2025年高二物理上學(xué)期物理與虛擬現(xiàn)實(shí)（VR）試題一、單項(xiàng)選擇題（每題4分，共40分）在VR模擬“電磁感應(yīng)”實(shí)驗(yàn)中，學(xué)生手持虛擬導(dǎo)體棒在勻強(qiáng)磁場(chǎng)中切割磁感線，下列操作能使靈敏電流計(jì)指針偏轉(zhuǎn)角度增大的是（）A.減小導(dǎo)體棒切割速度B.增大磁場(chǎng)磁感應(yīng)強(qiáng)度C.使導(dǎo)體棒運(yùn)動(dòng)方向平行于磁感線D.減小導(dǎo)體棒有效切割長度某VR系統(tǒng)通過動(dòng)作捕捉技術(shù)記錄學(xué)生“斜面上物體受力分析”實(shí)驗(yàn)操作，虛擬滑塊質(zhì)量為2kg，斜面傾角30°，動(dòng)摩擦因數(shù)0.2。當(dāng)學(xué)生在虛擬環(huán)境中施加沿斜面向上的5N拉力時(shí)，滑塊受到的摩擦力大小為（g=10m/s2）（）A.1NB.2NC.3ND.4N在“VR萬有引力實(shí)驗(yàn)室”中，學(xué)生可調(diào)整虛擬行星的質(zhì)量和軌道半徑。若將地球與太陽的距離增大為原來的4倍，同時(shí)將地球質(zhì)量變?yōu)樵瓉淼?倍，則地球繞太陽的公轉(zhuǎn)周期變?yōu)樵瓉淼模ǎ〢.2倍B.4倍C.8倍D.16倍VR設(shè)備模擬“自感現(xiàn)象”時(shí)，虛擬電路中線圈的自感系數(shù)為0.5H，當(dāng)通過線圈的電流在0.01s內(nèi)從2A均勻減小到0A，線圈產(chǎn)生的自感電動(dòng)勢(shì)大小為（）A.25VB.50VC.100VD.200V學(xué)生在VR環(huán)境中觀察“電容器充放電”過程，虛擬電容器電容為100μF，接在10V直流電源上充電后與電源斷開，再將兩極板間距增大為原來的2倍，此時(shí)電容器儲(chǔ)存的電場(chǎng)能將（）A.增大為原來的2倍B.減小為原來的1/2C.增大為原來的4倍D.保持不變?cè)凇奥鍌惼澚μ摂M實(shí)驗(yàn)室”中，帶正電粒子以速度v垂直進(jìn)入磁感應(yīng)強(qiáng)度為B的勻強(qiáng)磁場(chǎng)，學(xué)生通過調(diào)整粒子質(zhì)量m和電荷量q，觀察其運(yùn)動(dòng)軌跡變化。若將粒子質(zhì)量變?yōu)樵瓉淼?倍，電荷量變?yōu)樵瓉淼?/2，其他條件不變，則粒子運(yùn)動(dòng)半徑變?yōu)樵瓉淼模ǎ〢.1/4B.1/2C.2倍D.4倍VR系統(tǒng)模擬“遠(yuǎn)距離輸電”時(shí)，虛擬發(fā)電機(jī)輸出電壓220V，通過理想升壓變壓器升壓至22kV，若輸電線路總電阻為10Ω，輸送功率50kW，則輸電線上損失的功率為（）A.0.1kWB.0.5kWC.1kWD.5kW某VR實(shí)驗(yàn)中，學(xué)生用虛擬彈簧振子探究簡諧運(yùn)動(dòng)規(guī)律，振子質(zhì)量0.5kg，彈簧勁度系數(shù)20N/m，振幅0.2m。振子通過平衡位置時(shí)的動(dòng)能為（）A.0.2JB.0.4JC.0.8JD.1.6J在“VR傳感器應(yīng)用”模塊中，虛擬光敏電阻在光照強(qiáng)度增大時(shí)阻值減小。若將其與定值電阻R串聯(lián)后接在電源兩端，當(dāng)光照增強(qiáng)時(shí)，光敏電阻兩端的電壓將（）A.增大B.減小C.不變D.無法確定學(xué)生在虛擬核反應(yīng)實(shí)驗(yàn)中觀察到α粒子散射現(xiàn)象，當(dāng)金箔厚度增加時(shí)，下列描述正確的是（）A.沿原方向前進(jìn)的α粒子比例增大B.發(fā)生大角度偏轉(zhuǎn)的α粒子數(shù)量增多C.α粒子與原子核間的庫侖力減小D.α粒子的動(dòng)能損失量減小二、多項(xiàng)選擇題（每題5分，共20分，多選、錯(cuò)選不得分，漏選得2分）在VR“楞次定律”實(shí)驗(yàn)中，虛擬條形磁鐵插入閉合線圈時(shí)，學(xué)生能觀察到的現(xiàn)象有（）A.線圈中產(chǎn)生感應(yīng)電流B.線圈受到磁鐵排斥力C.磁感線從線圈N極出發(fā)D.線圈電阻隨磁通量變化而改變某VR系統(tǒng)可模擬“復(fù)合場(chǎng)運(yùn)動(dòng)”，質(zhì)量為m、電荷量為q的帶電粒子在正交電磁場(chǎng)中做勻速直線運(yùn)動(dòng)，已知電場(chǎng)強(qiáng)度E豎直向上，磁感應(yīng)強(qiáng)度B垂直紙面向外。若粒子帶負(fù)電，則其運(yùn)動(dòng)方向可能為（）A.水平向右B.水平向左C.豎直向上D.豎直向下在“VR熱學(xué)實(shí)驗(yàn)室”中，學(xué)生觀察虛擬氣體分子的無規(guī)則運(yùn)動(dòng)，下列操作能使分子平均動(dòng)能增大的有（）A.升高氣體溫度B.增大氣體壓強(qiáng)（體積不變）C.壓縮氣體體積（溫度不變）D.向密閉容器中注入更多氣體關(guān)于VR技術(shù)在物理實(shí)驗(yàn)中的應(yīng)用，下列說法正確的有（）A.可模擬高壓、高溫等危險(xiǎn)實(shí)驗(yàn)環(huán)境B.能實(shí)時(shí)顯示虛擬儀器的精確測(cè)量數(shù)據(jù)C.允許學(xué)生反復(fù)操作以探究不同變量影響D.完全替代真實(shí)實(shí)驗(yàn)以降低教學(xué)成本三、實(shí)驗(yàn)題（共20分）某學(xué)習(xí)小組利用VR設(shè)備探究“單擺周期與擺長的關(guān)系”，實(shí)驗(yàn)步驟如下：（1）在虛擬環(huán)境中組裝單擺，調(diào)節(jié)擺長L，從30°角釋放擺球，記錄周期T；（2）改變擺長5次，測(cè)量數(shù)據(jù)如下表：擺長L/m0.50.60.70.80.9周期T/s1.41.51.71.81.9（1）在坐標(biāo)紙上繪制T2-L圖像（請(qǐng)?jiān)赩R系統(tǒng)中完成作圖并上傳截圖）；（2）根據(jù)圖像計(jì)算重力加速度g=m/s2（保留兩位有效數(shù)字）；（3）若學(xué)生在實(shí)驗(yàn)中誤將擺角設(shè)為60°，則測(cè)量的重力加速度值（選填“偏大”“偏小”或“不變”）。利用VR“傳感器實(shí)驗(yàn)箱”探究熱敏電阻特性：（1）將虛擬熱敏電阻、電流表、電壓表、滑動(dòng)變阻器串聯(lián)接入電路，閉合開關(guān)后，用虛擬酒精燈加熱熱敏電阻，觀察到電流表示數(shù)______（選填“增大”或“減小”）；（2）若將熱敏電阻與定值電阻R?串聯(lián)后接在12V電源上，當(dāng)溫度升高時(shí)，R?兩端電壓______（選填“增大”或“減小”）。四、計(jì)算題（共20分）（10分）在VR“遠(yuǎn)距離輸電”模擬中，虛擬電站輸出功率P=100kW，輸出電壓U?=250V，通過升壓變壓器升壓后用總電阻R=10Ω的輸電線輸送，降壓變壓器輸出電壓U?=220V。若變壓器均為理想變壓器，求：（1）升壓變壓器原、副線圈匝數(shù)比n?:n?；（2）輸電線上損失的電功率。（10分）VR系統(tǒng)模擬“帶電粒子在磁場(chǎng)中的偏轉(zhuǎn)”實(shí)驗(yàn)：質(zhì)量m=2×10?1?kg、電荷量q=1×10??C的帶正電粒子，以v?=2×10?m/s的速度垂直進(jìn)入磁感應(yīng)強(qiáng)度B=0.1T的勻強(qiáng)磁場(chǎng)，磁場(chǎng)區(qū)域邊界為直徑d=0.2m的圓形（如圖所示）。（1）計(jì)算粒子在磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)的軌道半徑r；（2）判斷粒子能否從磁場(chǎng)區(qū)域射出，并說明理由。五、VR實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)題（共20分）某VR物理實(shí)驗(yàn)室需設(shè)計(jì)“電磁阻尼”教學(xué)模塊，請(qǐng)完成以下任務(wù)：（1）寫出實(shí)驗(yàn)原理（結(jié)合楞次定律和能量守恒定律）；（2）設(shè)計(jì)三個(gè)可調(diào)節(jié)的虛擬實(shí)驗(yàn)參數(shù)；（3）描述一個(gè)可能的實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象