一、单项选择题(本大题共 8 小题,每小题 5 分,共 40 分)
1.图 1 为高中物理教科书中描述的 1 个实验,该实验可观察到的物理现象和可用于说明的物理问题分别是( )。
A. 小球 D 的振幅最大,小球 C 的振幅最小,摆长与振幅的关系
B. 小球 D 的振幅最小,小球 C 的振幅最大,摆场与振幅的关系
C. 小球 B 的振幅最大,共振现象
D. 小球 B 和 C 的振幅相同,受迫振动现象
2. 将一电荷量为+Q 的小球放在不带电的金属球附近,所形成的电场线分布如图所示,金属球表面的电势处处相等,a、b 为电场中的两点,则( )
A.a 点的电势比 b 点低
B.a 点的电场强度比 b 点小
C. 带负电的电荷 q 在 a 点的电势能比在 b 点的小
D. 带正电的电荷q 从 a 点移到 b 点的过程中,电场力做负功
3. 已知两端开口的“T”型管,且水平部分足够长,一开始如右图所示,若将玻璃管稍微上提一点, 或稍微下降一点时,被封闭的空气柱的长度分别会如何变化( )
A.变大;变小 B.变大;不变
C.不变;不变 D.不变;变大
4. 如图所示,MN 是空气与某种液体的分界面,一束红光由空气射到分界面,一部分光被反射,一部分光进入液体中。当入射角是 45°时,折射角为 30°,则以下说法正确的是( )
A. 反射光线与折射光线的夹角为 120°
B. 该液体对红光的折射率为 3
C. 该液体对红光的全反射临界角为 45°
D. 当紫光以同样的入射角从空气射到分界面时,折射角也是 30°
5.关于晶体和非晶体,下列说法错误的是( )
A.所有晶体沿各个方向的光学性质都不同
B.非晶体沿各个方向的物理性质都相同
C.橡胶无固定的熔点,是非晶体
D.有些非晶体在一定条件下可以转化为晶体
6. 如图所示,让一束光 AO 沿着半圆形玻璃砖的半径射到它的平直边上,在这个玻璃与空气的界面上会发生反射和折射。逐渐增大入射角,观察反射光线和折射光线的变化。下列说法正确的是( )
A.反射角增大,折射角减小
B.OC 光线越来越弱,最终消失
C.OB 光线越来越弱,但不会消失
D.反射光线和折射光线始终保持垂直
8. 某单色光从真空射入某介质时( )
A.波长变长,速度变小,光量子能量变小
B.波长变短,速度变小,光量子能量不变
C.波长变长,速度变大,光量子能量不变
D.波长变短,速度变小,光量子能量变大
二、计算题(本大题共 1 小题,共 20 分)
9. 一长直导线通有电流 I1 =20A,旁边放一导线 ab ,其中通有电流 I2 =10A,且两者共面,如图 7
所示。求导线 ab 所受作用力对O 点的力矩。
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) 阅读案例,并回答问题。
【问题】:
(1) 指出学生解题中的错误,分析错误产生的可能原因并给出正确解法。(10 分)
(2) 给出一个教学思路,帮助学生正确解答此类问题。(10 分)
11. 案例:下面是某教师在“加速度”一课,讲了加速度的概念之后提出的问题以及和同学们的对话。师:一子弹在穿入木块前速度为 600m/s,穿出速度为 200m/s,历时 0.2s,问在模板中的子弹加速度? (几分钟后)师:有同学算出来是多少了吗? 甲:老师,是-2000m / s2乙:老师,我算出来是 2000m / s2 师:好,乙同学你说说你是怎么算的? 乙:因为加速度不可能是负数,所以应该用(600-200)/0.2 来计算,所以子弹的加速度是 2000m / s2 。
师:为什么加速度就不能为负数呢。乙同学低头,不语。
师:甲同学,你说说看你是怎么计算的? 甲:我是按照书上的公式来计算的?
师:非常好,甲同学做的非常对,我希望同学们以后都要严格按照书上的公式来计算。
问题:
(1) 请对上述教学片断进行评价。(15 分)
(2) 针对上述教学片断存在的问题,设计一个教学片断,帮助学生学习。(15 分)
四、教学设计题(本题共 2 小题,第 12 题 12 分,第 13 题 28 分,共 40 分)
12. 阅读材料,根据要求完成教学设计。
材料:高中物理某教科书“电荷及其守恒定律”一节中的部分内容如下:
金属中离原子核最远的电子往往会脱离原子核的束缚,而在金属中自由活动,这种电子叫做自由电 子。失去这种电子的原子便成为带正电的离子,他们在金属内部排列起来,每个正离子都在自己的平衡 位置震动而不移动,只有自由电子穿梭其中,这就使金属成为导体。
任务:
(1) 简述三种起电方式。(4 分)
(2) 根据所给材料设计一个教学片断。(8 分)
13 阅读材料,根据要求完成下列任务。
材料一《普通高中物理课程标准(实验)》关于“电阻定律”的内容要求为:通过实验,探究决定 导线电阻的因素,知道电阻定律。
材料二高中物理某版教科书,“电阻定律”一节中关于“探究导体电阻与其影响因素的定量关系” 的部分内容如下:
实验:探究导体电阻与其影响因素的定量关系
我们已经知道,导体的电阻是导体本身的一种性质,由导体自身的因素决定,那么它到底由哪些因 素决定呢?移动滑动变阻器的滑片可以改变它的电阻,这说明导体电阻跟它的长度有关,;同是 220V 等灯泡,灯丝越粗用起来越亮,说明导体电阻跟横截面有关;电线常用铜丝制造而不用铁丝,说明导体 电阻跟它的材料有关。
探究导体的电阻与以上这些因素之间的定量关系,可以用图 2.6-2 的电路测量的电炉丝的电阻 R: 闭合开关后,测出电炉丝两端的电压,通过电炉丝的电流,然后根据欧姆定律算出电炉丝的电阻。改变 滑动变阻器滑片的位置,能获得多组数据,以各组电阻数据的平均值为 R。
通过测量得到所需数据后,怎样得出结论?
材料三教学对对象为高中二年级学生,通过初中物理的学习,学生已经知道影响电阻的因素及电阻 和这些因素之间的定性关系,并且掌握了欧姆定律的知识。
任务:
(1) 简述电阻定律的内容。(4 分)
(2) 根据上述材料,完成“探究碰撞中的不变量”的教学设计。教学设计要求包括:教学目标、教学重难点、教学过程(要求含有师生活动、设计意图)。(24 分)
参考答案解析
一、单项选择题(本大题共 8 小题,每小题 5 分,共 40 分)
1. 【答案】C。解析:A 球提供给 BCD 驱动力,所以摆长与 A 球越接近的单摆,振幅越大,当与 A
球摆长相同时,会产生共振现象,达到最大的振幅。故选 C。
2. 【答案】C。解析:A、a 点所在的电场线从+Q 出发到不带电的金属球终止,所以 a 点的电势高于金属球的电势,而 b 点所在处的电场线从金属球发出到无穷远,所以金属球的电势高于 b 点的电势, 即 a 点的电势比 b 点的高,故 A 错误;B、电场线的疏密表示场强的大小,由图可知 a 点的电场强度比b 点大,故 B 错误;C、电势越高的地方,负电荷具有的电势能越小,即负电荷在 a 点的电势能较 b 点小,故 C 正确;D、正电荷 q 在 a 点的电势能大于 b 点的电势能,则把正电荷 q 电荷从电势能大的 a 点移动到电势能小的 b 点,电势能减小,电场力做正功,故 D 错误。
3. 【答案】D。解析:在向上提或向下降玻璃管时,管内气体温度不变,设大气压为 P0,封闭气体压强 P=P0+h,当玻璃管稍向上提一点时,封闭气体压强不变,由玻意耳定律可知,气体体积不变,空气柱长度不变;玻璃管稍向下降一点时,管内气体被压缩,空气柱上方液体有一部分进入水平管,h 变小,封闭气体压强 P=P0+h 变小,由玻意耳定律可知,气体体积变大,空气柱长度变大,故 ABC 错误, D 正确。
(1) 解题时请学生先依照题意画出草图,确定好研究对象;接下来请学生逐一分析最高点和最低点的受力情况,了解向心力的来源,,找出其中的联系分别列出等量关系,再结合好机械能守恒定律,就能很好地解决问题。此题解完后,在解决这一类比较复杂的物理过程的题目时,向学生强调对过程(尤其是关键时刻或位置) 的受力分析非常必要。而受力中重力,弹力,摩擦力三大作用力不因遗漏,此外结合题目条件查看有无电场力、磁场力等。
11. 【参考答案】
(1) 该教师的教学行为显然不符合新课程标准所倡导的理念,主要集中有如下的问题:
该教师没有认真贯彻新课改“以人为本”的核心理念,没有做到以学生为主体,过分的重视结果而 不重视过程。
该教师违背了“启发性”教学原则,在同学们思考的时候,没有去启发同学们思考的方向,尤其是 当乙同学的答案有错误的时候,没有去进一步帮助乙同学分析加速度的概念和计算规则,而是让乙同学 回答,并简单的夸奖完乙同学就结束了这一题的教学。
该教师在教学方法上全都是照本宣科,上课方式死板单一,学生主动性差。教师没有很好的把握课 堂的氛围和学生的心理情绪。
(2) 教学片断
教师:一子弹在穿入木块前速度为 600m/s,穿出速度为 200m/s,历时 0.2s,问在模板中的子弹加速度?
(几分钟后)
教师:同学们在计算这一题的时候需要注意加速度的定义以及加速度的计算公式,尤其要注意它的正负性,并分析一下这个正负号表示什么意思?
甲同学:老师,我算出来了,是-2000 。
乙同学:老师,我算出来是 2000。
教师:还有其他同学有不同的意见吗?
同学们有的支持甲方,有的支持乙方。
教师:同学们,我们先来回顾刚才加速度的定义,单位时间内速度的变化量叫做加速度,那怎么计 算呢?
乙同学:老师,我知道了,应该用末速度减去初速度再除以时间,所以算出来应该是-2000 。
教师:那负号表示什么意思?
乙同学:表示加速度的方向和速度方向相反。
教师:理解的非常好。
总结:同学们,加速度是一个矢量,所以它的正负号不表示大小,而是方向,同学们思考的都非常 的积极,非常棒!
四、教学设计题(本题共 2 小题,第 12 题 12 分,第 13 题 28 分,共 40 分)
12. 【参考答案】
(1) ①摩擦起电:用摩擦的方法使两个不同的物体带电的现象。本质是电子的转移。②感应起电:指利用静电感应使金属导体带电的方式。本质是电荷的重新分配。③接触起电:接触起电指一个不带电的金属导体跟另一个带电的金属导体接触后分开,而使不带电的导体带上电荷的方式。本质是电荷的转移。
(2) 教学片断:
师:根据刚才介绍的电荷的概念以及金属导电的原理,老师给大家做一个演示实验,你们认真观看,并结合理论知识解释你们所看到的现象。首先给大家介绍一下实验器材,两个用绝缘柱支持的导体、一个玻璃棒以及一块丝绸。那么你们猜想这些实验用具的作用是什么?
生:丝绸和玻璃棒是为了获得带正电荷的物体。
师:同学们能够做到学以致用非常好,你们说的很对,现在老师就用丝绸来摩擦玻璃棒,让玻璃棒带上正电。接下来我将用这个玻璃棒去接触靠在一起的两个金属导体,你们仔细观察发生的现象。
生:(齐声)两个金属导体下面的金属箔都张开了。
师:那么,这说明了什么?生:说明导体带了电。
师:除此之外还能得到什么?前后桌之间互相讨论一下。
生:(思考后)根据同种电荷相斥、异种电荷相吸,可以知道靠近玻璃棒的那个导体带负点,而远离玻璃棒的那个导体带负电。
师:不错,同学们分析的很对,那么接下来老师将两个导体分开,然后移去玻璃棒,你们再仔细观察发生的现象,特别是金属箔的变化。
生:金属箔依然张开,但是跟刚才相比张角变小了。师:对,同学们观察的很仔细,那你们来想想这是怎么回事呢?
师:我看同学们有些为难,那么老师来解释一下其中的原因,两个导体分开,然后移去玻璃棒球,两导体上分别带负电和正电,故金属片仍张开,但由于电荷重新分布,故张角都变小。同学们明白了吗?
生:哦,原来是这样。
师:那接下来老师把两个导体再次接触,你们猜一猜会是什么情况,并说明理由。哪位同学说一说?
生:金属箔会闭合,因为再次接触电荷会中和。
师:很好,请坐,他说由于电荷中和金属箔会闭合,你们是否同意他的说法呢?
生:(点头)同意。
师:那同学们都觉得他猜得对,咱们就一起来验证一下吧。(将两个导体接触),你们看到了什么?
生:金属箔闭合了。
师:很好,那说明我们的理论知识和实验现象吻合了,同学们对于我们电荷的性质掌握的非常好。
13. 【参考答案】
(1) 同种材料的导体,其电阻 R 与它的长度 L 成正比,与它的横截面 S 成反比,导体电阻与构成它的材料有关。这就是电阻定律。 R = rLS
(2) 教学设计如下:
一、教学目标
1. 知识与技能:知道导体的电阻与影响电阻的因素之间的关系;理解电阻定律的内容;理解电阻率的意义;会设计 电路并能够连接电路。
2. 过程与方法:通过科学探究的过程,学会用控制变量法研究电阻 R 与导体长度 L、横截面积 S、以及材料的关系。
3. 情感态度与价值观:通过探究实验,培养科学思维的能力和合作交流的能力,激发求知欲望,增强学习兴趣,体会物理学研究的科学性和严谨性以及科学实践的重要性。
二、教学重难点
重点:通过探究实验,知道导体的电阻是导体本身的一种性质,它的大小与导体的长度、材料与横 截面积有关。
难点:根据实验目的,设计实验方案的过程。
三、教学过程
(一)新课引入
教师提问:影响电阻的因素有哪些?
学生回忆并作出回答:影响电阻大小的因素主要有导体的长度、横截面积和导体的材料。
【设计意图】由于本节课与初中学习的知识联系紧密,用温故知新的方式导入可以让学生更好的理 解本节课的内容。
(二)科学探究
1. 提出问题,进行猜想
提出问题 1:电阻和导体的长度、横截面积、材料之间可能有什么样的定量关系呢?
学生猜想、回答
提出问题 2:有这么多的变量,用什么方法来研究这些物理量之间的定量关系?
学生思考后很容易能够说出:用控制变量法。以前关于探究物体加速度与合外力和质量间的关系时 用过这样的方法。
研究 R 和 L 的关系:控制材料、S 不变;
研究 R 和 S 的关系:控制 材料、L 不变;
研究 R 和材料的关系:控制 S、L 不变;
【设计意图】复习科学研究的方法——控制变量法,以便学生能够顺利制定出探究方案。
2. 设计实验组
织学生分成三个小组设计实验方案。其中第一组探究电阻与材料的关系;第二组探究电阻与长度 的关系;第三组探究电阻与横截面积的关系。
老师根据学生的实验方案进行引导补充,确定每个小组的最终方案。让学生用实物投影仪介绍他们 的设计方案(含电路图)
【设计意图】分组实验,培养学生小组合作精神,提高学生动手实验能力;组内成员交流互动,提 高学生观察、分析、归纳、解决问题的能力。
3. 进行实验,收集证据
(1) 让学生利用手中的实验器材进行分组实验。在这里向学生提问:在连接好电路之后要做什么? 学生思考后回答:还需检查电路。
(2) 学生确定电路图连接正确之后鼓励学生动手实验,并记录实验数据。小组内分工合作。
【设计意图】学生自己连电路、做实验、记录数据,参与到知识的探究过程中来,有利于在过程中 学会探究知识的方法。
4. 分析论证
让各组代表汇报实验数据和所得结论。
总结结论:同种材料的导体,其电阻 R 与它的长度 l 成正比,与它的横截面积 S 成反比;导体电阻与构成它的材料有关。
电阻定律:
经前人大量实验研究发现: R = rL ,这就是电阻定律。
其中,ρ叫做材料的电阻率。它与温度有关。
(三)巩固提升
思考:
1. 生活中一般选用什么材料做导线?
2. 滑动变阻器的电阻丝选用什么材料为好?为什么?该电阻丝是粗点好还是细点好?是长点好,还是短点好?
(四)小结作业
教师评价总结本堂课中学生的表现。
作业:提问学生了解的超导是什么意思?上网搜索“超导现象”的解释。
【设计意图】利用互联网可以锻炼搜集信息的能力,并且能够开拓学生的视野,增长课外知识。开 放式的探究作业可以充分发挥学生的自主探究能力