教师资格认定考试高级中学物理真题2021年下半年

教师资格认定考试高级中学物理真题2021年下半年一、单项选择题1.

下列与原子核相关的知识，表述正确的是______。A.β衰变现象说明电子是原子核的组成部分B.采用物理或化学方法能够有效地改变放射性（江南博哥）元素的半衰期C.两个轻核单独存在时的总质量大于聚变后新核的质量D.重核裂变一定会发生质量亏损，轻核聚变不一定发生质量亏损正确答案：C[解析]A项：β衰变的实质是原子核中的中子转变成了一个质子和一个电子，电子来自原子核，但不是原子核的组成部分，A选项错误。

B项：元素的放射性由原子核内部自身的因素决定，物理方法不改变元素的任何性质，而化学方法只能影响核外电子数量，对原子核都没有影响，不能改变半衰期，B选项错误。

C项：两个轻核发生聚变反应，释放能量，根据爱因斯坦质能方程可知，有质量亏损，C选项正确。

D项：重核裂变和轻核聚变都要释放能量，都会发生质量亏损，D选项错误。

故正确答案为C。

2.

某理想变压器原、副线圈所接电路图如图所示，其中，R1=R2=R3，电压表和电流表均可视为理想电表，闭合开关S后，下列说法正确的是______。

A.电流表A1的示数变大B.电流表A2的示数不变C.电压表V1的示数变大D.电压表V2的示数不变正确答案：A[解析]闭合开关S后，由于输入电压的大小和变压器的原、副线圈匝数比不变，所以变压器的输入电压和输出电压始终不变，即电压表V1的示数不变，C选项错误。开关S闭合后，电路的总电阻减小，因为输出电压不变，所以干路电流变大，所以R1两端电压变大，所以R2和R3两端电压变小，即电压表V2的示数变小，D选项错误。电流表A2测R2所在支路的电流，所以A2的示数变小，B选项错误。因为输出电压不变，副线圈电路总电流变大，根据P=UI，可知输出功率变大，输出功率决定输入功率，所以输入功率变大，输入电压不变，所以电流表A1的示数变大，A选项正确。

B、C、D三项：与题干不符，排除。

故正确答案为A。

3.

如图所示，边长为a的正方形四角顶点有带电量为q，2q，-4q和2q的点电荷，该正方形中心位置的电场强度大小为______。

A．

B．

C．

D．正确答案：D[解析]首先应该知道静电力常量，电场强度的公式，根据这两个公式，代入题干已知量即可得到正方形中心电场强度为。D项正确。

A、B、C三项：与题干不符，排除。

故正确答案为D。

4.

某高中物理教科书中一节内容，有如图所示的问题情境，其目的是引导学生学习______。

A.位移B.路程C.速度D.加速度正确答案：D[考点]本题考查的是对概念的理解。

[解析]A项：位移是由初位置指向末位置的有向线段，A选项错误；与题干不符，排除。

B项：路程指的是物体运动轨迹的长度，B选项错误；与题干不符，排除。

C项：速度指单位时间内物体的位移，C选项错误；与题干不符，排除。

D项：加速度是表示速度改变快慢的物理量，根据题意，D选项正确；与题干相符，当选。

故正确答案为D。

5.

一定质量的理想气体从状态A经状态B变化到状态C，其图像如图所示，则从状态A变化到状态C的过程中______。

A.气体放出2×105J的热量B.气体吸收2×105J的热量C.气体放出1×105J的热量D.气体吸收1×105J的热量正确答案：B[解析]由A到B的过程为等压变化，气体体积变大，气体对外做功，做功的大小W=p(VB-VA)；由B到C的过程为等容变化，此过程不做功，根据热力学第一定律ΔU=W+Q，A和C两点温度相等，ΔU=0，代入数据解得Q=2×105J。B项正确。

A、C、D三项：与题干不符，排除。

故正确答案为B。

6.

光电管是一种利用光照射产生电流的装置，当入射的光子能量为4.0eV时，逸出光电子的最大初动能为0.9eV，若入射光子的能量为8.0eV时，逸出光电子的最大初动能为______。A.0.9eVB.3.1eVC.4.0eVD.4.9eV正确答案：D[解析]根据逸出光电子的最大初动能Ek=hv-W0，可知金属的逸出功W0=4.0eV-0.9eV=3.1eV，当入射光子的能量为8.0eV时，逸出光电子的最大初动能，D项正确。

A、B、C三项：与题干不符，排除。

故正确答案为D。

7.

下图是甲、乙两实心物体的质量m和体积V的图像，若将甲、乙放入足够深的水中，关于它们静止时所受浮力的大小，下列判断正确的是______。

A.若甲、乙的质量相同，则其所受浮力之比为1:4B.若甲、乙的质量相同，则其所受浮力之比为1:8C.若甲、乙的体积相同，则其所受浮力之比为1:1D.若甲、乙的体积相同，则其所受浮力之比为1:2正确答案：A[解析]根据公式，结合图像可知，甲的密度为4g/cm3，乙的密度为0.75g/cm3，故甲在水中的状态是沉底，乙在水中的状态是漂浮，若甲、乙质量相等且均为m，则，，故A选项正确，B选项错误。

若甲、乙体积相等，设均为V，根据浮力公式，所以，，故CD选项错误。

故正确答案为A。

8.

如图所示，上述P、Q分别从2L和L的高度同时抛出后落地，上述过程中P或Q的水平位移分别为L和2L。若忽略空气阻力，下列说法正确的是______。

A.P和Q运动时间相等B.P和Q位移大小相等C.Q的初速度大小是P的2倍D.P和Q的末速度大小相等正确答案：B[解析]本题主要考察对平抛运动知识的掌握。

A项：竖直方向上，P和Q均做自由落体运动，由可知，，h不同，所以t不同，A选项错误。

B项：由图计算可知，P和Q位移大小均为，B选项正确。

C项：运动时间是，水平位移×Q=2×P，所以初速的关系为，C选项错误。

D项：运动过程中只有重力做功，根据动能定理可得，P的末速度，Q的末速度，D选项错误。

故正确答案为B。

二、计算题(每小题20分，共20分)1.

在杨氏双缝干涉实验中，用波长为λ的单色光作为光源，光源到双缝的距离相等，中央亮条纹在光屏处的O点处，设双缝到观察屏的距离为D，双缝的间距为d，d≤D，光屏上P点到O点的距离为x，若在缝S1的后面放置折射率为n，厚度为t的薄玻璃片，光线可近似看作垂直穿过薄玻璃片，如图所示。求：

(1)未放置玻璃片时，光源到P点处的光程差；

(2)放置玻璃片后，光源到P点处的光程差；

(3)放置玻璃片后，若发现中央亮纹恰好移动到了P点处，玻璃片的厚度t应满足的条件；

(4)放置玻璃片后，相邻两亮条纹的间距。正确答案：(1)光源到双缝的距离相等，所以光程差产生在小孔到光屏之间，从S1孔向从S2孔出来的光作垂线，设交点为E，S2E的长度可近似为光程差。在大的直角三角形中，，由于d≤D，所以。在小的直角三角形中，。因为θ角很小，所以在趋近于0时，sinθ=tanθ，所以。

(2)在S1后加上一个玻璃片后，从S1射出的光的光程发生了改变，在原有的光程S1P的基础上，厚度为t的光程变为了nt，但是从S2发出的光程不变。所以新的光程差根据第(1)问S2P-S1P是普通干涉的光程差，，所以。

(3)双缝干涉实验中，中央亮条纹出现的条件是光程差为0，由第(2)问可得，即。

(4)根据放玻璃片后的光程差可知，当新光程差为λ的整数倍时，是亮条纹，由此可得各级亮条纹在光屏上的位置为：，相邻两亮条纹的间距为。加了玻璃片后的图像相对于没有玻璃片时的图像整体发生了平移，相邻亮条纹之间的间距不变。

三、案例分析题(每小题25分，共50分)某教师想了解学生对磁场力、电场力的掌握情况，于是设计了若干检测题，其中一道计算题及学生的解答如下：

题目：如图所示，空间有水平向右的匀强电场和垂直于纸面向外的匀强磁场，质量为m、带电量为+q的滑块沿电场线方向做匀速直线运动，滑块和水平面间的动摩擦因数为，滑块与墙碰撞后返回的速度大小为原来的一半，滑块返回时，去掉电场，恰好也做匀速直线运动，求原来电场强度的大小。

解：碰撞前粒子做匀速直线运动，所受合力为0，

①

返回时，没有电场力作用，粒子仍做直线匀速运动。

所以，摩擦力f=0，

由f=μN，得N=0，

因此竖直方向上②，

①②两式联立得。

问题：1.

写出该同学解答中的错误，学生产生错误可能的原因。正确答案：该同学对滑块碰撞前受力分析时，对滑块所受洛伦兹力的方向分析错误，没有掌握左、右手定则的应用方法，对左、右手定则的判断对象混淆。

2.

设计一个教学片段，帮助学生理解相关知识。正确答案：教学片段：

师：面对既有运动过程又涉及力的题目，应该如何入手?

生：首先应该明确运动分为几个部分，分过程进行受力分析。

师：同学们对于学过的物理方法掌握得比较牢固，谁来说说该运动分为几个过程?

生：分为碰撞前和碰撞后两个过程。

师：下面按照这两个过程进行受力分析，首先分析碰撞前，该滑块受几个力的作用?

生：滑块受到重力、电场力、洛伦兹力、摩擦力、支持力这五个力。

师：很好，这些力的方向同学们一定要注意，尤其是洛伦兹力。洛伦兹力的方向是用左手定则来判断的，切记不要用错手，否则受力方向就反了。老师还有一个口诀教给大家，叫做“左力右电”，我们在判断安培力或者洛伦兹力时都是用左手，在判断感应电流方向时用右手，判断通电螺线管磁感线方向时用右手，所以用右手判定的都是与力无关的物理量，大家记住了吗?

生：记住了。碰撞前，滑块做匀速直线运动，说明所受合力为零，水平方向上，qE=μ(mg+qvB)

师：回答正确，分析思路非常清晰，碰撞后呢?

生：碰撞后，滑块速度变为，运动方向改变，所以洛伦兹力方向向上，撤去电场后，滑块仍做匀速直线运动，说明所受合力仍然为零，即摩擦力为零，所以竖直方向上，。

师：现在同学们能求出电场强度了吗?

生：只需根据两个等式解方程即可，求得。

下面是实习教教师“高中物理弹力”一节课，以及指导教师和实习教师讨论的片段：

实习教师：同学们，刚才我们学习了胡克定律，知道弹簧发生弹性形变时，弹力的大小F跟弹簧伸长的长度x成正比，即：F=kx，哪位同学知道这个规律是怎样得到的?

学生：是英国科学家胡克通过实验研究得到的。

实习教师：同学们想知道胡克是如何做的吗?

学生：想!

实习教师：好。下面老师给大家讲讲探究弹簧弹力大小与弹簧伸长量关系的实验方法，大家看黑板(如图)(实习教师一边板书一边讲。)

实习教师：铁架台上挂有弹簧和刻度尺，弹簧下端固定有箭头实验时，在弹簧下端分别悬挂不同质量的钩码，挂一个钩码，记下勾码的质量以及箭头所指刻度尺的刻度，将记录下来的数据，以横轴为钩码所受的重力，纵轴为刻度尺的刻度值，作图，通过实验发现，弹簧受力与弹簧伸长量的关系是一条直线，求出直线的斜率就得到了弹簧的劲度系数，同学们知道怎么做了吗?

指导教师：这节课讲实验方法这段要注意有科学性错误。另外，可以考虑融入一些我国科技史的资源，胡克是和牛顿同时代的科学家，他在1678年发表了对弹力的研究，所得规律后人称为胡克定律，历史上，我国劳动人民很早就掌握了测量弹力的方法并用于生产实践，1637年，我国明代宋应星在《天工开物》中记载测弹力的方法：“凡试弓动，以足踏弦，就地秤钩，搭挂弓腰，弦满之时，推移秤捶所压，则知多少。”配图如图，大家研究一下，如何将这个故事融入到教学中。

问题：3.

写出上述教学片段中的科学性错误。正确答案：该教师在教学片段中共存在三处错误：

①知识点讲解错误；胡克定律中的弹力大小跟弹簧的形变量有关，形变量既包括弹簧伸长，也包括弹簧压缩。所以该教师所说的胡克定律“弹力的大小跟弹簧伸长的长度x成正比”应改为“弹力的大小跟弹簧伸长或压缩的长度x成正比”；

②实验操作有误；在悬挂钩码前需记录初始时指针所指位置，否则缺少初始数据或默认为从零开始；

③数据处理有误；纵坐标为对应的刻度，横坐标为重力，此时的图像斜率是弹簧的劲度系数的倒数。所以纵坐标应改为重力，横坐标应改为对应的刻度，所得图像的斜率才是弹簧的劲度系数。

4.

写出《天工开物》一书中记载测量“弓力”过程所涉及得物理规律。正确答案：《天工开物》中测量弓力时，检测者用脚踩住弓弦，然后用秤钩钩住弓的中点向上拉，通过秤杆平衡后悬挂判断弓力，此方法中涉及三个物理知识：

其一是力可以使物体发生形变，检测者用脚踩住弓弦，悬挂重物后，弓弦发生形变；

其二是胡克定律：在弹簧弹性限度内，弹簧所受拉力与弹簧的形变量成正比。测量弓力时，通过弓弦的形变量大小判断力的大小；

其三是杠杆平衡，动力与动力臂之积等于阻力与阻力臂之积，等臂杠杆中，杠杆平衡时，动力等于阻力，从而根据悬挂重物多少以及位置，测量拉力的大小。

以上为《天工开物》中测量弓力所涉及的物理知识。

5.

简述该资源的教育价值。正确答案：教育价值如下：

①提升教师的专业素养。物理老师在不断地开发和利用课程资源的过程中，也在不断加强物理专业知识的学习。同时，吸收和利用课程资源，不仅扩充了教师自身的知识结构，也提高了教师开发课程资源的专业能力；

其二，转变学生的学习方式。该教学资源的运用，不仅向学生提供了背景知识，丰富了学习材料，还可以让学生进行自主学习，并将这些内容消化、吸收，有助于培养学生自主学习的意识和能力；

其三，丰富课堂的教学内容。《开工天物》是我国古代一部重要的综合性科学技术著作，同中学物理学科建立联系，不仅可以丰富物理课堂教学内容和情景，同时也可以让学生体会到自然科学的社会意义和历史意义，提高学生的学习兴趣，增强学生的文化自信。

四、教学设计题(每小题20分，共40分)下图所示为某高中物理教科书“运动的描述”的一副v-t图像

问题：1.

这个图像表示物体在做什么运动?正确答案：物体做初速度为v0的匀加速直线运动。

2.

用此图像设计一个教学片段，帮助学生掌握利用该图像得出实验结论的方法。正确答案：教学片段如下：

师：同学们，大家都知道物理知识中往往会穿插数学模型，大家认真观察这幅图，说一说其中包含了哪些和物理相关的信息。

生：是关于速度和时间的图像。

师：观察得很仔细，该图是速度随时间变化的图像，大家分组讨论并思考，哪些知识和速度随时间变化相关，并且和所示图像类似?

生：公式v=v0+at。

师：很棒，该同学已经发现速度和时间是一次函数关系，大家能从图像上直接找出初速度和加速度吗?

生：纵轴v0速度的截距即为初速度，斜率即为加速度。

师：很好，大家已经能够将物理和数学模型——图像结合在一起分析了，我们再来具体分析一下，速度和加速度都是矢量，那么题图中的速度和加速度方向有何关系?

生：初速度和加速度均为正，是匀加速直线运动。

师：很好，大家分析得非常对，我们可以发现，除了利用公式计算，通过观察分析图像能更加直观地获取许多物理信息，今后大家在遇到图像类问题时，可以多关注图线的截距和斜率，找出其对应的物理意义。

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2020年修订)》关于“电场线”的内容要求为“会用电场线描述电场”。

材料二：某高中物理教科书“电场线”一节的部分内容如图所示。

材料三：教学对象为普通高中的学生，已学过电场、电场强度等概念。

问题：3.

简述电场线的特点。正确答案：电场线特点：电场线不闭合，从正电荷或无限远处出发，终止于无限远或负电荷处；电场线在电场中互不相交；同一个电场中，电场线越密的地方电场强度越大，电场线越疏的地方电场强度越小。

4.

根据上述材料，完成“实验：模拟电场线”的教学设计。(教学设计包括教学目的、教学重点、教学过程)。正确答案：教学设计

实验：模拟电场线

一、教学目标

(1)知道电场线的分布及特点，明确实验设计的基本思路。

(2)经历科学探究的过程，能从中发现问题，养成合作与交流的习惯，通过观察实验现象和积极思考，逐步具有抽象与概括能力。

(3)通过小组合作实验，增强团队意识，培养实事求是的科学态度。

二、教学重难点

教学重点：知道电场线的分布情况。

教学难点：理解电场线的特点。

三、教学过程

(一)导入

教师带领学生复习已学过的电场的相关知识，并提出问题：电场是看不见摸不着但是却又客观存在的特殊物质，我们该怎么描述电场呢?引起学生思考，从而引出“电场线”的概念，用电场线来描述电场。

(二)新授

教师提出问题：如何描述空间内点电荷的电场?引导学生回顾点电荷场强的计算公式。

在学生提出用场强描述后，接着指出：利用电场强度能够精确地描述电场，但是看起来不够直观形象，引导学生回顾初中学习磁