某版本初中物理教科书中演示实验栏目安排的内容如图 1 所示。 该内容最适宜帮助学生学习的物理知识是（ ）。

图 2 甲是某人站在力传感器上做下蹲、 起跳等动作的示意图， 中间的“·” 表示人的重心。图 2 乙是根据传感器采集到的数据画出的力与时间图像。 两图中 a~g 各点均对应， 其中有几个点在图 2 甲中没有画出。 取重力加速度 g=10m/s2。 根据图像分析可知（ ）。

我国自行研制的北斗全球卫星导航系统由35颗卫星组成。卫星的轨道有三种:地球同步轨道、中轨道和倾斜轨道。其中，同步轨道半径约为中轨道半径的3/2倍。那么同步轨道卫星与中轨道卫星的( )。

阻值分别为 R 和 2R 的电阻、 电容 C 以及电源 E 连接成如图 3 所示电路， 电源内阻可忽略。当开关 S0 闭合后， 开关 S 断开且电流稳定时， C 所带的电荷量为 Q1； 接着闭合开关 S， 电流再次稳定后， C 所带的电荷量为 Q2。 则 Q1 与 Q2 的比值为（ ）。

在图 4 的静电險尘示意图中， a、 b 是直流高压电源的两极， P、 M、 N 三点在同一直线上，且 PM=MN。 尘埃在电场中通过某种机制带负电， 在电场力的作用下向集尘极迁移并沉积。 下列判断正确的是（ ）。

氢原子能级如图 5 所示， 当氢原子从 n=3 跃迁到 n=2 的能级时， 辐射光的波长为 656nm。以下判断正确的是（ ）

如图 6 所示， 在演示光电效应的实验中， 用弧光灯发出的紫外线光照射锌板， 发现与锌板导线相连接的验电器指针张开一个角度。 则用下列电磁波照射锌板也一定能使验电器指针张开的是（ ）。

许多版本的初中物理教科书中， 与“声音”相关章节都是我国古代建筑天坛回音壁的内容（见图 7）。 简要说明物理教学中运用该资源的意义。

在学习“汽化” 知识时， 教师通常演示“水的沸腾” 实验。 简述利用该演示实验进行教学时应注意哪些问题。

下面为一道物理习题和某同学的解答过程。

题目： 在“科技小制作” 活动中， 小强同学制作了一个简易调光台灯。 其电路如图所示， 其中小灯泡 L 标有“8V， 4W” 字样。 当开关 S 扳到触点 a 时， 小灯泡正常发光； 当 S 扳到触点 b 时，通过小灯泡的电流为 0.4A。 若灯泡电阻和电源电压不变， 求：

（1） 小灯泡正常发光时的电阻值；

（2） R 的电阻值；

（3） 开关扳到触点 b 时， 通电 100s 电阻 R 产生的热量。

解：（1） 设小灯泡正常发光时的电阻为 RL

答： 电阻 RL是 16?， R 的电阻值是 20?， 电阻产生的热量为 320J。

问题：

（1） 简述该习题旨在帮助学生掌握的知识。（4 分）

（2） 给出该习题的正确解答。（6 分）

（3） 针对该同学的作业， 设计一个教学片段帮助他解决问题。（10 分）

下面是张老师讲授初中物理“动能和势能” 一节的教学片段。

张老师： 刚才通过运动的钢球撞击木块， 使木块运动了一段距离， 对木块做了功， 表明钢球具有能量， 这种能叫作动能。 下面我们学习另一种形式的能。 每个小组的桌上都有砝码、 木块、 沙盆以及小木桌。 先让木块从高处落下， 砸向沙盆里的小木桌， 会有什么现象？

（同学们开始实验）

张老师： 哪位同学说说现察到了什么？

甲同学： 木桌的腿被砸进了沙里。

张老师： 木块将桌腿砸进了沙里， 木块对木桌做了功， 说明木块具有一定的能量， 就把这种由于物体被举高而具有的能量叫作重力势能。 大家明白了吗？

同学们： 明白了

乙同学：（怯怯地说） 老师， 是不是没有做功就没有重力势能呢？ 我们小组做实验时， 桌腿向上，木桌没有被砸进沙里。

张老师： 没有做功的能力就没有重力势能， 你们的实验有问题。 下面我们来研究重力势能大小与什么因素有关。 大家看大屏幕（图 9） 按照图中的方式做实验

（学生开始实验， 观察并讨论）

张老师： 好， 我看大家都已经做完了， 请分享你们的体验。

丙同学： 砝码重、 木块轻， 将砝码提起砸向木桌， 桌腿陷进沙子要深些。

丁同学： 把砝码提得越高， 桌腿陷进沙子越深。

甲同学： 把木块提得更高些， 也能比用砝码将桌腿砸得更深。

张老师： 很好！ 同学们能不能总结出重力势能的大小与什么因素有关？

甲同学： 重力势能与高度有关， 与质量有关。

张老师： 对， 重力势能与高度有关， 与质量有关。 结合以上实验结果， 可以得到这样的结论：

物体的重力势能与物体的质量有关， 与被举的高度有关。 质量越大， 高度越高， 它具有的重力势能越大。 记住黑板上给出的结论， 下面我们学习弹性势能。

问题：

（1） 评述张老师教学过程中的优点和不足。（18 分）

（2） 针对张老师教学过程中的不足， 设计一个改进教学的方案（形式不限， 可以是教学思路、教学活动等）。（12 分）

阅读材料， 根据要求完成教学设计。

材料 图 10 为初中物理某教科书中“光现象” 一章中的演示实验。

任务：

（1） 该演示实验最适合哪个物理知识点的教学？ （4 分）

（2） 基于该演示实验， 设计一个包含师生互动的教学片段。（8 分）

阅读材料， 根据要求完成教学设计。

材料一 《义务教育物理课程标准（2011 年版）》 关于“焦耳定律” 的内容要求有：“通过实验，探究并了解焦耳定律， 用焦耳定律说明生产、 生活中的一些现象。”

材料二 初中物理某教科书中有关“焦耳定律” 一节中的演示实验如下所示：

材料三 教学对象为初中三年级的学生， 已学习过电功、 电功率等知识。

任务：

（1） 简述焦耳定律的内容。（4 分）

（2） 根据上述材料， 完成“探究电热的影响因素” 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（要求含有教学环节、 教学活动、 设计意图等）。