2025年高二物理下學(xué)期物理與海洋探測試題一、選擇題（共10小題，每小題4分，共40分）聲吶技術(shù)是海洋探測的核心手段之一。某科考船使用單波束測深儀探測海底深度，已知海水中聲波傳播速度為1500m/s，從發(fā)射聲波到接收回波的時間間隔為4s，則海底深度為（）A.1500mB.3000mC.6000mD.無法確定2024年我國"探索二號"科考船在馬里亞納海溝使用多波束測深系統(tǒng)繪制海底地形圖，該技術(shù)利用的物理原理是（）A.光的干涉B.聲波的反射C.電磁感應(yīng)D.多普勒效應(yīng)深海潛水器通過調(diào)節(jié)壓載水艙實現(xiàn)浮沉，其原理與下列哪種裝置相同（）A.密度計B.熱氣球C.連通器D.液壓機(jī)海洋磁場探測中，質(zhì)子磁力儀通過測量地磁場強(qiáng)度變化尋找海底礦產(chǎn)資源。若某處海底存在高磁性礦體，會導(dǎo)致測量點(diǎn)的地磁場（）A.強(qiáng)度增大，方向不變B.強(qiáng)度減小，方向改變C.強(qiáng)度增大，方向改變D.強(qiáng)度不變，方向改變電磁感應(yīng)式海流計利用導(dǎo)體切割磁感線產(chǎn)生感應(yīng)電動勢測量流速。當(dāng)海流方向與磁場方向垂直時，若磁感應(yīng)強(qiáng)度為0.5T，探頭有效長度0.2m，測得感應(yīng)電動勢為0.1V，則海流速度為（）A.0.5m/sB.1m/sC.2m/sD.4m/s光學(xué)浮標(biāo)通過測量海水對不同波長光的吸收特性分析水質(zhì)參數(shù)，下列關(guān)于海洋光學(xué)現(xiàn)象的說法正確的是（）A.紅光在海水中傳播距離比藍(lán)光更遠(yuǎn)B.海水對紫外線的散射強(qiáng)度與波長成正比C.葉綠素a主要吸收藍(lán)紫光和紅光D.透明度與海水濁度呈正相關(guān)某海洋地震勘探船向海底發(fā)射頻率為500Hz的聲波，已知海底某處反射層深度為3000m，聲波在海水中傳播速度為1500m/s，則反射波與入射波的頻率差為（）A.0HzB.250HzC.500HzD.1000Hz深海熱液噴口探測中，溫度傳感器測得噴口附近水溫為350℃，而周圍海水溫度為2℃，此處海水密度的變化主要與下列哪個因素有關(guān)（）A.壓力B.溫度C.鹽度D.溶解氧我國"海斗一號"全海深潛水器采用鈦合金耐壓殼體，當(dāng)它下潛至10000m深海時，所受海水壓強(qiáng)約為（）A.1×10^4PaB.1×10^7PaC.1×10^8PaD.1×10^10Pa衛(wèi)星高度計通過測量雷達(dá)波從發(fā)射到返回到衛(wèi)星的時間間隔計算海面高度，若時間間隔為2.667ms，電磁波傳播速度為3×10^8m/s，則衛(wèi)星到海面的距離為（）A.400kmB.600kmC.800kmD.1200km二、實驗題（共2小題，共30分）（16分）某實驗小組利用聲速測量裝置模擬海洋聲吶探測。實驗裝置如圖所示，在水槽中放置可移動反射板模擬海底，聲速傳感器固定在水槽上方。（1）若測得聲波從發(fā)射到接收的時間為0.02s，已知水中聲速為1500m/s，則反射板到傳感器的距離為_______m；（2）保持反射板距離不變，向水中加入食鹽改變密度，測量不同鹽度下的聲速數(shù)據(jù)如下表：|鹽度（‰）|0|10|20|30|40||------------|---|----|----|----|----||聲速（m/s）|1480|1495|1510|1525|1540|①根據(jù)數(shù)據(jù)在坐標(biāo)紙上繪制聲速-鹽度關(guān)系圖像；②由圖像可知，鹽度每增加10‰，聲速增加約_______m/s；③某海域海水鹽度為35‰，則該海域聲速約為_______m/s。（3）若反射板以0.5m/s的速度靠近傳感器，此時接收到的反射波頻率_______（選填"大于"、"小于"或"等于"）發(fā)射波頻率，這種現(xiàn)象稱為_______效應(yīng)。（14分）利用電磁感應(yīng)原理設(shè)計海底金屬探測器，實驗裝置如圖所示，將線圈A接入正弦交流電源，線圈B與靈敏電流計連接，模擬探測海底金屬物體。（1）當(dāng)線圈A中電流增大時，線圈B中_______（選填"會"或"不會"）產(chǎn)生感應(yīng)電流，依據(jù)的物理定律是_______；（2）將一金屬板逐漸靠近線圈下方，電流計示數(shù)將_______（選填"增大"、"減小"或"不變"），原因是_______；（3）若電源頻率從50Hz變?yōu)?00Hz，其他條件不變，電流計示數(shù)將_______（選填"增大"、"減小"或"不變"）；（4）實際海洋探測中，為提高探測深度可采取的措施有_______（寫出一條即可）。三、計算題（共3小題，共50分）（15分）某海洋科考船使用多波束測深系統(tǒng)進(jìn)行海底地形測繪，系統(tǒng)同時發(fā)射121個波束，每個波束覆蓋角度為1°，船速為18km/h，探測寬度為2km。（1）計算船只航行1小時的探測面積；（2）若每個波束的聲波頻率為200kHz，在海水中傳播速度為1500m/s，求聲波波長；（3）若海底某處存在一高度為20m的海山，計算該海山在測深圖上的橫向分辨率（即能分辨的最小水平距離）。（17分）"奮斗者"號潛水器下潛至馬里亞納海溝10909m處進(jìn)行科學(xué)考察。已知海水密度ρ=1.03×10^3kg/m^3，重力加速度g=9.8m/s^2，潛水器質(zhì)量m=2.4×10^4kg，體積V=23m^3。（1）計算潛水器在海底受到的海水壓強(qiáng)；（2）計算潛水器受到的浮力大??；（3）潛水器要實現(xiàn)上浮，需要排出多少質(zhì)量的壓載水？（結(jié)果保留兩位小數(shù)）（4）潛水器在海底發(fā)現(xiàn)熱液噴口，測量得知噴口處水溫為373K，周圍海水溫度為277K，若設(shè)計一個熱機(jī)利用此溫差發(fā)電，理論效率最高可達(dá)多少？（18分）海洋微波遙感衛(wèi)星通過測量海面反射的微波輻射獲取海洋信息。某衛(wèi)星搭載的雷達(dá)高度計發(fā)射微波信號，測量信號往返時間計算海面高度。（1）若衛(wèi)星軌道高度為800km，電磁波傳播速度為3×10^8m/s，計算信號往返時間；（2）該衛(wèi)星同時測量海面微波反射率，反射率與海面粗糙度的關(guān)系如圖所示。若某次測量中反射率為0.3，判斷此時海面風(fēng)速較大還是較小，并說明理由；（3）衛(wèi)星經(jīng)過赤道時，測量到海面高度異常升高0.5m，推測可能存在的海洋現(xiàn)象并分析原因；（4）為提高測量精度，雷達(dá)高度計采用脈沖壓縮技術(shù)，將1μs的微波脈沖壓縮為0.1ns，計算壓縮前后的脈沖長度比。四、綜合應(yīng)用題（共2小題，共30分）（15分）閱讀下列材料，回答問題。材料：海底地震會引發(fā)海嘯，通過監(jiān)測海底地震波可以預(yù)警海嘯。地震波包括縱波（P波）和橫波（S波），P波在海水中傳播速度約為1500m/s，S波不能在液體中傳播，海嘯波在深海中傳播速度v（m/s）與海水深度h（m）的關(guān)系為v=√(gh)，其中g(shù)=9.8m/s^2。2024年某海域發(fā)生海底地震，地震監(jiān)測站距震中1000km，記錄到P波到達(dá)時間，2小時后監(jiān)測到海嘯波。（1）計算P波從震中傳播到監(jiān)測站的時間；（2）計算海嘯波從震中傳播到監(jiān)測站的平均速度；（3）估算該海域的平均水深；（4）若海嘯波在近岸處水深變?yōu)?0m，此時波速變?yōu)槎嗌?？波高會如何變化？?5分）某研究小組設(shè)計"海洋溫差能發(fā)電"實驗裝置，利用海水表層與深層的溫度差進(jìn)行發(fā)電。實驗中用兩個水槽模擬不同深度海水，溫差發(fā)電模塊采用半導(dǎo)體溫差片，其發(fā)電功率P與溫差ΔT的關(guān)系為P=kΔT^2，其中k=0.01W/℃^2。（1）若表層水溫25℃，深層水溫5℃，則理論發(fā)電功率為多少？（2）實際裝置輸出功率低于理論值，可能的原因有哪些？（寫出兩條）（3）為提高發(fā)電效率，提出兩種改進(jìn)措施；（4）若將該裝置應(yīng)用于實際海洋，選擇什么海域效果最好？說明理由。五、拓展探究題（共20分）海洋藍(lán)碳是指海洋生態(tài)系統(tǒng)吸收二氧化碳的過程、活動和機(jī)制。某研究團(tuán)隊計劃利用光學(xué)遙感技術(shù)監(jiān)測近海浮游植物生物量，進(jìn)而估算碳匯能力。（1）浮游植物細(xì)胞中葉綠素a對_______光和_______光吸收最強(qiáng)，導(dǎo)致海水在這些波長處的反射率_______（選填"升高"或"降低"）；（2）設(shè)計實驗方案測量不同浮游植物濃度的海水光譜特性，寫出實驗步驟；（3）若遙感衛(wèi)星觀測到某海域670nm波長處的反射率異常升高，推測該海域浮游植物濃度變化情況并分析原因；（4）簡述利用物理方法增加海洋碳匯的可能途徑。本試題以2025年高二下學(xué)期物理教學(xué)內(nèi)容為基礎(chǔ)，融合海洋探測技術(shù)中的物理應(yīng)用，涵蓋力學(xué)、電磁學(xué)、聲學(xué)、