2019年上半年中小学教师资格考试真题试卷(高级中学)物理

2019年上半年中小学教师资格考试真题试卷《物理学科知识与教学能力》（高级中学）一、单项选择题（本大题共8小题，每小题5分，共40分）1．某高中物理教材介绍了一位科学家的设想：如图所示，从高山上水平抛出物体，速度一次比一次大，落地点也就一次比一次远。如果速度足够大，物体就不再落回地面，它将绕地球运动。这是最早的关于发射人造地球卫星的科学设想，提出该设想的科学家是（）A．牛顿B．开普勒C．伽利略D．笛卡尔2．某种双折射材料对600nm的寻常光的折射率是1．71，对非常光的折射率为1．74。用这种材料制成四分之一波片，其厚度至少应为（）A．2．1×10-3mmB．3．0×10-3mmC．4．0×10-3mmD．5．0×10-3mm3.如图所示，在宽度为d的无磁场区域的左右两侧，存在磁感应强度大小相同，方向垂直纸面向外的磁场，边长l为2d的正方形金属线框efgh置于左侧区域，线框平面法线方向与磁场方向平行，对角线fh与磁场边界平行，现使线框以速度v垂直于磁场边界从图示位置向右匀速运动，在整个线框穿越无磁场区域的全过程中，线框中感应电流的方向（）A.始终为顺时针方向B.始终为逆时针方向C.先为逆时针方向后为顺时针方向D.先为顺时针方向后为逆时针方向4．图甲为一列简谐横波在t=1.25s时的波形图，图乙是从某时刻到该时刻某质点的振动图像，已知c位置的质点比a位置的质点晚0.5s起振。则该质点可能位于（）A.a和b之间B.b和c之间C.c和d之间D.d和e之间5.在如图所示的理想气体循环中，若aT、bT、cT、dT和γ已知，其中pVCC，则其效率η为（）A.1dacbTTTTB.1cbdaTTTTC.1adcbTTTTD.1bcdaTTTT6．Ox坐标轴上有A、B两点，如图甲所示。将点电荷Q置于轴上的某点，先后分别将试探电荷+aq放于A点，-bq放于B点，测得试探电荷受力大小与所带电量的关系分别如图乙中直线a、b所示，方向均与x轴的正方向相同。关于点电荷Q下列判断正确的是（）A．带负电，位置在OA之间且靠近O点B．带正电，位置在OA之间且靠近A点C．带负电，位置在AB之间且靠近A点D．带正电，位置在AB之间且靠近B点7．花样滑冰运动员在旋转的过程中，两臂伸开时，转动惯量为J0，角速度为ω0，动能为E0。收回手臂后，转动惯量为013J，角速度为ω，动能为E。运动员旋转变化过程中，下列关系正确的是（）A．03，0EEB．03，03EEC．03，0EED．013，03EE8．在研究光电效应的实验中，从甲、乙两种金属中飞出光电子的最大初动能Ek与入射光频率ν的关系如图所示，下列说法正确的是（）A．甲的逸出功一定大于乙的逸出功B．甲的截止频率一定大于乙的截止频率C．两条图线与横轴的夹角α和β一定相等D．增大入射光频率，甲、乙的遏止电压一定不变二、计算题（本大题共1小题，共20分）9．质量m为10kg的木箱放在水平地面上，在水平拉力F的作用下由静止开始沿直线运动，其拉力随时间的变化关系如图所示。若已知木箱与地面间的动摩擦因数μ为0．2，g取10m/s2，用积分法求：（1）t=4s时，木箱的速度大小；（2）t=7s时，木箱的速度大小。三、案例分析题（本大题共2小题，第10题20分，第11题30分，共50分）阅读案例，并回答问题。10.案例下面为一道物理习题和某同学的解答。题目：有一个未知阻值的电阻Rx（阻值约100Ω），实验室有如下器材可供使用：1.直流毫安表（量程0～10mA，电阻约50Ω）2.直流电压表（量程0～3V，电阻约5kΩ）3．直流电源（电压输出4V，内阻不计）4．滑动变阻器（阻值范围0～15Ω，允许通过的最大电流1A）5.开关1个，30Ω的定值电阻1个，导线若干请根据所给器材的规格，完成下列内容：（1）设计能够比较准确测量阻值的实验电路；（2）说明实验要测量的物理量，给出阻值的计算公式。解：（1）所给器材有直流毫安表和直流电压表，可以用伏安法测量未知电阻的阻值，电路如图所示。（2）实验要测量的物理量：①直流电压表的电压U，②直流毫安表的电流I。未知电阻Rx的阻值计算公式为xURI。问题：（1）指出该同学设计的电路存在的问题。（4分）（2）给出符合题目要求的实验电路图。（6分）（3）针对该同学电路存在的问题，设计一个教学片段，帮助其正确分析和解决此类问题。（10分）11.案例：下面是李老师讲授高中物理“摩擦力”一课的教学片段。李老师：同学们，上课了，我们先做个实验，请甲同学上来推前排同学的课桌和讲台，同学们注意观察。（甲同学用力分别推课桌和讲台，课桌动了，讲台却没动)李老师：同学们，观察到了什么？学生们：课桌动了，讲台没动。李老师：为什么课桌动了，讲台却没动呢？这就与我们今天要学习的摩擦力有关，大家看大屏幕（如图），思考、讨论上面的问题。李老师：哪位同学来谈谈？乙学生：讲台受到了摩擦力，所以没推动。李老师：对！甲同学用力推讲台，讲台没动，说明存在一个阻碍讲台运动的力，这个力就是今天我们要学习的静摩擦力。那静摩擦力的大小与什么因素有关呢？丙同学：讲台比课桌重，它的惯性比课桌的大，所以推不动，因此静摩擦力的大小与物体的质量有关。丁同学：对，我们用同样的力推物体，质量大的受到的摩擦力就大。李老师：丙同学和丁同学说的不对。摩擦力的大小与物体接触面之间的粗糙程度有关，与物体对接触面的正压力大小有关。这个我们在初中已经学过，大家要记住。这节课我们重点要学习的是，静摩擦力的大小还与施加的外力大小有关。大家观察老师做实验，思考并总结出静摩擦力的这个特点。（教师演示，学生观察）李老师：刚才老师用弹簧测力计水平拉小铁块，小铁块没动，弹簧测力计的示数比较小；随着拉力的增大，弹簧测力计的示数也逐渐增大，但物体还是不动；这说明什么呢，说明静摩擦力随着外力的增大而增大；当拉力增大到一定值时，物体就开始滑动了，因此，静摩擦力就有最大值，这个最大值叫最大静摩擦力，用Fmax表示，所以静摩擦力的变化范围是从0到最大静摩擦力，我们把它记为0FfFmax。李老师：大家要记住老师在黑板上（如下图）总结的静摩擦力的特点。好，我们接下来学习滑动摩擦力。问题：（1）评述李老师教学过程中的问题与不足之处。（18分）（2）指出丙、丁同学回答中存在的问题。（4分）（3）针对丁同学回答中存在的问题，设计一个教学片段或教学思路帮助学生理解知识、解决问题。（8分）四、教学设计题（本大题共2小题，第12题12分，第13题28分，共40分）12．阅读材料，根据要求完成教学设计。材料两位同学使用多用电表以后，分别把选择开关放在图a、b所示的位置。任务：（1）你认为谁的习惯比较好？说明理由。（4分）（2）基于该图示，结合多用电表工作原理，设计一个包含师生互动的教学片段。（8分）13．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“碰撞”的内容标准为：“通过实验，了解弹性碰撞和非弹性碰撞的特点。定量分析一维碰撞问题并能解释生产生活中的弹性碰撞和非弹性碰撞现象。”材料二高中物理某教科书“实验：探究碰撞中的不变量”一节的部分内容。材料三教学对象为高中二年级学生，已学过动量、动量定理、碰撞等知识。任务：（1）简述弹性碰撞和非弹性碰撞的含义。（4分）（2）根据上述材料，完成“实验：探究碰撞中的不变量”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（要求含有教学环节、教学活动、设计意图等）。（24分）2019年上半年中小学教师资格考试真题试卷一、单项选择题1．A【解析】在1687年出版的《自然哲学的数学原理》中，牛顿设想，抛出速度很大时，物体就不会落回地面。他曾想过，从高山上水平抛出物体，速度一次比一次大，落地点也就一次比一次远。如果速度足够大，物体就不再落回地面，它将绕地球运动，成为人造地球卫星。这一想法也是最早的关于发射人造地球卫星的科学设想。故本题选A。2.D【解析】当光法向入射透过用某材料制成的单晶薄片时，寻常光与非常光的光程差为14n个波长，这样的晶片称为四分之一波片。当光程差为14时，波片最薄，即0min4ennd，代入数据得min11.741.71600nm4d，可得min5000nmd，即为5.0×10-3nm，故本题选D。3.C【解析】用取特殊点法进行判断。当线框右侧（e点）刚进入无磁场区域时，通过线框的磁通量减小，根据楞次定律“增反减同”判断可知线框中产生的感应电流为逆时针方向；当线框左侧（g点）完全进入无磁场区域，线框逐渐向右侧磁场区域运动时，通过线框的磁通量增大，根据楞次定律“增反减同”判断可知线框中产生的感应电流的方向为顺时针方向。故C正确。4．D【解析】根据c位置的质点比a位置的质点晚0．5s起振，可知此简谐横波的周期为1s，传播方向沿x轴正方向。根据图乙可知，在t=1．25s时，该质点在x轴上半部分且向下运动再根据图甲进行判断，a和b之间的质点在x轴上半部分且向上运动，b和c之间的质点在x轴下半部分且向上运动，c和d之间的质点在x轴下半部分且向下运动，d和e之间的质点在x轴上半部分且向下运动。故选D。5．A【解析】图中所示的循环是按顺时针方向进行的，所以工作机器为热机，热机效率1QQ放吸。该循环只有等容升压吸热过程（b→c）和等压压缩放热过程（d→a）进行吸放热，则有()dapdamQCTTM，()bcVcbmQCTTM，所以，效率为1dacbTTTT，故本题选A。6.C【解析】由图乙和题干信息可知，+qa和-qb所受电场力方向相同，所以点电荷Q一定在两个点电荷之间。又因为电场力方向均与x轴正方向相同，所以点电荷一定带负电。显然，a图线的斜率大于b图线的斜率，由电场强度的定义式FEq可知，A点的电场强度大于B的电场强度，而电场强度的决定式2kQEr，可判断出点电荷靠近A点。故本题选C。7．B【解析】花样滑冰运动员在旋转过程中，对中心轴的总力矩为零，所以运动员在旋转过程中对轴的角动量守恒，故有0003JJ，可得030。转动动能200012EJ，222000001392362JJEJ，所以03EE。综上可知B正确。8．C【解析】由图象可知，随着入射光频率的增大，甲金属先发生光电效应，故甲的逸出功一定小于乙的逸出功，甲的截止频率一定小于乙的截止频率，A、B错误。根据k0EhW可知图象斜率为常数h，C项正确。遏止电压kCEUe，增大入射光频率ν，Ek增大，则UC增大，D项错误。故本题选C。二、计算题9．（1）由图象可知，在t=4s之前，木箱在水平方向上受到恒定拉力和滑动摩擦力的作用。根据牛顿第二定律的微分形式ddpFt，可得ddpFft，而fmg，所以有ddmvFmgt，整理得ddFvgtm，木箱从静止开始运动，所以t=0时，v=0，两边同时积分有00ddvtFvgtm，当t=4s时，4420030Nd-0.210m/s(4s-0s)4m/s10kgFmgFvtmgtmm，即在t=4s时，木箱的速度为4m/s。（2）由图象可知，在4~7s内，木箱在水平方向上受到均匀减小的拉力和滑动摩擦力的作用。应用牛顿第二定理，有ddpFft，由图象可知7010Ft，且fmg，所以有d7010dmvtmgt，整理得7010ddtvgtm，由第（1）问知，当t=4s时，v=4m/s，在4~7s内，上式两边同时积分有7447010ddvtvgtm，7727444701014()d(5)d51.5m/s2tvgtttttm，所以v=2.5m/s，即在t=7s时，木箱的速度为2.5m/s。三、案例分析题（参考答案）10．（1）该同学设计的电路主要存在的问题有：①电流表内外