2009年全国统一高考理综试卷（江苏卷）物理试卷

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$t$的图像，可能正确的是（）

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$\frac{r}{2}$，则两球间库仑力的大小为（）

用一根长1$m$的轻质细绳将一副质量为1$kg$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$10m/s^2$）（）

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$XTEJ$1650-500双星系统中发现的最小黑洞位列其中，若某黑洞的半径$R$约45$k$，质量$M$和半径$R$的关系满足$\frac{M}{R}=\frac{c^2}{2G}$（其中$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（）

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 的电荷量与通过闪光灯的电荷量一定相等

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$u=20\sqrt{2}\sin \left(100\pi t\right)V$ 氖泡在两端电压达到$100V$时开始发光，下列说法中正确的有（）

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（）

空间某一静电场的电势$\varphi$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（）

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（）

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$\rho$、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$L$=$cm$.
  
（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$R=6.72\Omega$.根据电阻定律计算电阻率为$\rho$、长为$L$、直径分别为$d$和$D$的圆柱状合金棒的电阻分别为$R_d=13.3\Omega$、$R_D=3.38\Omega$.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$\rho$、$L$、$d$、$D$表述）

"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。计时器打点的时间间隔为0.02$s$.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

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。

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）

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0.6$J$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0.1$J$的功，同时吸收了0.3$J$的热量，则此过程中，气泡内气体内能增加了$J$

已知气泡内气体的密度为1.29$kg/m^3$，平均摩尔质量为0.29$kg/mol$。阿伏加德罗常数$N_A=6.02\times {10}^{23}mo{l}^{-1}$，取气体分子的平均直径为$2\times {10}^{-10}m$，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。（结果保留一位有效数字）

如图甲所示，强强乘电梯速度为0.9$c$（$c$为光速）的宇宙飞船追赶正前方的壮壮，壮壮的飞行速度为0.5$c$，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）

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$A$振动的周期是租$s$；$t=8s$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16$m$，已知波的传播速度为2$m/s$，在$t=9s$时，质点$B$偏离平衡位置的位移是$cm$。

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现在半径$r=11cm$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$n=\frac{4}{3}$，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）

在$\beta$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${}_1{}^{1}H$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（${}_0{}^{1}n$）和正电子（${}_{+1}{}^{0}e$），即
$\mathrm{中微子}+{}_1{}^{1}H\to {}_0{}^{1}n+{}_{+1}{}^{0}e$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）

（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（$\gamma$），即           ${}_{+1}{}^{0}e+{}_{-1}{}^{0}e\to 2\gamma$

已知正电子和电子的质量都为$9.1\times {10}^{-31}㎏$，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。

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10$m/s^2$。
（1）第一次试飞，飞行器飞行$t_1=8s$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$t_2=6s$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$t_3$。

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$E_{㎞}$。

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$\alpha$，条形匀强磁场的宽度为$d$，磁感应强度大小为$D$、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$d(d<i)$，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$t_1$；
（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$x_m$。