2025年高三物理论证素养测评期末试卷

2025年高三物理论证素养测评期末试卷考试时间：120分钟 总分：100分 年级/班级：2025届高三（10）班

2025年高三物理论证素养测评期末试卷

一、选择题

1.在一个光滑的水平面上，一质量为m的小球以速度v向右运动，与一个静止的质量为2m的木块发生弹性正碰。碰撞后，小球的速度大小和方向分别为

A.v向右，0

B.v/3向右，2v/3向左

C.2v/3向右，v/3向左

D.0，v向右

2.一物体从高处自由下落，不计空气阻力，经过高度为h的过程中，下列说法正确的是

A.物体的速度变化量等于重力加速度g乘以时间t

B.物体的动能增加了mgh

C.物体的重力势能减少了mgh

D.物体的机械能守恒

3.一束单色光从空气射入水中，下列说法正确的是

A.光的频率不变

B.光的波长变长

C.光的传播速度变小

D.光发生折射

4.一质点做简谐运动，其振动方程为x=0.1sin(πt)（单位：米，秒），则质点的最大速度和最大加速度分别为

A.0.1π，π^2

B.0.1，π

C.0.1π，0

D.0.1，0

5.一带电粒子在匀强磁场中做匀速圆周运动，下列说法正确的是

A.粒子的动能不变

B.粒子的动量不变

C.粒子的加速度不变

D.粒子的机械能守恒

6.一列简谐波沿x轴正方向传播，其波形图如图所示，则波速v和频率f分别为

A.v=2m/s，f=2Hz

B.v=4m/s，f=1Hz

C.v=2m/s，f=1Hz

D.v=4m/s，f=2Hz

7.一物体静止在粗糙的水平面上，现用水平力F推物体，物体开始运动，下列说法正确的是

A.物体受到的静摩擦力大于F

B.物体受到的滑动摩擦力等于μmg

C.物体受到的合外力等于F

D.物体受到的合外力等于0

8.一物体从高处自由下落，经过一段时间t，其速度大小为v，此时物体的动能和重力势能之比为

A.1:1

B.1:2

C.2:1

D.1:3

9.一电路由一个电阻和一个电容器串联，接在交流电源上，下列说法正确的是

A.电容器的容抗随频率的增大而增大

B.电路中的电流始终为零

C.电容器的电压始终为零

D.电路中的电流超前电压

10.一物体做匀加速直线运动，初速度为v0，加速度为a，经过时间t，其速度大小为v，则物体的位移大小为

A.v0t+at^2

B.(v+v0)/2*t

C.vt-at^2

D.v^2-v0^2/2a

二、填空题

11.一物体从高处自由下落，不计空气阻力，经过高度为h的过程中，物体的速度变化量为__________，重力做功为__________。

12.一束单色光从空气射入水中，入射角为30°，折射角为22°，则水的折射率为__________。

13.一质点做简谐运动，其振动方程为x=0.1sin(πt)（单位：米，秒），则质点的周期为__________，角频率为__________。

14.一带电粒子在匀强磁场中做匀速圆周运动，粒子电荷量为q，磁感应强度为B，则粒子做圆周运动的半径为__________，周期为__________。

15.一列简谐波沿x轴正方向传播，其波形图如图所示，则波峰的位置为__________，波谷的位置为__________。

16.一物体静止在粗糙的水平面上，现用水平力F推物体，物体开始运动，若物体与水平面间的动摩擦因数为μ，则物体受到的滑动摩擦力为__________。

17.一物体从高处自由下落，经过一段时间t，其速度大小为v，此时物体的动能为__________，重力势能为__________。

18.一电路由一个电阻和一个电容器串联，接在交流电源上，若电阻的阻值为R，电容器的容抗为Xc，则电路的总阻抗为__________。

19.一物体做匀加速直线运动，初速度为v0，加速度为a，经过时间t，其位移大小为__________。

20.一物体从高处自由下落，不计空气阻力，经过高度为h的过程中，物体的机械能变化量为__________。

三、多选题

21.下列说法中，正确的有

A.物体做匀速圆周运动时，其加速度为零

B.物体做匀速直线运动时，其速度为零

C.物体做匀变速直线运动时，其加速度恒定

D.物体做匀变速圆周运动时，其加速度恒定

22.下列现象中，属于光的折射现象的有

A.海市蜃楼

B.水中倒影

C.镜面反射

D.海底捞月

23.下列说法中，正确的有

A.简谐运动的回复力总是指向平衡位置

B.简谐运动的加速度总是指向平衡位置

C.简谐运动的位移总是与回复力成正比

D.简谐运动的位移总是与加速度成正比

24.下列说法中，正确的有

A.带电粒子在匀强磁场中做匀速圆周运动时，其动能不变

B.带电粒子在匀强磁场中做匀速圆周运动时，其动量不变

C.带电粒子在匀强磁场中做匀速圆周运动时，其加速度不变

D.带电粒子在匀强磁场中做匀速圆周运动时，其机械能守恒

25.下列说法中，正确的有

A.一列简谐波的波速与波的频率成正比

B.一列简谐波的波速与波的波长成正比

C.一列简谐波的波速与波的振幅成正比

D.一列简谐波的波速与波的周期成反比

四、判断题

26.在光滑的水平面上，一物体受到水平恒力作用由静止开始运动，其动能和重力势能之和保持不变。

27.光的折射现象是由于光在不同介质中传播速度不同而引起的。

28.做简谐运动的物体，其加速度方向总是与位移方向相反。

29.带电粒子在匀强磁场中做匀速圆周运动时，其速度方向始终与洛伦兹力方向垂直。

30.一列简谐波沿x轴正方向传播，其波形图如图所示，则波速v和频率f分别为v=2m/s，f=2Hz。

31.物体从高处自由下落，不计空气阻力，经过高度为h的过程中，物体的重力做功等于mgh。

32.一物体静止在粗糙的水平面上，现用水平力F推物体，物体开始运动，若物体与水平面间的动摩擦因数为μ，则物体受到的滑动摩擦力大于μmg。

33.一电路由一个电阻和一个电容器串联，接在交流电源上，若电阻的阻值为R，电容器的容抗为Xc，则电路的总阻抗等于√(R^2+Xc^2)。

34.一物体做匀加速直线运动，初速度为v0，加速度为a，经过时间t，其位移大小等于(v0+v)/2*t。

35.一物体从高处自由下落，不计空气阻力，经过高度为h的过程中，物体的机械能守恒。

36.物体做匀速圆周运动时，其加速度方向始终指向圆心。

37.光的反射现象中，反射角总是等于入射角。

38.简谐运动的周期与振幅有关，振幅越大，周期越长。

39.带电粒子在匀强磁场中做匀速圆周运动时，其动能保持不变。

40.一列简谐波的波速与波的频率成正比。

五、问答题

41.解释为什么物体做简谐运动时，其加速度方向总是与位移方向相反。

42.简述光的折射现象的规律，并说明折射率的意义。

43.一个物体从高处自由下落，不计空气阻力，请推导物体经过高度为h时的速度公式，并说明其物理意义。

试卷答案

一、选择题答案及解析

1.C

解析：弹性正碰过程中，动量和机械能都守恒。设小球碰撞后速度为v1，木块碰撞后速度为v2，由动量守恒定律得mv=(m+2m)v2，解得v2=mv/(m+2m)=v/3。由机械能守恒定律得1/2mv^2=1/2mv1^2+1/2*2m*v2^2，代入v2得v1=2v/3。方向向右。

2.ABCD

解析：自由落体运动是初速度为零的匀加速直线运动。A选项，速度变化量Δv=gt，正确。B选项，动能增加量ΔEk=1/2mv^2-0=1/2m*(2gh)=mgh，正确。C选项，重力势能减少量ΔEp=mgh-mgh=0，错误，应为重力势能减少了mgh。D选项，只有重力做功，机械能守恒，正确。

3.AC

解析：光的频率由光源决定，与介质无关，所以频率不变。B选项，根据v=λf，频率不变，速度变小，则波长变短。C选项，光在介质中传播速度变小，正确。D选项，光从一种介质进入另一种介质发生偏折，是折射现象，正确。

4.A

解析：质点做简谐运动，振动方程为x=0.1sin(πt)，振幅A=0.1m，角频率ω=πrad/s。最大速度vmax=ωA=π*0.1=0.1πm/s。最大加速度am=ω^2A=π^2*0.1=π^2m/s^2。

5.A

解析：带电粒子在匀强磁场中做匀速圆周运动，洛伦兹力提供向心力，不做功，动能不变。B选项，动量方向时刻改变，动量改变。C选项，加速度大小不变，方向改变，加速度改变。D选项，洛伦兹力不做功，动能不变，重力势能可能变化，机械能不一定守恒。

6.B

解析：根据波形图，波长λ=4m。周期T=1/f，波速v=λ/T=λf。因为波形图无法直接读出周期，但可以根据波形传播方向和特征推断频率。假设波形在1秒内传播了4个波长，则T=1/4=0.25s，f=4Hz，v=4*4=16m/s。假设波形在2秒内传播了4个波长，则T=2/4=0.5s，f=2Hz，v=4*2=8m/s。根据波形图特征和常见波速，选择B。

7.B

解析：物体开始运动时，受到的静摩擦力达到最大静摩擦力fsmax=μmg。开始运动后，受到的滑动摩擦力fs=μmg。A选项，开始运动时，静摩擦力等于F，不大于F。B选项，开始运动后，滑动摩擦力等于μmg，正确。C选项，开始运动时，合外力F-fs=ma不为零。D选项，开始运动前，合外力为零。

8.C

解析：自由落体运动，v=gt，t=v/g。动能Ek=1/2mv^2=1/2m*(gt)^2=1/2m*(v^2g^2)/g^2=mgh。重力势能Ep=mgh。动能和重力势能之比Ek:Ep=1:2。

9.A

解析：电容器对交流电有容抗，容抗Xc=1/(2πfC)。频率f增大，容抗Xc减小。B选项，电路中有电流，不为零。C选项，电容器两端有电压，不为零。D选项，串联电路中，电流相同，电压分配与阻抗成正比。总阻抗Z=√(R^2+Xc^2)，电压超前电流相位φ=arctan(Xc/R)。当Xc<R时，φ<45°，电流超前电压。当Xc>R时，φ>45°，电流滞后电压。当Xc=R时，φ=45°，电流与电压同相。不能一概而论电流超前电压。

10.A

解析：匀加速直线运动位移公式s=v0t+1/2at^2。位移大小s=|v0t+1/2at^2|。因为v=at+v0，所以s=(v-v0)/2*t。但题目未说明初末速度方向，如果v与v0方向相反，则s=(v0-v)/2*t。题目只说速度大小为v，未指明方向，所以严格来说位移大小应为|v0t+1/2at^2|。但选项中只有A符合常见公式形式，可能题目有简化假设。根据匀加速直线运动平均速度公式s=(v0+v)/2*t，当v与v0同向时成立。如果题目默认v与v0同向，则A正确。更严谨的答案应该是A和C的绝对值形式，但题目要求选择，只能选A。

二、填空题答案及解析

11.gt，mgh

解析：自由落体运动，速度变化量Δv=gt。重力做功W=Fs=mgh。

12.1.67

解析：根据折射定律n=sin(i)/sin(r)=v1/v2。v1/c=sin(30°)/sin(22°)，v2=c/n。n=c/v2=c/(v1/n)=nc/v1。所以n=sin(30°)/sin(22°)*n/sin(30°)=sin(30°)/sin(22°)=0.5/0.3746≈1.67。

13.2s，πrad/s

解析：振动方程x=0.1sin(πt)，角频率ω=πrad/s。周期T=2π/ω=2π/π=2s。

14.mvB/q，2πmqB

解析：洛伦兹力提供向心力F=qvB=mv^2/R，所以半径R=mvB/q。周期T=2πR/v=2π(mvB/q)/v=2πmqB。

15.x=1m,x=3m,x=5m,x=7m,x=9m,x=11m,x=13m,x=15m,x=17m,x=19m

解析：波峰位置是波幅所在位置，即x=kλ/4，k=0,1,2,...,19。λ=4m，所以x=0,1,2,...,19m。但题目波形图范围是0到20m，所以x=0,1,2,...,19m。题目要求写10个，取k=0,1,2,...,9，x=0,1,2,...,9m。或者取k=1,2,...,10，x=1,2,...,10m。或者取k=0,1,...,9，x=0,1,...,9m。或者取k=1,2,...,10，x=1,2,...,10m。这里选择x=1m,3m,5m,7m,9m,11m,13m,15m,17m,19m。

16.μmg

解析：物体开始运动时，受到的滑动摩擦力fs=μmg。

17.1/2mv^2，0

解析：动能Ek=1/2mv^2。此时物体处于高度为h的位置，重力势能Ep=mgh。题目未说明参考平面，若以最高点为参考平面，则h=0，Ep=0。若以其他平面为参考平面，则Ep不为0。但题目只问重力势能，通常默认以最高点为参考平面，Ep=0。或者题目隐含最高点为参考平面，此时h=0，Ep=0。

18.√(R^2+Xc^2)

解析：串联电路总阻抗Z=Z1+Z2=R+Xc=√(R^2+Xc^2)。

19.v0t+1/2at^2

解析：匀加速直线运动位移公式s=v0t+1/2at^2。

20.0

解析：自由落体运动，不计空气阻力，只有重力做功，机械能守恒，机械能变化量为0。

三、多选题答案及解析

21.C

解析：A选项，匀速圆周运动线速度不变，但方向时刻改变，速度矢量改变，存在向心加速度，不为零。B选项，匀速直线运动速度大小和方向都不变，速度矢量不变，速度不为零。C选项，匀变速直线运动加速度恒定不变。D选项，匀变速圆周运动，加速度大小不变，但方向始终指向圆心，时刻改变，加速度矢量改变。

22.AD

解析：A选项，海市蜃楼是光在密度不均匀的空气中传播发生折射形成的。D选项，海底捞月是光从水面折射进入空气形成的。B选项，水中倒影是光在水面发生反射形成的。C选项，镜面反射是光在光滑镜面发生反射形成的。

23.AC

解析：简谐运动的回复力F=-kx，总是指向平衡位置，与位移x成正比。加速度a=F/m=-kx/m，总是指向平衡位置，与位移x成正比。

24.AD

解析：带电粒子在匀强磁场中做匀速圆周运动，洛伦兹力不做功，动能不变。A选项正确。动量方向时刻改变，动量改变。B选项错误。加速度大小不变，方向改变，加速度改变。C选项错误。洛伦兹力不做功，动能不变，重力势能可能变化，机械能不一定守恒，除非是水平面圆周运动。但题目未说明是否水平面，所以不能选D。如果题目隐含水平面，则D正确。如果题目不隐含，则D错误。根据题目形式，可能默认水平面圆周运动。

25.BD

解析：波速v=λ/T=λf。所以v与λ成正比，与f成正比。B选项正确。v与振幅A无关。C选项错误。v=T^-1。D选项正确。

四、判断题答案及解析

26.√

解析：光滑水平面，不受摩擦力。水平恒力F做正功，动能增加。重力势能不变。机械能=动能+重力势能，机械能增加。

27.√

解析：光在不同介质中传播速度不同（v=n^-1*c），根据v=λf，频率f由光源决定，速度v改变，则波长λ改变，发生折射。

28.√

解析：简谐运动的回复力F=-kx，根据牛顿第二定律F=ma，加速度a=-kx/m。负号表示加速度方向与位移方向相反。

29.√

解析：带电粒子在匀强磁场中做匀速圆周运动，洛伦兹力F=qvB，始终与速度v方向垂直，提供向心力。向心力方向始终指向圆心，速度方向沿圆周切线方向，所以洛伦兹力方向始终与速度方向垂直。

30.×

解析：根据波形图无法直接确定波速和频率。需要波形传播的时间信息和波形特征。例如，如果波形在1秒内传播了4个波长，则周期T=1/4=0.25s，频率f=4Hz，波速v=4*4=16m/s。如果波形在2秒内传播了4个波长，则周期T=2/4=0.5s，频率f=2Hz，波速v=4*2=8m/s。没有足够信息确定唯一值。

31.√

解析：自由落体运动，重力做功W=mgh。

32.×

解析：物体开始运动时，受到的滑动摩擦力fs=μmg。只有当水平力F大于或等于最大静摩擦力fsmax=μmg时物体才运动。题目只说开始运动，隐含F≥μmg，但滑动摩擦力fs=μmg，不大于μmg。

33.√

解析：串联电路总阻抗Z=√(R^2+Xc^2)。

34.×

解析：匀加速直线运动位移公式s=(v+v0)/2*t。前提是初末速度方向相同。如果v与v0方向相反，则位移s=(v0-v)/2*t。

35.√

解析：自由落体运动