2025年高二物理下學(xué)期物理與國防科技試題一、單項選擇題（每題4分，共40分）2024年11月，第十五屆中國國際航空航天博覽會在珠海舉行，殲-35A隱身戰(zhàn)機(jī)進(jìn)行了5分鐘飛行表演。下列說法正確的是（）A.11:00和11:05均為時間間隔B.分析戰(zhàn)機(jī)飛行姿勢時可將其視為質(zhì)點(diǎn)C.戰(zhàn)機(jī)速度越大，慣性越大D.以戰(zhàn)機(jī)為參考系，飛行員是靜止的我國“中國環(huán)流器二號M”裝置實現(xiàn)1.5億攝氏度等離子體運(yùn)行，為可控核聚變研究奠定基礎(chǔ)。關(guān)于核聚變，下列說法正確的是（）A.聚變反應(yīng)比裂變反應(yīng)更易實現(xiàn)B.輕核結(jié)合為質(zhì)量較大的核時，比結(jié)合能增加C.太陽輻射能量主要來自核裂變D.典型聚變方程為${}_1^2\text{H}+{}_1^3\text{H}\to{}_2^4\text{He}+{}_0^1\text{n}$某潛艇利用聲吶系統(tǒng)探測目標(biāo)，通過測量聲波從發(fā)射到接收的時間差定位。若聲吶發(fā)出超聲波（波速1500m/s），2秒后收到回波，則目標(biāo)距離潛艇約為（）A.1000mB.1500mC.2000mD.3000m電磁炮利用安培力加速彈丸，其原理簡化為：兩根平行導(dǎo)軌通有電流I，彈丸（質(zhì)量m，長度L）置于導(dǎo)軌間，勻強(qiáng)磁場B垂直導(dǎo)軌平面。彈丸所受安培力大小為（）A.$F=BIL$B.$F=\frac{BIL}{m}$C.$F=\frac{BL}{I}$D.$F=B^2IL$北斗導(dǎo)航系統(tǒng)通過衛(wèi)星向地面發(fā)送電磁波信號，其頻率約為1.5GHz（$1\text{GHz}=10^9\text{Hz}$），則該電磁波的波長為（）A.0.2mB.2mC.20mD.200m某型號雷達(dá)發(fā)射脈沖電磁波，波長0.1m，若要區(qū)分距離100m的兩個目標(biāo)，脈沖持續(xù)時間應(yīng)小于（）A.$3.3\times10^{-7}\text{s}$B.$3.3\times10^{-8}\text{s}$C.$3.3\times10^{-9}\text{s}$D.$3.3\times10^{-10}\text{s}$我國“奮斗者號”深潛器利用鈦合金耐壓殼體，其彈性模量E反映材料抵抗形變的能力。若殼體某處受壓強(qiáng)p，體積壓縮量$\DeltaV$與原體積V的關(guān)系為$\frac{\DeltaV}{V}=\frac{p}{E}$，則E的單位為（）A.PaB.N/mC.J/kgD.kg/m3核動力航母利用核反應(yīng)堆產(chǎn)生的能量驅(qū)動渦輪機(jī)，反應(yīng)堆中${}{92}^{235}\text{U}$裂變釋放能量。一個${}{92}^{235}\text{U}$原子核裂變平均釋放200MeV能量，1kg${}_{92}^{235}\text{U}$完全裂變釋放的能量約為（$N_A=6.02\times10^{23}\text{mol}^{-1}$）（）A.$5.1\times10^{23}\text{MeV}$B.$5.1\times10^{26}\text{MeV}$C.$8.2\times10^{13}\text{J}$D.$8.2\times10^{16}\text{J}$殲-20戰(zhàn)機(jī)超音速飛行時會產(chǎn)生“音爆”，這是由于（）A.聲波干涉B.聲波衍射C.多普勒效應(yīng)D.激波形成慣性導(dǎo)航系統(tǒng)通過測量加速度計算位置，某導(dǎo)彈加速度計顯示加速度$a=10\text{m/s}^2$，持續(xù)時間$t=20\text{s}$，則導(dǎo)彈速度增量為（）A.$20\text{m/s}$B.$200\text{m/s}$C.$100\text{m/s}^2$D.$2000\text{m/s}$二、多項選擇題（每題5分，共30分，漏選得3分，錯選不得分）關(guān)于雷達(dá)與隱形戰(zhàn)機(jī)的物理原理，下列說法正確的有（）A.雷達(dá)通過發(fā)射電磁波并接收反射波定位目標(biāo)B.隱形戰(zhàn)機(jī)表面涂層可吸收電磁波，減少反射C.電磁波波長越長，衍射越明顯，雷達(dá)探測距離越遠(yuǎn)D.戰(zhàn)機(jī)速度接近光速時，雷達(dá)接收的電磁波頻率會降低電磁彈射器利用電磁感應(yīng)原理加速艦載機(jī)，其簡化模型為：固定線圈通有變化電流，金屬滑塊（電阻R）在磁場中運(yùn)動產(chǎn)生感應(yīng)電流。下列說法正確的有（）A.電流變化越快，滑塊所受安培力越大B.滑塊速度越大，感應(yīng)電動勢越大C.滑塊加速度與電流強(qiáng)度成正比D.該過程將電能全部轉(zhuǎn)化為滑塊動能核潛艇在水下航行時，需控制浮沉狀態(tài)。若潛艇質(zhì)量為M，排水體積為V，海水密度為$\rho$，重力加速度為g，則（）A.浮力大小為$F_{\text{浮}}=\rhoVg$B.要上浮需向水艙充入空氣，減小排水體積C.懸浮時$Mg=\rhoVg$D.下潛過程中所受浮力逐漸增大關(guān)于核反應(yīng)與國防科技，下列說法正確的有（）A.原子彈利用核裂變鏈?zhǔn)椒磻?yīng)，氫彈利用核聚變B.核反應(yīng)堆通過控制棒（如鎘棒）吸收中子，調(diào)節(jié)反應(yīng)速率C.$\alpha$衰變釋放氦核，$\beta$衰變釋放電子，均伴隨$\gamma$射線D.氚核（${}_1^3\text{H}$）發(fā)生$\beta$衰變后變?yōu)楹ず耍?{}_2^3\text{He}$）某軍事演習(xí)中，炮彈以初速度$v_0$從炮口射出，炮筒與水平方向夾角為$\theta$，忽略空氣阻力，則（）A.炮彈上升時間為$t=\frac{v_0\sin\theta}{g}$B.水平射程為$x=\frac{v_0^2\sin2\theta}{g}$C.最高點(diǎn)速度為$v_0\cos\theta$D.軌跡為拋物線，曲率半徑隨高度增大關(guān)于傳感器在國防中的應(yīng)用，下列匹配正確的有（）A.紅外傳感器——導(dǎo)彈制導(dǎo)B.壓力傳感器——炸彈引信C.光纖傳感器——潛艇降噪D.加速度傳感器——慣性導(dǎo)航三、實驗題（共15分）探究電磁感應(yīng)現(xiàn)象與國防應(yīng)用某小組模擬電磁炮原理，設(shè)計如圖所示實驗：（1）實驗器材：電源（電壓U）、滑動變阻器（最大阻值R）、導(dǎo)軌（間距L）、金屬彈丸（質(zhì)量m，電阻r）、勻強(qiáng)磁場（B垂直導(dǎo)軌平面）。①畫出實驗電路圖，標(biāo)注各元件符號。（3分）②閉合開關(guān)后，彈丸所受安培力方向由______（填“左手定則”或“右手定則”）判斷。（2分）（2）若彈丸在導(dǎo)軌上運(yùn)動距離d后離開，加速度a與電流I的關(guān)系為$a=\frac{BLI}{m}$（忽略摩擦），則：①電流$I=$（用U、R、r表示）。（2分）②彈丸離開時速度$v=$（用B、L、U、R、r、m、d表示）。（4分）（3）實際電磁炮需考慮焦耳熱損耗，若通電時間為t，則產(chǎn)生的熱量$Q=$______。（4分）四、計算題（共35分）（10分）殲-35A戰(zhàn)機(jī)在某次訓(xùn)練中，以2馬赫（1馬赫=340m/s）的速度水平飛行，突遇“敵機(jī)”，飛行員啟動應(yīng)急加速度，在10秒內(nèi)將速度提升至3馬赫。（1）求戰(zhàn)機(jī)加速度大小；（4分）（2）若戰(zhàn)機(jī)質(zhì)量為$2\times10^4\text{kg}$，求此過程中發(fā)動機(jī)推力（忽略阻力）。（6分）（12分）某潛艇聲吶系統(tǒng)向正前方發(fā)射頻率$f=10\text{kHz}$的超聲波，聲速$v=1500\text{m/s}$。（1）若目標(biāo)靜止，接收回波頻率為$f_1$；若目標(biāo)以速度$u=20\text{m/s}$靠近潛艇，接收回波頻率為$f_2$，求$\frac{f_2-f_1}{f_1}$（結(jié)果保留兩位有效數(shù)字）。（6分）（2）若潛艇與目標(biāo)相距$d=3000\text{m}$，求聲波往返一次的時間。（6分）（13分）如圖所示，電磁軌道炮兩平行導(dǎo)軌間距$L=0.5\text{m}$，通有電流$I=10^4\text{A}$，勻強(qiáng)磁場$B=2\text{T}$，彈丸質(zhì)量$m=10\text{kg}$，在導(dǎo)軌上運(yùn)動距離$d=10\text{m}$后離開。（1）求彈丸所受安培力大?。唬?分）（2）若彈丸初速度為0，忽略摩擦與電阻，求離開導(dǎo)軌時的速度；（5分）（3）若實際彈丸速度為$v=400\text{m/s}$，求該過程能量轉(zhuǎn)化效率。（5分）五、綜合題（共30分）（15分）閱讀材料，回答問題：“中國天眼”與國防安全500米口徑球面射電望遠(yuǎn)鏡（FAST）不僅是天文觀測利器，也可用于監(jiān)測空間碎片、航天器軌道等國防安全領(lǐng)域。其工作原理是通過反射面接收電磁波，聚焦至饋源艙，再經(jīng)信號處理獲取信息。（1）若FAST接收某衛(wèi)星發(fā)出的電磁波（頻率$f=1.4\text{GHz}$），計算該電磁波的波長。（4分）（2）衛(wèi)星繞地球做勻速圓周運(yùn)動，軌道半徑為$r=7000\text{km}$，地球質(zhì)量$M=6\times10^{24}\text{kg}$，引力常量$G=6.67\times10^{-11}\text{N·m}^2/\text{kg}^2$，求衛(wèi)星運(yùn)行周期。（6分）（3）分析FAST如何通過多波束接收技術(shù)提高對空間目標(biāo)的定位精度。（5分）（15分）核能與航空母艦?zāi)澈藙恿侥傅暮朔磻?yīng)堆功率$P=10^8\text{W}$，效率$\eta=30%$，以$v=30\text{km/h}$的速度巡航。（1）求航母巡航時的牽引力（1kW·h=3.6×10?J）；（5分）（2）若反應(yīng)堆中${}{92}^{235}\text{U}$的消耗率為$m=1\text{g/d}$（克/天），計算1克${}{92}^{235}\text{U}