【知识点详解】
1. **点电荷的概念**:在物理学中,点电荷是一个理想化的模型,当一个带电体的大小和形状对其所引起的电磁相互作用的影响可以忽略时,这个带电体就可以被视为点电荷。选项C正确地解释了这一点。
2. **向心加速度与半径的关系**:向心加速度与圆周运动的半径成反比,与角速度的平方成正比。甲、乙两球的向心加速度a随半径r变化的图象中,无法直接判断线速度、角速度或周期是否保持不变,但根据图像可以推断出,随着半径的减小,向心加速度增大。选项B和C中的"保持不变"无法从图中得出,而选项A和D可能正确,但题干没有提供足够的信息来确定。
3. **卫星分辨率与轨道高度的关系**:分辨率高的卫星通常离地面更近,因此其向心加速度更大,角速度和线速度也更大,而周期更小。所以选项A和B错误,C也错误,D正确。
4. **功与能量转换**:重力做功2000J表示物体的重力势能减少了2000J;克服阻力做功100J意味着机械能减少了100J,因为这部分能量转化为内能。动能的变化等于总外力做的功,即重力做功减去阻力做功,因此动能增加了1900J。选项A和B正确,C错误,D错误。
5. **环绕速度与星球质量、半径的关系**:环绕速度(第一宇宙速度)与星球的质量平方根成正比,与星球半径的平方根成反比。如果行星质量是地球的p倍,半径是地球的q倍,环绕速度会是地球卫星环绕速度的倍数是sqrt(p/q)。选项B正确。
6. **库仑力与距离变化**:两个点电荷相互接触后,电荷量会相等,然后距离变为原来的1/2,库仑力会变为原来的4倍。根据库仑定律,距离变为1/2时,力变为原来的4倍,但由于电荷量也变成了1/2(因为是同号电荷,相互排斥),所以力变为原来的1/2 * 4 = 2倍。因此,新的库仑力是原来的一半,即1/2F,选项D正确。
7. **等量异种点电荷周围的电场分布**:等量异种点电荷连线中点的电场强度为零,而电势是沿着连线从中点到无穷远逐渐增加。根据对称性,1、3两点的电场强度不相同,电势也不相同,但2、5两点的电势相同。选项A和B错误,C和D正确。
8. **静电平衡与感应电荷**:当导体棒达到静电平衡,内部电场强度为零,所以在棒内中点P处感应电荷产生的电场强度大小等于外部电荷在P点产生的电场强度大小。由于点电荷q在棒的左侧,因此在P点产生的电场强度方向向右。选项B正确。
9. **电场线的理解**:电场线越密,场强越大;电场线的方向表示场强方向;电场线的方向在正电荷处指向电势降低的方向。根据图示,A点场强最弱,B点场强最强,C点场强次之;正电荷在A处所受电场力方向与A点场强方向相同;无法仅凭电场线判断电势高低,B点到C点电势能的变化无法确定。选项A和C错误,B正确,D无法确定。
10. **汽车动力学与能量问题**:汽车启动时做匀加速直线运动,4s末达到额定功率,之后保持该功率运动。汽车的最大速度发生在牵引力等于阻力时,根据P=fv(f为阻力)和v=at(a为匀加速阶段的加速度),可以计算最大速度。汽车在前4s内的牵引力可以通过F=ma求得,而汽车的额定功率P=fv_max。选项A、B和C可以计算得出,而D项牵引力做功无法直接从图中读出。
这些知识点涵盖了物理学中的电学基础、力学、能量转换以及动力学等多个方面,包括点电荷、圆周运动、功与能量、库仑定律、电场线、静电平衡、以及动力学问题。通过分析题目和解答,我们可以深入理解这些概念并提高解决实际问题的能力。