2024高中物理学科知识与教学能力-考前押题模拟题

高中物理学科知识与教学能力-考前模拟题

1【单选】高中物理某版本教材中设置了如图所示的问题。该问题的设置旨在引导学生学

习（）。

生活和科学研究中经常需要知道物

体运动的快慢和方向，你还记得初中

是怎样描述物体运动快慢的吗？运动

员在比赛中的不同时段，运动的快慢

一样吗？

A加速度

B速度

C位移

D时间

【答案】B

【解析】物理学中用位移与发生这段位移所用时间之比表示物体运动的快慢，即速度。图

中所述旨在引导学生学习速度。

2【单选】如图所示，将小球a从地面以初速度vO竖直上抛的同时，将另一相同质量的小

h_

球b从距地面h处由静止释放，两球恰在2处相遇（不计空气阻力），则（）。

1)6

A两球同时落地

B相遇时两球速度大小相等

C从开始运动到相遇，球a动能的减少量等于球b动能的增加量

D相遇后的任意时刻，重力对球a做功功率和对球b做功功率相等

【答案】C

【解析】球a做的是竖直上抛运动，球b做的是自由落体运动，它们的运动状态不同，不

可能同时落地，A项错误。

h

从题目内容可看出，两球在2处相遇，此时球a和球b的路程相同，运动时间相同，它们

的加速度大小也相同，所以a、b两球的运动的过程恰好是相反的，把球a的运动反过来看

的话，应该和球b的运动过程一样，所以在相遇时，球a的速度刚好为0,而球b的速度刚

好为VO,B项错误。

h

由于两球运动时机械能守恒，两球恰在2处相遇，从开始运动到相遇，由动能定理可知，

球a动能的减少量等于球b动能的增加量，C项正确。

相遇后，a、b两球的速度的大小不同，而重力的大小是相同的，所以二者重力做功的功率

不同，D项错误。

3【单选】甲、乙两个自重不计的薄壁圆柱形容器内盛有两种不同的液体（底面积S甲〉S

乙），将两个相同的小球分别放入液体中，小球静止时的位置如图所示。此时液面相平，则

（）。

甲乙

AA.甲中液体密度比乙中液体密度小

B小球在甲中所受浮力比乙中所受浮力大

C取出小球后容器底部压强变化量较小的是甲

D取出小球后甲容器和乙容器对桌面的压力相等

【答案】C

【解析】

小球在乙中悬浮,则有Pz=0.；小球在甲中漂浮,则有>0.，可以得出甲中液体

的密度大于乙中液体的密度,A项错误。

小球在甲中漂浮，则有正的=G；小球在乙中悬浮,则有F叱=G；可以得出两容器中小球受到的浮力相

等,B项错误。

因为两小球完全相同,且所受浮力大小都等于小球的重力，则将小球取出后，容器底部减小的压力等于小

AK

球的重力，故减小的压力相等;乂因为S*>Sz，由&>=方可知<&>4，C项正确。

取出小球前液面相平，由图知。单<%乙,再由H=可知，甲、乙两容器中液体的体积V,>%,由。=

£■可得m甲>2；,则G,>。2；因不计甲、乙的重力，故卜、=%,晨=Cz；当取出小球后，甲、乙两容器对桌

面的压力仍等于液体的重力，所以F单>Fz，D项错误。

4【单选】如图所示的电路中，电源的电动势为E、内阻为r,C为电容器，RI（Rl>r）和

R2为定值电阻，R3为光敏电阻（阻值随光照强度的增大而减小），A为理想电流表，G为

灵敏电流计。当开关S闭合且电路稳定后，在逐渐增大对R3的光照强度的过程中（）。

A电源的输出功率可能先增大后减小

BA表的示数变小

C电源的效率变小

DG表中有从a至b的电流

【答案】C

【解析】因为Rl>r,所以外电路的总电阻大于电源的内阻，在逐渐增大对R3的光照强度

的过程中，R3减小，外电路的总电阻减小，外电路的阻值向内阻接近，电源的输出功率增

大，A项错误。

在逐渐增大对R3的光照强度的过程中，R3减小，根据“串反并同”规律，电流表A的示数

变大，B项错误。

D[

电源的效率为7/=--X100%,变形得q=---------X100%,

A+rr

1+—

R

,在逐渐增大对R3的光照强度的过程中，R3减小，外电路的总电阻R减小，则电源的效率

减小，C项正确。

在逐渐增大对R3的光照强度的过程中，R3减小，根据“串反并同”规律，电容器两端电压

减小，电容器放电，G表中有从b至a的电流，D项错误。

5【单选】下图是一定质量理想气体的p—V图像。若其状态经A-B-C-A过程，且A-

B为等容过程，B-C为等压过程，C-A为等温过程，则对该气体在A、B、C三个状态时的

描述，正确的是（）。

V/m3

A气体分子运动的平均速率vA>vB>vc

B单位体积内气体的分子数nA=nB<nc

C气体分子在单位时间内对器壁的平均作用力FA>FB>Fc

D气体分子在单位时间内对器壁单位面积碰撞的次数NA>NB,NA>Nc

【答案】D

【解析】由图像可知，C-A为等温变化，即TA=Tc,A-B为等容过程。又由于PA>PB,

由查理定律可知TA>TB,则可知TA=Tc>TB,所以气体分子运动的平均速率vA=vc>vB,A项

错误。

根据图像可知，VA=VB<Vc,则单位体积内气体的分子数关系为nA=nB>nc,B项错误。

由上述分析可知TA=Tc>TB,气体分子运动的平均速率vA=vc>vB,气体分子在单位时间内

对器壁的平均作用力FA=Fc>FB,C项错误。

由A、B两项可知，vA=vc>vB,nA=nB>nc,可知A与C状态的气体分子运动的平均速率相

等，但C状态分子数密度较小，则单位时间内C状态撞击器壁的分子数比A状态少；A与B

状态的分子数密度相等，但A状态的气体分子的平均速率大，单位时间内A状态撞击器壁

的分子数比B状态多，则气体分子在单位时间内对器壁单位面积碰撞次数NA>NB,NA>Nc,

D项正确。

6【单选】如图所示，在光滑绝缘水平面上，三个带电小球a、b和c分别位于边长为I的

正三角形的三个顶点上；a、b带正电，电荷量均为q,c带负电。整个系统置于方向水平的

匀强电场中。已知静电力常量为k。若三个小球均处于静止状态，则匀强电场场强的大小为

（）。

y/3kq

Bkq

3kq

a

2闻q

12

【答案】B

【解析】设小球c的电荷量为Q,以c为研究对象进行受力分析，根据平衡条件得a、b对

c的合力与匀强电场对c的力等值反向，

，即2x军^xcos30°=E•Q,所以匀强电场场强的大小为空。

7【单选】下列说法正确的是（）。

A太阳表面温度很高是因为太阳内部发生了核聚变反应

B原子核衰变过程是受到核外其他原子的影响而发生的

C结合能是指各核子结合成原子核时释放的核能

DB射线的电离本领比a射线强

【答案】A

【解析】太阳表面温度很高，其能量主要来自太阳内部的核聚变反应，A项正确。

原子核衰变是原子核自发的变化，与外界其他原子的影响无关，B项错误。

原子核是核子结合在一起构成的，要把它们分开，需要能量，这就是原子核的结合能，C项

错误。

三种射线中，a射线的电离本领最强，D项错误。

8【单选】一段粗细均匀的金属导体单位长度内的自由电子数为n,电子电荷量为e,电子

定向移动速率为v,则导体中的电流为（）。

Anev

n

ev

B

ne

cv

nv

e

D

【答案】A

【解析】时间t内经过金属导体某一横截面的电子数为N,则N=nvto在t时间内经过横

截面的电荷量为Q=Ne。根据电流的定义可知导体中的电流为

oA项正确。

9【计算题】如图所示，在真空中的yOz平面内有一半径为R的均匀带电的圆环。圆环的

电荷量为q，求：

（1）圆环轴线（Ox轴）上任意一点P处的电场强度大小。（10分）

（2）圆环轴线（Ox轴）上任意一点P处的电势大小。（10分）

请输入您的答案（最多800个字符）

【答案】

【解析】

(1)在圆环上任取一长度为也的线元，它所带的电荷量dq=

该线元在P点所激发的电场强度dE可表示为dE=丁也。

4ir^0r/PH

设dE与工轴之间的夹角为6,因为圆环关于x轴对称，故d£在垂直于x轴方向上的分量互相抵消。P点的

电场强度是平行于0工轴的分量的总和，即£=fdEcos8=「JMjcose他，

J

4ir^0rZirKJ

积分得E=------狂------「

22

4ire0(x+R)T

(2)线元在P点的电势dl/=」一%/,

因为电势只有大小，没有方向，故整个圆环在P点的电势为

U邛心广；4加--------0

1104“s°r2irR4叫“+尸

10【案例分析题】案例：

下面为一道物理习题和某同学的解答过程。

题目：半径为/?的半圆柱形玻璃砖，横截面积如图所示，。为圆心，玻璃的折射率为

一束与MN平面成45。角的平行光束射到半圆柱的平面表面上，设此时从半圆柱表面上出

射的光线的位置与圆心。的连线跟M。的夹角为9,试求3的范围‘

解：画出光路图，如下图所示°

cj45°

在MN面，由折射定律有n=—n；---=7*2,

smr

得sinr=—,

即r=30°,

sin90。

在半圆柱面上发生全反射时，有:r=我,

smC

即C=45°,

对£4光或，在4点恰好发生全反射，则4E4。=45°,

乙MOA=180°-60°-45°=75°0

对右侧光线，入射光线经过N点直接射出，

故此时乙MON=180°。

故能从半圆柱表面上射出的光线限制在公区域上，

对应的角度为75。＜卬＜180%

问题：

（1）请指出该学生解答中的错误，并分析其产生错误的原因。（10分）

（2）设计一个教学片段，帮助学生理解相关知识。（10分）

请输入您的答案（最多800个字符）

【答案】

【解析】（1）该学生在计算右侧出射范围时存在错误。错误原因在于其对全反射的条件理

解不清及分析问题不到位。

（2）教学片段：

师：全反射发生的条件是什么？

生：光由光密介质射向光疏介质。

师：那么对于此题，什么时候会发生全反射呢？

生：玻璃砖是光密介质，空气是光疏介质，所以当光从玻璃射向空气的时候能够

C（sinC>—）

发生全反射。

1师：还不是很严谨，应该是当光从玻璃射向空气且入射角大于临界角发生全反射。

师：那么在此题中是什么情况呢？

生：光在A点发生全反射。

师：不错，光线在A点确实发生全发射，那么在N点呢？

生：在N点不发生全反射，光线直接穿过去了。

师：真的是这样吗？我们来分析一下N点，如果将N点的光线向左移动一小段距离，光在

出射时的光路是怎么样的，大家先自己画一下。

生：（画完光路之后）在N点前面还有一部分发生全反射，因为在此时从玻璃射出的入射

角满足全反射条件。

师：很好，看来大家明白了，那我们重新计算一下吧。

11【案例分析题】案例：

下面是某教师准备的高中物理实验课“测定金属的电阻率”的部分资料。

实验：测定金属的电阻率

器材：被测金属导线、直流电源（4V）、电流表（0~0.6A）、电压表（0〜3V）、滑动变

阻器（50。）、开关、导线若干、螺旋测微器、毫米刻度尺。

R=p（

要求：根据电阻定律，测量出金属导线的长度।和它的直径d,计算出导线的

横截面积S,并用伏安法测出金属导线的电阻，通过计算得出金属导线的电阻率。

可能出现的问题：

（1）电路连接错误（如图甲所示）。

<Y>

，-0-E=!

R

甲

（2）电路连接正确（如图乙所示），但发生以下状况:

<Y>

R

04

S

乙

（a）闭合开关前，滑动变阻器的滑片处于最上端位置。

（b）改变滑动变阻器阻值后，未断开电路，连续长时间测量电阻的电流和电压值。

问题：

（1）指出若按图甲所示电路进行实验，可能出现的现象。（10分）

（2）指出若按图乙所示电路进行实验，若发生上述（a）（b）的情况时，可能出现的现象。

（10分）

（3）设计一个教学片段，帮助学生分析发生上述（b）情况可能出现的现象。（10分）

请输入您的答案（最多800个字符）

【答案】

【解析】（1）若按图甲所示电路进行实验，由于本实验中被测金属导线的电阻值较小，电

流表内接会使电压表的示数过大，使系统误差变大。

（2）若按图乙所示电路进行实验，发生（a）的情况时，电路上的负载过少可能会烧坏电路；

发生（b）的情况时，金属导线的温度会明显升高，造成其电阻率在实验过程中逐渐增大。

（3）教学片段：

师：同学们，今天我们来做“测定金属的电阻率”的实验。要计算金属的电阻率，我们需要

测量哪些数据呢？

生：金属导线的长度I和它的直径d,计算出导线的横截面积S,并用伏安法测出金属导线

的电阻值。师：金属导线的长度I和它的直径d,大家知道怎么测量吗？

生：长度用刻度尺进行测量，直径用螺旋测微器测量，都要进行多次测量取平均值。

师：大家要注意，测直径的时候，要取多个位置测量。那我们现在开始动手进行金属导线电

阻率的测量吧。

（学生进行实验，教师巡视指导）

师：大家基本都测完了，那我们一起来分析一下数据。老师有两种方法分享给大家：第一种

R*1是用算出各次的测量值，再取平均值；第二种是用图像（U-I图线）的斜率来求

出电阻值。当然了，用图像法的时候我们应该注意什么？

生：在描点时，要尽量使各点间的距离拉大一些，连线时要让各点均匀分布在直线的两侧，

个别明显偏离较远的点可以不予考虑。

师：非常好，那同学们开始处理数据吧！

生：老师，为什么我的图像是一条曲线？电阻值不能确定。（相同的声音此起彼伏）师：图

像是曲线的同学，你们用手摸一下断开电源的金属导线。

生：好烫，这么长时间了还是烫的！

师：没错，这就是你们的图像是曲线的原因。因为金属导线的电阻率会随着温度的升高发生

变化，所以在实验中我们应该怎么做呢？

生：不要长时间测量，要及时断开电源给金属导线降温。

师：没错，图像是曲线的小组请再做一次实验，操作过程没问题的，检验一下两种方法的计

算结果是否一致。

生：好。

12【教学设计题】阅读材料，根据要求完成教学设计。

材料高中物理某版本教材中“圆周运动”一章某节的一张图片如下所示。图中描述的是一个

小球在细线的牵引下，绕光滑桌面上的图钉做匀速圆周运动。

图6.2-1研究小球所受合力的方向

（1）该图像可用于什么知识点的学习。（4分）

（2）用此图像设计一个教学片段，帮助学生掌握及理解该知识点。（8分）

请输入您的答案（最多800个字符）

【答案】

【解析】（1）该图像可用于向心力的学习。

（2）教学片段：

师：我们已经知道，力的作用效果之一是改变物体的运动状态，即改变物体速度的大小或方

向。所以，沿着圆周运动的物体一定受力。那么，做匀速圆周运动的物体，它所受的合力沿

什么方向？我们一起来看下大屏幕。

教师通过多媒体展示图片（光滑桌面上一个小球由于细线的牵引，绕桌面上的图钉做匀速圆

周运动）并提问：小球受到几个力的作用？这几个力的合力沿什么方向？

生：小球受到细线的拉力、重力和桌面的支持力，合力指向图钉。

师：没错！忽略小球运动时受到的阻力，在桌面上做匀速圆周运动的小球所受的合力为细线

的拉力，拉力即使小球做圆周运动的力，根据拉力的特点可以知道拉力的方向指向圆心。这

个指向圆心的力就叫作向心力。生活中还有好多实例能证明向心力指向圆心，谁能列举几个。

生1：绕地球做圆周运动的卫星。

生2：游乐场中做圆周运动的空中飞椅。

师：很好啊，看来大家都有仔细地观察生活。那么，向心力是真实存在的一个力吗？生：不

是，它是效果力，是做圆周运动的物体受到的合力。

师：很好，看来大家都清楚了。

13【教学设计题】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（2017年版2020年修订）》中关于“库仑定律”的内容标

准为“知道点电荷模型。知道两个点电荷间互相作用的规律。体会探究库仑定律过程中的科

学思想和方法”。

材料二高中物理某版本教材中关于“库仑定律”一节的问题如下。

问题：_

带正电的带电体CJL于铁架台旁，把

系在丝线上带正电的小球先后挂在Pi、

B、P3等位置。带电体。与小球间的作用

力会随距离的不同怎样改变呢？

在同一位置增大或减小小球所带的

电荷量，作用力又会怎样变化？电荷之

间作用力的大小与哪些因素有关？

材料三教学对象为高中二年级学生，己学过静电场的相关知识。任务：

（1）简述库仑定律的内容。（4分）

（2）根据上述材料，完成''库仑定律”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、设计意图等）。（24分）

请输入您的答案（最多800个字符）

【答案】

【解析】（1）真空中两个静止点电荷之间的相互作用力，与它们的电荷量的乘积成正比,

与它们的距离的二次方成反比，作用力的方向在它们的连线上。这个规律叫作库仑定律。

（2）教学设计如下。

库仑定律一、教学目标

1.通过尝试改变电荷间距离或电荷量的大小，理解库仑定律的内容。2.通过控制单一变量

进行实验，学会用控制变量法设计实验。

3.通过实验操作，加深对探究实验的理解，并提出影响电荷间作用力的因素的合理猜测，

体验发现问题、合理猜测、设计实验方案和获取证据的探究过程。

4.通过动手设计并进行实验，进一步养成主动与他人团结协作的精神。

二、教学重点

库仑定律的内容。

三、教学过程

（一）新课导入

教师演示实验：用气球在头发上摩擦，靠近易拉罐，让学生观察现象。学生能观察到，易拉

罐被气球吸引滚动起来了。教师提问：为什么易拉罐会滚动？学生思考后，能回答出，因为

摩擦的气球和易拉罐之间有电荷间的作用力。