2009年江苏省高考理综试卷物理部分
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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
A .112F
B .34F
C .43
F 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2
10m/s )
A B
C .
1m 2 D .43.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2
2M c R 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
A .8210m/s
B .10210m/s
C .12210m/s
D .142
10m/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x v 、竖直分量大小y v 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V u t π= 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Bx E 、Cx E ,下列说法中正确的有
A .Bx E 的大小大于Cx E 的大小
B .Bx E 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。攻击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ρ、长度L和两底面直径d、D有关。
他进行了如下实验:
(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=6.72Ω.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R d=13.3Ω、R D=3.38Ω.他发现:在误差允许范围内,电阻R满足R2=R d·R D,由此推断该圆台状合金棒的电阻R=_______.(用
ρ、L、d、D表述)
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:
0.196 0.392 0.588 0.784 0.980
砝码盘中砝码总重
力F(N)
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(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
m,平均摩尔质量为0.29kg/mol。阿伏加德罗常数(3)已知气泡内气体的密度为1.29kg/3
A23-1
?,若气泡内的气体能完全变为
210m
N=6.0210mol
?,取气体分子的平均直径为-10
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)
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 ;8t s =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9t s =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,水利方运
动馆的景象呈限在半径11r cm =的圆型范围内,水面上的运
动员手到脚的长度10l cm =,若已知水的折射率为4
3n =,
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β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1
1H 的核反应,间接地证实了中微子的存在。
(1)中微子与水中的11H 发生核反应,产生中子(10n )和正电子(0
1e +),即
中微子+11H →1
0n +0
1e +
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(γ),即0
1e
++0
1
e
-
→2γ
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。
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。
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α,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;
(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)⑥ (3)dD
L πρ4 11. (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 0.6 0.2
(3) 设气体体积为0V ,液体体积为1V 气体分子数A N m V n 0
ρ=, 63
1d n V π=(或31nd V =) 则A N d m V V 3016πρ= (或A N d m
V V 301ρ=) 解得
401101-?=V V (45102~109--??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 α
几何关系l
L r R h R R
=+=,sin 22α 得r l
L n h ·12-= 取m L 2.2=,解得)(1.2m h =(m 6.2~6.1都算对) 12C.(1)A (2)1410
2.8-? 遵循动量守恒
(3)粒子的动量 k mE p 2=,物质波的波长p h =λ 由c n m m <,知c n p p <,则c n λλ<
四,计算题
13.(1)第一次飞行中,设加速度为1a
匀加速运动2112
1t a H = 由牛顿第二定律1ma f mg F =--
解得)(4N f =
(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22112
1t a s = 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2ma f mg =+
211t a v =
2
2122a v s = 解得)(4221m s s h =+=
(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 3ma f mg =-
F+f-mg=ma 4 且223334
22v v h a a += V 3=a 3t 3
解得t 3
=2
(s)(或2.1s) 14.(1)设粒子第1次经过狭缝后的半径为r 1,速度为v 1 qu=12
mv 12
qv 1B=m 211
v r 解得
1r =
同理,粒子第2次经过狭缝后的半径
2r =
则
21:r r
(2)设粒子到出口处被加速了n 圈 22
122
2nqU mv v qvB m R
m T qB
t nT π=
=== 解得 2
2BR t U π=
(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2qB f m π=
当磁场感应强度为Bm 时,加速电场的频率应为2m Bm qB f m
π= 粒子的动能2
12
K E mv = 当Bm f ≤m f 时,粒子的最大动能由B m 决定
2m m m v qv B m R
= 解得2222m km
q B R E m = 当Bm f ≥m f 时,粒子的最大动能由f m j 决定
2m m v f R π=
解得 2222km m E mf R π=
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 s i n
40m g d W B I l d α+-= 且Q W =-
解得 4s i n 0
Q m g d B I l d α=-= (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 2
11s i n 202m g d B I l d m v
α-=- 装置在磁场中运动时收到的合力
sin 'F mg F α=-
感应电动势 ε=Bd υ
感应电流 'I =R
ε 安培力 ''F BI d = 由牛顿第二定律,在t 到t+t 时间内,有F v t m =
则22sin B d v v g t mR α??∑=∑-???
? 有23
112sin B d v gt mR
α=- 解得
23
12sin B d R t mg α
= (3)经过足够长时间后,线框在磁场下边界与最大距离m x 之间往复运动 由动能定理 s i n ()0m m mg x BIl x d α--= 解得 sin m BIld x BIl mg α=
-
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