第2讲 声现象（竞赛精练）-2024-2025学年物理竞赛能力培优精练（八年级上）

声现象 全国初中物理竞赛试题精编 一、单选题 1．（2023九年级下·湖南湘西·竞赛）如图所示，编钟是我国传统的乐器，常见的有陶制和铜制两种，都是由大小不同的扁圆钟组成，通过木锤和长木棒敲击可使之发声。下列说法正确的是（　　） A．编钟发出声音是因为空气振动产生的 B．人们依据音调的不同，能区分出陶制和铜制编钟的声音 C．我们能听到编钟发出的声音，是通过空气传入人耳的 D．编钟发出的音乐声一定不是噪声 【答案】C 【难度】0.65 【知识点】辨析声音是否是噪声、根据音色辨别发声体、声音是怎么传播的、探究声音的产生 【详解】A．声音是由物体的振动产生的，编钟发出声音是由编钟振动产生的，故A错误； B．不同发声体的材料、结构不同，发出声音的音色不同，人们依据音色的不同，能区分出陶制和铜制编钟的声音，故B错误； C．声音的传播需要介质，我们能听到编钟发出的声音，是通过空气传入人耳的，故C正确； D．编钟发出的音乐声只要影响到其他人正常生活，也属于噪声，故D错误。 故选C。 2．（2007九年级·上海·竞赛）把一条粗细均匀的长金属管截成长度不等的四段，然后把这四段金属管由长到短依次排列悬挂起来，如图所示，若有锤子分别敲击四段金属管时，它们都会发出声音，其音调（　　） A．最低的是金属管1 B．最高的是金属管1 C．都相同 D．跟敲击的位置有关 【答案】A 【难度】0.85 【知识点】辨析音调与频率的关系 【详解】由于金属管的粗细、材料均相同，但长度不同，所以我们用锤子敲击四段金属管时，长的振动的较慢，短的振动的较快，即据图能看出，1管振动的最慢，频率最小，音调最低；4管振动的最快，频率最大，音调最高。故A符合题意，BCD不符合题意。 故选A。 3．（2024九年级下·湖南郴州·竞赛）话筒接在示波器的输入端，用5N的力敲击音叉对着话筒发出声音，示波器的波形如图所示；用10N的力敲同一音叉时发出更响亮的声音，示波器的波形合理的是（　　） A． B． C． D． 【答案】C 【难度】0.65 【知识点】用波形图比较声音特性 【详解】由题意可知，用不同的力敲同一音叉时，声音的音调和音色是相同，即频率和波形的形状是相同的，由于力不同，响度不同，即振动幅度不同，力是两倍，振动幅度也是两倍，故ABD不符合题意，C符合题意。 故选C。 4．（24-25八年级上·湖北武汉·阶段练习）某课外活动小组的同学为了体验声音在不同介质是传播速度不同的物理现象，小红在输送水的直铁管道（充满水）上敲击一下，使铁管发出消胞的声音：小明沿铁管在水管的某一一位置耳朵贴近铁管听声，（已知声音在空气中的传播速度是，在水中的传播速度是，在钢铁中的传播速度是），若实验中小明能听到三次响声，则小明的位置到敲击点的距离范围是（   ） A． B． C． D． 【答案】A 【难度】0.4 【知识点】有关声速的计算 【详解】声音到达人耳的先后顺序（传声物质）依次是：铁、水、空气。设声音传播的距离为s米。 要分辨（相邻的）空气和水传来的声音，应有 解得 要分辨（相邻的）水和铁传来的声音，应有 解得 要分辨（相邻的）空气和铁传来的声音，应有 解得 所以小明的位置到敲击点的距离s≥255m时，三种物质传播的声音到达听音者的时间间隔均等于或大于0.1s，能听到三次敲击声。 小明的位置到敲击点的距离255m＞s≥42.5m时，水和铁传播的声音到达听音者的时间间隔小于0.1s（不能区分），但水和空气传播的时间间隔仍然等于或大于0.1s,能听到两次敲击声。 小明的位置到敲击点的距离，当36.4m≤s＜42.5m时，虽然空气和铁传来的声音时间间隔大于等于0.1s,但两次声音中夹杂着一次从水中传来的声音，使得相邻的两次声音时间间隔小于0.1s,所以，只能听见一次声音。实验中小明只听到一次响声，则小明的位置距离敲击点的距离范围是s＜42.5m，故A符合题意，BCD不符合题意。 故选A。 5．（23-24八年级上·湖北武汉·期中）火车正在以v1＝144km/h的速度匀速直线运行，这时司机发现正前方出现隧道，火车鸣笛后就立即开始减速，经过4s听到由隧道口反射回来的回声，此时观察到速度仪表盘上的速度显示为v2，有v1∶v2＝2∶1。紧接着司机再次鸣笛，并保持v2匀速直线运动下去，3.5s后司机再次听到回声（v声=340m/s），下列有关说法正确的是（    ） A．以火车头作为参照物，列车行李架上的物品是运动的 B．火车第一次鸣笛时距离隧道口的距离为760m C．火车第二次听到回声后，再经过25s后火车开始进入隧道 D．火车在减速过程中走过的路程为100m 【答案】D 【难度】0.4 【知识点】不同参照物下描述运动、有关声速的计算、运用推导公式求解路程和时间 【详解】A．以火车头作为参照物，列车行李架上的物品的位置没有发生改变，物品是静止的，故A错误； BD．火车速度为 v1=144km/h=40m/s 因为 v1∶v2＝2∶1 所以第2次的速度 列车第1次鸣笛后4s时间内声音传播的路程为 s1=v声t=340m/s×4s=1360m 列车第2次鸣笛后3.5s时间内声音传播的路程为 s2=v声t′=340m/s×3.5s=1190m 列车第2次鸣笛后3.5s时间内火车移动的距离 s车=v2t′=20m/s×3.5s=70m 火车在减速过程中走过的路程为 L=s1-(s2+s车)=1360m-(1190m+70m)=100m 火车第一次鸣笛时距离隧道口的距离为 故B错误，D正确； C．火车第二次鸣笛时，声音传到隧道口并反射回来共用时3.5s，第二次听到回声时距离隧道口的距离为 火车第二次听到回声后，进入隧道的时间 故C错误。 故选D。 6．（2007九年级·上海·竞赛）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 【难度】0.4 【知识点】有关声速的计算 【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。 7．（22-23八年级下·湖南怀化·阶段练习）如图所示，图a是在高速公路上用超声波测速仪测量车速的示意图，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，测出被测的物体的速度；图b中P1、P2是测速仪发出的超声波信号，n1、n2分别是P1、P2由汽车反射回来测速仪收到的信号。设测速仪匀速扫描，P1、P2之间的时间间隔为T，超声波在空气中传播的速度是v，若汽车是匀速行驶的，则根据图a、b分析可知，下列说法正确的是（　　） A．汽车第一次反射信号时距离测速仪的距离为 B．汽车第二次反射信号时距离测速仪的距离为 C．汽车反射两次信号的时间间隔为T D．汽车的速度为 【答案】A 【难度】0.4 【知识点】运用推导公式求解路程和时间、有关声速的计算 【详解】A．由图b可以看出，发出超声波信号到有30个小格，时间间隔为T 则一个小格的时间间隔为，发出超声波信号到接受到反射信号时间为 此时超声波与汽车之间的距离 故A正确； B．发出超声波信号到接受到反射信号所用时间为 此时超声波与汽车之间的距离 故B错误； C．汽车反射两次信号的时间间隔 故C错误； D．根据以上分析可知，汽车接收到、两个信号之间的时间内前进的距离为 则汽车的行驶速度 故D错误。 故选A。 二、多选题 8．（24-25八年级上·四川成都·阶段练习）一辆匀速行驶的高速列车，车头在B处鸣笛后，在时刻位于车头的司机听到正前方隧道入山A处山崖反射回来的问声，再过一段时间，在时刻司机也到达隧道口。车、声音的位置与时间关系如图所示，如图中，声音在空气中速度为，由图可知下列判断正确的是（　　） A．列车的速度为 B．由图象可知，为 C．司机听到回声时，声音通过的路程是列车的5倍 D．如果列车的速度加快，则 【答案】AC 【难度】0.4 【知识点】运用推导公式求解路程和时间、有关声速的计算 【详解】A．由图可知，列车鸣笛后声音到达隧道入口A处山崖的时间为，则列车鸣笛处到隧道入口A处山崖的距离为 位于车头的司机在时刻听到反射回来的回声，所以列车运动的距离为 又因为图中，图中声音从鸣笛处到隧道口与列车到隧道口所走的路程相同，则列车的速度为 故A正确； B．因为 所以 又因为图中，得 故B错误； C．因为 所以司机听到回声时，列车通过的路程与声音通过路程之比为 即司机听到回声时，声音通过的路程是列车的5倍，故C正确； D．当列车匀速行驶时 则 声音速度不变，当列车的速度加快时，列车通过的路程增大，则有 故D错误。 故选AC。 9．（24-25八年级上·四川成都·阶段练习）如表是一些介质中的声速，人耳能辨别出回声的条件是反射声具有足够大的响度，并且与原声的时差需大于0.1s。小刘在长为884m的金属管的一端敲击一下，在另一端先后听到两次声音，两声相隔2.43s。下列说法不正确的是（　　） 空气（0℃） 331 冰 3230 空气（15℃） 340 铜 3750 煤油（25℃） 1324 铝 5000 水（常温） 1500 铁 5200 A．回声是声音在传播过程中遇到障碍物被“反射”回来的一种现象，只要有反射就一定有回声 B．假如在温度为15℃的环境中，人耳要将原声和回声区别开来，他到障碍物的距离至少需大于34m C．若此时温度为15℃，声音在该金属管中的传播速度是5200m/s D．该金属管可能是由铝材料制成的 【答案】BD 【难度】0.4 【知识点】回声测距、回声与原声、有关声速的计算、比较不同介质中的声速大小 【详解】A．回声是声音在传播过程中遇到障碍物被“反射”回来的一种现象，只要有反射就一定有回声，但回声不一定都能被人辨别出，故A正确，不符合题意； B．由题可知，声音从人到障碍物用的时间至少为 由表格数据可知，在温度为15℃的环境中，声音在空气中的速度较小，为340m/s，人耳要将原声和回声区别开来，人到障碍物距离至少为 故B错误，符合题意； CD．由表格数据可知，在温度为15℃的环境中，声音在空气中的速度为340m/s，则声音在空气中传播的时间为 声音在金属管内传播速度快，所用时间较少，由题意可知，声音在金属管内传播的时间为 声音在金属管内传播的速度为 故该金属管是由铁材料制成的，故C正确，不符合题意，D错误，符合题意。 故选BD。 10．（23-24八年级上·四川成都·期末）某一物体由B点向A点做匀速直线运动，当物体从B点出发时，A点向该物体方向发出超声波信号，超声波信号与物体相遇后被反射回A点，一段时间后物体也到达A点。超声波和物体的时间路程关系如图，图中t2= nt1，超声波的传播速度为v0，由图可知（　　） A．物体的速度为 B．物体的速度为 C．能够利用超声波测速是因为超声波的速度不随温度的改变而变化 D．能用t1、t2、n、v0写出A点接受到超声波返回信号时，物体距A点距离的表达式 【答案】BD 【难度】0.4 【知识点】有关声速的计算、辨析温度对声速的影响、计算物体运动的速度 【详解】AB．由题意知，在相遇点时，超声波从A点出发及物体从B点所用时间相同为 设物体的速度为v，则有 ，sAB=vt2，t2=nt1 解得物体的速度，故B符合题意，A不符合题意； C．能够利用超声波测速是因为空气能传声，超声波是不可听声，但其传播速度也受到温度影响，故C不符合题意； D．A点距离相遇点的距离 超声波从相遇点返回到A点时，物体距相遇点的距离 此时物体与A点的距离 故D符合题意。 故选BD。 三、填空题 11．（24-25八年级上·江苏苏州·阶段练习）某课外小组的同学为了体验声音在不同介质中传播速度不同的物理现象进行下列研究，（已知人耳能区分两次声音的最小时间间隔为0.1s，在当前环境下声音在空气中的传播速度，在软木中的传播速度，在水中的传播速度，在钢铁中的传播速度v铁=5200m/s。）。现有一段长为51m的长直软木，当小明在一端用力敲击一下长直软木时，将耳朵贴在软木另一端倾听的小华经 s听到响声，小华能听到 次响声；而小红同学在输送水的长直铁管道（充满水）上敲击一下，使铁管发出清脆的声音，小亮沿长直铁管某一位置耳朵贴近铁管听声。若实验中小亮只听到一次响声，则小亮的位置距离敲击点的距离范围是 m。（选填“s<44m”、“44~211m”或“s>211m”） 【答案】 0.102 1 s<44m 【难度】0.4 【知识点】有关声速的计算 【详解】[1][2]当小明在一端用力敲击一下长直软木时，声音在软木中传播的时间为 则将耳朵贴在软木另一端倾听的小华经0.102s听到响声，声音在空气中传播的时间为 两次时间间隔为 所以小华能听到1次响声。 [3]声音到达人耳的先后顺序（传声物质）依次是：铁、水、空气。设声音传播的距离为s。要分辨（相邻的）空气和水传来的声音，应有 解得。 要分辨（相邻的）水和铁传来的声音，应有 解得。 要分辨（相邻的）空气和铁传来的声音，应有 解得。 所以，小亮的位置到敲击点的距离：s>211m时，三种物质传播的声音到达听音者的时间间隔均等于或大于0.1s，能听到三次敲击声。小亮的位置到敲击点的距离211m>s>44m时，水和铁传播的声音到达听音者的时间间隔小于0.1s（不能区分），但水和空气传播的时间间隔仍然等于或大于0.1s，能听到两次敲击声。小亮的位置到敲击点的距离36.4m<s<44m时，虽然空气和铁传来的声音时间间隔大于等于0.1s，但两次声音中夹杂着一次从水中传来的声音，使得相邻的两次声音时间间隔小于0.1s，所以，只能听见一次声音。实验中小亮只听到一次响声，则小亮的位置距离敲击点的距离范围是s<44m。 12．（24-25八年级上·江苏苏州·阶段练习）一辆汽车在匀速行驶，道路前方有一座高山，司机鸣笛并在6s后听到回声，若汽车行驶速度为20m/s，司机从鸣笛到听到回声，汽车行驶了 m，司机听到回声时距离高山 m。与此同时，复兴号列车车身长428m，正以68m/s的速度驶入长1000m的平直隧道，复兴号在进入隧道时鸣笛9.4s，在隧道另一端口的护路工人听到鸣笛的时间为 s。（空气中声速340m/s） 【答案】 120 960 7.52 【难度】0.4 【知识点】运用推导公式求解路程和时间、有关声速的计算 【详解】[1]汽车行驶的路程 s车=v车t=20m/s×6s=120m [2]声音传播的距离 s声=v声t=340m/s×6s=2040m 设司机鸣笛时汽车到高山的距离为s，则 2s=s声+s车=2040m+120m=2160m 解得 s=1080m 司机听到回声时汽车到高山的距离 s′=s-s车=1080m-120m=960m[3]假设列车静止在隧道口鸣笛时间为9.4秒，则隧道另一端口的护路工人听到鸣笛的时间为9.4s，列车以68m/s的速度行驶，因此列车在鸣笛结束时已经行驶路程 s1= v1t1=68m/s×9.4s= 639.2m 声音传播这段时间 实际列车第9.4s末鸣笛声到隧道另一端口则少用t2的时间，所以在隧道另一端口的护路工人听到鸣笛的时间 13．（24-25八年级上·江苏扬州·阶段练习）超声波指纹识别属于第三代指纹识别技术，其工作原理与声呐探测海底深度类似。超声波能穿透材料，而且根据材料的不同，超声波被反射、吸收的情况会有变化，产生的回波自然也就不同，皮肤与空气对超声波的阻抗不同，就可以区分指纹波峰和波谷的位置， 也就可以绘出指纹的三维图象。 (1)超声波指纹识别是通过超声波获取指纹信息， 以下各项应用中与此类似的是 A．超声波焊接器 B．超声波清洗机 C．医生用 B 超诊断病情 D．医生用超声波击碎结石 (2)频率高于 Hz 的声音叫做超声波， 超声波在海水中的传播速度约为1500m/s， 向海底垂直发射超声波，6s后收到回声信号， 海底深度为 ，手机发出的超声波遇到手指上A、B、C、D、E 五个位置，测得回声信号的时间分别为 0.30ms、0.36ms 、0.30ms、0.36ms、0.26ms。根据回声信号的时间， 求出手指与手机平面的距离，就可以绘出指纹的大致形状，则该处指纹的大致形状是下图中的 （1ms=0.001s） A．    B．    C．    D．    【答案】(1)C (2) 20000 4500m A 【难度】0.4 【知识点】运用推导公式求解路程和时间、声与信息、声与能量 【详解】（1）人们利用超声波可以传递信息和能量，超声波能够识别指纹是利用了超声波可以传递信息； 医生用B超诊断病情也是利用声音可以传递信息，而超声波焊接器、超声波清洗器、超声波体外碎石都是利用声音可以传递能量，故ABD不符合题意，C符合题意。 故选C。 （2）[1]频率高于20000Hz 的声音叫做超声波，超声波超出了人的听觉范围。 [2]海底深度为 [3]题意可知，发出的超声波遇到手指上A、B、C、 D、E五个位置，测得回收信号的时间分别为0.30ms、0.36ms、0.30ms、0.36ms、0.26ms，根据可知，速度一定时，时间越长通过的路程越远，因为0.36ms > 0.30ms>0.26ms，所以 即B、D到手机的距离是相同的且最远，而离手机最近的是E，A、C在中间且相等，因此，对照图片可知，则该处指纹的大致形状如图中的A，故A符合题意，BCD不符合题意。 故选A。 14．（23-24八年级上·重庆江津·期中）超声测速仪向障碍物发射时间极短的脉冲超声波，根据接收到的反射信号时间关系可以测量物体速度。如图所示，测速仪B向迎面匀速行驶的汽车A发射两次脉冲波的时间间隔为4.5s。发射第一个脉冲后1.4s收到反射信号，发射第二个脉冲后0.4s收到反射信号，则汽车遇到第一次信号时，汽车距测速仪的距离为 m，汽车行驶的速度 m/s（超声波在空气中传播的速度为340m/s）。 【答案】 238 42.5 【难度】0.4 【知识点】有关声速的计算、运用推导公式求解路程和时间 【详解】[1]由可得，测速仪第一次发出的信号与汽车相遇时，汽车距测速仪的距离为 [2]第二次发出的信号与汽车相遇时，汽车距测速仪的距离为 则汽车行驶的路程为 汽车行驶的时间为 则汽车行驶的速度为 四、综合题 15．（23-24八年级上·江西上饶·期末）一些介质中的声速如下表所示。已知游泳比赛的标准水温为25℃，当时游泳馆的室温为32℃，裁判在终点发射信号枪，站在起点的选手看见白烟和听到枪声的时间间隔为0.15s。（人耳分辨两次声音的间隔为0.1s，发射信号枪到选手看见白烟的时间忽略不计） 一些介质中的声速v/（m·s-1） 空气（0℃） 331 冰 3230 空气（15℃） 340 水（0℃） 1450 空气（25℃） 346 水（25℃） 1500 空气（30℃） 349 海水（25℃） 1531 求： （1）声音在介质中的传播速度与介质的 、 有关； （2）求声音在空气中的传播速度（v）与温度（t）的数量关系；( ) （3）求泳池的长度；( ) （4）若声音可以通过泳池的水传播进人耳，且声源和人耳到泳池中水的距离忽略不计，则选手是否能听到两次枪声？( ) 【答案】 种类 温度 52.53m 见解析 【难度】0.4 【知识点】有关声速的计算、辨析温度对声速的影响、运用推导公式求解路程和时间 【详解】（1）[1][2]由0℃的空气和15℃、25℃、30℃的空气中的声速可知，声速与介质的温度有关，由25℃的空气、水、海水的声速可知，声速与介质的种类有关。 （2）[3]由0℃的空气和15℃、25℃、30℃的空气中的声速可知，温度每升高5℃，声速增大3m/s，成一次函数关系，所以可得关系式 （3）[4]因室温为32℃，可求出此时空气中的声速 因为发射信号枪到选手看见白烟的时间忽略不计，所以泳池的长度 （4）[5]因为水温是25℃，所以声音在水中的传播速度 在水中传播的时间 两次声音的时间间隔 所以选手能听到两次枪声。 16．（23-24八年级上·陕西西安·期中）演绎式探究： 液体中的声速与温度有关，关系式为v1＝v0＋a(t－t0)，其中v1表示温度为t时的声速，t0为表格中指出的温度，v0表示温度为t0时的声速，a为温度系数。 序号 液体 t0 (℃) v0(m·s-1) a(m·s-1·C-1) 1 水 25 1500 2.5 2 甘油 20 1923 －1.8 3 水银 20 1452 －0.46 4 酒精 20 1180 －3.6 （1）根据资料和表可知，声音在水中的传播速度的大小与温度的变化的关系是：随着温度逐渐升高，声音在水中的传播速度 （选填“变大”“变小”或“不变”）。 （2）如图所示，是酒精、水和水银中声速随温度变化图像，其中 （a或b或c）表示酒精中声速的规律。 （3）用回声可以帮助船只测量水深，因此在考察船上都装有声呐。某次测量时水温为15℃，声呐发出声音2s后接收到了回声，这里的水深为 米？ 【答案】 变大 c 1475 【难度】0.4 【知识点】有关声速的计算、运用推导公式求解路程和时间 【详解】（1）[1] 由表格提供的数据可知，水的温度系数a是一个正数，所以当温度升高时，由v1＝v0＋a(t－t0)可知，声音在水中的传播速度会变大。 （2）[2] 由表格提供的数据可知：水银、酒精的温度系数a都是负数，当温度升高时，声音在水银、酒精中的传播速度会减小；而酒精和水银相比，由于酒精的温度系数a的绝对值更大，所以声音在酒精中速度减小得更快，故c图线符合要求。 （3）[3]水在15℃的水中传播速度为 v＝v0＋a(t－t0)＝1500m/s＋2.5 m·s-1·C-1×(15℃－25℃)＝1475m/s 海水深度为 五、计算题 17．（2021八年级上·河南安阳·竞赛）小明乘坐一辆汽车匀速前行时，发现前方有一座峭壁，于是鸣笛一声后继续匀速前进，此时距离峭壁440m，经过2.5s听到从峭壁反射回来的汽笛声（声音在空气中传播的速度取340m/s）。 求：（1）此时间内笛声在空气中传播的路程为多少？ （2）此时间内汽车前进的距离为多少？ （3）汽车前进的速度为多少？ 【答案】（1）850m；（2）30m；（3）12m/s 【难度】0.85 【知识点】有关声速的计算、计算物体运动的速度 【详解】解：（1）由可知，声在空气中传播的路程为 s声＝v声t＝340m/s×2.5s＝850m （2）鸣笛时，汽车与峭壁距离L＝440m，则汽车前进的距离为 s车＝2L﹣s声＝2×440m﹣850m＝30m （3）汽车前进的速度 答：（1）此时间内笛声在空气中传播的路程为850m； （2）此时间内汽车前进的距离为30m； （3）汽车前进的速度为12m/s。 18．（24-25八年级上·湖南长沙·阶段练习）天际岭隧道位于湖南省长沙市，是我国跨度最大的城市隧道。一辆洒水车以10m/s的速度沿直线匀速行驶时，在进入隧道前鸣笛，司机在鸣笛2s后听到隧道口处山崖反射的回声，声音在空气中的速度为340m/s。 (1)2s内声音传播的距离是多少？ (2)司机听到回声时到隧道口的距离是多少？ (3)如果洒水车距隧道口540m时，步行于隧道中某处的小乐刚好听到洒水车的音乐声（如图），她若立刻向隧道左或右两个方向跑向隧道口，当洒水车到达小乐所在的隧道口时，小乐都能好跑出隧道并进入到开阔地带，避免水藏到身上。如果小乐跑动的速度恒为2.5m/s，试求该隧道的长度。 【答案】(1)680m (2)330m (3)360m 【难度】0.4 【知识点】相遇问题、快速追慢速、有关声速的计算、运用推导公式求解路程和时间 【详解】（1）2s内声音传播的距离是 s声=v声t=340m/s×2s=680m （2）设洒水车鸣笛处与隧道口的距离为d，由题意可知，声音传播的路程与洒水车行驶的路程之和等于鸣笛处与隧道口的距离的2倍，则有 2d=s声+s车=680m+10m/s×2s=700m 可解得 d=350m 所以司机听到回声时到隧道口的距离是 d0=d-s车=350m-20m=330m （3）由题意可知，洒水车行驶到隧道口所用的时间为 当小乐与洒水车相对运动时，人与车同时到达前隧道口，则小乐运动的距离为 L1=v人t1=2.5m/s×54s=135m 当小乐与洒水车向同一方向运动时，由题意可知洒水车在后隧道口处恰好追上小乐，设隧道的长度为L，因为到达后隧道口的时间相同，所以有 代入数据可解得 L=360m 六、科普阅读题 19．（23-24八年级上·广东清远·期中）阅读短文，完成问题：（同学们，答案在材料中，经过推理可得正确答案） 多普勒效应 1842年的一天，奥地利一位名叫多普勒的数学家、物理学家正路过铁路交叉处，恰逢一列火车从他身旁驶过，他发现火车从远而近时鸣笛声变响，音调变尖，而火车从近而远时鸣笛声变弱，音调变低。他对这个物理现象产生了极大兴趣，就进行了研究。他发现当声源离观察者远去时，观察者接收到的声波的频率变小，音调变得低沉；当声源向观察者靠近时，观察者接收到的声波的频率变大，音调就变高，后来人把它称为“多普勒效应”。科学家们经研究发现多普勒效应适用于所有类型的波，包括电磁波。声波的多普勒效应可用于交通中的测速，交通警察向行进中的车辆发射频率已知的超声波，同时测量反射波的频率，根据反射波频率变化的多少就能知道车辆的速度。 (1)一列火车从远处鸣笛向你驶来，你听到的鸣笛声响度变 ，音调变 ； (2)光是一种电磁波，所以光 （选填“能”或“不能”）发生多普勒效应； (3)材料所说的交通中的测速仪应用多普勒效应原理工作，仪器发射的超声波的频率与反射后接收到的回声的频率 （选填“相同”或“不同”）； (4)实际测量中，若正在鸣笛的汽车静止，警察径直向这辆鸣笛的汽车走过去，对警察而言， （选填“能”或“不能”）发生多普勒现象； (5)战场上，有经验的士兵从听到炮弹呼啸的声调越来越低，判断出炮弹正在 （选填“靠近”或“远离”）他，这说明声音可以传递信息。 【答案】(1) 响 尖 (2)不能 (3)不同 (4)能 (5)远离 【难度】0.4 【知识点】辨析音调与频率的关系 【详解】（1）[1][2]从题文可知，一列火车从远处鸣笛向你驶来，你听到的鸣笛声响度变响，音调变尖。 （2）光是一种电磁波，是波，与声波相同，也是一种波，具有多普勒效应。 （3）交通警察向行进中的车辆发射频率已知的超声波，同时测量反射波的频率，根据反射波频率变化的多少就能知道车辆的速度，说明仪器发射的超声波的频率与反射后接收到的回声的频率是不同的。 （4）只要波源与观察者之间有相对运动时，就会观察到多普勒效应。 （5）战场上，有经验的士兵从听到炮弹呼啸的声调越来越低，判断出炮弹正在说明声音可以传递信息，若音调越来越尖，则说明炮弹在远离他。 20．（24-25八年级上·江苏苏州·阶段练习）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一一冰上声呐探鱼器（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。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） 【答案】 30 【难度】0.4 【知识点】有关声速的计算、运用推导公式求解路程和时间 【详解】[1]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，则院子的实际宽度 [2]设冰层厚度为s冰，冰层下水深为s水，在水中传播的时间为t水，在冰中传播的时间为t冰，则有 即 并且总时间 解得 则冰的厚度 试卷第1页，共3页 原创精品资源学科网独家享有版权，侵权必究！ 学科网（北京）股份有限公司 $$ 声现象 全国初中物理竞赛试题精编 一、单选题 1．（2023九年级下·湖南湘西·竞赛）如图所示，编钟是我国传统的乐器，常见的有陶制和铜制两种，都是由大小不同的扁圆钟组成，通过木锤和长木棒敲击可使之发声。下列说法正确的是（　　） A．编钟发出声音是因为空气振动产生的 B．人们依据音调的不同，能区分出陶制和铜制编钟的声音 C．我们能听到编钟发出的声音，是通过空气传入人耳的 D．编钟发出的音乐声一定不是噪声 2．（2007九年级·上海·竞赛）把一条粗细均匀的长金属管截成长度不等的四段，然后把这四段金属管由长到短依次排列悬挂起来，如图所示，若有锤子分别敲击四段金属管时，它们都会发出声音，其音调（　　） A．最低的是金属管1 B．最高的是金属管1 C．都相同 D．跟敲击的位置有关 3．（2024九年级下·湖南郴州·竞赛）话筒接在示波器的输入端，用5N的力敲击音叉对着话筒发出声音，示波器的波形如图所示；用10N的力敲同一音叉时发出更响亮的声音，示波器的波形合理的是（　　） A． B． C． D． 4．（24-25八年级上·湖北武汉·阶段练习）某课外活动小组的同学为了体验声音在不同介质是传播速度不同的物理现象，小红在输送水的直铁管道（充满水）上敲击一下，使铁管发出消胞的声音：小明沿铁管在水管的某一一位置耳朵贴近铁管听声，（已知声音在空气中的传播速度是，在水中的传播速度是，在钢铁中的传播速度是），若实验中小明能听到三次响声，则小明的位置到敲击点的距离范围是（   ） A． B． C． D． 5．（23-24八年级上·湖北武汉·期中）火车正在以v1＝144km/h的速度匀速直线运行，这时司机发现正前方出现隧道，火车鸣笛后就立即开始减速，经过4s听到由隧道口反射回来的回声，此时观察到速度仪表盘上的速度显示为v2，有v1∶v2＝2∶1。紧接着司机再次鸣笛，并保持v2匀速直线运动下去，3.5s后司机再次听到回声（v声=340m/s），下列有关说法正确的是（    ） A．以火车头作为参照物，列车行李架上的物品是运动的 B．火车第一次鸣笛时距离隧道口的距离为760m C．火车第二次听到回声后，再经过25s后火车开始进入隧道 D．火车在减速过程中走过的路程为100m 6．（2007九年级·上海·竞赛）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 7．（22-23八年级下·湖南怀化·阶段练习）如图所示，图a是在高速公路上用超声波测速仪测量车速的示意图，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，测出被测的物体的速度；图b中P1、P2是测速仪发出的超声波信号，n1、n2分别是P1、P2由汽车反射回来测速仪收到的信号。设测速仪匀速扫描，P1、P2之间的时间间隔为T，超声波在空气中传播的速度是v，若汽车是匀速行驶的，则根据图a、b分析可知，下列说法正确的是（　　） A．汽车第一次反射信号时距离测速仪的距离为 B．汽车第二次反射信号时距离测速仪的距离为 C．汽车反射两次信号的时间间隔为T D．汽车的速度为 二、多选题 8．（24-25八年级上·四川成都·阶段练习）一辆匀速行驶的高速列车，车头在B处鸣笛后，在时刻位于车头的司机听到正前方隧道入山A处山崖反射回来的问声，再过一段时间，在时刻司机也到达隧道口。车、声音的位置与时间关系如图所示，如图中，声音在空气中速度为，由图可知下列判断正确的是（　　） A．列车的速度为 B．由图象可知，为 C．司机听到回声时，声音通过的路程是列车的5倍 D．如果列车的速度加快，则 9．（24-25八年级上·四川成都·阶段练习）如表是一些介质中的声速，人耳能辨别出回声的条件是反射声具有足够大的响度，并且与原声的时差需大于0.1s。小刘在长为884m的金属管的一端敲击一下，在另一端先后听到两次声音，两声相隔2.43s。下列说法不正确的是（　　） 空气（0℃） 331 冰 3230 空气（15℃） 340 铜 3750 煤油（25℃） 1324 铝 5000 水（常温） 1500 铁 5200 A．回声是声音在传播过程中遇到障碍物被“反射”回来的一种现象，只要有反射就一定有回声 B．假如在温度为15℃的环境中，人耳要将原声和回声区别开来，他到障碍物的距离至少需大于34m C．若此时温度为15℃，声音在该金属管中的传播速度是5200m/s D．该金属管可能是由铝材料制成的 10．（23-24八年级上·四川成都·期末）某一物体由B点向A点做匀速直线运动，当物体从B点出发时，A点向该物体方向发出超声波信号，超声波信号与物体相遇后被反射回A点，一段时间后物体也到达A点。超声波和物体的时间路程关系如图，图中t2= nt1，超声波的传播速度为v0，由图可知（　　） A．物体的速度为 B．物体的速度为 C．能够利用超声波测速是因为超声波的速度不随温度的改变而变化 D．能用t1、t2、n、v0写出A点接受到超声波返回信号时，物体距A点距离的表达式 三、填空题 11．（24-25八年级上·江苏苏州·阶段练习）某课外小组的同学为了体验声音在不同介质中传播速度不同的物理现象进行下列研究，（已知人耳能区分两次声音的最小时间间隔为0.1s，在当前环境下声音在空气中的传播速度，在软木中的传播速度，在水中的传播速度，在钢铁中的传播速度v铁=5200m/s。）。现有一段长为51m的长直软木，当小明在一端用力敲击一下长直软木时，将耳朵贴在软木另一端倾听的小华经 s听到响声，小华能听到 次响声；而小红同学在输送水的长直铁管道（充满水）上敲击一下，使铁管发出清脆的声音，小亮沿长直铁管某一位置耳朵贴近铁管听声。若实验中小亮只听到一次响声，则小亮的位置距离敲击点的距离范围是 m。（选填“s<44m”、“44~211m”或“s>211m”） 12．（24-25八年级上·江苏苏州·阶段练习）一辆汽车在匀速行驶，道路前方有一座高山，司机鸣笛并在6s后听到回声，若汽车行驶速度为20m/s，司机从鸣笛到听到回声，汽车行驶了 m，司机听到回声时距离高山 m。与此同时，复兴号列车车身长428m，正以68m/s的速度驶入长1000m的平直隧道，复兴号在进入隧道时鸣笛9.4s，在隧道另一端口的护路工人听到鸣笛的时间为 s。（空气中声速340m/s） 13．（24-25八年级上·江苏扬州·阶段练习）超声波指纹识别属于第三代指纹识别技术，其工作原理与声呐探测海底深度类似。超声波能穿透材料，而且根据材料的不同，超声波被反射、吸收的情况会有变化，产生的回波自然也就不同，皮肤与空气对超声波的阻抗不同，就可以区分指纹波峰和波谷的位置， 也就可以绘出指纹的三维图象。 (1)超声波指纹识别是通过超声波获取指纹信息， 以下各项应用中与此类似的是 A．超声波焊接器 B．超声波清洗机 C．医生用 B 超诊断病情 D．医生用超声波击碎结石 (2)频率高于 Hz 的声音叫做超声波， 超声波在海水中的传播速度约为1500m/s， 向海底垂直发射超声波，6s后收到回声信号， 海底深度为 ，手机发出的超声波遇到手指上A、B、C、D、E 五个位置，测得回声信号的时间分别为 0.30ms、0.36ms 、0.30ms、0.36ms、0.26ms。根据回声信号的时间， 求出手指与手机平面的距离，就可以绘出指纹的大致形状，则该处指纹的大致形状是下图中的 （1ms=0.001s） A．    B．    C．    D．    14．（23-24八年级上·重庆江津·期中）超声测速仪向障碍物发射时间极短的脉冲超声波，根据接收到的反射信号时间关系可以测量物体速度。如图所示，测速仪B向迎面匀速行驶的汽车A发射两次脉冲波的时间间隔为4.5s。发射第一个脉冲后1.4s收到反射信号，发射第二个脉冲后0.4s收到反射信号，则汽车遇到第一次信号时，汽车距测速仪的距离为 m，汽车行驶的速度 m/s（超声波在空气中传播的速度为340m/s）。 四、综合题 15．（23-24八年级上·江西上饶·期末）一些介质中的声速如下表所示。已知游泳比赛的标准水温为25℃，当时游泳馆的室温为32℃，裁判在终点发射信号枪，站在起点的选手看见白烟和听到枪声的时间间隔为0.15s。（人耳分辨两次声音的间隔为0.1s，发射信号枪到选手看见白烟的时间忽略不计） 一些介质中的声速v/（m·s-1） 空气（0℃） 331 冰 3230 空气（15℃） 340 水（0℃） 1450 空气（25℃） 346 水（25℃） 1500 空气（30℃） 349 海水（25℃） 1531 求： （1）声音在介质中的传播速度与介质的 、 有关； （2）求声音在空气中的传播速度（v）与温度（t）的数量关系；( ) （3）求泳池的长度；( ) （4）若声音可以通过泳池的水传播进人耳，且声源和人耳到泳池中水的距离忽略不计，则选手是否能听到两次枪声？( ) 16．（23-24八年级上·陕西西安·期中）演绎式探究： 液体中的声速与温度有关，关系式为v1＝v0＋a(t－t0)，其中v1表示温度为t时的声速，t0为表格中指出的温度，v0表示温度为t0时的声速，a为温度系数。 序号 液体 t0 (℃) v0(m·s-1) a(m·s-1·C-1) 1 水 25 1500 2.5 2 甘油 20 1923 －1.8 3 水银 20 1452 －0.46 4 酒精 20 1180 －3.6 （1）根据资料和表可知，声音在水中的传播速度的大小与温度的变化的关系是：随着温度逐渐升高，声音在水中的传播速度 （选填“变大”“变小”或“不变”）。 （2）如图所示，是酒精、水和水银中声速随温度变化图像，其中 （a或b或c）表示酒精中声速的规律。 （3）用回声可以帮助船只测量水深，因此在考察船上都装有声呐。某次测量时水温为15℃，声呐发出声音2s后接收到了回声，这里的水深为 米？ 五、计算题 17．（2021八年级上·河南安阳·竞赛）小明乘坐一辆汽车匀速前行时，发现前方有一座峭壁，于是鸣笛一声后继续匀速前进，此时距离峭壁440m，经过2.5s听到从峭壁反射回来的汽笛声（声音在空气中传播的速度取340m/s）。 求：（1）此时间内笛声在空气中传播的路程为多少？ （2）此时间内汽车前进的距离为多少？ （3）汽车前进的速度为多少？ 18．（24-25八年级上·湖南长沙·阶段练习）天际岭隧道位于湖南省长沙市，是我国跨度最大的城市隧道。一辆洒水车以10m/s的速度沿直线匀速行驶时，在进入隧道前鸣笛，司机在鸣笛2s后听到隧道口处山崖反射的回声，声音在空气中的速度为340m/s。 (1)2s内声音传播的距离是多少？ (2)司机听到回声时到隧道口的距离是多少？ (3)如果洒水车距隧道口540m时，步行于隧道中某处的小乐刚好听到洒水车的音乐声（如图），她若立刻向隧道左或右两个方向跑向隧道口，当洒水车到达小乐所在的隧道口时，小乐都能好跑出隧道并进入到开阔地带，避免水藏到身上。如果小乐跑动的速度恒为2.5m/s，试求该隧道的长度。 六、科普阅读题 19．（23-24八年级上·广东清远·期中）阅读短文，完成问题：（同学们，答案在材料中，经过推理可得正确答案） 多普勒效应 1842年的一天，奥地利一位名叫多普勒的数学家、物理学家正路过铁路交叉处，恰逢一列火车从他身旁驶过，他发现火车从远而近时鸣笛声变响，音调变尖，而火车从近而远时鸣笛声变弱，音调变低。他对这个物理现象产生了极大兴趣，就进行了研究。他发现当声源离观察者远去时，观察者接收到的声波的频率变小，音调变得低沉；当声源向观察者靠近时，观察者接收到的声波的频率变大，音调就变高，后来人把它称为“多普勒效应”。科学家们经研究发现多普勒效应适用于所有类型的波，包括电磁波。声波的多普勒效应可用于交通中的测速，交通警察向行进中的车辆发射频率已知的超声波，同时测量反射波的频率，根据反射波频率变化的多少就能知道车辆的速度。 (1)一列火车从远处鸣笛向你驶来，你听到的鸣笛声响度变 ，音调变 ； (2)光是一种电磁波，所以光 （选填“能”或“不能”）发生多普勒效应； (3)材料所说的交通中的测速仪应用多普勒效应原理工作，仪器发射的超声波的频率与反射后接收到的回声的频率 （选填“相同”或“不同”）； (4)实际测量中，若正在鸣笛的汽车静止，警察径直向这辆鸣笛的汽车走过去，对警察而言， （选填“能”或“不能”）发生多普勒现象； (5)战场上，有经验的士兵从听到炮弹呼啸的声调越来越低，判断出炮弹正在 （选填“靠近”或“远离”）他，这说明声音可以传递信息。 20．（24-25八年级上·江苏苏州·阶段练习）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一一冰上声呐探鱼器（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。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） 试卷第1页，共3页 原创精品资源学科网独家享有版权，侵权必究！ 学科网（北京）股份有限公司 $$