2026上半年高中物理教师资格《学科知识与教学能力》真题

2026上半年高中物理教师资格《学科知识与教学能力》真题一、单项选择题（本大题共8小题，每小题5分，共40分）我国某低空经济示范区开展电动垂直起降（eVTOL）航空器城际试飞，某次试飞中航空器沿竖直方向运动的速度-时间图像如图1所示（规定竖直向上为正方向），已知航空器总质量（含载荷）为2.2×10³kg，重力加速度g取10m/s²，下列说法正确的是（）A.0~2s内航空器处于失重状态，座椅对乘客的支持力小于乘客重力B.2~5s内航空器上升高度为12m，合外力对航空器做功为3.96×10⁴JC.5~7s内航空器的加速度大小为3m/s²，方向竖直向下D.7~10s内航空器所受空气阻力与升力的合力大小为2.42×10⁴N，方向竖直向上某科研团队用n型氮化镓半导体制备霍尔元件，元件沿磁场方向的厚度为d、垂直电流与磁场方向的宽度为b，载流子浓度为n，载流子为电子，电荷量大小为e。将元件置于垂直于元件平面向里的匀强磁场中，磁感应强度大小为B，当元件中通有沿x轴正方向、大小为I的恒定电流时，垂直于电流方向的两个侧面会形成稳定霍尔电压，下列说法正确的是（）A.元件沿电流方向的前端电势高于后端电势B.霍尔电压大小为IB/(ned)，与元件宽度b无关C.若仅增大电流I，载流子所受洛伦兹力会持续增大直到元件击穿D.若将该元件换成p型半导体（载流子为空穴，带正电），其他条件不变，霍尔电压极性不变碳封存技术是实现碳中和目标的核心技术路径之一，现将一定质量的超临界CO₂（可视为实际气体，分子间存在引力）从状态A经绝热过程缓慢压缩至状态B，再经等容过程降温至状态C，最后经等温过程回到状态A，整个过程的p-V图像如图2所示，已知超临界CO₂的分子平均动能仅与温度有关，下列说法正确的是（）A.从A到B的绝热过程中，外界对气体做功，气体内能减小B.从B到C的等容过程中，气体分子单位时间撞击器壁单位面积的次数不变C.从B到C的等容过程中，气体放出的热量大于内能的减少量D.从C到A的等温过程中，气体分子间引力做负功，分子势能增大AR眼镜的衍射光波导核心元件为表面浮雕光栅，其结构可等效为缝宽a、缝间距d（光栅常数）的多缝结构，当波长为λ的平行可见光垂直入射到光栅表面时，会在特定衍射角方向形成干涉主极大，用于耦入耦出图像光线。已知某款AR眼镜光栅常数d=2×10^-6m，可见光波长范围为400nm~760nm，下列说法正确的是（）A.若缝宽a=0.8×10^-6m，则波长400nm的光第一级单缝暗纹衍射角小于波长760nm光第一级单缝暗纹衍射角B.该光栅可将入射的550nm绿光在衍射角30°方向形成第二级干涉主极大C.对于同一级干涉主极大，红光的衍射角小于蓝光的衍射角D.若将入射光改为斜入射，入射角为i，则光栅方程变为d(sini+sinθ)=kλ，此时能观察到的最高级次主极大对应的k值与垂直入射时相同我国“祖冲之三号”超导量子计算原型机实现了对超导量子比特的高精度操控，超导量子比特的核心能级结构可等效为非线性谐振子，其基态与第一激发态的能级差为ΔE，当用频率为ν的微波操控量子比特时，可实现两个能级间的量子态跃迁，已知普朗克常量为h，下列说法正确的是（）A.超导量子比特为宏观量子系统，其能级跃迁过程不满足能量守恒定律B.当微波光子能量等于基态与第一激发态能级差，且偏振方向与量子比特跃迁偶极矩方向平行时，可高效引发能级跃迁C.若量子比特处于基态和第一激发态的叠加态，则其可同时具有两个能级的确定能量D.若考虑能级的自发辐射，第一激发态的寿命越短，对应的能级宽度越窄2024年嫦娥六号完成人类首次月球背面采样返回，若已知月球半径为R，月球表面重力加速度为g_月，某探月航天器在距离月球表面高度为h的近月圆轨道上运行，由于稀薄月尘的阻力作用，轨道缓慢降低至距离月球表面高度为h/2的圆轨道上稳定运行，下列说法正确的是（）A.航天器在高度h的轨道上运行速度大于月球的第一宇宙速度B.航天器在轨道降低过程中，由于阻力做负功，轨道稳定后运行速度小于原轨道速度C.航天器在h/2高度轨道上运行的周期为2π(R某教师在“牛顿第三定律”教学中，组织学生利用力传感器、弹簧测力计、滑板等器材，分组完成“对拉弹簧测力计观察示数”“站在滑板上推墙观察运动状态”“力传感器对拉采集作用力与反作用力的时序图像”等实验，引导学生基于实验证据归纳作用力与反作用力的大小、方向、时序关系，并尝试用牛顿第三定律解释火箭发射、走路前进等生活现象，该教学过程主要体现的物理核心素养是（）A.物理观念中的运动与相互作用观念，科学探究中的证据、解释要素B.科学思维中的模型建构要素，科学态度与责任中的科学本质要素C.物理观念中的能量观念，科学探究中的问题、交流要素D.科学思维中的科学推理要素，科学态度与责任中的STSE要素某教师在“闭合电路欧姆定律”单元教学结束后，设计了如下评价任务：①让学生独立完成闭合电路相关的单元纸笔测试题；②让学生分组设计并制作简易水果电池，测量其电动势和内阻；③让学生撰写学习日志，梳理自己对闭合电路中能量转化关系的理解误区；④让学生调查生活中常见电池的种类与回收要求，制作科普宣传海报。上述评价任务中，属于过程性评价的是（）A.仅①②B.仅②③C.仅②③④D.①②③④二、计算题（本大题共1小题，共20分）如图3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、电阻为r的导体棒垂直放置在导轨上，初始时导体棒静止，且与导轨接触良好，导轨电阻忽略不计。现对导体棒施加一沿导轨方向的水平恒力F，使导体棒从静止开始运动，经过时间t，导体棒的速度达到v₁，此时导体棒运动的位移为x，重力加速度为g。（1）求时间t内回路中产生的焦耳热Q以及通过电阻R的电荷量q；（8分）（2）求导体棒最终稳定运动时的速度v_m，并定性画出导体棒运动过程中加速度a随速度v变化的关系图像；（6分）（3）若导体棒达到稳定速度后，突然将水平恒力F撤去，求撤去F后导体棒运动的总位移x’以及回路中产生的总焦耳热Q’。（6分）三、案例分析题（本大题共2小题，第10题20分，第11题30分，共50分）下面是一道高中物理作业题及某学生的解答。题目：如图4所示，质量为M=2kg的长木板静止在光滑水平面上，木板上放置一质量为m=1kg的小滑块（可视为质点），滑块与木板间的动摩擦因数μ=0.2，设最大静摩擦力等于滑动摩擦力，重力加速度g取10m/s²。现对滑块施加一水平向右的恒力F=2.4N，作用时间t=2s，求这段时间内滑块相对于木板的位移大小。学生解答：滑块与木板间的滑动摩擦力大小为f=μmg=0.2×1×10=2N；

对滑块，由牛顿第二定律，加速度a1=(F−f（1）指出学生解答中的错误，分析错误产生的可能原因；（10分）（2）给出该题的正确解答；（5分）（3）针对学生的错误，设计一个教学片段帮助学生掌握板块模型的分析方法。（5分）案例：下面是某教师在“自由落体运动”一课中的教学片段：师：同学们，生活中我们经常看到重物下落得快、轻物下落得慢，比如石头比羽毛落得快，所以亚里士多德认为物体下落的快慢是由重量决定的，重的物体下落快。这个观点是完全错误的，伽利略通过实验和推理早就推翻了这个结论，大家直接记住：在没有空气阻力的情况下，重的物体和轻的物体下落一样快，自由落体运动的加速度是重力加速度g，约9.8m/s²。随后教师取出提前抽好真空的牛顿管，举在讲台上说：“这是牛顿管，里面已经抽成真空了，我把它倒过来，大家看看硬币和羽毛是不是同时落到底部。”教师快速将牛顿管翻转180度，坐在教室后排的学生还未看清管内物体的运动过程，教师就已经将牛顿管放回教具盒，接着讲：“大家刚才都看到了，真空环境里硬币和羽毛同时下落，这就证明了自由落体运动是初速度为零的匀加速直线运动，加速度是重力加速度，方向竖直向下。接下来我们学习自由落体的运动公式，自由落体是初速度为零、加速度为g的匀加速直线运动，所以速度公式是v=gt，位移公式是h=½gt²，大家把这两个公式记在笔记本上，接下来我们做3道练习题巩固一下。”教师通过PPT展示了3道直接套用公式计算的选择题和计算题，让学生在座位上独立完成，自己则站在讲台上整理教案和实验器材。10分钟后，教师直接公布了练习题答案，强调：“自由落体运动的两个条件——只受重力、初速度为零，还有重力加速度的数值，是选择题的高频考点；自由落体公式的应用是计算题的必考点，大家一定要记牢，不要和之前学的匀变速直线运动公式搞混，下去之后把课后习题做完。”问题：（1）结合《普通高中物理课程标准（2017年版2020年修订）》的相关要求，评析该教师的教学片段存在的主要问题；（15分）（2）针对上述教学片段中存在的问题，设计改进后的教学思路，说明在教学中如何落实物理学科核心素养。（15分）四、教学设计题（本大题共2小题，第12题12分，第13题28分，共40分）阅读材料，根据要求完成教学设计。材料：某高中物理教材必修第二册“圆周运动”一节中关于“线速度”的内容如下：圆周运动的快慢可以用物体通过的弧长与所用时间的比值来量度。例如物体沿圆弧由M向N运动，某时刻t经过A点。为了描述物体经过A点附近时运动的快慢，可以从此时刻开始，取一段很短的时间Δt，物体在这段时间内由A运动到B，通过的弧长为Δs。比值Δs/Δt反映了物体运动的快慢，叫做线速度（linearvelocity），用v表示，即v=Δs如果物体沿着圆周运动，并且线速度的大小处处相等，这种运动叫做匀速圆周运动（uniformcircularmotion）。值得注意的是，匀速圆周运动的线速度方向是在时刻变化的，因此它是一种变速运动，这里的“匀速”是指速率不变。任务：（1）说明线速度概念建立过程中用到的主要物理思想方法；（4分）（2）设计一个能够帮助学生直观理解“圆周运动线速度方向沿轨迹切线方向”的课堂演示实验，写出实验器材、实验步骤和实验现象。（8分）阅读材料，根据要求完成教学设计。材料：某高中物理教材必修第二册“动能和动能定理”一节的主要内容包括：动能的概念与表达式、动能定理的推导、动能定理的应用，是功能关系的核心内容，也是解决力学问题的重要规律。学