北京地区2016年物理科学业水平考试（等级考）测试试卷

北京地区2016年物理科学业水平考试（等级考）试测卷本试卷共4页，共100分。考试时长90分钟。考生务必将答案答在答题卡上，在试卷上作答无效。考试结束后，将本试卷和答题卡一并交回。第一部分（选择题共40分）本部分共10小题，每小题4分，共40分。在每小题列出的四个选项中，选出最符合题目要求的一项。1．一列简谐横波在介质中沿x轴传播，某时刻的波形如图所示，则该简谐波的A．波长为1.0mB．波长为2.0mC．振幅为10.0cmD．振幅为20.0cm2．卫星发射时，可利用其随地球自转的速度，达到节省燃料的目的。仅从该角度考虑，卫星发射场的位置应建在A．赤道附近B．靠近南极C．靠近北极D．地面任意处3．如图甲所示，矩形金属线框绕与磁感线垂直的转轴在匀强磁场中匀速转动，线框中的感应电动势e随时间t的变化关系如图乙所示，则A．线框的转动周期为0.01sB．电动势的有效值为311VC．电动势e=220sin(50πt)VD．电动势e=311sin(100πt)V4．阴极射线管中电子束由阴极沿x轴正方向射出，在荧光屏上出现一条亮线（如图）。要使该亮线向z轴正方向偏转，可加上沿A．z轴正方向的磁场B．y轴负方向的磁场C．z轴正方向的电场D．y轴负方向的电场5.如图所示，在两等量异种点电荷的电场中，MN为两点电荷连线的中垂线，O点是MN与两点电荷连线的交点，b、c位于两点电荷的连线上，Ob=Oc。则A．场强Ea=EOB．电势b=cC．电势差UbO=UOcD．电势OaMNabcOy/cmx/m1.05.0-5.02.000.51.5甲乙e/Vt/s0.01311-3110.020亮线左m2m1右Ot/sx/m16826m1m1m2m26．如图所示，将小砝码置于水平桌面上的薄纸板上，用向右的水平拉力F将纸板迅速抽出，砝码最后停在桌面上。若增加F的大小，则砝码A．与纸板之间的摩擦力增大B．在纸板上运动的时间减小C．相对于桌面运动的距离增大D．相对于桌面运动的距离不变7．四个固定在竖直平面内的光滑轨道ab如图所示，从O点静止释放小物块（可视为质点），仍能上升到与O点等高的位置的是8.一灵敏电流计G的满偏电流为200μA，内阻为495.0Ω。如图所示，虚线框内为利用该灵敏电流计改装好的电表，M、N为新电表的接线柱，图中电阻箱读数为5.0Ω。现将MN接入某电路，发现灵敏电流计G刚好满偏，则根据以上数据计算可知A．M、N两端的电压为0.1mVB．M、N两端的电压为10mVC．流过M、N的电流为2μAD．流过M、N的电流为20mA9．在光滑水平面上的两个小球发生正碰，小球的质量分别为m1和m2，且m1=0.2kg。取向右为正方向，它们碰撞前后的x-t图像如图所示。则A.碰前m2做匀速运动，m1做匀加速运动B.碰后m2和m1都向右运动C.碰撞过程中两小球的机械能总量减小D.碰撞过程中两小球的机械能总量不变10．与一般吉他以箱体的振动发声不同，电吉他靠拾音器发声。如图所示，拾音器由小磁体及绕在其上的线圈组成。磁体产生的磁场使钢质琴弦磁化而产生磁性，即琴弦也产生自己的磁场。当某根琴弦被拨动而相对线圈振动时，线圈中就会产生相应的电流，并最终还原为声音信号。下列说法中正确的是A．换用尼龙材质的琴弦，电吉他仍能正常工作B．若小磁体失去磁性，电吉他仍能正常工作C．琴弦振动的过程中，线圈中电流的方向不会发生变化D．拾音器的作用是利用电磁感应把琴弦的振动转化成电信号FGMNCOabhaOAhbBOhbaDOhab琴弦放大器线圈磁体NS第二部分（非选择题共60分）本部分共5小题，共60分。11．（12分）某同学用图1所示的装置验证牛顿第二定律。（1）实验中，补偿打点计时器对小车的阻力和其它阻力的具体做法是：将小车放在木板上，后面固定一条纸带，纸带穿过打点计时器。把木板一端垫高，调节木板的倾斜度，使小车在不受绳的拉力时能拖动纸带沿木板做__________运动。（2）实验中打出的一条纸带的一部分如图2所示。①纸带上标出了连续的3个计数点A、B、C，相邻计数点之间还有4个点没有标出。打点计时器接在频率为50Hz的交流电源上。则打点计时器打B点时，小车的速度vB=__________m/s；②如图3所示，在v-t坐标系中已标出5个计数点对应的坐标点。其中，t=0.10s时的坐标点对应于图2中的A点。请你将①中计算出的vB标在图3所示的坐标系中，作出小车运动的v-t图线，并利用图线求出小车此次运动的加速度a=__________m/s2。（3）“细线作用于小车的拉力F等于砂和桶所受的总重力mg”是有条件的。若把实验装置设想成如图4所示的模型：水平面上的小车，用轻绳跨过定滑轮使之与盛有砂的砂桶相连。已知小车的质量为M，砂和桶的总质量为m，重力加速度为g，不计摩擦阻力与空气的阻力，根据牛顿第二定律可得F=________；由此可知，当满足________条件图23cm456789101112131415ABCmM图4砂桶纸带图1垫块小车打点计时器t/sv/(m·s-1)图300.10.20.30.40.51.00.20.40.60.8时，可认为细线作用于小车的拉力F等于砂和桶的总重力mg。（4）在研究a与M的关系时，已经补偿了打点计时器对小车的阻力及其它阻力。若以小车加速度的倒数a1为纵轴、小车和车上砝码的总质量M为横轴，可作出a1-M图像。请在图5所示的坐标系中画出a1-M图像的示意图。12．（10分）如图所示，用一个电动势为E、内电阻为r的电源，向滑动变阻器R供电。请推导电源输出功率最大时需满足的条件。13．（12分）如图所示，长直导线与圆形线圈处于同一水平面。已知长直导线中的电流I在逐渐减小，线圈的电阻为24Ω。（1）线圈中的电流是什么方向？（2）导线对线圈的作用是吸引还是排斥？（3）当线圈中的感应电流是84mA时，通过线圈的磁通量的变化率是多少？14．（12分）如图所示，某回旋加速器的两个半圆金属盒处于与盒面垂直的匀强磁场中，两金属盒间存在交变电场，用其加速质子。已知金属盒的半径R为16cm，磁场的磁感应强度B为1.3T，质子穿过金属盒间的缝隙时加速电压U为10kV，取质子的质量m为1.610-27kg，电荷量q为1.610-19C。求（1）交变电场的频率f；（2）质子出射时的动能kE；（3）质子在回旋加速器中运动的圈数n。15．（14分）有些知识我们可能没有学过，但运用我们已有的物理思想和科学方法，通过必要的分析和推理可以解决一些新的问题。（1）分别写出国际单位制中动量和冲量的单位，并证明二者等价。（2）拉提琴时，琴弦振动的频率f由琴弦的质量m、长度L和所受拉力T决定。现将拉力增大21%，琴弦振动的频率将怎样改变？a．作答完成时间：A.9:00前B.9:00-9:15C.9:15-9:30D.时间不够b.感觉试题难度：A.难B.较难C.难度适中D.容易图5Oa1M半圆金属盒交变电场ErRS（请在答题卡相应位置填涂）2016物理科学业水平考试（等级考）试测卷参考答案及评分标准评分说明：1．考生如按其他方法或步骤解答，正确的，同样给分；有错的，根据错误的性质，参照评分参考中相应的规定评分。2．计算题只有最后答案而无演算过程的，不给分；只写出一般公式但未能与试题所给的具体条件联系的，不给分。第一部分共10小题，每小题4分，共40分。1．B2．A3．D4．B5．C6．B7．A8．D9．D10．D第二部分共11小题，共180分。11．（12分）（1）匀速（2分）（2）①0.44（0.43-0.45）（2分）②1.0（0.95-1.05）（2分）作图（2分）（3）mMMmg；Mm（2分）（4）（2分）图55Oa1Mg1t/sv/(m·s-1)图300.10.20.30.40.51.00.20.40.60.812．（10分）由闭合电路欧姆定律rREI（2分）电源的输出功率RIP2（2分）得22rRREP（2分）有422RrrRREP（2分）当rR时，P有最大值。（2分）13．（12分）（1）顺时针（3分）（2）吸引（3分）（3）线圈中的感应电动势IRE得V0.2E根据法拉第电磁感应定律有2.0Wb/st（6分）14．（12分）（1）根据牛顿第二定律得2qBmrvv质子做匀速圆周运动的频率2πfrv解得21MHz2qBfm质子运动一周加速两次，加速电场方向改变两次，所以交变电场的频率与质子圆周运动的频率相等。（3分）（2）质子出射时做圆周运动的半径为金属盒的半径，此时质子的动能为2k12Emv由2qBmrvv，可得222k2qBREm得13k3.510J=2.2MeVE（4分）（3）质子转一圈加速两次，每次加速电压10kVU动能增加量31915k220keV=20101.610J3.210JEqU加速圈数132153.5101.1103.210kkΔEnE或22.21.11020kkMeVΔkeVEnE（5分）15．（14分）（1）动量的单位：kg·m/s，冲量的单位：N·s；动量的单位：1kg·m/s=1kg·m/s2·s=1N·s，N·s即是冲量的单位，证毕。（6分）（2）频率f的单位是s-1，质量m的单位是kg，长度L的单位是m，拉力T的单位是N=kg·m·s-2。从单位方面分析只有mLT组合才能得到频率的单位。增加一个系数c可得公式f=cmLT那么，1.121.1//TTff即：当弦的拉力增大21%，琴弦振动的频率将增大10%。（8分）