质量为m的物体放在粗糙水平面上,在一个足够大的水平力F作用下开始运动,经过一段时间t撤去拉力,物体继续滑行直至停止,运动总位移s。如果仅改变F的大小,作用时间不变,总位移s也会变化,则s与F关系的图象是( )
A. B.
C. D.
C
【解析】
当拉力F小于最大静摩擦力,物体的位移为零;当F大于最大静摩擦力,根据牛顿第二定律可得:
F﹣μmg=ma1
物体在足够大的水平力F作用下的加速度
a1=
撤去拉力后,物体的速度
撤去拉力后,物体的加速度
物体继续滑行直至停止,运动的时间
物体运动的总位移
可见,作用时间t不变,s﹣F是一元二次函数,是开口向上的抛物线,故C正确,ABD错误。
故选C。
情形 1:如图,两列水波波源S1和S2的振幅分别为2A和A,某时刻它们形成的波峰和波谷分别由实线和虚线表示。情形 2:在杨氏双缝实验中,若两缝之间的距离稍微加大,其他条件不变,则干涉条纹将如何变?情形 3:用单色光通过小圆盘和小圆孔做衍射实验时,在光屏上得到衍射图形,它们的特征是( )
A.情形1中两列波在相遇区域发生干涉
B.情形1中此刻A点和B点的位移大小分别是A和3A
C.情形2中干涉条纹将变密
D.情形3中中央均为亮点的同心圆形条纹
E.情形3中用小圆盘时中央是暗的,用小圆孔时中央是亮的
BCD
【解析】
A.由图看出,波源Sl形成的水波波长大于波源S2是形成的水波波长,两列波在同一介质中传播,波速相等,由波速公式v=λf得知,两列波的频率不等,不会形成干涉现象,但能发生叠加现象,故A错误;
B.根据两列水波波源S1和S2的振幅分别为2A和A,结合图可知,此时刻A点和B点的位移大小分别是A和3A,故B正确。
C.在杨氏双缝实验中,若两缝之间的距离稍微加大,其他条件不变,根据可知,则条纹间距减小,干涉条纹将变密集,选项C正确;
DE.情形3中小圆盘和小圆孔衍射均为中央亮点的同心圆形条纹,选项D正确,E错误。
故选BCD。
如图所示,质量为 m 的活塞将一定质量的气体封闭在气缸内,活塞与气缸壁之间无摩擦。a 态是气缸放在冰水混合物中气体达到的平衡状态,b 态是气缸从容器中移出后,在室温(27 °C)中达到的平衡状态。气体从 a 态变化到 b 态的过程中大气压强保持不变。若忽略气体分子之间的势能,下列说法中正确的是( )
A.与 b 态相比,a 态的气体分子在单位时间内撞击活塞的个数较多
B.与 a 态相比,b 态的气体分子在单位时间内对活塞的冲量较大
C.在相同时间内,a、b 两态的气体分子对活塞的冲量相等
D.从 a 态到 b 态,气体的内能增加,外界对气体做功,气体向外界释放了热量
E.从 a 态到 b 态,气体的内能增加,气体对外界做功,气体向外界吸收了热量
ACE
【解析】
A.因压强不变,而由a到b时气体的温度升高,故可知气体的体积应变大,故单位体积内的分子个数减少,故a状态中单位时间内撞击活塞的个数较多,故A正确;
BC.因压强不变,故气体分子在单位时间内撞击器壁的冲力不变,故冲量不变,故B错误,C正确;
DE.因从a到b,气体的温度升高,故内能增加;因气体体积增大,故气体对外做功,则由热力学第一定律可知气体应吸热,故D错误,E正确;
故选ACE。
如图(甲)所示,平行光滑金属导轨水平放置,两轨相距L=0.4m,导轨一端与阻值R=0.3Ω的电阻相连,导轨电阻不计.导轨x>0一侧存在沿x方向均匀增大的恒定磁场,其方向与导轨平面垂直向下,磁感应强度B随位置x变化如图(乙)所示.一根质量m=0.2kg、电阻r=0.1Ω的金属棒置于导轨上,并与导轨垂直,棒在外力F作用下从x=0处以初速度v0=2m/s沿导轨向右变速运动,且金属棒在运动过程中受到的安培力大小不变.下列说法中正确的是( )
A.金属棒向右做匀减速直线运动
B.金属棒在x=1m处的速度大小为0.5m/s
C.金属棒从x=0运动到x=1m过程中,外力F所做的功为-0.175J
D.金属棒从x=0运动到x=2m过程中,流过金属棒的电量为2C
BCD
【解析】
试题分析:根据图象得函数关系式
,金属棒向右运动切割磁感线产生感应电动势
,感应电流
,安培力
,解得
,根据匀变速直线运动的速度位移公式
,如果是匀变速直线运动,
与x成线性关系,而由上式知,金属棒不可能做匀减速直线运动,故A错误;根据题意金属棒所受的安培力大小不变,
处与
处安培力大小相等,有
,即
,故B正确;金属棒在
处的安培力大小为
,对金属棒金属棒从
运动到
m过程中,根据动能定理有
,代入数据
,解得
,故C正确;根据感应电量公式
,
到
过程中,B-x图象包围的面积
,
,,故D正确
考点:考查了导体切割磁感线运动
【名师点睛】
考查法拉第电磁感应定律、闭合电路欧姆定律、安培力的大小公式、做功表达式、动能定理等的规律的应用与理解,运动过程中金属棒所受的安培力不变,是本题解题的突破口,注意B-x图象的面积和L的乘积表示磁通量的变化量.
如图(a),静止在水平地面上的物体,受到水平拉力F的作用,F与时间t的变化关系如图(b)所示.设物块与地面间的最大静摩擦力Ffm的大小与滑动摩擦力大小相等,则t1~t3时间内( )
A.t2时刻物体的加速度最大
B.t2时刻摩擦力的功率最大
C.t3时刻物体的动能最大
D.t3时刻物体开始反向运动
AC
【解析】
当拉力小于最大静摩擦力时,物体静止不动,静摩擦力与拉力二力平衡,当拉力大于最大静摩擦力时,物体开始加速,当拉力重新小于最大静摩擦力时,物体由于惯性继续减速运动.
【详解】
A、在0﹣t1时间内水平拉力小于最大静摩擦力,t2时刻物体受到的拉力最大;故物体的加速度最大,故A正确;
BCD、物体运动后摩擦力大小不变,当速度最大时摩擦力的功率最大;而在t1到t3时刻,合力向前,物体一直加速前进,t3时刻后合力反向,要做减速运动,所以t3时刻A的速度最大,动能最大.摩擦力的功率最大;故BD错误,C正确
故选AC
【点睛】
根据受力情况分析物体运动情况,t1时刻前,合力为零,物体静止不动,t1到t3时刻,合力向前,物体加速前进,t3之后合力向后,物体减速运动.
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