内容正文:
2024-2025学年人教版物理八年级上册章节高频易错培优讲练
第2章 声现象
知识目标
掌握声音的产生与传播:理解声音是由物体振动产生的,知道声音在固体、液体、气体中的传播规律,以及声速与介质的关系。
理解声音的特性:了解音调、响度和音色的概念,知道它们各自的影响因素,并能够区分不同声音的特性。
认识噪声及其控制:了解噪声的来源和危害,知道控制噪声的途径和方法。
掌握声音的应用:了解声音在日常生活、医学、工业等领域的应用,知道声音可以传递信息和能量。
能力目标
观察实验能力:能从生活中观察和识别声音的产生和传播现象,通过实验探究声音的特性。
思维能力:能够分析声音的传播规律,理解声音特性的影响因素,并能够运用所学知识解释生活中的声音现象。
解决问题的能力:能够运用所学知识解决关于声音产生、传播、控制等方面的实际问题,如设计简单的噪声控制方案。
重点:
声音的产生与传播:理解声音是由物体振动产生的,掌握声音在不同介质中的传播规律。
声音的特性:理解音调、响度和音色的概念及其影响因素,能够区分不同声音的特性。
噪声及其控制:了解噪声的来源和危害,掌握控制噪声的基本途径和方法。
难点:
声音的传播规律:理解声音在不同介质中的传播速度和特点,以及声波的传播过程。
声音的特性及其影响因素:掌握音调、响度和音色之间的区别和联系,理解它们各自的影响因素。
噪声控制的实际应用:结合实际情况,设计有效的噪声控制方案,培养学生的实践能力和创新意识。
在教学过程中,应注重理论与实践的结合,通过实验探究、案例分析等方式激发学生的学习兴趣和积极性,培养学生的观察、分析和解决问题的能力。同时,针对学生的个体差异和学习难点,教师应采用灵活多样的教学方法和手段,确保每个学生都能够理解和掌握相关知识。
知识点01:声音的产生与传播
1.声源:振动发声的物体叫声源(或发声体),固体、液体、气体都可以作声源。
2.产生:声音是由物体__________产生的,一切发声物体都在振动,振动停止,发声也停止,但原来发出的声音不会立即消失。
3.声音的传播:声音的传播需要物质,物理学中将这种能够传播声音的物质叫做__________,固体、液体、气体都可作传声的介质。真空_________传声,声音在介质中是以_________的形式向四面八方传播。
4.声速:不同介质传播声音的快慢不同。一般来说,声音在固体中传播得最快,液体次之,气体最慢,另外,声速还跟温度有关,如在15 ℃时声音在空气中的传播速度是_________m/s。
5.反射与回声:声波在传播过程中遇到柔软多孔的物质会被吸收,遇到较大障碍物会被反射回来而形成回声,人耳能区分回声和原声的时间间隔为_________s以上,低于_________s时,回声可以使原声加强。利用回声测距,测海深。
6.注意:
①利用回声可以测距或定位,测量原理:__________,其中t为从发声到听到回声的时间,v声为声音在不同介质中的传播速度;
②当物体的表面光滑时,声音的反射比较明显,如隔音板等,而物体的表面粗糙多孔时,吸声的效果比较好,如森林中比较寂静等。
知识点02:声音的特性
1._________是用来描述物体振动快慢的物理量,物理学中把物体每秒振动的次数叫频率,其国际主单位是_________,符号_________,人的听觉频率范围在_______________________。
2.音调:指声音的__________,它是由发声体振动的____________决定的。
3.响度:指声音的_________,响度与发声体振动的__________有关,还跟发声体的_________有关。
4.音色:也叫音质或音品,它与发声体_______________有关,不同的发声体,发出声音的音色不同。音调和响度相同、音色不同的声音,其振动的波形不同。
5.注意:音调和响度是容易混淆的两个概念,二者是独立的,没有联系。
可以从以下两个方面进行区分:一是定义不同:物理学上把声音的高低称为音调,这里所指的“高”、“低”是通常所说的“清脆、尖细”、“浑厚、低哑”的意思。把人耳感觉到的声音的大小称为响度,响度大有“洪亮、震耳”的意思。二是决定因素不同:音调由声源振动的频率决定,频率大,音调高;频率小,音调低。响度一方面与声源振幅有关,声源振幅越大,响度越大;另一方面还跟距离声源的远近有关,距离越远,响度越小。
知识点03:声的利用
1.超声和次声:人们把频率____________的声音叫超声波,把频率___________的声音叫次声波,人的听觉频率范围是_______________,超出这个范围,人无法感知,但有些动物却能感知到。如狗的听觉频率范围是15 Hz~50 000 Hz,大象能感受到自然界许多变化发生的___________。
2.声与信息
利用超声传递信息,很多情况下都是利用了超声波的__________。利用超声波传递信息的应用有很多方面,如医学上B超的应用;工业上利用超声波无损探测;军事上利用回声定位的原理制作声呐等。
3.声与能量
判断是否利用了声能传递能量,关键是看物体是否因声发生了__________(例如切割、打碎等),若发生了变化,则利用的是声能传递能量,若没有发生变化,则利用的是声能传递信息。
注意:利用声波传递信息和能量是完全不同的两个物理过程。利用声波传递__________是利用声波了解物体的某些特征;利用声波传递__________是指物体获得能量后,产生一系列的改变。
知识点04:噪声的危害和控制
1.噪声:从物理学的角度看,噪声是指发声体做____________发出的声音;从环保角度看,凡是妨碍人们正常________、________和________的声音以及对人们要听的声音产生________的声音,都是噪声。乐音与噪声的区别是乐音是_________的振动,噪声是__________振动。
2.噪声的等级和危害:人们用_________来划分声音强弱的等级,其符号________,为保证正常的工作和学习,声音不能超过________dB。为保护听力,声音不能超过________dB。
3.噪声的控制:从三个方面入手,即防止噪声的_________,阻断它的_________,防止它进入________。
4.几种常见的物理实验方法
①控制变量法:在研究某个问题与多种因素的关系时,每次只改变_________因素,保持其他因素_________,通过分析这个改变的因素与所研究问题之间的关系,再分析综合得出结论(或规律)的方法。例如探究音调与振动快慢的关系时,改变钢尺伸出桌外的长度,用相同大小的力拨动钢尺。
②转换法:把不易观测的物理量和现象转换成其他_________观测的物理量和现象的方法。在研究“声音是由物体振动产生”的实验中就利用了转换法。例如用乒乓球显示微小振动。
③推理法:在研究问题时,保留主要影响因素,忽略次要因素,从而简明扼要地揭示事物的本质的方法。例如在研究“真空不能传声”的实验中就利用了_________法。[来源:Z,xx,k.Com]
④类比法:由一类事物所具有的特性,推出与其类似的事物也具有这种特性的分析和处理问题的方法。例如将“声波”类比“___________”来认识声音在介质中的传播方式。
易错知识点01:声音的产生和传播
易错点:误认为声音是由耳朵产生的,或者错误地认为声音可以在真空中传播。
解析:声音是由物体的振动产生的,而不是由耳朵产生的。声音的传播需要介质,如空气、水、固体等,它不能在真空中传播。学生需要明确声音的产生和传播条件,理解声音是由物体振动产生的机械波,并通过介质传播到我们的耳朵。
易错知识点02:声音的特性
易错点:混淆音调、响度和音色的概念,不能准确区分它们。
解析:音调是指声音的高低,由声源振动的频率决定;响度是指声音的强弱,由声源振动的幅度和距离声源的远近决定;音色是声音的品质和特色,由发声体的材料和结构决定。学生需要理解这三个声音特性的概念,并能够根据声音的特点进行区分。
易错知识点03:声音的传播速度
易错点:误认为声音在不同介质中的传播速度相同,或者错误地认为声音在固体中的传播速度比液体和气体慢。
解析:声音在不同介质中的传播速度是不同的,一般来说,声音在固体中的传播速度最快,在液体中次之,在气体中最慢。学生需要了解声音在不同介质中的传播速度差异,并能够根据介质类型判断声音的传播速度。
易错知识点04:回声和共鸣
易错点:未理解回声和共鸣的原理,或者错误地认为回声和共鸣是相同的现象。
解析:回声是声音在传播过程中遇到障碍物被反射回来的现象,而共鸣是两个频率相同的物体发生共振的现象。虽然回声和共鸣都涉及到声音的反射和传播,但它们的原理和产生条件是不同的。学生需要理解回声和共鸣的原理和区别,并能够根据现象判断是回声还是共鸣。
易错知识点05:噪声及其控制
易错点:未理解噪声的来源和危害,或者错误地认为噪声是无法控制的。
解析:噪声是指那些人们不需要的、令人烦躁的声音。噪声的来源很多,如交通噪声、工业噪声、建筑噪声等。噪声不仅会影响人们的休息和工作,还会对人们的健康造成危害。然而,噪声是可以控制的,通过采取一些措施如减少声源、控制传播途径、在人耳处减弱噪声等可以有效地降低噪声的影响。学生需要了解噪声的来源和危害,并知道如何控制噪声以减少其对人们的影响。
一.选择题(共11小题)
1.(2023秋•沂南县期末)下列有关声音的实验探究中,能说明“声音的传播需要介质”的是( )
A.随声起舞的烛焰
B.听不见的闹铃声
C.被弹开的乒乓球
D.能演奏的瓶子
2.(2023秋•中江县期末)在某金属管的一端敲一下钟,在管的另一端听到两次声音(第一次是由金属管传来的,第二次是由空气传来的),管长1020m,两次响声相隔2.5s。如果当时空气中的声速是340m/s,则该金属中的声音的传播速度是( )
A.340m/s B.2040m/s C.1460m/s D.3810m/s
3.(2023秋•福田区校级期末)我们能听到蜜蜂飞行发出的声音,却听不到蝴蝶飞行发出的声音,这是由于它们发出声音的( )
A.音色不同 B.音调不同 C.响度不同 D.振幅不同
4.(2024•哈尔滨模拟)关于声现象,下列说法正确的是( )
A.“闻其声而知其人”主要是根据音色来判断的
B.吹奏笛子时,演奏者抬起压在不同出气孔上的手指,是为了改变发出声音的响度
C.公共场合要“轻声慢语”指的是减小声音的音调
D.超声波可以在真空中传播
5.(2023秋•涿州市期末)老师使用扩音器,是为了改变声音的( )
A.音调 B.响度 C.音色 D.频率
6.(2023秋•兴城市期末)具有音乐天赋的小明能够分辨出各种乐器演奏的声音,他是根据声音的( )
A.音调 B.频率 C.音色 D.响度
7.(2023秋•凤台县期末)声波既能传递信息也能传递能量。下面事例中,主要利用声波传递能量的是( )
A.用超声波击碎结石
B.用声呐探测海深
C.利用“B”超做体检
D.处理地震产生的次声波确定地震的方位
8.(2023秋•绿园区期末)下列关于声的应用中,原理与其他三项不同的是( )
A.声波震碎玻璃杯
B.牙医用超声波洁牙
C.超声波加湿器打碎水珠加湿空气
D.蝙蝠利用声音辨别方向
9.(2023秋•田阳区期末)为了使教室内的学生上课免受环境噪声干扰,下列方法最有效合理的是( )
A.老师讲话声音大一些
B.每个学生都戴一个防噪声耳罩
C.在教室周围植树
D.教室内安装噪声监测装置
10.(2023秋•新田县期末)下列措施中,不能减弱噪声的是( )
A.摩托车的消声器
B.居民区旁高架桥上的隔音挡板
C.学校附近安装噪声监测装置
D.工厂用的防噪声耳罩
11.(2023秋•肃州区校级期末)生活中经常需要控制噪声,以下措施中,属于在传播过程中减弱噪声的是( )
A.道路两旁栽行道树 B.考场周围禁鸣喇叭
C.机场员工佩戴耳罩 D.建筑工地限时工作
二.填空题(共11小题)
12.(2023秋•高邮市期末)校园的早晨,随处可闻鸟鸣声。鸟的发声器官由于 发出声音,对于想安静学习的同学来说,鸟鸣声是 (噪声/乐音)。
13.(2023秋•桂林期末)如图所示,是训练警犬的训犬笛。某次训犬笛发出25000Hz的声音,警犬能根据发出的指令声行动,说明声音可以传递 (选填“信息”或“能量”),此时周围的行人 (选填“能”或“不能”)听到训犬笛发出的声音。
14.(2023秋•昌邑区期末)小明感冒时的咳嗽声是由声带 产生的,并通过 传到人耳的;小明到医院就诊时,医生用听诊器来检查肺内是否有呼吸杂音,这是利用了声音可以传递 。
15.(2023秋•永吉县期末)如图所示为一种超声导盲手杖。它发出超声波遇到障碍物后处理成语音信号及时播出,盲人听到的声音是物体 产生的,该导盲杖说明了声可以传递 。
16.(2023秋•楚雄州期末)校园学习生活中,课堂上老师的讲课声是由声带 产生的;同学们相互熟悉,“闻其声而知其人”是根据不同同学发出声音的 (选填“音调”、“响度”或“音色”)不同来分辨的。
17.(2023秋•高邮市期末)2023年12月18日,甘肃临夏州积石山县发生6.2级地震。地震产生的地震波属于 (超声波/次声波),医护人员在救治伤员时,使用的“B超”是利用 (超声波/次声波);这两种声波 (能/不能)在真空中传播。
18.(2023秋•金水区期末)观察如图所示的两个声音波形图可以知道,两列声波的响度 ,音色 (均选填“相同”或“不同”)。
19.(2023秋•桂林期末)2023年11月,在广西南宁举办的第一届全国学青会的开幕式上,铿锵的鼓声迅速点燃观众的激情。鼓声是由于鼓面的 产生,喝彩声通过 传到运动员耳中。
20.(2023秋•蒲城县期末)宋代科学家沈括在《梦溪笔谈》中记载:行军宿营,士兵枕着牛皮制的箭筒睡在地上,能较早听到夜袭的敌人的马蹄声,其原因是 能够传声,且传播声音的速度比空气 (选填“快”或“慢”);吹奏笛子时,笛子发出的声音是由 振动产生的。
21.(2023秋•云南期末)在探究真空不能传声实验实时,物理兴趣小组发现,用抽气机抽气时,抽气机的声音太大,玻璃罩内闹铃声的变化趋势不明显。但也可以应用逆向思维,通过接下来的实验,科学推理后得出结论。接下来的操作是 ,如果 也可以推理得出真空不能传声。
22.(2023秋•怀化期末)第一次测定铸铁里的声速是在法国巴黎用下述方法进行的,在长铸铁管的一端敲一下钟,在管的另一端先后听到两次响声,第一次是铸铁管传来的,第二次是由 传来的,这个现象表明了 。
三.实验探究题(共2小题)
23.(2023秋•喀什地区期末)如图所示两个声学实验。
(1)把正在发声的音叉放到盛水的水槽中,看到水花溅起,如图甲所示,这里“水花”把实验现象放大,这个实验验证了声音是由物体 产生的;
(2)如图乙所示的是探究声音传播时使用的实验装置,把敲击后的金属环悬挂在密封的钟罩内,用两用打气筒向外抽气,会听到金属环发出的声音 (选填“越来越小”或“越来越大”);继续抽气,最后几乎听不到金属环发出的声音,由此推理可得: 。
24.(2023秋•朝阳区期末)如图所示,把正在响铃的闹钟放在玻璃罩内,逐渐抽出玻璃罩内的空气,听到闹铃声逐渐 ;再让空气逐渐进入玻璃罩内,听到闹铃声逐渐 。如果是真空,则 。
四.计算题(共2小题)
25.(2023秋•绥棱县期末)聪聪和同学们乘坐汽车去郊游。汽车的正前方有一座山,汽车以20m/s的速度匀速靠近,汽车鸣笛,经3s后,聪聪听到回声。(v声=340m/s)求:
(1)听到回声时,汽车距山多远?
(2)还需多久才能开到山脚下?
26.(2023秋•蒲城县期末)如图所示,一列长为200m的火车从山崖匀速驶向一座笔直的大桥,当车头在距离桥头150m,距离山崖780m处鸣笛,5s后车头到达桥头,同时车头的司机听到来自山崖的回声,火车又用40s完全通过了该大桥,求:
(1)火车的速度;
(2)声音在空气中传播的速度;
(3)大桥的长度;
(4)火车全部在大桥上运行的时间。(结果保留一位小数)
五.解答题(共3小题)
27.(2023秋•富平县期末)如图1,蝙蝠在捕食昆虫时发出一种每分钟振动5.4×106次的声音,声音碰到昆虫后会反射回来,蝙蝠听到回声后可以确定昆虫的方位。某次昆虫在距蝙蝠正前方34m的位置。(假设昆虫和蝙蝠静止不动,声音在空气中的传播速度为340m/s)
(1)蝙蝠发出的声音人耳 (选填“能”或“不能”)听到。
(2)蝙蝠发出声音后多久能发现昆虫?
(3)交通运输中利用超声波可以测量汽车的速度。如图2所示,某路段采用“区间测速”,监测点A、B相距12.6km,限速120km/h,汽车通过两监测点时的速度分别为110km/h和100km/h,该汽车在此路段的平均速度为多少m/s?该车会被判为超速吗?
(4)除了区间测速,还有瞬时测速。如图3所示,汽车在某段公路上匀速行驶时,进入某超声测速区域,当该汽车运动到距离测速仪555m时,测速仪向该车发出一超声信号,3s后收到从车返回的信号,求该车的速度大小。
28.(2023秋•林芝市期末)若声音在海水中的传播速度为1500m/s,利用回声定位原理从海面竖直向海底发射超声波,到接收回声所用时间为8s,那么该处海洋的深度为多少米。
29.(2019•滨州模拟)很多同学有过疑问“声音具有能量吗?它具有的能量与声音的响度和频率是不是有关呢?”某同学对其中两个问题进行探究,实验装置如图所示。A为一个圆筒,它的一端用剪成圆片的挺直的纸(纸的中间剪一圆孔)粘牢,另一端用塑料薄膜包住并绷紧,用橡皮筋扎牢。B为一只点燃的蜡烛。完成表中的内容。为保证每次实验声音的频率相同,你的做法是
探究内容
探究“声音是否具有能量”
探究“声音的能量与响亮是否有关”
小孔距烛焰的距离
3cm
做法
观察内容
六.科普阅读题(共1小题)
30.(2023秋•太仓市期末)短文填空。
“原来钓鱼才是抖音运动的顶流”
小崔爸爸是钓鱼爱好者,这天小崔发现爸爸的钓具中多了一个新设备——冰上声呐探鱼器(如图甲)。小崔通过说明书发现,其声呐工作器内部是一个超声波发生器,利用超声波 的特点可以测量各种距离,如河道宽、水深、冰层厚度等。
小崔尝试使用其测量自家院子宽度,将其尾部紧靠院子一侧墙壁,对准另一侧院墙按下开关,结果显示135m,明显不符,原来他错选了测水深模式,则院子的实际宽度 m。(设声音在水中的传播速度v水=1530m/s,是空气中声速v空的4.5倍,不计设备自身长度)
一天,小崔随爸爸来到某冰钓钓场的冰面上,用多功能开关选择计时模式(记录从超声波发射到接收的时间),接着紧贴冰洞中的水面(与冰面齐平)按下开关,显示数值为t1=0.02s,则此处水深为 m。随后他在邻近冰面上紧贴冰面再次测试,超声波穿透冰层水层碰到水底后反射回来的时间为t2,若声音在冰中的传播速度为v冰,则冰层厚度为: m。(用t1、t2、v水、v冰表示)
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第2章 声现象
知识目标
掌握声音的产生与传播:理解声音是由物体振动产生的,知道声音在固体、液体、气体中的传播规律,以及声速与介质的关系。
理解声音的特性:了解音调、响度和音色的概念,知道它们各自的影响因素,并能够区分不同声音的特性。
认识噪声及其控制:了解噪声的来源和危害,知道控制噪声的途径和方法。
掌握声音的应用:了解声音在日常生活、医学、工业等领域的应用,知道声音可以传递信息和能量。
能力目标
观察实验能力:能从生活中观察和识别声音的产生和传播现象,通过实验探究声音的特性。
思维能力:能够分析声音的传播规律,理解声音特性的影响因素,并能够运用所学知识解释生活中的声音现象。
解决问题的能力:能够运用所学知识解决关于声音产生、传播、控制等方面的实际问题,如设计简单的噪声控制方案。
重点:
声音的产生与传播:理解声音是由物体振动产生的,掌握声音在不同介质中的传播规律。
声音的特性:理解音调、响度和音色的概念及其影响因素,能够区分不同声音的特性。
噪声及其控制:了解噪声的来源和危害,掌握控制噪声的基本途径和方法。
难点:
声音的传播规律:理解声音在不同介质中的传播速度和特点,以及声波的传播过程。
声音的特性及其影响因素:掌握音调、响度和音色之间的区别和联系,理解它们各自的影响因素。
噪声控制的实际应用:结合实际情况,设计有效的噪声控制方案,培养学生的实践能力和创新意识。
在教学过程中,应注重理论与实践的结合,通过实验探究、案例分析等方式激发学生的学习兴趣和积极性,培养学生的观察、分析和解决问题的能力。同时,针对学生的个体差异和学习难点,教师应采用灵活多样的教学方法和手段,确保每个学生都能够理解和掌握相关知识。
知识点01:声音的产生与传播
1.声源:振动发声的物体叫声源(或发声体),固体、液体、气体都可以作声源。
2.产生:声音是由物体__________产生的,一切发声物体都在振动,振动停止,发声也停止,但原来发出的声音不会立即消失。
3.声音的传播:声音的传播需要物质,物理学中将这种能够传播声音的物质叫做__________,固体、液体、气体都可作传声的介质。真空_________传声,声音在介质中是以_________的形式向四面八方传播。
4.声速:不同介质传播声音的快慢不同。一般来说,声音在固体中传播得最快,液体次之,气体最慢,另外,声速还跟温度有关,如在15 ℃时声音在空气中的传播速度是_________m/s。
5.反射与回声:声波在传播过程中遇到柔软多孔的物质会被吸收,遇到较大障碍物会被反射回来而形成回声,人耳能区分回声和原声的时间间隔为_________s以上,低于_________s时,回声可以使原声加强。利用回声测距,测海深。
6.注意:
①利用回声可以测距或定位,测量原理:__________,其中t为从发声到听到回声的时间,v声为声音在不同介质中的传播速度;
②当物体的表面光滑时,声音的反射比较明显,如隔音板等,而物体的表面粗糙多孔时,吸声的效果比较好,如森林中比较寂静等。
振动 介质 不能 声波 340 0.1 0.1 s=v声t
知识点02:声音的特性
1._________是用来描述物体振动快慢的物理量,物理学中把物体每秒振动的次数叫频率,其国际主单位是_________,符号_________,人的听觉频率范围在_______________________。
2.音调:指声音的__________,它是由发声体振动的____________决定的。
3.响度:指声音的_________,响度与发声体振动的__________有关,还跟发声体的_________有关。
4.音色:也叫音质或音品,它与发声体_______________有关,不同的发声体,发出声音的音色不同。音调和响度相同、音色不同的声音,其振动的波形不同。
5.注意:音调和响度是容易混淆的两个概念,二者是独立的,没有联系。
可以从以下两个方面进行区分:一是定义不同:物理学上把声音的高低称为音调,这里所指的“高”、“低”是通常所说的“清脆、尖细”、“浑厚、低哑”的意思。把人耳感觉到的声音的大小称为响度,响度大有“洪亮、震耳”的意思。二是决定因素不同:音调由声源振动的频率决定,频率大,音调高;频率小,音调低。响度一方面与声源振幅有关,声源振幅越大,响度越大;另一方面还跟距离声源的远近有关,距离越远,响度越小。
频率 赫兹 Hz 20 Hz~20 000 Hz 高低 频率 强弱 振幅 远近 本身的特征
知识点03:声的利用
1.超声和次声:人们把频率____________的声音叫超声波,把频率___________的声音叫次声波,人的听觉频率范围是_______________,超出这个范围,人无法感知,但有些动物却能感知到。如狗的听觉频率范围是15 Hz~50 000 Hz,大象能感受到自然界许多变化发生的___________。
2.声与信息
利用超声传递信息,很多情况下都是利用了超声波的__________。利用超声波传递信息的应用有很多方面,如医学上B超的应用;工业上利用超声波无损探测;军事上利用回声定位的原理制作声呐等。
3.声与能量
判断是否利用了声能传递能量,关键是看物体是否因声发生了__________(例如切割、打碎等),若发生了变化,则利用的是声能传递能量,若没有发生变化,则利用的是声能传递信息。
注意:利用声波传递信息和能量是完全不同的两个物理过程。利用声波传递__________是利用声波了解物体的某些特征;利用声波传递__________是指物体获得能量后,产生一系列的改变。
高于20 000 Hz 低于20 Hz 20 Hz~20 000 Hz 次声波 反射 变化 信息 能量
知识点04:噪声的危害和控制
1.噪声:从物理学的角度看,噪声是指发声体做____________发出的声音;从环保角度看,凡是妨碍人们正常________、________和________的声音以及对人们要听的声音产生________的声音,都是噪声。乐音与噪声的区别是乐音是_________的振动,噪声是__________振动。
2.噪声的等级和危害:人们用_________来划分声音强弱的等级,其符号________,为保证正常的工作和学习,声音不能超过________dB。为保护听力,声音不能超过________dB。
3.噪声的控制:从三个方面入手,即防止噪声的_________,阻断它的_________,防止它进入________。
4.几种常见的物理实验方法
①控制变量法:在研究某个问题与多种因素的关系时,每次只改变_________因素,保持其他因素_________,通过分析这个改变的因素与所研究问题之间的关系,再分析综合得出结论(或规律)的方法。例如探究音调与振动快慢的关系时,改变钢尺伸出桌外的长度,用相同大小的力拨动钢尺。
②转换法:把不易观测的物理量和现象转换成其他_________观测的物理量和现象的方法。在研究“声音是由物体振动产生”的实验中就利用了转换法。例如用乒乓球显示微小振动。
③推理法:在研究问题时,保留主要影响因素,忽略次要因素,从而简明扼要地揭示事物的本质的方法。例如在研究“真空不能传声”的实验中就利用了_________法。[来源:Z,xx,k.Com]
④类比法:由一类事物所具有的特性,推出与其类似的事物也具有这种特性的分析和处理问题的方法。例如将“声波”类比“___________”来认识声音在介质中的传播方式。
无规则振动 工作 学习 休息 干扰 有规则 无规则 分贝 dB 70 90 产生 传播 人耳 一个 不变 易于 推理 水波
易错知识点01:声音的产生和传播
易错点:误认为声音是由耳朵产生的,或者错误地认为声音可以在真空中传播。
解析:声音是由物体的振动产生的,而不是由耳朵产生的。声音的传播需要介质,如空气、水、固体等,它不能在真空中传播。学生需要明确声音的产生和传播条件,理解声音是由物体振动产生的机械波,并通过介质传播到我们的耳朵。
易错知识点02:声音的特性
易错点:混淆音调、响度和音色的概念,不能准确区分它们。
解析:音调是指声音的高低,由声源振动的频率决定;响度是指声音的强弱,由声源振动的幅度和距离声源的远近决定;音色是声音的品质和特色,由发声体的材料和结构决定。学生需要理解这三个声音特性的概念,并能够根据声音的特点进行区分。
易错知识点03:声音的传播速度
易错点:误认为声音在不同介质中的传播速度相同,或者错误地认为声音在固体中的传播速度比液体和气体慢。
解析:声音在不同介质中的传播速度是不同的,一般来说,声音在固体中的传播速度最快,在液体中次之,在气体中最慢。学生需要了解声音在不同介质中的传播速度差异,并能够根据介质类型判断声音的传播速度。
易错知识点04:回声和共鸣
易错点:未理解回声和共鸣的原理,或者错误地认为回声和共鸣是相同的现象。
解析:回声是声音在传播过程中遇到障碍物被反射回来的现象,而共鸣是两个频率相同的物体发生共振的现象。虽然回声和共鸣都涉及到声音的反射和传播,但它们的原理和产生条件是不同的。学生需要理解回声和共鸣的原理和区别,并能够根据现象判断是回声还是共鸣。
易错知识点05:噪声及其控制
易错点:未理解噪声的来源和危害,或者错误地认为噪声是无法控制的。
解析:噪声是指那些人们不需要的、令人烦躁的声音。噪声的来源很多,如交通噪声、工业噪声、建筑噪声等。噪声不仅会影响人们的休息和工作,还会对人们的健康造成危害。然而,噪声是可以控制的,通过采取一些措施如减少声源、控制传播途径、在人耳处减弱噪声等可以有效地降低噪声的影响。学生需要了解噪声的来源和危害,并知道如何控制噪声以减少其对人们的影响。
一.选择题(共11小题)
1.(2023秋•沂南县期末)下列有关声音的实验探究中,能说明“声音的传播需要介质”的是( )
A.随声起舞的烛焰
B.听不见的闹铃声
C.被弹开的乒乓球
D.能演奏的瓶子
解:A、随声起舞的烛焰,说明声音可以传递能量,故A不符合题意;
B、用抽气机不断抽气,听到玻璃罩中闹钟的铃声越来越小,进一步推论得:声音的传播需要介质,真空不能传播声音,故B符合题意。
C、被弹开的乒乓球说明声音是物体振动产生的,故C不符合题意;
D、能演奏的瓶子,敲打不同的瓶子,发出的声不同,故D不符合题意;
故选:B。
2.(2023秋•中江县期末)在某金属管的一端敲一下钟,在管的另一端听到两次声音(第一次是由金属管传来的,第二次是由空气传来的),管长1020m,两次响声相隔2.5s。如果当时空气中的声速是340m/s,则该金属中的声音的传播速度是( )
A.340m/s B.2040m/s C.1460m/s D.3810m/s
解:根据可知:声音在空气中传播的时间为:,
声音在金属管中的传播时间为:t2=t1﹣Δt=3s﹣2.5s=0.5s,
则声音在金属管中的传播速度为:。故B正确,ACD错误。
故选:B。
3.(2023秋•福田区校级期末)我们能听到蜜蜂飞行发出的声音,却听不到蝴蝶飞行发出的声音,这是由于它们发出声音的( )
A.音色不同 B.音调不同 C.响度不同 D.振幅不同
解:因为蝴蝶翅膀振动发出的声音,小于20赫兹,是次声波,人耳听不到。蜜蜂飞行时,翅膀振动频率较快,发出的声音在人的听觉频率范围内。故是有关于音调不同造成的。
故选:B。
4.(2024•哈尔滨模拟)关于声现象,下列说法正确的是( )
A.“闻其声而知其人”主要是根据音色来判断的
B.吹奏笛子时,演奏者抬起压在不同出气孔上的手指,是为了改变发出声音的响度
C.公共场合要“轻声慢语”指的是减小声音的音调
D.超声波可以在真空中传播
解:A、不同人声音的音色不同,区别出熟悉的人谁在说话,是因为音色不同的原因。故A正确;
B、吹奏笛子时,演奏者抬起压在不同出气孔上的手指,是为了改变振动的空气柱的长度,即改变空气柱振动的快慢,故是为了改变音调,故B错误;
C、公共场合要“轻声慢语”指的是减小声音的响度,故C错误;
D、超声波也是声波,声波不能在真空中传播,故D错误;
故选:A。
5.(2023秋•涿州市期末)老师使用扩音器,是为了改变声音的( )
A.音调 B.响度 C.音色 D.频率
解:老师使用扩音器,增大了声音的大小,是为了改变声音的响度。
故ACD错误,B正确。
故选:B。
6.(2023秋•兴城市期末)具有音乐天赋的小明能够分辨出各种乐器演奏的声音,他是根据声音的( )
A.音调 B.频率 C.音色 D.响度
解:具有音乐天赋的小明能够分辨出各种乐器演奏的声音,他是根据声音的音色。
故选:C。
7.(2023秋•凤台县期末)声波既能传递信息也能传递能量。下面事例中,主要利用声波传递能量的是( )
A.用超声波击碎结石
B.用声呐探测海深
C.利用“B”超做体检
D.处理地震产生的次声波确定地震的方位
解:用声呐探测海深、利用“B”超做体检、处理地震产生的次声波确定地震的方位都属于利用声波传递信息的应用,用超声波击碎结石属于利用声波传递能量的应用,故A正确,BCD错误。
故选:A。
8.(2023秋•绿园区期末)下列关于声的应用中,原理与其他三项不同的是( )
A.声波震碎玻璃杯
B.牙医用超声波洁牙
C.超声波加湿器打碎水珠加湿空气
D.蝙蝠利用声音辨别方向
解:A、声波震碎玻璃杯,这是利用声音可以传递能量;
B、牙医用超声波洁牙,这是利用声音可以传递能量;
C、超声波加湿器打碎水珠加湿空气,这是利用声音可以传递能量;
D、蝙蝠利用声音辨别方向,这是利用声音可以传递信息。
故选:D。
9.(2023秋•田阳区期末)为了使教室内的学生上课免受环境噪声干扰,下列方法最有效合理的是( )
A.老师讲话声音大一些
B.每个学生都戴一个防噪声耳罩
C.在教室周围植树
D.教室内安装噪声监测装置
解:A、老师讲话时声音要大一些,后面的学生能听到老师的声音,但不是解决办法的根源,说法错误,不符合题意;
B、学生戴耳罩虽然可以在接收处减弱噪声,但老师讲课声音也听不见,不是合理的办法,不符合题意;
C、在教室周围植树可以有效的在噪声的传播过程中减弱噪声,选项正确,符合题意;
D、安装噪声监测器只会测出噪声的分贝,但不能减弱噪声,选项错误,不符合题意;
故选:C。
10.(2023秋•新田县期末)下列措施中,不能减弱噪声的是( )
A.摩托车的消声器
B.居民区旁高架桥上的隔音挡板
C.学校附近安装噪声监测装置
D.工厂用的防噪声耳罩
解:A、摩托车的消声器是在声音的产生处减弱噪声,不符合题意;
B、街道路旁安装隔声板可以在传播过程中减弱噪声,不符合题意;
C、学校附近安装噪声监测器可以监测噪声的分贝,但不能减弱噪声,符合题意;
D、工厂用的防噪声耳罩可以在接收处减弱噪声,不符合题意;
故选:C。
11.(2023秋•肃州区校级期末)生活中经常需要控制噪声,以下措施中,属于在传播过程中减弱噪声的是( )
A.道路两旁栽行道树 B.考场周围禁鸣喇叭
C.机场员工佩戴耳罩 D.建筑工地限时工作
解:A、道路两旁栽行道树可以在噪声的传播过程中减弱噪声,故A符合题意;
B、考场周围禁鸣喇叭是从噪声的产生处减弱噪声,故B不符合题意;
C、戴上防噪声的耳塞可以在噪声的接收处减弱噪声,故C不符合题意;
D、限制建筑工地的工作时间是从噪声的产生处减弱噪声,故D不符合题意;
故选:A。
二.填空题(共11小题)
12.(2023秋•高邮市期末)校园的早晨,随处可闻鸟鸣声。鸟的发声器官由于 振动 发出声音,对于想安静学习的同学来说,鸟鸣声是 噪声 (噪声/乐音)。
解:(1)鸟鸣声是发声器官振动发出声音发出声音的;
(2)鸟鸣声影响了想安静学习的同学,故对同学来说是噪声。
故答案为:振动;噪声。
13.(2023秋•桂林期末)如图所示,是训练警犬的训犬笛。某次训犬笛发出25000Hz的声音,警犬能根据发出的指令声行动,说明声音可以传递 信息 (选填“信息”或“能量”),此时周围的行人 不能 (选填“能”或“不能”)听到训犬笛发出的声音。
解:某次训犬笛发声频率为25000Hz,警犬能根据发出的指令行动,说明声可以传递信息,此时周围的行人不能听到训犬笛发出的指令。
故答案为:信息;不能。
14.(2023秋•昌邑区期末)小明感冒时的咳嗽声是由声带 振动 产生的,并通过 空气 传到人耳的;小明到医院就诊时,医生用听诊器来检查肺内是否有呼吸杂音,这是利用了声音可以传递 信息 。
解:咳嗽声是由声带振动产生的,并通过空气传入人耳;医生用听诊器来检查肺内是否有呼吸杂音,这是利用了声音可以传递信息。
故答案为:振动;空气;信息。
15.(2023秋•永吉县期末)如图所示为一种超声导盲手杖。它发出超声波遇到障碍物后处理成语音信号及时播出,盲人听到的声音是物体 振动 产生的,该导盲杖说明了声可以传递 信息 。
解:超声导盲手杖发出超声波遇到障碍物后处理成语音信号及时播出,盲人听到的声音是物体振动产生的,该导盲杖说明了声可以传递信息。
故答案为:振动;信息。
16.(2023秋•楚雄州期末)校园学习生活中,课堂上老师的讲课声是由声带 振动 产生的;同学们相互熟悉,“闻其声而知其人”是根据不同同学发出声音的 音色 (选填“音调”、“响度”或“音色”)不同来分辨的。
解:声音都是由物体振动产生的,老师的讲课声是由声带振动产生的;音色是声音的特色,一般不同人的音色不同,因此同学们依据声音的音色分辨出人。
故答案为:振动;音色。
17.(2023秋•高邮市期末)2023年12月18日,甘肃临夏州积石山县发生6.2级地震。地震产生的地震波属于 次声波 (超声波/次声波),医护人员在救治伤员时,使用的“B超”是利用 超声波 (超声波/次声波);这两种声波 不能 (能/不能)在真空中传播。
解:地震产生的地震波属次声波,医护人员在救治伤员时,使用的“B超”是利用超声波。这两种声波不能在真空中传播。
故答案为:次声波;超声波;不能。
18.(2023秋•金水区期末)观察如图所示的两个声音波形图可以知道,两列声波的响度 相同 ,音色 不同 (均选填“相同”或“不同”)。
解:由图可知,两幅图中声波都是规则振动,偏离原位置相同,因此响度相同;它们的波形不同,所以发声体不同,故音色不同。
故答案为:相同;不同。
19.(2023秋•桂林期末)2023年11月,在广西南宁举办的第一届全国学青会的开幕式上,铿锵的鼓声迅速点燃观众的激情。鼓声是由于鼓面的 振动 产生,喝彩声通过 空气 传到运动员耳中。
解:鼓声是由鼓面的振动产生的,声音的传播需要介质,声音是通过空气传到运动员耳中。
故答案为:振动;空气。
20.(2023秋•蒲城县期末)宋代科学家沈括在《梦溪笔谈》中记载:行军宿营,士兵枕着牛皮制的箭筒睡在地上,能较早听到夜袭的敌人的马蹄声,其原因是 固体 能够传声,且传播声音的速度比空气 快 (选填“快”或“慢”);吹奏笛子时,笛子发出的声音是由 空气柱 振动产生的。
解:当远处有声音时,声音可以通过空气和地面向外传播,因为声音在固体中的传播速度最快,所以躺在地上可以最快时间内听到声音,从而可以作出抵御措施;笛声是由笛中的空气柱振动产生的。
故答案为:固体;快;空气柱。
21.(2023秋•云南期末)在探究真空不能传声实验实时,物理兴趣小组发现,用抽气机抽气时,抽气机的声音太大,玻璃罩内闹铃声的变化趋势不明显。但也可以应用逆向思维,通过接下来的实验,科学推理后得出结论。接下来的操作是 停止抽气,并逐渐放空气进入玻璃罩内 ,如果 听到的闹铃声逐渐变大 也可以推理得出真空不能传声。
解:停止抽气,并逐渐放空气进入玻璃罩内能传声的空气越来越多,如果听到的闹铃声逐渐变大,说明声音的传播需要介质,真空不能传声。
故答案为:停止抽气,并逐渐放空气进入玻璃罩内;听到的闹铃声逐渐变大。
22.(2023秋•怀化期末)第一次测定铸铁里的声速是在法国巴黎用下述方法进行的,在长铸铁管的一端敲一下钟,在管的另一端先后听到两次响声,第一次是铸铁管传来的,第二次是由 空气 传来的,这个现象表明了 声音在固体传播比空气中快 。
解:在一根长铸铁管的一端敲击一下,声音会在铁管和空气中同时传播,因为声音在固体中最快,在气体中最慢,第一次听到的声音是通过铁管传来的,第二次听到的声音是通过空气传来的,所以会听到两次敲击声。
故答案为:空气;声音在固体传播比空气中快。
三.实验探究题(共2小题)
23.(2023秋•喀什地区期末)如图所示两个声学实验。
(1)把正在发声的音叉放到盛水的水槽中,看到水花溅起,如图甲所示,这里“水花”把实验现象放大,这个实验验证了声音是由物体 振动 产生的;
(2)如图乙所示的是探究声音传播时使用的实验装置,把敲击后的金属环悬挂在密封的钟罩内,用两用打气筒向外抽气,会听到金属环发出的声音 越来越小 (选填“越来越小”或“越来越大”);继续抽气,最后几乎听不到金属环发出的声音,由此推理可得: 声音的传播需要介质,真空不能传声 。
解:(1)把正在发声的音叉放到盛水的水槽中,看到水花溅起,说明声音是物体的振动产生的;
(2)用两用打气筒向外抽气,金属杯内能传声的空气逐渐变少,故会听到金属环发出的声音越来越小;继续抽气,最后几乎听不到金属环发出的声音,由此推理可得声音的传播需要介质,真空不能传声。
故答案为:(1)振动;(2)越来越小;声音的传播需要介质,真空不能传声。
24.(2023秋•朝阳区期末)如图所示,把正在响铃的闹钟放在玻璃罩内,逐渐抽出玻璃罩内的空气,听到闹铃声逐渐 变小 ;再让空气逐渐进入玻璃罩内,听到闹铃声逐渐 变大 。如果是真空,则 不能听到闹铃声 。
解:把正在响铃的闹钟放在玻璃罩内,逐渐抽出玻璃罩内的空气,听到闹铃声逐渐变小;再让空气逐渐进入玻璃罩内,听到闹铃声又逐渐变大;这个实验表明:闹钟铃声需要通过空气才能传播出去,真空不能传声。
故答案为:变小;变大;不能听到闹铃声。
四.计算题(共2小题)
25.(2023秋•绥棱县期末)聪聪和同学们乘坐汽车去郊游。汽车的正前方有一座山,汽车以20m/s的速度匀速靠近,汽车鸣笛,经3s后,聪聪听到回声。(v声=340m/s)求:
(1)听到回声时,汽车距山多远?
(2)还需多久才能开到山脚下?
解:
(1)由v=可得,3s内车行驶距离:
s车=v车t=20m/s×3s=60m,
3s内声音传播的距离:
s声=v声t=340m/s×3s=1020m,
司机听到回声时汽车距山的距离:
s=(s声﹣s车)=×(1020m﹣60m)=480m;
(2)由v=得汽车到达山脚需要的时间:
t′===24s;
答:
(1)听到回声时,汽车距山480m;
(2)还要24s才能开到山脚下。
26.(2023秋•蒲城县期末)如图所示,一列长为200m的火车从山崖匀速驶向一座笔直的大桥,当车头在距离桥头150m,距离山崖780m处鸣笛,5s后车头到达桥头,同时车头的司机听到来自山崖的回声,火车又用40s完全通过了该大桥,求:
(1)火车的速度;
(2)声音在空气中传播的速度;
(3)大桥的长度;
(4)火车全部在大桥上运行的时间。(结果保留一位小数)
解:(1)火车的速度:
v车===30m/s;
(2)设声音传播的路程s声,司机鸣笛时车到山崖的距离为s=780m,
则:2s=s声﹣s1,s声=2s+s1=2×780m+150m=1710m,
声音的速度为v声===342m/s;
(3)由v=可得,火车完全通过大桥的路程:
s2=v车t2=30m/s×40s=1200m,
则大桥的长度:
L桥=s2﹣L车=1200m﹣200m=1000m;
(4)由v=可得,火车完全在桥上行驶通过的路程:
s′=L桥﹣L车=1000m﹣200m=800m,
则火车完全在桥上行驶的时间:t′==≈26.7s。
答:(1)火车的速度为30m/s;
(2)声音在空气中传播的速度为342m/s;
(3)大桥的长度为1000m;
(4)火车完全在该大桥上的运行时间约为26.7s。
五.解答题(共3小题)
27.(2023秋•富平县期末)如图1,蝙蝠在捕食昆虫时发出一种每分钟振动5.4×106次的声音,声音碰到昆虫后会反射回来,蝙蝠听到回声后可以确定昆虫的方位。某次昆虫在距蝙蝠正前方34m的位置。(假设昆虫和蝙蝠静止不动,声音在空气中的传播速度为340m/s)
(1)蝙蝠发出的声音人耳 不能 (选填“能”或“不能”)听到。
(2)蝙蝠发出声音后多久能发现昆虫?
(3)交通运输中利用超声波可以测量汽车的速度。如图2所示,某路段采用“区间测速”,监测点A、B相距12.6km,限速120km/h,汽车通过两监测点时的速度分别为110km/h和100km/h,该汽车在此路段的平均速度为多少m/s?该车会被判为超速吗?
(4)除了区间测速,还有瞬时测速。如图3所示,汽车在某段公路上匀速行驶时,进入某超声测速区域,当该汽车运动到距离测速仪555m时,测速仪向该车发出一超声信号,3s后收到从车返回的信号,求该车的速度大小。
解:(1)频率指发声体每秒振动的次数,
所以蝙蝠发出的声音频率==90000Hz,
人的听觉范围为20Hz~20000Hz,所以该声音人耳不能听到;
(2)声音传播的距离为s=2×34m=68m,
声音传播的时间为:
t===0.2s;
(3)轿车在此路段的所用时间为10:37﹣10:31=6min=0.1h;
平均速度v车===126km/h>120km/h;
该车会被判为超速;
(4)①由题意得,超声测速仪发出的信号与汽车相遇的时间:
t超=t′=×3s=1.5s;
②设汽车的速度为v′,
由题意,超声测速仪发出的信号1.5后与汽车相遇,
在这段时间内,汽车的路程与超声波的路程关系式为:
v′×1.5s+340m/s×1.5s=555m,
解得:v′=30m/s。
答:(1)蝙蝠发出的声音频率为90000Hz,该声音人耳不能听到;
(2)蝙蝠发出声音后0.15s能发现昆虫;
(3)该轿车在此路段的平均速度为35m/s,该车会被判为超速;
(4)该车的速度30m/s。
28.(2023秋•林芝市期末)若声音在海水中的传播速度为1500m/s,利用回声定位原理从海面竖直向海底发射超声波,到接收回声所用时间为8s,那么该处海洋的深度为多少米。
解:超声波从海面到海底用的时间:
t=×8s=4s,
所以v=,
所以该处海水的深度:
s=vt=1500m/s×4s=6000m。
答:海洋中该处的深度是6000m。
29.(2019•滨州模拟)很多同学有过疑问“声音具有能量吗?它具有的能量与声音的响度和频率是不是有关呢?”某同学对其中两个问题进行探究,实验装置如图所示。A为一个圆筒,它的一端用剪成圆片的挺直的纸(纸的中间剪一圆孔)粘牢,另一端用塑料薄膜包住并绷紧,用橡皮筋扎牢。B为一只点燃的蜡烛。完成表中的内容。为保证每次实验声音的频率相同,你的做法是 拍一次或每次拍的快慢相同
探究内容
探究“声音是否具有能量”
探究“声音的能量与响亮是否有关”
小孔距烛焰的距离
3cm
做法
观察内容
解:
(1)拍塑料膜发出较强的声音时,可以看到烛焰在跳动;烛焰的跳动是由喇叭声引起空气的振动产生的,说明了声音可以传递能量;
(2)声音的响度与声源振动的幅度有关,振动幅度越大,响度越大。轻拍塑料膜和重拍塑料膜,使塑料膜振幅不同,观察烛焰摆动幅度;
(3)音调的高低与发声体振动快慢有关,物体振动越快,音调就越高,物体振动越慢,音调就越低。
答案如下:
探 究 内 容
“声音是否具有能量”
“声能与响度是否有关”
小孔距烛焰的距离
3cm
3cm
做 法
轻拍塑料膜
轻拍、重拍塑料膜
现象
烛焰摆动
烛焰摆动幅度不同
结 论
声音具有能量
声能与响度有关
拍一次或每次拍的快慢相同。
六.科普阅读题(共1小题)
30.(2023秋•太仓市期末)短文填空。
“原来钓鱼才是抖音运动的顶流”
小崔爸爸是钓鱼爱好者,这天小崔发现爸爸的钓具中多了一个新设备——冰上声呐探鱼器(如图甲)。小崔通过说明书发现,其声呐工作器内部是一个超声波发生器,利用超声波 具有方向性好、穿透能力强、易于获得较集中的声能 的特点可以测量各种距离,如河道宽、水深、冰层厚度等。
小崔尝试使用其测量自家院子宽度,将其尾部紧靠院子一侧墙壁,对准另一侧院墙按下开关,结果显示135m,明显不符,原来他错选了测水深模式,则院子的实际宽度 30 m。(设声音在水中的传播速度v水=1530m/s,是空气中声速v空的4.5倍,不计设备自身长度)
一天,小崔随爸爸来到某冰钓钓场的冰面上,用多功能开关选择计时模式(记录从超声波发射到接收的时间),接着紧贴冰洞中的水面(与冰面齐平)按下开关,显示数值为t1=0.02s,则此处水深为 15.3 m。随后他在邻近冰面上紧贴冰面再次测试,超声波穿透冰层水层碰到水底后反射回来的时间为t2,若声音在冰中的传播速度为v冰,则冰层厚度为: m。(用t1、t2、v水、v冰表示)
解:(1)超声波具有方向性好、穿透能力强、易于获得较集中的声能等特点;
(2)选错模式时,测量的时间是准确的,而声音在水中的速度是空气中声速v空的4.5倍,因而所测距离是空气中距离的4.5倍,故院子的实际宽度为=30m;
(3)水深d=s=v水t1=1530m/s×0.02s=15.3m;
假设冰层厚度为L,则水中传播的距离为2d﹣2L,
水中的传播时间为t'==;
冰中的传播时间为t''=;
总时间为t2=+;
解得L=。
故答案为:具有方向性好、穿透能力强、易于获得较集中的声能;30;15.3;。
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