2009年江苏省高考物理试卷

2009年江苏省高考物理试卷

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．（3分）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，则两球间库仑力的大小为（）

A ．

B ．

C ．

D ．F

2．（3分）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10m/s2）（）

A ．

B ．

C ．

D ．

3．（3分）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（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．108m/s2B．1010m/s2 C．1012m/s2 D．1014m/s2

4．（3分）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v x、竖直分量大小v y与时间t 的图象，可能正确的是（）

A ．

B ．

C ．

D ．

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5．（3分）在如图所示的闪光灯电路中，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．（4分）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u=20sin100πtV 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100V

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．（4分）如图所示，以8m/s匀速行驶的汽车即将通过路口，绿灯还有2s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2m/s2，减速时最大加速度大小为5m/s2．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（）

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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

D．如果距停车线5m处减速，汽车能停在停车线处

8．（4分）空间某一静电场的电势φ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E Bx、E Cx，下列说法中正确的有（）

A．E Bx的大小大于E Cx的大小

B．E Bx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．（4分）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速度相等时，A的速度达到最大

D．当A、B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．[选做题]本题包括A、B、C三个小题，请选定其中两题作答．若三题都做，则按A、B两题评分

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：

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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．图乙中游标卡尺（游标尺上有20个等分刻度）的读数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

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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的实验数据如表

请根据实验数据作出a﹣F的关系图象．

（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．（24分）【选做题】A．（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/m3，平均摩尔质量为0.29kg/mol．阿伏加德罗常数N A=6.02×1023mol﹣1，取气体分子的平均直径为2×10﹣10m，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．（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t=0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

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动的周期是s；t=8s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t=9s 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r=11cm的圆型范

围内，水面上的运动员手到脚的长度l=10cm

，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h，（结果保留两位有效数字）

C．在β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11H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（01n）和正电子（+10e），即中微子+11H→01n++10e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

+10e+

﹣1

0e→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=2kg，动力系统提

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供的恒定升力F=28N．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=8s 时到达高度H=64m．求飞行器所阻力f的大小；

（2）第二次试飞，飞行器飞行t2=6s 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高度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 km．

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．

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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Χm．

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2009年江苏省高考物理试卷

参考答案与试题解析

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．（3分）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，则两球间库仑力的大小为（）

A ．

B ．

C ．

D ．F

【解答】解：接触前两个点电荷之间的库仑力大小为F=k，两个相同的金属球各自带电，接触后再分开，其所带电量先中和后均分，所以两球分开后各自带电为+Q ，距离又变为原来的，库仑力为F′=k，

所以两球间库仑力的大小为。

故选：C。

2．（3分）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10m/s2）（）

A ．

B ．

C ．

D ．

【解答】解：一个大小方向确定的力分解为两个等大的力时，合力在分力的角平分线上，且两分力的夹角越大，分力越大，因而当绳子拉力达到F=10N的时候，

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绳子间的张角最大，为120°，此时两个挂钉间的距离最大；

画框受到重力和绳子的拉力，三个力为共点力，受力如图。

绳子与竖直方向的夹角为θ=60°，绳子长为L0=1m，则有mg=2Fcosθ，两个挂钉的间距离，解得m，A项正确；

故选：A。

3．（3分）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（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．108m/s2B．1010m/s2 C．1012m/s2 D．1014m/s2

【解答】解：黑洞实际为一天体，天体表面的物体受到的重力近似等于物体与该天体之间的万有引力，

对黑洞表面的某一质量为m物体有：

，

又有，

联立解得，

带入数据得重力加速度的数量级为1012m/s2，

故选：C。

4．（3分）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v x、竖直分量大小v y与时间t

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的图象，可能正确的是（）

A ．

B ．

C ．

D ．

【解答】解：A、B：跳伞运动员下落过程中受到的空气阻力并非为恒力，与速度有关，且速度越大受到的阻力越大，把阻力向水平方向分解，水平方向只受阻力，同时跳伞运动员具有水平方向速度，所以做减速运动，且速度减小，阻力减小，加速度减小。在v﹣t图象中图线的斜率表示加速度，∴A选项错误，B选项正确。

C、D：竖直方向运动员受重力和空气阻力，竖直方向的速度逐渐增大，空气阻力增大，竖直方向的合力减小，竖直方向的加速度a y逐渐变小，图象中的图线的斜率减小，而由斜率表示加速度知，C图中，竖直方向的加速度不变，D图中加速度增大，与实际不符，故C、D错误。

故选：B。

5．（3分）在如图所示的闪光灯电路中，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【解答】解：A、电容器两端的电压与闪光灯两端的电压相等，当电源给电容器充电，达到闪光灯击穿电压U时，闪光灯被击穿，电容器放电，放电后闪光灯两端电压小于U，断路，电源再次给电容器充电，达到电压U时，闪光灯又被击穿，电容器放电，如此周期性充放电，使得闪光灯周期性短暂闪光。要使得充电

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后达到电压U，则电源电动势一定大于等于U，A 项错误；

B、电容器两端的最大电压为U，故电容器所带的最大电荷量为Q=CU，B项错误；

C、闪光灯闪光时电容器放电，所带电荷量减少，C项错误；

D、充电时电荷通过R，通过闪光灯放电，故充放电过程中通过电阻R的电荷量与通过闪光灯的电荷量一定相等，D项正确。

故选：D。

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．（4分）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u=20sin100πtV 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100V

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

【解答】解：A

、交变电压的频率为Hz，一个周期内电压两次大于

100V，即一个周期内氖泡能两次发光，所以其发光频率为100Hz，所以A项正确；

B、由交变电压的瞬时值表达式知，

原线圈两端电压的有效值为V=20V，

由得副线圈两端的电压为U2=100V，电压表的示数为交流电的有效值，

所以B项正确；

C、开关断开前后，输入电压不变，变压器的变压比不变，故输出电压不变，所以C项错误；

D、断开后，电路消耗的功率减小，输出功率决定输入功率，所以D项错误。故选：AB。

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7．（4分）如图所示，以8m/s匀速行驶的汽车即将通过路口，绿灯还有2s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2m/s2，减速时最大加速度大小为5m/s2．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

【解答】解：AB、如果立即做匀加速直线运动，t1=2s 内的位移

=20m＞18m，此时汽车的速度为v1=v0+a1t1=12m/s＜12.5m/s，汽车没有超速，A 项正确、B错误；

C、不管是用多小的加速度做匀减速运动，在绿灯熄灭前汽车一定不能通过停车线，因为即使不减速，匀速行驶，2秒所能行驶的距离也只是16m＜18m；故C 正确

D、如果立即以最大加速度做匀减速运动，速度减为零需要的时间为：

s

，此过程通过的位移为=6.4m，即刹车距离为6.4m，所以如果距停

车线5m处减速，则会过线；D错误。

故选：AC。

8．（4分）空间某一静电场的电势φ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E Bx、E Cx，下列说法中正确的有（）

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A．E Bx的大小大于E Cx的大小

B．E Bx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

【解答】解：在B点和C点附近分别取很小的一段d，由图象，B点段对应的电势差大于C 点段对应的电势差，看做匀强电场有，可见E Bx＞E Cx，A项正确；

同理可知O点场强最小，电荷在该点受到的电场力最小，C项错误；

沿电场方向电势降低，在O点左侧，E Bx的方向沿x轴负方向，在O点右侧，E Cx 的方向沿x轴正方向，所以B项错误，D项正确。

故选：AD。

9．（4分）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速度相等时，A的速度达到最大

D．当A、B速度相等时，弹簧的弹性势能最大

【解答】解：对A、B在水平方向受力分析如图，F1为弹簧的拉力；

当加速度大小相同为a时，对A有F﹣F1=ma，对B有F1=ma ，得，

在整个过程中A的合力（加速度）一直减小，而B的合力（加速度）一直增大，

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在达到共同加速度之前A的合力（加速度）一直大于B的合力（加速度），之后A的合力（加速度）一直小于B的合力（加速度）。

两物体运动的v﹣t图象如图所示，t l时刻，两物体加速度相等，斜率相同，速度差最大，t2时刻两物体的速度相等，A速度达到最大值，

两实线之间围成的面积有最大值即两物体的相对位移最大，此时弹簧被拉到最长；除重力和弹簧弹力外其它力对系统正功，所以系统机械能增加，

t l时刻之后拉力依然做正功，即加速度相等时，系统机械能并非最大值。

故选：BCD。

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．[选做题]本题包括A、B、C三个小题，请选定其中两题作答．若三题都做，则按A、B两题评分

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）的读数L=9.940cm．

（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⑥．（用

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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）

【解答】解：（1）游标卡尺的读数，按步骤进行则不会出错．首先，确定游标卡尺的精度为20分度，即为0.05mm，然后以毫米为单位从主尺上读出整毫米数99.00mm，注意小数点后的有效数字要与精度一样，再从游标尺上找出对的最齐一根刻线，精度×格数=0.05×8mm=0.40mm，最后两者相加，根据题目单位要求换算为需要的数据，99.00mm+0.40mm=99.40mm=9.940cm．

（2）本实验为测定一个几欧姆的电阻，在用伏安法测量其两端的电压和通过电阻的电流时，因为安培表的内阻较小，为了减小误差，应用安培表外接法，⑥线的连接使用的是安培表内接法．

（3）审题是处理本题的关键，弄清题意也就能够找到处理本题的方法．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

．即

，，而电阻R满足

R2=R d•R D，将R d、R D 带入得

答案：（1）9.940 （2）⑥（3）

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．

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