿第二定律的教学。这个过程中，教

师通过描述汽车加速和减速过程中的速度变化，帮助学生理解牛顿第二定律中的

力、质量和加速度之间的关系。这样的引入方式不仅贴近学生日常生活经验，增

强了学生的学习兴趣，也帮助学生从直观感受上升到理论理解。

2.教师布置的小组讨论活动旨在让学生通过合作探讨牛顿第二定律在实际生活中

的应用，以此来加深对这一物理规律的理解。小组讨论可以锻炼学生的团队协作

能力、沟通能力和问题解决能力，同时也能帮助学生从多角度理解牛顿第二定律,

增强学生对物理知识的应用能力。

3.教师布置的课堂练习对于巩固学生的知识具有重要作用。通过实践应用题目，学

生可以及时检验自己对牛顿第二定律的理解程度和应用能力。设计此类题目的要

点包括：紧密结合生活实际，让学生能将所学知识应用到实际问题中；题目难度

适中，既能检验学生的基础知识掌握情况，又能有一定的挑战性，以激发学生的

探索欲望；题目应涵盖牛顿第二定律的多个方面，以全面考察学生对该定律的理

解和应用能力。

解析：

本题考查了教师对牛顿第二定律教学内容的处理方式及其教学目的的理解。第一问

通过教师的引入方式分析教师如何通过生活实例引发学生的兴趣并引导学生理解牛顿

第二定律。第二问从小组讨论活动的目的来分析其教学目标和重要性，旨在提高学生的

理解和应用能力。第三问通过课堂练习的作用来考察教师如何通过实践应用来巩固学生

的知识，并给出了设计此类题目的要点。

四、教学设计题（本大题有2小题，每小题20分，共40分）

第一题

题目：设计一个教学方案，用于讲解“牛顿第二定律”。

答案及解析

答案：

1.导入新课：

•通过生活中的实例（如汽车刹车、运动员起跑）引出牛顿第二定律的概念。

2.知识讲解：

•使用多媒体课件展示牛顿第二定律的定义公式F=ma,并解释各物理量的含义。

・通过实例分析，帮助学生理解力、质量和加速度之间的关系。

•引入实验演示，如使用小车和滑轮组来直观展示力对物体运动状态的影响。

3.课堂活动：

•分组讨论：让学生分组讨论并设计一个小实验，验证牛顿第二定律。

・小组展示：每组选派一名代表上台展示实验设计，并解释实验结果如何体现牛顿

第二定律。

4.巩固练习：

•布置课后作业：设计一道与牛顿第二定律相关的选择题或计算题，检验学生对知

识的掌握情况。

5.课堂小结：

•总结本节课的重点内容，强调牛顿第二定律在日常生活中的应用。

解析：

在设计这个教学方案时，首先要考虑的是学生的认知特点和教学目标。对于高中生

来说，他们已经具备了一定的抽象思维能力和实验操作能力，因此，在知识讲解部分，

可以通过多媒体课件和实验演示来帮助学生更好地理解牛顿第二定律。同时，课堂活动

的设计可以激发学生的学习兴趣和主动性，通过分组讨论和小组展示的方式，让学生在

实践中加深对知识的理解。最后，在巩固练习和课堂小结环节，可以帮助学生巩固所学

知识，并引导他们将所学知识应用到实际生活中去。

第二题

请依据高中物理课程标准和教学目标，设计一段关