海啸中的机械能转化

《能及其转化》

1．机械能

（1）能：能是一种 的本领，一种能力，不一定正在做功。

（2）机械能： 能和 能的总称。

①动能： 越大， 越大，动能越大；

②势能：重力势能： 越大， 越大，重力势能越大；

弹性势能：同一个物体， 越大，弹性势能越大。

③转化：重力做功，重力势能减小；只有重力做功，物体的机械能守恒；

外力对物体做功，物体机械能 ；

物体克服摩擦力做功，物体机械能 。

2．内能：

（1）分子动理论

①物质是由大量 组成的。组成物质的分子很小，而且分子之间存在着空隙。

②组成物质的分子处于永不停息的无规则运动之中。注意：人眼能看到的颗粒的运动都不是分子运动。

扩散现象：两种不同物质的分子可以 地彼此 对方。

特点：不同物质的分子；自发；彼此进入。

③分之间存在着相互作用的 和 。证明例子： 。

（2）内能 ①定义：物体内所有分子的动能和分子势能的总和。

②内能和温度、热量、做功的关系

改变内能的两种方式： 和 。

实质上是内能和其他形式的能之间的转化； 实质上是内能在物体间的转移。

内能的改变与其他物理量(过程)之间的关系：

内能和温度的关系：温度越 ，内能越 。

内能和做功的关系：外界对物体做功，物体内能 ，物体对外界做功，物体内能 。

第1页/共15页 2024年佛山市顺德区高二第二学期14校联考物理试卷 一、单选题 1. 控制噪声的基本原则是设法将噪声的能量转化为其他形式的能量，如图所示是一种利用薄板消除噪声的方法。将薄板安放在框架上，并与框架之间留有一定的空气层，当声波入射到薄板上时，引起板的振动。由于板本身的内耗使振动的能量转化为热量。改变薄板的材料和空气层的厚度，可有效消除不同频率的噪声。下列说法正确的是（ ） A. 薄板振动频率始终与入射声波的频率相等 B. 随着入射声波频率的增加，薄板振动的幅度一定增大 C. 当噪声停止后，薄板振动频率仍等于原噪声频率，但振幅减小 D. 该系统可有效消除的噪声频率范围在其可调节的共振频率之间 【答案】D 【解析】 【详解】A．薄板振动稳定后的频率与声波频率相同，初始没有达到稳定时不同，A错误； B．薄板的振幅在入射声波的频率与薄板的故有频率相同时，二者共振，振幅最大，其它频率的声波，薄板的振幅可能会增大，也可能会减小，B错误； C．当噪声停止后，薄板振动逐渐不稳定至振动停止，此时频率与原噪声频率不同，C错误； D．只有当噪声频率范围在系统可调节的共振频率之间，二者可以产生干涉波纹，达到消除噪声的目的，D正确。 故选D。 2. 光头强在远处看见树在摇晃，走近一看，发现是熊大靠在树干上正在挠痒痒。那么下列说法正确的是（ ） 第2页/共15页 A. 树木摇晃的频率就是熊大来回踏动的频率 B. 熊大来回蹭动得越快，树木晃动就越大 C. 熊大蹭树的位置越靠下，树木震动的越快 D. 熊大蹭树的位置越靠上，树木震动的越快 【答案】A 【解析】 【详解】ACD．树木的摇晃是受迫振动，振动的频率等于驱动力的频率，即树木摇晃的频率就是熊大来回踏动的频率，故A正确，CD错误； B．当驱动力的频率与树木的频率越接近时，树木的振幅就越大，因为树木的固有频率未知，无法确定当驱动力频率增大时树木的振幅，故B错误。 故选A。 3. 关于光的薄膜干涉，下列说法正确的是（ ） A. 薄膜干涉说明光具有波动性，相机镜头表面镀了一层透光膜是利用衍射原理 B. 观察薄膜干涉条纹时应在入射光的同一侧观察，牛顿环干涉属于等厚干涉 C. 在薄膜干涉现象中，波谷和波谷叠加处，光将减弱，出现暗条纹 D. 单色光的干涉条纹是彩色的，白光的干涉呈黑白相间的条纹 【答案】B 【解析】 【详解】A．薄膜干涉说明光具有波动性，相机镜头表面镀了一层透光膜是利用干涉原理，选项A错误； B．观察薄膜干涉条纹时应在入射光的同一侧观察，牛顿环干涉属于等厚干涉，选项B正确； C．在薄膜干涉现象中，波谷和波谷叠加处，光将加强，出现明条纹，故C错误； D．单色光的干涉条纹是单色的，白光的干涉呈彩色相间的条纹，故D错误。 故选B。 4. 如图所示，某同学利用平板车将货物匀速运送到斜坡上，货物与小车之间始终没有发生相对滑动。则平第3页/共15页 板车与货物组成的系统（ ） A. 动量增大 B. 机械能不变 C. 所受合外力的冲量为零 D. 所受推力做功为零 【答案】C 【解析】 【详解】AC．平板车将货物匀速运送到斜坡上，速度不变，动量不变，根据动量定理可知所受合外力的冲量为零，A错误，C正确； B．平板车将货物匀速运送到斜坡上，平板车与货物组成的系统动能不变，重力势能增加，则机械能增加，B错误； D．同学利用平板车将货物匀速运送到斜坡上，推力不为零，位移不为零，则所受推力做功不为零，D错误。 故选C 5. 1886年，赫兹做了如图所示实验，关于该实验，以下说法正确的是（ ） A. 实验证实了电磁波的存在 B. 实验证实了法拉第电磁场理论 C. 实验可以说明电磁波是一种纵波 D. 在真空环境下进行实验，仍能观察到明显的火花放电 【答案】A 【解析】 【详解】ABC．该实验是赫兹用来发射和接收电磁波的实验，不能说明电磁波是横波还是纵波。之后进行了一系列实验观察到电磁波的反射、折射、干涉、偏振和衍射等现象，测出了电磁波在真空中的速度等于光速证明了电磁波与光的统一性，才证实了麦克斯韦的电磁场理论。故A正确；BC错误； D．实验中火花放电是空气被击穿的现象，在真空环境下进行实验，不能观察到明显的火花放电。故D错误。 。的第4页/共15页 故选A。 6. 如图甲所示，在LC振荡电路实验中，多次改变电容器的电容C并测得相应的振荡电流的周期T，如图乙所示，以C为横坐标、T2为纵坐标，将测得的数据标示在坐标纸上并用直线拟合数据，则（ ） A. 电路中的磁场能最大时，电容器板间电场能最大 B. 电容器板间场强增大时，电路中电流正在增大 C. 电容器带电量最大时，电路中电流最大 D. 可由2TC−图像计算线圈的自感系数 【答案】D 【解析】 【分析】在LC振荡电路中，当电容器在放电过程：电场能在减少，磁场能在增加，回路中电流在增加，电容器上的电量在减少。从能量看：电场能在向磁场能转化；当电容器在充电过程：电场能在增加，磁场能在减小，回路中电流在减小，电容器上电量在增加。从能量看：磁场能在向电场能转化。电容器具有储存电荷的作用，而线圈对电流有阻碍作用，同时掌握充放电过程中，会判定电流、电量、磁场、电场、电压如何变化。注意形成记忆性的规律，以便于更快更准确的解题。 【详解】A．电路中的磁场能最大时，电容器板间电场能最小为零，选项A错误； B．电容器板间场强增大时，电容器正在充电，磁场能转化为电场能，电路中电流正在减小，选项B错误； C．电容器充电结束时，电容器带电量达到最大，电场能最大，电路中电流为零，选项C错误； D．由 2TLCπ= 得 224TLCπ= 由2TC−图像的斜率可以计算得到线圈自感系数，选项D正确。 故选D。 第5页/共15页 7. 在我国，近年垂钓运动正成为休闲和体育结合的新时尚。鱼漂是垂钓时反映鱼儿咬钩讯息的工具。如图甲所示，当鱼漂静止时，P点恰好在水面处。将鱼漂缓慢向下压，松手后，鱼漂在竖直方向上做简谐运动，其振动图像如图乙所示，取竖直向上为位移的正方向，则（ ） A. 在t=0.3s时刻，鱼漂的速度方向竖直向下 B. 在t=0.3s时刻，鱼漂的加速度方向竖直向上 C. 该鱼漂的振动频率为1.25Hz D. 该鱼漂在振动的过程中，存在速度和加速度均减小的时间段 【答案】C 【解析】 【详解】AB．由图乙可知在t=0.3s时刻，鱼漂的速度方向竖直向上，此时鱼漂的位移竖直向上，则鱼漂的加速度方向竖直向下，故AB错误； C．该鱼漂的振动频率为 11Hz1.25Hz0.8fT=== 故C正确； D．鱼漂离平衡位置越远，速度越小，位移越大，加速度越大；鱼漂离平衡位置越近，速度越大，位移越小，加速度越小；则该鱼漂在振动的过程中，不存在速度和加速度均减小的时间段，故D错误。 故选C。 8. 某同学利用身边的常见器材在家完成了有趣的物理实验，如图所示。当手持吹风机垂直向电子秤的托盘吹风时，电子秤示数为36.0克。假设吹风机出风口为圆形，其半径为5cm，空气密度为1.29kg/m3，实验前电子秤已校准，重力加速度10m/s2。则此时吹风机的风速约为（ ） 第6页/共15页 A. 6m/s B. 8m/s C. 10m/s D. 12m/s 【答案】A 【解析】 【详解】对于Δt时间内吹出的空气，根据动量定理 FtmvvStvρ∆==∆⋅ 其中 0.36NFG== 2Srπ= 代入数据解得 6m/sv≈ 故选A。 二、多选题 9. “天宫”空间站电推进系统大气瓶近日完成在轨安装任务，电推进系统，也称为电推发动机，其工作原理是先将氙气等惰性气体转化为带电离子，再将这些离子由静止加速并喷出，以产生推力，如图所示。已知单位时间内能喷出总质量为m、速度为v的离子，不计离子喷出对空间站质量的影响，下列说法正确的是（ ） A. 推进系统工作时整个空间站系统的动量守恒 B. 推进系统工作时整个空间站系统的机械能守恒 C. 推进系统工作时产生的推力大小为mv D. 推进系统工作时产生的推力大小为2mv 【答案】AC 【解析】 【详解】AB．电推进发动机工作时，推进力对系统做正功，系统的机械能增加，但系统所受合外力为0，由此可判断出系统的动量守恒，故A正确，B错误； CD．对离子由动量定理得 0Ftmv=− 第7页/共15页 解得 =mvFt 其中t=1s，可知推进系统工作时产生的推力大小为mv，故C正确，D错误。 故选AC。 10. 海啸常由海底地震引起，是一种破坏性海浪，能传播很远距离，而能量损失很少。某次海啸的传播波速、波长随海水深度的变化如图所示。以下说法正确的是（ ） A. 随着海水深度减小，波长减小 B. 随着海水深度减小，波速增大 C. 随着海水深度减小，海啸的波浪高度也会减小 D. 海啸传播的周期约为0.3h 【答案】AD 【解析】 【详解】AB．由图数据可知，随着海水深度减小，波长减小，波速减小，故A正确，B错误； C．由图可知，随着海水深度减小，海啸的波浪高度会增大，故C错误； D．由图数据可知，海啸传播的周期约为 213h0.3h713Tvλ==≈ 故D正确。 故选AD。 11. 如图甲所示，一可视为质点的小球在光滑圆弧曲面AOB上做简谐运动，圆弧轨道对小球的支持力大小F随时间t变化的曲线如图乙所示，图中0=t时刻小球从A点开始运动，重力加速度为g。下列说法正确的是（ ） 第8页/共15页 A. 0t时刻小球的动能最小 B. 小球在A点所受的合力为零 C. 该圆弧轨道的半径为202gtπ D. 小球的质量为maxmin23FFg+ 【答案】ACD 【解析】 【详解】A．0t时刻小球到达B点，则此时的动能最小，选项A正确； B．小球在A点回复力最大，所受的合力不为零，选项B错误； C．小球运动的周期为 02Tt= 根据 2RTgπ= 可得该圆弧轨道的半径为 202gtRπ= 选项C正确； D．小球在A点时 mincosFmgθ= 在O点时 2maxvFmgmR−= 其中 21(1cos)2mgRmvθ−= 第9页/共15页 联立解得小球的质量为 maxmin23FFmg+= 选项D正确。 故选ACD。 三、实验题 12. 某同学利用图示装置测量某种单色光的波长。实验时，接通电源使光源正常发光：调整光路，使得从目镜中可以观察到干涉条纹。回答下列问题： （1）若想增加从目镜中观察到的条纹个数，该同学可______； A．将单缝向双缝靠近 B．将屏向靠近双缝的方向移动 C．将屏向远离双缝的方向移动 D．使用间距更小的双缝 （2）若双缝的间距为d，屏与双缝间的距离为l，测得第2条暗条纹到第n条暗条纹之间的距离为x，则单色光的波长λ＝______； （3）某次测量时，选用的双缝的间距为0.300mm，测得屏与双缝间的距离为1.20m，第2条暗条纹到第5条暗条纹之间的距离为7.56mm。则所测单色光的波长为 ______nm（结果保留3位有效数字）。 【答案】 ①. B ②. ()2xdnl− ③. 630 【解析】 【详解】[1]相邻亮条纹间的距离x∆,单色光波长λ，双缝的间距d，以及屏与双缝间的距离l之间的关系为 lxdλ∆= 为增加从目镜中观察到的条纹个数，可以采取的措施有：换用波长更短的光源；减小双缝到屏的距离；增大双缝间的距离。故ACD错误，B正确。 故选B。 第10页/共15页 [2]第2条暗条纹到第n条暗条纹之间的距离为x，则两个相邻明纹（或暗纹）间的距离 2xlxndλ∆==− 解得 ()2xdnlλ=− [3]所测单色光的波长 ()()3377.56100.300106.mmm3010630n2521.mm20xdnlλ−−−×××===×=−−× 13. 如图所示，某实验小组用轨道和两辆相同规格小车验证动量守恒定律。该小组首先通过实验验证了小车在水平轨道上运动所受阻力正比于小车重力，然后验证动量守恒定律实验步骤如下： ①在小车上适当放置砝码，分别测量甲车总质量m1和乙车总质量m2； ②将卷尺固定在水平轨道侧面，零刻度与水平轨道左端对齐。先不放乙车，让甲车多次从倾斜轨道上挡板位置由静止释放，记录甲车停止后车尾对应刻度，求出其平均值x0； ③将乙车静止放在轨道上，设定每次开始碰撞位置如图所示，此时甲车车尾与水平轨道左端刚好对齐，测出甲车总长度（含弹簧）L。由挡板位置静止释放甲车，记录甲车和乙车停止后车尾对应刻度，多次重复实验求出其对应平均值x1和x2； ④改变小车上砝码个数，重复①、②、③步骤。 （1）由图可知得L=__________cm； （2）实验中，在倾斜轨道上设置挡板以保证甲车每次从同一位置静止释放，其原因是__________； （3）若本实验所测的物理量符合关系式__________（用所测物理量的字母表示），则验证了小车碰撞前后动量守恒； （4）某同学先把4个50g的砝码全部放在甲车上，然后通过逐次向乙车转移一个砝码的方法来改变两车质量进行实验，若每组质量只采集一组位置数据，则该同学最多能采集__________组有效数据； 的

机械波的能量传播

机械波是一种通过媒介传播的能量。它在物质中传播，物质的微小部分随着波动而振动，从而传递能量。机械波的能量传播是一个复杂但又非常重要的过程，它在各个领域都有广泛的应用，包括声波、水波、地震波等。

首先，让我们来了解一下机械波的传播方式。机械波可以分为纵波和横波两种。纵波的传播方向与波动方向相同，而横波的传播方向则与波动方向垂直。无论是纵波还是横波，它们在传播过程中都能传递能量。

那么，在机械波传播过程中，能量是如何传递的呢？我们以海浪为例来进行说明。当海浪传播到岸边时，海水分子将受到波的作用力，随着波峰和波谷的变化而上下振动。这种振动形成了一个链式反应，导致能量从波峰传递到波谷，再从波谷传递到波峰。这样，能量就通过海水分子的振动传递了下去。

在声波中，空气分子也是以类似的方式来进行能量传递的。当声源发出声波时，空气分子受到声波作用力，随着声波的振动而作往复运动。这种振动会导致气体分子间的压力变化，从而将能量传递下去。

通过以上两个例子，我们可以看到，机械波的能量传递主要依靠介质中微小部分的振动。这种振动会导致介质中分子或粒子的运动，从而使得能量传递下去。当然，这种传递过程中也会有一定的损失，比如能量的散射、吸收和衰减等。然而，总的来说，机械波的能量传递是比较高效且可靠的。 除了介质的振动之外，机械波的能量传递还与波的特性有关。比如，波的振幅越大，其传递的能量也就越大。另外，波的频率也会影响能量的传递。一般来说，频率越高的波，其传递的能量也就越大。这是因为频率高意味着单位时间内波峰和波谷的数量增加，从而导致更多的能量传递。

在现实生活中，机械波的能量传递有许多实际应用。比如，在地震学中，地震波的能量传递能够提供有关地球内部结构和变化的信息。在医学中，声波的能量传递能够用于超声波检查和治疗等领域。在工程学中，水波的能量传递可以应用于船舶的推进和声纳等领域。这些应用都依赖于机械波的能量传递。

1 九年级上学期物理单元检测（三）

（满分：100分 时间：60分钟）

一、选择题（每小题3分，共36分）

1．对以下现象解释正确的是（ ）

A．夏天，从冰箱里取出的易拉罐过一会儿外壁出现了小水滴——分子运动

B． 烈日下，在海边玩耍常感觉沙子比水烫——沙子的比热容比水大

C． 两杯质量相同的热水和冷水各加一块糖，过一会儿品尝，热水较甜——温度越高，热运动越剧烈

D． 冬天，搓搓手感觉暖和——热传递改变了物体的内能

2．2003年5月25日， 我国成功地将第三颗“北斗一号”导航定位卫星送入太空，在椭圆轨道上正常运行的卫星（ ）

A．既有动能，又有重力势能 B．只有动能，没有重力势能

C．只有重力势能，没有动能

D．没有动能，也没有重力势能

3．如图所示，轨道ABC光滑，弹簧固定在水平轨道末端，小球从A处由静止滚下，撞击弹簧后又将沿水平轨道返回，接着滚上斜面。在这整个过程中，机械能转化的情况是（ ）

A．重力势能→动能→重力势能-

B．动能→弹性势能→动能

C．动能→势能→动能→势能→动能-

D．重力势能→动能→弹性势能→动能→重力势能

4．内燃机工作的四个冲程中，内能转化为机械能的冲程是（ ）

A．吸气冲程 B．压缩冲程 C．做功冲程 D．排气冲程

5．下列实例中属于用做功的方式改变物体内能的是（ ）

A.飞驰的流星拖着一条发光的“尾巴” B.火烧锯子发烫

C.冬天用热水袋取暖 D.冬天哈气两手就暖和了 6． “神舟”五号载人飞船在震天的轰鸣中腾空而起，飞向太空．完成任务后于次日凌晨准确降落在内蒙古中部预定地区．返回舱进入大气层一段时间后，由于受空气阻力做匀速运动．返回舱匀速下降过程中（ ）

A．重力势能减少，动能增加，内能增加 B．机械能减少，动能不变，内能增加