2009届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和+的相同金属小球(均可视为点电荷),固定在相距为的两处,它们间库仑力的大小为。两小球相互接触后将其固定距离变为,则两球间库仑力的大小为

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A.          B.           C.          D.

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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,为使绳不断裂,画框上两个挂钉的间距最大为(

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A.           B.

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C.            D.

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3.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45km,质量和半径的关系满足(其中为光速,为引力常量),则该黑洞表面重力加速度的数量级为

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A.                       B.

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C.                       D.

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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、竖直分量大小与时间的图像,可能正确的是

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A                    B                 C                  D

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5.在如图所示的闪光灯电路中,电源的电动势为,电容器的电容为。当闪光灯两端电压达到击穿电压时,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

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A.电源的电动势一定小于击穿电压

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B.电容器所带的最大电荷量一定为

C.闪光灯闪光时,电容器所带的电荷量一定增大

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D.在一个闪光周期内,通过电阻的电荷量与通过闪光灯的电荷量一定相等

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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 氖泡在两端电压达到100V时开始发光,下列说法中正确的有

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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

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7.如图所示,以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。该车加速时最大加速度大小为,减速时最大加速度大小为。此路段允许行驶的最大速度为,下列说法中正确的有

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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

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D.如果距停车线处减速,汽车能停在停车线处

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8.空间某一静电场的电势轴上分布如图所示,轴上两点B、C的电场强度在方向上的分量分别是,下列说法中正确的有

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A.的大小大于的大小

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B.的方向沿轴正方向

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C.电荷在点受到的电场力在方向上的分量最大

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D.负电荷沿轴从移到的过程中,电场力先做正功,后做负功

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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

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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

【必做题】

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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。

10.(8分)有一根圆台状均匀质合金棒如图所示,某同学猜测其电阻的大小与该合金棒的电阻率ρ、长度L和两底面直径d、D有关。他进行了如下实验:

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(1)用游标卡尺测量合金棒的两底面直径d、D和长度L。图中游标卡尺(游标尺上有20个等分刻度)的读数L=________cm.

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(2)测量该合金棒电阻的实物电路如图所示(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)

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(3)改正电路后,通过实验测得合金棒的电阻R=6.72Ω.根据电阻定律计算电阻率为ρ、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=13.3Ω、RD=3.38Ω.他发现:在误差允许范围内,电阻R满足R2=Rd?RD,由此推断该圆台状合金棒的电阻R=_______.(用ρ、L、d、D表述)

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11.(10分)“探究加速度与物体质量、物体受力的关系”的实验装置如图所示.

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(1)在平衡小车与桌面之间摩擦力的过程中,打出了一条纸带如图所示。计时器打点的时间间隔为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)

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(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)

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0.196

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0.392

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0.588

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0.784

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0.980

加速度a(m?s-2

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0.69

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1.18

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1.66

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2.18

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2.70

请根据实验数据作出a-F的关系图像.

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(3)根据提供的实验数据作出的-F图线不通过原点,请说明主要原因。

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12.[选做题]本题包括、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          (D)气体组成的系统地熵增加

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(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

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(3)已知气泡内气体的密度为1.29kg/,平均摩尔质量为0.29kg/mol。阿伏加德罗常数 ,取气体分子的平均直径为,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。(结果保留一位有效数字)

B.(选修模块3―4)(12分)

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(1)如图所示,强强乘坐速度为0.9为光速)的宇宙飞船追赶正前方的壮壮,壮壮的飞行速度为0.5,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)

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(A)0.4c          (B)0.5c     (C)0.9c            (D)1.0c

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(2)在时刻,质点A开始做简谐运动,其振动图象如图所示。

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质点A振动的周期是         s;时,质点A的运动沿轴的          方向(填“正”或“负”);质点B在波的传播方向上与A相距16m,已知波的传播速度为2m/s,在时,质点B偏离平衡位置的位移是      cm

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(3)图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的圆型范围内,水面上的运动员手到脚的长度,若已知水的折射率为,请根据运动员的实际身高估算该游泳池的水深,(结果保留两位有效数字)

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C.(选修模块3―5)(12分)

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衰变中常伴有一种称为“中微子”的粒子放出。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,利用中微子与水中的核反应,间接地证实了中微子的存在。

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(1)中微子与水中的发生核反应,产生中子()和正电子(),即

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中微子++

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

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(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

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+2

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已知正电子和电子的质量都为9.1×10-31┧,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。

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四、计算题: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t1 = 8 s 时到达高度H = 64 m。求飞行器所受阻力f的大小;

(2)第二次试飞,飞行器飞行t2 = 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)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t3

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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。

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(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Bm、fm,试讨论粒子能获得的最大动能E

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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,图中未图出)。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

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   (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

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