C,结合b质点此时刻的位置和振动方向,从而可得知a质点所处的位置和振动方向,继而可知选项C的正误。
D、通过t=2s时b的位置,可判断出a点的位置,从而可知a点的运动情况,继而得知选项D的正误。
B、质点a振动4s,是经过了半个周期,质点运动过的路程为振幅的2倍,即为1m,选项B错误
C、此时刻b的振动方向是向y轴正方向,ab间相隔半个波长,振动步调完全相反,所以此时刻质点a的速度沿﹣y方向,选项C错误。
D、在t=2s时,质点b在正的最大位移处,ab两质点的振动步调完全相反,所以质点a在负的最大位移处,此时a的速度为零,选项D正确。
故选:D。
【点评】该题考查了简谐波的传播和质点的振动,解答该题要熟练的掌握波传播方向的判断,常用的方法有“微平移法”、“带动法”、“上下坡法”、“振向波向同侧法”和“头头尾尾相对法”,还有就是要熟练的掌握步调一致的点的判断和步调始终相反的点的判断。会通过时间计算振动质点通过的路程。
4.(6分)未来的星际航行中,宇航员长期处于零重力状态,为缓解这种状态带来的不适,有人设想在未来的航天器上加装一段圆柱形“旋转舱”,如图所示,当旋转舱绕其轴线匀速旋转时,宇航员站在旋转舱内圆柱形侧壁上,可以受到与他站在地球表面时相同大小的支持力。为达到上述目的,下列说法正确的是()
A.旋转舱的半径越大,转动的角速度就应越大
B.旋转舱的半径越大,转动的角速度就应越小
C.宇航员质量越大,旋转舱的角速度就应越大
D.宇航员质量越大,旋转舱的角速度就应越小
【考点】48:线速度、角速度和周期、转速;4F:万有引力定律及其应用
【专题】528:万有引力定律的应用专题.
【分析】首先分析出该题要考查的知识点,就是对向心加速度的大小有影响的因素的分析,列出向心加速度的表达式,进行分析即可得知正确选项。
【解答】解:为了使宇航员在航天器上受到与他站在地球表面时相同大小的支持力,即为使宇航员随旋转舱转动的向心加速度为定值,且有a=g,
宇航员随旋转舱转动的加速度为:a=ω2R,由此式可知,旋转舱的半径越大,转动的角速度就应越小,此加速度与宇航员的质量没有关系,所以选项ACD错误,B正确。
故选:B。
【点评】该题的考查方法非常新颖,解题的关键是从相关描述中提起有用的东西,对于该题,就是得知在向心加速度不变的情况下,影响向心加速度大小的物理量之间的变化关系,该题还要熟练的掌握有关匀速圆周运动的各个物理量的关系式,并会应用其进行正确的计算和分析。
5.(6分)如图所示,固定的竖直光滑长杆上套有质量为m的小圆环,圆环与水平状态的轻质弹簧一端连接,弹簧的另一端连接在墙上,并且处于原长状态,现让圆环由静止开始下滑,已知弹簧原长为L,圆环下滑到最大距离时弹簧的长度变为2L(未超过弹性限度),则在圆环下滑到最大距离的过程中()
A.圆环的机械能守恒
C.圆环下滑到最大距离时,所受合力为零
D.圆环重力势能与弹簧弹性势能之和保持不变
【考点】6B:功能关系;6C:机械能守恒定律
【分析】分析圆环沿杆下滑的过程的受力和做功情况,由于弹簧的拉力对圆环做功,所以圆环机械能不守恒,系统的机械能守恒;根据系统的机械能守恒进行分析。
【解答】解:A、圆环沿杆滑下过程中,弹簧的拉力对圆环做功,圆环的机械能不守恒,故A错误,
C、圆环所受合力为零,速度最大,此后圆环继续向下运动,则弹簧的弹力增大,圆环下滑到最大距离时,所受合力不为零,故C错误。
D、根据圆环与弹簧组成的系统机械能守恒,知圆环的动能先增大后减小,则圆环重力势能与弹簧弹性势能之和先减小后增大,故D错误。
故选:B。
【点评】对物理过程进行受力、运动、做功分析,是解决问题的根本方法。要注意圆环的机械能不守恒,圆环与弹簧组成的系统机械能才守恒。
二、不定向选择题(每小题6分,共18分。每小题给出的四个选项中,都有多个选项是正确的。全部选对的得6分,选对但不全的得3分,选错或不答的得0分)
6.(6分)如图所示,理想变压器的原线圈连接一只理想交流电流表,副线圈匝数可以通过滑动触头Q来调节,在副线圈两端连接了定值电阻R0和滑动变阻器R,P为滑动变阻器的滑动触头。在原线圈上加一电压为U的正弦交流电,则()
A.保持Q的位置不动,将P向上滑动时,电流表读数变大
B.保持Q的位置不动,将P向上滑动时,电流表读数变小
C.保持P的位置不动,将Q向上滑动时,电流表读数变大
D.保持P的位置不动,将Q向上滑动时,电流表读数变小
【考点】E8:变压器的构造和原理