2025年高一物理上學(xué)期藝術(shù)與物理科普測(cè)試一、單項(xiàng)選擇題（每題3分，共30分）在2025年四川省科技活動(dòng)周展示的克拉尼圖形實(shí)驗(yàn)中，金屬板上撒落的細(xì)沙在振動(dòng)時(shí)形成對(duì)稱花紋。這種現(xiàn)象的本質(zhì)是（）A.靜電吸附導(dǎo)致沙粒定向排列B.不同頻率的共振波形成的干涉圖樣C.磁場(chǎng)對(duì)鐵磁性沙粒的作用D.空氣對(duì)流產(chǎn)生的渦流效應(yīng)科普音樂劇《啟明》中，演員通過調(diào)整琴弦松緊度改變音調(diào)，這與下列哪個(gè)物理量直接相關(guān)（）A.琴弦振動(dòng)的振幅B.琴弦振動(dòng)的頻率C.聲波傳播的速度D.聽眾與舞臺(tái)的距離西南石油大學(xué)在科技活動(dòng)周展示的空氣炮實(shí)驗(yàn)中，當(dāng)按下發(fā)射裝置時(shí)，紙筒內(nèi)的“煙霧炮彈”會(huì)高速飛出。這一過程主要體現(xiàn)了（）A.動(dòng)量守恒定律B.機(jī)械能守恒定律C.庫(kù)侖定律D.楞次定律澳門科學(xué)館利用XR擴(kuò)展現(xiàn)實(shí)技術(shù)模擬“科普中國(guó)號(hào)”高鐵運(yùn)動(dòng)，若虛擬列車以30m/s的速度勻速行駛，乘客看到窗外樹木的運(yùn)動(dòng)軌跡是（）A.傾斜直線B.拋物線C.靜止不動(dòng)D.水平直線新疆鄉(xiāng)村科普館中的魚洗實(shí)驗(yàn)顯示，摩擦銅盆雙耳時(shí)水面出現(xiàn)周期性波紋。這與古代編鐘的制作原理相通，兩者共同利用的物理現(xiàn)象是（）A.受迫振動(dòng)B.電磁感應(yīng)C.光的折射D.表面張力在“蓉城科學(xué)之夜”的燈光秀中，一束激光通過三棱鏡后形成彩色光帶。這一現(xiàn)象與下列哪幅藝術(shù)作品的創(chuàng)作原理相同（）A.達(dá)芬奇《最后的晚餐》的透視法B.莫奈《日出·印象》的光色變化C.畢加索《格爾尼卡》的立體主義D.梵高《星月夜》的旋轉(zhuǎn)筆觸物理演示實(shí)驗(yàn)中的普氏擺通過旋轉(zhuǎn)的黑白條紋圓盤，使觀察者產(chǎn)生物體在做橢圓運(yùn)動(dòng)的錯(cuò)覺。這一現(xiàn)象的視覺原理與下列哪項(xiàng)物理規(guī)律相關(guān)（）A.光的偏振B.視覺暫留效應(yīng)C.多普勒效應(yīng)D.光電效應(yīng)2025年全國(guó)科普月特別節(jié)目中，“夢(mèng)想號(hào)”科考船模擬深海探測(cè)，當(dāng)潛水器勻速下潛時(shí)，其受到的浮力與重力的關(guān)系是（）A.浮力大于重力B.浮力等于重力C.浮力小于重力D.無法確定某中學(xué)藝術(shù)展中，學(xué)生用干冰制造“云霧繚繞”的舞臺(tái)效果。干冰升華過程中吸收熱量，導(dǎo)致周圍空氣中的水蒸氣發(fā)生（）A.液化B.汽化C.凝華D.熔化科學(xué)流言榜指出“AI生成的音樂一定比人類創(chuàng)作更和諧”是錯(cuò)誤的。從物理角度看，音樂的和諧性取決于聲波的（）A.振幅是否恒定B.頻率是否呈整數(shù)比C.傳播介質(zhì)是否均勻D.聲源是否為點(diǎn)波源二、多項(xiàng)選擇題（每題4分，共20分）在《啟明》科學(xué)家主題科普音樂劇中，為呈現(xiàn)“電磁波”的傳播效果，舞臺(tái)設(shè)計(jì)可能用到的物理原理有（）A.變化的電場(chǎng)產(chǎn)生磁場(chǎng)B.光的全反射現(xiàn)象C.聲波的多普勒效應(yīng)D.電磁感應(yīng)現(xiàn)象西南石油大學(xué)物理實(shí)驗(yàn)室展示的“聲懸浮”實(shí)驗(yàn)，能讓小水珠在聲波中懸浮空中。這一現(xiàn)象涉及的力學(xué)知識(shí)包括（）A.二力平衡條件B.波的干涉形成駐波C.浮力與重力的平衡D.摩擦力的方向判斷下列關(guān)于藝術(shù)與物理融合的案例中，正確的有（）A.敦煌壁畫中的飛天形象蘊(yùn)含了平拋運(yùn)動(dòng)的軌跡原理B.古希臘帕特農(nóng)神廟的柱體設(shè)計(jì)利用了杠桿平衡原理C.現(xiàn)代3D電影的成像技術(shù)基于光的偏振特性D.京劇臉譜的色彩對(duì)比與光的色散現(xiàn)象相關(guān)2025年“典贊·科普中國(guó)”案例中的“十萬(wàn)個(gè)為什么·中國(guó)國(guó)家公園”系列圖書，在解釋瀑布形成時(shí)涉及的物理概念有（）A.重力勢(shì)能轉(zhuǎn)化為動(dòng)能B.流體力學(xué)中的伯努利原理C.分子間的引力與斥力D.機(jī)械能守恒定律某物理興趣小組用高速相機(jī)拍攝煙花爆炸過程，發(fā)現(xiàn)煙花碎片的運(yùn)動(dòng)軌跡為拋物線。這一現(xiàn)象可用于解釋下列哪些藝術(shù)創(chuàng)作中的動(dòng)態(tài)表現(xiàn)（）A.徐悲鴻《奔馬圖》中馬蹄的騰空姿態(tài)B.吳冠中《長(zhǎng)江萬(wàn)里圖》的水流線條C.米開朗基羅《大衛(wèi)》雕像的肌肉張力D.蔡國(guó)強(qiáng)《天梯》煙花的上升軌跡三、實(shí)驗(yàn)探究題（共30分）實(shí)驗(yàn)背景：2025年四川省科技活動(dòng)周主會(huì)場(chǎng)展示了“共振秋千”裝置——當(dāng)觀眾同步擺動(dòng)秋千時(shí)，平臺(tái)上的彩色LED燈帶會(huì)隨擺動(dòng)幅度變化呈現(xiàn)不同圖案，如圖1所示。實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)：|擺動(dòng)次數(shù)|擺長(zhǎng)L/m|周期T/s|燈帶亮度等級(jí)||----------|---------|---------|--------------||10|1.0|2.0|3||10|1.5|2.5|2||10|2.0|2.8|1|問題：（1）根據(jù)表中數(shù)據(jù)，在坐標(biāo)紙上繪制T2-L圖像（要求寫出橫軸、縱軸物理量及單位）。（2）計(jì)算當(dāng)?shù)刂亓铀俣萭的值（保留兩位有效數(shù)字，π2≈10）。（3）分析燈帶亮度隨擺長(zhǎng)增加而減弱的原因，結(jié)合共振原理說明觀眾如何調(diào)整擺動(dòng)頻率才能使燈帶亮度達(dá)到最大。（4）若將該裝置用于藝術(shù)展覽，設(shè)計(jì)一個(gè)結(jié)合光影變化的互動(dòng)方案，體現(xiàn)“物理規(guī)律與藝術(shù)表現(xiàn)”的融合。四、綜合論述題（共20分）主題：從物理視角解讀藝術(shù)作品中的科學(xué)思維要求：（1）以達(dá)芬奇《維特魯威人》為例，說明人體比例與黃金分割率的數(shù)學(xué)關(guān)系，并計(jì)算圖中肚臍到腳底的距離與身高的比值（假設(shè)身高1.8m，肚臍到腳底1.1m）。（2）結(jié)合2025年科普案例中的XR技術(shù)，設(shè)想如何用虛擬現(xiàn)實(shí)重現(xiàn)《維特魯威人》中“方圓共生”的幾何構(gòu)圖，需涉及至少兩個(gè)物理原理（如坐標(biāo)系建立、運(yùn)動(dòng)合成等）。（3）論述文藝復(fù)興時(shí)期的科學(xué)精神與當(dāng)代科普活動(dòng)（如全國(guó)科普月）的共通性，舉例說明物理知識(shí)如何推動(dòng)藝術(shù)形式的創(chuàng)新。五、開放創(chuàng)新題（共20分）任務(wù)：設(shè)計(jì)一個(gè)“物理藝術(shù)裝置”要求：（1）裝置名稱及核心創(chuàng)意（需體現(xiàn)力、聲、光、電等至少一個(gè)物理模塊與某種藝術(shù)形式的結(jié)合）。（2）列出所需器材（如傳感器、光源、樂器等），并說明其物理原理。（3）描述該裝置在校園藝術(shù)節(jié)中的展示方案，包括互動(dòng)方式和預(yù)期科普效果。（4）分析裝置可能涉及的安全隱患及解決方案（如用電安全、材料穩(wěn)定性等）。（注：全卷共五大題，滿分120分，考試時(shí)間90分鐘）（以下為正文內(nèi)容延續(xù)，通過具體題目解析和案例擴(kuò)展達(dá)到1500字要求）在單項(xiàng)選擇題第6題中，激光通過三棱鏡的色散現(xiàn)象與莫奈的印象派繪畫原理相通。印象派畫家通過捕捉不同時(shí)間的光線變化，在畫布上再現(xiàn)了光的折射與波長(zhǎng)差異——正如三棱鏡將白光分解為七色光，莫奈在《干草堆》系列中通過不同時(shí)段的色彩變化，本質(zhì)上呈現(xiàn)了太陽(yáng)光在大氣層中散射的物理過程。這種藝術(shù)與科學(xué)的共鳴，在2025年科普案例“十萬(wàn)個(gè)為什么·中國(guó)國(guó)家公園”系列圖書中也有體現(xiàn)，書中用九寨溝的彩池現(xiàn)象解釋了光的反射與礦物質(zhì)吸收光譜的關(guān)系。多項(xiàng)選擇題第3題提到的敦煌壁畫飛天形象，其飄帶的運(yùn)動(dòng)軌跡可視為平拋運(yùn)動(dòng)與斜拋運(yùn)動(dòng)的合成。唐代畫師雖未掌握現(xiàn)代物理學(xué)公式，但通過長(zhǎng)期觀察，將物體在重力場(chǎng)中的運(yùn)動(dòng)規(guī)律內(nèi)化為藝術(shù)表現(xiàn)直覺——飄帶的起拋點(diǎn)、弧度與落點(diǎn)，暗合了y=v?t+?gt2的運(yùn)動(dòng)方程。這種跨越千年的智慧共鳴，正是“文化潤(rùn)疆鄉(xiāng)約科普”活動(dòng)中強(qiáng)調(diào)的“傳統(tǒng)與現(xiàn)代”融合的生動(dòng)例證。實(shí)驗(yàn)探究題的“共振秋千”裝置，其本質(zhì)是受迫振動(dòng)與共振頻率的應(yīng)用。當(dāng)觀眾的擺動(dòng)頻率接近秋千的固有頻率時(shí)，系統(tǒng)能量達(dá)到最大，對(duì)應(yīng)燈帶亮度等級(jí)最高。這一原理在古代編鐘、現(xiàn)代音響調(diào)音臺(tái)以及《啟明》音樂劇的聲學(xué)設(shè)計(jì)中均有體現(xiàn)——例如音樂劇通過調(diào)整不同樂器的振動(dòng)頻率，使聲波疊加后形成和諧的諧音，正如秋千與觀眾的擺動(dòng)同步后產(chǎn)生的視覺美感。綜合論述題中，《維特魯威人》的黃金分割率計(jì)算結(jié)果為1.1/1.8≈0.61，接近數(shù)學(xué)上的黃金比例0.618。這一比例在建筑（如巴黎圣母院）、音樂（貝多芬《第五交響曲》的節(jié)奏比例）中廣泛存在，體現(xiàn)了物理世界的和諧性。若用XR技術(shù)重現(xiàn)這一構(gòu)圖，可建立三維坐標(biāo)系，通過運(yùn)動(dòng)傳感器捕捉觀眾的肢體動(dòng)作，實(shí)時(shí)生成符合黃金分割的虛擬人體模型，使觀眾直觀感受“數(shù)與形”的物理美學(xué)。開放創(chuàng)新題可設(shè)計(jì)“聲波涂鴉墻”裝置：將麥克風(fēng)陣列與壓力傳感器結(jié)合，觀眾通過不同音調(diào)（頻率）和音量（振幅）的聲音，在墻面生成動(dòng)態(tài)圖案——高音對(duì)應(yīng)高頻振動(dòng)，形成細(xì)密的波紋；低音對(duì)應(yīng)低頻振動(dòng)，產(chǎn)生粗獷的線條。該裝置在校園藝術(shù)節(jié)中既能展示波的干涉原理，又能讓學(xué)生用聲音