如图所示,吸附在竖直玻璃上质量为 m 的擦窗工具,在竖直平面内受重力、拉力和摩擦力(图中未画出摩擦力)的共同作用做匀速直线运动。若拉力大小与重力大小相等,方向水平向右,重力加速度为 g ,则擦窗工具所受摩擦力( )
A .大小等于 B .大小等于
C .方向竖直向上 D .方向水平向左
B
【详解】对擦窗工具进行正视图的受力分析如图所示
水平方向上拉力 与擦窗工具所受摩擦力水平分量 等大反向,竖直方向上重力 与擦窗工具所摩擦力竖直分量 等大反向,所以擦窗工具所受摩擦力方向如图中 所示,大小为
故选 B 。
如图为某同学采用平行板电容器测量材料竖直方向尺度随温度变化的装置示意图,电容器上极板固定,下极板可随材料尺度的变化上下移动,两极板间电压不变。若材料温度降低时,极板上所带电荷量变少,则( )
A .材料竖直方向尺度减小 B .极板间电场强度不变
C .极板间电场强度变大 D .电容器电容变大
A
【详解】 BCD .根据电容的决定式 可知,根据题意可知极板之间电压不变,极板上所带电荷量变少,极板间距 增大,电容减小,极板之间形成匀强电场,根据 可知极板间电场强度 减小, BCD 错误;
A .极板间距 增大,材料竖直方向尺度减小, A 正确;
故选 A 。
低压卤素灯在家庭电路中使用时需要变压器降压。若将 “ ” 的交流卤素灯直接通过变压器(视为理想变压器)接入电压为 的交流电后能正常工作,则( )
A .卤素灯两端的电压有效值为 B .变压器原、副线圈的匝数比为 55∶3
C .流过卤素灯的电流为 D .卤素灯的电阻为
B
【详解】 A .卤素灯上标记的额定电压 即为卤素灯两端的电压有效值, A 错误;
B .根据理想变压器的原理可知
B 正确;
C .流过卤素灯的电流为
C 错误;
D .卤素灯是非线性元件,电阻随着电压不同而改变, D 错误。
故选 B 。
在测试汽车的安全气囊对驾乘人员头部防护作用的实验中,某小组得到了假人头部所受安全气囊的作用力随时间变化的曲线(如图)。从碰撞开始到碰撞结束过程中,若假人头部只受到安全气囊的作用,则由曲线可知,假人头部( )
A .速度的变化量等于曲线与横轴围成的面积 B .动量大小先增大后减小
C .动能变化正比于曲线与横轴围成的面积 D .加速度大小先增大后减小
D
【详解】 AB .由题知假人的头部只受到安全气囊的作用,则 F — t 图像的面积即合外力的冲量,再根据动量定理可知 F — t 图像的面积也是动量的变化量,且图线一直在 t 轴的上方,由于头部有初动量,由图可知,动量变化越来越大,则动量的大小一直减小到假人头静止,动量变化最大, AB 错误;
C .根据动量与动能的关系有 ,而 F — t 图像的面积是动量的变化量,则动能的变化量与曲线与横轴围成的面积不成正比, C 错误;
D .由题知假人的头部只受到安全气囊的作用,则根据牛顿定律可知 a ∝ F ,即假人头部的加速度先增大后减小, D 正确。
故选 D 。
2021 年中国全超导托卡马克核聚变实验装置创造了新的纪录。为粗略了解等离子体在托卡马克环形真空室内的运动状况,某同学将一小段真空室内的电场和磁场理想化为方向均水平向右的匀强电场和匀强磁场(如图),电场强度大小为 E ,磁感应强度大小为 B 。若某电荷量为 q 的正离子在此电场和磁场中运动,其速度平行于磁场方向的分量大小为 v 1 ,垂直于磁场方向的分量大小为 v 2 ,不计离子重力,则( )
A .电场力的瞬时功率为 B .该离子受到的洛伦兹力大小为 qv 1 B
C . v 2 与 v 1 的比值不断变大 D .该离子的加速度大小不变
D
【详解】 A .根据功率的计算公式可知 P = Fv cos θ ,则电场力的瞬时功率为 P = Eqv 1 , A 错误;
B .由于 v 1 与磁场 B 平行,则根据洛伦兹力的计算公式有 F 洛 = qv 2 B , B 错误;
C .根据运动的叠加原理可知,离子在垂直于纸面内做匀速圆周运动,沿水平方向做加速运动,则 v 1 增大, v 2 不变, v 2 与 v 1 的比值不断变小, C 错误;
D .离子受到的洛伦兹力大小不变,电场力不变,则该离子的加速度大小不变, D 正确。
故选 D 。
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