内容正文:
专题1.1 声音是什么【九大题型】
题型一、声音 2
题型二、探究声音的产生 2
题型三、探究声音的传播 3
题型四、声音在不同介质中的传播速度 4
题型五、有关声音的计算(测距类) 6
题型六、有关声音的计算(测速类) 6
题型七、有关声音的计算(综合计算) 7
题型八、有关声音的综合计算(关于传播介质) 8
题型九、有关声音的综合题 9
巩固练习 12
提优练习 17
知识点01 声音的产生
1.声音的产生:声音是由物体振动产生的。固体、液体、气体振动都可以发声。自然界中凡是发声的物体都在振动,振动停止,发声也停止。
2.声源:物理学中把发声的物体叫做声源。
3.保存声音:振动可以发声,如果将发声的振动记录下来需要时再让物体按照记录下来的振动规律去振动,就会产生与原来一样的声音。如:早期的机械唱片,唱片上有一圈圈不规则的沟槽。当唱片转动时,唱针随着划过的沟槽振动,这样就把记录的声音重现出来。磁带,声源的振动通过话筒转化成电信号通过录音磁头记录在磁带上,放音磁头将记录在磁带上的声音信息转化成电信号,通过扬声器还原声音。
注释:振动停止,发声也停止,但是不能说振动停止,声音也消失。因为振动停止,只是不再发声,但是原来所发出的声音还在继续向外传播并存在。
题型一、声音
【典例1】(23-24八年级上·湖南岳阳·期中)演奏吉他时,声音是由琴弦的 而产生的;吹奏笛子时,声源是 (选填“竹管”、“嘴唇”或“空气柱”)。
【变式1-1】(23-24八年级上·江苏无锡·阶段练习)写出下列各种声音的声源。
(1)悠扬的短笛声: ;
(2)《黄河大合唱》中的歌词“风在吼,马在叫,黄河在咆哮”,这里的“咆哮”的声源是 。
【变式1-2】(2024九年级下·全国·专题练习)校园文化艺术节的开幕式上,小华表演水瓶琴。她轻轻的吹水瓶琴,主要是 (选填“瓶和瓶中水”或“瓶内空气柱”)振动发出声音。声音通过空气传入人耳。
题型二、探究声音的产生
【典例2】小丽同学在学习声现象时做了几个探究实验:
(1)如图甲所示,将正在发声的音叉放入水中,能观察到音叉周围溅起许多水花,这说明发出声音的音叉在 。
(2)如图乙所示,敲响右边的音,左边完全相同的音也会发声,并且把泡沫塑料球弹起,该实验能说明 可以传声。
(3)如图丙所示,把正在响铃的闹钟放在玻璃罩内,渐抽出玻璃罩内的空气所听到的铃声将会逐渐 (选填“变大”、“变小”或“不变”),并由此推理可知:如果玻璃罩内抽成真空后,就听不到闹钟响铃的声音了,最后得出结论:真空 (选填“能”或“不能”)传声。
(4)通过丙实验的结论可知,若在月球上做图乙实验,泡沫塑料球 弹起(选填“能”或“不能”)。
【变式2-1】如图所示,小琳将几个小纸团放在正在播放音乐的扬声器的纸盆上,她发现纸团不断地上下跳动。
(1)她断开开关,让扬声器停止播放音乐,纸盆上的小纸团 (选填“还在”或“停止”)跳动,这说明声音是由物体的 产生的,实验中,小纸团的作用是将纸盆的振动 (选填“放大”或“缩小”),从而便于观察;
(2)小琳突发奇想:若将该实验装置移到月球上进行实验,当扬声器播放音乐时,她 听到声音,但 看到小纸团跳动。(均选填“能”或“不能”)
【变式2-2】如图所示,在探究“声音是由物体振动产生的”实验中,将正在发声的音叉紧靠悬线下的乒乓球,发现乒乓球被弹开。在这里乒乓球的作用是( )
A.把音叉的微小振动放大,便于观察 B.使音叉的振动尽快停下来
C.延长音叉的振动时间 D.使声波被多次反射形成回声
知识点02 声音的传播
1、能够传播声音的物质叫做介质,气体、液体、固体都是介质。
2、声音的传播需要介质,真空不能传声。
3、声是以声波的形式向外传播的。
题型三、探究声音的传播
【典例3】(2024·重庆·二模)如图,我国已经建成多条“音乐公路”,路面上刻有一条条凹槽,每条凹槽就像一个音符,可以把整条路面看成是一张留声机的碟片,而汽车的轮胎就像是唱针,每当汽车驶过这段路面时,一段完整的音乐就奏响了。音乐声是由轮胎的 产生的,音乐声通过 传入人耳。
【变式3-1】(2024年山西省九年级中考模拟预测物理�化学试题-初中物理)笛子是我国传统乐器中最有民族特色的吹奏乐器。关于笛子演奏过程中涉及的声现象知识,下列说法中正确的是( )
A.笛子发出的声音是由空气振动产生的
B.现场观众听到的笛声是通过空气传播的
C.吹奏停止时,声音的传播也立即停止
D.笛子发出的声音可以在真空中传播
【变式3-2】(2024·山东济南·模拟预测)《梦溪笔谈》中有这样的记载:行军宿营,士兵常用“伏地听声”的方法来判断有无夜袭敌人的马蹄声。“伏地听声”说明了( )
A.声音不能在空气中传播 B.声音不能在真空中传播
C.声音在固体中传播最快 D.声音不能在固体中传播
题型四、声音在不同介质中的传播速度
【典例4】(23-24八年级上·湖北武汉·阶段练习)如表是一些介质中的声速,根据数据,下列关于声速的说法中不正确的是( )
介质
声速
介质
声速
介质
声速
空气
煤油
冰
空气
水常温
铜棒
软木
海水
大理石
A.同种介质中声音的传播速度也可能不同
B.声速的大小不只与介质的种类有关
C.声音从水中传到空气中时,声速减小
D.声音在固体中传播的速度一定大于在液体中传播速度
【变式4-1】(23-24八年级上·新疆和田·期末)海水、空气、铁管按声音在其中传播的速度由小到大的顺序排列,正确的是( )
A.海水、空气、铁管 B.铁管、空气、海水
C.空气、海水、铁管 D.海水、铁管、空气
【变式4-2】(23-24九年级上·重庆荣昌·阶段练习)“风在吼,马在叫,黄河在咆哮”,这些声音都是由物体的 产生的。铁路检修人员常用耳朵贴着铁轨来提前判断火车是否来了,这是利用声音在铁轨中的传播速度 声音在空气中的传播速度。
【变式4-3】(23-24八年级上·广东江门·阶段练习)跳广场舞已经成为人们健身的一项运动,优美的舞曲声是由扬声器纸盆的 产生的;将耳朵贴在一根足够长装满水的铁管的一端,让另外一个人敲一下铁管的另一端,你会听到 次敲打的声音;声音在水中的传播速度 (选填“大于”、“等于”或“小于”)在空气中的传播速度。
知识点03 声速 回声
1、 声音在每秒内传播的距离叫声速,单位m/s,读作米每秒。15℃时空气中的声速是340m/s,平常我们讲的声速,指的就是此值。
2、 影响声速的因素:(1)介质的种类,一般情况下v固>v液>v气;
(2)温度,同种介质,温度越高,声速越大。
3、声音在传播过程中遇到大的障碍物被反射回来,便形成回声。回声是声音的反射。
注释:
1、 在空气中,一般温度每升高1℃声速大约增加0.6m/s。15℃的空气的声速为340m/s,实际生活中,我们说的亚音速飞机、超音速飞机,就是指速度达不到340m/s和速度超过340m/s的飞机。
2、 声波在传播过程中遇到障碍物会发生以下情况:一部分声波在障碍物表面反射;另一部分声波可能进入障碍物,被障碍物吸收甚至穿过障碍物,如隔墙能听到相邻房间里的声音。不同障碍物对声波的吸收和反射能力不同。通常情况下坚硬光滑的表面反射声音的能力强。如:北京天坛的回音壁的光滑圆形墙壁能使声波发生多次反射;松软多孔的表面吸收声波的能力强,如音乐厅的蜂窝状天花板就是为了吸收声音。
3、人耳能分辨出回声和原声的条件是:反射回来的声音到达人耳比原声晚0.1s以上,即:声源到障碍物的距离大于17m。
题型五、有关声音的计算(测距类)
【典例5】(23-24八年级上·吉林·阶段练习)人耳能区分两次声音的时间间隔至少为0.1s,为了听到回声,反射声波的障碍物至少应该距离我们 米远。普通的教室里 (选填“能”或“不能”)听到老师讲课的回声(空气中的声速是340米/秒)。
【变式5-1】(23-24八年级上·河南驻马店·阶段练习)小丽同学假期跟随爸爸去游玩,站在两座山之间的开阔地带,看到美丽的风景,小丽高兴地大喊了一声,经过0.4s听到第一次回声,又经过0.6s听到第二次回声(声速取340m/s)。那么两座山之间的距离是多少( )m。
A.102 B.170 C.272 D.238
【变式5-2】某人在长铁管一端猛敲击一下,在长铁管另一端人听到两次声音间隔为0.4s,求长铁管的长度 m。(结果保留整数,声音在空气中、钢铁中传播速度分别是340m/s、5200m/s)
【变式5-3】(23-24八年级上·江苏镇江·阶段练习)一辆汽车以15m/s的速度向着山崖的方向匀速行驶,在距离山崖一定距离时鸣笛,经过0.8s后司机听到了回声。已知声音在空气中的传播速度为340m/s,则从汽车鸣笛到司机听到回声时,汽车行驶的路程 米,汽车距山崖的距离 米。
题型六、有关声音的计算(测速类)
【典例6】(2024·湖北孝感·一模)有一口竖井,深度未知。在井口大喊一声,0.5s后听到井底回声,则井深 m;在井口向井内抛下一个石子,5.25s后听到石子落到井底的声音,石子下落的平均速度为 m/s。
【变式6-1】站在百米赛跑终点的记时员,他听到起跑的枪声后立即开始记时,测得李明同学的百米赛跑时间为14s,则李明百米赛跑的真实成绩应该是( )
A.14s B.大于14s C.小于14s D.无法确定
【变式6-2】正在平直公路上匀速行驶的汽车,向正前方的一座山崖鸣笛,2s后听到回声(当时声音在空气中的传播速度为340m/s),听到回声时汽车到山崖的距离为330m,则汽车的行驶速度是( )
A.10m/s B.100m/s C.35m/s D.350m/s
【变式6-3】(23-24八年级上·四川成都·期中)如图(a)所示,停在公路旁的公安巡逻车利用超声波可以监测车速:巡逻车上测速仪发出并接收超声波脉冲信号,根据发出和接收到的信号间的时间差,就能测出车速。在图(b)中,、是测速仪先后发出的超声波信号,分别是测速仪检测到的经反射后的信号。设测速仪匀速扫描,与之间的时间间隔为1.8秒,超声波在空气中传播的速度为340米/秒,下列说法正确的是( )
A.图b中每个小格代表0.1秒
B.汽车收到第二次信号时,距测速仪
C.汽车在两次与超声波相遇过程中行驶时间为
D.汽车的速度为
题型七、有关声音的计算(综合计算)
【典例7】(23-24八年级上·广东茂名·阶段练习)在笔直公路行驶的汽车正前方有一座山崖,汽车以20m/s的速度向前行驶时汽车鸣笛一声,3s后汽车司机听到鸣笛的回声,问:
(1)3s内汽车所走的距离有多远?
(2)3s内声音传播的距离有多远?
(3)鸣笛时,汽车离山崖多远?(设声音在空气中的传播速度为340m/s)
【变式7-1】(23-24八年级上·广东深圳·期末)在军事学习中,一门反坦克炮直接瞄准所要射击的静止的坦克模型,射击后射手经过4.2s听到炮弹击中坦克爆炸的声音,坦克模型到射手的距离是1020m,设炮弹做匀速直线运动。(设此时声在空气中的速度是340m/s)则
(1)炮弹爆炸声音在空气中传播的时间是多少秒?
(2)炮弹运动的速度是多少米/秒?
【变式7-2】(23-24八年级上·山东德州·阶段练习)某同学站在一艘汽艇上遥对一座山崖,他对山崖大喊一声,5s后听到回声。已知声音在空气中的速度为340m/s。求:
(1)若汽艇静泊在水面上,则他离山崖有多远?
(2)若他大喊时离山崖875m,求汽艇行驶的速度?
【变式7-3】(23-24八年级上·山东枣庄·期中)如图所示,一辆汽车在平直公路上匀速行驶,在距离前方山岸450m处时鸣笛,继续行驶2.5s后听到回声。已知声音的传播速度为340m/s求:
(1)2.5s内声音传播的路程;
(2)听到回声时汽车与山崖的距离;
(3)汽车行驶的速度。
题型八、有关声音的综合计算(关于传播介质)
【典例8】(23-24八年级上·贵州黔东南·阶段练习)我们知道声音在不同介质中传播的速度一般不同。阅读下表中一些介质中的声速,回答问题。
一些介质中的声速v(m/s)
空气(0℃)
331
冰
3230
空气(15℃)
340
铜(棒)
3750
煤油(25℃)
1324
铝(棒)
5000
水(常温)
1500
铁(棒)
5200
(1)声音在介质中的传播有什么规律?(写出两条)
(2)在长为884m的金属管的一端敲击一下,在另一端先后听到两个声音,声音相隔2.43s,声音在金属管中的传播速度是多大?
(3)该金属管可能是由什么材料制成的?(此时气温约为15℃)
【变式8-1】甲、乙两同学通过学习知道声音在不同温度的空气中传播的速度不同,于是他们设计了一种测量空气温度的方法。他们选择了一根长度为153m的铁管,让甲在铁管一端敲击铁管一下,乙在铁管的另一端用灵敏度较高的仪器测得两次声音的时间间隔为0.420s。通过上网查得:声音在铁中的传播速度为5100m/s,声音在不同温度的空气中传播的速度如表。求:
温度/℃
5
10
15
20
声速/(m/s)
334
337
340
343
(1)声音在铁管中的传播时间为多少秒?
(2)当时的温度为多少摄氏度?
【变式8-2】(23-24八年级上·陕西西安·阶段练习)我们知道,声音在不同介质中传播的速度不同,如下表所示。已知在长为,1700m的空金属管一端敲击一下,在另一端先后听到两次声音,两声相隔4.66s(此时气温约为15℃)。问:
一些介质中的声速
空气(0℃)
331
冰
3230
空气(15℃)
340
铜
3750
煤油(25℃)
1324
铝
5000
水(常温)
1500
铁
5200
(1)敲击后声音通过空气传到金属管另一端要多长时间?
(2)声音在金属管中的传播速度是多大?该金属管可能是由什么材料制成的?
题型九、有关声音的综合题
【典例9】(23-24八年级上·广东深圳·期末)请阅读仪器使用说明书,完成下列问题。
下图是一款“测声音在空气中传播速度”的仪器使用说明书及实验装置示意图。
(1) 若把铜铃放在甲、乙的中点,则液晶显示屏的示数为 ;
(2)有同学了解到声音在空气中传播时速度的大小还与空气的温度有关,于是先在室温下用棒槌敲打铜铃,记下液晶显示屏的示数为N1:保持铜铃与甲、乙的位置不变,打开室内空调对室内降温,再用棒槌敲打铜铃时,再次液晶显示屏的示数为 N2,发现 N2>N1,说明声音在空气中传播时,声速随空气温度降低而( )
A.变大 B. 变小 C.不变 D.无法判断;
(3)如图所示,已知s1=0.2m,s2=0.89m, 液晶显示屏上显示“2.00”, 则此时声速约为 m/s。
【变式9-1】当声源与观察者相对运动时,观测到的声音频率会发生变化,可以用此现象的原理测量运动员移动速度的大小。某同学查阅资料得知声源发出的声音频率是不变的,而观察者接收的频率由公式决定:其中v是声速;v观是观察者的速度,v源是声源的速度,以上速度均是沿声源与观察者连线方向的速度大小。F0是声源发出声音的频率,f是观察者接收到的频率,当两者靠近时,观察者接收的频率变高,反之变低,该同学为进一步研究此规律,设计了如下实验:图1中的扬声器可以发出特定频率的声音,滑片可在气垫导轨上做匀速直线运动。在滑片上固定一部智能手机,手机中的声学传感器可以记录手机接收到的声音频率随时间变化的情况。
(1)图甲是实验过程中手机接收到的频率信息,其中手机在①段处于静止状态,在②段 ,在③段 (分别填“向左运动”“向右运动”或“静止”);
(2)手机静止一段时间后以0.531m/s的速度运动,由图乙信息可得声速为 m/s;
(3)在跳台滑雪、速降雪车等项目中,固定在地面的发声器(同时也是接收器)若对着运动员发射频率为33kHz的超声波,声波遇到运动员后会立即反射,反射波的频率等于运动员接收的频率,发声器最终接收的频率是27.5kHz,已知声速是330m/s,测得运动员的速度大小是 m/s。
巩固练习
一、单选题
1.(2024九年级下·全国·专题练习)在敲响大钟时有同学发现,停止了对大钟的撞击后大钟“余音未绝”,其原因是( )
A.一定是大钟的回声
B.是因为人的听觉发生“延长”的缘故
C.大钟虽已停止振动,但空气仍在振动
D.有余音说明大钟仍在振动
2.(2024·湖南湘西·一模)传统音乐类非物质文化遗产是湖湘文化的重要组成部分,是三湘儿女劳动和智慧的结晶,无论在音乐、文学等方面都具有较高的审美价值和研究价值。澧水船工号子、土家族打溜子、湘西苗族民歌、麻山锣鼓、青山唢呐等都是其中的优秀代表,下列说法你认为正确的是( )
A.歌声是由周围空气振动产生的
B.锣鼓声是通过空气传播到观众耳中的
C.山歌在山间回荡传播不需要介质
D.唢呐声在空气中传播速度约为
3.如图所示,在演示声音是由物体振动引起的实验中,将正在发声的音叉紧靠悬线下的轻质小球( )
A.使音叉振动时间延长 B.使音叉振动尽快停下来
C.把音叉的微小振动放大,便于观察 D.使声波多次反射形成回声
4.(23-24八年级上·湖北黄冈·阶段练习)从声音传播的角度看,下列选项中,与其他三个不相同的是( )
A.空气 B.真空 C.大地 D.水
5.(2024·山东日照·一模)日照海洋公园是一个充满活力和魅力的旅游胜地,其独特的旅游特色让游客们流连忘返。小明在观看水下表演节目时突发奇想,下列能在水中演奏的乐器是( )
A.用二胡演奏《二泉映月》 B.用小号演奏《赛马》
C.用笛子演奏《姑苏行》 D.乐器在水中不可能发声
6.(2024·广东惠州·一模)2023年7月20日,神舟十六号航天员圆满完成出舱活动的全部任务。如题图所示,在太空中,面对面的航天员必须借助无线电设备才能进行交谈。其原因是( )
A.太空中是真空,不能传声
B.太空中声音的传播速度太慢
C.太空中航天员声音响度太小
D.太空中航天员声音音调太低
7.(2024·云南昆明·一模)用力敲鼓,鼓面振动发声。为了显示鼓面的振动情况,我们可以在鼓面上撒一些泡沫球。下列关于敲鼓这一情景的说法正确的是( )
A.泡沫球的振动就是鼓面的振动
B.我们听到的鼓声是泡沫球振动产生的
C.我们听到的鼓声是通过鼓槌传播到耳朵的
D.泡沫球振动可以用来说明鼓面在振动
8.(2024·安徽合肥·一模)运动会上进行百米赛跑,如果计时员听到枪声才开始计时,空气中声速取340 m/s。所记录的成绩比看到枪烟就开始计时的成绩:( )
A.记时准确 B.少记约0.294s C.多记约0.294s D.少记约0.588s
二、填空题
9.(2024·安徽合肥·一模)在《梁祝》的演奏中,引子部分一开始用长笛模仿鸟的叫声吹奏出一段旋律,接着双簧管以柔和抒情的引子主题展示出了一幅春光明媚、鸟语花香的美丽景色。这里的长笛和双簧管都是靠 振动发声的。
10.(2024·江西九江·模拟预测)如图是网络达人对着酒杯连续发出吼声,使酒杯应声而碎的精彩情景。酒杯破碎是由于声音可以传递 ;现场观众听到的吼声是通过 传入人耳的。
11.(2024·河南南阳·二模)如图所示,小明将正在发声的音叉放入水中,发现 ,这个实验是用来探究发声的物体是否在 。
12.(2024·安徽马鞍山·一模)如图的实验可说明:声音可以传递能量。该实验在月球 (“可以”或“无法”)完成。
13.(23-24八年级上·四川泸州·阶段练习)如图是真空铃实验装置,把正在响着的闹铃放在玻璃罩内,可以清楚地听到铃声;
(1)用抽气机逐渐抽去玻璃罩内的空气,铃声将会减小;停止抽气,并让空气重新进入玻璃罩内,铃声将会 (选填“增大”、“减小”或“不变”);假如抽气机把罩内空气全部抽去,当你靠近玻璃罩时 (选填“能”或“不能”)听到声音;我们可以由此推理出 。
14.(23-24九年级下·江苏盐城·阶段练习)在飞机失事搜寻过程中,搜救舰船在定位和测量海深时都要用到超声测位仪(如图所示),它是利用声音可以在 中传播来工作的,若海水的深度是7500m,声音在海水中的传播速度是1500m/s,则测位仪发出信号后需经过 秒才能接收到信号。
三、计算题
15.(23-24八年级上·海南海口·阶段练习)在学校运动会上小红成了一名百米跑终点计时员,但由于她是听到枪声响后才开始计时,测出小明同学的成绩为11.5秒,请你通过计算求出小明同学的真实成绩是多少秒?(声速取340m/s,计算结果保留1位小数)
16.(23-24八年级上·陕西西安·阶段练习)如表所示是一些介质中的声速,请同学们观察表格回答以下问题:
一些介质中的声速(m•s﹣1)
空气(0℃)
331
冰
3230
空气(15℃)
340
铜
3750
煤油(25℃)
1324
铝
5000
水(常温)
1500
铁
5200
在长为850m的金属管的一端敲击一下,在另一端先后听到两个声音,两声相隔2.33s。
(1)声音在金属管中的传播速度是多少?
(2)该金属管可能是由什么材料制成的?(此时气温约为15℃)。
17.(23-24八年级上·四川成都·期中)一辆汽车以72km/h的速度匀速面向一座高山行驶,经过一路碑时鸣笛一声继续行驶,6s后听到了回声。(已知声音在空气中的传播速度为340m/s)
(1)汽车鸣笛时的路碑处距离高山多少米?
(2)汽车听到鸣笛回声时距离高山还有多少米?
四、实验题
18.(2024九年级下·上海·专题练习)在探究声音的产生与传播时,小明和小华一起做了下面的实验:
(1)如图①所示,用悬挂着的乒乓球接触正在发声的音叉可观察到 ,悬挂着的乒乓球的作用是 。可见,声音是由物体 产生的;
(2)如图②所示,为了验证(1)中的探究结论,小华同学用手使劲敲桌子,桌子发出了很大的声响,但他几乎没有看到桌子的振动,为了明显地看到实验现象,你的改进方法是: ;
(3)如图③所示,敲响右边的音叉,左边完全相同的音叉也会发声,并且把泡沫塑料球弹起。该实验能说明 可以传声,在月球上 (选填“能”或“不能”)看到塑料球弹起;
(4)如图④所示,把在响铃的闹钟放在玻璃罩内,逐渐抽出其中的空气,所听到的声音将会逐渐 。并由此推理可知: 。
五、声源
19.(23-24八年级上·湖南岳阳·期中)演奏吉他时,声音是由琴弦的 而产生的;吹奏笛子时,声源是 (选填“竹管”、“嘴唇”或“空气柱”)。
20.(23-24八年级上·江苏无锡·阶段练习)写出下列各种声音的声源。
(1)悠扬的短笛声: ;
(2)《黄河大合唱》中的歌词“风在吼,马在叫,黄河在咆哮”,这里的“咆哮”的声源是 。
21.(2024九年级下·全国·专题练习)校园文化艺术节的开幕式上,小华表演水瓶琴。她轻轻的吹水瓶琴,主要是 (选填“瓶和瓶中水”或“瓶内空气柱”)振动发出声音。声音通过空气传入人耳。
提优练习
一、单选题
1.(23-24九年级下·湖北荆门·期中)到寺庙景点旅游时,僧人敲响大钟,我们能听到大钟洪亮的声音,僧人停止撞击大钟,却仍“余音不止”,其主要原因是( )
A.声的回音 B.人的听觉发生延长
C.钟还在振动 D.钟停止振动,但空气还在振动
2.(23-24八年级上·四川凉山·期末)图中小资料是声音在一些介质中的传播速度,根据表中提供的信息,下面说法正确的是( )
A.声音在同一种介质中传播速度一定相同
B.声音的传播速度只与介质的温度有关
C.声音的传播速度与介质种类和介质的温度有关
D.声音在金属中传播速度小于它在气体中传播速度
3.(2024·陕西西安·一模)由科技部、中央宣传部、中国科协主办的 2024 年全国科技活动周将于5月 18日在全国各地展开。为了准备科技活动周,学校举行了“我想象中的月球车”的科技活动,爱动脑的小强提出了以下有关设想,合理的是( )
A.月球车必须配备降落伞,以确保安全落月
B.月球车用内燃机来驱动
C.宇航员之间可以不用任何工具进行通话交流
D.可在月球车上安装重垂线,以便观察倾斜程度
4.(23-24八年级上·江苏镇江·阶段练习)如图,超声波测速仪A,向远离自己而去的汽车B发出两次脉冲波的时间间隔为4.5s,第一个脉冲1.4s后收到反射信号。发射第二个脉冲3.0s后收到反射信号(声音在空气中速度为340m/s)( )
A.汽车接收到第一次脉冲,距离测速仪的距离为248m
B.汽车接收到第一次脉冲,距离测速仪的距离为250m
C.汽车接收到两次脉冲波的时间间隔是4.3s
D.汽车接收到两次脉冲波的时间间隔是5.3s
5.甲同学在一根85米的装满水的铁管的一端敲一下铁管,乙同学在铁管的另一端贴近管壁,可听到( )(已知声音在铁、水和空气中的传播速度依次为5200m/s,1500m/s,和340m/s,人耳能分清前后两次声音的时间间隔要大于0.1s)
A.一次敲击声 B.两次敲击声 C.三次敲击声 D.无法确定
6.(23-24八年级上·江苏苏州·阶段练习)一辆汽车以某一速度正对山崖行驶,鸣笛后2s听到回声,汽车从鸣笛到司机听到回声前进了40m。关于汽车的行驶速度和鸣笛处到山崖的距离下列选项正确的是(已知声音在空气中地传播速度为340m/s)( )
A.340m 10m/s B.170m 20m/s
C.360m 20m/s D.410m 10m/s
7.如图所示,停在公路旁的公安巡逻车利用超声波可以监测车速:巡逻车上的测速仪发 出并接收超声波脉冲信号,根据发出和接收到的信号间的时间差就能测出车速。测速仪第一 次发出超声波信号后经过 0.6s 接收到被测车辆反射回来的超声波信号,第二次发出超声波 信号后经过 0.4s 接收到被测车辆反射回来的超声波信号。测速仪匀速扫描,两次信号发射 的时间间隔为 1.8s,超声波在空气中传播的速度为 340m/s,则被测车的车速为 ( )
A.20m/s B.30m/s C.40m/s D.50m/s
二、填空题
8.(2024·陕西西安·二模)如图所示,小明认为实验中有绳子拴着袋子,绳子也可以传声,无法证明水能传播声音。请你提出一个改进意见: 。
9.(23-24八年级上·湖北黄冈·阶段练习)阅读下面数据回答问题。
几种物质中的声速v/(m/s)
空气(15oC)
340
海水(25oC)
1531
空气(25oC)
346
铜(棒)
3750
空气(35oC)
352
大理石
3810
煤油(25oC)
1324
铝(棒)
5000
蒸馏水(25oC)
1497
铁(棒)
5200
(1)空气中的声速随温度的升高而 (选填“增大”“减小”或“不变”),可得出的规律是每升高1℃,声速每秒变化 m/s。按照你的发现规律,你估计0℃时空气中的声速大约为 m/s。
(2)影响声速大小的因素: 、 。
10.(23-24八年级上·山西朔州·阶段练习)小亮同学利用课余时间,创作了一部科幻小小说﹣﹣《太空漫游记》。小说中有这样的描写:小明和小亮驾驶“女娲号”飞船漫游在太空,突然听到空中传来“隆隆”的雷声,指出这段文字中的一处科学性错误及判断依据。错误之处: ;判断依据: (开放性试题,答案合理即可)。
11.(23-24八年级上·山东烟台·期中)在高空发生闪电打雷时我们总是先看到闪电后听到雷声,这是因为 ;百米赛跑的裁判员 (填“听到发令枪声”或“看到发令枪冒出的白烟”)开始计时,也是这个原因;闪电打雷的同时,远处有很多地方只看到闪电而听不到雷声,这是因为 。
12.(23-24八年级上·湖南长沙·阶段练习)如图甲所示,用竖直悬挂的泡沫塑料球接触发声的音叉时,泡沫塑料球被弹起,这个现象说明 ;如图乙所示,敲击右边的音叉,左边完全相同的音叉把泡沫塑料球弹起,这个现象还可以得到两个结论:
(1) ;(2) 。
13.已知人耳区分两次声音的时间间隔为0.1s以上,则人距离障碍物至少 m才能听清自己说话的回声。现有一根长为34m的空铁管,如果你将耳朵贴在铁管的一端,让另外一个人敲击一下铁管的另一端,则敲击声由空气传入你的耳朵需要 s,你会听到 次敲打的声音。(已知声音在空气中的传播速度为340m,在铁中传播速度为5200m/s)
14.某两位同学为了体验声音在不同介质中的传播速度不同的物理现象,他们用正在输送水的直铁管到进行实验,一位同学在管道的一头敲了一下,使铁管发出了清脆的响声。另一位同学在铁管的另一端用耳朵贴近铁管听声音。如果铁管只有大约20米左右时,则只能听到 次响声;如果铁管很长时,要让对面的同学听到两次响声,则铁管长度需要不少于 米;如果要让对面的同学听到三次响声,则铁管长度需要不少于 米(取空气中的声度为340m/s,水中的声速1500m/s,铁中的声速5000m/s)。
三、实验题
15.(23-24八年级上·江苏苏州·阶段练习)探究声音的实验:
(1)如图①所示,用悬挂着的乒乓球接触正在发声的音叉,可观察到乒乓球弹开,下列实验研究方法与此方法相同的是 ;
①通过蜡烛火焰的情况来判断声音是否可以传递能量
②研究水蒸发快慢与水的温度关系时,控制其他影响因素都保持不变
③通过温度计内液体热胀冷缩程度来判断温度高低
④研究声音传播条件时,通过空气越稀薄声音越小,来推理声音不能在真空中传播
A.①④ B.①③ C.②④ D.③④
(2)如图所示,在真空是否传声的实验中,抽气一段时间后小明发现听到的手机声音没有明显变化 ;
A.手机声音的响度太大
B.手机声音的频率太高
C.插入广口瓶中导管不足够长
D.未塞紧瓶塞存在漏气
(3)先让电铃发声并放入玻璃罩内,再用抽气机把玻璃罩内的空气逐渐抽出,发现电铃的声音音调将逐渐 (填“变大”或“变小”或“不变”,下同),响度逐渐 ,直到几乎“听不到”,由此得出声音不能在 传播。这个实验用到一种物理方法是 ;
(4)甲、乙两组同学比较不同材料的隔声性能:
甲组:实验原理为人耳听到的响度的大小与 有关,因为声能在传播过程中会损耗,响度逐渐变小。
材料:闹钟、鞋盒、卷尺、泡沫塑料、报纸、棉花、塑料袋;
步骤1:聆听闹钟走动时的咔嚓声。铺一些棉花在鞋盒底部,把闹钟平放进去,将其余棉花填满鞋盒;
步骤2:从声源处逐渐远离,直至 ,记录此时人离声源的最大距离;
步骤3:换其他测试材料,重复上述步骤。记录数据如表一;
表一
材料
棉花
泡沫塑料
报纸
塑料袋
最大可听距离/m
2.2
1.8
3.7
3
乙组:利用手机软件“噪声监测仪”进行测量。步骤1、3:与甲组同学相同;
表二
材料
棉花
泡沫塑料
报纸
塑料袋
响度/___
表二中填入的单位是 ;根据甲组同学测量的数据,预估手机监测到响度最大时,填充的材料是 。
四、计算题
16.为了督促司机遵守限速规定,交管部门在公路上设置了固定测速仪就可以知道汽车速度了。你想知道其中的奥秘吗?请完成下列的问题吧。
如图甲所示,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超声波信号。第一次发出信号到接收到反射回来的信号用时0.5s;接收到第一次信号后0.4s发出第二个信号,又用时0.4s接收到反射回来的信号。测速仪发出与接收超声波信号的情况如图乙所示,x表示超声波与测速仪之间的距离,设超声波的速度是340m/s,求:
(1)汽车接收到第一次信号时,距测速仪距离为多少?
(2)汽车两次接收到信号时位置相距多少?
(3)在该测速区内,汽车的速度是多少?
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专题1.1 声音是什么【九大题型】
题型一、声音 1
题型二、探究声音的产生 2
题型三、探究声音的传播 4
题型四、声音在不同介质中的传播速度 5
题型五、有关声音的计算(测距类) 8
题型六、有关声音的计算(测速类) 9
题型七、有关声音的计算(综合计算) 12
题型八、有关声音的综合计算(关于传播介质) 14
题型九、有关声音的综合题 17
巩固练习 21
提优练习 30
知识点01 声音的产生
1.声音的产生:声音是由物体振动产生的。固体、液体、气体振动都可以发声。自然界中凡是发声的物体都在振动,振动停止,发声也停止。
2.声源:物理学中把发声的物体叫做声源。
3.保存声音:振动可以发声,如果将发声的振动记录下来需要时再让物体按照记录下来的振动规律去振动,就会产生与原来一样的声音。如:早期的机械唱片,唱片上有一圈圈不规则的沟槽。当唱片转动时,唱针随着划过的沟槽振动,这样就把记录的声音重现出来。磁带,声源的振动通过话筒转化成电信号通过录音磁头记录在磁带上,放音磁头将记录在磁带上的声音信息转化成电信号,通过扬声器还原声音。
注释:振动停止,发声也停止,但是不能说振动停止,声音也消失。因为振动停止,只是不再发声,但是原来所发出的声音还在继续向外传播并存在。
题型一、声音
【典例1】(23-24八年级上·湖南岳阳·期中)演奏吉他时,声音是由琴弦的 而产生的;吹奏笛子时,声源是 (选填“竹管”、“嘴唇”或“空气柱”)。
【答案】 振动 空气柱
【详解】[1]一切声音都是由于物体振动产生的,演奏吉他时,声音是由琴弦的振动而产生的。
[2]吹奏笛子时,声音是由笛管中的空气柱的振动产生的,声源是空气柱。
【变式1-1】(23-24八年级上·江苏无锡·阶段练习)写出下列各种声音的声源。
(1)悠扬的短笛声: ;
(2)《黄河大合唱》中的歌词“风在吼,马在叫,黄河在咆哮”,这里的“咆哮”的声源是 。
【答案】 空气柱 黄河水
【详解】(1)[1]悠扬的短笛声的声源是短笛内空气柱的振动发声。
(2)[2]《黄河大合唱》中的歌词“风在吼,马在叫,“马在叫”的声源是马的声带;“黄河在咆哮”的声源是黄河水。
【变式1-2】(2024九年级下·全国·专题练习)校园文化艺术节的开幕式上,小华表演水瓶琴。她轻轻的吹水瓶琴,主要是 (选填“瓶和瓶中水”或“瓶内空气柱”)振动发出声音。声音通过空气传入人耳。
【答案】瓶内空气柱
【详解】声音是由物体振动产生的,吹水瓶琴的时,主要是由瓶内空气柱振动产生的。
题型二、探究声音的产生
【典例2】小丽同学在学习声现象时做了几个探究实验:
(1)如图甲所示,将正在发声的音叉放入水中,能观察到音叉周围溅起许多水花,这说明发出声音的音叉在 。
(2)如图乙所示,敲响右边的音,左边完全相同的音也会发声,并且把泡沫塑料球弹起,该实验能说明 可以传声。
(3)如图丙所示,把正在响铃的闹钟放在玻璃罩内,渐抽出玻璃罩内的空气所听到的铃声将会逐渐 (选填“变大”、“变小”或“不变”),并由此推理可知:如果玻璃罩内抽成真空后,就听不到闹钟响铃的声音了,最后得出结论:真空 (选填“能”或“不能”)传声。
(4)通过丙实验的结论可知,若在月球上做图乙实验,泡沫塑料球 弹起(选填“能”或“不能”)。
【答案】 振动 空气 变小 不能 不能
【详解】(1)[1]甲图中,发声的音叉激起水花,说明声音是由物体振动产生的。
(2)[2]乙图中,敲响右边的音叉,振动通过空气向外传递,左边完全相同的音叉也会发声,并且把泡沫塑料球弹起,该实验能说明气体可以传声。
(3)[3][4]抽取玻璃罩内的空气,听到罩内的声音逐渐变小,进一步推论得:声音的传播需要介质,真空不能传播声音。
(4)[5]月球上为真空,没有传递声音的介质,所以在月球上做图乙实验,泡沫塑料球不能弹起。
【变式2-1】如图所示,小琳将几个小纸团放在正在播放音乐的扬声器的纸盆上,她发现纸团不断地上下跳动。
(1)她断开开关,让扬声器停止播放音乐,纸盆上的小纸团 (选填“还在”或“停止”)跳动,这说明声音是由物体的 产生的,实验中,小纸团的作用是将纸盆的振动 (选填“放大”或“缩小”),从而便于观察;
(2)小琳突发奇想:若将该实验装置移到月球上进行实验,当扬声器播放音乐时,她 听到声音,但 看到小纸团跳动。(均选填“能”或“不能”)
【答案】 停止 振动 放大 不能 能
【详解】(1)[1][2][3]声音是由物体振动产生的,所以断开开关后,纸盆不再振动,不再产生声音,纸盆上的小纸团也会停止振动。纸盆的振动幅度较小,不易观察,实验时通过纸团的振动将纸盆的振动放大了,便于观察。
(2)[4][5]声音的传播需要介质,在月球上没有大气,不能传播声音,所以即使可以观察到纸团的振动,但却听不到声音。
【变式2-2】如图所示,在探究“声音是由物体振动产生的”实验中,将正在发声的音叉紧靠悬线下的乒乓球,发现乒乓球被弹开。在这里乒乓球的作用是( )
A.把音叉的微小振动放大,便于观察 B.使音叉的振动尽快停下来
C.延长音叉的振动时间 D.使声波被多次反射形成回声
【答案】A
【详解】音叉的振动幅度很小,不便于观察,将正在发声的音叉紧靠悬线下的乒乓球,乒乓球被弹开,乒乓球把音叉的微小振动放大,把不便于观察的现象转换成了便于观察的现象,采用了转换法,故A符合题意,BCD不符合题意。
故选A。
知识点02 声音的传播
1、能够传播声音的物质叫做介质,气体、液体、固体都是介质。
2、声音的传播需要介质,真空不能传声。
3、声是以声波的形式向外传播的。
题型三、探究声音的传播
【典例3】(2024·重庆·二模)如图,我国已经建成多条“音乐公路”,路面上刻有一条条凹槽,每条凹槽就像一个音符,可以把整条路面看成是一张留声机的碟片,而汽车的轮胎就像是唱针,每当汽车驶过这段路面时,一段完整的音乐就奏响了。音乐声是由轮胎的 产生的,音乐声通过 传入人耳。
【答案】 振动 空气
【详解】[1]声音是由物体的振动产生的,轮胎在路面上振动时,产生了音乐声。
[2]声音的传播需要介质,音乐声通过空气传入人耳。
【变式3-1】(2024年山西省九年级中考模拟预测物理�化学试题-初中物理)笛子是我国传统乐器中最有民族特色的吹奏乐器。关于笛子演奏过程中涉及的声现象知识,下列说法中正确的是( )
A.笛子发出的声音是由空气振动产生的
B.现场观众听到的笛声是通过空气传播的
C.吹奏停止时,声音的传播也立即停止
D.笛子发出的声音可以在真空中传播
【答案】B
【详解】A.笛子发出的声音是由管内的空气柱振动产生的,故A错误;
B.声音的传播需要介质,现场观众听到的笛声是通过空气传播的,故B正确;
C.吹奏停止时,空气柱停止振动,发声停止,但声音的传播不会立即停止,故C错误;
D.声音的传播需要介质,声音不能在真空中传播,故D错误。
故选B。
【变式3-2】(2024·山东济南·模拟预测)《梦溪笔谈》中有这样的记载:行军宿营,士兵常用“伏地听声”的方法来判断有无夜袭敌人的马蹄声。“伏地听声”说明了( )
A.声音不能在空气中传播 B.声音不能在真空中传播
C.声音在固体中传播最快 D.声音不能在固体中传播
【答案】C
【详解】行军窗营,士兵常用“伏地听声”的方法来判断有无夜袭敌人的马蹄声,说明声音可以在固体中传播。
故选C。
题型四、声音在不同介质中的传播速度
【典例4】(23-24八年级上·湖北武汉·阶段练习)如表是一些介质中的声速,根据数据,下列关于声速的说法中不正确的是( )
介质
声速
介质
声速
介质
声速
空气
煤油
冰
空气
水常温
铜棒
软木
海水
大理石
A.同种介质中声音的传播速度也可能不同
B.声速的大小不只与介质的种类有关
C.声音从水中传到空气中时,声速减小
D.声音在固体中传播的速度一定大于在液体中传播速度
【答案】D
【详解】A.同种介质中声音的传播速度与温度有关,在是空气中速度比在是空气中速度大,故A正确,不符合题意;
B.声速的大小不只与介质的种类有关,还与温度有关,故B正确,不符合题意;
C.声音在水常温中的速度比在空气中的速度大,所以水中的声音从水中传到空气中时,声速减小,故C正确,不符合题意;
D.软木属于固体,在软木中的声速比水中的声速慢,所以声音在固体中传播的速度一般大于在液体中传播速度,故D错误,符合题意。
故选D。
【变式4-1】(23-24八年级上·新疆和田·期末)海水、空气、铁管按声音在其中传播的速度由小到大的顺序排列,正确的是( )
A.海水、空气、铁管 B.铁管、空气、海水
C.空气、海水、铁管 D.海水、铁管、空气
【答案】C
【详解】声音在气体、液体、固体三种不同介质中的传播速度是不同,在固体(铁管)中最快,其次是在液体(海水)中,在气体(空气)中最慢,速度由小到大的顺序是空气、海水、铁管。
故选C。
【变式4-2】(23-24九年级上·重庆荣昌·阶段练习)“风在吼,马在叫,黄河在咆哮”,这些声音都是由物体的 产生的。铁路检修人员常用耳朵贴着铁轨来提前判断火车是否来了,这是利用声音在铁轨中的传播速度 声音在空气中的传播速度。
【答案】 振动 大于
【详解】[1][2]声音都是由于物体的振动产生的;声音在不同介质中声音的传播速度是不同的,在固体中传播最快;铁路检修人员常用耳朵贴着铁轨来提前判断是否来了火车,就是利用声音在铁轨中的传播速度比空气中快。
【变式4-3】(23-24八年级上·广东江门·阶段练习)跳广场舞已经成为人们健身的一项运动,优美的舞曲声是由扬声器纸盆的 产生的;将耳朵贴在一根足够长装满水的铁管的一端,让另外一个人敲一下铁管的另一端,你会听到 次敲打的声音;声音在水中的传播速度 (选填“大于”、“等于”或“小于”)在空气中的传播速度。
【答案】 振动 三 大于
【详解】[1]声音是由物体振动产生的,优美的舞曲声是由扬声器纸盆的振动产生的。
[2]将耳朵贴在一根足够长装满水的铁管的一端,让另外一个人敲一下铁管的另一端,声音在铁管中传播速度最大,其次是水中,在空气中传播速度最小,所以会听到三次敲打的声音,第一次是从铁管传来,第二次是从水中传来的,第三次是从空气中传来的。
[3]一般情况下,声音在液体中的传播速度大于在气体中的传播速度,故声音在水中的传播速度大于在空气中的传播速度。
知识点03 声速 回声
1、 声音在每秒内传播的距离叫声速,单位m/s,读作米每秒。15℃时空气中的声速是340m/s,平常我们讲的声速,指的就是此值。
2、 影响声速的因素:(1)介质的种类,一般情况下v固>v液>v气;
(2)温度,同种介质,温度越高,声速越大。
3、声音在传播过程中遇到大的障碍物被反射回来,便形成回声。回声是声音的反射。
注释:
1、 在空气中,一般温度每升高1℃声速大约增加0.6m/s。15℃的空气的声速为340m/s,实际生活中,我们说的亚音速飞机、超音速飞机,就是指速度达不到340m/s和速度超过340m/s的飞机。
2、 声波在传播过程中遇到障碍物会发生以下情况:一部分声波在障碍物表面反射;另一部分声波可能进入障碍物,被障碍物吸收甚至穿过障碍物,如隔墙能听到相邻房间里的声音。不同障碍物对声波的吸收和反射能力不同。通常情况下坚硬光滑的表面反射声音的能力强。如:北京天坛的回音壁的光滑圆形墙壁能使声波发生多次反射;松软多孔的表面吸收声波的能力强,如音乐厅的蜂窝状天花板就是为了吸收声音。
3、人耳能分辨出回声和原声的条件是:反射回来的声音到达人耳比原声晚0.1s以上,即:声源到障碍物的距离大于17m。
题型五、有关声音的计算(测距类)
【典例5】(23-24八年级上·吉林·阶段练习)人耳能区分两次声音的时间间隔至少为0.1s,为了听到回声,反射声波的障碍物至少应该距离我们 米远。普通的教室里 (选填“能”或“不能”)听到老师讲课的回声(空气中的声速是340米/秒)。
【答案】 17 不能
【详解】[1]因为人耳能区分两次声音的时间间隔至少为0.1s,根据可知为了听到回声,反射声波的障碍物至少应该距离
[2]教室的长度一般都低于17m,所以在教室中,原声和回声混合在一起,人耳不能把它们区分开来,因此不能听到回声。
【变式5-1】(23-24八年级上·河南驻马店·阶段练习)小丽同学假期跟随爸爸去游玩,站在两座山之间的开阔地带,看到美丽的风景,小丽高兴地大喊了一声,经过0.4s听到第一次回声,又经过0.6s听到第二次回声(声速取340m/s)。那么两座山之间的距离是多少( )m。
A.102 B.170 C.272 D.238
【答案】D
【详解】因为呼喊后经0.4s听到一边山的回声;所以声音从较近的山到人所经历的时间为
小丽到山一边的距离为
s1=vt1=340m/s×0.2s=68m
同理,再经0.6s听到另一边山的回声,则声音从人到另一边山的单程所用的时间为
小丽到另一边的距离为
s2=vt2=340m/s×0.5s=170m
则两山之间的距离
s=s1+s2=68m+170m=238m
故选D。
【变式5-2】某人在长铁管一端猛敲击一下,在长铁管另一端人听到两次声音间隔为0.4s,求长铁管的长度 m。(结果保留整数,声音在空气中、钢铁中传播速度分别是340m/s、5200m/s)
【答案】146
【详解】设铁管的长度是s,声音在空气中的传播时间是
……①
声音在铁管中的传播时间是
……②
因为声音在空气中需要时间比声音在铁管中传播大0.4s,则有
t1-t2=0.4s
即
解得s=146m。
【变式5-3】(23-24八年级上·江苏镇江·阶段练习)一辆汽车以15m/s的速度向着山崖的方向匀速行驶,在距离山崖一定距离时鸣笛,经过0.8s后司机听到了回声。已知声音在空气中的传播速度为340m/s,则从汽车鸣笛到司机听到回声时,汽车行驶的路程 米,汽车距山崖的距离 米。
【答案】 12 130
【详解】[1]从汽车鸣笛到司机听到回声,汽车行驶的路程为
[2]声音0.8s传播的距离为
则汽车距山崖的距离为
题型六、有关声音的计算(测速类)
【典例6】(2024·湖北孝感·一模)有一口竖井,深度未知。在井口大喊一声,0.5s后听到井底回声,则井深 m;在井口向井内抛下一个石子,5.25s后听到石子落到井底的声音,石子下落的平均速度为 m/s。
【答案】 85 17
【详解】[1]井的深度为
[2]井底的声音传到井口需要的时间为
则石子下落的时间为
石子下落的平均速度为
【变式6-1】站在百米赛跑终点的记时员,他听到起跑的枪声后立即开始记时,测得李明同学的百米赛跑时间为14s,则李明百米赛跑的真实成绩应该是( )
A.14s B.大于14s C.小于14s D.无法确定
【答案】B
【详解】声音从运动员起跑点传到计时员处需要一定的时间,计时员听到枪声计时,计时员少记了一些时间,故李明百米赛跑的真实成绩应该大于14s。故B符合题意,ACD不符合题意。
故选B。
【变式6-2】正在平直公路上匀速行驶的汽车,向正前方的一座山崖鸣笛,2s后听到回声(当时声音在空气中的传播速度为340m/s),听到回声时汽车到山崖的距离为330m,则汽车的行驶速度是( )
A.10m/s B.100m/s C.35m/s D.350m/s
【答案】A
【详解】设从开始鸣笛到听到笛声汽车通过的路程为s=vt,笛声在2s内通过的路程为
s′=2s×340m/s=680m
根据笛声通过的路程和汽车通过的路程的关系,得
解得
v=10m/s
故选A。
【变式6-3】(23-24八年级上·四川成都·期中)如图(a)所示,停在公路旁的公安巡逻车利用超声波可以监测车速:巡逻车上测速仪发出并接收超声波脉冲信号,根据发出和接收到的信号间的时间差,就能测出车速。在图(b)中,、是测速仪先后发出的超声波信号,分别是测速仪检测到的经反射后的信号。设测速仪匀速扫描,与之间的时间间隔为1.8秒,超声波在空气中传播的速度为340米/秒,下列说法正确的是( )
A.图b中每个小格代表0.1秒
B.汽车收到第二次信号时,距测速仪
C.汽车在两次与超声波相遇过程中行驶时间为
D.汽车的速度为
【答案】BC
【详解】A.先后两次发射信号间隔1.8s,而在图像上这个时间段平均分成了9个小格,故一个小格代表
故A错误;
B.读图b可以知道,发射第二次信号到收到第二次信号,用时0.4s (2×0.2s),则第二次发射的信号传播到汽车处用时0.2s,此时汽车距测速仪为
故B正确;
C.读b图可以知道,以发射第一次声音信号为时间原点,则接收到第一次信号时为0.6s时,则汽车第一次与信号相遇时为0.3s。第二次发出信号时为1.8s,接收到信号时为2.2s时,则汽车第二次与信号相遇为2.0s。因此,汽车与信号两次相遇间隔时间为
即汽车在两次与超声波相遇时行驶时间为1.7s。故C正确;
D.读图b可以知道,发射第一次信号到收到第一次信号,用时0.6s (3×0.2s),则第一次发射的信号传播到汽车处用时0.3s,此时汽车距测速仪为
汽车在两次与超声波相遇时通过的路程为
汽车的速度为
故D错误。
故选BC。
题型七、有关声音的计算(综合计算)
【典例7】(23-24八年级上·广东茂名·阶段练习)在笔直公路行驶的汽车正前方有一座山崖,汽车以20m/s的速度向前行驶时汽车鸣笛一声,3s后汽车司机听到鸣笛的回声,问:
(1)3s内汽车所走的距离有多远?
(2)3s内声音传播的距离有多远?
(3)鸣笛时,汽车离山崖多远?(设声音在空气中的传播速度为340m/s)
【答案】(1)60m;(2)1020m;(3)540m
【详解】解:(1)3s内汽车所走的距离为
(2)3s内声音传播的距离为
(3)鸣笛时,汽车离山崖距离为
答:(1)3s内汽车所走的距离为60m;
(2)3s内声音传播的距离为1020m;
(3)鸣笛时,汽车离山崖距离为540m。
【变式7-1】(23-24八年级上·广东深圳·期末)在军事学习中,一门反坦克炮直接瞄准所要射击的静止的坦克模型,射击后射手经过4.2s听到炮弹击中坦克爆炸的声音,坦克模型到射手的距离是1020m,设炮弹做匀速直线运动。(设此时声在空气中的速度是340m/s)则
(1)炮弹爆炸声音在空气中传播的时间是多少秒?
(2)炮弹运动的速度是多少米/秒?
【答案】(1)3s;(2)850m/s
【详解】解:(1)炮弹爆炸声音在空气中传播的时间是
(2)炮弹运动的时间是
炮弹运动的速度是
答:(1)炮弹爆炸声音在空气中传播的时间是3s;
(2)炮弹运动的速度是850m/s。
【变式7-2】(23-24八年级上·山东德州·阶段练习)某同学站在一艘汽艇上遥对一座山崖,他对山崖大喊一声,5s后听到回声。已知声音在空气中的速度为340m/s。求:
(1)若汽艇静泊在水面上,则他离山崖有多远?
(2)若他大喊时离山崖875m,求汽艇行驶的速度?
【答案】(1)850m;(2)10m/s
【详解】解:(1)5s后听到回声,则喊声到山崖的时间为
则同学离山崖的距离为
s=vt'=340m/s×2.5s=850m
(2)5s内声音传播的路程为
s声=v声t=340m/s×5s=1700m
则5s内汽艇行驶的路程为
s汽=2×875m﹣1700m=50m
所以汽艇行驶的速度为
答:(1)若汽艇静泊水面,则同学离山崖850m远;
(2)汽艇行驶的速度为10m/s。
【变式7-3】(23-24八年级上·山东枣庄·期中)如图所示,一辆汽车在平直公路上匀速行驶,在距离前方山岸450m处时鸣笛,继续行驶2.5s后听到回声。已知声音的传播速度为340m/s求:
(1)2.5s内声音传播的路程;
(2)听到回声时汽车与山崖的距离;
(3)汽车行驶的速度。
【答案】(1)850m;(2)400m;(3)20m/s
【详解】解:(1)2.5s内声音传播的路程为
(2)听到回声时汽车与山崖的距离
(3)汽车行驶的距离
汽车行驶的速度
答:(1)2.5s内声音传播的路程为850m;
(2)听到回声时汽车与山崖的距离为400m;
(3)汽车行驶的速度为20m/s。
题型八、有关声音的综合计算(关于传播介质)
【典例8】(23-24八年级上·贵州黔东南·阶段练习)我们知道声音在不同介质中传播的速度一般不同。阅读下表中一些介质中的声速,回答问题。
一些介质中的声速v(m/s)
空气(0℃)
331
冰
3230
空气(15℃)
340
铜(棒)
3750
煤油(25℃)
1324
铝(棒)
5000
水(常温)
1500
铁(棒)
5200
(1)声音在介质中的传播有什么规律?(写出两条)
(2)在长为884m的金属管的一端敲击一下,在另一端先后听到两个声音,声音相隔2.43s,声音在金属管中的传播速度是多大?
(3)该金属管可能是由什么材料制成的?(此时气温约为15℃)
【答案】(1)见解析;(2)5200m/s;(3)铁
【详解】解:(1)根据0℃、15℃两次空气中的声速不同,得出声速与温度有关。根据固体、液体和气体中的速度不同,得出一般情况下,气体中的声速最小、液体次之,固体中最大,即。
(2)声音在空气中传播的时间
则在金属管中传播的时间
声音在金属管中的传播速度
(3)查表可知,声音在金属管中的传播速度与铁中的声速一样,故该金属管可能是由铁制成的。
答:(1)①声音在同种介质中的传播速度与温度有关;②声音在介质中的传播速度一般情况下;
(2)声音在金属管中的传播速度为;
(3)该金属管可能是由铁制成的。
【变式8-1】甲、乙两同学通过学习知道声音在不同温度的空气中传播的速度不同,于是他们设计了一种测量空气温度的方法。他们选择了一根长度为153m的铁管,让甲在铁管一端敲击铁管一下,乙在铁管的另一端用灵敏度较高的仪器测得两次声音的时间间隔为0.420s。通过上网查得:声音在铁中的传播速度为5100m/s,声音在不同温度的空气中传播的速度如表。求:
温度/℃
5
10
15
20
声速/(m/s)
334
337
340
343
(1)声音在铁管中的传播时间为多少秒?
(2)当时的温度为多少摄氏度?
【答案】(1)0.03s;(2)15℃
【详解】解:(1)声音在铁管中的传播时间
(2)因为声音在空气中的传播速度较慢,故在空气中的传播时间
在空气中的传播速度
从表中数据可知,当时是15℃。
答:(1)声音在铁管中的传播时间为0.03s;
(2)当时的温度为15℃。
【变式8-2】(23-24八年级上·陕西西安·阶段练习)我们知道,声音在不同介质中传播的速度不同,如下表所示。已知在长为,1700m的空金属管一端敲击一下,在另一端先后听到两次声音,两声相隔4.66s(此时气温约为15℃)。问:
一些介质中的声速
空气(0℃)
331
冰
3230
空气(15℃)
340
铜
3750
煤油(25℃)
1324
铝
5000
水(常温)
1500
铁
5200
(1)敲击后声音通过空气传到金属管另一端要多长时间?
(2)声音在金属管中的传播速度是多大?该金属管可能是由什么材料制成的?
【答案】(1)5s;(2)5000m/s,铝
【详解】解:(1)根据题意可知
当气温约为15℃,声音在空气中的传播速度为340m/s,由可得,敲击后声音通过空气传到金属管另一端需要的时间为
(2)两声相隔4.66s,所以声在金属中的传播时间为
声在金属中传播速度为
根据表格中数据可知,金属可能为铝。
答:(1)敲击后声音通过空气传到金属管另一端要5s;
(2)声音在金属管中的传播速度为5000m/s,该金属管可能是由铝材料制成的。
题型九、有关声音的综合题
【典例9】(23-24八年级上·广东深圳·期末)请阅读仪器使用说明书,完成下列问题。
下图是一款“测声音在空气中传播速度”的仪器使用说明书及实验装置示意图。
(1) 若把铜铃放在甲、乙的中点,则液晶显示屏的示数为 ;
(2)有同学了解到声音在空气中传播时速度的大小还与空气的温度有关,于是先在室温下用棒槌敲打铜铃,记下液晶显示屏的示数为N1:保持铜铃与甲、乙的位置不变,打开室内空调对室内降温,再用棒槌敲打铜铃时,再次液晶显示屏的示数为 N2,发现 N2>N1,说明声音在空气中传播时,声速随空气温度降低而( )
A.变大 B. 变小 C.不变 D.无法判断;
(3)如图所示,已知s1=0.2m,s2=0.89m, 液晶显示屏上显示“2.00”, 则此时声速约为 m/s。
【答案】 0 B 345
【详解】(1)[1]若把铜铃放在甲、乙的中点,液晶显示屏的示数为0ms,因为铜铃到采集器的路程差为零。
(2)[2]依题意,路程差不变,温度低时时间差大,由速度公式可知,温度低时速度变小。故选B。
(3)[3]路程差为
Δs=s2-s1=0.89m-0.2m=0.69m
时间差为
Δt=2.00ms=0.002s
故此时声速约为
【变式9-1】当声源与观察者相对运动时,观测到的声音频率会发生变化,可以用此现象的原理测量运动员移动速度的大小。某同学查阅资料得知声源发出的声音频率是不变的,而观察者接收的频率由公式决定:其中v是声速;v观是观察者的速度,v源是声源的速度,以上速度均是沿声源与观察者连线方向的速度大小。F0是声源发出声音的频率,f是观察者接收到的频率,当两者靠近时,观察者接收的频率变高,反之变低,该同学为进一步研究此规律,设计了如下实验:图1中的扬声器可以发出特定频率的声音,滑片可在气垫导轨上做匀速直线运动。在滑片上固定一部智能手机,手机中的声学传感器可以记录手机接收到的声音频率随时间变化的情况。
(1)图甲是实验过程中手机接收到的频率信息,其中手机在①段处于静止状态,在②段 ,在③段 (分别填“向左运动”“向右运动”或“静止”);
(2)手机静止一段时间后以0.531m/s的速度运动,由图乙信息可得声速为 m/s;
(3)在跳台滑雪、速降雪车等项目中,固定在地面的发声器(同时也是接收器)若对着运动员发射频率为33kHz的超声波,声波遇到运动员后会立即反射,反射波的频率等于运动员接收的频率,发声器最终接收的频率是27.5kHz,已知声速是330m/s,测得运动员的速度大小是 m/s。
【答案】 向左运动 静止 318.6 66
【详解】(1)[1][2]由图甲可知,手机在①段处于静止状态,在②段频率变高,说明两者靠近,所以手机向左运动,③段频率与静止时频率相等,所以③段静止。
(2)[3]由图乙可知,观察者接收的频率大约为3005Hz,v观=0.531m/s,v源=0,f0=3000Hz,根据公式可得
解得v=318.6m/s。
(3)[4]由题意可知,观察者的速度为0,声源发出声音的频率
f0'=33kHz=33000Hz
观察者接收的频率
f1=27.5kHz=27500Hz
由题意可知
代入数据可得
解得v源1=66m/s。
巩固练习
一、单选题
1.(2024九年级下·全国·专题练习)在敲响大钟时有同学发现,停止了对大钟的撞击后大钟“余音未绝”,其原因是( )
A.一定是大钟的回声
B.是因为人的听觉发生“延长”的缘故
C.大钟虽已停止振动,但空气仍在振动
D.有余音说明大钟仍在振动
【答案】D
【详解】敲击大钟时,大钟因为振动而发出声音,停止对大钟的撞击,但大钟的振动不能马上停止,所以仍会产生声音,所以会有“余音未绝”,故ABC不符合题意,D符合题意。
故选D。
2.(2024·湖南湘西·一模)传统音乐类非物质文化遗产是湖湘文化的重要组成部分,是三湘儿女劳动和智慧的结晶,无论在音乐、文学等方面都具有较高的审美价值和研究价值。澧水船工号子、土家族打溜子、湘西苗族民歌、麻山锣鼓、青山唢呐等都是其中的优秀代表,下列说法你认为正确的是( )
A.歌声是由周围空气振动产生的
B.锣鼓声是通过空气传播到观众耳中的
C.山歌在山间回荡传播不需要介质
D.唢呐声在空气中传播速度约为
【答案】B
【详解】A.根据声音的产生原因可知,歌声是由声带振动产生的,故A错误;
B.根据声音的传播条件可知,锣鼓声通过空气传播到观众耳中,故B正确;
C.根据声音的传播条件可知,声音的传播需要介质,故C错误;
D.根据声音的传播特点可知,15℃时,声音在空气中的传播速度是340m/s,故D错误。
故选B。
3.如图所示,在演示声音是由物体振动引起的实验中,将正在发声的音叉紧靠悬线下的轻质小球( )
A.使音叉振动时间延长 B.使音叉振动尽快停下来
C.把音叉的微小振动放大,便于观察 D.使声波多次反射形成回声
【答案】C
【详解】正在发声物体在振动但不易观察,为了观察到它的振动,放一小球,振动的音叉将小球弹开。通过小球的振动来反映音叉的振动,故C符合题意,ABD不符合题意。
故选C。
4.(23-24八年级上·湖北黄冈·阶段练习)从声音传播的角度看,下列选项中,与其他三个不相同的是( )
A.空气 B.真空 C.大地 D.水
【答案】B
【详解】声音的传播需要介质,声音可以在气体(空气)、液体(水)、固体(大地)中传播,但不能在真空中传播,故与其他三个不相同的是真空。
故选B。
5.(2024·山东日照·一模)日照海洋公园是一个充满活力和魅力的旅游胜地,其独特的旅游特色让游客们流连忘返。小明在观看水下表演节目时突发奇想,下列能在水中演奏的乐器是( )
A.用二胡演奏《二泉映月》 B.用小号演奏《赛马》
C.用笛子演奏《姑苏行》 D.乐器在水中不可能发声
【答案】AB
【详解】A.二胡靠弦振动发声,弦在水中可以振动发声,故可以在水中演奏,故A符合题意;
BC.小号靠嘴唇振动带动号嘴振动发声,故可以在水下振动发声;笛子是靠空气柱振动发声,空气柱在水中无法振动,所以在水中不能演奏,故B符合题意,C不符合题意;
D.一部分乐器在水中是可以振动发声的,故D不符合题意。
故选AB。
6.(2024·广东惠州·一模)2023年7月20日,神舟十六号航天员圆满完成出舱活动的全部任务。如题图所示,在太空中,面对面的航天员必须借助无线电设备才能进行交谈。其原因是( )
A.太空中是真空,不能传声
B.太空中声音的传播速度太慢
C.太空中航天员声音响度太小
D.太空中航天员声音音调太低
【答案】A
【详解】在太空中,面对面的航天员必须借助无线电设备才能进行交谈,是因为声音的传播需要介质,太空中是真空,真空不能传声,故A符合题意,BCD不符合题意。
故选A。
7.(2024·云南昆明·一模)用力敲鼓,鼓面振动发声。为了显示鼓面的振动情况,我们可以在鼓面上撒一些泡沫球。下列关于敲鼓这一情景的说法正确的是( )
A.泡沫球的振动就是鼓面的振动
B.我们听到的鼓声是泡沫球振动产生的
C.我们听到的鼓声是通过鼓槌传播到耳朵的
D.泡沫球振动可以用来说明鼓面在振动
【答案】D
【详解】将一些泡沫球撒在鼓面上,敲鼓时,通过观察泡沫球的跳动我们可以知道鼓面在振动;
A.泡沫球是随鼓面一起振动的,故A错误;
BC.鼓声是由鼓面的振动产生的,我们听到的鼓声是通过空气传入耳朵中的,故BC错误;
D.鼓面振动会引起泡沫的振动,通过泡沫球振动可以用来观察鼓面的振动,采用的是转换法,故D正确。
故选D。
8.(2024·安徽合肥·一模)运动会上进行百米赛跑,如果计时员听到枪声才开始计时,空气中声速取340 m/s。所记录的成绩比看到枪烟就开始计时的成绩:( )
A.记时准确 B.少记约0.294s C.多记约0.294s D.少记约0.588s
【答案】B
【详解】ABCD.听到枪声才开始计时,说明枪声已经传播100米到达终点时才开始计时,测得时间肯定少了,少的时间为
故ACD不符合题意,B符合题意。
故选B。
二、填空题
9.(2024·安徽合肥·一模)在《梁祝》的演奏中,引子部分一开始用长笛模仿鸟的叫声吹奏出一段旋律,接着双簧管以柔和抒情的引子主题展示出了一幅春光明媚、鸟语花香的美丽景色。这里的长笛和双簧管都是靠 振动发声的。
【答案】空气柱
【详解】一切正在发声的物体都在振动,长笛和双簧管属于管乐器,演奏时通过改变空气柱的长短改变发声的音调,故长笛和双簧管都是靠空气柱振动发声的。
10.(2024·江西九江·模拟预测)如图是网络达人对着酒杯连续发出吼声,使酒杯应声而碎的精彩情景。酒杯破碎是由于声音可以传递 ;现场观众听到的吼声是通过 传入人耳的。
【答案】 能量 空气
【详解】[1]声音是由物体振动产生的,声音是一种波,具有能量,酒杯因吼声而破碎是由于声音可以传递能量。
[2]声音的传播需要介质,固体、液体、气体都可以传声,现场观众听到的吼声是通过空气传入人耳的。
11.(2024·河南南阳·二模)如图所示,小明将正在发声的音叉放入水中,发现 ,这个实验是用来探究发声的物体是否在 。
【答案】 见详解 振动
【解析】【小题1】[1][2]将正在发声的音叉放入水中,会发现发声的音叉在振动从而带动周围的水振动,从而激起水花。这个实验可以探究正在发声的物体是否在振动。
12.(2024·安徽马鞍山·一模)如图的实验可说明:声音可以传递能量。该实验在月球 (“可以”或“无法”)完成。
【答案】无法
【详解】若实验在太空中进行,由于太空中处于真空状态,没有空气,不能传播声音,因此左边的音叉不会振动,小球也不会被弹起,无法说明声音可以传递能量,因此该实验在月球无法完成。
13.(23-24八年级上·四川泸州·阶段练习)如图是真空铃实验装置,把正在响着的闹铃放在玻璃罩内,可以清楚地听到铃声;
(1)用抽气机逐渐抽去玻璃罩内的空气,铃声将会减小;停止抽气,并让空气重新进入玻璃罩内,铃声将会 (选填“增大”、“减小”或“不变”);假如抽气机把罩内空气全部抽去,当你靠近玻璃罩时 (选填“能”或“不能”)听到声音;我们可以由此推理出 。
【答案】 增大 不能 真空不能传声
【详解】(1)[1]停止抽气,并让空气重新进入玻璃罩内,玻璃罩内的空气增多,所以铃声将会增大。
[2][3]假如抽气机把罩内空气全部抽去,则玻璃罩里面没有传播声音的介质,所以铃声不能从玻璃罩内传播出来,故靠近玻璃罩时不能听到铃声,由此推理得出真空不能传声。
14.(23-24九年级下·江苏盐城·阶段练习)在飞机失事搜寻过程中,搜救舰船在定位和测量海深时都要用到超声测位仪(如图所示),它是利用声音可以在 中传播来工作的,若海水的深度是7500m,声音在海水中的传播速度是1500m/s,则测位仪发出信号后需经过 秒才能接收到信号。
【答案】 液体 10
【详解】[1]声波的传播需要介质,声音可以在固体,液体、气体中传播。“超声测位仪”是利用声音可以在液体中传播来工作的。
[2]超声波传播的距离
由可得接受到超声波所用的时间
三、计算题
15.(23-24八年级上·海南海口·阶段练习)在学校运动会上小红成了一名百米跑终点计时员,但由于她是听到枪声响后才开始计时,测出小明同学的成绩为11.5秒,请你通过计算求出小明同学的真实成绩是多少秒?(声速取340m/s,计算结果保留1位小数)
【答案】11.8s。
【详解】解:声从起点运动到终点的时间
小明跑完100m的实际成绩
答:小明同学的真实成绩是11.8s。
16.(23-24八年级上·陕西西安·阶段练习)如表所示是一些介质中的声速,请同学们观察表格回答以下问题:
一些介质中的声速(m•s﹣1)
空气(0℃)
331
冰
3230
空气(15℃)
340
铜
3750
煤油(25℃)
1324
铝
5000
水(常温)
1500
铁
5200
在长为850m的金属管的一端敲击一下,在另一端先后听到两个声音,两声相隔2.33s。
(1)声音在金属管中的传播速度是多少?
(2)该金属管可能是由什么材料制成的?(此时气温约为15℃)。
【答案】(1)5000m/s;(2)铝
【详解】(1)由得声音在空气中传播的时间是
声音在金属管内传播的时间
t2=t1﹣Δt=2.5s﹣2.33s=0.17s
声音在金属管内传播的速度
(2)由题表知:该金属管可能是铝制成的。
答:(1)声音在金属管中的传播速度是5000m/s;
(2)该金属管可能是由铝制成的。
17.(23-24八年级上·四川成都·期中)一辆汽车以72km/h的速度匀速面向一座高山行驶,经过一路碑时鸣笛一声继续行驶,6s后听到了回声。(已知声音在空气中的传播速度为340m/s)
(1)汽车鸣笛时的路碑处距离高山多少米?
(2)汽车听到鸣笛回声时距离高山还有多少米?
【答案】(1)1080m;(2)960m
【详解】解:(1)声音6s传播的距离
汽车的速度
汽车6s传播的距离
汽车鸣笛时的路碑处到高山的距离
(2)汽车听到鸣笛回声时到高山的距离
答:(1)汽车鸣笛时的路碑处距离高山1080m;
(2)汽车听到鸣笛回声时距离高山还有960m。
四、实验题
18.(2024九年级下·上海·专题练习)在探究声音的产生与传播时,小明和小华一起做了下面的实验:
(1)如图①所示,用悬挂着的乒乓球接触正在发声的音叉可观察到 ,悬挂着的乒乓球的作用是 。可见,声音是由物体 产生的;
(2)如图②所示,为了验证(1)中的探究结论,小华同学用手使劲敲桌子,桌子发出了很大的声响,但他几乎没有看到桌子的振动,为了明显地看到实验现象,你的改进方法是: ;
(3)如图③所示,敲响右边的音叉,左边完全相同的音叉也会发声,并且把泡沫塑料球弹起。该实验能说明 可以传声,在月球上 (选填“能”或“不能”)看到塑料球弹起;
(4)如图④所示,把在响铃的闹钟放在玻璃罩内,逐渐抽出其中的空气,所听到的声音将会逐渐 。并由此推理可知: 。
【答案】 乒乓球弹跳起来 将音叉的振动放大 振动 在桌面上撒一些纸屑 空气 不能 变小 真空不能传声
【详解】(1)[1] [2] 用悬挂着的乒乓球接触正在发声的音叉可观察到乒乓球弹跳起来,说明声音由物体振动产生,由于音叉振动不明显,乒乓球可以将音叉的振动放大。
(2)[3] 桌子发出了很大的声响,但他几乎没有看到桌子的振动,说明振动不明显,可以在桌面上撒一些纸屑,通过纸屑的振动来观察。
(3)[5] [6] 敲响右边的音叉,左边完全相同的音叉也会发声,并且把泡沫塑料球弹起,说明空气可以传声,由于声音的传播需要介质,月球上没有空气,则在月球上不能看到塑料球弹起。
(4)[7] 在响铃的闹钟放在玻璃罩内,逐渐抽出其中的空气,玻璃罩里的空气越来越少,声音传播的介质减少,声音传播效果越来越微弱,听到的声音就会越来越小,当把里面的空气全部抽出时,将会听不到声音,并由此推理可知:真空不能传声。
五、声源
19.(23-24八年级上·湖南岳阳·期中)演奏吉他时,声音是由琴弦的 而产生的;吹奏笛子时,声源是 (选填“竹管”、“嘴唇”或“空气柱”)。
【答案】 振动 空气柱
【详解】[1]一切声音都是由于物体振动产生的,演奏吉他时,声音是由琴弦的振动而产生的。
[2]吹奏笛子时,声音是由笛管中的空气柱的振动产生的,声源是空气柱。
20.(23-24八年级上·江苏无锡·阶段练习)写出下列各种声音的声源。
(1)悠扬的短笛声: ;
(2)《黄河大合唱》中的歌词“风在吼,马在叫,黄河在咆哮”,这里的“咆哮”的声源是 。
【答案】 空气柱 黄河水
【详解】(1)[1]悠扬的短笛声的声源是短笛内空气柱的振动发声。
(2)[2]《黄河大合唱》中的歌词“风在吼,马在叫,“马在叫”的声源是马的声带;“黄河在咆哮”的声源是黄河水。
21.(2024九年级下·全国·专题练习)校园文化艺术节的开幕式上,小华表演水瓶琴。她轻轻的吹水瓶琴,主要是 (选填“瓶和瓶中水”或“瓶内空气柱”)振动发出声音。声音通过空气传入人耳。
【答案】瓶内空气柱
【详解】声音是由物体振动产生的,吹水瓶琴的时,主要是由瓶内空气柱振动产生的。
提优练习
一、单选题
1.(23-24九年级下·湖北荆门·期中)到寺庙景点旅游时,僧人敲响大钟,我们能听到大钟洪亮的声音,僧人停止撞击大钟,却仍“余音不止”,其主要原因是( )
A.声的回音 B.人的听觉发生延长
C.钟还在振动 D.钟停止振动,但空气还在振动
【答案】C
【详解】A.回声是声音在传播过程中,遇到障碍物时,被障碍物反射的现象;停止对大钟的撞击后大钟“余音不止”,不是由于回声现象;故A不符合题意;
B.人的听觉不会发生“延长”现象;故B不符合题意;
C.虽停止对大钟的撞击,但大钟仍在振动,故出现“余音不止”现象;故C符合题意;
D.停止对大钟的撞击后,大钟不能立即停止振动(如同敲击音叉实验一样),激起的空气的振动是声波传播时导致的现象,而不是“余音不止”的原因;故D不符合题意。
故选C。
2.(23-24八年级上·四川凉山·期末)图中小资料是声音在一些介质中的传播速度,根据表中提供的信息,下面说法正确的是( )
A.声音在同一种介质中传播速度一定相同
B.声音的传播速度只与介质的温度有关
C.声音的传播速度与介质种类和介质的温度有关
D.声音在金属中传播速度小于它在气体中传播速度
【答案】C
【详解】A.同一种介质中,温度不同时声音的传播速度也不同,比如声音在不同温度的空气中传播速度不同,故A错误;
BC.由表格数据可知,一般情况下,声音在固体中传播的最快,在气体中传播的最慢,同一种介质中,温度对声音的传播速度有影响。声音的传播速度和介质的种类、介质的温度有关。故B错误,C正确;
D.声音在金属传播的速度大于它在气体中传播的速度,一般情况下,声音在固体中传播的最快,在气体中传播的最慢,故D错误。
故选C。
3.(2024·陕西西安·一模)由科技部、中央宣传部、中国科协主办的 2024 年全国科技活动周将于5月 18日在全国各地展开。为了准备科技活动周,学校举行了“我想象中的月球车”的科技活动,爱动脑的小强提出了以下有关设想,合理的是( )
A.月球车必须配备降落伞,以确保安全落月
B.月球车用内燃机来驱动
C.宇航员之间可以不用任何工具进行通话交流
D.可在月球车上安装重垂线,以便观察倾斜程度
【答案】D
【详解】A.月球上无空气,降落伞不能利用空气阻力来减慢下落的速度,故A不符合题意;
B.月球上没有空气,汽油机内的汽油不能燃烧,汽油机不能工作,故B不符合题意;
C.月球上没有空气,声音不能传播,所以宇航员之间不能不用任何工具进行通话交流,故C不符合题意;
D.因为月球上有弱重力,而重力的方向是竖直向下的,可在月球车上安装重垂线,以便观察倾斜程度。故D符合题意。
故选D。
4.(23-24八年级上·江苏镇江·阶段练习)如图,超声波测速仪A,向远离自己而去的汽车B发出两次脉冲波的时间间隔为4.5s,第一个脉冲1.4s后收到反射信号。发射第二个脉冲3.0s后收到反射信号(声音在空气中速度为340m/s)( )
A.汽车接收到第一次脉冲,距离测速仪的距离为248m
B.汽车接收到第一次脉冲,距离测速仪的距离为250m
C.汽车接收到两次脉冲波的时间间隔是4.3s
D.汽车接收到两次脉冲波的时间间隔是5.3s
【答案】D
【详解】测速仪第一次发出的信号从汽车B处返回到测速仪所用时间
由得,汽车B距测速仪
测速仪第二次发出的信号从汽车B处返回到测速仪所用时间
汽车B收到两次信号的时间间隔是
故D符合题意,ABC不符合题意。
故选D。
5.甲同学在一根85米的装满水的铁管的一端敲一下铁管,乙同学在铁管的另一端贴近管壁,可听到( )(已知声音在铁、水和空气中的传播速度依次为5200m/s,1500m/s,和340m/s,人耳能分清前后两次声音的时间间隔要大于0.1s)
A.一次敲击声 B.两次敲击声 C.三次敲击声 D.无法确定
【答案】B
【详解】声音通过85米长的空气、水、铁需要的时间分别为
彼此的时间间隔为
所以,人们能分别出通过空气和水传过来的声音,但不可以把通过水与铁传过来的声音区分开来,所以,人们能够听到两个敲击声。故ACD不符合题意;B符合题意。
故选B。
6.(23-24八年级上·江苏苏州·阶段练习)一辆汽车以某一速度正对山崖行驶,鸣笛后2s听到回声,汽车从鸣笛到司机听到回声前进了40m。关于汽车的行驶速度和鸣笛处到山崖的距离下列选项正确的是(已知声音在空气中地传播速度为340m/s)( )
A.340m 10m/s B.170m 20m/s
C.360m 20m/s D.410m 10m/s
【答案】C
【详解】由题可知汽车行驶的速度为
由可知声音的路程为
s1=v1t=340m/s×2s=680m
鸣笛处到山崖的距离为
故ABD错误,C正确。
故选C。
7.如图所示,停在公路旁的公安巡逻车利用超声波可以监测车速:巡逻车上的测速仪发 出并接收超声波脉冲信号,根据发出和接收到的信号间的时间差就能测出车速。测速仪第一 次发出超声波信号后经过 0.6s 接收到被测车辆反射回来的超声波信号,第二次发出超声波 信号后经过 0.4s 接收到被测车辆反射回来的超声波信号。测速仪匀速扫描,两次信号发射 的时间间隔为 1.8s,超声波在空气中传播的速度为 340m/s,则被测车的车速为 ( )
A.20m/s B.30m/s C.40m/s D.50m/s
【答案】A
【详解】被测车辆第一次遇到超声波信号时距离测速仪的距离为
被测车辆第二次遇到超声波信号时距离测速仪的距离为
被测车辆从第一次遇到超声波信号到被测车辆从第一次遇到超声波信号的时间为
路程为
s=s1-s2=102m-68m=34m
故被测车的车速为
故A符合题意,BCD不符合题意。
故选A。
二、填空题
8.(2024·陕西西安·二模)如图所示,小明认为实验中有绳子拴着袋子,绳子也可以传声,无法证明水能传播声音。请你提出一个改进意见: 。
【答案】将绳子剪断,在手机下沉的过程中,听是否有声音传出
【详解】要证明水能够传播声音,需要排除绳子的影响,所以可以将绳子剪断,在手机下沉的过程中,听是否有声音传出,如果有声音传出,说明液体能传声,如果没有声音传出,说明液体不能传声。
9.(23-24八年级上·湖北黄冈·阶段练习)阅读下面数据回答问题。
几种物质中的声速v/(m/s)
空气(15oC)
340
海水(25oC)
1531
空气(25oC)
346
铜(棒)
3750
空气(35oC)
352
大理石
3810
煤油(25oC)
1324
铝(棒)
5000
蒸馏水(25oC)
1497
铁(棒)
5200
(1)空气中的声速随温度的升高而 (选填“增大”“减小”或“不变”),可得出的规律是每升高1℃,声速每秒变化 m/s。按照你的发现规律,你估计0℃时空气中的声速大约为 m/s。
(2)影响声速大小的因素: 、 。
【答案】 增大 0.6 331 介质的种类 介质的温度
【详解】(1)[1]从表中数据可以看出,空气温度越高,声速越大;空气中的声速随温度的升高而增大。
[2][3]空气的温度为15℃时,声音的速度340m/s,空气的温度为25℃时,声音的速度346m/s,温度每升高10℃,声音的传播速度就会增加6m/s,则每升高1℃,声速每秒变化0.6m/s;按照这个规律,如果温度在0℃空气中声速为
(2)[4][5]从表中可以看出,不同介质中声速一般不同,同种介质中温度不同声速不同;由此可知:影响声速的因素是介质的种类和介质的温度。
10.(23-24八年级上·山西朔州·阶段练习)小亮同学利用课余时间,创作了一部科幻小小说﹣﹣《太空漫游记》。小说中有这样的描写:小明和小亮驾驶“女娲号”飞船漫游在太空,突然听到空中传来“隆隆”的雷声,指出这段文字中的一处科学性错误及判断依据。错误之处: ;判断依据: (开放性试题,答案合理即可)。
【答案】 听到空中传来的雷声 真空不能传声
【详解】[1][2]声音的传播需要介质,真空不能传声,因为太空是真空,所以不可能听到空中传来的雷声。
11.(23-24八年级上·山东烟台·期中)在高空发生闪电打雷时我们总是先看到闪电后听到雷声,这是因为 ;百米赛跑的裁判员 (填“听到发令枪声”或“看到发令枪冒出的白烟”)开始计时,也是这个原因;闪电打雷的同时,远处有很多地方只看到闪电而听不到雷声,这是因为 。
【答案】 光速远远大于声速 看到发令枪冒出的白烟 声音在传播过程中由于能量损失响度不断减小
【详解】[1]光在真空中的传播速度为,光在空气中的传播速度近似等于在真空中的传播速度,声音在空气中的传播速度约为,即在空气中光速远大于声速,所以,人们总是先看到闪电后听到雷声。
[2]百米赛跑时,由于声速较慢,声音传播需要一定的时间,所以如果听到枪声才计时,运动员已经跑过了一段距离,则计时员记录的时间偏少,所以以看到发令枪冒出的白烟为准开始计时。
[3]声音在传播过程中由于能量损失响度不断减小,所以闪电打雷的同时,远处有很多地方只看到闪电而听不到雷声。
12.(23-24八年级上·湖南长沙·阶段练习)如图甲所示,用竖直悬挂的泡沫塑料球接触发声的音叉时,泡沫塑料球被弹起,这个现象说明 ;如图乙所示,敲击右边的音叉,左边完全相同的音叉把泡沫塑料球弹起,这个现象还可以得到两个结论:
(1) ;(2) 。
【答案】 发声体在振动 空气能传播声音 声音可以传递能量
【详解】[1]根据转换法可知,用竖直悬挂的泡沫塑料球接触发声的音叉时,泡沫塑料球被音叉弹起,这个现象说明发声体在振动或声音是由物体的振动产生的。
(1)(2)[2][3]声音的传播需要介质,声音可以传递信息和能量。图乙中,敲击右边的音叉,左边完全相同的音叉却能发生振动,说明空气能传播声音,也说明声音可以传递能量。
13.已知人耳区分两次声音的时间间隔为0.1s以上,则人距离障碍物至少 m才能听清自己说话的回声。现有一根长为34m的空铁管,如果你将耳朵贴在铁管的一端,让另外一个人敲击一下铁管的另一端,则敲击声由空气传入你的耳朵需要 s,你会听到 次敲打的声音。(已知声音在空气中的传播速度为340m,在铁中传播速度为5200m/s)
【答案】 17 0.1 1
【详解】[1]人听到回声的时间间隔在0.1s以上,声音在空气中的传播速度为340m/s,由得,声音传播的距离
s=vt=340m/s×0.1s=34m
人离障碍物的距离
[2][3]铁管的长度s''=34m,由得,敲击声通过空气传播时间
敲击声通过铁管传播时间
两个时间间隔
因为
0.093s<0.1s
所以人只能听到一次声音。
14.某两位同学为了体验声音在不同介质中的传播速度不同的物理现象,他们用正在输送水的直铁管到进行实验,一位同学在管道的一头敲了一下,使铁管发出了清脆的响声。另一位同学在铁管的另一端用耳朵贴近铁管听声音。如果铁管只有大约20米左右时,则只能听到 次响声;如果铁管很长时,要让对面的同学听到两次响声,则铁管长度需要不少于 米;如果要让对面的同学听到三次响声,则铁管长度需要不少于 米(取空气中的声度为340m/s,水中的声速1500m/s,铁中的声速5000m/s)。
【答案】 1 36.5 214.3
【详解】[1][2][3]要分辨空气和水传来的声音,应有
可得
如果要要分辨水和铁传来的声音,应有
可得s2≥214.3m
如果要要分辨空气和铁传来的声音,应有
可得
因此如果铁管只有大约20米左右时,则只能听到1次响声,如果要听到两次响声则铁管长度需要不少于36.5m。如果要让对面的同学听到三次响声,则铁管长度需要不少于214.3m。
三、实验题
15.(23-24八年级上·江苏苏州·阶段练习)探究声音的实验:
(1)如图①所示,用悬挂着的乒乓球接触正在发声的音叉,可观察到乒乓球弹开,下列实验研究方法与此方法相同的是 ;
①通过蜡烛火焰的情况来判断声音是否可以传递能量
②研究水蒸发快慢与水的温度关系时,控制其他影响因素都保持不变
③通过温度计内液体热胀冷缩程度来判断温度高低
④研究声音传播条件时,通过空气越稀薄声音越小,来推理声音不能在真空中传播
A.①④ B.①③ C.②④ D.③④
(2)如图所示,在真空是否传声的实验中,抽气一段时间后小明发现听到的手机声音没有明显变化 ;
A.手机声音的响度太大
B.手机声音的频率太高
C.插入广口瓶中导管不足够长
D.未塞紧瓶塞存在漏气
(3)先让电铃发声并放入玻璃罩内,再用抽气机把玻璃罩内的空气逐渐抽出,发现电铃的声音音调将逐渐 (填“变大”或“变小”或“不变”,下同),响度逐渐 ,直到几乎“听不到”,由此得出声音不能在 传播。这个实验用到一种物理方法是 ;
(4)甲、乙两组同学比较不同材料的隔声性能:
甲组:实验原理为人耳听到的响度的大小与 有关,因为声能在传播过程中会损耗,响度逐渐变小。
材料:闹钟、鞋盒、卷尺、泡沫塑料、报纸、棉花、塑料袋;
步骤1:聆听闹钟走动时的咔嚓声。铺一些棉花在鞋盒底部,把闹钟平放进去,将其余棉花填满鞋盒;
步骤2:从声源处逐渐远离,直至 ,记录此时人离声源的最大距离;
步骤3:换其他测试材料,重复上述步骤。记录数据如表一;
表一
材料
棉花
泡沫塑料
报纸
塑料袋
最大可听距离/m
2.2
1.8
3.7
3
乙组:利用手机软件“噪声监测仪”进行测量。步骤1、3:与甲组同学相同;
表二
材料
棉花
泡沫塑料
报纸
塑料袋
响度/___
表二中填入的单位是 ;根据甲组同学测量的数据,预估手机监测到响度最大时,填充的材料是 。
【答案】 B D 不变 变小 真空中 推理法 距离 刚好听不到声音时停下来 dB 报纸
【详解】(1)[1]正在发声的音叉将乒乓球多次弹开,说明音叉在振动,此过程采用的是——转换法;
①通过蜡烛火焰的情况来判断声音是否可以传递能量——转换法;
②研究水蒸发快慢与水的温度关系时,控制其他影响因素都保持不变——控制变量法;
③通过温度计内液体热胀冷缩程度来判断温度高低——转换法;
④研究声音传播条件时,通过空气越稀薄声音越小;
综上所述,①③符合题意;B符合题意;ACD不符合题意。
故选B。
(2)[2]这个实验主要研究空气(气体)和玻璃(固体)可以传播声音,在能听到声音的前提下,说明装置气密性不好,否则随着广口瓶里的空气越来越稀薄,故D符合题意;ABC不符合题意。
故选D。
(3)[3][4][5][6]把正在响铃的闹钟放在玻璃罩内,逐渐抽出罩内的空气,振动的频率不变,故音调不变;响度指的是声音的强弱,发现闹钟的声音越来越小,响度慢慢变小;当罩内完全没有空气时,彻底听不到声音,因此可以得出结论:真空不能传声;由于在地球上,不可能达到真空的环境,故是推理真空的环境下声音的传播情况。
(4)[7][8][9][10]根据“声能在传播过程中会损耗,响度逐渐变小”可知,人耳听到的响度的大小与距离有关;通过比较听不到声音时到鞋盒的距离可以判断隔音效果,且测量听不到声音的距离较为直观;响度的单位是分贝(dB);根据甲组同学测得的数据可知,刚好听不到声音的距离越短,因此待测材料隔声性能由好到差的排列顺序为:塑料泡沫、棉花、塑料袋、报纸;所以预估手机监测到响度最大时,是隔音效果最差的报纸。
四、计算题
16.为了督促司机遵守限速规定,交管部门在公路上设置了固定测速仪就可以知道汽车速度了。你想知道其中的奥秘吗?请完成下列的问题吧。
如图甲所示,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超声波信号。第一次发出信号到接收到反射回来的信号用时0.5s;接收到第一次信号后0.4s发出第二个信号,又用时0.4s接收到反射回来的信号。测速仪发出与接收超声波信号的情况如图乙所示,x表示超声波与测速仪之间的距离,设超声波的速度是340m/s,求:
(1)汽车接收到第一次信号时,距测速仪距离为多少?
(2)汽车两次接收到信号时位置相距多少?
(3)在该测速区内,汽车的速度是多少?
【答案】(1)85m;(2)17m;(3)20m/s
【分析】(1)先确定汽车收到第一次信号时用的时间,利用s=vt求出到测速仪的距离;
(2)利用s=vt求出收到第二次信号时用的时间,利用s=vt求出到测速仪的距离;进而求出汽车收到两次信号距离测速仪的距离差;
(3)这两次汽车与测速仪的距离差就是汽车行驶的距离,再找出行驶这段时间所用的时间(汽车运动的时间为从第一次与超声波相遇开始,到第二次与超声波相遇结束。求出这个时间,就是汽车运动的时间),利用速度公式即可得解。
【详解】解:(1)由图知,汽车收到第一次信号时,经过的时间为
由可得,汽车接收到第一次信号时,距测速仪
(2)由图知,汽车收到第二次信号时,经过的时间为
汽车接收到第二次信号时,距测速仪
汽车收到两次信号距离测速仪的距离差
(3)汽车在两次信号的间隔过程中行驶了17m;若测速仪发出两次信号的时间间隔是0.9s,则17m共用时间为
汽车的车速为
答:(1)汽车收到第一次信号时,距测速仪85m;(2)汽车两次接收到信号时位置相距17m;(3)汽车的速度为20m/s。
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