1、2009 年普通高等学校招生全国统一考试（江苏卷） 物理试题 一、单项选择题：本题共 5 小题，每小题 3 分，共计 15 分，每小题只有一个选项符合题意。 1两个分别带有电荷量 Q 和 + 3Q的相同金属小球（均可视为点电荷） ，固定在相距为 r的两处，它们间库仑力的大小为 F 。两小球相互接触后将其固定距离变为2r，则两球间库仑力的大小为 A112F B34F C43F D 12F 2用一根长 1m 的轻质细绳将一副质量为 1kg 的画框对称悬挂在墙壁上，已知绳能承受的最大张力为 10N ，为使绳不断裂，画框上两个挂钉的间距最大为（ g取210m/s ） A3m2B2m2C1m2D3m43
2、英国新科学家（ New Scientist） 杂志评选出了 2008 年度世界 8 项科学之最，在XTEJ1650-500 双星系统中发现的最小黑洞位列其中，若某黑洞的半径 R约 45km，质量M 和半径 R的关系满足22M cR G= （其中 c为光速， G 为引力常量） ，则该黑洞表面重力加速度的数量级为 A8210 m/s B10 210 m/s C12 210 m/s D14 210 m/s 4在无风的情况下，跳伞运动员从水平飞行的飞机上跳伞，下落过程中受到空气阻力，下列描绘下落速度的水平分量大小xv 、竖直分量大小yv 与时间 t的图像，可能正确的是 5在如图所师的闪光灯电路中，电源
3、的电动势为 E，电容器的电容为 C。当闪光灯两端电压达到击穿电压 U 时，闪光灯才有电流通过并发光，正常工作时， 闪光灯周期性短暂闪光，则可以判定 A电源的电动势 E一定小于击穿电压 U B电容器所带的最大电荷量一定为 CE C闪光灯闪光时，电容器所带的电荷量一定增大 D在一个闪光周期内，通过电阻 R的电荷量与通过闪光灯的电荷量一定相等 二、多项选择题：本题共 4 小题，每小题 4 分，共计 16 分，每小题有多个选项符合题意。全部选对的得 4 分，选对但不全的得 2 分，错选或不答的得 0 分。 6如图所示，理想变压器的原、副线圈匝数比为 1： 5，原线圈两端的交变电压为 20 2 sin
4、100 Vut= 氖泡在两端电压达到100V 时开始发光，下列说法中正确的有 A开关接通后，氖泡的发光频率为 100Hz B开关接通后，电压表的示数为 100 V C开关断开后，电压表的示数变大 D开关断开后，变压器的输出功率不变 7如图所示，以 8m/s 匀速行驶的汽车即将通过路口，绿灯还有 2 s将熄灭，此时汽车距离停车线 18m。该车加速时最大时速度大小为22m/s ，减速时最大加速度大小为25m/s 。此路段允许行驶的最大速度为 12.5m/s ，下列说法中正确的有 A如果立即做匀加速运动，在绿灯熄灭前汽车可能通过停车线 B如果立即做匀加速运动，在绿灯熄灭前通过停车线汽车一定超速 C如
5、果立即做匀减速运动，在绿灯熄灭前汽车一定不能通过停车线 D如果距停车线 5m 处减速，汽车能停在停车线处 8空间某一静电场的电势 在 x轴上分布如图所示， x轴上两点 B、 C 点电场强度在 x方向上的分量分别是BxE 、CxE ，下列说法中正确的有 ABxE 的大小大于CxE 的大小 BBxE 的方向沿 x轴正方向 C电荷在 O点受到的电场力在 x方向上的分量最大 D负电荷沿 x轴从 B移到 C的过程中，电场力先做正功，后做负功 9.如图所示，两质量相等的物块 A、 B 通过一轻质弹簧连接， B 足够长、放置在水平面上，所有接触面均光滑。弹簧开始时处于原长，运动过程中始终处在弹性限度内。在物
6、块 A 上施加一个水平恒力， A、 B 从静止开始运动到第一次速度相等的过程中，下列说法中正确的有 A 当 A、 B 加速度相等时，系统的机械能最大 B当 A、 B 加速度相等时， A、 B 的速度差最大 C当 A、 B 的速度相等时， A 的速度达到最大 D当 A、 B 的速度相等时，弹簧的弹性势能最大 三、简答题：本题分必做题（第 10、 11 题）和选做题（第 12 题）两部分。共计 42 分。请将解答写在答题卡相应的位置。 【必做题】 10.(8 分 )有一根圆台状均匀质合金棒如图甲所示，某同学猜测其电阻的大小与该合金棒的电阻率、 长度 L 和两底面直径 d、 D 有关。他进行了如下实
7、验： （ 1）用游标卡尺测量合金棒的两底面直径 d、 D 和长度 L。图乙中游标卡尺（游标尺上有20 个等分刻度）的读书 L=_cm. （ 2）测量该合金棒电阻的实物电路如图丙所示（相关器材的参数已在图中标出） 。该合金棒的电阻约为几个欧姆。图中有一处连接不当的导线是 _.（用标注在导线旁的数字表示） （ 3）改正电路后，通过实验测得合金棒的电阻 R=6.72 .根据电阻定律计算电阻率为、长为 L、直径分别为 d和 D 的圆柱状合金棒的电阻分别为Rd=13.3、 RD=3.38.他发现：在误差允许范围内， 电阻 R 满足 R2=RdRD，由此推断该圆台状合金棒的电阻 R=_.（用、L、d、D表
8、述） 11.（10 分） “探究加速度与物体质量、物体受力的关系”的实验装置如图甲所示. （1）在平衡小车与桌面之间摩擦力的过程中，打出了一条纸袋如图乙所示。 计时器大点的时间间隔为0.02s.从比较清晰的点起，每 5 个点取一个计数点，量出相邻计数点之间的距离。 该小车的加速度 a=_m/s2.（结果保留两位有效数字） （2）平衡摩擦力后，将 5 个相同的砝码都放在小车上.挂上砝码盘，然后每次从小车上取一个砝码添加到砝码盘中，测量小车的加速度。小车的加速度 a与砝码盘中砝码总重力 F 的实验数据如下表： 砝码盘中砝码总重力 F(N) 0.196 0.392 0.588 0.784 0.980
9、 加速度 a（ m s-2） 0.69 1.18 1.66 2.18 2.70 请根据实验数据作出 a-F 的关系图像 . （ 3）根据提供的试验数据作出的 a -F 图线不通过原点，请说明主要原因。 12 选做题 本题包括 A、 B、 C 三个小题，请选定其中两题，并在相应的答题区域内作 答。若三题都做，则按 A、 B 两题评分 A （选修模块 3 3） （ 12 分） （ 1）若一气泡从湖底上升到湖面的过程中温度保持不变，则在此过程中关于气泡中的气体， 下列说法正确的是 。 （填写选项前的字母） （ A）气体分子间的作用力增大 （ B）气体分子的平均速率增大 （ C）气体分子的平均动能减小
10、 （ D）气体组成的系统地熵增加 （ 2）若将气泡内的气体视为理想气体，气泡从湖底上升到湖面的过程中，对外界做了 0.6J的功，则此过程中的气泡 （填“吸收”或“放出” ）的热量是 J。气泡到达湖面后，温度上升的过程中，又对外界做了 0.1J 的功，同时吸收了 0.3J 的热量，则此过程中，气泡内气体内能增加了 J （ 3）已知气泡内气体的密度为 1.29kg/3m ，平均摩尔质量为 0.29kg/mol。阿伏加德罗常数 A23-1N =6.02 10 mol ，取气体分子的平均直径为-10210 m ，若气泡内的气体能完全变为液体，请估算液体体积与原来气体体积的比值。 （结果保留以为有效数字
11、） B （选修模块 3 4） （ 12 分） （ 1）如图甲所示，强强乘电梯速度为 0.9c（ c为光速）的宇宙飞船追赶正前方的壮壮，壮壮的飞行速度为 0.5c，强强向壮壮发出一束光进行联络，则壮壮观测到该光束的传播速度为 。 （填写选项前的字母） （ A） 0.4c (B)0.5c (C) 0.9c (D)1.0c (2)在 0t = 时刻，质点 A 开始做简谐运动，其振动图象如 图乙所示。 质点 A 振动的周期是租 s； 8ts= 时，质点 A 的运动沿 y 轴的 方向（填“正”或 “负” ） ； 质点 B 在波动的传播方向上与 A 相距 16m，已知波的传播速度为 2m/s，在 9ts=
12、 时，质点 B 偏离平衡位置的位移是 cm （ 3） 图丙是北京奥运会期间安置在游泳池底部的照相机拍摄的一张照片，照相机的镜头竖直向上。照片中，水立方运动馆的景象呈限在半径 11rcm= 的圆型范围内，水面上的运动员手到脚的长度 10lcm= ，若已知水的折射率为43n= ，请根据运动员的实际身高估算该游泳池的水深 h， （结果保留两位有效数字） C （选修模块 3 5） （ 12 分） 在 衰变中常伴有一种称为“中微子”的例子放出。中微子的性质十分特别，因此在实验中很难探测。 1953 年，莱尼斯和柯文建造了一个由大水槽和探测器组成的实验系统，利用中微子与水中11H 的核反应，间接地证实了中
13、微子的存在。 （ 1）中微子与水中的11H 发生核反应，产生中子（10n）和正电子（01e+） ，即 中微子 +11H 10n +01e+可以判定，中微子的质量数和电荷数分别是 。 （填写选项前的字母） （A）0和0 （B）0和1 （C）1 和 0 （D）1 和1 （2）上述核反应产生的正电子与水中的电子相遇，与电子形成几乎静止的整体后，可以转变为两个光子（ ） ，即 01e+01e2 已知正电子和电子的质量都为 9.110-31，反应中产生的每个光子的能量约为 J.正电子与电子相遇不可能只转变为一个光子，原因是 。 （3）试通过分析比较，具有相同动能的中子和电子的物质波波长的大小。 四、 计
14、算题：本题共3小题，共计47 分。解答时请写出必要的文字说明、方程式和重要的演算步骤。只写出最后答案的不能得分。有数值计算的题，答案中必须明确写出数值和单位。 13.（15 分）航模兴趣小组设计出一架遥控飞行器，其质量 m =2 ，动力系统提供的恒定升力 F =28 N。试飞时，飞行器从地面由静止开始竖直上升。设飞行器飞行时所受的阻力大小不变，g 取10m/s2。 （1）第一次试飞，飞行器飞行 t 1 = 8 s 时到达高度 H = 64 m。求飞行器所阻力 f的大小； （2）第二次试飞，飞行器飞行 t 2 = 6 s 时遥控器出现故障，飞行器立即失去升力。求飞行器能达到的最大宽度 h； （3
15、）为了使飞行器不致坠落到地面，求飞行器从开始下落到恢复升力的最长时间 t 3 。 14.（16 分）1932 年，劳伦斯和利文斯设计出了回旋加速器。回旋加速器的工作原理如图所示，置于高真空中的 D形金属盒半径为 R，两盒间的狭缝很小，带电粒子穿过的时间可以忽略不计。磁感应强度为B的匀强磁场与盒面垂直。A 处粒子源产生的粒子，质量为 m、电荷量为+q ，在加速器中被加速，加速电压为 U。加速过程中不考虑相对论效应和重力作用。 （1） 求粒子第 2次和第 1 次经过两 D 形盒间狭缝后轨道半径之比； （ 2） 求粒子从静止开始加速到出口处所需的时间 t ； （ 3） 实际使用中，磁感应强度和加速电
16、场频率都有最大值的限制。若某一加速器磁感应强度和加速电场频率的最大值分别为 B m、f m，试讨论粒子能获得的最大动能 E 。 15.（16 分）如图所示，两平行的光滑金属导轨安装在一光滑绝缘斜面上，导轨间距为 l、 足够长且电阻忽略不计，导轨平面的倾角为 ，条形匀强磁场的宽度为 d，磁感应强度大小为 B、方向与导轨平面垂直。长度为 2d 的绝缘杆将导体棒和正方形的单匝线框连接在一起组成“ ”型装置，总质量为 m，置于导轨上。导体棒中通以大小恒为I 的电流（由外接恒流源产生，图中未画出） 。线框的边长为 d（ d l） ，电阻为 R，下边与磁场区域上边界重合。将装置由静止释放，导体棒恰好运动到
17、磁场区域下边界处返回，导体棒在整个运动过程中始终与导轨垂直。重力加速度为 g。 求： （ 1）装置从释放到开始返回的过程中，线框中产生的焦耳热 Q； （ 2）线框第一次穿越磁场区域所需的时间 t1； （ 3）经过足够长时间后，线框上边与磁场区域下边界的最大距离 m。 物理试题参考答案 一、单项选择题 1.C 2.A 3.C 4.B 5.D 二、多项选择题 6 AB 7.AC 8.AD 9.BCD 三、简答题 10.（ 1） 9.940 （ 2） （ 3）dDL411. (1) 0.16 (0.15 也算对 ) （ 2） （见右图） （ 3）未计入砝码盘的重力 12A. (1) D (2) 吸收
18、 0.6 0.2 (3) 设气体体积为0V ，液体体积为1V 气体分子数ANmVn0= , 631dnV= (或31ndV = ) 则ANdmVV3016= （或ANdmVV301= ） 解得401101=VV(45102109 都算对) 12B.（ 1） D （ 2） 4 正 10 （ 3）设照片圆形区域的实际半径为 R ,运动员的实际长为 L折射定律 = sin90nsin 几何关系lLrRhRR=+= ,sin22 得 rlLnh 12= 取 mL 2.2= ， 解得 )(1.2 mh= （ m6.26.1都算对） 12C.（ 1） A (2)14102.8 遵循动量守恒 （ 3）粒子的
19、动量 kmEp 2= ，物质波的波长ph= 由cnmm ，知cnpp ，则cn 四、计算题 13.（ 1）第一次飞行中，设加速度为1a 匀加速运动21121taH = 由牛顿第二定律1mafmgF = 解得 )(4 Nf = （ 2）第二次飞行中，设失去升力时的速度为1v ，上升的高度为1s 匀加速运动221121tas = 设失去升力后的速度为2a ，上升的高度为2s 由牛顿第二定律2mafmg =+ 211tav = 22122avs = 解得 )(4221mssh =+= （ 3）设失去升力下降阶段加速度为3a ；恢复升力后加速度为4a ，恢复升力时速度为3v 由牛顿第二定律 3mafm
20、g = F+f-mg=ma4 且22333422vvhaa+= V3=a3t3 解得 t3=322(s)(或 2.1s) 14.(1)设粒子第 1 次经过狭缝后的半径为 r1,速度为 v1qu=12mv12 qv1B=m211vr解得 112mUrB q= 同理，粒子第 2 次经过狭缝后的半径 214mUrB q= 则 21:2:1rr= （ 2）设粒子到出口处被加速了 n 圈 221222nqU mvvqvB mRmTqBtnT=解得 22BRtU= （ 3）加速电场的频率应等于粒子在磁场中做圆周运动的频率，即2qBfm= 当磁场感应强度为 Bm 时，加速电场的频率应为2mBmqBfm= 粒
21、子的动能212KEmv=当Bmf mf 时，粒子的最大动能由 Bm决定 2mmmvqv B mR= 解得2222mkmqBREm= 当Bmf mf 时，粒子的最大动能由 fmj 决定 2mmvfR= 解得 2222km mE mf R= 15 (1)设装置由静止释放到导体棒运动到磁场下边界的过程中，作用在线框上的安培力做功为 W 由动能定理 sin 4 0mg d W BIld + = 且 QW= 解得 4sin 0Qmgd BIld= （ 2）设线框刚离开磁场下边界时的速度为1v ，则接着向下运动 2d 由动能定理 211sin 2 02mg d BIld mv = 装置在磁场中运动时收到的合力 sin Fmg F= 感应电动势 =Bd 感应电流 I =R安培力 F BI d= 由牛顿第二定律，在 t 到 t+ t时间内，有Fvtm= 则22sinBdvvg tmR = 有23112sinB dvgtmR= 解得 23122( 2 sin)sinB dmBIld mgdRtmg+= （ 3）经过足够长时间后，线框在磁场下边界与最大距离mx 之间往复运动 由动能定理 sin ( ) 0mmmg x BIl x d = 解得 sinmBIldxBIl mg =
