2022年下半年教师资格《高中物理学科知识与教学能力》押题密卷

质量为m的物体悬于一条轻绳的一端，绳另一端绕在一轮轴的轴上，如图所示。轴水平且垂直于轮轴面，其半径为r，整个装置架在光滑的固定轴承之上。当物体从静止释放后，在时间t内下降了一段距离S。试求整个轮轴的转动惯量。（用m、r、t和S表示）

铁锤将一铁钉击入木板，设木板对铁钉的阻力与铁钉进入木板内的深度成正比，在铁锤击第一次时，能将小钉击入木板内1cm，问击第二次时能击如多深（假定铁锤两次做功相等，铁钉重力忽略不计）。

下面是某高中物理教材重力势能的一节中关于物体沿不同路径下落时重力做的功的实验示意图。

任务：

（1）重力势能这节课在教材中的作用。

（2）基于以上实验，设计一个师生交流的教学方案。

阅读材料，根据要求完成教学设计任务。

材料一《普通高中物理课程标准（实验）》中关于“库仑定律”的内容要求是：“知道点电荷，体会科学研究中的理想模型方法。知道两个点电荷间相互作用的规律。通过静电力与万有引力的对比，体会自然规律的多样性与统一性。”

材料二高中物理某教科书中关于“库仑定律”的实验设计如下：

材料三教学对象为高二学生，已学过静电场的知识点。

任务：

（1）在上述实验中用到了什么特殊的实验方法?请列举至少两个用到这种方法的其他实验。

（2）根据上述材料，完成“电荷间作用力的大小跟距离、电荷量的关系”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（要求含有教师活动、学生活动、设计意图，可以采用表格式或叙述式）等。

已知一质量为m的质点在x轴上运动，质点只受到指向原点的引力的作用，引力大小与质点离原点的距离x的平方成反比，即f=k/x2后是比例常数。设质点在x=A时的速度为零，求x=A/4处的速度的大小。

如图所示，水平地面上方有垂直于纸面向里的匀强磁场B，水平向右的匀强电场E。一质量为m，带正电荷q的滑块在水平地面上做直线运动。滑块与地面问的动摩擦因数为μ，且则滑块未脱离地面前的速度v等于多少?

教师：同学们，今天我们先一起来看一段汽车大赛的视频，尤其要注意汽车在转弯时的情景。教师开始播放视频。

教师：这段视频精彩吗?谁知道这是什么比赛吗?

学生：精彩，汽车都飞起来了。

教师：这个汽车比赛的名字叫作F1。F1就是Formula One的缩写，中文叫一级方程式赛车。以共同的方程式(规则限制)所造出来的车就称为方程式赛车，而其中等级最高者就属F1，F1在现今赛车领域所代表的地位就犹如奥运会或是世界杯足球赛。目前F1共有l0支参赛队伍，每场比赛最多只有20位车手上场，每年规划l6至17站的比赛，通常在三月中旬开跑，十月底结束赛季。有没有人长大想当赛车手啊?

学生纷纷举手。

教师：看来大家都很勇敢啊!大家刚才都看到在汽车转弯的时候发生了什么?

教师将视频暂停在赛车转弯发生离心现象的位置。

学生：汽车快飞起来了。

教师：这就是我们今天要讲的内容——离心现象。其实，不仅是赛车，在生活中也会经常见到离心现象。大家有什么例子可以分享下吗？

学生：汽车拐弯，洗衣机。

教师:嗯，很好。棉花，糖大家都吃过吧，其实制作棉花糖也是一个典型的例子。

教师播放制作棉花糖过程的视频。

教师：同学们。我们列举了这么多实例。谁能总结什么叫离心现象呢?

学生：离心现象指做圆周运动的物体在某种情况下会脱离圆周做离开圆心的运动的现象。

教师板书离心现象。

教师：总结得很到位．那么离心现象产生的原因是什么呢?

问题：

(1)对教师的教学进行评价。(15分)

(2)以教师的导入为开头设计教学片段，指导学生理解离心运动产生的原因。(15分)

下面为一道物理试题和某学生的解答过程。

题目：如图所示，质量为m、电量为q的带正电物体位于水平有界的匀强电场中,从半径为r的1/4光滑圆弧顶端由静止开始滑下，滑到圆弧底端恰好脱离电场水平飞出。竖直下落距离h时，垂直击中倾角为300的斜面，求电场强度E的大小。

问题：

(1)指出此题检测了学生所学的哪些知识点?(4分)

(2)给出正确的解题过程。(6分)

(3)针对学生解题过程中存在的问题，设计一个教学片段，帮助学生解决此类问题。(10分)

在“探究通过导体的电流与电压和电阻的关系”实验中，有如下器材：电压表、电流表、滑动变阻器、开关、两节干电池、定值电阻R(分别为5Ω、10Ω、l5Ω、20Ω、25Ω)、导线若干。

师：同学们按照电路图连接电路时，要注意滑动变阻器保护电路的作用，不要连错了。

生1：恩，滑动变阻器要在最右端，差点忘了。

生2：我的这个电路闭合移动滑动变阻器滑片．电流怎么一直为零啊?

师：肯定是哪个地方断路了。现在，大家让电压保持一定，看一下电流与电阻的关系。

生：将R=10Ω的电阻接入，闭合开关，记下电流的值，再换成R=15Ω的电阻，记下电流的值……

师：你保持电压一定了吗，这样得出的数据肯定不正确。

生3：我保持电压一致，得到电流和电阻成反比的关系。

师：这位同学回答得很好，电压一定时，通过导体的电流和电阻成反比。

问题：

(1)请对该教师的教学片段进行评述。(15分)

(2)针对上述教学片段中教师存在的问题，设计教学片段，帮助学生学习。(15分)

下面是某校高中物理“磁感应强度”一课的教学片段，王老师在讲述了磁感应强度的方向的判定后．来进行“磁感应强度的大小和方向”的教学，其过程如下：’

师：演示小磁针处于条形磁铁的不同位置过程，谁能说一下磁场的方向是怎样确定的?

生：物理学规定小磁针N极受力的方向为磁场方向。

师：对，这就是我们所说的磁感应强度的方向。

生：我们在初中学习过。

师：但是磁感应强度的大小，我们是根据一小段通电导体在磁场中受力的大小来确定的：

生：那我们为什么不能用小磁针的受力来确定?

师：这个不是今天要讲的内容，你们课下再想吧。我们想一下通电导体所受的磁场力大小跟什么因素有关呢?

生：跟通电电流、导体长度、磁场方向有关。

师：同学们回答得很好，那我们就通过实验来看一下和这些因素都有哪些关系：若改变通电导线的长度．所受的磁场力会怎么变化。

生：通电导线的长度变大，受力变大。

师：改变通电电流的大小，所受的磁场力会怎么变化?

生：电流越大，磁场力越大。

师：通电导线还和导线在磁场中的位置有关，我们现在只研究导线和磁场垂直的情况，总结以上的结论．通电导线受力的大小和导线的长度L、导线中的电流，是正比例关系吗?

生：是，通电导线受力和导线的长度与通电电流的乘积成正比。

师：那么正比例系数就是我们所说的磁感应强度的大小……

问题：

(1)对王老师的教学片段进行评述。(15分)

(2)针对上述教学片段中存在的问题，给出改进后的教学思路。(15分)

阅读材料，根据要求完成教学设计任务。

材料一《普通高中物理课程标准(实验)》中关于“库仑定律”的内容要求是：“知道点电荷，体会科学研究中的理想模型方法。知道两个点电荷间相互作用的规律。通过静电力与万有引力的对比，体会自然规律的多样性与统一性。”

材料二高中物理某教科书中关于“库仑定律”的实验设计如下：

材料三教学对象为高二学生，已学过静电场的知识点。

任务：

(1)在上述实验中用到了什么特殊的实验方法?请列举至少两个用到这种方法的其他实验。(4分)

(2)根据上述材料，完成“电荷间作用力的大小跟距离、电荷量的关系”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(要求含有教师活动、学生活动、设计意图，可以采用表格式或叙述式)等。(24分)

阅读材料，根据要求完成教学设计任务。

材料一《普通高中物理课程标准(实验)》关于“动能定理”的内容标准为：通过实验理解动能和动能定理。

材料二某高中物理教科书中“动能动能定理”一节内容如下：在得到动能的表达式E=

可以写成

其中Ek1表示一个过程的初动能，Ek2表示一个过程的末动能。

材料三教学对象为高中一年级，已经做完功与速度变化的关系实验。

任务：

(1)简述动能定理的内容：(4分)

(2)完成该节课的教学片段的设计，其中包括教学目标、教学方法、教学过程。(24分)

下面是某高中物理教材重力势能的一节中关于物体沿不同路径下落时重力做的功的实验示意图。

任务：

(1)重力势能这节课在教材中的作用。(4分)

(2)基于以上实验，设计一个师生交流的教学方案。(8分)

阅读材料，根据要求完成教学设计。

材料：如图所示为高中某教材“静电现象的应用”一节中“静电屏蔽”的演示实验。

任务：

(1)这个演示实验可用于什么物理知识的教学?(4分)

(2)用此实验设计一个教学片段，帮助学生理解与该现象相关的物理知识。(8分)

案例：

下面是某位同学对一道习题的解答。

题目：经检测汽车A的制动性能为：以标准速度20m／s在平直公路上行驶时，制动后40s停下来。现A在平直公路上以20m／s的速度行驶，发现前方l80m处有一货车B以6m／s的速度同向匀速行驶，司机立即制动，问是否会发生撞车事故

解：设汽车A制动后40s的位移为s1，货车B在这段时间内的位移为s2。

因为两车刚开始相距180m，180m>160m，所以两车不相撞。

问题：

(1)指出此道试题检测了学生所学的哪些知识点。

(2)指出该生解题中的错误之处，分析产生错误的原因，并给出正确解法。

(3)给出一个教学思路，帮助该生正确解答此类问题。

案例：

下面是某位老师讲授“功的表达式”的教学片段。

师：初中我们学过做功的两个要素是什么

生：一是作用在物体上的力，二是物体在力的方向上移动的距离。

师：在高中，我们把一个物体受到力的作用，且在力的方向上移动了一段位移。这时我们就说这个力对物体做了功。

生：恩，为什么要引入位移这个概念呢

师：这很简单，位移有方向性，就有了正功和负功之分。现在我们来看问题一：物体m在水平力F的作用下水平向前行驶的位移为s，求力F对物体所做的功。

生：根据功的定义，这时功等于力跟物体在力的方向上移动的距离的乘积，W=Fs。

师：问题二：如果力的方向与物体的运动方向成α角呢同学们要注意力和位移都是矢量可以分解。

生：把力分解成和位移方向相同的一个分量，就可以用定义求了，做的功是W=Fscosα

师：对，这就是我们所说的功的表达式W=Fscosα就是力F对物体所做的功等于力的大小、位移的大小、力和位移夹角的余弦这三者的乘积。

问题：

(1)对上述教学片段进行评析。

(2)针对教学片段存在的问题，设计教学片段让学生掌握功的表达式。

案例：

下面为一道物理试题和某学生的解答过程。

题目：有一个直流电动机，把它接入0．2V电压的电路时，电动机不转，测得流过电动机的电流是0．4A;若把电动机接入2．0V电压的电路中，电动机正常工作，工作电流是1.0A。求电动机正常工作时的输出功率是多少如果在电动机正常工作时，转子突然被卡住，电动机的发热功率是多少

问题：

(1)指出此道试题检测了学生所学哪些知识点。

(2)分析错误原因并给出正确解题过程。

(3)针对学生解题过程中存在问题，设计一个教学片段，帮助学生解决此类问题。

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》关于导体的电阻的内容要求：通过实验，探究决定导线电阻的因素，知道电阻定律。

材料二高中物理教科书“导体的电阻”一节的部分教学内容如下：

材料三教学对象为高二学生，已学过欧姆定律及电学基础知识等。

任务：

(1)简述电阻定律的内容。

(2)根据上述材料完成实验“探究导体电阻与其他影响因素的定量关系”的教学设计。教学设计要求包括：教学目标、教学重难点、教学过程(要求包含有教学环节、教学活动、设计意图)。

案例：

教师：同学们，今天我们先一起来看一段汽车大赛的视频，尤其要注意汽车在转弯时的情景。教师开始播放视频。

教师：这段视频精彩吗谁知道这是什么比赛吗

学生：精彩，汽车都飞起来了。

教师：这个汽车比赛的名字叫作F1。F1就是Formula One的缩写，中文叫一级方程式赛车。以共同的方程式(规则限制)所造出来的车就称为方程式赛车，而其中等级最高者就属F1，F1在现今赛车领域所代表的地位就犹如奥运会或是世界杯足球赛。目前F1共有l0支参赛队伍，每场比赛最多只有20位车手上场，每年规划l6至17站的比赛，通常在三月中旬开跑，十月底结束赛季。有没有人长大想当赛车手啊

学生纷纷举手。

教师：看来大家都很勇敢啊!大家刚才都看到在汽车转弯的时候发生了什么

教师将视频暂停在赛车转弯发生离心现象的位置。

学生：汽车快飞起来了。

教师：这就是我们今天要讲的内容——离心现象。其实，不仅是赛车，在生活中也会经常见到离心现象。大家有什么例子可以分享下吗

学生：汽车拐弯，洗衣机。

教师:嗯，很好。棉花，糖大家都吃过吧，其实制作棉花糖也是一个典型的例子。

教师播放制作棉花糖过程的视频。

教师：同学们。我们列举了这么多实例。谁能总结什么叫离心现象呢

学生：离心现象指做圆周运动的物体在某种情况下会脱离圆周做离开圆心的运动的现象。

教师板书离心现象。

教师：总结得很到位．那么离心现象产生的原因是什么呢

问题：

(1)对教师的教学进行评价。

(2)以教师的导入为开头设计教学片段，指导学生理解离心运动产生的原因。

案例：

下面为一道物理试题和某学生的解答过程。

题目：如图所示，质量为m、电量为q的带正电物体位于水平有界的匀强电场中,从半径为r的1/4光滑圆弧顶端由静止开始滑下，滑到圆弧底端恰好脱离电场水平飞出。竖直下落距离h时，垂直击中倾角为300的斜面，求电场强度E的大小。

问题：

(1)指出此题检测了学生所学的哪些知识点

(2)给出正确的解题过程。

(3)针对学生解题过程中存在的问题，设计一个教学片段，帮助学生解决此类问题。

案例：

某教师通过摩擦起电、验电器等试验，使学生对电现象有了一定的感性认识。

教师：同学们，生活中有很多与电有关的现象。比如说，灯泡发光、静电现象等等。有谁知道电现象的本质是什么

学生茫然一片，无人应答。

教师：其实在各种复杂的与电有关的现象背后，都有着共同的本质。今天我们学习最基本的电磁规律——库仑定律。

教师：库仑在18世纪，通过大量的实验总结出了这一规律。同学们．告诉老师库仑定律的形式是什么

大部分学生纷纷说出了正确答案。

一学生喊道：“老师，我懂了，库仑定律和万有引力定律类似。”

教师对学生的观点提出了批评，说道：“你才预习了一节，就简单下结论”。

紧接着教师写出了库仑定律的形式，讲解了电荷的概念并布置了几道练习题。

问题：

(1)对老师的教学行为进行评析。(15分)

(2)设计一个教学片段，使学生对点电荷、库仑定律有深入的认识。

阅读案例，并回答问题。

下面是某教师关于动量概念的教学。

教师：前面几章我们主要应用牛顿运动定律研究了物体的运动．但对于有些物体的运动直接应用牛顿运动定律会有困难，如爆炸类物体、碰撞等，这类运动有什么特征?

学生：运动非常剧烈。

教师：不是指这个方面，我指的是它们运动的时间非常短，运动情况不明确。

学生：哦，所以不能用牛顿第二定律。

教师：物理学家引入了动量来解决这些问题，同学们看一下，动量是怎么定义的?

学生：动量是物体的质量与速度的乘积。

教师：由这个定义可以看出物体的作用效果由物体的质量和速度一起决定的．那么动量的

方向和速度的方向一致吗?

学生：一致。

问题：

(1)对上述教学片段进行评述。(15分)

(2)针对上述教师教学存在的问题，设计一个教学片段帮助学生掌握动量的概念。(15分)

案例：

在“探究通过导体的电流与电压和电阻的关系”实验中，有如下器材：电压表、电流表、滑动变阻器、开关、两节干电池、定值电阻R(分别为5 Ω、10Ω、l5 Ω、20Ω、25 Ω)、导线若干。

师：同学们按照电路图连接电路时，要注意滑动变阻器保护电路的作用，不要连错了。

生1：恩，滑动变阻器要在最右端，差点忘了。

生2：我的这个电路闭合移动滑动变阻器滑片．电流怎么一直为零啊

师：肯定是哪个地方断路了。现在，大家让电压保持一定，看一下电流与电阻的关系。

生：将R=10 Ω的电阻接入，闭合开关，记下电流的值，再换成R=15 Ω的电阻，记下电流的值……

师：你保持电压一定了吗，这样得出的数据肯定不正确。

生3：我保持电压一致，得到电流和电阻成反比的关系。

师：这位同学回答得很好，电压一定时，通过导体的电流和电阻成反比。

问题：

(1)请对该教师的教学片段进行评述。

(2)针对上述教学片段中教师存在的问题，设计教学片段，帮助学生学习。

阅读材料，根据要求完成教学设计任务。

材料一《普通高中物理课程标准(实验)》关于“动能定理”的内容标准为：通过实验理解动能和动能定理。

材料二某高中物理教科书中“动能动能定理”一节内容如下：在得到动能的表达式E=其中Ek1表示一个过程的初动能，Ek2表示一个过程的末动能。

材料三 教学对象为高中一年级，已经做完功与速度变化的关系实验。

任务：

(1)简述动能定理的内容：

(2)完成该节课的教学片段的设计，其中包括教学目标、教学方法、教学过程。

阅读材料，根据要求完成教学设计。

材料：如图所示为高中物理某版本教材“单摆”一节中“单摆是否是简谐运动”的探究实验。

演示：

如图11．4-2．细线下悬挂一个除去了柱塞的注射器，注射器向下喷出细细的一束墨水。沿着与摆动方向垂直的方向匀速拖动一张白纸，白纸上的墨迹便画出振动图像(x-t图像)。

注射器的摆动是不是简谐运动

任务：

(1)这个演示实验可用于什么物理知识的教学

(2)用此实验设计一个教学片段，帮助学生理解与该现象相关的物理知识。

阅读材料，根据要求完成教学设计。

材料：如图所示为高中某教材“静电现象的应用”一节中“静电屏蔽”的演示实验。

任务：

(1)这个演示实验可用于什么物理知识的教学

(2)用此实验设计一个教学片段，帮助学生理解与该现象相关的物理知识。