【知识点解析】
1. **能量守恒定律**:在剪断连接A、B的绳子的过程中,系统的总机械能应该是守恒的。剪断前,系统由B、C以及A构成,剪断后,A、B分离,C的运动半径增大。题目中提到剪断后C以2R的半径做匀速圆周运动,这表明C的动能增加,而B由于受到C的拉力而减速,其动能减少。因此,B减少的动能转化为了C增加的动能,B的势能也转化为C的动能。选项B正确,A错误。
2. **微元法**:微元法是一种将复杂问题简化的方法,它通过将过程分成许多小段,每段内假设某些量恒定,然后求和得到整体的结果。在探究弹性势能表达式时,将弹簧的拉伸过程分段处理,认为每段内的弹力是恒定的,这就是微元法的应用。选项B符合这个概念,其他选项并未体现微元法。
3. **能量转换**:撑杆跳运动员在比赛中,撑杆的弹性势能在恢复形变时转化为运动员的动能,帮助运动员越过横杆。但过最高点时,运动员速度不为零,否则无法维持在空中。选项B正确,A错误。运动员在上升过程中,其重心在横杆下方时对杆做正功,过顶后做负功,D正确。
4. **理想气体状态方程**:气体从状态A到状态B的变化,若气体吸热,说明内能增加,若对外界做功,则表示体积增大,所以是气体吸热膨胀的过程,B选项正确。
5. **带电粒子在电场中的运动**:带电粒子垂直电场线进入时,电场力做功等于动能的增量。初速度加倍时,粒子穿越电场的时间减半,电场力做功相同,所以新动能是原来的3倍,即6Ek,答案C正确。
6. **电磁感应与能量守恒**:甲乙两图中,导体AB加速时,通过切割磁感线产生电动势,外力做功转化为动能和电能。乙图中线圈有自感,会产生反电动势,但不影响外力做功,因此两图中外力做功相同,答案B正确。
7. **电场中的动能定理**:小球从A到B,动能增加了1J,说明电场力做正功。从B到C,小球继续沿电场方向运动,电场力继续做正功,所以动能会继续增加,但无法直接得出C点的动能值,需要具体计算。答案中没有提供正确选项,可能是题目印刷错误。
8. **摩擦力做功**:在小车和物块的问题中,摩擦力对物块做的功等于物块动能的改变,因此是fs,对系统总功为零,因为系统动能没变。力F对小车做的功等于小车动能的增加,但由于小车和物块一起运动,所以无法单独计算F对小车的功。选项B正确。
9. **能量转换与功率**:小球自由下落过程中,动能和势能相等时,速度为v,此时重力的瞬时功率P=mgv。因为v满足v²=2gh,所以v=√(2gh),功率P=mg√(2gh)=mggh,选项B正确。
10. **动力学问题**:第一种情况,拉力F产生动能1E,第二种情况,拉力2F同样产生动能,根据动能定理,力的功等于动能的增量,所以2F的拉力在相同距离内做的功是F的两倍,但动能增量不是两倍,因为存在摩擦阻力,所以2E<2*1E,选项D正确。
这些题目涉及了能量守恒、微元法、能量转换、理想气体状态方程、电场中的动能定理、摩擦力做功、功率计算以及动力学问题等多个高中物理的重要知识点。