教師資格認定考試高級中學物理模擬題39一、單項選擇題在每小題列出的四個備選項中只有一個是符合題目要求的。1.

下列說法正確的是______。

A．中的X是中子

B．是α衰變

C．是核聚變

D．是核裂變正確答案：C[解析]由質量數守恒和電荷數守恒知X是電子，A項錯誤。α衰變生成的是氦原子核，是質子，B項錯誤。核聚變是質量較輕的核聚合成質量較大的核，C項正確。核裂變是質量較大的核分裂成質量較輕的核，這里放出的是電子，是β衰變，D項錯誤。

2.

如圖所示，一個質量為m的小球，用長為l的輕繩懸掛于O點，小球在水平力F作用下，從最低點P點緩慢地移到Q點，輕繩與豎直方向的夾角為θ，則力F做的功為______。

A.FlcosθB.FlsinθC.mglcosθD.mgl(1-cosθ)正確答案：D[解析]小球在緩慢地從最低點P點移到Q點的過程中，動能變化為零，由動能定理得WF-mgl(1-cosθ)=0，故力F所做的功WF=mgl(1-cosθ)。

3.

一個氫原子從n=k能級狀態躍遷到n=m能級狀態，則______。A.若k＞m，氫原子吸收光子，能量增大B.若k＜m，氫原子放出光子，能量增大C.若k＞m，氫原子放出光子，能量減小D.若k＜m，氫原子吸收光子，能量減小正確答案：C[解析]氫原子由高能級向低能級躍遷，即k＞m，需要放出光子，其能量會減小，A項錯誤，C項正確。氫原子由低能級向高能級躍遷，即k＜m，需要吸收光子，其能量會增大，B、D兩項錯誤。

4.

圖甲為一列簡諧橫波在t=0時刻的波形圖，A、B是介質中平衡位置位于x=15m和x=40m的兩個質點，圖乙為質點A的振動圖像。下列說法正確的是______。

A.該波沿x軸負方向傳播B.該波的傳播速度是5m/sC.再經過0.3s，質點B通過的路程為6mD.t=0.3s時，質點B處于平衡位置且向y軸負方向運動正確答案：C[解析]由圖乙知，t=0時刻，質點A向下振動，根據圖甲可知，該波沿x軸正方向傳播，A項錯誤。由圖乙知，質點的振動周期為T=0.4s，由圖甲知，波長λ=20m，則波速為，B項錯誤。因為，則，C項正確。t=0.3s時，質點B處在平衡位置，且是向y軸正方向運動，D項錯誤。

5.

下列說法中正確的是______。A.α、β、γ三種射線都是帶電粒子流B.α射線是高速運動的氦核流C.從金屬表面逸出來的光電子的最大初動能與照射光的頻率成正比D.發生光電效應時光電子的動能不僅與入射光的頻率有關，還與入射光的強度有關正確答案：B[解析]α射線是高速運動的氦核流，β射線是高速運動的電子流，γ射線是光子流，A項錯誤，B項正確。根據光電效應方程Ek=hυ-W0可知，光電子的最大初動能只與照射光的頻率有關，且與照射光的頻率呈線性關系，C、D兩項錯誤。

6.

如圖甲所示，用一根導線做成一個半徑為r的圓環，其單位長度的電阻為r0，將圓環的右半部分置于變化的勻強磁場中。設磁場方向垂直紙面向里為正，磁感應強度大小隨時間的周期性變化關系如圖乙所示，則______。

A．在t=π時刻，圓環中有順時針方向的感應電流

B．在時間內，圓環受到的安培力大小、方向不變

C．在時間內，通過圓環橫截面的電荷量為

D．圓環在一個周期內的發熱量為正確答案：A[解析]在t=π時刻，圓環中磁通量為零，但正在增加，此時磁場方向要轉變成垂直紙面向外。根據楞次定律，閉合線圈中會感應出垂直于紙面向里的磁場，感應電流的方向是順時針方向，A項正確。在時間內，磁場的變化率不變，故感應電動勢恒定，感應電流大小、方向恒定；安培力F=BIL，磁感應強度大小一直在變，故安培力是變化的，B項錯誤。在時間內，感應電動勢，而感應電流，而R=2πrr0，則通過圓環橫截面的電荷量，C項錯誤。在一個周期內的發熱量，D項錯誤。

7.

下圖所示為某一電場的電場線，M、N、P為電場線上的三個點。M、N是同一電場線上的兩點，以下說法正確的是______。

A.M、N、P三點中，M點的場強最大B.P點的電勢可能高于M點的電勢C.負電荷在M點的電勢能小于在N點的電勢能D.正電荷從M點自由釋放，它將沿電場線運動到N點正確答案：C[解析]電場中電場線越密的地方電場強度越大，由圖可以看出，N點處電場線最密，場強也最大，A項錯誤。沿著電場線方向電勢逐漸降低，故M、N、P三點的電勢高低關系為φM＞φP＞φN，B項錯誤。由EP=qφ可知，負電荷在電勢高的點處電勢能低，即負電荷在M點處的電勢能小于其在P點處的電勢能，更小于其在N點處的電勢能，C項正確。電荷在電場中做曲線運動時，其所受電場力的方向始終指向其運動軌跡的內側，而其速度方向則始終沿其軌跡的切線方向，同時其所受電場力的方向沿所在位置電場線切線方向(正電荷)或切線方向的反方向(負電荷)，所以無論正、負電荷，如果其在電場中做曲線運動，其運動軌跡始終不可能沿著某條電場線，D項錯誤。

8.

如圖所示，一物體分別從光滑的圓弧軌道和直軌道的上端P點自由下滑到Q點，關于兩次下滑到Q點時的動能和動量，以下說法正確的是______。

A.動能相等，動量相等B.動能不相等，動量相等C.動能不相等，動量不相等D.動能相等，動量不相等正確答案：D[解析]由動能定理可知，物體分別沿兩條光滑軌道滑到Q點時的動能相等，則沿兩條光滑軌道到達Q點時物體的速度大小相等。動量為矢量，經過兩條軌道到Q點時物體的速度方向不同，故動量不相等。

二、計算題(本大題共20分)一質量為M=15kg、半徑為R=0.30m的圓柱體，可繞與其幾何軸重合的水平固定軸轉動(轉動慣量)。現以一不能伸長的輕繩繞于柱面，而在繩的下端懸一質量m=8.0kg的物體。不計圓柱體與軸之間的摩擦，求：1.

物體由靜止開始下落，5s內下降的距離。

正確答案：物體由靜止開始下落，5s內下降的距離為

2.

繩子的張力。

正確答案：繩子的張力為

T=mg-ma=8×(9.8-5.06)N=37.9N。

三、案例分析題(本大題共50分)閱讀案例，并回答問題。案例：

教師：做功和熱傳遞都能改變物體的內能，能量在轉化或轉移過程中守恒。不僅是機械能，其他形式的能也可以與內能相互轉化，如電流通過燈泡時鎢絲變熱發光，電能轉化為內能和光能(出示電燈泡)。燃料燃燒生熱，化學能轉化成內能。實驗證明：在這些能量轉化過程中，能量都是守恒的。

教師板書：能量守恒定律。

教師：下面大家先閱讀下教材。

4分鐘后，教師播放風力發電、電動機帶動水泵抽水、汽車在公路上行駛、水電站工作、植物生長等錄像。

錄像最后顯示需要學生討論的題目。

1．能量守恒定律的內容是什么?

2．風力發電是什么能轉化成什么能?

3．化學上電解食鹽的過程中是什么能轉化成什么能?

4．第一類永動機為什么不能成功?

教師：下面大家討論一下這幾個題目。

學生討論3分鐘后，教師直接總結。

教師板書：

1．能量守恒定律是指在一個封閉(孤立)系統的總能量保持不變。

2．風力發電是將風能先轉化為機械能最后轉化為電能。

3．化學上電解食鹽是將電能轉化為化學能。

4．第一類永動機循環一周回復到初始狀態，不吸熱而向外放熱或做功。這種機器不消耗任何能量，卻可以源源不斷地對外做功，不符合能量守恒定律。

教師：同學們，大家整理下筆記。

問題：1.

對該教師的教學進行評價。

正確答案：該教師的教學以知識與技能的落實為重點，以強化訓練為主要手段，學生以接受學習為主，強調知識本位，對學習過程和學習體驗關注度不夠。在教學中，教師沒有很好地引導學生了解歷史上不同時期、不同領域人們有關能量轉化研究中的重大發現，了解人類探究能量守恒普遍規律的歷史過程，包括實證研究和思維認識上的突破等。教師直接總結現象，會導致學生對能量守恒定律普遍規律的認識停留在接受認同的淺層面。

2.

針對上述教學過程存在的問題，設計一個教學片段，幫助學生學習。

正確答案：教學片段：

教師演示手動發電機并提問這一過程的能量轉化。

學生：機械能轉化為電能。

教師：是的。下面大家來看一段錄像并思考，現實生活中還有哪些能量轉化的例子。

教師播放火力、水力、核電站發電的視頻片段。

教師：誰可以說幾個其他能量轉化的例子?

學生：電燈發光、汽車行駛、重物下落等。

教師：很好。在歷史過程中，很多人對能量轉化現象有過研究，下面我們來看一下。

教師運用多媒體展示以下史料并提問：這些歷史研究成果表明什么觀點?

1801年，戴維發現電流的化學效應，實現了電和化學的聯系和轉化。

1820年，奧斯特發現電流的磁效應，實現了電和磁的聯系和轉化。

1821年，貝塞爾發現了溫差電現象，實現了熱和電的聯系和轉化。

1831年，法拉第發現電磁感應現象，實現了電和磁的聯系和轉化。

1840年，焦耳發現了電流的熱效應，實現了電和熱的聯系和轉化。

1842年，焦耳測定了熱功當量數值，實現了機械和熱的聯系和轉化。

學生：各種能量之間可以相互轉化。

教師(用多媒體展示)：上述研究發現，從各個側面加深了人們對各種自然現象間聯系與轉化的認識。到了19世紀40年代以后，科學界認為應該以一種相互聯系的觀點去認識自然。

教師：有了這種認識之后，在科學史上，一些科學家就想設計一種不需要消耗任何燃料或動力的機器，一經啟動，就可以不停地運轉的“永動機”。大家覺得這種永動機可以實現嗎?

學生有的說能，有的說不能。

教師：今天我先把結論告訴大家，是不能的。因為在一個封閉(孤立)系統中總能量保持不變，能量守恒。能量不可能憑空產生。至于為什么，同學們回去研究下，下節課我們去實驗室研究，好不好?

學生：好。

案例：

下面為一道物理習題和某學生的解答過程。

問題：3.

指出該學生解答過程中的錯誤并分析錯誤的原因。正確答案：該生主要是對滑塊A滑過最高點的臨界狀態分析不清楚。實際上，當滑塊恰好能夠到達最高點時，其豎直方向上的分速度為零，也就是說，在最高點，滑塊A只具有水平速度，而不具有豎直速度。所以，式①是正確的，式②中關于滑塊A的動能，直接代入水平速度即可。

4.

給出該題的正確解答。

正確答案：正確解答：

設滑塊A能滑到h的最小初速度為v0，滑塊A到達斜面最高點時具有的水平分速度為v'，由于水平方向不受外力，所以水平方向動量守恒，由動量守恒定律得：

mv0cosθ=(m+M)v'①

由動能定理有

把有關量代入，

解得，所以時，A可以滑過B的頂端。

5.

針對出錯的原因設計教學片段，幫助學生正確分析和解決此類問題。

正確答案：教學片段：

師：滑塊A運動到木塊B的最高點時臨界狀態是什么樣的?

生：A、B在水平方向上速度相同。

師：嗯，不錯。那怎么列式呢?

生：水平方向上不受外力作用，動量守恒，有mv0cosθ=(m+M)v'①。

師：很好，接下來我們來分析一下在豎直方向上的運動狀況。首先定性分析，v0越大，上升的高度怎么變化?

生：上升的高度越高。

師：如果v0很小呢?

生：如果v0很小，那滑塊可能運動不到最高點。

師：那在滑塊剛好到達最高點，滑塊A豎直方向上的速度是多少?

生：在最高點A的豎直方向上的速度應該為零。接下來應該按如下這樣列式，

根據動能定理有。

聯立①②并代入數據解得：。

所以當時，滑塊A可以滑過斜面的頂端。

師：嗯，在解決問題時要先定性分析，找出臨界條件，對于題目中的關鍵字眼，“滑過”“至少”等要深入挖掘。

生：知道了。

四、教學設計題(本大題共40分)閱讀材料，根據要求完成教學設計。

材料一《普通高中物理課程標準(2017年版)》關于“拋體運動”的要求標準為：“會用運動合成與分解的方法分析拋體運動。體會將復雜運動分解為簡單運動的物理思想。能分析生產生活中的拋體運動。”

材料二高中物理教材人教版(必修2)第五章第三節“拋體運動規律”內容節選如下。

參考案例一

利用實驗室的斜面小槽等器材裝配如圖1所示的裝置。鋼球從斜槽上滾下，沖過水平槽飛出后做平拋運動。每次都使鋼球在斜槽上同一位置滾下，鋼球在空中做平拋運動的軌跡就是一定的。設法用鉛筆描出小球經過的位置。通過多次實驗，在豎直白紙上記錄鋼球所經過的多個位置，連起來就得到了銅球做平拋運動的軌跡。

可以把筆尖放在小球可能經過的位置，如果小球能夠碰到筆尖，就說明位置找對了。

圖1

鋼球做平拋運動的實驗裝置

參考案例二

如圖2，倒置的飲料瓶內裝著水，瓶塞內插著兩根兩端開口的細管，其中一根彎成水平，且水平端加接一段更細的硬管作為噴嘴。

水從噴嘴中射出，在空中形成彎曲的細水柱，它顯示了平拋運動的軌跡。設法把它描在背后的紙上就能進行分析處理了。

插入瓶中的另一根細管的作用是保持從噴嘴射出水流的速度，使其不隨瓶內水面的下降而減少。這是因為該管上端與空氣相通，A處水的壓強始終等于大氣壓，不受瓶內水面高低的影響。因此，在水面降到A處以前的一段時間內，可以得到穩定的細水柱。

圖2

水平噴出的細水柱顯示平拋運動軌跡

參考案例三

用數碼照相機或數碼攝像機記錄平拋運動的軌跡。

數碼照相機大多具有攝像功能，每秒拍攝十幾幀至幾十幀，可以用它拍攝小球從水平桌面飛出后做平拋運動的幾張連續照片。如果用數學課上畫數學函數的方格黑板做背景，就可以根據照片上小球的位置在方格上畫出小球的軌跡。

材料三教學對象為高中一年級學生，已經學習了速度的合成與分解。

任務：1.

簡述研究拋體運動的方法。

正確答案：研究拋體運動的規律，采用速度的分解與合成的方法。

用手把小球水平拋出，小球從離開手的瞬間開始，做平拋運動，以小球離開手的位置為坐標原點，以水平方向為x軸的方向，豎直向下的方向為y軸的方向，建立坐標系，并從這一瞬間開始計時。

將平拋運動分解為水平方向的勻速直線運動和豎直方向的自由落體運動，分別寫出小球坐標隨時間的變化規律，由此得出小球在任意時刻的位置。

2.

根據上述材料，請從教學目標、教學重難點、教學過程三個方面完成“探究平拋運動規律”的教學設計(要求含有教師活動、學生活動、設計意圖，可以采用表格式、敘述式等)。正確答案：教學設計如下：探究平拋運動規律【教學目標】1．知道平拋運動的受力及運動特點，知道平拋運動可分解為水平方向上的勻速直線運動和豎直方向上的自由落體運動。

2．會用運動合成與分解的方法分析平拋運動，建構平拋運動模型；體會將復雜運動分解為簡單運動中蘊含的“等效替代”的物理思想。3．經歷實驗驗證平拋運動規律的過程，會對平拋運動軌跡進行分析，提高數據分析和處理的能力。

4．在發現平拋運動規律的過程中，認識到平拋運動的普遍性；在探究過程中形成了實事求是、的態度，同時提高了合作交流能力。

【教學重難點】1．教學重點平拋運動在水平方向做勻速直線運動和在豎直方向做自由落體運動。2．教學難點平拋運動在水平方向做勻速直線運動和在豎直方向做自由落體運動的實驗探索過程。【教學過程】教學環節教師活動學生活動設計意圖新課導入提問：當把一個小球以不同的方式拋出，拋出的小球有什么共同點和不同點?拋體運動定義：以一定的初速度將物體拋出，不考慮空氣阻力，物體只在重力作用下所做的運動叫作拋體運動。引入：今天我們來共同探討拋體運動的一個特例——平拋運動學生思考回答舉例(生活中的拋體運動)利用生活中的例子，激起學生的好奇心和求知欲，從而使學生對本節課的內容產生強烈的探索欲望新課講授(一)平拋運動的定義將物體以一定的初速度沿水平方向拋出，不考慮空氣阻力，物體只在重力作用下所做的運動叫作平拋運動。(二)合作探究(1)平拋運動的性質根據平拋物體的初速度以及受力特點分析可知，平拋運動是勻變速曲線運動。(2)平拋運動的分解根據運動的合成與分解，對于一個復雜的曲線運動，可以將它簡化為兩個直線運動來研究。建立平面直角坐標系，分析平拋運動物體的初速度及受力特點，分析其分運動：①水平方向：物體做勻速直線運動。②豎直方向：物體做自由落體運動。在課前預習的基礎上，通過小組合作探究、小組展示、點評及質疑，最終明確平拋運動的性質、分解、規律及規律的應用加強學生的課堂參與度，使他們時刻參與到知識的探索中來，發揮教師為主導，學生為主體的作用新課講授實驗驗證：利用平拋豎落儀和平拋水平儀驗證：平拋運動可分解為水平方向的勻速直線運動和豎直方向的自由落體運動。(3)平拋運動的規律①平拋運動的速度：水平方向速度與豎直方向速度的舍速度②平拋運動的位移：水平方向位移與豎直方向位移的合位移③平拋運動的軌跡：由水平方向位移和豎直方向位移結合，消去時間t，得到y與z的關系。所以得到平拋運動的軌跡是一條拋物線實驗是對理論分析的驗證物理方法——分解法(等效替代法)學生往往會對得出的結論有些疑問，通過多個實驗的驗證，學生對于自己得出的觀點產生信心鞏固提升平拋運動規律的應用①一架戰斗機以360km/h水平勻速飛行，飛行高度為500m。若戰斗機要投彈擊中地面目標，它應距目標水平距離為多遠時投彈?(不考慮空氣阻力，g=10m/s2)②一小球水平拋出，落地時速度大小為25m/s，方向與水平方向成53°角，求小球拋出時的初速度和拋出點離地的高度。(不考慮空氣阻力，g=10m/s2，sin53°=0.8，cos53°=0.6)通過兩道典型練習題，掌握平拋運動規律的應用，體會解決平拋運動以及曲線運動的方法——分解法從生活走向物理，這是新課程改革的一大理念，使學生的知識可用、能用。從物理走向社會，從簡單的物理知識升華到解決生活問題的角度，增加學生的學習熱情，甚至這種熱情會持續到課下，持續到以后的生活中

閱讀材料，根據要求完成教學設計。

材料一《普通高中物理課程標準(2017年版)》關于“原子結構”的內容標準為：“了解人類探索原子結構的歷史以及有關經典實驗。”

材料二高中物理某版本教科書關于“α粒子散射實驗”的教學內容如下。

α粒子是從放射性物質(如鈾和鐳)中發射出來的快速運動的粒子，帶有兩個單位的正電荷，質量為氫原子質量的4倍、電子質量的7300倍。

1909年，英籍物理學家盧瑟福指導他的學生蓋革和馬斯頓進行α粒子散射實驗的研究時，所用儀器的俯視圖如圖所示。尺是被鉛塊包圍的α粒子源，它發射的α粒子經過一條細通道，形成一束射線，打在金箔F上。M是一個帶有熒光屏S的放大鏡，可以在水平面內轉到不同的方向對散射的α粒子進行觀察。被散射的α粒子打在熒光屏上會有微弱的閃光產生。通過放大鏡觀察散光就可以記錄在某一時間內向某一方向散射的α粒子數。從α粒子源到熒光屏這段路程處于真空。

α粒子散射的實驗裝置(俯視)

當α粒子打到金箔上時，由于金原子中的帶電粒子對α粒子有庫侖力作用，一些α粒子的運動方向改變，也就是發生了α粒子的散射。統計散射到各個方向的α粒子所占的比例，可以推知原子中電荷的分布情況。

材料三教學對象為高中三年級學生，已學過原子的結構相關知識。

任務：3.

簡述盧瑟福的原子的核式結構模型的內容。

正確答案：原子的核式結構模型：在原子的中心有一個很小的核，叫作原子核。原子的全部正電荷和幾乎全部質量都集中在原子核里，帶負電的電子在核外空間里繞著核旋轉。

4.

結合所給材料，完成“原子的核式結構模型”的教學設計。教學設計要求包括：教學目標、教學重點、教學過程(要求含有教師活動、學生活動、設計意圖，可以采用表格式、敘述式等)。

正確答案：教學設計如下：

原子的核式結構模型

一、教學目標

1．知道陰極射線及其本質，了解電子及其比荷，知道原子的核式結構模型及原子核的電荷分布。

2．掌握電子的電荷量、原子的核式結構模型，能夠通過科學推理解決相關的問題。

3．探究陰極射線的本質，理解α粒子散射實驗，揭示實驗本質，得出結論，體會科學家的探索方法，提高觀察與實驗的能力。

4．通過學習體驗科學家探索科學的艱辛，堅持實事求是的科學態度，培養積極探索科學的興趣。

二、教學重難點

1．教學重點

(1)引導學生小組自主思考討論對α粒子散射實驗的結果分析，從而否定“棗糕模型”，得出原子的核式結構。

(2)在教學中滲透物理學方法：模型方法、黑箱方法和微觀粒子碰撞方法。

2．教學難點

引導學生小組自主思考討論對α粒子散射實驗的結果分析，從而否定“棗糕模型”，得出原子的核式結構。

三、教學過程

環節一：新課導入

教師：湯姆遜發現電子，根據原子呈電中性，提出了原子的“棗糕模型”。用動畫展示原子的“棗糕模型”，并提問：湯姆遜提出的原子的“棗糕模型”是否正確呢?

學生觀看動畫并思考問題。

【設計意圖】全方位展示實驗過程，方便學生理解。

環節二：新課講授

1．α粒子散射實驗原理

(1)原子的結構非常緊密，用一般的方法是無法探測它的內部結構的，要認識原子的結構，需要用高速粒子對它進行轟擊。而α粒子具有足夠的能量，可以接近原子中心。它還可以使熒光屏物質發光。如果α粒子與其他粒子發生相互作用，改變了運動方向，熒光屏就能夠顯示出它的方向變化。研究高速的α粒子穿過原子的散射情況是研究原子結構的有效手段。

(2)教師指出：研究原子內部結構要用到的方法——黑箱法、微觀粒子碰撞方法等。

2．α粒子散射實驗裝置

α粒子散射實驗的裝置主要由放射源、金箔、熒光屏、望遠鏡和轉動圓盤幾部分組成。α粒子散射實驗在課堂上無法直接演示，需要借助多媒體系統。利用動畫向學生模擬實驗的裝置、過程和現象，使學生獲得直觀的切身體驗，留下深刻的印象。通過多媒體重點指出，熒光屏和望遠鏡能夠圍繞金箔在一個圓周上運動，從而可以觀察到穿透金箔后偏轉角度不同的α粒子，并且讓學生了解到這種觀察是非常艱苦細致的工作，所用的時間也相當長。