2025年高二物理上學(xué)期物理與航空航天試題一、單項(xiàng)選擇題（每題4分，共40分）2024年珠海航展中，殲-35A隱身戰(zhàn)機(jī)進(jìn)行了5分鐘空中表演。下列說法正確的是（）A.11:00開始表演和11:05結(jié)束表演的時(shí)刻均為時(shí)間間隔B.分析戰(zhàn)機(jī)做翻滾動(dòng)作時(shí)的受力情況，可將其視為質(zhì)點(diǎn)C.戰(zhàn)機(jī)加速升空過程中，飛行員處于失重狀態(tài)D.以戰(zhàn)機(jī)為參考系，地面指揮中心是運(yùn)動(dòng)的北斗導(dǎo)航衛(wèi)星繞地球做勻速圓周運(yùn)動(dòng)，軌道半徑為r，地球質(zhì)量為M，引力常量為G。則衛(wèi)星的運(yùn)行速度為（）A.$\sqrt{\frac{GM}{r}}$B.$\sqrt{\frac{Gr}{M}}$C.$\sqrt{\frac{r}{GM}}$D.$\sqrt{\frac{M}{Gr}}$航天器在太空中利用太陽能電池板供電，其能量轉(zhuǎn)化過程是（）A.太陽能→化學(xué)能→電能B.太陽能→內(nèi)能→電能C.太陽能→電磁能→電能D.太陽能→機(jī)械能→電能火箭發(fā)射時(shí)，燃料燃燒產(chǎn)生的高溫氣體以速度v向下噴出，若火箭總質(zhì)量為m，重力加速度為g，不計(jì)空氣阻力，則火箭受到的推進(jìn)力大小為（）A.$mv$B.$\frac{mv}{\Deltat}$C.$mg+\frac{mv}{\Deltat}$D.$mg-\frac{mv}{\Deltat}$空間站在距地面約400km的軌道運(yùn)行，地球半徑約6400km，地面重力加速度為g。則空間站內(nèi)物體的“視重”與地面重力的比值為（）A.$\left(\frac{6400}{6800}\right)^2$B.$\left(\frac{6800}{6400}\right)^2$C.$\frac{6400}{6800}$D.$\frac{6800}{6400}$電磁感應(yīng)現(xiàn)象在航天領(lǐng)域有廣泛應(yīng)用，如空間站的姿態(tài)控制。下列裝置利用電磁感應(yīng)原理工作的是（）A.火箭發(fā)動(dòng)機(jī)的噴油嘴B.航天器的太陽能帆板C.衛(wèi)星的電磁制動(dòng)系統(tǒng)D.飛船的慣性導(dǎo)航儀某衛(wèi)星繞地球做橢圓軌道運(yùn)動(dòng)，近地點(diǎn)距地心$r_1$，遠(yuǎn)地點(diǎn)距地心$r_2$，則衛(wèi)星在近地點(diǎn)與遠(yuǎn)地點(diǎn)的速度大小之比為（）A.$\frac{r_1}{r_2}$B.$\frac{r_2}{r_1}$C.$\sqrt{\frac{r_1}{r_2}}$D.$\sqrt{\frac{r_2}{r_1}}$交變電流通過變壓器給空間站供電，原線圈輸入電壓$u=220\sqrt{2}\sin(100\pit)\\text{V}$，副線圈輸出電壓為110V。則變壓器原、副線圈匝數(shù)比及輸入電壓頻率為（）A.2:1，50HzB.1:2，50HzC.2:1，100HzD.1:2，100Hz航天器返回艙進(jìn)入大氣層時(shí)，與空氣摩擦產(chǎn)生大量熱量，其表面溫度可達(dá)數(shù)千攝氏度。為保護(hù)艙內(nèi)設(shè)備，返回艙外殼材料應(yīng)具有的特性是（）A.高熔點(diǎn)、高導(dǎo)熱性B.低熔點(diǎn)、高隔熱性C.高熔點(diǎn)、高隔熱性D.低熔點(diǎn)、低導(dǎo)熱性我國“嫦娥五號(hào)”探測(cè)器在月球表面著陸時(shí)，通過反推發(fā)動(dòng)機(jī)向下噴氣實(shí)現(xiàn)減速。若發(fā)動(dòng)機(jī)的噴氣速度為$v$，每秒噴出氣體質(zhì)量為$\Deltam$，則探測(cè)器受到的制動(dòng)力大小為（）A.$v\Deltam$B.$\frac{v}{\Deltam}$C.$v\Deltam+mg$D.$v\Deltam-mg$二、多項(xiàng)選擇題（每題5分，共20分，漏選得3分，錯(cuò)選得0分）關(guān)于開普勒行星運(yùn)動(dòng)定律，下列說法正確的有（）A.所有行星繞太陽運(yùn)動(dòng)的軌道都是橢圓B.行星在近日點(diǎn)的速度大于在遠(yuǎn)日點(diǎn)的速度C.行星繞太陽運(yùn)動(dòng)的周期與軌道半徑成正比D.開普勒定律僅適用于太陽系中的行星電磁繼電器在航天器控制系統(tǒng)中用于實(shí)現(xiàn)自動(dòng)切換。其工作原理涉及的物理知識(shí)有（）A.電流的磁效應(yīng)B.電磁感應(yīng)現(xiàn)象C.磁極間的相互作用D.歐姆定律同步衛(wèi)星與地球自轉(zhuǎn)同步，其運(yùn)行軌道位于赤道平面內(nèi)。下列關(guān)于同步衛(wèi)星的說法正確的有（）A.軌道半徑是固定的B.運(yùn)行速度大于第一宇宙速度C.向心加速度小于地面重力加速度D.可定位在地球任意緯度的正上方火箭在豎直發(fā)射過程中，其加速度隨時(shí)間變化的圖像可能是（）A.先增大后減小B.先減小后增大C.一直增大D.一直減小三、填空題（每空3分，共30分）第一宇宙速度是人造衛(wèi)星繞地球做勻速圓周運(yùn)動(dòng)的______速度（填“最大”或“最小”），其數(shù)值為______km/s。電磁感應(yīng)現(xiàn)象中，感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的大小與穿過回路的______成正比，這一規(guī)律稱為______定律。某衛(wèi)星繞地球做勻速圓周運(yùn)動(dòng)，周期為T，軌道半徑為r，若將其軌道半徑增大為2r，則周期變?yōu)開_____T。變壓器原線圈匝數(shù)為1000匝，副線圈匝數(shù)為200匝，若原線圈輸入電壓為220V，則副線圈輸出電壓為______V；若副線圈接入電阻為10Ω的用電器，則原線圈中的電流為______A。航天器在太空中處于完全失重狀態(tài)，此時(shí)物體所受的萬有引力全部提供______力，因此用彈簧測(cè)力計(jì)測(cè)量物體重力時(shí)，示數(shù)為______。四、計(jì)算題（共60分）（12分）我國“天問一號(hào)”火星探測(cè)器在距火星表面高度h處做勻速圓周運(yùn)動(dòng)，火星半徑為R，質(zhì)量為M，引力常量為G。求：（1）探測(cè)器的運(yùn)行速度v；（2）探測(cè)器的運(yùn)行周期T；（3）火星表面的重力加速度g。（14分）某空間站的太陽能電池板面積為S，每平方米接收的太陽能功率為P，光電轉(zhuǎn)換效率為η。若電池板輸出電壓為U，向空間站供電的電流為I。求：（1）電池板的總輸出功率；（2）單位時(shí)間內(nèi)轉(zhuǎn)化為電能的太陽能；（3）若空間站的總功率為P總，求電池板面積的最小值。（16分）火箭發(fā)射時(shí)，初始總質(zhì)量為$m_0$，燃料燃燒速率為k（單位時(shí)間內(nèi)噴出氣體的質(zhì)量），噴氣速度為v（相對(duì)地面），重力加速度為g，不計(jì)空氣阻力。（1）寫出t時(shí)刻火箭的質(zhì)量m(t)；（2）推導(dǎo)火箭加速度a(t)的表達(dá)式；（3）若$m_0=2\times10^5\\text{kg}$，k=500kg/s，v=3000m/s，g=10m/s2，求t=10s時(shí)火箭的加速度。（18分）如圖所示，矩形線圈abcd在磁感應(yīng)強(qiáng)度為B的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中繞垂直于磁場(chǎng)的軸OO'勻速轉(zhuǎn)動(dòng)，線圈匝數(shù)為n，面積為S，電阻為r，外電路電阻為R。（1）寫出線圈中感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的最大值$E_m$；（2）求電路中電流的有效值I；（3）若線圈轉(zhuǎn)速為f，求外力驅(qū)動(dòng)線圈轉(zhuǎn)動(dòng)的功率P；（4）若將此裝置用于航天器的發(fā)電系統(tǒng)，磁場(chǎng)由永磁體提供，線圈面積為0.5m2，匝數(shù)為100匝，轉(zhuǎn)速為50r/s，磁感應(yīng)強(qiáng)度為0.2T，外電阻為9Ω，線圈電阻為1Ω，求電路中的電流有效值及輸出功率。參考答案及評(píng)分標(biāo)準(zhǔn)（部分）一、單項(xiàng)選擇題D2.A3.C4.C5.A6.C7.D8.A9.C10.A二、多項(xiàng)選擇題AB12.AC13.AC14.AC三、填空題最小，7.916.磁通量變化率，法拉第電磁感應(yīng)17.$2\sqrt{2}$18.44，4.419.向心，0四、計(jì)算題（部分詳解）（1）由萬有引力提供向心力：$G\frac{Mm}{(R+h)^2}=m\frac{v^2}{R+h}$，解得$v=\sqrt{\frac{GM}{R+h}}$（4分）（2）$T=\frac{2\pi(R+h)}{v}=2\pi(R+h)\sqrt{\frac{R+h}{GM}}$（4分）（3）火星表面物體：$G\frac{Mm}{R^2}=mg$，解得$g=\frac{GM}{R^2}$（4分）（3）t=10s時(shí)，火箭質(zhì)量$m=m_0-kt=2\times10^5-500\times10=1.5\times10^5\\text{kg}$加速度$a=\frac{kv}{m}-g=\frac{500\times3000}{1.5\times10^5}-10=10-10=0\\text{m/s}^2$（4分）（4）$E_m=nBS\omega=100\times0.2\times0.5\times2\pi\times50=3140\\text{V}$電流有效值$I=\frac{E_m}{\sqrt{2}(R+r)}=\frac{3140}{\sqrt{2}\times10}\approx222\\text{A}$輸出功率$P=I^2R=(222)^2\times9\approx4.4\times10^5\\text{W}$（6分）試題設(shè)計(jì)說明：知識(shí)點(diǎn)覆蓋：整合了萬有引力定律、圓周運(yùn)動(dòng)、電磁感應(yīng)、交變電流、動(dòng)量守恒等高二物理核心內(nèi)容，結(jié)合航空航