教師資格考試高中物理學科知識與教學能力自測試卷

（答案在后面）

、單項選擇題（本大題有8小題，每小題5分，共40分）

1.關于高中物理教學內容，下列說法正確的是：

A.牛頓第二定律只適用于宏觀低速物體，不適用于微觀高速物體。

B.原子能級躍遷時釋放的能量是連續的。

C.光的干涉和衍射現象都證明了光具有波動性。

D.物體在不受外力作用下的運動狀態完全由慣性決定。

2.關于物理實驗方法或物理研究思想，下列說法不正確的是：

A.在不需要考慮物體的大小和形狀時，用質點來代替物體的方法叫理想模型法。

B.利用光電效應實驗可以測定光的波長。

C.探究作用力與反作用力關系時，采用了控制變量法。

D.研究物體的運動時，應選擇相對靜止的物體為參考系。

3.關于牛頓第二定律，以下說法正確的是：

A.力和加速度成正比，與質量成反比

B.力等于質量和加速度的乘積

C.力等于質量與加速度的乘積

D.力和質量之和等于加速度

4.在真空中，光的速度是一個恒定值，約為:

A.24萬公里/秒

B.299792公里/秒

C.186000公里/秒

D.30萬公里/秒

5.（題干）關于牛頓運動定律的理解，下列說法正確的是（）

選項：

A.牛頓第一定律是描述物體不受外力時的運動規律

B.力是改變物體慣性的關鍵因素

C.力是物體運動的原因，不受外力物體不可能運動

D.物體的速度方向變化時，加速度可能為零

6.（題干）關于電場和磁場的說法中正確的是（）

選項：

A.電場線和磁感線都是閉合曲線

B.電場線和磁場線都是假想的曲線，現實中并不存在

C.電場對放入其中的電荷有力的作用，而磁場對放入其中的電荷沒有力的作用

D.電場對放入其中的電荷有力的作用的同時還有電勢能的變化，而磁場對放入其中

的電荷有力的作用的同時還有磁勢能的變化

7.關于牛頓第二定律，下列說法正確的是：

A.力是維持物體運動的原因

B.力是改變物體運動狀態的原因

C.物體的加速度與作用力成正比，與質量成反比

D.當物體靜止時，作用在物體上的力立即消失

8.下列哪種情況不能通過平移實現：

A.電梯的上下運動

B.火車在直軌上的運動

C.投擲飛鏢的運動

D.旋轉門的運動

二、簡答題（本大題有2小題，每小題10分，共20分）

第一題

請簡述高中物理教學中牛頓運動定律的應用，并舉例說明。

第二題

題目：

請簡述并解釋牛頓第二定律在物理學中的應用。

三、案例分析題（本大題有2小題，每小題25分，共50分）

第一題

【題目】

在講解“牛頓第二定律”的過程中，教師引導學生通過實例分析，理解力與加速度

的關系。以下是該教師的教學片段：

第二題

請分析以下教學場景并回答問題：

在高中物理課堂上，教師正在講授牛頓第二定律的應用。教師通過一個生活中的例

子一一汽車啟動和剎車的過程來引入，隨后展示了牛頓第二定律是如何描述這一過程的

速度變化的。接著，教師布置了一個小組討論活動，要求學生討論牛頓第二定律在實際

生活中的應用，并舉例說明。最后，教師布置了一道關于牛頓第二定律的應用題作為課

堂練習。

1.教師如何通過生活實例引入牛頓第二定律的教學？

2.教師布置的小組討論活動旨在達成什么教學目標？請簡述其重要性。

3.教師布置的課堂練習對于鞏固學生的知識有何作用？請給出設計此類題目的要

點。

四、教學設計題（本大題有2小題，每小題20分，共40分）

第一題

題目：設計一個教學方案，用于講解“牛頓第二定律”。

答案及解析

第二題

請依據高中物理課程標準和教學目標，設計一段關于“牛頓運動定律”的教學方案,

包括教學目標、教學內容、教學方法與手段、教學過程以及教學評價。

教師資格考試高中物理學科知識與教學能力自測試卷

與參考答案

一、單項選擇題（本大題有8小題，每小題5分，共40分）

1.關于高中物理教學內容，下列說法正確的是：

A.牛頓第二定律只適用于宏觀低速物體，不適用于微觀高速物體。

B.原子能級躍遷時釋放的能量是連續的。

C.光的干涉和衍射現象都證明了光具有波動性。

D.物體在不受外力作用下的運動狀態完全由慣性決定。

答案：C

解析：牛頓第二定律既適用于宏觀低速物體，也適用于微觀高速物體，故A錯誤；

原子能級躍遷時釋放的能量是不連續的，故B錯誤；光的干涉和衍射現象都證明了光具

有波動性，故C正確；物體在不受外力作用下的運動狀態由慣性和初始條件共同決定，

故D錯誤。

2.關于物理實驗方法或物理研究思想，下列說法不正確的是：

A.在不需要考慮物體的大小和形狀時，用質點來代替物體的方法叫理想模型法。

B.利用光電效應實驗可以測定光的波長。

C.探究作用力與反作用力關系時，采用了控制變量法。

D.研究物體的運動時，應選擇相對靜止的物體為參考系。

答案：C

解析:在不需要考慮物體的大小和形狀時,用質點來代替物體的方法叫理想模型法,

故A正確；利用光電效應實驗可以測定光的頻率而不是波長，故B錯誤；探究作用力與

反作用力關系時并不涉及多個物理量，無需控制變量，故C錯誤；研究物體的運動時，

應選擇相對靜止的物體為參考系以便描述物體的運動狀態，故D正確。由于本題選不正

確選項，故答案選C。

3.關于牛頓第二定律，以下說法正確的是：

A.力和加速度成正比，與質量成反比

B.力等于質量和加速度的乘積

C.力等于質量與加速度的乘積

D.力和質量之和等于加速度

答案：C

解析：牛頓第二定律表述為力等于質量與加速度的乘積，即F=ma。選項A和B的

表述不準確，因為它們忽略了質量是加速度的系數這一事實；選項D明顯錯誤，因為力

和質量不可能之和等于加速度。

4.在真空中，光的速度是一個恒定值，約為：

A.24萬公里/秒

B.299792公里/秒

C.186000公里/秒

D.30萬公里/秒

答案：B

解析：光在真空中的速度被稱為光速，其值約為299,792,458米/秒，通常近似為

299,792公里/秒。選項A、C和D的數值均不符合實際測量值。

5.(題干)關于牛頓運動定律的理解，下列說法正確的是()

選項：

A.牛頓第一定律是描述物體不受外力時的運動規律

B.力是改變物體慣性的關鍵因素

C.力是物體運動的原因，不受外力物體不可能運動

D.物體的速度方向變化時，加速度可能為零

答案：A

解析：牛頓第一定律描述了物體不受外力時的運動規律，即物體保持靜止狀態或勻

速直線運動狀態。因此選項A正確；慣性是物體的固有屬性，力不能改變物體的慣性，

所以選項B錯誤；不受外力物體可能做勻速直線運動，所以選項C錯誤；物體的速度方

向變化時一定有加速度，因此選項D錯誤。

6.(題干)關于電場和磁場的說法中正確的是()

選項：

A.電場線和磁感線都是閉合曲線

B.電場線和磁場線都是假想的曲線，現實中并不存在

C.電場對放入其中的電荷有力的作用，而磁場對放入其中的電荷沒有力的作用

D.電場對放入其中的電荷有力的作用的同時還有電勢能的變化，而磁場對放入其中

的電荷有力的作用的同時還有磁勢能的變化

答案：B

解析：電場線和磁場線都是假想的曲線，用于描述電場和磁場在空間中的分布，現

實中并不存在。因此選項B正確；電場線和磁感線都不是閉合曲線，所以選項A錯誤；

磁場對運動電荷也有力的作用，因此選項C錯誤；磁場沒有勢能的概念，所以選項D

錯誤。

7.關于牛頓第二定律，下列說法正確的是：

A.力是維持物體運動的原因

B.力是改變物體運動狀態的原因

C.物體的加速度與作用力成正比，與質量成反比

D.當物體靜止時，作用在物體上的力立即消失

答案：B

解析：牛頓第二定律表述為“物體的加速度與作用力成正比，與質量成反比”，且

加速度的方向與合外力的方向相同。選項A錯誤，因為力不是維持物體運動的原因，而

是改變物體運動狀態的原因。選項C錯誤，因為物體的加速度不僅與作用力成正比，還

與物體的質量有關。選項D錯誤，因為根據牛頓第一定律，當物體靜止時，作用在物體

上的力可以不為零，只是合力為零。

8.下列哪種情況不能通過平移實現：

A.電梯的上下運動

B.火車在直軌上的運動

C.投擲飛鏢的運動

D.旋轉門的運動

答案：D

解析：平移是指物體作為一個整體在同一方向上移動一定的距離，而不改變其形狀

和大小。選項A、B、C都可以通過平移實現。選項D中的旋轉門是圍繞一個點進行的圓

周運動，不能通過平移實現。

二、簡答題（本大題有2小題，每小題10分，共20分）

第一題

請簡述高中物理教學中牛頓運動定律的應用，并舉例說明。

答案：

一、牛頓運動定律的應用：

1.牛頓第一定律（慣性定律）：說明了物體在不受外力作用時，會保持靜止狀態或

勻速直線運動狀態。在物理教學中，這一定律用于解釋慣性現象，幫助學生理解

物體運動狀態的變化需要力的作用。

2.牛頓第二定律（加速度定律）：說明了物體的加速度與作用于它的力成正比，與

它的質量成反比。這一定律用于解釋物體的加速度與力和質量之間的關系，是動

力學中非常重要的基礎。

3.牛頓第三定律（作用與反作用）：說明了一物體對另一物體施加力的作用時，也

會受到另一物體對它的反作用力。這一定律幫助學生理解力的相互作用，如火箭

升空的動力來源等。

二、舉例說明：

1.牛頓第一定律的應用：在解釋汽車剎車時，乘客會向前傾的現象時，可以運用牛

頓第一定律來解釋。汽車剎車時，乘客由于慣性會保持原來的運動狀態，因此會

向前傾。

2.牛頓第二定律的應用：在分析汽車啟動或加速過程時，可以通過牛頓第二定律來

解釋。汽車啟動時，發動機提供的力（牽引力）大于阻力，產生加速度，使汽車

開始運動或加速。汽車的質量越大，需要的力就越大，產生的加速度就越小。

3.牛頓第三定律的應用：在解釋滑冰時，當一個人推另一個人時，被推的人會產生

向后的反作用力，使得推人者也會受到反作用力而向反方向移動。這就是牛頓第

三定律的實際應用。

解析：本題考查的是對牛頓運動定律的理解和應用能力。在物理教學中，不僅需要

學生掌握理論知識，還需要學生能夠運用這些理論知識去解釋和解決實際問題。因此，

本題通過要求考生闡述牛頓運動定律的應用并舉例說明，來檢驗考生對理論知識的理解

和應用能力。

第二題

題目：

請簡述并解釋牛頓第二定律在物理學中的應用。

答案：

1.定義與表述：

牛頓第二定律是經典力學中的基本定律之一，它描述了力、質量和加速度之間的關

系。其數學表達式為(F=ma),其中(F)是作用在物體上的合力，(m)是物體的質量，(a)

是物體的加速度。

2.應用實例：

?汽車制動：當汽車突然剎車時，車內的乘客會向前傾斜。這是因為剎車產生的摩

擦力使得汽車減速，而乘客的身體由于慣性仍保持原來的速度前進，從而產生向

前的力，即慣性力。

?跳水運動：跳水運動員在空中下落時，教練通過給運動員施加向上的力，使其克

服重力，實現跳水動作。

?火箭發射：火箭在發射過程中，通過向后噴出高速氣體，根據牛頓第三定律，火

箭會受到向上的反作用力，從而使火箭升空。

3.物理意義:

牛頓第二定律不僅適用于宏觀物體，也適用于微觀粒子。它揭示了力和運動之間的

直接聯系，為理解和分析物體的運動提供了重要的理論基礎。

解析：

牛頓第二定律是物理學中描述力與運動關系的基本定律。通過其數學表達式0=

儂），我們可以明確地知道，物體的加速度與作用在其上的合力成正比，與物體的質量

成反比。這一原理在日常生活和工程實踐中有著廣泛的應用。

在汽車制動的情況下，剎車系統通過產生摩擦力來減緩車輪的轉動速度，從而降低

車輛的速度。由于乘客的身體具有慣性，會繼續保持原來的運動狀態，因此會向前傾斜。

這個現象正是牛頓第二定律的一個直觀體現。

跳水運動員在空中下落時，教練通過施加向上的力，抵消了重力對運動員的作用，

使運動員能夠實現自由落體運動，最終跳入水中。這一過程同樣可以用牛頓第二定律來

解釋。

火箭發射則是利用牛頓第二定律的逆向應用。火箭通過向后噴出高速氣體，根據動

量守恒定律，火箭可以獲得向前的推力，從而實現發射升空。

總之，牛頓第二定律不僅是物理學中的一個基本原理，也是理解和解決實際問題的

重要工具。

三、案例分析題（本大題有2小題，每小題25分，共50分）

第一題

【題目】

在講解“牛頓第二定律”的過程中，教師引導學生通過實例分析，理解力與加速度

的關系。以下是該教師的教學片段：

【答案】

解：根據牛頓第二定律，加速度a=F/m=20N/5kg=4m/s2。

【解析】

本題考察的是對牛頓第二定律F=ma的理解和應用。教師通過給出具體的實例，

讓學生能夠將理論知識與實際問題相結合，從而更深刻地理解力與加速度的關系。在解

題過程中，學生需要注意單位的轉換和公式的正確使用。本題的解題關鍵在于理解并正

確應用牛頓第二定律的公式，同時注意單位的統一。通過本題的練習，學生可以更好地

掌握牛頓第二定律的應用，為后續的學習打下堅實的基礎。

第二題

請分析以下教學場景并回答問題：

在高中物理課堂上，教師正在講授牛頓第二定律的應用。教師通過一個生活中的例

子一一汽車啟動和剎車的過程來引入，隨后展示了牛頓第二定律是如何描述這一過程的

速度變化的。接著，教師布置了一個小組討論活動，要求學生討論牛頓第二定律在實際

生活中的應用，并舉例說明。最后，教師布置了一道關于牛頓第二定律的應用題作為課

堂練習。

1.教師如何通過生活實例引入牛頓第二定律的教學？

2.教師布置的小組討論活動旨在達成什么教學目標？請簡述其重要性。

3.教師布置的課堂練習對于鞏固學生的知識有何作用？請給出設計此類題目的要

點。

答案：

1.教師通過汽車啟動和剎車的生活實例引入牛頓第二定律的教學。這個過程中，教

師通過描述汽車加速和減速過程中的速度變化，幫助學生理解牛頓第二定律中的

力、質量和加速度之間的關系。這樣的引入方式不僅貼近學生日常生活經驗，增

強了學生的學習興趣，也幫助學生從直觀感受上升到理論理解。

2.教師布置的小組討論活動旨在讓學生通過合作探討牛頓第二定律在實際生活中

的應用，以此來加深對這一物理規律的理解。小組討論可以鍛煉學生的團隊協作

能力、溝通能力和問題解決能力，同時也能幫助學生從多角度理解牛頓第二定律,

增強學生對物理知識的應用能力。

3.教師布置的課堂練習對于鞏固學生的知識具有重要作用。通過實踐應用題目，學

生可以及時檢驗自己對牛頓第二定律的理解程度和應用能力。設計此類題目的要

點包括：緊密結合生活實際，讓學生能將所學知識應用到實際問題中；題目難度

適中，既能檢驗學生的基礎知識掌握情況，又能有一定的挑戰性，以激發學生的

探索欲望；題目應涵蓋牛頓第二定律的多個方面，以全面考察學生對該定律的理

解和應用能力。

解析：

本題考查了教師對牛頓第二定律教學內容的處理方式及其教學目的的理解。第一問

通過教師的引入方式分析教師如何通過生活實例引發學生的興趣并引導學生理解牛頓

第二定律。第二問從小組討論活動的目的來分析其教學目標和重要性，旨在提高學生的

理解和應用能力。第三問通過課堂練習的作用來考察教師如何通過實踐應用來鞏固學生

的知識，并給出了設計此類題目的要點。

四、教學設計題（本大題有2小題，每小題20分，共40分）

第一題

題目：設計一個教學方案，用于講解“牛頓第二定律”。

答案及解析

答案：

1.導入新課：

?通過生活中的實例（如汽車剎車、運動員起跑）引出牛頓第二定律的概念。

2.知識講解：

?使用多媒體課件展示牛頓第二定律的定義公式F=ma,并解釋各物理量的含義。

?通過實例分析，幫助學生理解力、質量和加速度之間的關系。

?引入實驗演示，如使用小車和滑輪組來直觀展示力對物體運動狀態的影響。

3.課堂活動：

?分組討論：讓學生分組討論并設計一個小實驗，驗證牛頓第二定律。

?小組展示：每組選派一名代表上臺展示實驗設計，并解釋實驗結果如何體現牛頓

第二定律。

4.鞏固練習：

?布置課后作業：設計一道與牛頓第二定律相關的選擇題或計算題，檢驗學生對知

識的掌握情況。

5.課堂小結：

?總結本節課的重點內容，強調牛頓第二定律在日常生活中的應用。

解析：

在設計這個教學方案時，首先要考慮的是學生的認知特點和教學目標。對于高中生

來說，他們已經具備了一定的抽象思維能力和實驗操作能力，因此，在知識講解部分，

可以通過多媒體課件和實驗演示來幫助學生更好地理解牛頓第二定律。同時，課堂活動

的設計可以激發學生的學習興趣和主動性，通過分組討論和小組展示的方式，讓學生在

實踐中加深對知識的理解。最后，在鞏固練習和課堂小結環節，可以幫助學生鞏固所學

知識，并引導他們將所學知識應用到實際生活中去。

第二題

請依據高中物理課程標準和教學目標，設計一段關