《声学实验及声速典题》2022-2023学年教科版物理八年级上册

声学实验及声速典题 一、声学实验 1.音调、响度、音色波形图对比 甲与乙：音调和响度相同，音色不同； 甲与丙：响度和音色相同，音调不同； 甲与丁：音调和音色相同，响度不同。 2.真空罩中的闹钟 现象：抽出空气声音变小，空气进入声音变大。 说明：声音传播需要介质；真空不能传声。 方法：科学推理法（以实验为基础，科学推理）。 3.探究音调和频率的关系 现象：尺子伸出桌面越短，振动越快，音调越高。 说明：音调跟频率有关，频率越高，音调越高。 方法：控制变量法（用相同的力度拨动尺子）。 4.探究响度和振幅的关系 现象1：敲击音叉，小球弹开。 说明：声音是由物体振动产生的。 现象2：越用力敲，弹开幅度越大。 说明：响度跟振幅有关，振幅越大，响度越大。 方法：转换法（观察乒乓球被弹开，判断音叉振动情况。 二、声速典题 题型1.回声测距 回声测距是根据声音在传播过程中遇到障碍物反射回来原理进行的距离测量。 例1.一辆车停在山前，按一声喇叭，经过t时间后听到回声，求：车与山之间的距离。（设声速为υ声） 分析与解： 例2.一辆车停在两山之间，按一声喇叭，经过t1时间后听到第一次回声，再经过t2时间后听到第二次回声，求：两山之间的距离。（设声速为υ声） 分析与解： 例3.有一辆速度为υ车的小汽车向大山驶去，按一声喇叭，经过t时间后听到了回声，求： （1）按喇叭处距离大山多远？ （2）听到回声时距离大山多远？（设声速为υ声） ( O A B s 车 = υ 车 t )分析与解： 按下喇叭后，声音从O点传到A后又反射到B点，声音传播时间为t， 声音通过的路程：s声=sOA+sAB=υ声t 在t时间内，车通过的路程：s车=sOB=υ车t （1）2sOA=s声+s车=υ声t+υ车t ∴ （2）车在B处听到回声： 题型2.声呐测距 声呐（sonar）是一种声音导航和测距系统，它利用了声波的反射原理。声呐仪发出一束在水中沿直线传播的声波，当声波碰到障碍物时，就被反射回来，反射声波被声呐仪检测到，通过测量声波从发射到返回所经历的时间，就可以计算出声波传播的距离，从而间接测得物体的位置。 例4.某渔船安装有水下声呐系统，在捕鱼生产中为测量鱼群和渔船间的距离，声呐系统发出了声波，0.8秒后经鱼群反射的声波被声呐仪检测到，求：鱼群与渔船的距离。（声音在水中的传播速度为1500m/s） 　 题型3.时间差问题 1.钢管问题 例5.甲、乙两同学分别位于一座铁桥的两端，甲同学敲击一端的铁栏杆，乙同学在另一端听到了两次的敲击声，时间间隔为0.5秒，求：桥的长度（声音在钢铁中的传播速度为5200m/s，声音在空气中的传播速度为340m/s） 分析：乙同学第一次听到的声音是通过铁栏杆传来的，第二次听到的声音是通过空气传来的。 解：设桥长为L ∵ υ铁>υ空气，∴ 通过距离相同时， t铁<t空气 L=181.9m 2.测速仪问题 测速原理：测速仅前后两次发出并接受到被测车反射回来的超声波信号，再根据两次信号的时间差，测出车速。 例6.为了监督司机遵守限速规定，交管部门在公路上设置了固定测速仪。如图所示，汽车向放置在路中的测速仪匀速驶来，测速仪向汽车发出两次短促的超声波信号，第一次发出信号到测速仪接收到信号用时t1=0.5s，第二次发出信号到测速仪接收到信号用时t2=0.3s，若发出两次信号的时间间隔是l.1s，超声波的速度υ声=340m/s。则（ ） A.汽车接收到第一次信号时，距测速仪170m B.汽车接收到第二次信号时，距测速仪85m C.汽车的速度是34m/s D.汽车的速度是42.5m/s 分析与解： 汽车接收到第一次信号时，汽车距离测速仪： 汽车接收到第二次信号时，汽车距离测速仪： 汽车在两次信号的时间间隔内行驶距离：sAB=s1－s2 = 85m－5lm = 34m 题中“测速仪发出两次信号的时间间隔”t3是由三部分组成： 第一部分：第一次信号发出后到达汽车所需时间为： 第二部分：第一次信号被汽车反射回来所需时间为： 第三部分：第一次接收信号与第二次信号发出前所需时间为：t4 因此汽车在两次信号的间隔过程中，行驶了：s′=s1－s2=85m－51m=34m 这34m共用了：t′=Δt－+=0.9s－0.25s+0.15s=0.8s 所以汽车的车速为： 所以，选Ｄ。 第 4 页 共 4 页 学科网（北京）股份有限公司 $