2012下半年中学教师资格认定考试(高级物理学科知识与教学能力)真题试卷

2012下半年中学教师资格认定考试（高级物理学科知识与教学能力）真题试卷(总分：34.00，做题时间：90分钟)一、单项选择题(总题数：8，分数：16.00)1.如图所示为光的单缝衍射实验装置图。实验过程中，当激光器射出的光通过单缝时，在光屏上观察到的图像应该是()。A.B.C.√D.解析：解析：单缝衍射产生的条纹特点是：中央亮条纹最宽，两侧条纹逐渐变窄变暗，条纹间距不等。C选项正确。2.核能发电是人类利用能源的方式之一，用核裂变方式发电的核反应是()。A.92235U+01n→56144Ba+3689Kr+01n√B.12H+13H→24He+01nC.714N+24He→817O+11HD.92238U→90234Th+24He解析：解析：目前核电站都是利用铀235的链式反应发电的，其核反应为92235U+01n→56144Ba+3689Kr+301n，即A选项正确。3.一种实物投影仪的照明电路如图所示，它由10个相同的强电灯L1~L10(24V／220W)和10个相同的报警指示灯X1一X10(220V／2W)组成。将其连接在220V交流电源上，若工作一段时间后，L2灯丝烧断，那么()。A.X1的功率减小，L1的功率增大B.X1的功率增大，L1的功率增大C.X2的功率增大，其他指示灯的功率减小√D.X2的功率减小，其他指示灯的功率增大解析：解析：显然L1和X1并联、L2和X2并联等等，然后它们串联在220V交流电源上，L2灯丝烧断，则总电阻变大、电路中电流，减小，又L1和X1并联的电流分配关系不变，则X1和L1的电流都减小、功率都减小，同理可知除X2和L2外各灯功率都减小，A、B均错；由于I减小，各并联部分的4.“神州九号”飞船与“天宫一号”目标飞行器成功实施对接，创造了我国航天史上的许多第一。“神州九号”在与“天宫一号”对接的过程中需要进行多次变轨，其中两次变轨的轨道半径分别为R1、R2，角速度分别为ω1、ω2，运行轨道均可视为圆轨道，则对应角速度大小之比等于()。A.B.√C.D.解析：解析：神州九号在绕地球做半径为R1的圆周运动的过程中，根据万有引力提供向心力可得,解得。同理在轨道半径为R2的轨道上时有,因此，B选项正确。5.如图所示空间中P、Q两点处各固定一个点电荷，其中P点处为正电荷，P、Q两点附近的电场的等势面分布如图所示，a、b、c、d为电场中的4个点。则()。A.P、Q两点处的电荷等量同种B.a点和b点的电场强度相同C.c点的电势低于d点的电势D.负电荷从n到c，电势能减少√解析：解析：由等势面的对称分布可知，P、Q两点处的电荷是等量的异种电荷，即P点处为正点电荷，Q点处为负点电荷，故A错。a、b两点的电场强度大小相等，方向不一致，故不相同，B错。由等量异种点电荷电场线及等势面的分布特点可知，c点所在的等势面电势高于d点所在的等势面，故C错。由于c点所在的等势面电势高于a点所在的等势面。负电荷从a到c，即从低电势到高电势点，电场力做正功，电荷的电势能减少。故D正确。6.如图所示，侧面均匀分布有负电荷的胶木圆盘水平放置在盘的正上方用绝缘细线悬挂一金属圆环，环面水平，轴线与胶盘的轴线OO’重合，使盘由静止开始绕其轴线OO’按箭头所示方向加速转动，则金属环的面积S和丝线所受拉力，的变化情况是()。A.S有扩大趋势，F增大B.S有缩小趋势，F减小√C.S有扩大趋势，F减小D.S有缩小趋势，F增大解析：解析：使胶木盘A由静止开始绕其轴线OO'按箭头所示方向加速转动，金属环B内磁通量增大。根据楞次定律，金属环B的面积有缩小的趋势，丝线受到的拉力减小，选项B正确。7.小球每隔0．2s从同一高度抛出，做初速度为6m／s的竖直上抛运动。设它们在空中不相碰。第一个小球在抛出点以上遇到小球的个数为(g取10m／s2)()。A.3个B.4个C.5个√D.6个解析：解析：初速度为6m／s的小球竖直上抛，在空中运动的时间，所以第1个小球在抛出点以上能遇到的小球个数为5个，C选项正确。8.某教师针对“匀变速直线运动”一课制定教学目标，部分目标如下所示。其中属于过程与方法维度的教学目标是()。A.知道加速度B.知道匀变速直线运动的特点C.设计实验，用打点计时器研究匀变速直线运动√D.掌握匀变速直线运动的运动规律解析：解析：过程与方法目标的实质是让学生经历探究过程，掌握研究方法，所以正确答案应为C。二、简答题(总题数：1，分数：4.00)一形状如图所示的绝缘细线，其上均匀分布着正电荷，已知电荷的线密度为λ，两线段直线长均为a，半圆环的半径为a。试求：(1).环心O点的电场强度；__________________________________________________________________________________________正确答案：(正确答案：由于电荷均匀分布与对称性，AB段和CD段电荷在O点产生的场强互相抵消，取dl=RdO，则dq=λRRdθ在O点产生的场强如图，由于对称性，电场沿y轴负方向。则有：)解析：(2).环心O点的电势。__________________________________________________________________________________________正确答案：(正确答案：AB段电荷在O点产生的电势为U1，以无穷远处为电势能零点。同理CD段产生的电势为U2半圆环产生的电势为U3综合上式。环心O点的电势)解析：三、案例分析题(总题数：2，分数：8.00)案例：某同学对一道习题的解答如下。题目：如图所示，两根不可伸长的细绳，长度均为L，它们的一端固定在空间O处，另一端分别系有质量为m的小球A和B。小球B静止，将小球A提到使细绳处于水平状态的位置时由静止释放，与悬点正下方的小球B相碰并粘在一起，求两小球能上升的最大高度。解：设小球A与小球B碰撞前速度大小为vA，有：对A、B两球，依据机械能守恒定律有：得碰后两球升高最大高度为答：两小球能上升的最大高度为问题：(1).指出学生答题错误，分析答错原因；__________________________________________________________________________________________正确答案：(正确答案：本题学生错在两个小球碰撞为非弹性碰撞，碰撞的过程中有机械能损失，不符合机械能守恒定律。学生答错的原因是对运动学知识比较熟悉，对动量接触的比较少，以及对机械能守恒定律的适用条件理解不清。)解析：(2).设计一个教学片断，帮助学生正确分析并解答习题。__________________________________________________________________________________________正确答案：(正确答案：教学片断如下：师：同学们，遇到这类“碰撞”的问题，大家首先会想到用哪两个定律求解呢?生：动量守恒定律和机械能守恒定律。师：那么这道题满足这两个定律吗?(学生议论纷纷，答案不一)师：我们回顾一下这两个定律的适用条件。动量守恒和机械能守恒分别在什么条件下成立?(教师引导学生，一起复述两定律的守恒条件)师：这下清楚了吗?再看看这道题符合哪个?生：符合动量守恒，因为两小球的碰撞为非弹性碰撞，所以机械能不守恒。师：非常好，哪位同学上来写一写正确的答题过程。生：设小球A与B碰撞前速度为vA，则有，即。对A，B两球碰撞，依据动量守恒定律有mvA=2mv，得设小球能上升到的最大高度为h．则得答：两小球能上升的最大高度为。师：这位同学解答得非常好，步骤非常清晰。以后遇到此类“碰撞”模型，大家知道怎么入手了吧?生：先考虑两守恒定律是否适用。师：是的。只要这个适用条件分析清楚，再按照运动过程，做好受力分析和运动分析，此类题便迎刃而解。)解析：案例：在“电场强度”一课的教学中某教师运用教材中“探究影响电荷间相互作用力的因素实验，帮助学生建立电场的概念。下面是某教学片断：教师：通过前面的学习，大家已经知道了电荷之间存在力的作用。下面我们通过实验来探究影响电荷间相互作用力大小的问题。(老师准备实验，让学生阅读下面方框中教材相关部分，向学生介绍实验装置)老师：下面，老师将丝线吊着的带电小球分别挂在带电体附近不同的位置，大家注意观察丝线偏离竖直方向的角度大小。(老师做实验，学生观察)老师：同学们，从刚才的实验中我们能得出什么结论，有谁能说明呢?学生甲：带正电的小球距离带正电的物体D越远，丝线偏离竖直方向的角度越小。老师：很好!观察得很仔细，请坐。这说明什么?学生乙：电荷之间的作用力越来越小。老师：对!这个实验说明电荷之间的作用力与它们之间距离大小的平方成正比，其他同学还有什么看法?学生丙：老师，在移动电荷的过程中，电荷会跑掉一些。是否可以同时挂几个带相同电荷的小球做实验呢?老师：那样不好，应该按书上的要求做。问题：(1).对上述教学片断中教师行为存在的问题进行评述；__________________________________________________________________________________________正确答案：(正确答案：教学片断中教师行为存在两处不当之处，教学片断中的实验为探索性实验．对探索性实验应该按照探索实验的规律逐步进行，而不是教师直接给出探索结论，根据片段中的实验现象不可能得出电荷之间的作用力与它们之间距离的大小的平方成反比的结论，这是问题之一。对于探索性实验，学生可以提出自己的疑问，教师对此应当予以鼓励，至于学生的提议是否可行教师可以进行合理解释，而不是告诉学生“那样不好，应该按照书上的要求做”，直接否定学生的疑问，这是问题之二。)解析：(2).针对上述教学片断中存在的问题，给出改进教学的思路。__________________________________________________________________________________________正确答案：(正确答案：教学设计思路：以“电荷间相互作用如何发生”、“如何描述电场的强弱”两大问题为主线展开，具体操作思路是：①学生自学电场，培养学生阅读、汲取信息的能力。②通过实验模拟和定量分析的方法探究描述电场强弱的物理量。③通过练习巩固加深对电场强度概念的理解，探讨点电荷的电场及场强叠加原理。)解析：四、教学设计题(总题数：1，分数：6.00)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(实验)》关于简谐振动的内容标准为：通过观察和分析，理解简谐振动的特征。能用公式和图象描述简谐振动的特征。材料二某版本高中物理教材“简谐振动”一节含“简谐振子”、“弹簧振子的时间一位移图象”和“简谐振动及其图象”3段，其中“弹簧振子的时间一位移图象”一段中“弹簧振子的频闪照片”图象如图所示．“简谐运动及其图象”一段中的思考与讨论如下所示。[*]数学课中我们已经学过正弦函数的振幅、周期(频率)等知识。假定图11．1—2中的曲线的确是正弦曲线，用刻度尺测量它的振幅和周期，写出具有这样振幅、周期的正弦函数的表达式。应该注意到，这个表达式中计时开始时位移应该是零，随后位移开始增加为正值。然后，在图11．1—2的曲线中选小球的若干位置，用刻度尺在图中测量它们的横坐标和纵坐标，带入你所写出的正弦函数的表达式中进行检验，看一看这条曲线是否真的是一条正弦曲线。方法二：在图11．1—2中，测量小球在各个位置的横坐标和纵坐标。把测量值输入计算机中，用数表软件作出这条曲线，看一看弹簧振子的位移一时间的关系可以用什么函数表示。材料三教学对象为高三学生，已学过位移、周期、频率等知识。(1).简述什么是简谐振动；__________________________________________________________________________________________正确答案：(正确答案：如果质点的位移与时间的关系遵循正弦函