2009 江苏卷 物理

（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 $J _ { { \overline { { 2 } } } } ^ { r } ,$ ，则两球间库仑力的大小为（　　）A ${ \frac { 1 } { 1 2 } } F$ B $\frac { 3 } { 4 } F$ C ${ \frac { 4 } { 3 } } F$ D $_ { 4 } ^ { 1 } \mathrm { F }$

（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 $1 0 \mathrm { m / s } ^ { 2 } )$ （　　）

A ${ \frac { \sqrt { 3 } } { 2 } } m$ B ${ \frac { \sqrt { 2 } } { 2 } } m$ C ${ \frac { 1 } { 2 } } m$ D ${ \frac { \sqrt { 3 } } { 4 } } m$

（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 ${ \frac { M } { R } } = { \frac { c ^ { 2 } } { 2 G } }$ （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 $1 0 ^ { 8 } \mathrm { m } / \mathrm { s } ^ { 2 }$ B $1 0 ^ { 1 0 } \mathrm { m } / \mathrm { s } ^ { 2 }$ C $1 0 ^ { 1 2 } \mathrm { m } / \mathrm { s } ^ { 2 }$ D． $1 0 ^ { 1 4 } \mathrm { m } / \mathrm { s } ^ { 2 }$

（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 $\mathbf { V } _ { \mathbf { X } } \mathbf { \cdot }$ 、竖直分量大小 $\mathbf { v _ { y } }$ 与时间 t的图象，可能正确的是（　　）

A

B

C

D

（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（　　）

（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。

图丙

（1）在平衡小车与桌面之间摩擦力的过程中，打出了一条纸带如图乙所示。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 $\mathrm { \mathbf { a } } { = } \mathrm { \underline { { ~ \Gamma ~ } } } 0 . 1 6 \mathrm { \quad } \mathrm { \mathbf { m } } / \mathrm { \mathbf { s } } ^ { 2 }$ ．（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的实验数据如表

<table><tr><td rowspan=1 colspan=1>砝码盘中砝码总重力F（N）</td><td rowspan=1 colspan=1>0.196</td><td rowspan=1 colspan=1>0.392</td><td rowspan=1 colspan=1>0.588</td><td rowspan=1 colspan=1>0.784</td><td rowspan=1 colspan=1>0.980</td></tr><tr><td rowspan=1 colspan=1>加速度a $( \mathbf { m } \bullet \mathbf { s } |$ -2</td><td rowspan=1 colspan=1>0.69</td><td rowspan=1 colspan=1>1.18</td><td rowspan=1 colspan=1>1.66</td><td rowspan=1 colspan=1>2.18</td><td rowspan=1 colspan=1>2.70</td></tr></table>

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

（15 分）航模兴趣小组设计出一架遥控飞行器，其质量 $\mathrm { m } { = } 2 \mathrm { k g }$ ，动力系统提供的恒定升力 $\mathrm { F } { = } 2 8 \mathrm { N }$ ．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 $1 0 \mathrm { m } / \mathrm { s } ^ { 2 }$

（1）第一次试飞，飞行器飞行 $\mathrm { t } _ { 1 } = 8 \mathrm { s }$ 时到达高度 $_ { \mathrm { H } } { = } 6 4 \mathrm { m }$ ．求飞行器所阻力f的大小；

（2）第二次试飞，飞行器飞行 $\mathrm { t } _ { 2 } = 6 \mathrm { s }$ 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 $\mathbf { t } _ { 3 }$