内容正文:
专题1.5 重难点分类汇编
【苏科版2025】
知识目录
专题01 声音在不同介质中的速速的计算 1
专题02 有关声速的计算(测距) 2
专题03 超声波测速 3
专题04 有关声音的计算(求时间) 4
专题05 声音的其他应用 4
专题06 音调、响度、音色的区分 5
专题07 波形图 7
专题09 超声波的应用 8
专题10 巩固练习 19
一、声音在不同介质中的速速的计算
【典例】为了测量某根空心铁管的长度,小聪做了如下实验:在空铁管一端敲击一下,另一端听到两次声音,且听到两次声音时间间隔为0.14s,则铁管长度为 m(已知声音在空气中传播速度为340m/s,在钢铁中传播速度为5100m/s)。
【变式1】(24-25八年级上·安徽宿州·阶段练习)学会处理和分析表格中的数据是一项重要的能力。
(1)请你根据表格中的数据。通过对比分析写出至少一个与声音的传播速度相关的初步结论。
介质
空气(0℃)
空气(15℃)
水(25℃)
海水(25℃)
钢(25℃)
铁(25℃)
声速/
331
340
1436
1533
3570
5160
(2)小明同学在某个长钢管的一端用力敲击钢管,另一端的小丽听到了先后2次敲击声,且两次声音间隔4.75s,试求这根钢管的长度。(此时温度为15℃)
【变式2】(2024·广东深圳·一模)声音在不同介质中传播的速度不同。阅读表中一些介质中的声速,回答问题:在空心金属管的一端敲击一下,在另一端先后听到两个声音,已知敲击后声音通过空气传到另一端需要的时间为2.5s,两声相隔2.33s(此时气温约为15℃)。
一些介质中的声速v(m/s)
空气(0℃)
331
铜
3750
空气(15℃)
340
铝
5000
水(常温)
1500
铁
5200
(1)求空心金属管的长;
(2)求声音在该金属管中的传播速度;
(3)该金属管可能是由什么材料制成?如果在金属管里灌满水,用时间数据简要描述可能听到的声音情况。
二、有关声速的计算(测距)
【典例】(24-25八年级上·江苏盐城·阶段练习)熙熙乘坐一辆速度为15m/s的小轿车迅速驶向一座山崖,某一时刻鸣笛后,汽车继续行驶了90m听到回声,已知,此时声音在空气中的传播速度是340m/s。计算:
(1)鸣笛经过多长时间能听到回声;
(2)鸣笛时小轿车离山崖的距离;
(3)听到回声时小轿车离山崖多远。
【变式1】(23-24八年级上·黑龙江绥化·阶段练习)如图所示,一辆汽车在平直公路上匀速行驶,在距离前方山崖430m处时鸣笛,继续行驶2.5s后听到回声,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。
【变式2】一探测船在距离海岛510m处停顿下来测海水的深度,在此处同时向海底和海岛发出声信号,先后回收到两次声信号的时间差为1.8s。(已知此时声音在空气和海水中的传播速度分别为340m/s、1530m/s)
(1)经过多长时间,收到从海岛返回的回声?
(2)此处海水的深度可能为多少m?
三、超声波测速
【典例】(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
【变式1】为了监督司机是否遵守限速规定,交管部门在公路上安装了固定测速仪。如图所示,汽车向放置在道路中间的测速仪匀速驶来,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经汽车反射回来的信号用时0.6s,第二次发出信号到测速仪接收到汽车反射回来的信号用时0.4s,若发出两次信号的时间间隔是1s,超声波的速度是340m/s。则( )
A.汽车接收到第一次信号时,距测速仪约为204m
B.汽车接收到第二次信号时,距测速仪约为68m
C.汽车的速度约为34m/s
D.汽车的速度约为30.9m/s
【变式2】(23-24八年级上·四川雅安·期末)声波在海水中传播衰减程度远小于电磁波。声呐就是利用声波在水中的传播特点来对物体进行定位和测速的,如图所示是一艘静止在水中的潜水艇,其声呐向海水中某一固定方向发出两次短促的超声波信号,遇到一个不明物体被反射回来,第一次发出信号到接收到信号用时,第二次发出信号到接收到信号用时,若两次发出信号的间隔是3s,设海水中的声速为1500m/s,不明物体沿着与潜水艇连线的方向匀速直线行驶,则( )
A.不明物体第一次与超声波信号相遇时,距潜水艇距离为15km
B.不明物体与两次信号相遇的时间间隔为3s
C.不明物体的行驶速度约为51.7m/s
D.不明物体在远离潜水艇
四、有关声音的计算(求时间)
【典例】甲、乙两人站在一堵光滑的墙壁前,两人之间相距102m,且距离墙壁均为68m。如图所示。甲开了一枪后,乙先后听到两声枪响之间的时间间隔为(已知空气中声音的传播速度为340m/s)( )
A.0.1s B.0.2s C.0.3s D.0.4s
【变式1】(24-25八年级上·全国·假期作业)运动会上进行百米赛跑,如果终点的计时员听到枪声才开始计时,所记录的成绩比看到枪冒烟就开始计时的成绩( )
A.少记2.94s B.多出0.294s
C.少记0.294s D.无法计算
【变式2】(23-24八年级上·福建泉州·阶段练习)站在百米赛跑终点的计时员,听到起跑的枪声后立即开始计时,测得小郑同学百米赛跑的时间是13.00s,则小郑同学跑百米的真实时间是(声音在空气中的传播速度为340m/s)( )
A.13.29s B.13.00s C.12.71s D.无法确定
【变式3】甲同学在一根18米的已供水的自来水管的一端敲一下水管,乙同学在水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
五、声音的其他应用
【典例】(23-24八年级上·江苏苏州·阶段练习)如表和图为一超声波测量仪器的使用说明书和实验装置图;
使用说明书:
(1)实验装置如图所示,甲、乙是声信号采集器;
(2)复位后用棒锤敲打铜铃,声音被甲、乙接受;
(3)液晶屏显示甲、乙接收到信号的时间差,单位为毫秒(1毫秒=0.001秒)。
①若把铜铃放在甲、乙的中点,则液晶显示屏的示数为 ;
②某同学想验证温度越高,声速越大。把铜铃固定放在甲的左边,然后加热甲、乙之间的空气,则液晶显示屏的数值将 。
A.变大
B.变小
C.不变
D.无法判断
六、音调、响度、音色的区分
【典例】(2024·江苏南通·中考真题)南通板鹞风筝是国家级非物质文化遗产,上面缀满大小不一的哨口,如图。风筝升空后哨口发出低、中、高音,声音的这一特征指的是( )
A.音调 B.响度 C.音色 D.声速
【变式1】(24-25八年级上·新疆阿克苏·阶段练习)如图所示的都塔尔是新疆传统民族乐器之一。演奏都塔尔时右手五指并用,缺一不可,或拨或挑,或挑或扫,弹奏出来的琴声虽小但很柔美。“很柔美”是指声音的( )
A.音色美 B.音调高 C.响度大 D.传播速度快
【变式2】(2024·广东汕头·二模)如图所示是2022年珠海航展歼-20飞行表演的情境,地面观众被“龙吟”般的发动机轰鸣声所震撼,“龙吟”是形容声音的( )
A.音调高 B.响度大 C.速度大 D.频率高
【变式3】图所示是中国古代的一种打击乐器——编钟,由大小不同的扁圆钟按照音调高低的次序排列起来,悬挂在一个巨大的钟架上,当用木锤敲击不同的铜钟时( )
A.小钟发出声音的响度一定比大钟大
B.小钟发出声音的音调一定比大钟高
C.小钟发出声音的响度一定比大钟小
D.小钟发出声音的音调一定比大钟低
【变式4】(2024·安徽马鞍山·一模)一台好的音响设备,不仅能起到“扩音”的作用,而且应有较高的“保真度”。从声学上讲,“保真度”是指保持原声的 (选填乐音的三要素)。
七、波形图
1【典例】(24-25八年级上·河南·阶段练习)下面是四种声音的波形图,其中音调相同的是( )
A.甲乙 B.甲丙 C.乙丙 D.丙丁
【变式1】(23-24八年级上·福建漳州·阶段练习)如图所示声波的波形图,下列说法正确的是( )
A.甲声音在空气中传播速度最慢 B.乙声音的响度最大
C.乙、丙两种声音的音调相同 D.丙、丁声音的音色相同
【变式2】(2023·广东清远·一模)如图所示,是声音输入到示波器上时显示的甲、乙、丙三个波形。其中声音响度相同的是 ;音调相同的是 ;图甲声音的响度比图乙声音的响度 (选填“大”或“小”);图乙声音的音调比图丙声音的音调 (选填“高”或“低”)。
【变式3】(24-25八年级上·河南周口·阶段练习)图甲所示的波形图中,响度最大的是图甲 ;分别向图乙所示的试管中吹气,其中 试管发出声音的音调最高。(均选填“A”“B”或“C”)。
【变式4】如图甲、乙、丙所示是几种声音输入到示波器上时显示的波形,其中音调相同的是 ;响度相同的是 ,响度是由发声体的 和距发声体的 决定的; 是发声体的材料和结构决定的,可用来区别发声体的种类。
八、超声波的应用
【典例1】(24-25八年级上·陕西西安·阶段练习)阅读材料,回答问题。
超声波指纹识别技术
传统指纹识别TouchID已成为智能手机的标配。随着黑科技超声波指纹识别技术SenseID的出现,屏下指纹的“全面屏”手机变得越来越普及。
与传统指纹识别不同,超声波指纹识别技术是通过发射超声波扫描紧贴屏幕的指纹,并根据接收到的反射波分析得出指纹的信息,进行比对解锁。
人类能够听到的声波频率范围大约是20Hz到20000Hz,超声波是频率超过人类听觉上限的声波,具有较强的穿透能力,能够穿透玻璃、铝、不锈钢、蓝宝石或塑料等。此外,超声波扫描能不受手指上可能存在的污物影响,例如汗水、护手霜或凝露等,从而提供一种更稳定、更精确的认证方法。
(1)超声波是指频率高于 Hz的声波,在空气传播过程中,超声波的速度与说话声音的速度 (选填“相同”或“不同”);
(2)SenserID系统能置于手机内部,可以让超声波透过屏幕进行指纹识别,是因为超声波具有 的特点;
(3)超声波指纹识别是通过声波获取指纹的信息。以下各项应用中与此不同的是 ;(填序号)
A.医生利用“B”超检查病情 B.利用超声波清洗钟表等精密仪器
C.技工利用超声波给金属工件探伤 D.交警利用超声波测量汽车的速度
(4)SenserID系统利用了仿生学原理,它模仿了下列哪个选项的生物 ;(填序号)
A.猫 B.狗
C.蝙蝠 D.青蛙
(5)SenserID系统向手指上若干个位置发射超声波,检测到被手指反射的信号时所需的时间随位置的变化情况如图所示,则指纹的大致形状,最符合的选项是 ;(填序号)
A. B. C. D.
(6)声呐是一种声学探测设备,舰船可以利用声呐水下通信和对水下目标进行定位。声呐是利用 (选填“超声波”或“次声波”)来传递信息,声呐却不能用于太空测距,这是因为 。
【典例2】(23-24八年级上·广东肇庆·期末)通过科学书刊的阅读,我们从中获取新的信息和材料。
声呐能够向水中发射声波,声波的频率大多在10~30kHz之间,由于这种声波的频率较高。可以形成较强指向性。声波在水中传播时,如果遇到潜艇、水雷、鱼群等目标,就会被反射回来。反射回来的声波被声呐接收,根据声信号往返时间可以确定目标的距离,声呐发出声波碰到的目标如果是运动的,反射回来的声波(下称“回声”)的音调就会有所变化,它的变化规律是:如果回声的音调变高,说明目标正向声呐靠拢;如果回声的音调变低,说明目标远离声呐。利用声呐还可以对海域进行海底形状的给测。
根据如图和文中描述的信息,回答下列问题:
(1)声呐所发出的波是 。
A.电磁波; B.超声波; C.次声波; D.光波。
(2)人能够感受到声呐发出波的频率范围是 kHz至 kHz。若某种昆虫靠翅膀的根动发声,如果这种昆虫的翅膀在4秒内做了1200次振动,人耳 (填“能”或者“不能”)听到该昆虫发出的声音。
(3)停在海水中的潜艇A监测到离它一段距离的潜艇B,接到潜艇B反射回来的声波频率是变高的,说明潜艇B是 (选填“靠近”或“远离”)潜艇A。
(4)一艘科考船行驶在某海域,并对该海域的海底形状利用声呐系统进行了测绘:在经过该海域水平面等间距的A、B、C、D、E五个位置时,向海底定向发射超声波,测得回收信号的时间分别为0.30s、0.16s、0.30s、0.14s、0.30s,根据时间求出海底与海平面的距离,就可以绘出海底的大致形状,则该海域海底的大致形状如图2所示的是 。
巩固练习
一、单选题
1.(23-24八年级上·福建福州·阶段练习)闪电是云层和云层之间或云层与地面之间的一种放电现象,而放电时所发出的巨大声响就是雷鸣。打雷时,人们看到闪电和听到雷鸣的先后顺序是( )
A.同时的 B.先听到雷鸣后看到闪电
C.先看到闪电后听到雷鸣 D.以上都正确
2.(23-24八年级上·山东德州·期中)一艘科考船行驶在某海域,并对该海域的海底形状利用声呐系统进行了测绘。方法是:在经过该海域水平面等间距的A、B、C、D、E五个位置时,向海底定向发射超声波,测得回收信号的时间分别为0.305s、0.12s、0.185s、0.13s、0.30s,根据时间,求出海底与海平面的距离,该海域海底的大致形状如图中的( )
A. B.
C. D.
3.(23-24八年级上·四川德阳·期中)声音在空气中传播的速度是340 m/s,人对着相距425 m的高山喊一声,听到回声需经过的时间是( )
A.1.25 s B.2.5 s C.0.8 s D.5 s
4.国庆节期间,小明随父母去爬山,一座高山,走了好久还走不到,大约还有多远呢?小明想到可以利用回声来测量距离,听一下回声,用手机上的秒表记下两声之间的时间间隔为1.5s,那么他到山崖的距离大约是( )
A.510m B.255m C.340m D.1020m
5.(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
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.(23-24八年级上·福建龙岩·期末)如图所示为一种身高测量仪,其顶部的感应器竖直向下发射超声波信号,经下方物体反射后返回,被感应器接收。小龙站上测高台,感应器记录信号从发射到接收所经历的时间为s。已知感应器到测高台的距离为2.5m,空气中的声速取340m/s,则小龙的身高为( )
A.0.68m B.1.14m C.1.36m D.1.82m
8.已知声音在空气中的传播速度约为340m/s,某同学想利用回声来测定距离。他乘坐着向高崖行驶的汽车,汽车以36km/h的速度做匀速直线运动,他对一座高崖大喊一声,经过5s听到回声,则他喊时离高崖的距离为( )
A.850m B.875m
C.1700m D.1750m
9.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
10.某同学在下雨天看到闪电后6秒钟,才听到雷声,雷声在标准大气压下15℃的空气中传播的速度是 m/s,打雷处的云层离该同学大约 m。.
11.(23-24九年级下·湖北襄阳·期中)利用声呐系统向海底垂直发射声波,经6s后收到回波,已知声音在海水中的传播速度为1500m/s,则此处海水的深度为 m;利用此种方法不能测量地球和月球之间的距离,这是因为 。
12.(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。
13.(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。
14.(24-25八年级上·河北邢台·阶段练习)超声波在生活中应用广泛,B超是利用超声波传递 (选填“信息”或“能量”)。利用声呐测量海底深度时,若声呐系统向淘底垂直发射声波,经4s后收到回波,已知声音在海水中的传播速度为1500m/s,则此处海水的深度为 m;利用此种方法不能测量地球和月球之间的距离,这是因为 。
15.(24-25八年级上·江苏泰州·阶段练习)2024年4月10日,雪龙号圆满完成中国第40次南极科考任务。雪龙号在科考活动中经过某海洋区域时,利用回声定位原理从海面竖直向海底发射超声波,从发射到接收到回声所用的时间为4s,若声音在海水中的传播速度为1500m/s,该处海洋的深度为 m;在月球表面不能用声波来探测距离,原因是 。
三、计算题
16.已知声音在空气中传播的速度为340m/s。人们发出的声音至少要经过0.1s回到耳边才能将回声与原声区分开来,那么障碍物离人至少要多远人们才能听到回声?
17.(23-24八年级上·甘肃陇南·阶段练习)司机朝着山崖以15m/s的速度行驶,看到前方有丁字形路口,便鸣笛一声以示警告将要上路的行人或车辆(车速保持不变),鸣笛后经对面山崖的反射3s后便听到了回声,已知声音在空气中的传播速度是340m/s,求:
(1)3s内车行驶的路程是多少?
(2)鸣笛时车离山崖有多远?
(3)听到回声时车离山崖有多远?
18.(24-25八年级上·新疆阿克苏·阶段练习)我国一新型载人潜水器对某海域进行探测,其下潜的速度为 10 m/s。从接触水面开始计时,50s时悬停,向海底发射一束超声波,4 s后收到信息。(超声波在海水中的速度是 1500 m/s)。
(1)潜水器下潜 50 s后的深度。
(2)潜水器悬停处距离海底的距离。
(3)潜水器潜到海底还需要多长时间?
19.(24-25八年级上·湖北黄冈·阶段练习)在平直的高速公路上,某同学观察到大巴车上的车速显示屏始终显示如图所示的字样。他用电子表测出大巴车由第1根路灯杆行驶到第6根路灯杆的时间为8s。
(1)若路灯杆之间是等距的,则相邻两根路灯杆之间的距离是多少?
(2)一大桥长175m,大巴车车身长10m,大巴车通过大桥时,车身完全处在大桥上的时间是多少?
(3)正在桥边人行道上欣赏美景的小年离山崖519m,大巴车经过小年身边时鸣笛一声,3s后听到回声,声音传播速度是多少?
20.(24-25八年级上·新疆阿克苏·阶段练习)物理兴趣小组的同学想要测量声音在钢管中的传播速度,他们用了下述方法:两名同学分别站在一根很长的直钢管的两端,其中一名同学在钢管的一端敲一下,在钢管的另一端的同学听到了两次响声。已知钢管长度为1020m,两次响声间隔2.8s,已知空气中的声速是340m/s,则:
(1)声音在钢管中传播的时间为多少?
(2)声音在钢管中传播的速度为多少?
(3)测量结束后,两名同学匀速直线朝向一面悬崖走去,期间一名同学大喊了一声,2s后听到了回声,若两名同学朝向悬崖行走的速度为1m/s,则同学大喊时他们到悬崖的距离为多少米?
21.在长0.85km空金属管一端敲击一下,在另一端先后听到两个声音,两声相隔2.33s(此时为15℃)。
(1)第二次听到的声音是通过哪种介质传来的?
空气(0℃)
331
冰
3230
空气(15℃)
340
铜
3750
煤油(25℃)
1324
铝
5000
水(常温)
1500
铁
5200
(2)声音在金属管中的传播速度是多大?金属管是由什么材料制成的?
22.(23-24八年级上·重庆江津·阶段练习)顺风车司机张师傅驾驶汽车在高速公路上匀速直线行驶时,进入某固定超声测速区域,如图所示,当该车运动到距测速仪518m时,测速仪向该车发出一超声信号,2.8s后收到从车返回的信号,超声波在空气中的传播速度为340m/s。
(1)超声测速仪发出信号后经多少秒与汽车相遇?
(2)测速仪发出的超声信号2.8s内经过的路程?
(3)这辆汽车在该路段速度是多大?
原创精品资源学科网独家享有版权,侵权必究!6
原创精品资源学科网独家享有版权,侵权必究!6
学科网(北京)股份有限公司
$$
专题1.5 重难点分类汇编
【苏科版2025】
知识目录
专题01 声音在不同介质中的速速的计算 1
专题02 有关声速的计算(测距) 4
专题03 超声波测速 5
专题04 有关声音的计算(求时间) 8
专题05 声音的其他应用 10
专题06 音调、响度、音色的区分 11
专题07 波形图 15
专题09 超声波的应用 17
专题10 巩固练习 19
一、声音在不同介质中的速速的计算
【典例】为了测量某根空心铁管的长度,小聪做了如下实验:在空铁管一端敲击一下,另一端听到两次声音,且听到两次声音时间间隔为0.14s,则铁管长度为 m(已知声音在空气中传播速度为340m/s,在钢铁中传播速度为5100m/s)。
【答案】51
【详解】假设铁管的长度为s,声音在空气和铁管中的时间差为0.14s,可得
解得
故铁管长度为51m。
【变式1】(24-25八年级上·安徽宿州·阶段练习)学会处理和分析表格中的数据是一项重要的能力。
(1)请你根据表格中的数据。通过对比分析写出至少一个与声音的传播速度相关的初步结论。
介质
空气(0℃)
空气(15℃)
水(25℃)
海水(25℃)
钢(25℃)
铁(25℃)
声速/
331
340
1436
1533
3570
5160
(2)小明同学在某个长钢管的一端用力敲击钢管,另一端的小丽听到了先后2次敲击声,且两次声音间隔4.75s,试求这根钢管的长度。(此时温度为15℃)
【答案】(1)见详解
(2)1785m
【详解】(1)由前两组数据可知,15℃空气中的声速大于0℃空气中的声速,说明声速的大小与介质的温度有关。由后四组数据可知,在介质温度相同时,声音在不同介质中传播速度不同,说明声速大小与介质性质有关。
(2)设钢管的长度是s,声音在空气中的传播时间是
声音在钢管中的传播时间是
声音在空气中需要时间比声音在铁管中传播大4.75s,则
已知声音在15℃空气中的速度为340m/s,声音在钢中的传播速度v钢=3570m/s,则有
解得
s=1785m
【变式2】(2024·广东深圳·一模)声音在不同介质中传播的速度不同。阅读表中一些介质中的声速,回答问题:在空心金属管的一端敲击一下,在另一端先后听到两个声音,已知敲击后声音通过空气传到另一端需要的时间为2.5s,两声相隔2.33s(此时气温约为15℃)。
一些介质中的声速v(m/s)
空气(0℃)
331
铜
3750
空气(15℃)
340
铝
5000
水(常温)
1500
铁
5200
(1)求空心金属管的长;
(2)求声音在该金属管中的传播速度;
(3)该金属管可能是由什么材料制成?如果在金属管里灌满水,用时间数据简要描述可能听到的声音情况。
【答案】(1)850m;(2)5000m/s;(3)见详解
【详解】解:(1)空心金属管的长为
s=v空气t空气=340m/s×2.5s=850m
(2)声音在金属管内传播的时间为
t金属=t空气﹣Δt=2.5s﹣2.33s=0.17s
则声音在金属管内传播的速度为
(3)根据前面计算出声音在金属管内传播的速度大小,对比表中数据可知,该金属管可能是铝制成的。如果在金属管里灌满水,则声音在水中传播的时间为
耳朵要区分出不同介质传播过来的声音的条件是声音的时间间隔要大于0.1s,三种介质的时间差分别为
Δt1=t空气﹣t水=2.5s﹣0.57s=1.93s>0.1s
Δt2=t水﹣t金属=0.57s﹣0.17s=0.4s>0.1s
据此分析可知能听到三次声音,其依次是通过金属管、水和空气传播而来的。
答:(1)空心金属管的长为850m;
(2)声音在该金属管中的传播速度为5000m/s;
(3)见详解。
二、有关声速的计算(测距)
【典例】(24-25八年级上·江苏盐城·阶段练习)熙熙乘坐一辆速度为15m/s的小轿车迅速驶向一座山崖,某一时刻鸣笛后,汽车继续行驶了90m听到回声,已知,此时声音在空气中的传播速度是340m/s。计算:
(1)鸣笛经过多长时间能听到回声;
(2)鸣笛时小轿车离山崖的距离;
(3)听到回声时小轿车离山崖多远。
【答案】(1)6s (2)1065m (3)975m
【详解】(1)第一鸣笛到能听到回声的时间等于汽车行驶90m需要的时间,则有
(2)第一次鸣笛后声音在6s内传播的距离与小轿车在6s内行驶距离之和等于第一次鸣笛时到山崖距离的2倍,即
则第一次鸣笛时到山崖的距离为
(3)听到第一次鸣笛的回声时小轿车到山崖的距离为
【变式1】(23-24八年级上·黑龙江绥化·阶段练习)如图所示,一辆汽车在平直公路上匀速行驶,在距离前方山崖430m处时鸣笛,继续行驶2.5s后听到回声,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)420m
(3)4m/s
【详解】(1)2.5s内声音传播的路程为
(2)从鸣笛到听到回声时汽车前进的距离为
s车=2L﹣s声=2×430m﹣850m=10m
则听到回声时汽车与山崖的距离为
(3)汽车行驶的速度为
【变式2】一探测船在距离海岛510m处停顿下来测海水的深度,在此处同时向海底和海岛发出声信号,先后回收到两次声信号的时间差为1.8s。(已知此时声音在空气和海水中的传播速度分别为340m/s、1530m/s)
(1)经过多长时间,收到从海岛返回的回声?
(2)此处海水的深度可能为多少m?
三、超声波测速
【典例】(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。
【变式1】为了监督司机是否遵守限速规定,交管部门在公路上安装了固定测速仪。如图所示,汽车向放置在道路中间的测速仪匀速驶来,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经汽车反射回来的信号用时0.6s,第二次发出信号到测速仪接收到汽车反射回来的信号用时0.4s,若发出两次信号的时间间隔是1s,超声波的速度是340m/s。则( )
A.汽车接收到第一次信号时,距测速仪约为204m
B.汽车接收到第二次信号时,距测速仪约为68m
C.汽车的速度约为34m/s
D.汽车的速度约为30.9m/s
【答案】B
【详解】AB.汽车接收到第一次信号时,汽车距测速仪
汽车接收到第二次信号时,汽车距测速仪
故A不符合题意,B符合题意;
CD.汽车在两次信号的间隔过程中,行驶的距离
汽车行驶34m所用的时间
汽车的车速为
故CD不符合题意。
故选B。
【变式2】(23-24八年级上·四川雅安·期末)声波在海水中传播衰减程度远小于电磁波。声呐就是利用声波在水中的传播特点来对物体进行定位和测速的,如图所示是一艘静止在水中的潜水艇,其声呐向海水中某一固定方向发出两次短促的超声波信号,遇到一个不明物体被反射回来,第一次发出信号到接收到信号用时,第二次发出信号到接收到信号用时,若两次发出信号的间隔是3s,设海水中的声速为1500m/s,不明物体沿着与潜水艇连线的方向匀速直线行驶,则( )
A.不明物体第一次与超声波信号相遇时,距潜水艇距离为15km
B.不明物体与两次信号相遇的时间间隔为3s
C.不明物体的行驶速度约为51.7m/s
D.不明物体在远离潜水艇
【答案】C
【详解】A.不明物体第一次与超声波信号相遇时,距潜水艇距离为
故A不符合题意;
B.不明物体与两次信号相遇的时间间隔为
故B不符合题意;
C.不明物体与两次信号相遇的时间间隔内行驶的路程为
不明物体的行驶速度为
故C符合题意;
D.因t1大于t2,说明第一次信号与潜水艇相遇时不明物到潜水艇的距离大于第二次信号与潜水艇相遇时不明物到潜水艇的距离,则不明物体在靠近潜水艇,故D不符合题意。
故选C。
四、有关声音的计算(求时间)
【典例】甲、乙两人站在一堵光滑的墙壁前,两人之间相距102m,且距离墙壁均为68m。如图所示。甲开了一枪后,乙先后听到两声枪响之间的时间间隔为(已知空气中声音的传播速度为340m/s)( )
A.0.1s B.0.2s C.0.3s D.0.4s
【答案】B
【详解】由题可知,两次声音一次为直接通过空气传播,一次为经过墙壁反射后传播,由速度公式可知直接通过空气传播所用的时间
经墙壁反射后传播所用的时间
则前后两次听到的时间间隔
t=t1-t2=0.5s-0.3s=0.2s
故B符合题意,ACD不符合题意。
故选B。
【变式1】(24-25八年级上·全国·假期作业)运动会上进行百米赛跑,如果终点的计时员听到枪声才开始计时,所记录的成绩比看到枪冒烟就开始计时的成绩( )
A.少记2.94s B.多出0.294s
C.少记0.294s D.无法计算
【答案】C
【详解】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ABD不符合题意,C符合题意。
故选C。
【变式2】(23-24八年级上·福建泉州·阶段练习)站在百米赛跑终点的计时员,听到起跑的枪声后立即开始计时,测得小郑同学百米赛跑的时间是13.00s,则小郑同学跑百米的真实时间是(声音在空气中的传播速度为340m/s)( )
A.13.29s B.13.00s C.12.71s D.无法确定
【答案】A
【详解】声音传播100m所用的时间为
小郑同学跑出百米的真实时间为
故BCD不符合题意,A符合题意。
故选A。
【变式3】甲同学在一根18米的已供水的自来水管的一端敲一下水管,乙同学在水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】A
【详解】管长s=18m,空气中的声速是v声=340m/s,在水中的速度是1500m/s,在铁管中的速度是5200m/s
故在空气中的时间:;
在水中的时间:
在钢管中的时间:
由上可以知道;任何两次的时间间隔都小于0.1s,故只听到一次声音.所以A选项是正确的.
五、声音的其他应用
【典例】(23-24八年级上·江苏苏州·阶段练习)如表和图为一超声波测量仪器的使用说明书和实验装置图;
使用说明书:
(1)实验装置如图所示,甲、乙是声信号采集器;
(2)复位后用棒锤敲打铜铃,声音被甲、乙接受;
(3)液晶屏显示甲、乙接收到信号的时间差,单位为毫秒(1毫秒=0.001秒)。
①若把铜铃放在甲、乙的中点,则液晶显示屏的示数为 ;
②某同学想验证温度越高,声速越大。把铜铃固定放在甲的左边,然后加热甲、乙之间的空气,则液晶显示屏的数值将 。
A.变大
B.变小
C.不变
D.无法判断
【答案】 0 B
【详解】①[1]如果铜铃在甲、乙中点,则铜铃与甲的距离和与乙的距离是相等的,且由于声速相同,所以声音从铜铃到达甲、乙的时间相同,故液晶屏的示数为0。
②[2]甲和乙之间的距离一定,由于温度越高,声速越大,所以声音传播到乙的时间会减少,故时间差也会减小,则液晶显示屏的数值变小,故B符合题意,ACD不符合题意。
故选B。
六、音调、响度、音色的区分
【典例】(2024·江苏南通·中考真题)南通板鹞风筝是国家级非物质文化遗产,上面缀满大小不一的哨口,如图。风筝升空后哨口发出低、中、高音,声音的这一特征指的是( )
A.音调 B.响度 C.音色 D.声速
【答案】A
【详解】哨口大小不一,可以影响空气柱振动的频率,使哨口发出低、中、高音,故低、中、高音为声音的音调,故A符合题意,BCD不符合题意。
故选A。
【变式1】(24-25八年级上·新疆阿克苏·阶段练习)如图所示的都塔尔是新疆传统民族乐器之一。演奏都塔尔时右手五指并用,缺一不可,或拨或挑,或挑或扫,弹奏出来的琴声虽小但很柔美。“很柔美”是指声音的( )
A.音色美 B.音调高 C.响度大 D.传播速度快
【答案】A
【详解】不同发声体的音色不同,我们靠音色区分不同的乐器。都塔尔琴声与其它乐器相比很柔美,说明声音的音色美,故A符合题意,BCD不符合题意。
故选A。
【变式2】(2024·广东汕头·二模)如图所示是2022年珠海航展歼-20飞行表演的情境,地面观众被“龙吟”般的发动机轰鸣声所震撼,“龙吟”是形容声音的( )
A.音调高 B.响度大 C.速度大 D.频率高
【答案】B
【详解】声音的强弱叫响度,“龙吟”是形容声音很大,所以是形容声音的响度大。故B符合题意,ACD不符合题意。
故选B。
【变式3】图所示是中国古代的一种打击乐器——编钟,由大小不同的扁圆钟按照音调高低的次序排列起来,悬挂在一个巨大的钟架上,当用木锤敲击不同的铜钟时( )
A.小钟发出声音的响度一定比大钟大
B.小钟发出声音的音调一定比大钟高
C.小钟发出声音的响度一定比大钟小
D.小钟发出声音的音调一定比大钟低
【答案】B
【详解】音调受发声体振动频率的影响,频率越快,音调越高。而影响频率的因素与发声体的结构有关,包括长度、粗细、松紧及材质。由于各个编钟的大小、材质等因素不同,便影响 了音调高低。故B符合题意,ACD不符合题意。
故选B。
【变式4】(2024·安徽马鞍山·一模)一台好的音响设备,不仅能起到“扩音”的作用,而且应有较高的“保真度”。从声学上讲,“保真度”是指保持原声的 (选填乐音的三要素)。
【答案】音色
【详解】较高的“保真度”是指声音的特点和辨识度与原声相似,所以是将原音的音色保持下来。
七、波形图
1【典例】(24-25八年级上·河南·阶段练习)下面是四种声音的波形图,其中音调相同的是( )
A.甲乙 B.甲丙 C.乙丙 D.丙丁
【答案】B
【详解】音调跟物体的振动频率有关,相同时间内,甲和丙振动的频率相同,所以音调相同的是甲和丙。
故选B。
【变式1】(23-24八年级上·福建漳州·阶段练习)如图所示声波的波形图,下列说法正确的是( )
A.甲声音在空气中传播速度最慢 B.乙声音的响度最大
C.乙、丙两种声音的音调相同 D.丙、丁声音的音色相同
【答案】C
【详解】A.声音的传播速度与音调、音色无关,甲、乙、丙、丁在空气中的传播速度相同,故A错误;
B.从图中可以看出,乙声音的振幅最小,响度最小,故B错误;
C.从图中可以看出,即乙、丙两声音相同时间振动的次数相同,即振动频率相同,两种声音的音调相同,故C正确;
D.从图中可以看出,丙、丁声音的波形不同,音色不同,故D错误。
故选C。
【变式2】(2023·广东清远·一模)如图所示,是声音输入到示波器上时显示的甲、乙、丙三个波形。其中声音响度相同的是 ;音调相同的是 ;图甲声音的响度比图乙声音的响度 (选填“大”或“小”);图乙声音的音调比图丙声音的音调 (选填“高”或“低”)。
【答案】 乙和丙 甲和乙 小 低
【详解】[1][2][3][4]音调跟物体的振动频率有关,振动频率越大,音调越高;响度跟物体的振幅有关,振幅越大,响度越大;如图,相同时间内,甲和乙振动的频率相同,丙振动频率最大,所以音调相同的是甲和乙;甲振幅最小,乙和丙振幅相同,响度相同;甲声音的响度比图乙声音的响度小;图乙声音的音调比图丙声音的音调低。
【变式3】(24-25八年级上·河南周口·阶段练习)图甲所示的波形图中,响度最大的是图甲 ;分别向图乙所示的试管中吹气,其中 试管发出声音的音调最高。(均选填“A”“B”或“C”)。
【答案】 B A
【详解】[1]从图甲可以看出,A振幅最小,B振幅最大,故响度最大的是图B。
[2]当用嘴向图乙所示的试管中吹气时,瓶内空气柱的振动会发出声音,空气柱越短,频率越高,故音调最高的是A。
【变式4】如图甲、乙、丙所示是几种声音输入到示波器上时显示的波形,其中音调相同的是 ;响度相同的是 ,响度是由发声体的 和距发声体的 决定的; 是发声体的材料和结构决定的,可用来区别发声体的种类。
【答案】 甲、乙 甲、丙 振幅 距离 音色
【详解】[1]音调是指声音的高低,它与声波的振动频率有关。频率越高,音调越高;频率越低,音调越低。观察图甲、乙、丙,我们可以发现图甲和图乙的波形在相同时间内振动的次数相同,即它们的频率相同,因此它们的音调相同。而图丙的波形振动频率与甲、乙不同,所以音调也不同。
[2][3][4]响度是指声音的强弱或大小,它与声波的振幅和距离发声体的远近有关。振幅越大,响度越大;距离发声体越近,响度也越大。在图甲和图丙中,虽然它们的音调不同,但它们的振幅(即波形的高度)是相同的,因此它们的响度相同。而图乙的振幅与甲、丙不同,所以响度也不同。
[5]音色是声音的一个独特特征,它取决于发声体的材料和结构。不同的发声体由于材料和结构的不同,会产生不同的音色,从而可以用来区别发声体的种类。
八、超声波的应用
【典例1】(24-25八年级上·陕西西安·阶段练习)阅读材料,回答问题。
超声波指纹识别技术
传统指纹识别TouchID已成为智能手机的标配。随着黑科技超声波指纹识别技术SenseID的出现,屏下指纹的“全面屏”手机变得越来越普及。
与传统指纹识别不同,超声波指纹识别技术是通过发射超声波扫描紧贴屏幕的指纹,并根据接收到的反射波分析得出指纹的信息,进行比对解锁。
人类能够听到的声波频率范围大约是20Hz到20000Hz,超声波是频率超过人类听觉上限的声波,具有较强的穿透能力,能够穿透玻璃、铝、不锈钢、蓝宝石或塑料等。此外,超声波扫描能不受手指上可能存在的污物影响,例如汗水、护手霜或凝露等,从而提供一种更稳定、更精确的认证方法。
(1)超声波是指频率高于 Hz的声波,在空气传播过程中,超声波的速度与说话声音的速度 (选填“相同”或“不同”);
(2)SenserID系统能置于手机内部,可以让超声波透过屏幕进行指纹识别,是因为超声波具有 的特点;
(3)超声波指纹识别是通过声波获取指纹的信息。以下各项应用中与此不同的是 ;(填序号)
A.医生利用“B”超检查病情 B.利用超声波清洗钟表等精密仪器
C.技工利用超声波给金属工件探伤 D.交警利用超声波测量汽车的速度
(4)SenserID系统利用了仿生学原理,它模仿了下列哪个选项的生物 ;(填序号)
A.猫 B.狗
C.蝙蝠 D.青蛙
(5)SenserID系统向手指上若干个位置发射超声波,检测到被手指反射的信号时所需的时间随位置的变化情况如图所示,则指纹的大致形状,最符合的选项是 ;(填序号)
A. B. C. D.
(6)声呐是一种声学探测设备,舰船可以利用声呐水下通信和对水下目标进行定位。声呐是利用 (选填“超声波”或“次声波”)来传递信息,声呐却不能用于太空测距,这是因为 。
【答案】(1) 20000 相同
(2)穿透能力强
(3)B
(4)C
(5)A
(6) 超声波 太空是真空环境,真空不能传播声音
【详解】(1)[1]超声波是频率超过人类听觉上限的声波,而人类能够听到的声波频率范围大约是20Hz到20000Hz,故超声波频率高于20000Hz。
[2]超声波和我们说话的声音都属于声波,在空气传播过程中,超声波的速度与说话声音的速度相同,约为340m/s。
(2)超声波具有较强的穿透能力,能够穿透玻璃、铝、不锈钢、蓝宝石或塑料,所以SenserID系统能置于手机内部,可以让超声波透过屏幕进行指纹识别。
(3)超声波指纹识别是通过声波获取指纹的信息,利用的是声音可以传递信息。
A.医生利用“B”超检查病情,利用的是超声波可以传递信息,故A不符合题意;
B.利用超声波清洗钟表等精密仪器,利用的是超声波可以传递能量,故B符合题意;
C.技工利用超声波给金属工件探伤,利用的是超声波可以传递信息,故C不符合题意;
D.交警利用超声波测量汽车的速度,利用的是超声波可以传递信息,故D不符合题意。
故选B。
(4)SenserID系统利用了仿生学原理利用超声波工作,蝙蝠是利用超声波来定位和捕捉食物的。
故选C。
(5)超声波的传播速度一定,指纹距离屏幕越远,超声波传播所需时间越长,所以指纹的大致形状与SenserID系统向手指上若干个位置发射超声波、检测到被手指反射的信号时所需的时间随位置的变化情况一致。
故选A。
(6)[1][2]声呐是利用超声波来传递信息的,却不能用于太空测距,这是因为声波的传播需要介质,太空中没有大气,没有传声的介质,超声波不能在太空中传播。
【典例2】(23-24八年级上·广东肇庆·期末)通过科学书刊的阅读,我们从中获取新的信息和材料。
声呐能够向水中发射声波,声波的频率大多在10~30kHz之间,由于这种声波的频率较高。可以形成较强指向性。声波在水中传播时,如果遇到潜艇、水雷、鱼群等目标,就会被反射回来。反射回来的声波被声呐接收,根据声信号往返时间可以确定目标的距离,声呐发出声波碰到的目标如果是运动的,反射回来的声波(下称“回声”)的音调就会有所变化,它的变化规律是:如果回声的音调变高,说明目标正向声呐靠拢;如果回声的音调变低,说明目标远离声呐。利用声呐还可以对海域进行海底形状的给测。
根据如图和文中描述的信息,回答下列问题:
(1)声呐所发出的波是 。
A.电磁波; B.超声波; C.次声波; D.光波。
(2)人能够感受到声呐发出波的频率范围是 kHz至 kHz。若某种昆虫靠翅膀的根动发声,如果这种昆虫的翅膀在4秒内做了1200次振动,人耳 (填“能”或者“不能”)听到该昆虫发出的声音。
(3)停在海水中的潜艇A监测到离它一段距离的潜艇B,接到潜艇B反射回来的声波频率是变高的,说明潜艇B是 (选填“靠近”或“远离”)潜艇A。
(4)一艘科考船行驶在某海域,并对该海域的海底形状利用声呐系统进行了测绘:在经过该海域水平面等间距的A、B、C、D、E五个位置时,向海底定向发射超声波,测得回收信号的时间分别为0.30s、0.16s、0.30s、0.14s、0.30s,根据时间求出海底与海平面的距离,就可以绘出海底的大致形状,则该海域海底的大致形状如图2所示的是 。
【答案】 B 10 20 能 靠近 B
【详解】(1)[1]超声波的频率范围高于20000Hz,声呐能够向水中发射声波,声波的频率大多在10kHz~30kHz之间,故为超声波,故B符合题意,ACD不符合题意。
故选B。
(2)[2][3]人耳只能听到20Hz到20000Hz之间的声音,声呐发出的声波频率大多在10kHz~30kHz之间。因此人耳听到的声呐发出的声波频率为:10kHz~20kHz。
[4]昆虫的翅膀在4秒内做了1200次振动,每秒振动300次,即300Hz,人耳可以听到。
(3)[5]由“如果回声的音调变高,说明目标正向声呐靠拢”可知,接到潜艇B反射回来的声波频率是变高的,说明潜艇B是靠近潜艇A。
(4)[6]由s=vt知道,速度一定时,时间越长通过的路程越远,因为
0.30s>0.16s>0.14s
所以
故B符合题意,ACD不符合题意。
故选B。
巩固练习
一、单选题
1.(23-24八年级上·福建福州·阶段练习)闪电是云层和云层之间或云层与地面之间的一种放电现象,而放电时所发出的巨大声响就是雷鸣。打雷时,人们看到闪电和听到雷鸣的先后顺序是( )
A.同时的 B.先听到雷鸣后看到闪电
C.先看到闪电后听到雷鸣 D.以上都正确
【答案】C
【详解】根据题意知道,闪电和雷声是同时发生的,但我们会先看到闪电,后听到雷声,原因是在空气中光的传播速度大于声音的传播速度,即声音的传播速度是340m/s,光的传播速度是3×108 m/s,故在发生闪电时,是先看到闪电,后听到雷声的。故ABD不符合题意,D符合题意。
故选C。
2.(23-24八年级上·山东德州·期中)一艘科考船行驶在某海域,并对该海域的海底形状利用声呐系统进行了测绘。方法是:在经过该海域水平面等间距的A、B、C、D、E五个位置时,向海底定向发射超声波,测得回收信号的时间分别为0.305s、0.12s、0.185s、0.13s、0.30s,根据时间,求出海底与海平面的距离,该海域海底的大致形状如图中的( )
A. B.
C. D.
【答案】D
【详解】根据题意可知,声音都在海水中传播,所以速度相同,当速度一定时,由题知
则有
故ABC不符合题意,D符合题意。
故选D。
3.(23-24八年级上·四川德阳·期中)声音在空气中传播的速度是340 m/s,人对着相距425 m的高山喊一声,听到回声需经过的时间是( )
A.1.25 s B.2.5 s C.0.8 s D.5 s
【答案】B
【详解】由回声定义可知,设时间为t
故选B。
4.国庆节期间,小明随父母去爬山,一座高山,走了好久还走不到,大约还有多远呢?小明想到可以利用回声来测量距离,听一下回声,用手机上的秒表记下两声之间的时间间隔为1.5s,那么他到山崖的距离大约是( )
A.510m B.255m C.340m D.1020m
【答案】B
【详解】小明到小明到山崖的距离
故ACD不符合题意,B符合题意。
故选B。
5.(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。
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.(23-24八年级上·福建龙岩·期末)如图所示为一种身高测量仪,其顶部的感应器竖直向下发射超声波信号,经下方物体反射后返回,被感应器接收。小龙站上测高台,感应器记录信号从发射到接收所经历的时间为s。已知感应器到测高台的距离为2.5m,空气中的声速取340m/s,则小龙的身高为( )
A.0.68m B.1.14m C.1.36m D.1.82m
【答案】D
【详解】小龙的头顶到感应器的高度
小龙的身高
h=h2-h1=2.5m-0.68m=1.82m
故ABC不符合题意,D符合题意。
故选D。
8.已知声音在空气中的传播速度约为340m/s,某同学想利用回声来测定距离。他乘坐着向高崖行驶的汽车,汽车以36km/h的速度做匀速直线运动,他对一座高崖大喊一声,经过5s听到回声,则他喊时离高崖的距离为( )
A.850m B.875m
C.1700m D.1750m
【答案】B
【详解】根据题意可知
36km/h=36000m/3600s=10m/s
喊话到听到回声声音传播的距离为
s=v声t=340m/s×5s=1700m
喊话到听到回声汽车行驶的距离为
那么人喊话时到山崖的距离为
故ACD错误,B正确。
故选B。
9.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
10.某同学在下雨天看到闪电后6秒钟,才听到雷声,雷声在标准大气压下15℃的空气中传播的速度是 m/s,打雷处的云层离该同学大约 m。.
【答案】 340 2040
【详解】[1]声音在15℃的空气中传播速度为。
[2]打雷处的云层离该同学大约
11.(23-24九年级下·湖北襄阳·期中)利用声呐系统向海底垂直发射声波,经6s后收到回波,已知声音在海水中的传播速度为1500m/s,则此处海水的深度为 m;利用此种方法不能测量地球和月球之间的距离,这是因为 。
【答案】 4500 真空不能传声
【详解】[1]由可得,海洋的深度为
[2]超声波的传播需要介质,因为地球到月亮之间是真空,所以超声波不能传播,因此不能用超声波测量地月距离。
12.(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
13.(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
14.(24-25八年级上·河北邢台·阶段练习)超声波在生活中应用广泛,B超是利用超声波传递 (选填“信息”或“能量”)。利用声呐测量海底深度时,若声呐系统向淘底垂直发射声波,经4s后收到回波,已知声音在海水中的传播速度为1500m/s,则此处海水的深度为 m;利用此种方法不能测量地球和月球之间的距离,这是因为 。
【答案】 信息 3000 真空不能传声
【详解】[1] B超是利用超声波传递胎儿发育的信息。
[2]此处海水的深度为
[3]真空不能传声。
15.(24-25八年级上·江苏泰州·阶段练习)2024年4月10日,雪龙号圆满完成中国第40次南极科考任务。雪龙号在科考活动中经过某海洋区域时,利用回声定位原理从海面竖直向海底发射超声波,从发射到接收到回声所用的时间为4s,若声音在海水中的传播速度为1500m/s,该处海洋的深度为 m;在月球表面不能用声波来探测距离,原因是 。
【答案】 3000 真空不能传声
【详解】[1]由题意可知,从发射超声波到接收到回声所用的时间为4s,则超声波传播到海底的时间为2s,则可得海洋深度为
h=vt=1500m/s×2s=3000m
[2]声音的传播需要介质,月球表面是真空环境,声音无法传播,因此不能用声波来探测距离。
三、计算题
16.已知声音在空气中传播的速度为340m/s。人们发出的声音至少要经过0.1s回到耳边才能将回声与原声区分开来,那么障碍物离人至少要多远人们才能听到回声?
【答案】17m
【详解】在波的反射中,频率、波长、波速都保持不变,只有声波从人所站立的地方到障碍物再返回来全部经历的时间在0.1s以上,才能辨别出回声,设障碍物至少和人相距为s,则可知2s=vt,故
17.(23-24八年级上·甘肃陇南·阶段练习)司机朝着山崖以15m/s的速度行驶,看到前方有丁字形路口,便鸣笛一声以示警告将要上路的行人或车辆(车速保持不变),鸣笛后经对面山崖的反射3s后便听到了回声,已知声音在空气中的传播速度是340m/s,求:
(1)3s内车行驶的路程是多少?
(2)鸣笛时车离山崖有多远?
(3)听到回声时车离山崖有多远?
【答案】(1)45m;(2)532.5m;(3)487.5m
【详解】解:(1)3s内车行驶的路程是
(2)鸣笛时车离山崖距离为
(3)听到回声时车离山崖距离为
答:(1)3s内车行驶的路程是45m;
(2)鸣笛时车离山崖距离为532.5m;
(3)听到回声时车离山崖距离为487.5m
18.(24-25八年级上·新疆阿克苏·阶段练习)我国一新型载人潜水器对某海域进行探测,其下潜的速度为 10 m/s。从接触水面开始计时,50s时悬停,向海底发射一束超声波,4 s后收到信息。(超声波在海水中的速度是 1500 m/s)。
(1)潜水器下潜 50 s后的深度。
(2)潜水器悬停处距离海底的距离。
(3)潜水器潜到海底还需要多长时间?
【答案】(1)500m
(2)3000m
(3)300s
【解析】【小题1】由得,潜水器下潜50s后的深度为
h=vt=10m/s×50s=500m
【小题2】潜水器悬停处距海底的距离为
【小题3】潜水器潜到海底还需要的时间为
19.(24-25八年级上·湖北黄冈·阶段练习)在平直的高速公路上,某同学观察到大巴车上的车速显示屏始终显示如图所示的字样。他用电子表测出大巴车由第1根路灯杆行驶到第6根路灯杆的时间为8s。
(1)若路灯杆之间是等距的,则相邻两根路灯杆之间的距离是多少?
(2)一大桥长175m,大巴车车身长10m,大巴车通过大桥时,车身完全处在大桥上的时间是多少?
(3)正在桥边人行道上欣赏美景的小年离山崖519m,大巴车经过小年身边时鸣笛一声,3s后听到回声,声音传播速度是多少?
【答案】(1)44m
(2)6s
(3)318.5m/s
【详解】(1)由车速显示屏可知速度为,从第1根路灯杆到第6根路灯杆的距离为
则相邻两根路灯杆之间的距离为
(2)车身完全处在大桥上的时间为
(3)车子3s内行驶的距离为
则声音传播的距离为
则声音传播速度为
20.(24-25八年级上·新疆阿克苏·阶段练习)物理兴趣小组的同学想要测量声音在钢管中的传播速度,他们用了下述方法:两名同学分别站在一根很长的直钢管的两端,其中一名同学在钢管的一端敲一下,在钢管的另一端的同学听到了两次响声。已知钢管长度为1020m,两次响声间隔2.8s,已知空气中的声速是340m/s,则:
(1)声音在钢管中传播的时间为多少?
(2)声音在钢管中传播的速度为多少?
(3)测量结束后,两名同学匀速直线朝向一面悬崖走去,期间一名同学大喊了一声,2s后听到了回声,若两名同学朝向悬崖行走的速度为1m/s,则同学大喊时他们到悬崖的距离为多少米?
【答案】(1)
(2)
(3)
【详解】(1)声音在空气中传播的时间为
固体中的声速大于空气中的声速,所以声音在钢管中传播的时间为
(2)声音在钢管中传播的速度为
(3)2s内声音传播的距离为
2s内学生行走的距离为
则同学大喊时他们到悬崖的距离为
21.在长0.85km空金属管一端敲击一下,在另一端先后听到两个声音,两声相隔2.33s(此时为15℃)。
(1)第二次听到的声音是通过哪种介质传来的?
空气(0℃)
331
冰
3230
空气(15℃)
340
铜
3750
煤油(25℃)
1324
铝
5000
水(常温)
1500
铁
5200
(2)声音在金属管中的传播速度是多大?金属管是由什么材料制成的?
【答案】(1)空气;(2),铝
【详解】解:(1)声音在空气传播速度慢,在金属管中传播速度快,第二次听到的声音是通过空气传来的。
(2)设声音在金属管中的传播速度为,声音在15℃的空气中传播速度为,两声相隔2.33s,根据则有
解得,查表可知金属管是由铝制成。
答:(1)第二次听到的声音是通过空气传来的;
(2)声音在金属管中的传播速度为,是由铝制成。
22.(23-24八年级上·重庆江津·阶段练习)顺风车司机张师傅驾驶汽车在高速公路上匀速直线行驶时,进入某固定超声测速区域,如图所示,当该车运动到距测速仪518m时,测速仪向该车发出一超声信号,2.8s后收到从车返回的信号,超声波在空气中的传播速度为340m/s。
(1)超声测速仪发出信号后经多少秒与汽车相遇?
(2)测速仪发出的超声信号2.8s内经过的路程?
(3)这辆汽车在该路段速度是多大?
【答案】(1)1.4s;(2)952m;(3)30m/s
【详解】解:(1)由题意可知,超声测速仪发出信号后与汽车相遇时间为
(2)由可得,测速仪发出的超声信号2.8s内经过的路程为
(3)超声波发出信号后与汽车相遇在这段时间内,汽车通过的路程为
这辆汽车在该路段速度为
答:(1)超声测速仪发出信号后经1.4s与汽车相遇;
(2)测速仪发出的超声信号2.8s内经过的路程为42m;
(3)这辆汽车在该路段速度是108km/h。
原创精品资源学科网独家享有版权,侵权必究!6
原创精品资源学科网独家享有版权,侵权必究!6
学科网(北京)股份有限公司
$$