2009年江苏省高考物理试卷
发布时间:2024-11-25
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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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