第一章 声现象 --2024-2025学年度苏科版物理八年级上学期
2024-10-30
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内容正文:
第一章声现象提优题
参考答案与试题解析
一.选择题(共3小题)
1.同学将耳朵贴在一根20m装满水的铁管的一端,乙同学在另一端用力敲一下铁管,甲同学能听到(已知空气中的声速为340m/s,水中声速为1500m/s,铁中声速为5200m/s)( )
A.1次敲击声 B.2次敲击声
C.3次敲击声 D.多次敲击声
【解答】解:由于声音在不同介质中的传播速度不同,在固体传播最快,而在气体中传播最慢。当乙同学在一端用力敲一下铁管。甲同学将耳朵贴在一根长铁管的另一端时,声音会传播三次,即第一次是通过铁管这一固体传播过来的,另一次是通过水传播过来的,还有一次通过铁管周围的空气传播。
声音在铁、水、空气中传播20m所用的时间分别为:
t1==≈0.004s;
t2=≈0.0133s;
t3==≈0.0588s。
分析上述数据,人耳能够区分两次声音的时间间隔0.1s,故能听到一次声音。
故选:A。
2.甲同学将耳朵贴在一根15m铁管的一端,乙同学在另一端用力敲一下铁管,甲同学能听到(空气中声速为340m/s,铁中声速为5200m/s)( )
A.1次敲击声 B.3次敲击声 C.4次敲击声 D.5次敲击声
【解答】解:由于声音在不同介质中的传播速度不同,在固体传播最快,而在气体中传播最慢。当乙同学在一端用力敲一下铁管。甲同学将耳朵贴在一根长铁管的另一端时,声音会传播两次,即第一次是通过铁管这一固体传播过来的,另一次是通过铁管周围的空气传播过来的。
由于铁管长15m,故其通过铁管传播的时间是,据v=可知,t==≈0.00288s;
同理声音通过空气传播的时间是:t==≈0.0441s;
分析上述数据,可知声音通过空气和铁管的传播时间之差小于0.1s,所以此时人耳朵是不能区分开这两次声音的,故只能听到一次声音。
故选:A。
3.如图所示是交管部门在公路上设置的限速牌和固定测速仪,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,测出被测物体的速度。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0.5s,第二次发出信号到测速仪接收到经汽车反射回来的信号用时0.4s,若测速仪发出两次信号的时间间隔是0.85s,超声波的速度是340m/s,下列说法正确的是( )
A.汽车第一次碰到信号的位置距测速仪170m
B.汽车两次碰到信号的位置相距为34m
C.该汽车在这段时间内没有超速行驶
D.汽车两次碰到信号的时间间隔为0.85s
【解答】解:A、测试仪第一次发出的信号到达汽车的时间:t1=×0.5s=0.25s,由v=可知,测速仪此时与汽车的距离s1=v声t1=340m/s×0.25s=85m,故A错误;
B、测试仪第二次发出的信号到达汽车的时间:t2=×0.4s=0.2s,由v=可知,汽车第二次碰到信号时测速仪与汽车的距离s2=v声t2=340m/s×0.2s=68m,则汽车两次碰到信号的位置相距:Δs=s1﹣s2=85m﹣68m=17m,故B错误;
CD、汽车两次碰到信号的时间间隔是:Δt=0.85s﹣0.25s+0.2s=0.8s,则汽车这段时间的速度:v车===21.25m/s=76.5km/h<80km/h,没有超速,故C准确,D错误。
故选:C。
二.填空题(共6小题)
4.小漫自己制作了一个哨子,在筷子上缠一些棉花,做成一个活塞。(1)这哨声是由管内的 空气 振动而产生的。上下推拉活塞,可以改变声音的 音调 (选填“音调”、“响度”或“音色”)。
(2)如图乙所示,A、B、C图活塞在管中不同位置时,用嘴吹管的上端能分别吹出“do(1)”、“re(2)”、“mi(3)”三个音阶,则do(1)这个音阶与 B 图位置对应。
【解答】解:(1)吹哨子时,管内空气柱因发生振动会产生声音,当推拉活塞时,空气柱的长度发生改变,因此空气柱的振动快慢会发生改变,所以会发出不同音调的声音;
(2)当用嘴向容器内吹气时,容器内的空气柱振动发声,空气柱越短,振动的频率越来越高,因此“do(1)”、“re(2)”、“mi(3)”三个音阶对应的容器分别是:B、C、A。
故答案为:(1)空气;音调;(2)B。
5.高速路上安装了测速仪来监控道路上的违章行驶。测速仪对着前方行驶而来的汽车连续两次发射超声波。测速仪第一次发射超声波到接收汽车反射的超声波经过了0.2s,则汽车第一次反射超声波时距测速仪 34 m;测速仪两次发射超声波间隔0.8s,从第二次发射到接收汽车的反射波经过了0.1s,则测到的车速是 22.67 m/s。(声速取340m/s)
【解答】解:
(1)测速仪第一次发出超声波时到达汽车处所用的时间:t1==0.1s,
当汽车第一次反射信号时距测速仪的距离:
s1=v声t1=340m/s×0.1s=34m;
(2)测速仪第二次发出超声波时到达汽车处所用的时间:t2==0.05s,
当汽车第二次反射信号时距测速仪的距离:
s2=v声t2=340m/s×0.05s=17m;
汽车在两次与信号相遇的过程中,行驶了:
s=s1﹣s2=34m﹣17m=17m,
这17m共用了:t=Δt+t2﹣t1=0.8s+0.05s﹣0.1s=0.75s
所以汽车车速为:v==≈22.67m/s。
故答案为:34;22.67。
6.为了探究声音的响度与发声体振幅的关系,小明将钢尺的一端压在桌面上(如图),保持钢尺伸出桌面的长度一定,分别用大小不同的力上下拨动钢尺的另一端。发现钢尺被压得越弯,上下振动的幅度越大,桌面被拍打得越响。根据这些实验证据他得出了“振幅越大响度越大”的结论,你认为他收集证据时的错误之处是 看尺子的振动时,应该听尺子发出的声音,不应该听桌子发出的声音 。
【解答】解:
在该实验中,眼睛观察钢尺振动的幅度,耳朵听钢尺振动发出声音的响度;我们不是研究桌子发声的响度与钢尺振动幅度的关系,不应该听桌子发出的声音。
故答案为:看尺子的振动时,应该听尺子发出的声音,不应该听桌子发出的声音。
7.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 发声的音叉正在振动 ;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,这个现象说明 空气能传递声音 ;以上两实验中泡沫塑料球作用是 将微小的振动放大 。
【解答】解: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,这个现象说明发声的音叉在振动;敲击右边的音叉,左边完全相同的音叉把泡沫塑料球弹起,这个现象说明空气能传递声音;用泡沫塑料球的振动呈现音叉的振动,可以将微小的振动放大,便于观察;
故答案为:发声的音叉正在振动;空气能传递声音;将微小的振动放大。
8.如图1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 甲 和 乙 ;响度相同的是 甲 和 丙 。(填“甲”、“乙”、“丙”)如图2所示两种声音 音色 不同。
【解答】解:从甲、乙、丙三幅图可以看出,甲和乙在相同时间内,振动的次数是相同的,因此它们的振动频率是相同的,所以甲和乙的音调是相同的;
甲和丙两种波形的振幅是相同的,因此它们的响度是相同的。
图2中的波形是不同的,所以如图2所示两种声音音色不同。
故答案为:甲;乙;甲;丙;音色。
9.中国科技馆“华夏之光”展厅中有展品“曾侯乙编钟”,如图所示。用钟锤敲击编钟时编钟就会发出声音。若用同样的力度敲击一只编钟的不同位置,编钟所发出的音调有所不同,请根据此现象提出一个可探究的科学问题: 编钟发声的音调与敲击的位置是否有关? 。
【解答】解:若用同样的力度敲击一只编钟的不同位置,编钟所发出的音调有所不同;根据以上现象,可提出一个可探究的科学问题:编钟发声的音调与敲击的位置是否有关?
故答案为:编钟发声的音调与敲击的位置是否有关?
三.实验探究题(共13小题)
10.如图,这是某同学探究声音特性的两个实验;
【实验一】如图1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 发声的物体在振动 。如图1乙所示,敲击右边的齐叉,左边完全相同的音叉把泡沫塑料球弹起,这一现象说明声音可以在 空气 中传播。
【实验二】如图2所示,有4支材料和厚度均相同的玻璃量筒,其中a、b、c等高,a、b粗细相同,c、d粗细相同。各量筒内装的水如图2所示。某同学根据所听声音音调的高低猜想气柱发声的频率可能与气柱的长短、量筒的粗细、水柱的长度有关。
(1)若探究发声的音调与气柱长度的关系,应选量筒 ab (填字母代号),其中所用到的科学研究方法是 控制变量 法。
(2)若选择的是量筒b、c,则探究的是 气柱发声频率跟横截面积的关系 。
(3)小明用同样大小的力在c和d的口上吹气,使它们发声,所发出的声音音调 一样高 (选填“c高”、“d高”或“一样高”)。
(4)如果用同样大小的力敲击a和b使它们发声, b 所发出的声音音调较高。
【解答】解:实验一:如图1甲,用竖直的悬挂的泡沫塑料球接触发声的音叉时,泡沫塑料球会被弹起,这个现象说明发声的物体在振动;
如图乙,敲击右边的音叉,左边完全相同的音叉把泡沫塑料球弹起,说明声音可以在空气中传播。
实验二:(1)当探究“发声的音调高低与气柱长度的关系”时,要控制量筒的粗细相同,气柱长短不同,观察图中可知a、b符合条件;一个量与多个量有关,要控制其它量不变,研究与其中一个量的关系,这种研究问题的方法叫控制变量法,因此所用到的科学研究方法是控制变量法;
(2)对比b、c可以发现:气柱长短相同,但量筒的粗细不同,所以这两个探究的是“气柱发声频率跟横截面积的关系”,且气柱越细,发声的音调越高;
(3)发声的音调高低与空气柱的长度、粗细有关,而c、d中空气柱的长度、粗细都相同,因此吹c、d时,发出声音的音调一样高;
(4)用敲击的办法也能使量筒发声,声音主要是量筒和水柱振动发出的,量筒中盛水越多,量筒和水的质量越大,越难振动,音调越低,故b发出的声音音调较高。
故答案为:发声的物体在振动;空气(1)ab;控制变量;(2)气柱发声频率跟横截面积的关系;(3)一样高;(4)b。
11.学在探究音调和响度分别与什么因素有关系时,做了以下实验:
(1)如图甲所示,用硬纸片在钢锯齿上滑动,滑动速度越大,硬纸片振动的频率越高,发出的声音的音调越 高 ,这说明音调是由 频率 决定的。
(2)如图乙所示,用一只手将锯条压在桌沿上,用另一只手轻拨锯条一端,听其响度;再用力拨锯条,这时锯条的振幅 变大 (选填“变大”或“变小”),声音的响度 变大 (选填“变大”或“变小”),这说明响度与 振幅 有关。当锯条伸出桌面超过一定长度时,虽然用同样的力拨动锯条,却听不到声音,这是由于 发出的声音是次声波 。
【解答】解:(1)用硬纸片在钢锯齿上滑动,滑动速度越大,硬纸片振动得越快频率越高,发出的声音的音调越高,这说明音调是由频率决定的。
(2)如图乙所示,用一只手将锯条压在桌沿上,用另一只手轻拨锯条一端,听其响度;在用力拨锯条,锯条的振幅越大,听其响度大,这说明响度与振幅有关。钢尺伸出桌面超过一定长度,很难振动,频率小于20Hz,人耳感觉不到。
故答案为:(1)高;频率;(2)变大;变大;振幅;发出的声音是次声波。
12.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,她发现纸团上下不断跳动。
(1)她断开开关,让扬声器停止播放音乐,纸盆上的小纸团 停止 (还在/停止)跳动。这说明:声音是由物体的 振动 而产生的。实验中,小纸团的作用是:将纸盆的 振动放大 ,从而便于观察;
(2)在扬声器播放音乐时,调大音量,发现小纸团跳得 更高 (更高/更低),这说明:发声体的 振幅 越大,声音的响度越大;
(3)隔壁的小明为了避免声音对自己的干扰,他可以采取如下方案:
① 把房间、厨房门窗关严 ,是在 传播过程中 处减弱噪声;
②还可以 用耳机塞住耳朵 ,是在 人耳 处减弱噪声;
(4)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 B (选填下列序号)。
A.既能听到声音,又能看到小纸团跳动;
B.不能听到声音,但能看到小纸团跳动;
C.能听到声音,但不能看到小纸团跳动;
D.既不能听到声音,也不能看到小纸团跳动。
【解答】解:(1)放在纸盆上的纸团会不断地跳动,这表明声音是由物体振动而产生的,实验中小纸团的作用是将微小的振动放大便于观察;
(2)小纸团跳得更高,说明纸盒的振幅变大,声音的响度随振幅的增大而增大,此时他听到的声音的响度增大;
(3)隔壁的小明为了避免声音对自己的干扰,可以采取以下措施:
①把房间、厨房门窗关严,是在传播过程中减弱噪声;
②还可以暂时用耳机塞住耳朵,是在人耳处减弱噪声。
(4)声音是由物体的振动产生的,真空不能传声,故选B。
故答案为:(1)停止;振动;振动放大;(2)更高;振幅;(3)把房间、厨房门窗关严;传播过程中;用耳机塞住耳朵;人耳;(4)B。
13.声,看不见,摸不着,有的声(如超声波和次声波)人们甚至无法听到。那么声真的能传递能量吗?为了弄清这个问题,小宇自己动手设计了一个简单的实验,但在实验设计时,小宇遇到两个问题,请你帮他解决:
(1)选取什么作为声源?
小宇有一个袖珍收音机、一支音叉、一套大功率组合音响,你认为小宇应选用 组合音响 作为声源,理由是 声音大,现象明显 。
(2)如何直观地表现声的能量?小宇想到了两种直观表现声能的方案:第一种,如图甲所示,在声源前放一个轻小的纸条,通过观察纸条是否运动来作出分析与判断;第二种,如图乙所示,在声源前放一支点燃的蜡烛,通过观察烛焰是否运动来作出分析与判断。你认为第 二 种方案较好。理由是 火焰跳动,效果明显 。
【解答】解:(1)选择响度较大的声源,这种声源的声音响度大,现象明显,故选组合音响;
(2)方案一中,纸条运动幅度小时,很难观察出来;而方案二中,火焰跳动,很容易观察到,效果明显。故选方案二。
故答案为:(1)组合音响;声音大,现象明显。(2)二;火焰跳动,效果明显。
14.在学习吉他演奏的过程中,小华发现琴弦发出的声音的音调高低是受各种因素影响的,他决定对此进行探究。经过和同学们讨论,提出了以下猜想:
猜想一:琴弦发出的声音的音调高低,可能与琴弦的横截面积有关。
猜想二:琴弦发出的声音的音调高低,可能与琴弦的长短有关。
猜想三:琴弦发出的声音的音调高低,可能与琴弦的材料有关。
为了验证上述猜想是否正确,他们找到了下表所列9种规格的琴弦,因为音调的高低取决于声源振动的频率,于是借来一个能够测量振动频率的仪器进行实验。
所选琴弦的规格
编号
材料
长度/cm
横截面积/mm2
A
铜
60
0.76
B
铜
60
0.89
C
铜
60
1.02
D
铜
80
0.76
E
铜
①
②
F
铜
100
0.76
G
铁
80
1.02
H
尼龙
80
1.02
I
尼龙
100
1.02
(1)为了验证猜想一,应选用编号为 A、B、C 的三根琴弦进行实验。为了验证猜想二,应选用编号为 A、D、F 的三根琴弦进行实验。表中有的材料规格还没有填全,为了用三根琴弦来验证猜想三,必须要知道E项内容,请你填上所缺数据。① 80 ② 1.02 。
(2)探究过程通常采用下列一些步骤:①实验研究②提出问题③猜想假设④得出结论等。你认为小华要完成本探究的全过程,所采取步骤的合理顺序是 ②③①④ 。
【解答】解:(1)为验证猜想一,可选择长度和材料都相同,而粗细不同的琴弦A、B、C进行研究;
为了验证猜想二:琴弦发出的声音的音调高低,可能与琴弦的长短有关。可选择粗细和材料都相同,而长度不同的琴弦A、D、F进行研究;
为了验证猜想三,应选择横截面积和长度都相同,而材料不同的琴弦E、G、H进行研究,故长度都是80cm,横截面积都是1.02mm2。
(2)实验探究的步骤为:提出问题、猜想和假设、实验研究、分析归纳、得出结论;因此该实验探究的步骤排序为②③①④。
故答案为:(1)A、B、C;A、D、F;80;1.02;(2)②③①④。
15.如图所示为声速测量仪的实验装置图及其使用说明书,根据使用说明书,回答下列问题。
使用说明书:
1.甲、乙为声信号采集器。
2.用小槌敲打铜铃,声音被甲、乙接收。
3.液晶屏显示甲、乙接收到信号的时差,单位为秒(s)。
(1)若铜铃放置在甲、乙的中点,即s1=s2,启动声音发生器,则液晶显示屏的示数为 0 s。
(2)把声速测量仪放置于某液体中,将声音发生器移至甲、乙之间,且三者在同一直线上。启动声音发生器,液晶显示屏上显示0.001s,已知s1=0.4m,s2=1.8m,则声音在该液体中的传播速度约为 1400 m/s。
(3)声音在空气中的传播速度为340m/s,若小明调整甲、乙间距为34cm,再将铜铃放到乙的右边距离乙20cm处,并与甲、乙在一条直线上,敲击铜铃,则液晶显示屏的示数为 0.001 s。增大铜铃到乙的距离,显示屏的示数 不变 (变大/变小/不变)。
【解答】解:(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0s;
(2)设声速为v,则声音从铜铃传到甲的时间为:,声音从铜铃传到乙的时间为:;
由题意知:t2﹣t1=0.001s,所以,
解得:v=1400m/s;
(3)若小明调整甲、乙间距为s甲乙=34cm=0.34m,
铜铃放到乙的右边距离乙20cm处,即s乙=20cm=0.2m,那么铜铃距离甲的距离s甲=34cm+20cm=54cm=0.54m,
假设液晶显示屏的示数为t,已知声音在空气中传播速度v空=340m/s,
所以。
增大铜铃到乙的距离,甲乙之间的距离不变,所以显示屏的示数不变。
故答案为:(1)0;(2)1400;3)0.001;不变。
16.噪声是一种严重的环境污染。小明想制作一个防噪声的耳罩,他通过比较几种材料(衣服、锡箔纸、泡沫塑料)的隔音性能,来选择一种隔音性能好的材料做耳罩的填充物。实验器材除了待检测的材料外,还有:音叉、机械闹钟、鞋盒。
(1)在本实验中适合做声源的是 机械闹钟 。
(2)小明将声源放入鞋盒内,在其四周塞满待测填充材料。他设想了以下A、B两种实验方案,你认为最佳的是 B 方案。
A.让人站在距鞋盒一定的距离处,比较听见声音的响度。
B.让人一边听声音,一边向后退,直至听不见声音为止,比较此处距鞋盒的距离。
(3)实验得到的结果如下表所示,则待测材料中隔音性能最好的是 泡沫塑料 。
材料
衣服
锡箔纸
泡沫塑料
响度
较响
较响
弱
距离
较长
长
短
【解答】解:(1)音叉和闹钟都能够发出声音,但闹钟的声音稳定且有规律,而音叉的声音不稳定,所以可以选择闹钟作为声源较为合适;
(2)在第一种方案中,由于人耳听到的响度无法测量,只能凭感觉判断,没有可靠的实验数据;
在第二个实验方案中,通过比较到鞋盒的距离判断隔音效果,因为距离可以测量,有可靠地实验数据,能够较好的判断隔音效果;
(3)由实验数据可知,利用泡沫塑料作为填充物时,在很短的距离时就听不到声音了,所以其隔音效果最好。
故答案为:(1)机械闹钟;(2)B;(3)泡沫塑料。
17.自己来制作“水瓶琴”乐器,如图在8个相同的水瓶中,灌入质量不同的水,水面的高度不等。
(1)若用相同的力量敲击它们,就可以发出不同音调的声音,此时发出的声音的声源是 瓶和水 (填“空气柱”或“瓶和水”),盛水越多,敲击时发出的声音的音调就越 低 。
(2)若用嘴依次吹瓶口,也可以发出不同的音调,此时发出的声音的声源是 空气柱 (填“空气柱”或“瓶和水”),盛水越多,发出的声音的音调就越 高 。
(3)往保温瓶里灌开水的过程中。听声音就能判断壶里水位的高低,因为 A
A.随着水位升高,音调逐渐升高
B.随着水位升高,音调逐渐降低
C.灌水过程中音调保持不变,响度越来越大
D.灌水过程中音调保持不变,响度越来越小。
【解答】解:(1)敲击它们时,振动的物体是水和瓶子,瓶中盛水越多,瓶子和水的质量越大,越难振动,音调越低,因此音调最高的是水少的,盛水越多敲击时发出的声音的音调就越低;
(2)当用嘴依次吹瓶口,振动的物体是空气柱,瓶中盛水越多,空气柱越短,越容易振动,频率越大,音调越高。
(3)往保温瓶里灌开水的过程中,保温瓶内的水越来越多,空气柱越来越短,越容易振动,频率越大,音调越高,故选A。
故答案为:(1)瓶和水;低;(2)空气柱;高;(3)A。
18.超声波“看”世界
蝙蝠是利用超声波的高手,黑暗中飞行的蝙蝠通过鼻腔每秒发射10﹣20次超声波,这种声波可以探察到很小的障碍物,声波遇到障碍物后便会反射,就像我们在大厅里拍手会听到回声一样,蝙蝠根据这种回声的方向和时间,就能了解周围环境,辨别位置和捕捉昆虫.
科学家受到回声定位的启发,发明了超声波测速仪.图甲是公路上用超声波测速仪测量车速的示意图,测速仪每隔一定的时间发射一次超声波,显示屏上能显示发出和接收到的超声波信号.并能读出两个信号的时间差,从而测出被测物体的位置和速度.如果测速仪正前方有一辆汽车,测速仪将接收到汽车反射回来的超声波,如图所示,p1、p2为发射波,n1、n2为对应的反射波.
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”)的音调就会有变化,它的变化规律是:如果回声的音调变高,说明目标正向测速仪靠拢;如果回声的音调变低,说明目标远离测速仪.
(1)蝙蝠用来接收反射超声波的器官是 B 。
A.眼睛 B.耳朵 C.鼻子 D.嘴巴
(2)如果图中的p1、p2之间的时间间隔t=1s,则测速仪每秒钟发射1次超声波,图中p1、n1之间的时间间隔t1= 2.5 s,超声波在空气中传播速度是v=340m/s,由图可知汽车在接收到p1、p2两次超声波时间内行驶的距离为 42.5 m。
(3)图中p2、n2之间的时间间隔t2小于p1、n1之间间隔t1,由此可以判断汽车的运动情况是 B 。
A.静止 B.向左运动 C.向右运动 D.无法判断
(4)如果测速仪发射某次超声波信号时,正前方160m处刚好有一辆汽车行驶,此超声波信号从发射到接收的时间间隔为1s,则反射回来的超声波频率 变低 (选填:变高、不变、变低);汽车行驶的速度为 20 m/s.
【解答】解:(1)蝙蝠能够发出和接收超声波,用来接收反射超声波的器官是耳朵;
(2)已知测速仪每秒钟发射1次超声波,如果图中的p1、p2之间共有12个小格,时间为t=1s,则每个小格为s;p1、n1之间有30个小格,则时间为t1=30×s=2.5s;p2、n2之间有27个小格,则时间为t2=27×s=2.25s;
汽车第一次接收到超声波时,到测速仪的距离为:s1=vt1=×340m/s×2.5s=425m;
汽车第二次接收到超声波时,到测速仪的距离为:s2=vt2=×340m/s×2.25s=382.5m;
汽车在接收到p1、p2两次超声波时间内行驶的距离为s=s1﹣s2=425m﹣382.5m=42.5m;
(3)p2、n2之间的时间间隔t2小于p1、n1之间间隔t1,则超声波发射后到汽车接到时所用时间为t2′<t1′。根据v=得s=vt可知:汽车离测速仪的距离s2′<s1′,即汽车离测速仪的距离在变小,由甲图可知是汽车是向左运动;
(4)由题意可知,当车辆向超声波测速仪靠近时,车辆反射回来的超声波频率变大;测速仪第一次发出的信号从汽车处返回到测速仪时,声音通过的路程为:
s声=v声t1=340m/s×1s=340m;
则汽车反射超声波时,汽车到测速仪的距离为:s'声=s声=×340m=170m;
170m>160m,这表明汽车远离测速仪,则反射回来的超声波频率会变低;
此时汽车通过的路程为:s车=170m﹣160m=10m;
汽车行驶的时间为:t车=×1s=0.5s;
则汽车的速度为:v===20m/s。
故答案为:(1)B;(2)2.5;42.5;(3)B;(4)变低;20。
19.小明在吉他演奏中发现,琴弦发出的音调与弦线的长度、粗细和松紧有关。于是他想
(1)利用几根弦做研究,如图1所示,其中a、b、c、d四根弦线的松紧相同。
①若他选择b、d两弦线做实验,则研究的目的是探究音调与弦线 长度 的关系。
②若他要研究音调与弦线粗细的关系,则应选择 a 和 b 两弦线做实验。
③小明研究后得出结论:在其他条件相同的情况下,弦线越长,发出的音调越低;弦线越粗,发出的音调越低。
④小明实验中采用的探究方法是 控制变量法 。
(2)请你据图2判断,在松紧相同的情况下,分别按住A点、B点、C点后拨动琴弦,发出的音调最高的是按住 A 点,最低的是按住 B 点。
【解答】解:
(1)①由图示可知,琴弦b、d的材料和粗细相同而长度不同,选择琴弦b、d进行实验可以探究音调高低与琴弦长度的关系;
②要探究音调的高低与琴弦粗细的关系,应控制琴弦的材料和长度相同而粗细不同,由图示可知,可以选琴弦a、b进行实验;
④小明实验中采用的探究方法是控制变量法;
(2)由图示可知,在琴弦材料和张力相同的情况下,琴弦越长,音调越低,琴弦越粗,音调越低,分别按住A点、B点、C点后拨动琴弦,发出的音调最高的是按住A点,最低的是按住B点。
故答案为:(1)①长度;②a;b;④控制变量法;(2)A;B。
20.声音传播的速度和温度有关,表是空气中声速随温度变化的数据
空气温度/℃
﹣20
﹣10
0
10
20
30
声音速度/(m/s)
318
324
330
336
342
348
(1)请你在如图所示的坐标系中作出声速和温度关系的图象;
(2)请你根据所作图象找出温度为15℃时声速为 339 m/s。
(3)若某人站在两边平行的峭壁间的山谷中放一枪,在0.3s和0.7s后听到前后两次回声,若当时的空气温度为0℃,则此峡谷之间的宽度为 A 。
A.165m
B.198m
C.231m
D.330m
(4)当飞机的飞行速度接近周围的声速时会受到相当大的阻力。上世纪中期,人们就尝试进行超音速飞行。在飞机速度有限的情况下,在 低温下 (高温下/低温下)试验更容易成功。
【解答】解:(1)采用描点法画出的图象如下:
(2)当空气温度每升高10℃,声音的速度升高6m/s,因此当空气温度每升高5℃,声音的速度升高3m/s.现在空气的温度为10℃,声音的速度为336m/s.所以当空气的温度为15℃,声音的速度变为339m/s。
(3)根据题意听到两次回声的和为声音从一个峭壁处传到另一个峭壁又反射回来的时间,
那么声音从一个峭壁传到另一个峭壁的时间为听到两次回声的和的一半,即为t=(0.3s+0.7s)=0.5s,
根据速度公式峡谷之间的宽度为s=vt=330m/s×0.5s=165m。
故选A;
(4)因为声音在空气中传播的速度与温度有关,而且温度越低时,声音传播的越慢;
故答案为:(1)见上图;(2)339;(3)A;(4)低温下。
21.随着生活水平的日益提高,不少场所的装修会考虑声学吸音效果。小明同学想比较几种常见装修材料的吸音性能,他找来厚度相同的三种小块材料(聚酯棉、软木和泡沫),进行了图示实验:桌面上放一个玻璃杯,在玻璃杯下分别放上待测试的小块材料,将悬挂在细线下的小球拉到同一高度释放去敲击玻璃杯,仔细比较玻璃杯发出的声音大小。
(1)为控制实验过程中敲击玻璃杯的力大小相同,小明的做法是: 把小球拉到同一高度释放 。
(2)比较玻璃杯发出的声音大小,声音的大小是指声音的 响度 。
(3)小明实验数据记录如下表:你认为表中空格处应填入 吸音性能 。
材料种类
聚酯棉
软木
泡沫
玻璃杯发声大小
最小
最大
较大
最强
最弱
较弱
(4)小明实验中的三种材料,仅从吸音性能的角度考虑,最适合隔音墙装修的是: 聚酯棉 。
(5)你认为影响吸音性能的因素除了材料的种类,可能还有材料的 厚度有关 。
【解答】解:(1)小球的位置越高,下落时敲击玻璃杯发出声音越大,实验中为控制敲击玻璃杯的力度,必须把小球拉到同一高度释放;
(2)把人耳能感觉到的声音的大小、强弱成为响度,与物体振动幅度有关,振幅越大,响度越大;振幅越小,响度越小;
(3)本实验比较的是不同材料的吸音性能,因此表格中应该填入吸音性能。
(4)吸音效果的好坏通过玻璃杯被敲击发出的声音的大小反映出来,聚酯棉垫在杯子底下时发出声音最小,因此它的吸音性能最好,适合装修隔音墙用。
(5)影响吸音性能的因素除了材料的种类,可能还与材料的厚度、密度等有关。
故答案为:(1)把小球拉到同一高度释放;(2)响度;(3)吸音性能;(4)聚酯棉;(5)厚度有关。
22.如图所示的是小明在课余时间制作的一个竹笛,在竹管开口处①向管内吹气时,竹笛可以发出美妙的笛声,推拉铁丝环⑥时,音调可以改变,吹奏歌曲。
(1)吹奏竹笛时,振动发声的物体 笛子内空气柱 。
(2)当布团⑤分别位于a、b、c三个位置时,竹笛发声音调最高的位置是 a 。
【解答】解:
(1)吹奏竹笛时,竹笛的声音是由笛子内的空气柱振动发声的;
(2)由于空气柱越长竹笛发出的声音的音调越低,所以在图示的三个位置中,当布团在a位置时,管内的空气柱最短,所以此时发出的声音的音调最高;在c点是空气柱最长,发出的声音的音调最低。
故答案为:笛子内空气柱;a。
四.解答题(共8小题)
23.阅读下列材料,按要求完成后面提出的问题。
材料一:蝙蝠在黑暗中能自由地飞翔,用蜡封住其耳朵,虽然把它放在明亮的房间里,仍然像喝醉酒一样,一次一次地碰到障碍物,后来,物理学家证实了蝙蝠能发出①(选填“超声”或“次声”)波,靠这种波的回声来确定目标和距离。
材料二:如果把八只同样的玻璃杯盛不同深度的水,拿一根细棒用相同的力依次敲打杯子,可以发现声音的②(“音调”或“响度”)和盛水量有关。如果调节适当,可演奏简单的乐谱,由此我们不难知道古代“编钟”的道理。
材料三:许多年前,“马可波多”号帆船在“火地岛”失踪,经过多年的研究,揭开了“死亡之谜”,他们都是死于亚声,这是一种人耳听不到的声音(人耳能听到声音的频率范围为20Hz﹣﹣20000Hz),频率较低,而人的内脏的固有频率和亚声波极为相似,当二者相同时,会形成内脏的共振,严重时,把内脏振坏而丧生。
材料四:气温影响着地面附近的空气状况,气温越高,地面附近空气变得越稀薄,声音在其中的传播速度越快,因而声速与气温有关。晴天的中午,地表迅速升温,地表附近的气温较上层的气温高,声音在地表附近的传播速度较上层快,所以地面上的声源发出的声音向四周传播时是向上拐弯的。
问题:
(1)请你将上面材料中①和②两处补上恰当的文字:① 超声 ,② 音调 。
(2)材料三中的亚声是指我们学过的 次声波 (选填“超声波”或“次声波”)。
(3)从材料三中可以看出,人体内脏的固有频率大致低于 20 Hz。
(4)赤日炎炎,在沙漠里即使相距不太远的人也难以听清对方的大声喊叫。从材料四中可以知道,其中一个主要原因是声音传播时向 上 (上/下)拐弯。
(5)“姑苏城外寒山寺,夜半钟声到客船”在清冷的深夜,姑苏城外寒山寺的钟声的传播路径向 下 (上/下)拐弯。
【解答】解:(1)蝙蝠是利用超声波进行探测信息和定位,所以①应是:超声波。
用一根细棒依次敲打杯子,杯子中的水量不同,杯子与水振动的快慢不同,杯子与水的振动产生的声音音调不同,所以②应是:音调
(2)频率低于20Hz的声波叫次声波,所以亚声是指我们学过的次声波。
(3)只有当两个物体的振动频率相同时才能产生共振现象,亚声波的振动频率低于20Hz,所以人体内脏的固有频率大致是20Hz左右。
(4)声音传播时会向上拐弯。因为地表附近的气温较上层的气温高,声音在空气中传播时总爱拣温度低的路径,所以人的说话声会拐向高空,其结果就是相距不太远的人也听不清对方的喊叫声了。
(5)深夜空气温度较地表温度高,即寺内温度高而枫桥河畔的温度较低。由于声音在空气中传播时总爱拣温度低的路径,所以寺内的钟声会偏向地表,沿地表传向数里外的枫桥河畔。
故答案为:(1)①超声、②音调;(2)次声波;(3)20;(4)上、下。
24.阅读下列材料,按要求完成后面提出的问题。
材料一:蝙蝠在黑暗中能自由地飞翔,用蜡封住其耳朵,虽然把它放在明亮的房间里,仍像喝醉酒一样,一次一次地碰到障碍物,后来,物理学家证实了蝙蝠能发出①波,靠这种波的回声来确定目标和距离。
材料二:如果把八只同样的玻璃杯盛不同深度的水用一根细棒依次敲打杯子,可以发现声音的②和盛水量有关。如果调节适当,可演奏简单的乐谱,由此我们不难知道古代“编钟”的道理。
材料三:许多年前,“马可波罗”号帆船在“火地岛”失踪,经过多年的研究,揭开了“死亡之谜”,他们都是死于亚声,这是一种人耳听不到的声音,频率低于20Hz,而人的内脏的固有频率和亚声波极为相似,当二者相同时,会形成内脏的共振,严重时,把内脏振坏而丧生。
问题:
(1)请你将上面材料中①和②两处补上恰当的文字:① 超声 ,② 音调 ;
(2)亚声是指我们学过的 次声波 ;
(3)从材料三中可以看出,人体内脏的固有频率大致是20Hz左右,声具有 能量 ;
(4)从材料二中可以看出,所填的物理量②与 频率 有关,关系是 声源振动的频率越高,声音的音调越高 。
【解答】解:(1)蝙蝠是利用超声波进行探测信息和定位,所以①应是:超声。
用一根细棒依次敲打杯子,杯子中的水量不同,杯子与水振动的快慢不同,杯子与水的振动产生的声音音调不同,所以②应是:音调;
(2)频率低于20Hz的声波叫次声波,所以亚声是指我们学过的次声波。
(3)只有当两个物体的振动频率相同时才能产生共振现象,亚声波的振动频率低于20Hz,所以人体内脏的固有频率大致是20Hz左右。
因为声波能够把内脏振坏,所以声波具有能量。
(4)声音的音调与频率有关;声源振动的频率越高,声音的音调越高。
故答案为:(1)①超声;②音调;(2)次声波;(3)能量;(4)频率;声源振动的频率越高,声音的音调越高。
25.微风吹过,金属管风铃发出悦耳的声音。小明想探究管子发出声音的频率与长度、直径的关系。他选取了材料与管壁厚度都相同、长度和直径都不同的三根直管,将它们用细线悬挂,敲击后,测出各自发出声音的频率,数据如表:
编号
长度/cm
直径/cm
频率/Hz
1
20.50
1.50
2131
2
31.00
2.00
1284
3
48.50
2.50
656
(1)三根管中音调最低的是 3 号。
(2)根据表中数据,能否得出“管子发出声音的频率随长度、直径的增大都会减小”的结论?请说明你的理由。
答: 不能 (能/不能); 理由: 没有采用控制变量法 。
【解答】解:(1)由表中实验数据可知,3号管子的频率最小,3号管子的音调最低。
(2)探究管子发出的声音的频率与管子长度、直径的关系应采用控制变量法,
由表中实验数据可知,实验中没有控制管子的长度相同而直径不同、或管子的长度不同而直径相同,
即没有采用控制变量法,不能根据表中实验数据得出实验结论。
故答案为:(1)3;(2)不能;没有采用控制变量法。
26.Phyphox是一款功能强大的物理实验手机软件,其中的AcousticStopwatch功能能够自动记录下所接收到的两次响声之间的时间间隔:当手机接收到第一次响声时便自动计时,当再次接收到响声时计时自动停止(类似于使用秒表时的启动和停止),由于对声音的响应非常灵敏,计时可精确到0.001s。
甲、乙两人使用手机在空旷安静的广场上测量声音的传播速度。他们分别站于间距测量值为s的A、B两处,打开手机软件做好计时准备。甲先在手机边击掌一次,乙听到击掌声之后,也在手机边击掌一次。查看甲、乙两手机均有效记录下了两次掌声的时间间隔,分别为t甲、t乙。
(1)若已知空气中的声速为340m/s,0.001s内声音的传播距离为 0.34 m;
(2)本实验中两手机所记录的时间大小关系是t甲 > t乙(>/=/<);
(3)测得空气中声音的传播速度v声= 。(用s、t甲、t乙表示)
【解答】解:(1)声音的传播距离为s=vt=340m/s×0.001s=0.34m;
(2)由记录过程知,t甲比t乙多记录声音传播的时间,故t甲>t乙;
(3)从A到B处声音的传播的时间为:t=,测得空气中声音的传播速度v声==。
故答案为:(1)0.34;(2)>;(3)。
27.用尺子来探究音调和响度分别与什么有关时,小明做了以下实验:
(1)用尺子来探究决定音调高低的因素,把钢尺紧按在桌面上,一端伸出桌边,拨动钢尺,听它振动发出的声音,同时注意钢尺振动的快慢;改变钢尺伸出桌边的长度,再次拨动,使钢尺每次 的振动幅度大致相同。实验发现尺子伸出桌面的长度越长,振动越 慢 (填“快”或“慢”),发出声音的音调越 低 (填“高”或“低”);由此可得出结论:音调的高低与 发声物体的振动频率 有关。 当尺子伸出桌面超过一定长度时,虽然用较大的力拨动钢尺,却听不到声音,这是由于 钢尺的振动频率低于20Hz 。
(2)用尺子来探究决定响度大小的因素,把钢尺紧按在桌面上,一端伸出桌边,同时保持人耳到钢尺的距离不变,用大小 不同 (填“相同”或“不同”)的力拨动钢尺,听它振动发出的声音。比较得出结论。
【解答】解:
(1)当尺子伸出桌面的长度越长时,振动越慢,发出声音的音调越低;当尺子伸出桌面的长度越短时,振动越快,发出声音的音调越高;由此可得出结论:音调的高低与发声物体的振动频率有关;
当尺子伸出桌面超过一定长度时,虽然用较大的力拨动钢尺,但发出声音的频率低于20Hz,属于次声波,音调低于人类听觉的下限,使人听不到声音。
(2)探究决定响度大小的因素:拨动尺子的力度越大尺子振动幅度越大,发出声音的响度越大;拨动尺子的力度越小尺子振动幅度越小,发出声音的响度越小。所以改变钢尺振动幅度的操作是保持钢尺伸出桌面的长度不变,用大小不同的力拨动钢尺;
故答案为:(1)慢;低;发声物体的振动频率;钢尺的振动频率低于20Hz;(2)不同。
28.港北中学物理兴趣小组的同学为了比较声音在不同介质中传播速度是否相同准备了如下实验:安排小明在一根充满水的铁管一头准备敲击,让小华在水管的另一头仔细听(已知在当天气温条件下声音在钢铁中的速度是5000m/s,在水中是1500m/s,空气中为300m/s)。
(1)若敲击后小华只听见一次声音,于是他得出结论,声音在固体、液体、气体中传播速度相同,你认为他的结论 错误 (正确/错误)。
(2)小张通过翻阅资料查出,人耳区分出两个声音的时间间隔为0.1s,只需改进一下实验就能听见3次声音,他的改进措施是 用一根足够长的充满水的铁管实验 。
(3)若要小华能区分出在水中传播和在空气中传播的声音的话水管长度至少要 37.5 m。
【解答】解:(1)人耳朵区分两个声音的时间间隔是0.1s,所以敲击后小华只听见一次声音,是由于声音通过不同介质的传播时间差小于0.1s导致的,故人耳朵不能区分,所以该观点是错误的;
(2)若想人能听到3次声音,即必须使得水管足够长,即声音通过水、铁管和空气的传播时间间隔大于0.1s即可;
(3)假设铁管的长度是s米,故声音通过空气的传播时间是:t气=;
声音通过水的传播时间是:t水=;
由题意知,t气﹣t水=Δt,即:﹣=0.1s,
解得:s=37.5m。
故答案为:(1)错误;(2)用一根足够长的充满水的铁管实验;(3)37.5。
29.阅读短文,回答问题
潜艇的“耳目”﹣﹣声呐
潜艇最大的特点是它的隐蔽性,作战时需要长时间在水下潜航,这就决定它不能浮出水面使用雷达观察,而只能依靠声呐进行探测,所以声呐在潜艇上的重要性更为突出,被称为潜艇的“耳目”。
声呐是利用水中声波对水下目标进行探测、定位和通信的电子设备,是水声学中应用广泛的一种重要装置。
声呐能够向水中发射声波,声波的频率大多在10kHz~30kHz之间,由于这种声波的频率较高,可以形成较指向性。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。
请回答以下问题:
(1)人耳能够听到声呐发出的声波的频率范围是 10 kHz到 20 kHz。
(2)①如果停在海水中的潜艇A发出的声波信号在10s内接收到经B潜艇反射回来的信号,且信号频率不变,潜艇B与潜艇A的距离s1是 7500 m.(设声波在海水中传播速度为1500m/s)
②停在海水中的潜艇A继续监控潜艇B,突然接到潜艇B反射回来的声波频率是变低的,且测出潜艇B的速度是20m/s,方向始终在潜艇A、B的连线上,经一分钟后潜艇B与潜艇A的距离s2为 8700 m。
(3)在月球上 不能 (选填“能”或“不能”)用声呐技术来测量物体间的距离。
【解答】解:(1)人耳只能听到20Hz到20000Hz之间的声音;
因此人耳听到的声呐发出的声波频率为:10kHz~20kHz。
(2)①超声波从潜艇A传到潜艇B的时间:
t1=t总=×10s=5s,
由v=得,潜艇B与潜艇A的距离:
s1=v1t1=1500m/s×5s=7500m。
②由速度公式v=可得,潜艇B行驶的路程sB=vBt=20m/s×60s=1200m,
则现在两艘潜艇之间的距离s2=s1+sB=7500m+1200m=8700m;
(3)月球上是真空,因为真空不能传声,所以不能用声呐技术来测量物体间的距离。
故答案为:(1)10;20;(2)①7500;②8700;(3)不能。
30.某同学在探究音调和响度分别与什么有关时,做了以下实验:
(1)如图甲所示,用硬纸片在钢锯齿上滑动,滑动速度越大,硬纸片振动的频率越 高 ,发出的声音的音调越 高 ,这说明音调是由 频率 决定的
(2)如图乙所示,用一只手将锯条压在桌沿上,用另一只手轻拨锯条一端,听其响度;在用力拨锯条,这时锯条的振幅 变大 (选填“变大”或“变小”),声音的响度 变大 (选填“变大”或“变小”),这说明响度与 振幅 有关。当锯条伸出桌面超过一定长度时,虽然用同样的力拨动钢尺,却听不到声音,这是由于 发出的声音是次声 。
【解答】解:(1)用硬纸片在钢锯齿上滑动,滑动速度越大,硬纸片振动得越快频率越高,发出的声音的音调越高,这说明音调是由频率决定的。
(2)如图乙所示,用一只手将锯条压在桌沿上,用另一只手轻拨锯条一端,听其响度;在用力拨锯条,锯条的振幅越大,听其响度大,这说明响度与振幅有关。钢尺伸出桌面超过一定长度,很难振动,频率小于20Hz,人耳感觉不到。
故答案为:(1)高;高;频率;
(2)变大,变大,振幅,发出的声音是次声。
五.计算题(共1小题)
31.一辆汽车向着山崖以15m/s的速度匀速行驶,在距离山崖一定距离的地方鸣笛,经过0.8s后司机听到了回声。求:(已知声音在空气中的传播速度为340m/s)
(1)汽车鸣笛时距山崖多远。
(2)此时汽车距山崖多远?
【解答】解:
(1)在t=0.8s的时间内,汽车行驶的距离:
s1=v1t=15m/s×0.8s=12m,
声音传播的距离:
s2=v2t=340m/s×0.8s=272m,
设汽车司机鸣笛时距离山崖为s,
则:2s=s1+s2=12m+272m=284m,
s=142m;
(2)司机听到回声汽车距前方山崖的距离s′=s﹣s1=142m﹣12m=130m。
答:(1)汽车鸣笛时距山崖142m;
(2)此时汽车距山崖130m。
六.科普阅读题(共1小题)
32.阅读下面的短文:
潜艇的“耳目”——声呐
潜艇最大的特点是它的隐蔽性,作战时需要长时间在水下潜航,这就决定它不能浮出水面使用雷达观察,而只能依靠声呐进行探测,所以声呐在潜艇上的重要性更为突出,被称为潜艇的“耳目”。
声呐是利用水中声波对水下目标进行探测、定位和通信的电子设备,是水声学中应用广泛的一种重要装置。声呐能够向水中发射声波,声波的频率大多在10kHz~30kHz之间,由于这种声波的频率较高,可以形成较指向性。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。
请回答以下问题:
(1)人耳能够听到声呐发出的声波的频率范围是 10 kHz到 20 kHz。
(2)如果停在海水中的潜艇A发出的声波信号在10s内接收到经B潜艇反射回来的信号,且信号频率不变,潜艇B与潜艇A的距离s1是 7500m 。(设声波在海水中传播速度为1500m/s)
(3)在月球上 不能 (填“能”或“不能”)用声呐技术来测量物体间的距离,因为月球表面是 真空 不能传声。
【解答】解:(1)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。
(2)超声波从潜艇A传到潜艇B的时间:
t=×10s=5s,
由v=可得,潜艇B与潜艇A的距离:
s=vt=1500m/s×5s=7500m;
(3)不能;因为地球和月球之间是真空,真空不能传声,所以用声呐技术无法测量地球和月球之间的距离。
故答案为:(1)10;20;(2)7500m;(3)不能;真空。
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第一章声现象提优题
一.选择题(共3小题)
1.同学将耳朵贴在一根20m装满水的铁管的一端,乙同学在另一端用力敲一下铁管,甲同学能听到(已知空气中的声速为340m/s,水中声速为1500m/s,铁中声速为5200m/s)( )
A.1次敲击声 B.2次敲击声
C.3次敲击声 D.多次敲击声
2.甲同学将耳朵贴在一根15m铁管的一端,乙同学在另一端用力敲一下铁管,甲同学能听到(空气中声速为340m/s,铁中声速为5200m/s)( )
A.1次敲击声 B.3次敲击声 C.4次敲击声 D.5次敲击声
3.如图所示是交管部门在公路上设置的限速牌和固定测速仪,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,测出被测物体的速度。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0.5s,第二次发出信号到测速仪接收到经汽车反射回来的信号用时0.4s,若测速仪发出两次信号的时间间隔是0.85s,超声波的速度是340m/s,下列说法正确的是( )
A.汽车第一次碰到信号的位置距测速仪170m
B.汽车两次碰到信号的位置相距为34m
C.该汽车在这段时间内没有超速行驶
D.汽车两次碰到信号的时间间隔为0.85s
二.填空题(共6小题)
4.小漫自己制作了一个哨子,在筷子上缠一些棉花,做成一个活塞。(1)这哨声是由管内的 振动而产生的。上下推拉活塞,可以改变声音的 (选填“音调”、“响度”或“音色”)。
(2)如图乙所示,A、B、C图活塞在管中不同位置时,用嘴吹管的上端能分别吹出“do(1)”、“re(2)”、“mi(3)”三个音阶,则do(1)这个音阶与 图位置对应。
5.高速路上安装了测速仪来监控道路上的违章行驶。测速仪对着前方行驶而来的汽车连续两次发射超声波。测速仪第一次发射超声波到接收汽车反射的超声波经过了0.2s,则汽车第一次反射超声波时距测速仪 m;测速仪两次发射超声波间隔0.8s,从第二次发射到接收汽车的反射波经过了0.1s,则测到的车速是 m/s。(声速取340m/s)
6.为了探究声音的响度与发声体振幅的关系,小明将钢尺的一端压在桌面上(如图),保持钢尺伸出桌面的长度一定,分别用大小不同的力上下拨动钢尺的另一端。发现钢尺被压得越弯,上下振动的幅度越大,桌面被拍打得越响。根据这些实验证据他得出了“振幅越大响度越大”的结论,你认为他收集证据时的错误之处是 。
7.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,这个现象说明 ;以上两实验中泡沫塑料球作用是 。
8.如图1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 和 ;响度相同的是 和 。(填“甲”、“乙”、“丙”)如图2所示两种声音 不同。
9.中国科技馆“华夏之光”展厅中有展品“曾侯乙编钟”,如图所示。用钟锤敲击编钟时编钟就会发出声音。若用同样的力度敲击一只编钟的不同位置,编钟所发出的音调有所不同,请根据此现象提出一个可探究的科学问题: 。
三.实验探究题(共13小题)
10.如图,这是某同学探究声音特性的两个实验;
【实验一】如图1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1乙所示,敲击右边的齐叉,左边完全相同的音叉把泡沫塑料球弹起,这一现象说明声音可以在 中传播。
【实验二】如图2所示,有4支材料和厚度均相同的玻璃量筒,其中a、b、c等高,a、b粗细相同,c、d粗细相同。各量筒内装的水如图2所示。某同学根据所听声音音调的高低猜想气柱发声的频率可能与气柱的长短、量筒的粗细、水柱的长度有关。
(1)若探究发声的音调与气柱长度的关系,应选量筒 (填字母代号),其中所用到的科学研究方法是 法。
(2)若选择的是量筒b、c,则探究的是 。
(3)小明用同样大小的力在c和d的口上吹气,使它们发声,所发出的声音音调 (选填“c高”、“d高”或“一样高”)。
(4)如果用同样大小的力敲击a和b使它们发声, 所发出的声音音调较高。
11.学在探究音调和响度分别与什么因素有关系时,做了以下实验:
(1)如图甲所示,用硬纸片在钢锯齿上滑动,滑动速度越大,硬纸片振动的频率越高,发出的声音的音调越 ,这说明音调是由 决定的。
(2)如图乙所示,用一只手将锯条压在桌沿上,用另一只手轻拨锯条一端,听其响度;再用力拨锯条,这时锯条的振幅 (选填“变大”或“变小”),声音的响度 (选填“变大”或“变小”),这说明响度与 有关。当锯条伸出桌面超过一定长度时,虽然用同样的力拨动锯条,却听不到声音,这是由于 。
12.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,她发现纸团上下不断跳动。
(1)她断开开关,让扬声器停止播放音乐,纸盆上的小纸团 (还在/停止)跳动。这说明:声音是由物体的 而产生的。实验中,小纸团的作用是:将纸盆的 ,从而便于观察;
(2)在扬声器播放音乐时,调大音量,发现小纸团跳得 (更高/更低),这说明:发声体的 越大,声音的响度越大;
(3)隔壁的小明为了避免声音对自己的干扰,他可以采取如下方案:
① ,是在 处减弱噪声;
②还可以 ,是在 处减弱噪声;
(4)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 (选填下列序号)。
A.既能听到声音,又能看到小纸团跳动;
B.不能听到声音,但能看到小纸团跳动;
C.能听到声音,但不能看到小纸团跳动;
D.既不能听到声音,也不能看到小纸团跳动。
13.声,看不见,摸不着,有的声(如超声波和次声波)人们甚至无法听到。那么声真的能传递能量吗?为了弄清这个问题,小宇自己动手设计了一个简单的实验,但在实验设计时,小宇遇到两个问题,请你帮他解决:
(1)选取什么作为声源?
小宇有一个袖珍收音机、一支音叉、一套大功率组合音响,你认为小宇应选用 作为声源,理由是 。
(2)如何直观地表现声的能量?小宇想到了两种直观表现声能的方案:第一种,如图甲所示,在声源前放一个轻小的纸条,通过观察纸条是否运动来作出分析与判断;第二种,如图乙所示,在声源前放一支点燃的蜡烛,通过观察烛焰是否运动来作出分析与判断。你认为第 种方案较好。理由是 。
14.在学习吉他演奏的过程中,小华发现琴弦发出的声音的音调高低是受各种因素影响的,他决定对此进行探究。经过和同学们讨论,提出了以下猜想:
猜想一:琴弦发出的声音的音调高低,可能与琴弦的横截面积有关。
猜想二:琴弦发出的声音的音调高低,可能与琴弦的长短有关。
猜想三:琴弦发出的声音的音调高低,可能与琴弦的材料有关。
为了验证上述猜想是否正确,他们找到了下表所列9种规格的琴弦,因为音调的高低取决于声源振动的频率,于是借来一个能够测量振动频率的仪器进行实验。
所选琴弦的规格
编号
材料
长度/cm
横截面积/mm2
A
铜
60
0.76
B
铜
60
0.89
C
铜
60
1.02
D
铜
80
0.76
E
铜
①
②
F
铜
100
0.76
G
铁
80
1.02
H
尼龙
80
1.02
I
尼龙
100
1.02
(1)为了验证猜想一,应选用编号为 的三根琴弦进行实验。为了验证猜想二,应选用编号为 的三根琴弦进行实验。表中有的材料规格还没有填全,为了用三根琴弦来验证猜想三,必须要知道E项内容,请你填上所缺数据。① ② 。
(2)探究过程通常采用下列一些步骤:①实验研究②提出问题③猜想假设④得出结论等。你认为小华要完成本探究的全过程,所采取步骤的合理顺序是 。
15.如图所示为声速测量仪的实验装置图及其使用说明书,根据使用说明书,回答下列问题。
使用说明书:
1.甲、乙为声信号采集器。
2.用小槌敲打铜铃,声音被甲、乙接收。
3.液晶屏显示甲、乙接收到信号的时差,单位为秒(s)。
(1)若铜铃放置在甲、乙的中点,即s1=s2,启动声音发生器,则液晶显示屏的示数为 s。
(2)把声速测量仪放置于某液体中,将声音发生器移至甲、乙之间,且三者在同一直线上。启动声音发生器,液晶显示屏上显示0.001s,已知s1=0.4m,s2=1.8m,则声音在该液体中的传播速度约为 m/s。
(3)声音在空气中的传播速度为340m/s,若小明调整甲、乙间距为34cm,再将铜铃放到乙的右边距离乙20cm处,并与甲、乙在一条直线上,敲击铜铃,则液晶显示屏的示数为 s。增大铜铃到乙的距离,显示屏的示数 (变大/变小/不变)。
16.噪声是一种严重的环境污染。小明想制作一个防噪声的耳罩,他通过比较几种材料(衣服、锡箔纸、泡沫塑料)的隔音性能,来选择一种隔音性能好的材料做耳罩的填充物。实验器材除了待检测的材料外,还有:音叉、机械闹钟、鞋盒。
(1)在本实验中适合做声源的是 。
(2)小明将声源放入鞋盒内,在其四周塞满待测填充材料。他设想了以下A、B两种实验方案,你认为最佳的是 方案。
A.让人站在距鞋盒一定的距离处,比较听见声音的响度。
B.让人一边听声音,一边向后退,直至听不见声音为止,比较此处距鞋盒的距离。
(3)实验得到的结果如下表所示,则待测材料中隔音性能最好的是 。
材料
衣服
锡箔纸
泡沫塑料
响度
较响
较响
弱
距离
较长
长
短
17.自己来制作“水瓶琴”乐器,如图在8个相同的水瓶中,灌入质量不同的水,水面的高度不等。
(1)若用相同的力量敲击它们,就可以发出不同音调的声音,此时发出的声音的声源是 (填“空气柱”或“瓶和水”),盛水越多,敲击时发出的声音的音调就越 。
(2)若用嘴依次吹瓶口,也可以发出不同的音调,此时发出的声音的声源是 (填“空气柱”或“瓶和水”),盛水越多,发出的声音的音调就越 。
(3)往保温瓶里灌开水的过程中。听声音就能判断壶里水位的高低,因为
A.随着水位升高,音调逐渐升高
B.随着水位升高,音调逐渐降低
C.灌水过程中音调保持不变,响度越来越大
D.灌水过程中音调保持不变,响度越来越小。
18.超声波“看”世界
蝙蝠是利用超声波的高手,黑暗中飞行的蝙蝠通过鼻腔每秒发射10﹣20次超声波,这种声波可以探察到很小的障碍物,声波遇到障碍物后便会反射,就像我们在大厅里拍手会听到回声一样,蝙蝠根据这种回声的方向和时间,就能了解周围环境,辨别位置和捕捉昆虫.
科学家受到回声定位的启发,发明了超声波测速仪.图甲是公路上用超声波测速仪测量车速的示意图,测速仪每隔一定的时间发射一次超声波,显示屏上能显示发出和接收到的超声波信号.并能读出两个信号的时间差,从而测出被测物体的位置和速度.如果测速仪正前方有一辆汽车,测速仪将接收到汽车反射回来的超声波,如图所示,p1、p2为发射波,n1、n2为对应的反射波.
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”)的音调就会有变化,它的变化规律是:如果回声的音调变高,说明目标正向测速仪靠拢;如果回声的音调变低,说明目标远离测速仪.
(1)蝙蝠用来接收反射超声波的器官是 。
A.眼睛 B.耳朵 C.鼻子 D.嘴巴
(2)如果图中的p1、p2之间的时间间隔t=1s,则测速仪每秒钟发射1次超声波,图中p1、n1之间的时间间隔t1= s,超声波在空气中传播速度是v=340m/s,由图可知汽车在接收到p1、p2两次超声波时间内行驶的距离为 m。
(3)图中p2、n2之间的时间间隔t2小于p1、n1之间间隔t1,由此可以判断汽车的运动情况是 。
A.静止 B.向左运动 C.向右运动 D.无法判断
(4)如果测速仪发射某次超声波信号时,正前方160m处刚好有一辆汽车行驶,此超声波信号从发射到接收的时间间隔为1s,则反射回来的超声波频率 (选填:变高、不变、变低);汽车行驶的速度为 m/s.
19.小明在吉他演奏中发现,琴弦发出的音调与弦线的长度、粗细和松紧有关。于是他想
(1)利用几根弦做研究,如图1所示,其中a、b、c、d四根弦线的松紧相同。
①若他选择b、d两弦线做实验,则研究的目的是探究音调与弦线 的关系。
②若他要研究音调与弦线粗细的关系,则应选择 和 两弦线做实验。
③小明研究后得出结论:在其他条件相同的情况下,弦线越长,发出的音调越低;弦线越粗,发出的音调越低。
④小明实验中采用的探究方法是 。
(2)请你据图2判断,在松紧相同的情况下,分别按住A点、B点、C点后拨动琴弦,发出的音调最高的是按住 点,最低的是按住 点。
20.声音传播的速度和温度有关,表是空气中声速随温度变化的数据
空气温度/℃
﹣20
﹣10
0
10
20
30
声音速度/(m/s)
318
324
330
336
342
348
(1)请你在如图所示的坐标系中作出声速和温度关系的图象;
(2)请你根据所作图象找出温度为15℃时声速为 m/s。
(3)若某人站在两边平行的峭壁间的山谷中放一枪,在0.3s和0.7s后听到前后两次回声,若当时的空气温度为0℃,则此峡谷之间的宽度为 。
A.165m
B.198m
C.231m
D.330m
(4)当飞机的飞行速度接近周围的声速时会受到相当大的阻力。上世纪中期,人们就尝试进行超音速飞行。在飞机速度有限的情况下,在 (高温下/低温下)试验更容易成功。
21.随着生活水平的日益提高,不少场所的装修会考虑声学吸音效果。小明同学想比较几种常见装修材料的吸音性能,他找来厚度相同的三种小块材料(聚酯棉、软木和泡沫),进行了图示实验:桌面上放一个玻璃杯,在玻璃杯下分别放上待测试的小块材料,将悬挂在细线下的小球拉到同一高度释放去敲击玻璃杯,仔细比较玻璃杯发出的声音大小。
(1)为控制实验过程中敲击玻璃杯的力大小相同,小明的做法是: 。
(2)比较玻璃杯发出的声音大小,声音的大小是指声音的 。
(3)小明实验数据记录如下表:你认为表中空格处应填入 。
材料种类
聚酯棉
软木
泡沫
玻璃杯发声大小
最小
最大
较大
最强
最弱
较弱
(4)小明实验中的三种材料,仅从吸音性能的角度考虑,最适合隔音墙装修的是: 。
(5)你认为影响吸音性能的因素除了材料的种类,可能还有材料的 。
22.如图所示的是小明在课余时间制作的一个竹笛,在竹管开口处①向管内吹气时,竹笛可以发出美妙的笛声,推拉铁丝环⑥时,音调可以改变,吹奏歌曲。
(1)吹奏竹笛时,振动发声的物体 。
(2)当布团⑤分别位于a、b、c三个位置时,竹笛发声音调最高的位置是 。
四.解答题(共8小题)
23.阅读下列材料,按要求完成后面提出的问题。
材料一:蝙蝠在黑暗中能自由地飞翔,用蜡封住其耳朵,虽然把它放在明亮的房间里,仍然像喝醉酒一样,一次一次地碰到障碍物,后来,物理学家证实了蝙蝠能发出①(选填“超声”或“次声”)波,靠这种波的回声来确定目标和距离。
材料二:如果把八只同样的玻璃杯盛不同深度的水,拿一根细棒用相同的力依次敲打杯子,可以发现声音的②(“音调”或“响度”)和盛水量有关。如果调节适当,可演奏简单的乐谱,由此我们不难知道古代“编钟”的道理。
材料三:许多年前,“马可波多”号帆船在“火地岛”失踪,经过多年的研究,揭开了“死亡之谜”,他们都是死于亚声,这是一种人耳听不到的声音(人耳能听到声音的频率范围为20Hz﹣﹣20000Hz),频率较低,而人的内脏的固有频率和亚声波极为相似,当二者相同时,会形成内脏的共振,严重时,把内脏振坏而丧生。
材料四:气温影响着地面附近的空气状况,气温越高,地面附近空气变得越稀薄,声音在其中的传播速度越快,因而声速与气温有关。晴天的中午,地表迅速升温,地表附近的气温较上层的气温高,声音在地表附近的传播速度较上层快,所以地面上的声源发出的声音向四周传播时是向上拐弯的。
问题:
(1)请你将上面材料中①和②两处补上恰当的文字:① ,② 。
(2)材料三中的亚声是指我们学过的 (选填“超声波”或“次声波”)。
(3)从材料三中可以看出,人体内脏的固有频率大致低于 Hz。
(4)赤日炎炎,在沙漠里即使相距不太远的人也难以听清对方的大声喊叫。从材料四中可以知道,其中一个主要原因是声音传播时向 (上/下)拐弯。
(5)“姑苏城外寒山寺,夜半钟声到客船”在清冷的深夜,姑苏城外寒山寺的钟声的传播路径向 (上/下)拐弯。
24.阅读下列材料,按要求完成后面提出的问题。
材料一:蝙蝠在黑暗中能自由地飞翔,用蜡封住其耳朵,虽然把它放在明亮的房间里,仍像喝醉酒一样,一次一次地碰到障碍物,后来,物理学家证实了蝙蝠能发出①波,靠这种波的回声来确定目标和距离。
材料二:如果把八只同样的玻璃杯盛不同深度的水用一根细棒依次敲打杯子,可以发现声音的②和盛水量有关。如果调节适当,可演奏简单的乐谱,由此我们不难知道古代“编钟”的道理。
材料三:许多年前,“马可波罗”号帆船在“火地岛”失踪,经过多年的研究,揭开了“死亡之谜”,他们都是死于亚声,这是一种人耳听不到的声音,频率低于20Hz,而人的内脏的固有频率和亚声波极为相似,当二者相同时,会形成内脏的共振,严重时,把内脏振坏而丧生。
问题:
(1)请你将上面材料中①和②两处补上恰当的文字:① ,② ;
(2)亚声是指我们学过的 ;
(3)从材料三中可以看出,人体内脏的固有频率大致是20Hz左右,声具有 ;
(4)从材料二中可以看出,所填的物理量②与 有关,关系是 。
25.微风吹过,金属管风铃发出悦耳的声音。小明想探究管子发出声音的频率与长度、直径的关系。他选取了材料与管壁厚度都相同、长度和直径都不同的三根直管,将它们用细线悬挂,敲击后,测出各自发出声音的频率,数据如表:
编号
长度/cm
直径/cm
频率/Hz
1
20.50
1.50
2131
2
31.00
2.00
1284
3
48.50
2.50
656
(1)三根管中音调最低的是 号。
(2)根据表中数据,能否得出“管子发出声音的频率随长度、直径的增大都会减小”的结论?请说明你的理由。
答: (能/不能); 理由: 。
26.Phyphox是一款功能强大的物理实验手机软件,其中的AcousticStopwatch功能能够自动记录下所接收到的两次响声之间的时间间隔:当手机接收到第一次响声时便自动计时,当再次接收到响声时计时自动停止(类似于使用秒表时的启动和停止),由于对声音的响应非常灵敏,计时可精确到0.001s。
甲、乙两人使用手机在空旷安静的广场上测量声音的传播速度。他们分别站于间距测量值为s的A、B两处,打开手机软件做好计时准备。甲先在手机边击掌一次,乙听到击掌声之后,也在手机边击掌一次。查看甲、乙两手机均有效记录下了两次掌声的时间间隔,分别为t甲、t乙。
(1)若已知空气中的声速为340m/s,0.001s内声音的传播距离为 m;
(2)本实验中两手机所记录的时间大小关系是t甲 t乙(>/=/<);
(3)测得空气中声音的传播速度v声= 。(用s、t甲、t乙表示)
27.用尺子来探究音调和响度分别与什么有关时,小明做了以下实验:
(1)用尺子来探究决定音调高低的因素,把钢尺紧按在桌面上,一端伸出桌边,拨动钢尺,听它振动发出的声音,同时注意钢尺振动的快慢;改变钢尺伸出桌边的长度,再次拨动,使钢尺每次 的振动幅度大致相同。实验发现尺子伸出桌面的长度越长,振动越 (填“快”或“慢”),发出声音的音调越 (填“高”或“低”);由此可得出结论:音调的高低与 有关。 当尺子伸出桌面超过一定长度时,虽然用较大的力拨动钢尺,却听不到声音,这是由于 。
(2)用尺子来探究决定响度大小的因素,把钢尺紧按在桌面上,一端伸出桌边,同时保持人耳到钢尺的距离不变,用大小 (填“相同”或“不同”)的力拨动钢尺,听它振动发出的声音。比较得出结论。
28.港北中学物理兴趣小组的同学为了比较声音在不同介质中传播速度是否相同准备了如下实验:安排小明在一根充满水的铁管一头准备敲击,让小华在水管的另一头仔细听(已知在当天气温条件下声音在钢铁中的速度是5000m/s,在水中是1500m/s,空气中为300m/s)。
(1)若敲击后小华只听见一次声音,于是他得出结论,声音在固体、液体、气体中传播速度相同,你认为他的结论 (正确/错误)。
(2)小张通过翻阅资料查出,人耳区分出两个声音的时间间隔为0.1s,只需改进一下实验就能听见3次声音,他的改进措施是 。
(3)若要小华能区分出在水中传播和在空气中传播的声音的话水管长度至少要 m。
29.阅读短文,回答问题
潜艇的“耳目”﹣﹣声呐
潜艇最大的特点是它的隐蔽性,作战时需要长时间在水下潜航,这就决定它不能浮出水面使用雷达观察,而只能依靠声呐进行探测,所以声呐在潜艇上的重要性更为突出,被称为潜艇的“耳目”。
声呐是利用水中声波对水下目标进行探测、定位和通信的电子设备,是水声学中应用广泛的一种重要装置。
声呐能够向水中发射声波,声波的频率大多在10kHz~30kHz之间,由于这种声波的频率较高,可以形成较指向性。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。
请回答以下问题:
(1)人耳能够听到声呐发出的声波的频率范围是 kHz到 kHz。
(2)①如果停在海水中的潜艇A发出的声波信号在10s内接收到经B潜艇反射回来的信号,且信号频率不变,潜艇B与潜艇A的距离s1是 m.(设声波在海水中传播速度为1500m/s)
②停在海水中的潜艇A继续监控潜艇B,突然接到潜艇B反射回来的声波频率是变低的,且测出潜艇B的速度是20m/s,方向始终在潜艇A、B的连线上,经一分钟后潜艇B与潜艇A的距离s2为 m。
(3)在月球上 (选填“能”或“不能”)用声呐技术来测量物体间的距离。
30.某同学在探究音调和响度分别与什么有关时,做了以下实验:
(1)如图甲所示,用硬纸片在钢锯齿上滑动,滑动速度越大,硬纸片振动的频率越 ,发出的声音的音调越 ,这说明音调是由 决定的
(2)如图乙所示,用一只手将锯条压在桌沿上,用另一只手轻拨锯条一端,听其响度;在用力拨锯条,这时锯条的振幅 (选填“变大”或“变小”),声音的响度 (选填“变大”或“变小”),这说明响度与 有关。当锯条伸出桌面超过一定长度时,虽然用同样的力拨动钢尺,却听不到声音,这是由于 。
五.计算题(共1小题)
31.一辆汽车向着山崖以15m/s的速度匀速行驶,在距离山崖一定距离的地方鸣笛,经过0.8s后司机听到了回声。求:(已知声音在空气中的传播速度为340m/s)
(1)汽车鸣笛时距山崖多远。
(2)此时汽车距山崖多远?
六.科普阅读题(共1小题)
32.阅读下面的短文:
潜艇的“耳目”——声呐
潜艇最大的特点是它的隐蔽性,作战时需要长时间在水下潜航,这就决定它不能浮出水面使用雷达观察,而只能依靠声呐进行探测,所以声呐在潜艇上的重要性更为突出,被称为潜艇的“耳目”。
声呐是利用水中声波对水下目标进行探测、定位和通信的电子设备,是水声学中应用广泛的一种重要装置。声呐能够向水中发射声波,声波的频率大多在10kHz~30kHz之间,由于这种声波的频率较高,可以形成较指向性。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。
请回答以下问题:
(1)人耳能够听到声呐发出的声波的频率范围是 kHz到 kHz。
(2)如果停在海水中的潜艇A发出的声波信号在10s内接收到经B潜艇反射回来的信号,且信号频率不变,潜艇B与潜艇A的距离s1是 。(设声波在海水中传播速度为1500m/s)
(3)在月球上 (填“能”或“不能”)用声呐技术来测量物体间的距离,因为月球表面是 不能传声。
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