2026年普通高级中学教师资格(学科知识与教学能力-物理)测试题及答案

2026年普通高级中学教师资格(学科知识与教学能力-物理)测试题及答案一、单项选择题（本大题共8小题，每小题5分，共40分）某城市用于通勤的电动垂直起降（eVTOL）航空器在试飞阶段沿竖直方向升空，其加速度随时间变化规律为：t=0时航空器由静止开始运动，取竖直向上为正方向，02s内加速度恒为4m/s²，24s内加速度恒为2m/s²，4~6s内加速度恒为-2m/s²，下列说法正确的是（）A.0~2s内航空器处于失重状态B.2~4s内航空器的速度增量为2m/sC.t=6s时航空器上升至最大高度D.0~6s内航空器的平均速度大小为8m/s某科研团队研制的基于二维半导体材料的高灵敏度霍尔元件，可用于车载电流检测，其霍尔电压满足关系UH=kIBB.元件上y轴正方向一侧的电势高于y轴负方向一侧C.若增大元件在z方向的厚度d，霍尔电压UH会增大

某高中实验室用波长为632.8nm的氦氖激光器做空气劈尖干涉实验，将两块光学平玻璃板一端接触，另一端夹一直径为d的细金属丝，形成空气劈尖，用激光垂直照射时观察到反射光的等厚干涉条纹，下列说法正确的是（）A.相邻明条纹对应的空气层厚度差为632.8nmB.若将金属丝向接触端平移，相邻条纹的间距会增大C.接触端位置由于玻璃直接接触，反射光干涉形成明纹D.若在劈尖内注入折射率为1.33的水，相邻条纹的间距会减小2025年我国“人造太阳”EAST装置实现了1.2亿摄氏度等离子体持续运行1066秒的世界纪录，为可控核聚变的商用化奠定了重要基础。一种典型的氘氚聚变反应方程为​12H+1B.反应前后核子的平均结合能减小C.该反应需要高温条件，是因为高温下核子间的库仑斥力消失D.反应生成的​24He核的结合能大于反应前氘核和氚核的结合能之和

A.月球的平均密度为3π(C.若探测器要从该圆轨道变轨到更低的近月圆轨道，需要在原轨道上加速D.月球表面的重力加速度大小为4π2h3RA.等效替代法B.理想实验法C.控制变量法D.类比法我国某特高压直流输电工程额定输电电压为1100kV，额定输送功率为12000MW，输电线路总电阻为10Ω；若换用500kV的交流输电线路输送相同功率，输电功率因数为0.9，下列说法正确的是（）A.直流输电时输电线路上的电流约为10.9kAB.交流输电时输电线路上的电流约为24kAC.相同输电距离下，交流输电的线路损耗约为直流输电的3倍D.若将交流输电的功率因数提升至1，线路损耗将增大为原来的1.1倍《普通高中物理课程标准（2017年版2020年修订）》提出物理学科核心素养主要包括“物理观念”“科学思维”“科学探究”“科学态度与责任”四个方面，下列教学目标中属于“科学思维”维度的是（）A.能通过实验探究验证力的平行四边形定则B.能根据瞬时功率的定义推导机车启动过程中速度与牵引力的关系C.能树立节约用电、安全用电的意识D.能准确表述牛顿第三定律的内容单项选择题参考答案及解析：1.D。解析：02s内加速度竖直向上，航空器处于超重状态，A错误；a-t图像与时间轴围成的面积表示速度变化量，24s内加速度为2m/s²、时长2s，速度增量为4m/s，B错误；t=6s时航空器速度为v6=4×2+2×2+(−2)×2=8m/s，方向竖直向上，仍在上升，未达到最大高度，C错误；分三段计算位移：02s位移x1=12×4×22=8m，24s初速度为8m/s，位移x2=8×2+12×27.A。解析：直流输电电流I1=P/U1=12×109二、计算题（本大题共1小题，共20分）如图所示，平面直角坐标系xOy中，第一象限内存在沿y轴负方向的匀强电场，电场强度大小为E；第四象限内存在垂直于坐标平面向外的匀强磁场，磁感应强度大小为B。一质量为m、电荷量为q（q>0）的粒子从y轴上P点（0，h）以初速度v0沿x轴正方向射入电场，从x轴上Q点进入磁场，不计粒子重力。求：

（2）粒子第一次从磁场射出时的位置坐标；（3）若粒子从磁场射出后进入无磁场区域，要使粒子能够从Q点再次进入第一象限的电场，需在y≤0以外区域加一沿y轴方向的匀强电场，求该电场的电场强度大小。参考答案及评分标准：（1）粒子在第一象限做类平抛运动，x方向匀速运动：d=v0t（1分），y方向匀加速运动：h=12⋅qEm⋅t2（2分），联立解得Q点x坐标d=v02mhqE，粒子到达Q点时y方向分速度vy=qEmt=2qEhm（1分），合速度大小案例材料：某教师在“楞次定律”新授课教学中，首先演示了条形磁铁插入、拔出闭合螺线管的实验，通过电流计偏转记录不同情况下的感应电流方向，随后在黑板上板书实验记录表格，引导学生分析感应电流的磁场与磁通量变化的关系。师：大家观察实验现象，当N极插入螺线管时，穿过螺线管的磁通量是怎么变化的？生1：磁通量向下增加。师：很好，这时候感应电流的磁场方向是怎样的？生1：向上。师：那这时候感应电流的磁场和原磁场方向是什么关系？生1：相反，是为了阻止磁通量的增加。师：不对！不是阻止，是阻碍，你上课是不是没认真听？“阻碍”和“阻止”能一样吗？大家记下来，楞次定律的核心是“阻碍磁通量变化”，不是阻止，谁再记错就罚抄定律十遍。随后教师直接给出楞次定律内容，讲解三道经典例题后就让学生做课后练习。巡视过程中，教师发现很多学生在做“磁铁拔出螺线管时感应电流方向判断”的题目时，普遍认为感应电流的磁场始终和原磁场方向相反，错误率超过60%。

问题：（1）评析该教学片段中教师教学行为的优点和存在的问题；（10分）（2）针对存在的问题，设计一个教学片段帮助学生理解楞次定律中“阻碍”的含义。（10分）参考答案：（1）优点：教师能够依托演示实验开展规律教学，符合物理学科以实验为基础的特点，通过直观现象为规律建构提供事实支撑；采用表格记录实验信息，逻辑清晰，能够为学生分析变量关系提供支架（4分）。存在的问题：①教学评价方式不当，对学生的回答直接否定并指责，甚至采用罚抄的惩罚性措施，打击学生学习主动性，违背发展性评价理念，未尊重学生的主体地位；②概念讲解生硬，直接灌输“阻碍”的定义，未结合实验现象引导学生辨析“阻碍”与“阻止”的差异，也未对比磁通量增加、减少两种情况的感应磁场方向，导致学生形成“感应磁场始终与原磁场反向”的迷思概念；③教学环节缺失，规律得出后未设计针对性的辨析活动，未及时开展形成性评价掌握学生的学习情况，未能针对学生的错误生成调整教学；④违背启发性教学原则，未给学生预留思考、讨论的空间，将规律学习简化为机械记忆，不利于学生科学思维的发展（6分）。（2）教学片段设计：师：刚才同学提到感应磁场会“阻止”磁通量变化，还有同学觉得感应磁场永远和原磁场反向，我们先不急着下结论，再仔细观察两组实验，请大家重点记录磁通量变化时电流计的偏转方向。（演示N极向下插入螺线管）大家看到N极插入时，磁通量向下增加，电流计向左偏，根据右手螺旋定则，感应磁场向上，和原磁场反向。请大家思考：如果感应磁场真的能“阻止”磁通量增加，那穿过螺线管的磁通量应该保持不变，这时候还会有感应电流吗？生：如果磁通量不变就不会有感应电流了，说明磁通量还是在增加的。师：非常准确，感应磁场并没有“阻止”磁通量增加，只是抵消了一部分磁通量，让磁通量增加的速度变慢，这就是“阻碍”的第一层含义——阻碍变化的快慢，而非让变化停止。接下来我们看N极拔出螺线管的实验（演示N极向上拔出），这时候向下的磁通量是增加还是减少？生：磁铁远离，磁通量向下减少。师：大家观察电流计，现在指针向右偏了，用右手螺旋定则判断下，这时候感应磁场方向是？生：向下，和原磁场方向相同！师：对啊，这时候磁通量向下减少，感应磁场就和原磁场同向，补充一部分磁通量，让磁通量减少的速度变慢。大家能不能总结下，感应磁场和原磁场的方向关系有什么规律？生：磁通量增加的时候反向，减少的时候同向。师：总结得非常好，也就是“增反减同”。请大家再思考，如果说感应磁场是“阻止”磁通量变化，那磁通量减少的时候它为什么要和原磁场同向呢？这不是帮着磁通量“对抗”减少吗？所以“阻碍”的本质，是感应磁场始终和磁通量的变化“对着干”，增则反、减则同，从来不是阻止变化，更不是永远和原磁场反向。接下来我们再演示S极插入、拔出的实验，请大家自己判断感应磁场的方向，验证下我们总结的规律是否正确。案例材料：下面是一道高二年级物理习题及某学生的解答过程：题目：如图所示，两根足够长的平行光滑金属导轨固定在水平面上，导轨间距为L，导轨左端连接一阻值为R的定值电阻，整个装置处于竖直向上的匀强磁场中，磁感应强度大小为B。一质量为m、电阻不计的金属棒垂直放置在导轨上，现给金属棒一水平向右的初速度v0，使金属棒沿导轨运动，导轨电阻不计，求金属棒整个运动过程中电阻R上产生的焦耳热。

金属棒运动过程中切割磁感线产生感应电动势E=BLv0，电路中的感应电流I=E/R=BLv0/R，金属棒受到的安培力（1）指出学生解答过程中的错误，分析错误产生的原因；（10分）（2）设计一个教学思路，帮助学生掌握该类问题的分析方法。（10分）参考答案：（1）学生的错误主要有三点：①错误判断金属棒的运动性质，认为金属棒受恒定安培力做匀减速直线运动，实际上安培力F=B2L2v/R随速度v减小而减小，加速度也随之减小，金属棒做加速度逐渐减小的变减速直线运动，不能直接套用匀变速直线运动公式计算运动时间和位移（4分）；②错误使用恒定电流的焦耳定律计算热量，由于金属棒速度变化，感应电动势、感应电流均随时间减小，属于变化电流，不能用初速度对应的恒定电流值代入第一步，引导受力分析，突破运动性质误区。请学生对金属棒进行动态受力分析：金属棒向右运动切割磁感线，速度为v时电动势E=BLv，电流I=BLv/R，安培力F=B2L2v/R方向向左，提问“随着v减小，安培力大小、加速度大小如何变化？”，引导学生发现安培力是变力，金属棒做加速度减小的减速运动，明确匀变速公式只适用于恒力作用场景，不能直接套用（3分）。

第二步，建立能量观念，简化求解过程。提问“导轨光滑无摩擦，金属棒的动能最终转化为哪种形式的能量？”，引导学生分析过程中无摩擦力做功，动能全部通过安培力做功转化为电阻的焦耳热，根据能量守恒直接得出Q=12四、教学设计题（本大题共1小题，共40分）阅读材料：人教版高中物理必修第二册“向心力”一节的核心内容包括：向心力的概念（做匀速圆周运动的物体受到指向圆心的合力，该合力称为向心力）、探究向心力大小的影响因素实验、向心力公式Fn=m（2）设计一个课堂引入片段，说明设计意图；（12分）（3）设计“探究向心力大小的影响因素”的教学片段，要求包含教师活动、学生活动、设计意图，突出学生主体地位，落实物理核心素养。（20分）参考答案：（1）教学重点：向心力的概念与来源分析、向心力大小的计算公式、控制变量法在探究实验中的应用（4分）；教学难点：理解向心力是效果力而非新的性质力，掌握向心力公式的推导过程，能正确分析变速圆周运动的切向、法向受力特点（4分）。（2）引入片段：教师演示：取一根1m长的细绳，一端拴住一个钢制小球，手捏细绳另一端，让小球在光滑水平桌面上做匀速圆周运动。师：请同学们观察，现在小球做什么运动？生：匀速圆周运动。师：根据之前学过的知识，匀速圆周运动的加速度有什么特点？生：加速度方向始终指向圆心，是向心加速度，大小不变。师：根据牛顿第二定律，加速度是由合力产生的，那大家对小球做受力分析，说说哪个力提供了指向圆心的加速度？生：小球受重力、桌面的支持力、绳子的拉力，重力和支持力平衡，拉力指向圆心，是拉力提供了向心力。教师突然松开捏细绳的手，小球沿圆周切线方向飞出，落在桌面上。师：大家看到，松手之后小球不再做圆周运动，而是沿切线飞出去了，这是为什么？生：绳子的拉力消失了，没有指向圆心的力了，所以没法保持圆周运动。师：非常好，看来要让物体做圆周运动，必须有一个指向圆心的力，这就是我们今天要研究的向心力。大家再思考：这个力的大小和哪些因素有关？它是不是一种我们之前没学过的新的力？今天我们就通过实验和推导来解决这些问题。设计意图：通过直观的演示实验激活学生已有的圆周运动、牛顿第二定律的知识储备，通过“松手后小球飞出”的反差现象引发学生认知冲突，让学生直观感知向心力的存在与作用效果，通过递进式提问明确本节课的学习目标，快速将学生注意力聚焦到核心问题上，符合从感性到理性的认知规律（12分）。（3）探究向心力大小影响因素的教学片段：①猜想假设（4分）教师活动：请大家结合刚才的演示实验和生活经验，猜想向心力的大小可能和哪些因素有关？可以用身边的小物体（如拴着细绳的橡皮）自主体验，转动橡皮感受拉力的大小变化。学生活动：自主体验后提出猜想：向心力大小可能和转动物体的质量有关，质量越大需要的力越大；可能和转动速度有关，转得越快拉力越大；可能和绳子长度（转动半径）有关，绳子越长拉力越大。设计意图：通过体验式活动让学生获得直接感知，避免无依据的猜想，激发学生的探究主动性。②实验设计（5分）教师活动：介绍向心力演示器的结构：两组通过皮带连接的变速塔轮可改变转动角速度，旋转臂上的滑槽可放置不同质量的钢球、铝球，球套通过弹簧与测力标尺连接，可直接读出向心力的大小，球的转动半径可通过滑槽上的刻度调整。提问：多个因素都会影响向心力大小，实验中应该采用什么研究方法？实验中如何控制变量？学生活动：思考后回答采用控制变量法，分三组实验：第一组保持小球质量m、转动半径r不变，改变塔轮传动比调整角速度ω