内容正文:
第二章 声现象
第3节 声的利用
知识要点分类练 夯实基础
知识点 1 声波与信息
1.下列事例中属于利用声波传递信息的是( )
①汽车上的倒车雷达
②医用B超诊断仪
③利用超声波进行焊接
④超声波排除人体内结石
⑤利用声呐探测鱼群位置
⑥铁路工人用铁锤敲击钢轨检查螺栓是否松动
A.①②⑤⑥ B.②③⑤⑥
C.③④⑤⑥ D.①②③④
2.家用轿车上的“倒车雷达”利用了 原理,它表明声波能传递 。如图2-3-1所示为某轿车的倒车雷达,当探头发出的超声波在0.01 s后被接收器接收到时,倒车雷达开始报警。若超声波的传播速度为340 m/s,请你计算此时轿车与障碍物之间的距离为 m。
知识点 2 声波与能量
3.(2024洛阳校级期中)下列事例中,主要利用了声波传递能量的是 ( )
A.用听诊器给病人诊病
B.用超声波给工件探伤
C.用次声波预报海啸
D.用超声波清洗眼镜
4.如图2-3-2所示,将一支点燃的蜡烛放在扬声器的前方,当扬声器发出较强的声音时,可以看到烛焰随着音乐的节奏晃动。扬声器的纸盆由于 发出声音,声音通过 传到烛焰处,烛焰的晃动说明声波具有 。
B规律方法综合练 能力达标
5.2023年12月,甘肃临夏州积石山县发生6.2级地震,如表所示是在震前28 s兰州市民手机接收到的预警信息,则地震横波的传播速度约为 m/s(结果保留整数);一些被困人员,通过敲击物体使其发出声音从而及时获救,这说明声波能够传递 (选填“信息”或“能量”)。
28s后地震横波预计到达兰州市城关区,震中距你100.6 km
震中甘肃积石山
预警震级6.5
预估烈度4.8强烈震感
创新情境拓展练 素养提升
6.[跨学科实践]声呐发射的声波频率大多在10 kHz~30 kHz,由于这种声波的频率较高,可以形成较强指向性。声波传播时遇到潜艇、水雷、鱼群等目标,就会被反射回来,根据声呐接收的声信号的时间可以确定目标的距离。声呐探测的目标如果是运动的,反射回来的声波的音调就会有所变化。
(1)停在海水中的潜艇A 监测到离它一段距离的潜艇B 反射回来的声波频率是变高的,说明潜艇 B 在 (选填“靠近”或“远离”)潜艇A。
(2)科考船利用声呐对某海域水平面等间距的A、B、C、D、E五个位置测绘时,测得回收信号的时间分别为 0.30 s、0.16 s、0.30 s、0.14s、0.30 s。根据时间,可以绘出该海域海底的大致形状为图2-3-3中的 。
重难突破(二)回声的相关计算
1.(2024 开封校级月考)国庆期间,爸爸带小明到信阳鸡公山游玩,小明向远处的山崖大喊一声,约3 s 听到回声,则他们距山崖大约 m;爬山过程中,突然电闪雷鸣,小明在看到闪电后约6s 听到雷声,则小明距闪电产生的地方大约 m。(假设声在空气中传播速度为340 m/s)
2.(2024安阳林州校级期末)科学考察工作者为了测量海底某处的深度,由海面向海底垂直发射超声波,经过14 s收到回波信号。该处海水深 m(声在海水中的传播速度约为1500 m/s)。这种方法 (选填“能”或“不能”)用来测量地球和月球之间的距离。
3.(2024 郑州管城区校级月考)如图ZT-2-1所示为一种身高测量仪,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5× 已知感应器距测高台的高度为2.5m,空气中的声速取340m/s,根据以上信息请解答以下问题:
(1)该仪器 (选填“可以”或“不可以”)在月球上使用,理由: 。
(2)该同学的身高是多少?
4.(2024 郑州管城区校级月考)如图ZT-2-2 所示是我国“奋斗者号”载人潜水器。在某次下潜实验中,若潜水器匀速下潜的速度为20 m/s,从接触水面开始计时,60 s时悬停在海中某一深度,向海底发射一束超声波,12 s后收到海底反射回来的超声波。超声波在海水中的速度为1500 m/s。求:
(1)潜水器在60 s内下潜的深度。
(2)收到回波信息时潜水器与海底的距离。
(3)“奋斗者号”还需多长时间潜到海底。
5.(2024郑州惠济区校级月考)周末,小王一家开车到郊外的山上游玩。如图ZT-2-3所示是小王开车到山前的示意图,一条笔直的公路通到山崖下,小王在公路上开车向着山崖的方向匀速行驶,其车上速度表显示此时的车速是54 km/h,小王开车到A 处时,按响了汽车喇叭,汽车向前行驶4 s到 B 处,小王听到了喇叭声的回声。求:(声速是340 m/s)
(1)汽车行驶的路程SAB。
(2)声音在4s 内传播的距离。
(3)发声处A 点到山崖的距离。
(4)听到回声处 B 点到山崖的距离。
6.(2023周口淮阳区校级月考)魏老师假期去某峪口游玩,他站在一个较大的山谷里,想估测山谷的宽度,他大喊一声后经过0.4s听到右面山崖反射回来的声音,再经过0.6s听到左面山崖反射回来的声音。请你帮魏老师解决以下问题:(声音在 空气中 的传播速度取340 m/s)
(1)求这个山谷的宽度。
(2)魏老师要回到山谷中间的公路上至少应走多远的路程?
7. (2023漯河召陵区期中)如图ZT-2-4 所示,A 是一辆装有超声测速装置的警车,它正匀速行驶在一平直的公路上执勤,某时刻向前方360 m处一静止在路边的大卡车发射第一个超声波信号后,经过2 s接收到反射回来的信号。(已知超声波的传播速度为340 m/s)
(1)从警车发射信号到接收到返回的信号,声波通过的距离是多少?
(2)求警车的速度。
(3)某时刻有一辆速度为30 m/s的小汽车刚好超越警车,行驶一段时间后警车在距小汽车62 m时发出第二个信号,求警车从发射信号到接收到返回的信号所用的时间。(设警车和小汽车的速度都保持不变,结果保留两位小数)
第3节 声的利用
1. A 2. 回声定位 信息 1.7
3. D 4.振动 空气 能量
5. 3593 信息 6. (1)靠近 (2)B
重难突破(二)回声的相关计算
1. 5102040 2. 10500 不能
3.(1)不可以 真空不能传声
(2)根据题意可知,超声波信号的速度v=340m/s,
由 可知,这段时间内声传播的距离
感应器与该同学头顶的距离:
该同学的身高: 0.85 m=1.65m。
4.(1)潜水器在60s内下潜的深度:
(2)从发射超声波到12 s后收到信息,超声波传播的路程: 1500 m/s×12s=1.8×10⁴m;
收到信息时潜水器到海底的距离:
9000m。
(3)潜水器潜到海底还需要的时间:
5. (1)汽车的速度: v = 54 km/h =15 m/s;
根据 可得,汽车行驶的路程:
(2)根据 可得,声音在4s 内传播的距离: 1360m。
(3)根据题意可知,声音在 4s 内传播的路程与汽车在4s 内行驶的路程之和等于发声处A 点到山崖的距离的两倍,即
所以发声处 A 点到山崖的距离:
(4)听到回声处 B 点到山崖的距离:
6. (1)由 可得,经过0.4s 听到来自右面的回声时,声音所传播的路程: 再经过0.6s听到来自左面的回声时,声音所传播的路程: (0.4s+0.6s)=340m;
山谷的宽度:
(2)魏老师喊话时到右侧山崖的距离:
山谷中间到右侧山崖的距离:
魏老师要回到山谷中间的公路上至少应走的距离:
7.(1)从警车发射信号到接收到返回的信号,声波通过的距离:
340m/s×2s=680m。
(2)设警车移动的距离为 360 m,由题意可得: 第
警车移动的距离: 360m-680m=40m,
警车的速度:
(3)设警车发出信号后经过t₁时间信号到达小汽车,警车与小汽车的距离s'=62m,则代入数据得, 解得
信号经过小汽车反射后再到达警车的时间为 t₂,则
代入数据得, 解得
故警车从发射信号到接收到返回的信号所用的时间为 0.18s=0.38s。
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