2025年高三物理上學(xué)期“物理電影”科學(xué)性評(píng)測試卷一、單項(xiàng)選擇題（每題5分，共30分）1.在電影《星際穿越》中，主角庫珀駕駛飛船繞黑洞“卡岡圖雅”做圓周運(yùn)動(dòng)時(shí)，飛船時(shí)鐘顯示時(shí)間流逝速度明顯慢于地球。這一情節(jié)主要涉及的物理原理是（）A.狹義相對論的尺縮效應(yīng)B.廣義相對論的引力時(shí)間膨脹C.量子力學(xué)的不確定性原理D.熱力學(xué)第二定律的熵增效應(yīng)2.電影《流浪地球2》中，行星發(fā)動(dòng)機(jī)通過“重核聚變”將巖石轉(zhuǎn)化為能量。已知巖石主要成分為二氧化硅（SiO?），若每個(gè)硅原子（質(zhì)量28u）參與聚變反應(yīng)釋放能量約為28MeV，則1kg二氧化硅完全聚變釋放的能量最接近（）（u為原子質(zhì)量單位，1u≈931MeV/c2）A.1.2×101?JB.3.6×101?JC.5.8×101?JD.8.4×102?J3.電影《蜘蛛俠：英雄無歸》中，蜘蛛俠用蛛絲拉住墜落的纜車。若纜車質(zhì)量為2000kg，從100m高度自由下落50m后被蛛絲瞬間拉住，蛛絲最大伸長量為10m，忽略空氣阻力，則蛛絲承受的平均拉力約為（）A.1.2×10?NB.2.1×10?NC.3.5×10?ND.4.8×10?N4.電影《火星救援》中，馬克·沃特尼利用火箭燃料聯(lián)氨（N?H?）與液態(tài)氧反應(yīng)產(chǎn)生的熱量加熱火星土壤中的水。已知聯(lián)氨燃燒熱為-622kJ/mol，若要將100kg水從0℃加熱至100℃（水的比熱容4.2×103J/(kg·℃)），理論上至少需要聯(lián)氨的質(zhì)量為（）A.0.58kgB.1.32kgC.2.74kgD.4.16kg5.電影《速度與激情9》中，汽車從懸崖墜入水中后下沉過程中，下列說法正確的是（）A.汽車所受浮力隨深度增加而增大B.汽車動(dòng)能先增大后減小C.水對車窗的壓強(qiáng)與深度成反比D.汽車重力勢能全部轉(zhuǎn)化為內(nèi)能6.電影《頭號(hào)玩家》中，主角通過“力反饋設(shè)備”感受虛擬世界的物理碰撞。若設(shè)備模擬質(zhì)量為0.5kg的虛擬棒球以30m/s速度迎面飛來，與玩家手臂發(fā)生0.1s的碰撞后以10m/s速度反向彈回，則手臂受到的平均作用力大小為（）A.100NB.150NC.200ND.250N二、多項(xiàng)選擇題（每題6分，共24分，選對但不全得3分，錯(cuò)選不得分）7.電影《阿凡達(dá)》中，潘多拉星球的“哈利路亞山”懸浮在空中，設(shè)定其內(nèi)部含有常溫超導(dǎo)材料。關(guān)于超導(dǎo)現(xiàn)象，下列說法正確的有（）A.超導(dǎo)體的電阻為零，可用于制作無損耗輸電線路B.超導(dǎo)材料的臨界溫度越高，越容易在實(shí)際中應(yīng)用C.超導(dǎo)體內(nèi)部的磁場強(qiáng)度為零，即邁斯納效應(yīng)D.超導(dǎo)體在任何溫度下都能保持超導(dǎo)狀態(tài)8.電影《環(huán)太平洋》中，機(jī)甲“危險(xiǎn)流浪者”用等離子炮攻擊怪獸。等離子炮發(fā)射的高溫等離子體可視為帶電粒子流，若在真空環(huán)境中，下列說法正確的有（）A.等離子體在勻強(qiáng)磁場中運(yùn)動(dòng)時(shí)，洛倫茲力對粒子不做功B.等離子體的定向移動(dòng)形成電流，其周圍存在磁場C.等離子體的溫度越高，粒子的平均動(dòng)能越大D.等離子體可通過降低溫度使粒子動(dòng)能減小而發(fā)生凝聚9.電影《地心引力》中，宇航員在太空行走時(shí)脫離空間站后，通過釋放氧氣獲得反沖力返回。若宇航員（含裝備）總質(zhì)量為100kg，氧氣罐初始質(zhì)量5kg，氧氣噴射速度為500m/s，忽略其他外力，則下列說法正確的有（）A.釋放0.5kg氧氣可獲得約2.5m/s的反沖速度B.氧氣完全釋放后，宇航員速度可達(dá)25m/sC.反沖過程中，宇航員與氧氣組成的系統(tǒng)動(dòng)量守恒D.若氧氣噴射方向與宇航員初始速度方向成60°角，反沖效果更顯著10.電影《侏羅紀(jì)世界》中，霸王龍的吼聲在山谷中產(chǎn)生回聲。若山谷兩側(cè)峭壁間距為850m，空氣中聲速為340m/s，下列說法正確的有（）A.原聲與回聲的時(shí)間間隔至少為5sB.霸王龍距離一側(cè)峭壁170m時(shí)，回聲強(qiáng)度比距離峭壁425m時(shí)更強(qiáng)C.溫度升高時(shí)，回聲到達(dá)的時(shí)間會(huì)縮短D.若同時(shí)聽到兩次回聲，則兩次回聲的時(shí)間間隔可能為3s三、實(shí)驗(yàn)題（共20分）11.電影《伽利略：為真理而戰(zhàn)》中，伽利略通過斜面實(shí)驗(yàn)推翻了亞里士多德“重的物體下落更快”的觀點(diǎn)。某同學(xué)模擬該實(shí)驗(yàn)，用打點(diǎn)計(jì)時(shí)器研究小球在斜面上的運(yùn)動(dòng)，得到如圖1所示的紙帶（打點(diǎn)周期0.02s）。（1）（6分）根據(jù)紙帶數(shù)據(jù)，計(jì)算小球在BC段的平均速度大小為______m/s，D點(diǎn)的瞬時(shí)速度大小為______m/s（結(jié)果保留兩位小數(shù)）。（2）（8分）若斜面傾角為θ，小球質(zhì)量為m，所受摩擦力為f，重力加速度為g。根據(jù)牛頓第二定律，小球加速度a=（用上述物理量表示）。若實(shí)驗(yàn)中未平衡摩擦力，則測得的加速度a與真實(shí)值相比（填“偏大”“偏小”或“不變”）。（3）（6分）若將斜面傾角逐漸增大至90°，小球運(yùn)動(dòng)可近似為自由落體。此時(shí)若測得某段時(shí)間內(nèi)位移為2.45m，則該段時(shí)間為______s，若在該過程中拍攝電影鏡頭，為使畫面更真實(shí)，攝影機(jī)的幀率（每秒拍攝幀數(shù)）至少為______fps（假設(shè)人眼能分辨的最小時(shí)間間隔為0.04s）。四、計(jì)算題（共50分）12.（15分）電影《流浪地球》中，地球發(fā)動(dòng)機(jī)噴口噴出的等離子體速度約為1.5×10?m/s，若地球總質(zhì)量約6×102?kg，要使地球在500年內(nèi)速度增加30km/s，忽略地球自轉(zhuǎn)及其他天體引力，求：（1）地球所需獲得的總動(dòng)量；（2）發(fā)動(dòng)機(jī)每秒需噴出的等離子體質(zhì)量；（3）若等離子體溫度為1.2×10?K，噴口截面積為1km2，估算等離子體的數(shù)密度（結(jié)果保留一位有效數(shù)字，阿伏伽德羅常數(shù)N?=6.0×1023mol?1，等離子體可視為單原子分子理想氣體，分子平均動(dòng)能E?=3kT/2，k=1.38×10?23J/K）。13.（15分）電影《復(fù)仇者聯(lián)盟4》中，鋼鐵俠用納米戰(zhàn)甲飛行時(shí)，戰(zhàn)甲背部噴射裝置可視為兩個(gè)對稱的噴口。已知每個(gè)噴口噴氣速度為1000m/s，鋼鐵俠（含戰(zhàn)甲）總質(zhì)量100kg，當(dāng)他懸停在空中時(shí)，求：（1）每個(gè)噴口每秒噴出的氣體質(zhì)量；（2）若他以2m/s2的加速度豎直向上加速，此時(shí)每個(gè)噴口的噴氣功率；（3）若戰(zhàn)甲能源效率為30%，飛行10分鐘消耗的能量相當(dāng)于多少質(zhì)量的汽油完全燃燒（汽油熱值4.6×10?J/kg）。14.（20分）電影《星際迷航：超越星辰》中，“進(jìn)取號(hào)”飛船穿越“量子云”時(shí)，遭遇頻率為5×101?Hz的高能激光攻擊。飛船護(hù)盾可視為厚度2m的均勻介質(zhì)，激光垂直入射，護(hù)盾材料的折射率n=1.5，吸收系數(shù)α=0.2m?1（光強(qiáng)衰減規(guī)律I=I?e???，x為傳播距離）。（1）求激光在護(hù)盾中的傳播速度及波長；（2）計(jì)算護(hù)盾出射光強(qiáng)與入射光強(qiáng)的比值；（3）若飛船護(hù)盾面積為1000m2，激光持續(xù)照射10s，求護(hù)盾吸收的總能量；（4）已知單個(gè)光子能量E=hν（h=6.63×10?3?J·s），估算每秒撞擊護(hù)盾的光子數(shù)（結(jié)果保留兩位有效數(shù)字）。五、綜合論述題（共30分）15.電影《奧本海默》中，原子彈“三位一體”試驗(yàn)的核爆場景涉及核反應(yīng)、沖擊波、光輻射等物理過程。請結(jié)合所學(xué)知識(shí)，回答下列問題：（1）（10分）鈾-235裂變反應(yīng)方程為：23???U+1?n→1?1??Ba+?2??Kr+31?n+ΔE。已知23?U、1?1Ba、?2Kr、1?n的質(zhì)量分別為235.0439u、140.9139u、91.8973u、1.0087u，計(jì)算1kg鈾-235完全裂變釋放的能量，并與1kgTNT炸藥爆炸能量（約4.2×10?J）對比，說明核能的威力。（2）（10分）核爆產(chǎn)生的沖擊波可視為球面波，在距離爆心r處的沖擊波壓強(qiáng)p與r的關(guān)系為p∝r?3。若在距離爆心1km處測得沖擊波壓強(qiáng)為2×10?Pa，估算距離爆心5km處的壓強(qiáng)及沖擊波傳播到5km處所需的時(shí)間（假設(shè)沖擊波速度為500m/s，且傳播過程中速度不變）。（3）（10分）核爆產(chǎn)生的γ射線（頻率約102?Hz）會(huì)使空氣電離。已知空氣中氮?dú)夥肿拥碾婋x能約為15eV，計(jì)算單個(gè)γ光子能否電離氮?dú)夥肿?，并說明γ射線對人體的危害機(jī)制（結(jié)合物理知識(shí)與生物效應(yīng)）。參考答案及評(píng)分標(biāo)準(zhǔn)（部分）一、單項(xiàng)選擇題B2.C3.B4.A5.B6.C二、多項(xiàng)選擇題ABC8.ABC9.AC10.BCD三、實(shí)驗(yàn)題11.（1）0.35，0.43（2）(mgsinθ-f)/m，偏?。?）0.7，25四、計(jì)算題12.（1）地球動(dòng)量增量Δp=MΔv=6×102?kg×3×10?m/s=1.8×102?kg·m/s（2）由動(dòng)量定理Δp=?vΔt，得?=Δp/(vΔt)=1.8×102?/(1.5×10?×500×3.15×10?)≈7.6×10?kg/s（3）由能量守恒，等離子體動(dòng)能密度=內(nèi)能密度，即(1/2)?v2=?×(3/2)kT×Δt，解得?≈2×102?m?3五、綜合論述題15.（1）質(zhì)量虧損Δm=235.0439u-(140.9139u+91.8973u+3×1.0087u)=0.2153u，釋放能量ΔE=Δmc2=0.2153×931MeV≈200MeV，1kg鈾-235釋放能量E=(1000/235)×6.02×1023×200MeV≈8.2×1013J，約為TNT的1.95×10?倍，表明核能具有極強(qiáng)的能量密度。