内容正文:
专题三 声学计算题
一、不涉及回声类
1.100米赛跑时,枪声从起点传到终点所用的时间是多少?(空气中声速为340 m/s结果保留一位小数)
2.(乐业期中)在电闪雷鸣的雨夜,我们总是先看到闪电再听到雷声。小明想利用所学的物理知识估测雷电发生处离他所在的位置有多远,当他看到闪电时开始计时,经过5s 后听到雷声( 求:
(1)若不考虑光的传播时间,雷电发生处到小明所在位置的距离;
(2)闪电发出的光到达小明的位置所需要的时间。
3.(兰州联考)狙击手打靶训练时,狙击手与靶之间的距离是680m,子弹离开枪口经过3s 后狙击手听到子弹击中靶的声音,若子弹匀速直线运动,空气阻力不计,则子弹的速度是多少?(已知声音在空气中的传播速度是340 m/s)
4.(教材改编)将耳朵贴在长铁管的一端,让另外一个人敲一下铁管的另一端。(空气中声速为340 m/s,铁管中声速为5 000 m/s)
(1)你会听到2次敲打的声音,其中 中的声音先到达人耳;
(2)如果两次声音传到人耳的时间间隔是2s,计算铁管的长度是多少。(结果保留一位小数)
二、涉及回声类
5.人对着山崖喊话,经过2s后听到回声,求人距离山崖多少米?(空气中声速为340m/s)
6.某同学乘坐的汽艇面对一座高崖,他向高崖大喊一声,经5s 后听到回声(空气中声速为340 m/s,水不流动)。
(1)若汽艇静泊水面,他离高崖有多远?
(2)若汽艇以 20 m/s的速度背离高崖驶去,他喊叫时离高崖有多远?
7.(丹东联考)一辆做匀速直线运动的汽车,匀速远离一座大山,汽车鸣笛2.5s后司机听到回声,此时汽车距离大山450 m,已知声音在空气中的传播速度为340 m/s。
(1)鸣笛时,汽车距离高山有多远?
(2)求汽车行驶的速度。
8.(2023·东西湖期中)长度为150 m的火车在笔直的轨道上匀速行驶,在从山崖驶向大桥的过程中,如图所示,火车头距离桥头200 m处鸣笛,鸣笛10s后,火车头到达桥头,此时车头的司机听到来自山崖的回声,听到回声30 s后,车尾驶过桥尾。已知声音在空气中的传播速度是340 m/s,求:
(1)火车的速度;
(2)大桥的长度;
(3)鸣笛时,火车车头到山崖的距离。
三、回声测速类(超声波在空气中传播的速度为340 m/s)
9.(2024·重庆联考)交通部门常用测速仪来检测车速。测速原理是测速仪前后两次发出并接收到被测车反射回来的超声波信号,再根据两次信号的时间差,测出车速,如图甲所示。某次测速中,测速仪发出与接收超声波的情况如图乙所示,s表示发出的超声波与测速仪之间的距离。(假设声速与车速均保持不变),则( )
A.汽车第一次遇到测速仪发出的超声波时,汽车与测速仪的距离是204m
B.汽车行驶的速度是17 m/s
C.前后两次汽车接收到信号间汽车走了68 m
D.第二次发出信号到汽车接收到信号用时0.4s
10.(2024·黄陂联考)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。
11.(2024·江岸联考)交通部门常用测速仪来检测车速。测速原理如图所示,测速仪前后两次发出并接收超声波信号,再根据两次信号的时间差,测出被测车辆的速度。如果某次检测车速时,第一次从发出至接收到超声波信号用了0.8s,接收到第一次信号后过了1s发出第二次超声波信号,第二次从发出至接收到超声波信号用了1.4s。则汽车在 (选填“靠近”或“远离”)测速仪,第一次超声波与汽车相遇时,汽车距测速仪 m,汽车在接收2次超声波信号的过程中行驶了 m。
12.(2024·重庆联考)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。在图 b中,P₁、P₂是测速仪先后发出的超声波信号,n₁、n₂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,P₁与 P₂之间的时间间隔为3.6s。则被测车的车速为( )
A.19 m/s B.20 m/s C.41.5m /s D.42.5m /s
四、综合计算题
13.(洪山联考)图甲是飞架伶仃洋的港珠澳大桥,它创下多项世界纪录。港珠澳大桥东起香港国际机场附近的香港口岸人工岛,向西横跨伶仃洋海域后连接珠海和澳门人工岛,止于珠海洪湾。它是世界上最长的跨海大桥,拥有世界上最长的沉管海底隧道,被称为“新的世界七大奇迹”之一。该通道全长55 km,由主桥和海底沉管隧道等组成。桥面为双向六车道高速公路,设计速度100km/h。港珠澳大桥通车后,由香港驾车至澳门,时长将会由4小时大幅缩减至约30分钟。
(1)港珠澳大桥建成前,从香港驾车至澳门全程车辆行驶平均速度为50km/h,由此可知大桥落成前,从香港至澳门这条公路的全长为多少?
(2)一辆厢式货车以25 m/s的速度匀速行驶,驾驶员在车辆接近隧道口时鸣笛,鸣笛2 s后听到隧道口的障碍物反射的回声。他听到回声时离隧道口障碍物有多远?(声音在空气中的传播速度为340 m/s)
(3)出隧道后,这辆货车以25 m/s的速度匀速行驶,司机突然发现前方出现紧急情况,经过0.6s(反应时间)后开始制动刹车,又经过5.4s 滑行75 m后货车停止(如图乙所示),则该货车从发现情况到完全停止的这段时间内的平均速度是多少?
14.(黄陂联考)当今世界最长的跨海大桥——港珠澳大桥,如图甲所示,全长55 km,其中主桥长29.7 km,桥面设计了双向六车道的高速公路,汽车限速100 km/h。
(1)一辆汽车由静止开始驶入大桥。假设速度与时间的关系如图乙所示,15 s至 30 s这个过程中,汽车运动的距离是 m;
(2)汽车行驶在中间车道时,司机发现大桥上的桥墩向后运动,是以 为参照物;司机看到前方一辆车,感到他自己的车却慢慢向后退了,原因是前方的车速比他的车速 ;
(3)如果汽车以25 m/s的恒定速度通过主桥,至少需要多少小时?
(4)某辆汽车在此桥路面上匀速直线行驶时,某处进入超声测速区域,如图丙所示。当该车运动到距测速仪370m时,测速仪向该车发出一超声波信号,2s后接收到从该车返回的信号,设此时超声波在空气中的传播速度是 340 m/s。则该车的运动速度是多少?是否超速?
15.(杭州模拟)阆中是中国历史文化名城,阆中不仅有汉桓侯祠、中天楼、滕王阁、锦屏山等风景名胜,还有中国保存最完好、面积最大的科举博物馆,全国罕见的科举文化体验胜地————贡院。小田一家国庆节期间从成都东站出发乘火车去阆中旅游,已知成都东到阆中铁路全程293 km,他们乘坐的 C5804次列车时刻表如表所示。求:
(1)该次火车运行的平均速度;
(2)若将来成都东到阆中有条件开通运行平均速度为300 km/h的高铁,运行时间将比现在节约多少分钟;(结果保留一位小数)
(3)一辆客车在某高速公路上行驶,在经过某直线路段时,司机驾车做匀速直线运动,司机发现其正要通过正前方高山悬崖下的隧道,于是鸣笛,经 后听到回声,听到回声后又行驶 司机第二次鸣笛,又经 s后听到回声,请根据以上数据计算客车运行时的速度。(声音在空气中的传播速度为340 m/s)
车站
到达时间
发车时间
成都东
发站
06:30
遂宁
07: 36
07:38
南充北
08: 13
08:16
南部
08:45
08:48
阆中
09:01
终点
专题三 声学计算题
1.解
2.解:(
3.解:
4.解:(1)铁管
设铁管的最短长度为 L,
根据 可得:
解得:L≈729.6m 。
5.解:s= vt=340m/s×2 s=680 m,
6.解:
s= vt=340 m/s×2.5s =850 m;
×5 s-20 m/s×5s)=800 m。
7.解:((1) sp= vm tm=340 m/s×2.5s =850 m,
s= sm-s所=850 m-450 m=400 m;
8.解:
;
(3)s声= vpx t=340 m/s×10 s=3 400 m,
设司机鸣笛时车到山崖的距离为s,则
9. B10.238 42.511.远离 136 102 12. B
13.解:(
设鸣笛时火车距隧道口为s,
(3)s反应= vt反应=25 m/s×0.6 s=15 m,
14.解:(1)225 (2)汽车 快
(3) vt=25 m/s=90 km/h,
h,所以该车超速了。
15.解:(
△t=2 h 31 min-58.6 min=92.4 min;
(3)设客车第一次鸣笛时与悬崖的距离为 L,客车匀速行驶的速度为 v,整个过程如图所示:
第一次鸣笛时,
听到回声后又行驶 ,客车离悬崖的距离为
第二次鸣笛时,
①式一②式可得:
S
=34 m/s=122.4k m/h。
学科网(北京)股份有限公司
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