2025年教师资格证考试高中物理真题及答案解析

2025年教师资格证考试高中物理真题及答案解析一、单项选择题（本大题共8小题，每小题5分，共40分）1.已知氢原子的能级满足=eV（A.12.75eVB.10.2eVC.1.89eVD.0.54eV2.一定质量的理想气体经历绝热压缩过程，体积从减小为，初始压强为，压缩后的压强为p，下列判断正确的是（）A.p=2B.p<2C.p>3.某河流宽度为120m，水流速度为5m/s，小船在静水中的航行速度为3m/s，若小船要以最短位移过河，则最短位移大小为（）A.120mB.180mC.200mD.240m4.如图所示，条形磁铁N极竖直朝下，沿固定水平铜环的轴线靠近铜环，忽略空气阻力，下列说法正确的是（从上往下看铜环的感应电流方向）（）A.铜环对桌面的压力小于铜环重力，感应电流为顺时针方向B.铜环对桌面的压力大于铜环重力，感应电流为逆时针方向C.铜环对桌面的压力等于铜环重力，感应电流为逆时针方向D.铜环对桌面的压力大于铜环重力，感应电流为顺时针方向5.双缝干涉实验装置中，入射光波长λ=600nm，双缝间距d=0.6mm，屏与双缝的距离A.第1级明纹B.第2级明纹C.第3级明纹D.第4级明纹6.已知火星质量约为地球质量的，火星半径约为地球半径的，则火星的第一宇宙速度约为地球第一宇宙速度的（）A.倍B.倍C.倍D.倍7.下列选项中，不属于高中物理学科核心素养的是（）A.物理观念B.科学思维C.科学探究D.解题能力8.依据《普通高中物理课程标准（2017年版2020年修订）》，高中物理学业质量水平共分为几个等级（）A.2级B.3级C.4级D.5级二、实验题（本大题共1小题，共15分）9.某同学用如图所示装置验证动量守恒定律，斜槽末端切线水平，小球A从斜槽固定位置由静止释放，与静止在斜槽末端的小球B发生正碰，两球半径相同，质量分别为、，重力加速度为g。回答下列问题：(1)下列操作中必要的是____（填选项字母，6分）A.斜槽轨道必须保持光滑B.斜槽末端切线必须水平C.小球A每次必须从同一位置由静止释放D.两球质量必须满足>(2)实验中除了测量两球的质量，还需要测量的物理量有哪些？请说明测量的物理量对应的物理意义（6分）(3)写出验证动量守恒定律的表达式（用测量的物理量表示，3分）三、计算题（本大题共2小题，每小题10分，共20分）10.如图所示，质量M=2kg的长木板静止在光滑水平地面上，木板左端静置质量m=1kg的小滑块，滑块与木板间的动摩擦因数(1)滑块与木板最终的共同速度大小（4分）(2)滑块相对于木板滑行的距离（6分）11.如图所示，足够长的光滑平行金属导轨固定在水平面上，导轨间距L=0.5m，左端接有阻值R=3Ω的定值电阻，导轨电阻不计。整个装置处于磁感应强度B=(1)导体棒刚开始运动时受到的安培力大小与方向（4分）(2)整个运动过程中电阻R上产生的焦耳热（6分）四、案例分析题（本大题共1小题，共25分）12.案例：李老师在进行高中物理必修一“牛顿第三定律”的课堂教学时，教学片段如下：李老师拿出两个弹簧测力计A、B，将A的挂钩挂在固定铁架台上，用B水平拉A的挂钩，展示示数后直接说：“大家看到两个测力计示数相等，说明作用力和反作用力大小相等、方向相反、作用在同一直线上，这就是牛顿第三定律。”随后提问：“鸡蛋碰石头，鸡蛋碎了石头没碎，是不是石头对鸡蛋的力更大？”有学生举手回答：“是的，鸡蛋碎了说明它受到的力更大。”李老师立刻打断：“不对，这两个力是大小相等的，鸡蛋碎是因为它的承受能力差，记住作用力和反作用力永远大小相等，不用纠结。”随后直接进入习题讲解环节。问题：(1)请结合物理教学理念，评析上述教学片段中李老师教学行为存在的问题（15分）(2)针对存在的问题，设计改进的教学片段，帮助学生突破认知误区（10分）五、教学设计题（本大题共1小题，共50分）13.阅读高中物理必修二“万有引力定律”的教材片段内容：开普勒定律描述了行星的运动规律，但未解释行星如此运动的原因。牛顿在前人研究的基础上，通过逻辑推导与月地检验，提出了万有引力定律：自然界中任何两个物体都相互吸引，引力的方向沿两物体的连线，引力大小与两物体质量、的乘积成正比，与两物体间距r的二次方成反比，表达式为F=G，其中G为引力常量，由英国物理学家卡文迪许通过扭秤实验首次精确测出。结合上述材料，完成下列教学设计：(1)制定本节课体现物理核心素养的教学目标（15分）(2)确定本节课的教学重难点（10分）(3)设计包含新课导入、新课讲授、巩固练习、小结作业的完整教学过程，体现探究式教学与师生互动（25分）参考答案与解析一、单项选择题1.答案：D解析：基态氢原子吸收12.75eV光子后，能量为−13.6+12.75=−0.85eV，对应跃迁到n=4能级。向低能级跃迁时可能辐射的光子能量为：4→2.答案：C解析：绝热压缩过程中Q=0，外界对气体做功，内能增大，理想气体内能仅与温度有关，因此压缩后温度T>。由理想气体状态方程=3.答案：C解析：船速小于水速时，最短位移对应合速度方向与船速方向垂直，此时sinθ4.答案：B解析：N极靠近铜环时，向下的磁通量增加，由楞次定律，感应电流的磁场方向向上，从上往下看感应电流为逆时针方向；由“来拒去留”，铜环受到磁铁向下的排斥力，因此铜环对桌面的压力大于自身重力，B正确。5.答案：B解析：覆盖玻璃片后，原中央明纹位置的光程差增量为Δ=(n−16.答案：A解析：第一宇宙速度满足G=m，即v=7.答案：D解析：高中物理学科核心素养包括物理观念、科学思维、科学探究、科学态度与责任四个维度，解题能力不属于核心素养范畴，D错误。8.答案：C解析：《普通高中物理课程标准（2017年版2020年修订）》明确规定，物理学业质量水平共分为4级，其中水平2为高中学业水平合格性考试要求，水平4为高考命题依据，C正确。二、实验题9.参考答案：(1)BCD（6分，选对1个得2分，选错不得分）解析：A选项错误，斜槽不需要光滑，只要每次小球A从同一位置释放，到达斜槽末端的速度相同即可；B选项正确，斜槽末端水平保证碰撞后两球做平抛运动；C选项正确，保证小球A每次碰撞前的速度一致；D选项正确，>可避免碰撞后小球A反弹，减小实验误差。(2)需测量的物理量：①小球A不与B碰撞时，平抛运动的水平射程；②碰撞后小球A的平抛水平射程；③碰撞后小球B的平抛水平射程。（6分，每点2分）解析：两球碰撞后做平抛运动的竖直高度相同，运动时间t相等，因此水平位移与平抛初速度成正比，可用水平位移代替速度，无需测量下落高度。(3)验证表达式：=+解析：动量守恒表达式为=+，两边同乘平抛时间t三、计算题10.参考答案：(1)水平面光滑，滑块与木板组成的系统水平方向动量守恒，以向右为正方向：m=代入数据得（2分）(2)系统动能的损失量等于滑动摩擦力与相对滑行距离的乘积，由能量守恒：μm代入数据：0.2×解得Δx11.参考答案：(1)初始时刻导体棒切割磁感线的感应电动势：E=感应电流：I=安培力大小：F=由左手定则，安培力方向水平向左（1分）(2)导体棒最终静止，动能全部转化为回路的焦耳热：（3分）R与r串联，焦耳热与电阻成正比，因此R上的焦耳热：=（3分）四、案例分析题12.参考答案：(1)李老师的教学行为存在以下问题：①违背探究式教学理念，以灌输式教学为主。演示弹簧测力计实验时，未引导学生自主观察、分析实验现象、总结规律，直接告知结论，不利于学生科学思维的培养，未落实学生的主体地位。（5分）②对学生的错误认知处理不当。直接否定学生的回答，未引导学生分析力的作用效果的影响因素，学生未从本质上理解牛顿第三定律的内涵，仅机械记忆结论，容易出现认知混淆，同时打击了学生的学习积极性。（5分）③实验设计不完整，规律的普适性未落实。仅演示了静态拉力实验，未设计动态对拉、变速拉等实验场景，学生无法理解牛顿第三定律适用于任何运动状态的相互作用，对规律的理解存在局限。（3分）④未落实核心素养培养目标。教学仅注重知识传授，忽略了科学探究、科学论证能力的培养，未帮助学生完成概念的自主建构，不符合新课标教学要求。（2分）(2)改进教学片段：师：刚才大家分组完成了两个弹簧测力计的对拉实验，不管是静止拉、匀速拉还是变速拉，两个测力计的示数是不是都相等呀？生：对，示数一直是一样的。师：那现在大家思考一个生活场景：鸡蛋碰石头，鸡蛋碎了石头完好，是不是说明石头对鸡蛋的力更大呢？大家可以讨论一下。（学生讨论后有同学举手）生：我觉得是，鸡蛋都碎了，肯定受到的力更大。师：这位同学有自己的思考，非常好。那老师再问大家一个问题：如果老师用同样大小的力，分别打在你的手掌心和你的脸上，哪个会更疼？生：肯定脸更疼啊。师：那这两个力的大小是相等的，为什么效果不一样呢？生：哦！因为脸比手掌更脆弱，承受力的能力不一样！师：太对了！力的作用效果不仅和力的大小有关，还和受力物体本身的承受能力有关。鸡蛋壳的硬度远小于石头，所以同样大小的相互作用力作用在两者上，鸡蛋会碎，石头没事，其实这两个力是大小相等的，属于作用力和反作用力。大家现在明白了吗？生：明白了！师：那大家再举几个生活中作用力反作用力的例子，我们一起分析。（10分，符合引导式教学、帮助学生自主建构概念即可得分）五、教学设计题13.参考答案：(1)教学目标：①物理观念：学生能准确说出万有引力定律的内容、表达式、适用条件，知道引力常量的测量方法与物理意义，形成正确的相互作用观念，能运用万有引力定律解决简单的天体运动问题。（4分）②科学思维：经历万有引力定律的推导过程，特别是月地检验的逻辑推理环节，提升科学论证、演绎推理的能力，体会理想化模型在物理研究中的应用。（4分）③科学探究：通过了解万有引力定律的发现历程，体会“提出猜想-理论推导-实验验证”的科学探究方法，提升探究意识与证据意识。（3分）④科学态度与责任：通过学习牛顿、卡文迪许等科学家的研究事迹，体会严谨求实、勇于探索的科学精神，认识物理规律对人类认识世界的重要价值，树立正确的科学观。（4分）(2)教学重难点：教学重点：万有引力定律的内容、表达式、适用条件，引力常量的物理意义。（5分）教学难点：月地检验的逻辑思路，万有引力定律的推导过程，对万有引力普遍性的理解。（5分）(3)教学过程：①新课导入（5分）师：同学们大家都听过牛顿和苹果的故事吧？传说牛顿在苹果树下思考时，被掉落的苹果砸中，他就冒出了两个问题：为什么苹果会竖直落到地上，而不是飞到天上？为什么月球绕着地球转，不会掉下来也不会飞走？大家觉得这两个现象背后有没有共同的规律呢？今天我们就一起学习万有引力定律，解开这个谜题。设计意图：通过经典故事创设情境，引发认知冲突，激发学生的学习兴趣，快速引出课题。②新课讲授（12分）环节一：回顾旧知，铺垫背景师：上节课我们学习了开普勒三大定律，哪位同学能回顾一下开普勒定律的内容？生：第一定律是轨道定律，行星绕太阳的轨道是椭圆，太阳在一个焦点上；第二定律是面积定律，行星与太阳的连线相等时间扫过相等面积；第三定律是周期定律，轨道半长轴的三次方与周期的二次方的比值为定值。师：非常好，开普勒定律描述了行星的运动规律，但没有解释行星为什么这么运动。在牛顿之前，伽利略、笛卡尔、胡克等科学家都对这个问题进行了研究，胡克甚至提出了太阳对行星的引力与距离平方成反比的猜想，但他没能完成理论证明。牛顿在前人基础上，通过数学推导与验证，最终提出了万有引力定律。环节二：月地检验，推导规律师：牛顿首先提出猜想：苹果受到地球的引力，和月球受到地球的引力，是不是同一种力？如果是同一种力，就应该满足与距离平方成反比的规律。已知地球表面的重力加速度g=9.8m/，月球到地球的距离约为地球半径的60倍，如果引力与距离平方成反比，月球所在位置的加速度应该是（学生计算后回答）生：用a=算出来，月球的向心加速度确实是约2.7师：太棒了！这就说明拉月球绕地球转的力，和苹果落地的力是同一种力，都遵循与距离平方成反比的规律。牛顿进一步将这个规律推广到宇宙中所有有质量的物体之间，提出了万有引力定律：自然界中任何两个物体都相互吸引，引力的方向沿两物体的连线，大小与两物体质量的乘积成正比，与间距的平方成反比，表达式为F=师：大家注意这个公式的适用条件：适用于两个质点之间的引力计算，如果是均匀球体，r为两球心的距离。万有引力是普遍存在的，只要有质量的物体之间都存在这种引力。环节三：引力常量的测量师：牛顿提出万有引力定律时，并没有测出引力常量G的数值，直到100多年后，英国物理学家卡文迪许通过扭秤实验，利用光杠杆放大的思想，首次精确测出了G≈6.67×③巩固练习（4分）师：我们来做两道练习题巩固一下：1.两个质量都是60kg的同学，相距1m，求他们之间的万有引力（G取6.67×2.地球质量M=6.0×kg（学生计算后回答