内容正文:
第二章 声现象(综合题30道)
1.如图所示是国之重器——“奋斗者”号载人潜水器,它在马里亚纳海沟成功坐底,创造了我国载人深潜的新纪录。为了探测海底某处深度,“奋斗者”号从海面向海底垂直发射一束超声波,经过4s后收到回波信号,已知超声波在海水中的速度是1 500 m/s。
(1)人耳 (选填“能”或“不能”)听到超声波。
(2)运用超声波的反射 (选填“能”或“不能”)测量地球和月球之间的距离,因为 。
(3)海洋中该处的深度是多少m?
2.把频率为256Hz的音叉发出的声音信号输入示波器,示波器展现的波形如图甲所示。
(1)若把频率为512Hz音叉发出的声音信号输入同一设备的示波器,其波形可能图中的 ;
(2)图甲中频率为256Hz的声波通过设备减小了响度后,再输入在同一设置的示波器,请在图乙中画出它大致的波形 。
3.如图所示,两位同学利用纸盒,棉线,金属丝等材料做了一个“土电话”,它可以实现距离的通话。
(1)“土电话”能够传声,说明声音能在 (选填“固体”“液体”或“气体”)中传播;
(2)同样的距离,讲话者以同样的响度讲话,若连接土电话的是棉线,听者听到的声音小,而如果改用金属丝连接土电话,则听到的声音就大一些,这说明 的传声性能好;
(3)使用“土电话”时,如果另一个同学捏住棉线的某一部分,则听的一方就听不到声音了,这是由于捏住棉线时,棉线停止了 ;
(4)使用“土电话”时,如果线没有拉直,处于松弛状态,则听的一方 (选填“能”或“不能”)听到对方的讲话声。
4.如图是一种身高测量仪,其顶部的感应器竖直向下发射超声波信号,到达下方物体反射后返回,被感应器接收,然后语音播报出被测物体的高度。已知感应器距测高台的高度为2.5m,声音在空气中传播的速度为340m/s。
(1)测量身高时,被测量者并没有听到测量仪发出超声波的声音,这是因为超声波的频率大于 Hz,不在人耳听觉范围内;该装置测身高是利用了声能传递 。
(2)测高台上无人站立时,超声波信号发出后多久收到返回信号 ?(计算结果保留两位有效数字)
(3)同学站上测高台,感应器记录信号从发射到接收所经历的时间为5×10﹣3s,该同学的身高是多少米 ?
5.学完声音的传播后,小明查阅资料得到了一些介质中的声速v,如下表。
介质
介质
水(15℃)
1470
空气(0℃)
330
水(20℃)
1480
空气(10℃)
336
海水(25℃)
1531
空气(15℃)
340
煤油(25℃)
1324
空气(20℃)
342
(1)由表可知,声速的大小与介质的 和介质的 有关;
(2)为了测量声音在15℃的铁管中的传播速度,小明在一根长850m的空心铁管的一端敲打一下,小华在铁管的另一端听到两次传来的声音,测得两次声音相隔2.33s,则声音在15℃的铁管中的传播速度是多少?
6.在“探究声音的产生与传播”实验中:
(1)将正在发声的音叉轻触水面,水面溅起水花,说明声音是由物体 产生的;
(2)把正在发声的闹钟放入真空罩中,逐渐抽出空气,听到声音变小,说明声音传播需要 ;
(3)用大小不同的力敲击鼓面,鼓面振动的幅度不同,发出声音的 不同;
(4)声音的三个特性是 、 和音色;
(5)人耳能听到的声音频率范围是 Hz到 Hz。
7.小明同学在成长笔记中记录了下列所示的错题,请你帮助他找出错误,分析错因并改正。
错题记录
错题改正
如图为一种身高测量仪,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。某同学站上测高台,感应器记录信号从发射到接收所经历的时间为s,已知感应器距测高台的高度为2.5m,空气中的声速取340m/s,求该同学的身高。
解:同学的身高为
错误之处:
错因分析:
正确答案:
8.如图所示,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)若用相同的力敲击它们,就可以发出不同音调的声音,此时发出声音的声源是 (填“空气柱”或“水瓶和水”),盛水越多,敲击时发出声音的音调就越 ;
(2)深夜时分,若有节奏地敲击8个水瓶发出悦耳的音乐声,响度达到60dB,对于将要入睡的人来说,此时的音乐声属于 (填“乐音”或“噪声”);
(3)若用嘴依次吹瓶口,也可以发出不同音调的声音,此时发出声音的声源是 (填“空气柱”或“水瓶和水”);
(4)往保温瓶里灌开水的过程中,听声音就能判断保温瓶里水位的高低,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
9.我国南极科考队的一艘测量船,以 10m/s 的平均速度前往距离基地 144km 远的海域进行探测。到达目的地后,科考人员将一束声波垂直向海底发射,如图所示,从发射到接收所用时间为4s,若该声波在海水中的传播速度是 1500m/s。求:
(1)该声波属于 (“超声波 ”“次声波 ”);
(2)测量船到达目的地所需要的时间;
(3)海底的深度。
10.阅读短文,回答问题。
凝聚着国人梦想的国产大飞机C919在江苏海门、启东等地上空首飞成功。
(1)如图,C919全长38.9m,翼展(两机翼远端的最大距离)宽度较大,由图文信息可知C919的翼展长最接近
A.15m B.25m C.35m D.45m
(2)C919首飞返回现场时,现场见证者心情越发激动,随着声音的 (选填“响度”或“音调”、“音色”)越来越大,飞机开始着陆,最终首飞取得圆满成功。C919研发专家们流下了激动和幸福的泪水,对于他们来说,C019发动机的轰鸣声属于 (选填“乐音”或“噪声”);
(3)为验证C919的可靠性,试飞前要进行飞机模型的风洞模拟试验。试验时,以风洞为参照物,C919模型是 的。
11.下表记录了空气中不同温度和湿度下的声速数据,根据表格完成:
湿度
声速m/s
温度/℃
-10
10
30
50
10%
325.05
337.26
347.64
356.81
30%
325.09
337.39
348.11
358.19
50%
325.11
337.52
348.57
359.57
70%
325.14
337.63
349.03
360.94
90%
325.17
337.78
349.49
362.31
(1)当空气湿度为30%、温度为30℃时,声速v= m/s;
(2)归纳“温度为30℃时,空气中的声速与湿度的关系”: ;
(3)如图表示了温度均为50℃,湿度在70%和90%时,空气中声速的柱状图。其中:甲图线表示所在环境的湿度为 。
12.某同学利用声速测量器测量声音的传播速度,如图所示为测量器的使用说明书和实验装置图,请仔细阅读并回答下列问题。
使用说明书:
(1)实验装置如图A所示,甲、乙是声信号采集器。
(2)用棒锤敲打铜铃,声音被甲、乙接收。
(3)液晶屏会显示出甲、乙第一次接收到声信号的时间差,单位为ms(1s=1000ms)。即:甲乙中任意一个采集器接收到声信号时开始计时,直到另一个接收器接收到声信号时停止计时。
(1)若将铜铃放在甲乙连线的中点处(如图A),则敲响铜铃后,液晶显示屏的示数会为: ms。
(2)调整甲乙的位置(如图B),测量出s1、s2的长度,敲响铜铃后,液晶显示屏上即显示出时间差t。请用s1、s2和t写出计算声速的表达式:v = 。
(3)保持图B中器材位置不变,打开实验室空调提高室内空气的温度并敲响铜铃,发现显示屏上的示数变小,这说明在空气中,声速随气温的升高而 (选填“增大”或“减小”)。
(4)该同学查阅资料时发现声速表,想继续利用该装置测量声音在铁棒中的传播速度。他将一根直铁棒架在甲乙之上,并用锤子敲击铁棒(如图C),根据显示屏上出现的示数计算出结果。同组小黄同学指出:声音除了通过铁棒传播,同时也通过空气传播,采集器采集到的可能是从空气中传播过来的声信号,所以这个测量方法不合理。你同意小黄同学的说法吗? (选填“同意”或“不同意”)为什么? 。
声速表
介质
声速
空气(15℃)
340m/s
铁棒
3750m/s
13.物理与社会生活。
(1)“青青园中葵,朝露待日晞。”露在日出后逐渐消失是 (填物态变化的名称)现象,此过程中需要 (填“吸收”或“放出”)热量;
(2)夏天扇扇子时,是通过 使体表的汗水蒸发 (填“变快”或“变慢”),从而能更快地从身体吸收热量而使身体温度降低;我国北方冬天天气寒冷,人们为了不使菜窖里的菜被冻坏,常常在菜窖里放几桶水,这是利用水 (填物态变化的名称)时会 (填“吸收”或“放出”)热量,使菜窖内温度不会太低;
(3)中国古书中记载,行军宿营,士兵枕着牛皮制的箭筒睡在地上,能及早地听到夜袭的敌人的马蹄声,其原因是 (选填“固体”、“液体”或“气体”)能够传声,且比空气中的传声速度 。
14.下表记录了声波在不同介质及不同温度下的传播速度,请依据表中的相关数据回答下列问题:
一些介质中的声速
空气(0℃)
331
煤油(常温)
1324
空气(15℃)
340
水(常温)
1500
空气(25℃)
346
海水(常温)
1531
(1)一般情况下,声波在气体中的传播速度比在液体中的传播速度 (选填“大”或“小”)。
(2)分析比较表格数据中声波的传播速度与温度的关系,可得出初步结论: 。
(3)若利用回声测山崖离我们多远,那么站在同一地点从发出声音到听到回声之间的时间间隔,夏天比冬天要 (选填“长”或“短”),判断依据是 。
15.如图所示,这是我国一艘装备精良的现代化综合公务船正在钓鱼岛附近巡航的示意图。
(1)公务船上安装了声呐系统,声呐系统是利用频率 的声波来传递 ,从而发现海水中的鱼群等;
(2)该船在某处海面向海底垂直发出声波,经过2.4s后接收到返回的声波。若已知此时声音在水中的传播为1500m/s。则该处海洋的深度是多少?( )
16.(1)如图1所示,将正在发声的闹钟放在密闭的玻璃罩内,再用抽气机把罩内的空气逐渐抽出,听到闹钟的铃声将会越来越 (选填“大”或“小”),由此推理可知 不能传声,声音的传播需要 。
(2)下列为录制合成的声音波形图,由图2可知,甲和丙的 相同,甲和丁的 相同(前两空均选填“音调”、“响度”),音色与其他三幅图不同的是 。
17.查阅资料,得到空气中的声速随气温变化的数据如下表所示。
气温
-20
-10
0
10
20
30
声速
318
324
330
336
342
348
(1)请用描点法,在题图甲中绘制出声速与气温的关系图像 ;
(2)声速大小与气温 (选填“有关”或“无关”),当气温降低时,空气中的声速 (选填“变大”、“变小”或“不变”);
(3)根据图表中数据推断:当气温为时,空气中的声速为 ;
(4)如图乙所示,平平想知道两楼间距,利用手机上某个能自动测量并记录时间的软件进行了测量。她站在两楼间的处大喊一声,手机分别在、后接收到两次回声,手机显示此时的气温为,声,两楼间距 。
18.口琴是用嘴吹或吸气,使金属簧片振动发声的多簧片乐器,是一种自由簧气鸣乐器,它有上下两排小方格孔,装有多组自由振动的簧片,气流强迫通过时,灵活的金属舌簧振动发声,来回移动,吹吸不同的孔时可以发出不同音调的声音。如图1所示是口琴拆开后其内部的琴芯结构,在琴芯的气孔边分布着长短、厚薄都不同的一排铜片,区的较薄、较短,振动快,而区的较长、较厚,振动慢。
(1)在同一孔处用不同的力度吹,发生变化的是声音的 (选填“音调”“响度”或“音色”)。
(2)口琴的高音区为图1中的 区,口琴的低音区为 区。(均选填图中)
(3)如图2所示,小漫自己动手制作了一个哨子,在筷子上缠一些棉花,做成一个活塞。哨声是由管内的 振动而产生的。吹哨时上下推拉活塞,音调最高的是图2乙中的 。
19.我们可用下述方法测定钢材中的声速:在中空钢管的一端敲一下,在钢管的另一端听到两次响声,钢管长510m,两次响声间隔。如果当时空气中的声速是340m/s,求:
(1)第二次响声是由 (选填“钢”或“空气”)中传来的;
(2)声音在空气中传播的时间 ?
(3)声音在钢中传播的声速 ?
20.在期末考试的考场里,开考前监考老师会强调考试要求。老师的声音是由于声带的 产生的,是通过 传入考生的耳朵的:城市主要道口设有噪声监测设备,某时刻该设备的显示屏上显示51.10的数字,这个数字的单位是 (填“分贝”或“赫兹”),若此时 有一辆大卡车路过此地,显示屏上显示的数据将 (选填“增大”、“减少”或“不变”。)
21.跨学科实践
当我们在家中弹奏乐器、欣赏音乐或大声聊天唱歌时,有可能会打扰需要休息的家人和邻居。小明想将家中的一个房间改造为隔音房间。方案实施前,他准备制作一个模型来测试方案的可行性。以下是部分方案内容,请你补充完整。
材料
衣服
海绵
泡沫塑料
人听不到声音与声源的距离s/m
8
10
6
(1)项目分析:选择适合作为声源的是 (选填“音叉”或“手机”);
(2)项目实施:①为了比较材料的隔音性能,如图是小明制作的泡沫塑料和海绵房间模型图,该模型不合理之处是: ;
②修正方案后,通过实验得到的现象如表格所示,则待测材料隔声性能最好的材料是 ;
(3)展示交流:隔音房是通过在 方面控制噪声的;隔音房间材料的选择除了要考虑隔音效果,还需要考虑材料的哪些性能? (写出一条即可)。
22.按要求完成填空。
(1)如图甲所示,用悬挂着的乒乓球接触正在发声的音叉,可观察到 ,说明了声音是由 产生的;
(2)如图乙所示,用大小不同的力敲鼓,用力越大,看到纸屑“跳”的越高,听到的鼓声越响,说明声音的响度与 有关;在鼓面撒纸屑的作用是 。
23.声音传播的速度和温度有关,下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﹣1)
318
324
330
336
342
348
(1)在如图所示的坐标系中作出声速和温度关系的图像 ;
(2)根据所作图像找出温度为25℃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了一枪,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 m。
(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。
24.图为声速测量仪器实验装置图,声波发射器和两个声信号采集器放置在同一条直线上,两个声信号采集器固定在装置中的A、B两点(即两个声信号采集器间的距离不变),声波发射器可以发出一个短暂的向各个方向的声波并被两个声信号采集器接收,声速测量仪的显示屏上会显示两个声信号采集器接收到声信号的时间差。(已知,15℃时空气中的声速是)
(1)如图甲,若把声波发射器放在A、B的中点,则液晶显示屏的示数为 。
(2)为了测量某房间内的声速,先把该装置放在15℃的一个房间中,将该装置按图乙组装,让声波发射器发出一个短暂的声波,显示屏的示数如图乙所示;再把该装置放在另一房间中按丙图组装,让声波发射器发出一个短暂的声波,显示屏的示数如图丙所示。
①按图乙实验时,求声波发射器发出的声波到达A位置声信号采集器的时间 ;
②求AB的距离 ;
③求另一房间的声速 。
25.了解查阅以下声学知识的数据。
几种物质的声速v/(m·s-1)
空气(25℃)
340
海水
1500
空气(25℃)
346
铜(棒)
3750
煤油(25℃)
1324
大理石
3810
蒸馏水(25℃)
1479
铝(棒)
5000
(1)根据这些数据,可以从中获得的信息是 ;
(2)当一名同学用锤头敲打一下长铁管的一端时,在另一端的一名同学会先后听到两次声音,则下列判断正确的是( )
A.第一次听到的声音是由空气传播的
B.第二次听到的声音是由铁管传播的
C.第二次听到的声音是由空气传播的
D.这是那位同学的幻觉,只会听到一次声音
(3)如图甲所示是人和部分动物发声、听觉范围的示意图。超声波频率 (选填“高于”“等于”或“低于”)20000Hz,人耳 听到超声波(选填“能”或“不能”);
(4)宇航员在月球上 (选填“能”或“不能”)利用超声波测定两山之间的距离;
(5)科学工作者为了测量海底某处的深度,在探测船上向海底垂直发射超声波,如图乙所示,经过4s收到回波信号,可知此处海底的深度是多少 ?
26. 学习科学要学会利用书籍的信息进行反思,并从中获取新的信息。
(1)关于声音的速度,课本上是这样描述的:“15℃时空气中的传播速度是 340m/s”。从描述中我们可以得到:声音的传播速度与 和介质有关,一般在 中传播最慢(选填“固体”、“液体”或“气体”)。
(2)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,有较好的指向性,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,根据声信号的往返时间就可以确定目标的距离。
声呐发出的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近;如果回声的音调变低,说明目标正在远离声呐。
①人耳能够听到声呐发出的声波的频率范围是 kHz到 20kHz;狗 (选填“能”或“不能”)听到次声波。
②停在海水中的潜艇 A 继续监视潜艇 B,突然接收到经潜艇 B 反射回来的声波频率是变高的,说明潜艇 B 正在 (选填“远离”或“靠近”)潜艇 A。
③运用声呐系统向海底发射超声波可以探测海洋深度,超声波声呐 (选填“能”或“不能”)用于太空测距(比如地球与月球的距离)。
科考船对某海域的海底形状利用声呐系统进行了测绘。具体方法是: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 0.30s、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中的 (选填字母)。
A.B.C.D.
(3)雪花落入水中也会发出声波,声波频在 50000Hz 到 2×105Hz 之间,高于人们能听见的声波频率。但是,海里的鲸鱼就能听到雪花落水所产生的声响,并且这些声响令鲸鱼异常烦躁。站在鲸鱼的角度看雪花落水发出的声响 (选填“是”或“不是”)噪声。
27.看图回答下列问题。
(1)如图甲,蝙蝠靠发出 发现昆虫;这种声音 (能/不能)在真空中传播;
(2)如图乙,从玻璃罩里向外抽气的过程中铃声逐渐减小,此现象可得出 不能传声;
(3)如图丙所示,在需要安静环境的医院、学校附近,常常有禁止鸣笛的标志,这是在 处减弱噪声;
(4)如图丁所示,正在发声的音叉把小球弹开,说明音叉在 ,小球被弹开的幅度越大, 越大。(选填“响度/音调”)
28.舞剧《千手观音》是在广为流传的千手观音故事的基础上重新创作的,演绎了一段极具寓言色彩的故事。图为由张继钢担任编剧、编导的大型舞剧《千手观音》登上了国家大剧院的舞台时的剧照。
(1)如图所示,观众看不见领舞者身后站着的其她舞蹈者,这是因为光的 的缘故;
(2)佛光普照,梵音如丝,聆听脱俗乐音,我们能分辨出究竟是何种乐器在发声,因为不同的乐器发声,其 是不同的。(填“音调”、“音色”或“响度”);
(3)聋哑少女听不清声音,她们是如何感知音乐节奏的?训练中,技术人员通过加大音量,使音箱、舞台产生 ,从而使靠在音箱上或站在舞台上的聋哑少女感觉到音乐节奏的变化。
29.小华在学习了超声波测距后,了解到公安部门可以利用超声波监测汽车是否违章超速驾驶。如图所示,停在公路旁的公安巡逻车有一台测速仪,每隔1秒发出和接收一次超声波信号,超声波在空气中传播的速度为340m/s。
(1)被测汽车的驾驶员能不能听到测速仪发出的超声波信号?
(2)巡逻车上的测速仪从第一次发出超声波到接收到被测汽车反射回来的超声波的时间差为0.3s,则被测汽车第一次接收到超声波时距离巡逻车多远?
(3)巡逻车上的测速仪第二次发出并接收到被测汽车反射回来的超声波信号的时间差为0.2s,则被测汽车第二次接收到超声波时距离巡逻车多远?
(4)被测车的车速为多少km/h?
30.学习科学要学会利用书籍的信息进行反思,并从中获取新的信息。
(1)关于声音的速度,课本上是这样描述的:“时空气中的传播速度是”。从描述中我们可以得到:声音的传播速度与介质种类和 有关。
(2)声呐能够向水中发射声波,声波的频率大多在之间,由于这种声波的频率较高,有较好的指向性,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,根据声信号的往返时间就可以确定目标的距离。声呐发出的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近;如果回声的音调变低,说明目标正在远离声呐。
①人耳能够听到声呐发出的声波的频率范围是 到;狗 (选填“能”或“不能”)听到次声波。
②停在海水中的潜艇A继续监视潜艇B,突然接收到经潜艇B反射回来的声波频率是变高的,说明潜艇B正在 (选填“远离”或“靠近”)潜艇A。
③科考船对某海域的海底形状利用声呐系统进行了测绘。具体方法是:在经过该海域水平面等间距的五个位置时,向海底定向发射超声波,测得回收信号的时间分别为。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中的 (选填字母)。
A. B. C. D.
④如图甲、乙、丙所示曲线为科考船声呐系统收录三种动物叫声声波形图,其中音调最高的是图 ;蓝鲸的质量是已知海洋动物质量最大的,海洋动物质量越大,其叫声越是响亮而低沉,图 (选填“甲”、“乙”或“丙”)最有可能是蓝鲸发出的。
(3)雪花落入水中也会发出声波, 声波频率在到之间,高于人们能听见的声波频率。但是,海里的鲸鱼就能听到雪花落水所产生的声响,并且这些声响令鲸鱼异常烦躁。站在鲸鱼的角度看雪花落水发出的声响 (选填“是”或“不是”)噪声。
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$第二章声现象(综合题30道)