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2009 年普通高等学校招生全国统一考试（四川卷）
理科综合 物理部分
二、选择题（本题包括8 小题。每小题给出的四个选项中，有的只有一个选项正确，有的有
多个选项正确，全部选对的得6 分，选对但不全的得3 分，有选错的得0 分）
14.关于电磁波，下列说法正确的是
A.雷达是用X 光来测定物体位置的设备
B.使电磁波随各种信号而改变的技术叫做解调
C.用红外线照射时，大额钞票上用荧光物质印刷的文字会发出可见光
D.变化的电场可以产生变化的磁场
15.据报道，2009 年4 月29 日，美国亚利桑那州一天文观测机构发现一颗与太阳系其它行星逆
向运行的小行星，代号为2009HC82。该小行星绕太阳一周的时间为3.39 年，直径2～3 千米，其
轨道平面与地球轨道平面呈155°的倾斜。假定该小行星与地球均以太阳为中心做匀速圆周运
动，则小行星和地球绕太阳运动的速度大小的比值为
A.
B.
C.
D.
16.关于热力学定律，下列说法正确的是
A.在一定条件下物体的温度可以降到0 K
B.物体从单一热源吸收的热量可全部用于做功
C.吸收了热量的物体，其内能一定增加
D.压缩气体总能使气体的温度升高
17.如图甲所示，理想变压器原、副线圈的匝数比为10：1，R1＝20
，R2＝30
，C 为
电容器。已知通过R1的正弦交流电如图乙所示，则
A.交流电的频率为0.02 Hz
B.原线圈输入电压的最大值为200
V
C.电阻R2的电功率约为6.67 W
D.通过R3的电流始终为零
18.氢原子能级的示意图如图所示，大量氢原子从n＝4 的能级向n
1
＝2 的能级跃迁时辐射出可见光a，从n＝3 的能级向n＝2 的能级跃迁时辐射出可见光b，则
A.氢原子从高能级向低能级跃迁时可能会辐射出
射线
B.氢原子从n＝4 的能级向n＝3 的能级跃迁时会辐射出紫外线
C.在水中传播时，a 光较b 光的速度小
D.氢原子在n＝2 的能级时可吸收任意频率的光而发生电离
19.图示为一列沿x 轴负方向传播的简谐横波，实线为t＝0 时刻的波形图，虚线为t＝0.6s 时
的波形图，波的周期T＞0.6 s，则
A.波的周期为2.4 s
B.在t＝0.9 s 时，P 点沿y 轴正方向运动
C.经过0.4 s，P 点经过的路程为4 m
D.在t＝0.5s 时，Q 点到达波峰位置
20. （09 年四川理综卷）如图所示，粗糙程度均匀的绝缘斜面下方O 点处有一正点电荷，带负电
的小物体以初速度V1从M 点沿斜面上滑，到达N 点时速度为零，然后下滑回到M 点，此时速度
为V2（V2＜V1）。若小物体电荷量保持不变，OM＝ON，则
A．小物体上升的最大高度为
B．从N 到M 的过程中，小物体的电势能逐渐减小
C．从M 到N 的过程中，电场力对小物体先做负功后做正功
D．从N 到M 的过程中，小物体受到的摩擦力和电场力均是先增大后减小
21.如图所示，空气中有一横截面为半圆环的均匀透明柱体，其内圆半径为r，外圆半径为R，R
＝
r。现有一束单色光垂直于水平端面A 射入透明柱体，只经过两次全反射就垂直于水平端
面B 射出。设透明柱体的折射率为n，光在透明柱体内传播的时间为t，若真空中的光速为c，则
A.n 可能为
B.n 可能为2
C.t 可能为
D.t 可能为
第Ⅱ卷
2
本卷共10 题，共174 分。
22.(17 分)
(1)在弹性限度内，弹簧弹力的大小与弹簧伸长(或缩短)
的长度的比值，叫做弹簧的劲度系数。为了测量一轻弹簧
的劲度系数，某同学进行了如下实验设计：如图所示，将两
平行金属导轨水平固定在竖直向下的匀强磁场中，金属杆
ab 与导轨接触良好，水平放置的轻弹簧一端固定于O 点，另一端与金属杆连接并保持绝缘。在
金属杆滑动的过程中，弹簧与金属杆、金属杆与导轨均保持垂直，弹簧的形变始终在弹性限度
内，通过减小金属杆与导轨之间的摩擦和在弹簧形变较大时读数等方法，使摩擦对实验结果的
影响可忽略不计。
请你按要求帮助该同学解决实验所涉及的两个问题。
①帮助该同学完成实验设计。请你用低压直流电源（
）、滑动变阻器(
)、电流表（
）、开关（
）设计一电路图，画在图中虚线框内，并正确连在导轨的C、D 两端。
②若已知导轨间的距离为d,匀强磁场的磁感应强度为B,正确连接电路后，闭合开关，使金属
杆随挡板缓慢移动，当移开挡板且金属杆静止时，测出通过金属杆的电流为I1,记下金属杆的
位置，断开开关，测出弹簧对应的长度为x1;改变滑动变阻器的阻值，再次让金属杆静止时，测
出通过金属杆的电流为I2,弹簧对应的长度为x2,则弹簧的劲度系数k=__________.
（2）气垫导轨(如图甲)工作时，空气从导轨表面的小孔喷出，在导轨表面和滑块内表面之间形
成一层薄薄的空气层，使滑块不与导轨表面直接接触，大
大减小了滑块运动时的阻力。为了验证动量守恒定律，在
水平气垫导轨上放置两个质量均为a 的滑块，每个滑块的
一端分别与穿过打点计时器的纸带相连，两个打点计时器
所用电源的频率均为b.气垫导轨正常工作后，接通两个打
点计时器的电源，并让两滑块以不同的速度相向运动，两滑块相碰后粘在一起继续运动。图乙
为某次实验打出的、点迹清晰的纸带的一部分，在纸带上以同间距的6 个连续点为一段划分纸
带，用刻度尺分别量出其长度s1、s2和s3.若题中各物理量的单位均为国际单位，那么，碰撞前
两滑块的动量大小分别为_________、_________，两滑块的总动量大小为_________；碰撞后两
滑块的总动量大小为_________。重复上述实验，多做几次。若碰撞前、后两滑块的总动量在实
3
验误差允许的范围内相等，则动量守恒定律得到验证。
23.(16 分)
图示为修建高层建筑常用的塔式起重机。在起重机将质量m=5×103 kg 的重物竖直吊起的过程
中，重物由静止开始向上作匀加速直线运动，加速度a=0.2 m/s2，当起重机输出功率达到其允
许的最大值时，保持该功率直到重物做vm=1.02 m/s 的匀速运动。取g=10 m/s2,不计额外功。求：
(1) 起重机允许输出的最大功率。
(2) 重物做匀加速运动所经历的时间和起重机在第2 秒末的输
出
功率。
24.(19 分)
如图所示，直线形挡板p1p2p3与半径为r 的圆弧形挡板p3p4p5平
滑
连接并安装在水平台面b1b2b3b4上，挡板与台面均固定不动。线圈c1c2c3的匝数为n,其端点c1、
c3通过导线分别与电阻R1和平行板电容器相连，电容器两极板间的距离为d,电阻R1的阻值是
线圈c1c2c3阻值的2 倍，其余电阻不计，线圈c1c2c3内有一面积为S、方向垂直于线圈平面向上
的匀强磁场，磁场的磁感应强
度B 随时间均匀增大。质量为
m 的小滑块带正电，电荷量始
终保持为q,在水平台面上以
初速度v0从p1位置出发，沿挡板运动并通过p5位置。若电容器两板间的电场为匀强电场，p1、p2
在电场外，间距为L,其间小滑块与台面的动摩擦因数为μ，其余部分的摩擦不计，重力加速度
为g.
求：
（1）小滑块通过p2位置时的速度大小。
（2）电容器两极板间电场强度的取值范围。
（3）经过时间t,磁感应强度变化量的取值范围。
25.(20 分)
如图所示，轻弹簧一端连于固定点O，可在竖直平面内自由转动，另一端连接一带电小球P,其
4
质量m=2×10-2 kg,电荷量q=0.2 C.将弹簧拉至水平后，以初速度V0=20 m/s 竖直向下射出小
球P,小球P 到达O 点的正下方O1点时速度恰好水平，其大小V=15 m/s.若O、O1相距R=1.5 m,
小球P 在O1点与另一由细绳悬挂的、不带电的、质量M=1.6×10-1 kg 的静止绝缘小球N 相碰。
碰后瞬间，小球P 脱离弹簧，小球N 脱离细绳，同时在空间加上竖直向上的匀强电场E 和垂直于
纸面的磁感应强度B=1T 的弱强磁场。此后，小球P 在竖直平面内做半径r=0.5 m 的圆周运动。
小球P、N 均可视为质点，小球P 的电荷量保持不变，不计空气阻力，取g=10 m/s2。那么，
（1）弹簧从水平摆至竖直位置的过程中，其弹力做功为多少？
（2）请通过计算并比较相关物理量，判断小球P、N 碰撞后能否在某一时刻具有相同的速度。
(3)若题中各量为变量，在保证小球P、N 碰撞后某一时刻具有相同速度的前提下，请推导出r
的表达式(要求用B、q、m、θ 表示，其中θ 为小球N 的运动速度与水平方向的夹角)。
参考答案
14
15
16
17
18
19
20
21
D
A
B
C
C
D
AD
AB
22：（1）①设计的电路如图。
5
②
（3 分）
（2）0.2abs3 0.2abs1（两空可互换），0.2ab(s1-s3)； 0.4abs2
23 解析：
(1)设起重机允许输出的最大功率为P0，重物达到最大速度时，拉力F0等于重力。
P0＝F0vm ①
P0＝mg ②
代入数据，有：P0＝5.1×104W ③
(2)匀加速运动结束时，起重机达到允许输出的最大功率，设此时重物受到的拉力为F，速度为
v1，匀加速运动经历时间为t1,有：
P0＝F0v1 ④
F－mg＝ma ⑤
V1＝at1 ⑥
由③④⑤⑥，代入数据，得：t1＝5 s ⑦
T＝2 s 时，重物处于匀加速运动阶段，设此时速度为v2，输出功率为P，则
v2＝at ⑧
P＝Fv2 ⑨
由⑤⑧⑨，代入数据，得:P＝2.04×104W。
24 解析：
（1）小滑块运动到位置p2时速度为v1，由动能定理有：
－umgL＝
①
v1＝
②
（2）由题意可知，电场方向如图，若小滑块能通过位置p，则小滑块可沿挡板运动且通过位置
p5，设小滑块在位置p 的速度为v，受到的挡板的弹力为N，匀强电场的电场强度为E，由动能定
6
理有：
－umgL－2rEqs＝
③
当滑块在位置p 时，由牛顿第二定律有：N+Eq＝m
④
由题意有：N≥0 ⑤
由以上三式可得：E≤
⑥
E 的取值范围：0＜ E≤
⑦
（3）设线圈产生的电动势为E1，其电阻为R，平行板电容器两端的电压为U，t 时间内磁感应强度
的变化量为
B，得： ⑧
U＝Ed
由法拉第电磁感应定律得E1＝n
⑨
由全电路的欧姆定律得E1＝I（R+2R） ⑩
U＝2RI
经过时间t，磁感应强度变化量的取值范围：0＜
≤
25 解析：
（1）设弹簧的弹力做功为W，有：
①
代入数据，得：W＝
J ②
（2）由题给条件知，N 碰后作平抛运动，P 所受电场力和重力平衡，P 带正电荷。设P、N 碰后的速
7
度大小分别为v1和V，并令水平向右为正方向，有:
③
而：
④
若P、N 碰后速度同向时，计算可得V<v1，这种碰撞不能实现。P、N 碰后瞬时必为反向运动。有：
⑤
P、N 速度相同时，N 经过的时间为
，P 经过的时间为
。设此时N 的速度V1 的方向与水平方
向的夹角为
，有：
⑥
⑦
代入数据，得：
⑧
对小球P，其圆周运动的周期为T，有：
⑨
经计算得：
＜T，
P 经过
时，对应的圆心角为
，有：
⑩
当B 的方向垂直纸面朝外时，P、N 的速度相同，如图可知，有：
联立相关方程得：
比较得，
，在此情况下，P、N 的速度在同一时刻不可能相同。
当B 的方向垂直纸面朝里时，P、N 的速度相同，同样由图，有：
，
同上得：
，
8
比较得，
，在此情况下，P、N 的速度在同一时刻也不可能相同。
（3）当B 的方向垂直纸面朝外时，设在t 时刻P、N 的速度相同，
，
再联立④⑦⑨⑩解得：
当B 的方向垂直纸面朝里时，设在t 时刻P、N 的速度相同
，
同理得：
，
考虑圆周运动的周期性，有:
（给定的B、q、r、m、
等物理量决定n 的取值）
9
