专题03 声学（竞赛培优精练）八年级物理上学期全国通用

专题03 声学 一、单选题 1．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．0.38s D．0.4s 2．如图为某声速测量仪器的实验装置图，甲、乙是声信号采集器，铜铃到甲、乙的距离s1=20cm，s2=80cm；敲打铜铃后，声音被甲、乙接收，液晶显示屏会显示甲、乙接收到声信号的时间差，单位为ms（1ms=10-3s），下列说法错误的是（　　） A．敲打铜铃，液晶显示屏上的示数为1.765，此时测得声速约为340m/s B．已知温度越高，声速越大。当加热铜铃与乙之间的空气后敲打铜铃，液晶显示屏的示数将变小 C．若将铜铃放在甲、乙连线的中点，敲打铜铃，液晶显示屏的示数为0 D．若将铜铃、甲和乙从左向右依次摆放在同一条直线上，甲、乙位置固定不动，移动铜铃，铜铃离甲越远时敲打铜铃，液晶显示屏的示数越大 3．如图1所示。交警正在使用超声波测速仪进行测速。超声波测速仪可以定向发出脉冲超声波，也可以接收从汽车反射回来的超声波信号。分析超声波信号，可以计算出汽车的速度大小。图2是某次测速发出两个脉冲超声波和接收到两个脉冲超声波的情景。、是测速仪发出的超声波信号，、分别是、由汽车反射回来的信号。超声波在空气中传播的速度为340m/s。下列说法正确的是（    ） A．被测汽车正在驶离测速仪，速度大小约为40m/s B．被测汽车正在驶向测速仪，速度大小约为40m/s C．被测汽车正在驶离测速仪，速度大小约为31m/s D．被测汽车正在驶向测速仪，速度大小约为31m/s 4．如图（a）是停在高速公路上的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，测出被测的汽车的速度；图（b）中P1、P2是测速仪先后发出的两次超声波信号，n1、n2分别是测速仪检测到的P1、P2由汽车反射回来的信号。设测速仪匀速扫描P1、P2之间的时间间隔Δt＝1.8s，超声波在空气中传播的速度是v＝340m/s，若汽车是匀速直线行驶的，则根据图（b）可知，下列说法不正确的是（　　）    A．图（b）中每小格表示的时间是0.2s B．测速仪第一次发出的信号到被测汽车遇到时，汽车距测速仪的距离是102m C．汽车是在向测速仪靠近的 D．汽车的速度是70km/h 5．超声波测速仪可以根据发出并接收超声波脉冲信号的时间差测量出汽车速度。如图，设超声波测速仪连续发出两次脉冲信号的时间间隔为1.6s，该超声波测速仪所收到的这两次脉冲信号的时间间隔是1.8s，已知汽车第一次接收到信号时距超声波测速仪170m，则汽车的速度为（　　）（超声波在空气中传播速度为340m/s） A．20m/s B．30m/s C．40m/s D．50m/s 二、多选题 6．第一次测定铸铁中声音的传播速度的实验是在法国巴黎用下述的方法进行：在铸铁管的一端敲一下钟，在管的另一端听到两次声音，两次声音间隔为 2.6s，已知声音在空气中的传播速度是 340m/s，如果铁管的长度为 972m，下面说法正确的是（　　 ） A．第一声是在空气传来的声音，第二声是在铸铁传来的声音 B．我们听到的声音是铸铁振动产生的 C．声音在铸铁中的传播速约为 3700m/s D．听到的第二次声音是第一次声音的回音 7．一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处山崖反射回来的回声，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 三、填空题 8．人们很容易区分二胡和钢琴的声音，是因为它们的 不同；学校附近禁止鸣笛是从 减弱噪声；王刚和李勇同学利用所学的物理知识，测量声音的传播速度。测铁轨中声速的方案：李勇用铁棍敲击长铁轨的一端。王刚用耳朵贴近铁轨的另一端时，听到两声敲击声，测出两声的时间间隔为Δt。李勇测量出长铁轨的长度为s，若已知声音在空气中的传播速度是v1，则声音在铁轨中传播的速度v2= 9．把四个编钟按大到小的顺序排列，为找出有隐形裂痕的编钟，将用锤子敲击它们产生的声波输入示波器中，产生的波形图如下图所示。可以判断出敲 编钟用力最大， 编钟有裂痕。 10．火车正在以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，有。紧接着司机再次鸣笛，并保持匀速直线运动下去，3.5s后司机再次听到回声（），火车在减速过程中走过的路程为 m。 11．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，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： 。（用t1、t2、v水、v冰表示） 12．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，测速仪两次发射超声波间隔，从第二次发射到接收汽车的反射波经过了，则测到的车速是 。（计算结果保留整数，声速取） 四、计算题 13．清明假期，小明一家回老家，驾驶汽车在两山之间的一段平直公路上以20m/s的速度向前山方向做匀速直线运动，如图所示。汽车在离前山一段距离的A处鸣笛，2s后在B（图中未画出）听到后山反射的回声，又经过1s，听到了前山反射的回声，已知声音的传播速度为340m/s，求： (1)A、B之间的距离； (2)鸣笛时A处与后山的距离； (3)两山之间的距离。 14．如图所示，火车在笔直的轨道上匀速行驶，在从山崖驶向一座长为的铁路桥的过程中，当火车头在距离桥头时鸣笛，4s后火车头到达桥头，此时车头的司机听到来自山崖的回声。火车头到达桥头后，火车又用15s完全通过了该大桥。已知声音在空气中的传播速度是。求： (1)计算火车的速度。 (2)火车的长度。 (3)火车鸣笛时，火车头距离山崖多少米。 (4)铁路桥需要适时检修，一检修工人从桥尾上桥以的速度匀速沿桥头行走后，发现该火车，此时火车头距桥头660m，期间火车仍匀速行驶，若人奔跑的最大速度为，问人应如何奔跑才能安全离开铁路桥。 15．一艘装有声呐装置的军舰在海面上保持静止。如图所示是声呐的示波器显示的声波信号发出与接收的情况。图中、是声呐发出的信号，、分别是、被不明物体反射回来的信号。若、之间的时间间隔，声波在海水中的传播速度，试解答： (1)物体是远离军舰还是靠近军舰？ (2)物体两次碰到信号的时间间隔？ (3)物体行驶的平均速度是多少？ 16．我国有些地方修筑了“音乐公路”，当汽车以一定速度匀速行驶时，就会奏出一段悦耳的乐曲。音乐公路的路面上分布着许多横向凹槽，如图所示，汽车每经过一个凹槽，就会上下振动一次。路面上凹槽的分布比较密，汽车行进时振动很快，于是就发出了声音。凹槽的疏密可以根据乐曲的音调高低来设计，假设某音乐公路长1080m，规定的行驶速度是54km/h，设定乐曲为《歌唱祖国》。 (1)汽车按规定速度行驶完这段公路要多长时间？ (2)如图，乐曲《歌唱祖国》的第一个音符“5”（sol）的频率为392Hz，汽车发出这个音时，所对应的相邻凹槽之间的距离约是多少？ (3)第十个音符是“4”（fa），它对应的凹槽之间的距离比“5”（sol）对应的凹槽之间的距离要 （选填“长”或“短”）。 17．小明利用手机来测量声速，实验场景如图所示：他将一根木条平放在楼梯台阶边缘，小球放置在木条上，手机放在地面A点，打开手机的“声学秒表”软件，用钢尺水平击打木条使其飞出的同时小球下落，手机接收到钢尺的击打声开始计时，接收到小球落地的撞击声停止计时，测得台阶距离地面的高度h=3.2m，击打声与撞击声的时间间隔；小球下落时间t=0.8s；求声速大小为多少? 五、综合题 18．在文中横线处填入下列语句（填序号）： ①引力波每时每刻都在影响着我们； ②引力波的频率在人耳听觉范围之外； ③声波在真空中无法传播。 如果有黑洞靠近地球，那你会听到它悄然逼近的声音。当然，你听到的不是声波，而是引力波，因为 ，黑洞靠近时，引力波会“挤压”内耳骨，产生类似照相机闪光灯充电时发出的咝咝声，尽管天文学家认为 ，但正常情况下，由于 ，引力波是听不到的。 19．如图，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”。声呐能够向水中发射声波，由于这种声波的频率较高，可以形成较强的指向性。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。 (1)这种声呐发出的是 声波，由题意可知，因为其具有较强的 性，所以可以用来进行探测，利用这种性质还可以用来 (2)如果停在海水中的潜艇A发出的声波信号在10s内接收到经潜艇B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是多少m？（声在海水中的传播速度为1500m/s）。 (3)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？若此时潜艇A发出的一束声波，则探测到潜艇B并传回信号大约需要 s（结果保留整数）。 (4)为了尽可能防止我方潜艇被敌方潜艇超声波雷达探测到，请你给我方潜艇在外壳设计提一条建议： 六、科普阅读题 20．阅读短文，回答问题。 古琴与三分损益法 古琴由面板、底板、岳山、龙龈、徽位、琴弦等部分组成。面板多为梧桐木等轻质木材，以传导声音；底板则选用梓木等硬质木材，以增强共鸣效果。琴弦通过岳山固定在面板上，另一端缠绕在龙龈处以固定张力。徽位则用于标记音高位置，帮助演奏者准确按弦。 琴弦的振动通过岳山传递到面板上，引起面板的微小振动。面板的振动进而带动共鸣腔体内的空气振动，形成声波向四周传播。 古琴蕴含着深邃的音律科学，在众多古代音乐理论中，三分损益法作为制定音律的重要法则，它基于弦长与音高之间的比例关系。如图，通过三分（将长度分为三等分）和损益（增加或减少其中一份）的操作，推导出一系列音律。具体说，第1个音以“宫”音为例，假设其弦长为基准长度L。首先，通过“三分损一”得弦长为L，生成第2个音；随后，第2个音的弦长“三分益一”，得弦长为L，（L×=L），生成第3个音；再对第3个音弦长进行“三分损一”，得弦长为L，（L×=L），生成第4个音；最后，对第4个音弦长进行“三分益一”，生成第5个音。如此，便可生成中国传统的五声音阶“宫、商、角、徵、羽”。 (1)制作古琴材料的选择主要考虑的是这些材料优良的 （声/光）学特性。 (2)文中的“音高”对应声音三要素中的 。 (3)古琴优美而独特的琴声的振动物体是________。 A．琴弦 B．面板 C．共鸣箱内空气振动 D．三种情况都有 (4)文中的第5个音对应的弦长应该为 L。 (5)“宫、商、角、徵、羽”依次对应简谱中的“1、2、3、5、6”。相同情况下，弦长越长音高越低，则文中第1-5个音的生成顺序是________。 A．宫商角徵羽 B．宫羽徵角商 C．宫徵商羽角 D．宫角羽商徵 试卷第1页，共3页 试卷第1页，共3页 学科网（北京）股份有限公司 $ 专题03 声学 一、单选题 1．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．0.38s D．0.4s 【答案】B 【详解】（1）分析：做此题的关键就是弄明白两次声音是怎么传播过来的．第一次是声音直接从甲传到乙，已知声速，又有传播的路程，可利用公式t=S/V求出所用时间． （2）第二次是声音遇到光滑的墙壁被反射到耳朵的，需要根据反射定律来画图，连接甲乙，做连线的中垂线与墙壁交于一点c，声音从甲到c再到乙，这次声音传播通过的路程为AC+CB，已知声速，可利用公式t=S/V求出第二次所用的时间． 两次时间只差即先后听到两声枪响的时间间隔为． 解答：∵第一次声音直接从甲传到乙， 所用的时间为：t1=S1/V=102m/340m/s=0.3s, 第二次声音从甲到c再到乙用的时间， 从图可知,OA=OB=12AB=1/2×102m=51m， OC=68m，根据勾股定理得 AC2=BC2=OC2+AO2       解得 AC=BC=85m 所以第二次传播的路程为：S2=AC+BC=85m+85m=170m， 则第二次的时间为：t2=S2/V=170m/340m/s=0.5s， 两声枪响的时间间隔为：t=t2−t1=0.5s−0.3s=0.2s. 故【答案】B 2．如图为某声速测量仪器的实验装置图，甲、乙是声信号采集器，铜铃到甲、乙的距离s1=20cm，s2=80cm；敲打铜铃后，声音被甲、乙接收，液晶显示屏会显示甲、乙接收到声信号的时间差，单位为ms（1ms=10-3s），下列说法错误的是（　　） A．敲打铜铃，液晶显示屏上的示数为1.765，此时测得声速约为340m/s B．已知温度越高，声速越大。当加热铜铃与乙之间的空气后敲打铜铃，液晶显示屏的示数将变小 C．若将铜铃放在甲、乙连线的中点，敲打铜铃，液晶显示屏的示数为0 D．若将铜铃、甲和乙从左向右依次摆放在同一条直线上，甲、乙位置固定不动，移动铜铃，铜铃离甲越远时敲打铜铃，液晶显示屏的示数越大 【答案】D 【详解】A．由题意知 s1=20cm=0.2m s2=80cm=0.8m Δt=1.765ms=1.765×10-3s 由题意知，时间差为 即 解得v≈340m/s，故A正确，不符合题意； B．当加热铜铃与乙之间的空气后，向乙传播的声音速度变大，而向甲传播的声音速度不变，则v声′>v声；则 因v声′>v声，所以Δt′<Δt，即液晶显示屏的示数（显示的时间差）将变小，故B正确，不符合题意； C．若将铜铃放在甲、乙连线的中点，铜铃与甲的距离和与乙的距离是相等的，根据可知，声音传到甲、乙的时间相同，所以液晶屏的示数为0，故C正确，不符合题意； D．若将铜铃、甲和乙从左向右依次摆放在同一条直线上，甲、乙位置固定不动，移动铜铃，铜铃离甲越远时，由于甲乙间的距离是一定的，则声音传到甲、乙的距离差是一定的，因此时间差是一定的，所以液晶显示屏的数值不变，故D错误，符合题意。 故选D。 3．如图1所示。交警正在使用超声波测速仪进行测速。超声波测速仪可以定向发出脉冲超声波，也可以接收从汽车反射回来的超声波信号。分析超声波信号，可以计算出汽车的速度大小。图2是某次测速发出两个脉冲超声波和接收到两个脉冲超声波的情景。、是测速仪发出的超声波信号，、分别是、由汽车反射回来的信号。超声波在空气中传播的速度为340m/s。下列说法正确的是（    ） A．被测汽车正在驶离测速仪，速度大小约为40m/s B．被测汽车正在驶向测速仪，速度大小约为40m/s C．被测汽车正在驶离测速仪，速度大小约为31m/s D．被测汽车正在驶向测速仪，速度大小约为31m/s 【答案】C 【详解】根据题意，结合图2可知，测试仪第一次从发出信号到接收到信号所用时间是 测试仪第二次从发出信号到接收到信号所用的时间是 故被测汽车正在驶离测速仪，汽车在两次接收信号的过程中运动的时间为 汽车运动的距离为 汽车的速度为 故ABD错误，C正确。 故选C。 4．如图（a）是停在高速公路上的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，测出被测的汽车的速度；图（b）中P1、P2是测速仪先后发出的两次超声波信号，n1、n2分别是测速仪检测到的P1、P2由汽车反射回来的信号。设测速仪匀速扫描P1、P2之间的时间间隔Δt＝1.8s，超声波在空气中传播的速度是v＝340m/s，若汽车是匀速直线行驶的，则根据图（b）可知，下列说法不正确的是（　　）    A．图（b）中每小格表示的时间是0.2s B．测速仪第一次发出的信号到被测汽车遇到时，汽车距测速仪的距离是102m C．汽车是在向测速仪靠近的 D．汽车的速度是70km/h 【答案】D 【详解】A．P1、P2间的刻度值为9个格，时间长为1.8秒，所以图（b）中每小格表示的时间是 故A正确，不符合题意； BCD．发出超声波信号P1到接受到反射信号n1间是3个格，则时间为 由v得，测速仪第一次发出的信号到被测汽车收到时，汽车距测速仪的距离 发出超声波信号P2到接受到反射信号n2的时间为 此时汽车距测速仪的距离 由于测速仪第一次发出的信号到被测汽车收到时汽车距测速仪的距离大于第二次发出的信号到被测汽车收到时汽车距测速仪的距离，所以汽车是在向测速仪靠近的； 所以汽车接收到P1、P2两个信号之间的时间内前进的距离为 汽车运行34m的时间为汽车接收到P1、P2两个信号的时刻应分别对应于图中P1n1的中点和P2n2的中点，其间有8.5小格，即汽车接收到P1、P2两个信号的时间间隔为n1与n2两个信号之间的间隔，即 故汽车的行驶速度为 综上分析知，故BC正确，不符合题意，D错误，符合题意。 故选D。 5．超声波测速仪可以根据发出并接收超声波脉冲信号的时间差测量出汽车速度。如图，设超声波测速仪连续发出两次脉冲信号的时间间隔为1.6s，该超声波测速仪所收到的这两次脉冲信号的时间间隔是1.8s，已知汽车第一次接收到信号时距超声波测速仪170m，则汽车的速度为（　　）（超声波在空气中传播速度为340m/s） A．20m/s B．30m/s C．40m/s D．50m/s 【答案】A 【详解】以发射点为原点，假设第一次发出信号为0时刻，超声波第一次遇到汽车的距离为s1（A），时间为t1，返回来的时间为t2，第二次发射的时间为t3，第二次遇到汽车的距离为s2（B），时间为t4，返回来的时间为t5，超声波的时间和距离的图像如下所示： 超声波从发射到遇到汽车的时间 由题知超声波返回的时间 t2＝2t1＝2×0.5s＝1s 超声波两次发射的时间间隔为t3＝1.6s，超声波从第一次返回到第二次发出的时间间隔 Δt1＝t3﹣t2＝1.6s﹣1s＝0.6s 由题知该超声波测速仪所收到的这两次脉冲信号的时间间隔是1.8s，即 Δt2＝t5﹣t2＝1.8s 所以超声波从第二次发射到返回的时间 Δt3＝t5﹣t3＝Δt2﹣Δt1＝1.8s﹣0.6s＝1.2s 超声波从第二次发射到遇到汽车用的时间 超声波第二次遇到汽车时，汽车与测速仪的距离 s2＝vΔt4＝340m/s×0.6s＝204m 汽车从第一次遇到超声波到第二次遇到超声波走过的路程 s车＝s2﹣s1＝204m﹣170m＝34m 汽车从第一次遇到超声波到第二次遇到超声波所用的时间 汽车的速度 故A符合题意，BCD不符合题意。 故选A。 二、多选题 6．第一次测定铸铁中声音的传播速度的实验是在法国巴黎用下述的方法进行：在铸铁管的一端敲一下钟，在管的另一端听到两次声音，两次声音间隔为 2.6s，已知声音在空气中的传播速度是 340m/s，如果铁管的长度为 972m，下面说法正确的是（　　 ） A．第一声是在空气传来的声音，第二声是在铸铁传来的声音 B．我们听到的声音是铸铁振动产生的 C．声音在铸铁中的传播速约为 3700m/s D．听到的第二次声音是第一次声音的回音 【答案】BC 【详解】A．因为声音在空气中比在铸铁中传播慢，故听到的第一声是铸铁传来的。故A错误； B．敲击铸铁，声音是铸铁的振动产生的。故B正确； C．声音通过972m需要的时间为 声音通过铸铁管的时间为 声音在铸铁中的传播速度为 接近3700m/s，故C正确； D．铸铁被敲击后，声音分别沿着空气与铸铁管传播，因为声音在这两种物质中传播的速度不同，所以它们不是同时到达人耳，人听到了两个声音。这个现象不是回声现象。故D错误。 故选BC。 7．一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处山崖反射回来的回声，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 【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。 三、填空题 8．人们很容易区分二胡和钢琴的声音，是因为它们的 不同；学校附近禁止鸣笛是从 减弱噪声；王刚和李勇同学利用所学的物理知识，测量声音的传播速度。测铁轨中声速的方案：李勇用铁棍敲击长铁轨的一端。王刚用耳朵贴近铁轨的另一端时，听到两声敲击声，测出两声的时间间隔为Δt。李勇测量出长铁轨的长度为s，若已知声音在空气中的传播速度是v1，则声音在铁轨中传播的速度v2= 【答案】 音色 声源处 【详解】[1]音色是指声音的品质和特色，发声物体不同，音色不同。人们很容易区分二胡和钢琴的声音，是因为它们的音色不同。 [2]学校附近禁止鸣笛，就是不允许物体喇叭发出噪声，是从声源处减弱噪声。 [3]声音在空气中的传播时间为为 声音在铁轨中的传播时间为 因为声音在空气中需要时间比声音在铁轨中传播长Δt，有 Δt=t1﹣t2 三式联立，解得 9．把四个编钟按大到小的顺序排列，为找出有隐形裂痕的编钟，将用锤子敲击它们产生的声波输入示波器中，产生的波形图如下图所示。可以判断出敲 编钟用力最大， 编钟有裂痕。 【答案】 丙 丁 【详解】[1][2]由图得，振动由快到慢的顺序为第2幅图，第3幅图，第4幅图，第1幅图。编钟质量越大，振动越慢，质量越小，振动越快。说明第1幅图是甲编钟振动产生的波形图，第2幅图是丁编钟振动产生的波形图，第3幅图是丙编钟振动产生的波形图，第4幅图是乙编钟振动产生的波形图。结合图得，丙的振幅最大，丁的振幅最小。锤子越用力敲，编钟振幅越大，因此敲丙编钟用力最大。出现裂痕的编钟，音色与其他编钟的音色不同。丁的声波形状与甲、乙、丙的声波形状不同，说明丁编钟的音色与甲、乙、丙的音色不同，故丁编钟出现裂痕。 10．火车正在以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，有。紧接着司机再次鸣笛，并保持匀速直线运动下去，3.5s后司机再次听到回声（），火车在减速过程中走过的路程为 m。 【答案】100 【详解】火车初速度 因为，故减速后速度 第一次鸣笛后4秒内，声音传播路程 设鸣笛时火车距隧道口为d1，火车减速4秒内路程为s1，则有① 第二次鸣笛时火车距隧道口为d2，第二次鸣笛时火车距隧道口② 匀速3.5秒后声音传播路程 火车匀速路程 也满足 代入数据可得 解得 将代入②，即为③ 联合①③解得， 则火车在减速过程中走过的路程为100m。 11．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，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： 。（用t1、t2、v水、v冰表示） 【答案】 30 15.3 【详解】[1]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 [2]水深 [3]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 冰中的传播时间为 总时间为 解得 12．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，测速仪两次发射超声波间隔，从第二次发射到接收汽车的反射波经过了，则测到的车速是 。（计算结果保留整数，声速取） 【答案】26 【详解】测速仪第一次发出超声波时达到汽车所用的时间 汽车第一次反射超声波时距测速仪的距离 测速仪第二次发出超声波时达到汽车所用的时间 汽车第二次反射超声波时距测速仪的距离 汽车在两次过程中行驶的路程 汽车行驶17m所用时间 测到的车速 四、计算题 13．清明假期，小明一家回老家，驾驶汽车在两山之间的一段平直公路上以20m/s的速度向前山方向做匀速直线运动，如图所示。汽车在离前山一段距离的A处鸣笛，2s后在B（图中未画出）听到后山反射的回声，又经过1s，听到了前山反射的回声，已知声音的传播速度为340m/s，求： (1)A、B之间的距离； (2)鸣笛时A处与后山的距离； (3)两山之间的距离。 【答案】(1)40m (2)320m (3)860m 【详解】（1）由题意知，汽车从A处到B处所用的时间为2 s，则A、B之间的距离为 （2）从汽车在A处鸣笛，到B处听到后山传来的回声，声音传播时间为2s，声音在空气中传播通过的路程为 分析可得，鸣笛时A处与后山的距离为 （3）由题意知，汽车在A处鸣笛后，经3s听到前山的回声，则汽车在3s时间内通过的路程为 声音在空气中传播3s通过的路程为 分析可得，鸣笛时A处与前山的距离为 两山之间的距离为 14．如图所示，火车在笔直的轨道上匀速行驶，在从山崖驶向一座长为的铁路桥的过程中，当火车头在距离桥头时鸣笛，4s后火车头到达桥头，此时车头的司机听到来自山崖的回声。火车头到达桥头后，火车又用15s完全通过了该大桥。已知声音在空气中的传播速度是。求： (1)计算火车的速度。 (2)火车的长度。 (3)火车鸣笛时，火车头距离山崖多少米。 (4)铁路桥需要适时检修，一检修工人从桥尾上桥以的速度匀速沿桥头行走后，发现该火车，此时火车头距桥头660m，期间火车仍匀速行驶，若人奔跑的最大速度为，问人应如何奔跑才能安全离开铁路桥。 【答案】(1) 30 m/s (2) 150m (3) 620m (4) 见解析 【详解】（1）火车速度 （2）火车运动的路程 火车的长度 （3）声音传播的距离 火车鸣笛时，火车头距离山崖的路程 （4）火车运动至桥头所用时间 工人奔跑到桥头所用时间 人奔跑到桥头，可安全离开铁路桥。 火车运动至桥尾所用时间 工人奔跑到桥尾所用时间 人奔跑到桥尾，也可安全离开铁路桥。 15．一艘装有声呐装置的军舰在海面上保持静止。如图所示是声呐的示波器显示的声波信号发出与接收的情况。图中、是声呐发出的信号，、分别是、被不明物体反射回来的信号。若、之间的时间间隔，声波在海水中的传播速度，试解答： (1)物体是远离军舰还是靠近军舰？ (2)物体两次碰到信号的时间间隔？ (3)物体行驶的平均速度是多少？ 【答案】(1)靠近 (2)0.8s (3)375m/s 【详解】（1）观察可知，从发出信号P1到接收到反射回来的信号n1的时间间隔为24s，从发出信号P2到接收到反射回来的信号n2的时间间隔为23.6s。因为接收到反射信号的时间间隔变短了，说明声波从发出到遇到物体再反射回来所经过的路程变短了，所以物体是靠近军舰的。 （2）第一列波单程运动的时间 第二列波单程运动的时间 当第一列波与不明物相遇时，第二列波因为晚发出1.0s，传播时间为 因为不明物体和第二列波相向运动，因此不明物体移动这段距离的时间为 （3）从图中可以看出，从信号P1到接收到信号n1经历的时间为24s，信号P1遇到不明物体时，该物体到军舰的距离为 从图中可以看出，从发出信号P2到接收到信号n2经历的时间为23.6s，信号P2遇到不明物体时，该物体到军舰的距离为 则不明物体移动的距离为 所以不明物体移动的速度 16．我国有些地方修筑了“音乐公路”，当汽车以一定速度匀速行驶时，就会奏出一段悦耳的乐曲。音乐公路的路面上分布着许多横向凹槽，如图所示，汽车每经过一个凹槽，就会上下振动一次。路面上凹槽的分布比较密，汽车行进时振动很快，于是就发出了声音。凹槽的疏密可以根据乐曲的音调高低来设计，假设某音乐公路长1080m，规定的行驶速度是54km/h，设定乐曲为《歌唱祖国》。 (1)汽车按规定速度行驶完这段公路要多长时间？ (2)如图，乐曲《歌唱祖国》的第一个音符“5”（sol）的频率为392Hz，汽车发出这个音时，所对应的相邻凹槽之间的距离约是多少？ (3)第十个音符是“4”（fa），它对应的凹槽之间的距离比“5”（sol）对应的凹槽之间的距离要 （选填“长”或“短”）。 【答案】(1)1.2min (2)3.8cm (3)长 【详解】（1）这段公路，汽车的速度，行驶完的时间 （2）汽车的速度 ，即1秒钟行驶的距离为15m，音符“5”（sol）的频率为392Hz，即1秒钟内要振动392次，所以相邻的凹槽之间的距离为 （3）音符“4”（fa）比“5”（sol）的振动频率低，即每秒时间振动的次数少，所以对应的凹槽之间的距离要长。 17．小明利用手机来测量声速，实验场景如图所示：他将一根木条平放在楼梯台阶边缘，小球放置在木条上，手机放在地面A点，打开手机的“声学秒表”软件，用钢尺水平击打木条使其飞出的同时小球下落，手机接收到钢尺的击打声开始计时，接收到小球落地的撞击声停止计时，测得台阶距离地面的高度h=3.2m，击打声与撞击声的时间间隔；小球下落时间t=0.8s；求声速大小为多少? 【答案】320m/s 【详解】声音所走的路程为3.2m，击打声与撞击声的时间间隔⊿t=0.79s；小球下落时间t=0.8s，则击打声传递到手机所需的时间为 声速大小为 五、综合题 18．在文中横线处填入下列语句（填序号）： ①引力波每时每刻都在影响着我们； ②引力波的频率在人耳听觉范围之外； ③声波在真空中无法传播。 如果有黑洞靠近地球，那你会听到它悄然逼近的声音。当然，你听到的不是声波，而是引力波，因为 ，黑洞靠近时，引力波会“挤压”内耳骨，产生类似照相机闪光灯充电时发出的咝咝声，尽管天文学家认为 ，但正常情况下，由于 ，引力波是听不到的。 【答案】 ③ ① ② 【详解】[1]此处应该说明“听到的不是声波”的原因，各种波中，声波是不能在真空中传播的，所以，我们听到的不是声波。 [2][3]这段话的大意是：引力波是存在的，但我们听不到。故应该是：引力波每时每刻都在影响着我们，但由于它不在我们的感知范围内，所以我们是听不到的。 19．如图，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”。声呐能够向水中发射声波，由于这种声波的频率较高，可以形成较强的指向性。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。 (1)这种声呐发出的是 声波，由题意可知，因为其具有较强的 性，所以可以用来进行探测，利用这种性质还可以用来 (2)如果停在海水中的潜艇A发出的声波信号在10s内接收到经潜艇B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是多少m？（声在海水中的传播速度为1500m/s）。 (3)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？若此时潜艇A发出的一束声波，则探测到潜艇B并传回信号大约需要 s（结果保留整数）。 (4)为了尽可能防止我方潜艇被敌方潜艇超声波雷达探测到，请你给我方潜艇在外壳设计提一条建议： 【答案】(1) 超 指向 测距 (2)7500m (3) 8700 12 (4)让外壳尽量表面粗糙一些/给外表涂上吸音材料 【详解】（1）[1]声呐是科学家受到蝙蝠利用超声波定位目标的启发而发明的，声呐发出的是超声波。 [2]由题意可知，超声波的频率较高，可以形成较强的指向性。 [3]超声波在水中传播时，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，即可以利用超声波测距。 （2）回波信号频率不变，说明B是静止的，在10s的时间内声波在海水中传播的距离是A与B之间距离的两倍，则潜艇B与潜艇A的距离 （3）[1]接到潜艇B反射回来的声波频率是变低的，说明潜艇B在远离A，则一分钟后，潜艇B行驶的距离 经一分钟后潜艇B与潜艇A的距离 [2]设从潜艇A发出的一列声波到探测到潜艇B需要的时间t′，则有 可得 从潜艇A发出的一束声波，到探测到潜艇B并传回信号需要的时间是探测到潜艇B所用时间t′的两倍。则从发出到传回信号需要的时间 （4）由题意可知超声波雷达是利用回声定位的原理工作的，要防止我方潜艇被敌方潜艇超声波雷达探测到，可以让我方潜艇外壳尽量表面粗糙一些，改变反射波的方向，使反射波不被敌方声呐接收到。或给外表涂上吸音材料，使声波发射到我方潜艇表面尽可能被吸收，不反射回去，使敌方声呐接收不到反射波，就无法定位我方潜艇了。 六、科普阅读题 20．阅读短文，回答问题。 古琴与三分损益法 古琴由面板、底板、岳山、龙龈、徽位、琴弦等部分组成。面板多为梧桐木等轻质木材，以传导声音；底板则选用梓木等硬质木材，以增强共鸣效果。琴弦通过岳山固定在面板上，另一端缠绕在龙龈处以固定张力。徽位则用于标记音高位置，帮助演奏者准确按弦。 琴弦的振动通过岳山传递到面板上，引起面板的微小振动。面板的振动进而带动共鸣腔体内的空气振动，形成声波向四周传播。 古琴蕴含着深邃的音律科学，在众多古代音乐理论中，三分损益法作为制定音律的重要法则，它基于弦长与音高之间的比例关系。如图，通过三分（将长度分为三等分）和损益（增加或减少其中一份）的操作，推导出一系列音律。具体说，第1个音以“宫”音为例，假设其弦长为基准长度L。首先，通过“三分损一”得弦长为L，生成第2个音；随后，第2个音的弦长“三分益一”，得弦长为L，（L×=L），生成第3个音；再对第3个音弦长进行“三分损一”，得弦长为L，（L×=L），生成第4个音；最后，对第4个音弦长进行“三分益一”，生成第5个音。如此，便可生成中国传统的五声音阶“宫、商、角、徵、羽”。 (1)制作古琴材料的选择主要考虑的是这些材料优良的 （声/光）学特性。 (2)文中的“音高”对应声音三要素中的 。 (3)古琴优美而独特的琴声的振动物体是________。 A．琴弦 B．面板 C．共鸣箱内空气振动 D．三种情况都有 (4)文中的第5个音对应的弦长应该为 L。 (5)“宫、商、角、徵、羽”依次对应简谱中的“1、2、3、5、6”。相同情况下，弦长越长音高越低，则文中第1-5个音的生成顺序是________。 A．宫商角徵羽 B．宫羽徵角商 C．宫徵商羽角 D．宫角羽商徵 【答案】(1)声 (2)音调 (3)D (4) (5)C 【详解】（1）古琴的作用是发出美妙的音乐，所以制作古琴材料的选择主要考虑的是声学特性。 （2）古琴中的“音高”是指古琴弦振动时产生的频率高低，所以是指声音三要素中的音调。 （3）文中提到，琴弦的振动通过岳山传递到面板上，引起面板的微小振动，面板的振动进而带动共鸣腔体内的空气振动，形成声波向四周传播，故D符合题意，ABC不符合题意。 故选D。 （4）由题意可知，对第4个音弦长进行“三分益一”，生成第5个音，故第5个音对应的弦长应该为 （5）“三分损益法”的基本原理是以一段圆径绝对均匀的发声管为基数——宫；然后，将此发声管均分成三段，舍弃其中的一段保留二段，这就是“三分损一”，余下来的三分之二长度的发声管所发出的声音，就是徵；将徵管均分成三份，再加上一份，即徵管长度的三分之四，这就是“三分益一”，于是就产生了商；商管保留三分之二，“三分损一”，于是得出羽；羽管“三分益一”，即羽管的三分之四的长度，就是角管，角管发出为角。所以“宫”音其弦长为基准长度L，“徵”音其弦长为基准长度L，“商”音其弦长为基准长度L，“羽”音其弦长为基准长度L，“角”音其弦长为基准长度L，由题意可知，相同情况下，弦长越长音高越低，所以“宫”音的弦长最长，对应的音高最低，而“角”音其弦长最小，对应的音高最高，故C符合题意，ABD不符合题意。 故选C。 试卷第1页，共3页 试卷第1页，共3页 学科网（北京）股份有限公司 $