2025年高三物理上學(xué)期“物理魔術(shù)”原理探究試卷一、單項(xiàng)選擇題（每題4分，共20分）懸浮的乒乓球：魔術(shù)師將一個(gè)乒乓球置于漏斗下方，用嘴從漏斗管口向下吹氣，乒乓球不僅不會(huì)掉落，反而會(huì)懸浮在漏斗口處。這一現(xiàn)象的主要原理是（）A.浮力與重力平衡B.伯努利原理C.靜電吸附作用D.大氣壓強(qiáng)的支持穿越鑰匙環(huán)：表演時(shí)，魔術(shù)師將閉合的鑰匙環(huán)從項(xiàng)鏈中“穿越”而過（如圖1）。關(guān)鍵操作是讓鑰匙環(huán)傾斜下落并繞項(xiàng)鏈翻滾，其核心物理原理是（）A.慣性與動(dòng)量守恒B.彈力做功改變機(jī)械能C.摩擦力提供向心力D.重力的瞬時(shí)功率變化電磁秋千：用強(qiáng)磁鐵靠近通電螺線管時(shí)，螺線管會(huì)像“秋千”一樣擺動(dòng)起來。此現(xiàn)象與下列哪種設(shè)備的原理相同（）A.動(dòng)圈式話筒B.電磁繼電器C.電動(dòng)機(jī)D.發(fā)電機(jī)瓶中取幣：在密封的礦泉水瓶中裝入少量水，倒置后硬幣能從瓶底的小孔“自動(dòng)跳出”。這一過程中，瓶?jī)?nèi)氣體經(jīng)歷的變化是（）A.溫度升高導(dǎo)致壓強(qiáng)增大B.體積縮小導(dǎo)致壓強(qiáng)減小C.水汽化使氣體分子數(shù)增加D.瓶?jī)?nèi)外存在氣壓差消失的硬幣：將硬幣放在空碗底部，當(dāng)人后退到某一位置時(shí)，硬幣突然“消失”。若向碗中加水后硬幣重新出現(xiàn)，此現(xiàn)象是由于（）A.光的直線傳播B.光的折射C.光的漫反射D.光的干涉二、實(shí)驗(yàn)題（共18分）魔術(shù)“聽話的小球”：（1）現(xiàn)象描述：用絲綢摩擦過的玻璃棒靠近懸掛的鋁箔小球，小球先被吸引，接觸后又迅速?gòu)楅_。（2）原理探究：①摩擦起電的本質(zhì)是________（選填“電荷轉(zhuǎn)移”或“創(chuàng)造電荷”）；②接觸后小球彈開的原因是________；③若將玻璃棒換成毛皮摩擦過的橡膠棒，重復(fù)實(shí)驗(yàn)，現(xiàn)象是否相同？________（選填“是”或“否”）?！案艨拯c(diǎn)燈”實(shí)驗(yàn)：（1）裝置如圖2所示：用兩個(gè)匝數(shù)不同的線圈A、B，A接電源，B接小燈泡，中間隔一薄木板。閉合開關(guān)后，B中的燈泡發(fā)光。（2）回答問題：①該現(xiàn)象的原理是________；②若僅減小A線圈的匝數(shù)，燈泡亮度會(huì)________（選填“變亮”“變暗”或“不變”）；③木板換成金屬板后，燈泡________（選填“能”或“不能”）發(fā)光，原因是________。三、計(jì)算題（共32分）“平衡大師”的秘密（14分）：魔術(shù)師用一根手指頂起疊放的10本書（總質(zhì)量5kg），手指與書的接觸面積為1cm2。（1）求手指對(duì)書的壓強(qiáng)（g取10m/s2）；（2）若每本書的厚度為2cm，重心在幾何中心，求最上方書對(duì)下方書的最大靜摩擦力大小。“電磁懸浮”魔術(shù)（18分）：如圖3所示，質(zhì)量m=0.1kg的鋁環(huán)套在豎直光滑金屬桿上，下方有一電磁鐵，通入電流I時(shí)產(chǎn)生豎直向上的勻強(qiáng)磁場(chǎng)B=0.5T（磁場(chǎng)分布均勻）。鋁環(huán)半徑r=0.2m，電阻R=0.1Ω。（1）當(dāng)電磁鐵電流突然增大時(shí)，鋁環(huán)會(huì)向上“跳起”，解釋其原因；（2）若電流變化率ΔI/Δt=10A/s，求鋁環(huán)跳起瞬間的感應(yīng)電流大??；（3）求此時(shí)鋁環(huán)所受的安培力大小（結(jié)果保留兩位有效數(shù)字）。四、綜合探究題（共30分）魔術(shù)“水流轉(zhuǎn)彎”：（1）現(xiàn)象：用帶靜電的氣球靠近豎直水流，水流會(huì)發(fā)生彎曲（如圖4）。（2）拓展思考：①若將水流換成煤油，現(xiàn)象是否明顯？（選填“是”或“否”），原因是；②設(shè)計(jì)一個(gè)實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證“水流彎曲與電荷量有關(guān)”：________?！皶r(shí)間旅行的硬幣”魔術(shù)：（1）表演過程：①魔術(shù)師將硬幣放入“時(shí)光機(jī)”（內(nèi)壁貼有反光材料的圓筒）；②轉(zhuǎn)動(dòng)圓筒，從某一角度觀察，硬幣影像會(huì)“倒轉(zhuǎn)”。（2）原理分析：①反光材料的作用是________；②影像倒轉(zhuǎn)是由于光的________現(xiàn)象，此時(shí)圓筒的轉(zhuǎn)速至少為________r/s（已知人眼視覺暫留時(shí)間約0.1s）。參考答案及評(píng)分標(biāo)準(zhǔn)一、單項(xiàng)選擇題（每題4分）B2.A3.C4.D5.B二、實(shí)驗(yàn)題（1）①電荷轉(zhuǎn)移（2分）；②同種電荷相互排斥（3分）；③是（3分）（1）①電磁感應(yīng)（2分）；②變暗（3分）；③不能（2分），金屬板會(huì)屏蔽磁場(chǎng)（3分）三、計(jì)算題（1）壓強(qiáng)p=F/S=mg/S=5×10/(1×10??)=5×10?Pa（7分）（2）最大靜摩擦力f=mg/2=5×10/2=25N（7分）（1）電流增大時(shí)，磁場(chǎng)增強(qiáng)，鋁環(huán)中產(chǎn)生感應(yīng)電流，根據(jù)楞次定律，安培力方向向上（6分）（2）感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)E=ΔΦ/Δt=Δ(BS)/Δt=πr2ΔB/Δt=πr2(kΔI/Δt)（k為比例系數(shù)，B=kI）代入數(shù)據(jù)得E=3.14×0.22×0.5×10=0.628V（4分）感應(yīng)電流I=E/R=0.628/0.1≈6.3A（4分）（3）安培力F=BIL=B×I×2πr=0.5×6.3×2×3.14×0.2≈4.0N（4分）四、綜合探究題（1）否（2分），煤油不導(dǎo)電，無法被靜電吸引（3分）；（2）用不同帶電量的氣球（如摩擦次數(shù)不同）靠近同一水流，比較彎曲程度（5分）（1）反射光線（3分）；（2）鏡面反射（3分），5（4分）（解析：轉(zhuǎn)速n=1/(2×0.1)=5r/s）命題說明：試卷以“魔術(shù)現(xiàn)象”為載體，覆蓋高考考綱要求的力學(xué)（平衡、動(dòng)量）、電磁學(xué)（電磁感應(yīng)、靜電）、光學(xué)（折射、反射）等核心模塊，占分比例約為4:3:2:1；實(shí)驗(yàn)題第7題結(jié)合2025年考綱新增的“探究變壓器線圈匝數(shù)與電壓關(guān)系”要求，強(qiáng)調(diào)對(duì)實(shí)驗(yàn)原理的理解；綜合探究題第11題融入“科學(xué)