2025年高二物理上學(xué)期物理與增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)（AR）試題一、單項(xiàng)選擇題（每題4分，共40分）AR技術(shù)在平拋運(yùn)動實(shí)驗(yàn)中的應(yīng)用：某同學(xué)通過AR眼鏡觀察虛擬小球的平拋運(yùn)動軌跡，屏幕顯示其水平位移x與豎直位移y的實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)。若小球從距地面高h(yuǎn)處水平拋出，初速度為v?，忽略空氣阻力，當(dāng)AR系統(tǒng)提示y=h/2時(shí)，對應(yīng)的x值應(yīng)為（）A.(v_0\sqrt{\frac{h}{g}})B.(v_0\sqrt{\frac{2h}{g}})C.(\frac{v_0}{2}\sqrt{\frac{h}{g}})D.(v_0\sqrt{\frac{h}{2g}})電磁感應(yīng)現(xiàn)象的AR可視化：在AR模擬實(shí)驗(yàn)中，條形磁鐵插入閉合線圈時(shí)，線圈周圍虛擬磁感線的疏密變化與感應(yīng)電流方向的關(guān)系符合（）A.磁感線變密時(shí)，電流方向?yàn)轫槙r(shí)針（俯視）B.磁感線變疏時(shí)，電流方向?yàn)槟鏁r(shí)針（俯視）C.磁感線疏密不變時(shí)，電流方向?yàn)轫槙r(shí)針（俯視）D.磁感線方向與電流方向始終垂直AR虛擬電路的動態(tài)分析：學(xué)生在AR界面中搭建如圖所示電路（電源電動勢E=6V，內(nèi)阻r=1Ω，R?=2Ω，R?=3Ω），當(dāng)滑動變阻器R?的滑片從a端移至b端時(shí)，AR實(shí)時(shí)顯示的電流表示數(shù)變化范圍是（）A.0.5A~1.2AB.1.0A~1.5AC.0.8A~1.6AD.1.2A~2.0A光的干涉實(shí)驗(yàn)的AR模擬：在AR環(huán)境下觀察雙縫干涉現(xiàn)象，若將虛擬雙縫間距從0.2mm調(diào)至0.4mm，其他條件不變，則屏幕上相鄰亮條紋間距將（）A.變?yōu)樵瓉淼?倍B.變?yōu)樵瓉淼?/2C.保持不變D.變?yōu)樵瓉淼摹?倍牛頓第三定律的AR互動驗(yàn)證：兩位同學(xué)通過AR手柄模擬“手推手”實(shí)驗(yàn)，系統(tǒng)顯示甲對乙的作用力F?與乙對甲的作用力F?隨時(shí)間變化的圖像，下列結(jié)論正確的是（）A.F?與F?大小相等，方向相同B.F?與F?大小不等，方向相反C.F?與F?大小相等，方向相反，且同時(shí)產(chǎn)生、同時(shí)消失D.F?先于F?產(chǎn)生，且大小始終大于F?AR虛擬天體運(yùn)動模型：在AR太陽系模擬中，地球繞太陽做勻速圓周運(yùn)動的軌道半徑為r，周期為T，若火星軌道半徑為1.5r，則火星繞太陽運(yùn)動的周期最接近（）A.1.8TB.2.3TC.3.0TD.4.5T熱學(xué)實(shí)驗(yàn)的AR安全模擬：在AR環(huán)境中進(jìn)行“油膜法估測分子直徑”實(shí)驗(yàn)，虛擬油酸酒精溶液濃度為0.1%，每滴體積為0.05mL，若AR測量的油膜面積為40cm2，則分子直徑的估算值為（）A.1.25×10??mB.2.5×10?1?mC.5×10?1?mD.1×10??mAR力學(xué)動態(tài)演示：質(zhì)量為m的物塊在AR虛擬斜面上靜止，斜面傾角θ=30°，當(dāng)θ緩慢增大至45°時(shí)，物塊仍保持靜止，AR顯示的靜摩擦力大小變化為（）A.從(\frac{1}{2}mg)增大至(\frac{\sqrt{2}}{2}mg)B.從(\frac{\sqrt{3}}{2}mg)減小至(\frac{\sqrt{2}}{2}mg)C.從(mg)減小至(\frac{1}{2}mg)D.始終保持(mg)不變AR光學(xué)儀器成像模擬：在AR環(huán)境下使用焦距為10cm的凸透鏡觀察虛擬物體，當(dāng)物體從30cm處移至15cm處時(shí)，像的變化情況是（）A.從倒立縮小實(shí)像變?yōu)榈沽⒎糯髮?shí)像B.從正立放大虛像變?yōu)榈沽⒖s小實(shí)像C.從倒立放大實(shí)像變?yōu)檎⒎糯筇撓馜.從正立縮小虛像變?yōu)榈沽⒎糯髮?shí)像AR技術(shù)在動量守恒實(shí)驗(yàn)中的誤差分析：在“驗(yàn)證動量守恒定律”的AR模擬中，兩虛擬小球碰撞后，系統(tǒng)顯示的動量損失率為5%，最可能的原因是（）A.未考慮重力做功B.虛擬桌面存在摩擦C.小球質(zhì)量測量誤差D.AR傳感器采樣頻率過低二、實(shí)驗(yàn)題（共20分）AR平拋運(yùn)動探究實(shí)驗(yàn)（1）實(shí)驗(yàn)原理：利用AR技術(shù)實(shí)時(shí)捕捉小球運(yùn)動軌跡，通過________（填“高速攝像”或“傳感器定位”）獲取坐標(biāo)數(shù)據(jù)，擬合運(yùn)動方程。（2）操作步驟：①在AR界面中設(shè)置拋出點(diǎn)高度h=1.25m，初速度v?=2m/s；②點(diǎn)擊“釋放”按鈕，系統(tǒng)自動生成軌跡并顯示關(guān)鍵點(diǎn)坐標(biāo)（如下表）：|時(shí)間t/s|水平位移x/m|豎直位移y/m||---------|-------------|-------------||0.1|0.2|0.05||0.2|0.4|0.20||0.3|0.6|0.45|③分析數(shù)據(jù)可知，y與t的關(guān)系滿足________（填“y=kt”或“y=kt2”），其中k=m/s2（保留1位小數(shù)）。（3）誤差討論：若AR系統(tǒng)延遲導(dǎo)致x坐標(biāo)測量值偏大，則計(jì)算得到的v?將（填“偏大”“偏小”或“不變”）。AR電磁感應(yīng)實(shí)驗(yàn)創(chuàng)新設(shè)計(jì)（1）傳統(tǒng)實(shí)驗(yàn)痛點(diǎn)：無法直觀觀察________（填“磁感線分布”或“線圈電阻”）與感應(yīng)電流的關(guān)系。（2）AR改進(jìn)方案：①在虛擬條形磁鐵上標(biāo)注N、S極，AR眼鏡顯示磁感線方向?yàn)開_______（填“N→S”或“S→N”）；②當(dāng)磁鐵插入線圈時(shí)，AR界面實(shí)時(shí)顯示感應(yīng)電流方向，并用________（填“紅色”或“藍(lán)色”）箭頭標(biāo)注洛倫茲力方向。（3）拓展應(yīng)用：若在線圈中串聯(lián)AR虛擬電阻箱，當(dāng)電阻增大時(shí)，感應(yīng)電流峰值將________（填“增大”“減小”或“不變”），原因是________。三、計(jì)算題（共40分）AR虛擬過山車的力學(xué)分析（15分）某AR主題樂園中，虛擬過山車軌道簡化為如圖所示模型：傾斜軌道AB與圓形軌道BCD平滑連接，B點(diǎn)為圓形軌道最低點(diǎn)，D點(diǎn)為最高點(diǎn)。已知軌道半徑R=10m，小車質(zhì)量m=500kg，從A點(diǎn)由靜止釋放，AR系統(tǒng)顯示其到達(dá)D點(diǎn)時(shí)的速度v_D=10m/s，重力加速度g=10m/s2。（1）求小車在D點(diǎn)時(shí)對軌道的壓力大小；（2）若AR模擬中忽略摩擦，求A點(diǎn)與B點(diǎn)的高度差h；（3）實(shí)際體驗(yàn)中，學(xué)生發(fā)現(xiàn)D點(diǎn)速度實(shí)測值比AR模擬值小2m/s，分析原因并計(jì)算克服摩擦力做的功。AR智能電網(wǎng)的電路計(jì)算（15分）在AR模擬的智能電網(wǎng)實(shí)驗(yàn)中，某家庭電路如圖所示：進(jìn)戶線電壓U=220V，總保險(xiǎn)絲額定電流I?=10A，各用電器參數(shù)如下表：|用電器|額定功率P/W|數(shù)量||--------|-------------|------||空調(diào)|1500|1||冰箱|200|1||電燈|40|5|（1）計(jì)算所有用電器同時(shí)工作時(shí)的總電流，判斷保險(xiǎn)絲是否熔斷；（2）若通過AR界面關(guān)閉空調(diào)，求電路總電阻的變化量；（3）AR系統(tǒng)提示“冰箱壓縮機(jī)啟動瞬間電流為額定電流的5倍”，求此時(shí)干路電流，并說明是否會觸發(fā)保險(xiǎn)絲保護(hù)。AR光的雙縫干涉定量研究（10分）在AR光學(xué)實(shí)驗(yàn)室中，虛擬雙縫間距d=0.5mm，縫到屏的距離L=1m，使用單色光λ=600nm。（1）計(jì)算相鄰亮條紋間距Δx；（2）若AR系統(tǒng)將波長λ調(diào)為450nm，其他條件不變，條紋間距變?yōu)槎嗌伲拷忉屪兓?。四、綜合應(yīng)用題（共20分）AR技術(shù)在物理教學(xué)中的創(chuàng)新應(yīng)用（1）情境描述：某學(xué)校引入AR物理實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)，學(xué)生通過平板掃描課本插圖即可觸發(fā)虛擬實(shí)驗(yàn)（如“楞次定律”“光電效應(yīng)”等）。（2）問題探究：①從認(rèn)知心理學(xué)角度，AR技術(shù)通過________（填“具象化抽象概念”或“簡化實(shí)驗(yàn)步驟”）提升學(xué)習(xí)效率；②對比傳統(tǒng)實(shí)驗(yàn)，AR模擬的優(yōu)勢是________（列舉兩點(diǎn)）；③若設(shè)計(jì)“AR動