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 2 r ，则两球间库 仑力的大小为 A 1 12 F B 3 4 F C 4 3 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
2、） A 3 m 2 B 2 m 2 C 1 m 2 D 3 m 4 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 R约 45km，质量 M 和半径 R的关系满足 2 2 M 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 82 10 m/s B 10 2 10 m/s C 12 2 10 m/s D 14 2 10 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
3、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
4、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 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 2 2m/s ，减速时最大加速度大小为 2 5m/s 。此路段允许行 驶的最大速度为 12.5m/s ，下列说
5、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
6、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。共计 42 分。请 将解答写在答题卡相应的位置。
7、【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
8、 D 的圆柱状合金棒的电阻分别为 R d =13.3、 R D =3.38.他发现：在误 差允许范围内， 电阻 R 满足 R 2 =R d R D ， 由此推断该圆台状合金棒的电阻 R=_.（用、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/s 2 . （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
9、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 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
10、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 （ 3）已知气泡内气体的密度为 1.29kg/
11、 3 m ，平均摩尔质量为 0.29kg/mol。阿伏加德罗常数 A23-1 N =6.02 10 mol ，取气体分子的平均直径为 -10 210 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） 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
12、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= 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 4 3 n= ，请根据运动员的实际身高估算该游泳池的水深 h，
13、（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 1 1 H 的核反应，间接地证实了中微子的存在。 （ 1）中微子与水中的 1 1 H 发生核反应，产生中子（ 1 0 n）和正电子（ 0 1 e + ） ，即 中微子 + 1 1 H 1 0 n + 0 1 e + 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
14、）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 0 1 e + + 0 1 e 2 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
15、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/s 2 。 （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）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
16、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
17、 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 t 1
18、； （ 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） dD L 4 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 0 V ，液体体积为 1 V 气体分子数 A N m V n 0 = , 6 3 1 d nV = (或 3 1 ndV = ) 则 A Nd m
19、V V 3 0 1 6 = （或 A Nd mV V 3 0 1 = ） 解得 4 0 1 101 = V V ( 45 102109 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 l L r R hR R = + = ,sin 22 得 r l L nh 1 2 = 取 mL 2.2= ， 解得 )(1.2 mh= （ m6.26.1 都算对） 12C.（ 1） A (2) 14 102.8 遵循动量守恒 （ 3）粒子的动量 k mEp 2= ，物质波的波长 p h = 由 c
20、n mm ，知 cn pp ，则 cn 四、计算题 13.（ 1）第一次飞行中，设加速度为 1 a 匀加速运动 2 11 2 1 taH = 由牛顿第二定律 1 mafmgF = 解得 )(4 Nf = （ 2）第二次飞行中，设失去升力时的速度为 1 v ，上升的高度为 1 s 匀加速运动 2 211 2 1 tas = 设失去升力后的速度为 2 a ，上升的高度为 2 s 由牛顿第二定律 2 mafmg =+ 211 tav = 2 2 1 2 2a v s = 解得 )(42 21 mssh =+= （ 3）设失去升力下降阶段加速度为 3 a ；恢复升力后加速度为 4 a ，恢复升力时速度
21、为 3 v 由牛顿第二定律 3 mafmg = F+f-mg=ma 4 且 22 33 34 22 vv h aa += V 3= a 3 t 3 解得 t 3 = 32 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= 1 2 mv 1 2 qv 1 B=m 2 1 1 v r 解得 1 12mU r B q = 同理，粒子第 2 次经过狭缝后的半径 2 14mU r B q = 则 21 :2:1rr= （ 2）设粒子到出口处被加速了 n 圈 2 2 1 2 2 2 nqU mv v qvB m R m T qB tnT = =
22、= = 解得 2 2 BR t U = （ 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 2 qB f m = 当磁场感应强度为 Bm 时，加速电场的频率应为 2 m Bm qB f m = 粒子的动能 2 1 2 K Emv= 当 Bm f m f 时，粒子的最大动能由 B m 决定 2 m mm v qv B m R = 解得 222 2 m km qBR E m = 当 Bm f m f 时，粒子的最大动能由 f m j 决定 2 mm vfR= 解得 222 2 km m E 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
23、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 1 v ，则接着向下运动 2d 由动能定理 2 1 1 sin 2 0 2 mg 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 F vt m = 则 22 sin Bdv vg t mR = 有 23 11 2 sin B d vgt mR = 解得 23 1 2 2( 2 sin) sin B d mBIld mgd R t mg + = （ 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 sin ( ) 0 mm mg x BIl x d = 解得 sin m BIld x BIl mg =
