内容正文:
第05讲 声音的产生与传播解析版
内容导航
01 预习航标→ 析目标·明方向:预习导航精准定向
02 教材全解→ 析教材·学新知:情境概念深度构
情境启思:从生活或问题出发,激发兴趣
概念构建:梳理核心概念,形成知识框架
考点精讲:聚焦常考要点,讲清逻辑
例题精析:典型题目带路,学会解题思路
即练固基:趁热打铁练一练,巩固刚学内容
03 过关检测→ 练考点·强落实:过关检测分层提
关键词
学习目标导航
振动
介质
声速
回声
1. 通过动手实验,掌握声音产生、传播的必备条件
2. 明确一切发声物体都在振动,振动停止则发声停止
3. 清楚声音传播依赖介质,不同介质中声速大小存在差异
4. 学会利用回声公式计算距离,掌握回声应用场景
学习重点:通过实验探究声音的产生原理、声音传播需要介质
学习难点:回声测距计算区分原声与回声的临界距离
情|境|导|入
【问题思考】生活中随处存在各类声音:人说话的嗓音、山间流水声、吹笛子的乐曲、夏日雷雨轰鸣、天坛回音壁的回声。大家可以思考:这些声响都是怎么出现的?声音又是如何传到我们耳朵里的?
知|识|梳|理
1.声音的产生:一切声音由物体振动产生;振动停止,发声立刻停止。
2.声源:物理学中,把正在振动发声的物体称为声源;固体、液体、气体均可作为声源。
3.声音的传播:(1)传播必须依靠介质(能传递声音的物质);
(2)真空无介质,真空完全无法传递声音;
(3)声音以声波形式向四周扩散传播。
4.声速:(1)物理意义:描述声音传播快慢的物理量,
(2)物理方法:比值定义公式:
(3)影响声速大小因素:介质种类(固>液>气)和介质温度。
(4)标准定值:15℃常温空气,声速固定为 340m/s;温度越高,空气中声速越大。
5.回声:
(1)定义:声音在传播过程中碰到障碍物被反射回来的现象叫做回声。
(2)人耳能区分回声与原声的条件:回声到达人耳比原声晚0.1s以上,当声速为340m/s时,障碍物距人耳至少为17m。
考|点|解|析
知识点01 声音的产生
1. 声音的产生
【实验1】把橡皮筋拉紧固定在笔盒两端,轻轻拨动橡皮筋,橡皮筋持续来回抖动,同时人耳能清晰听见橡皮筋发出的声响;将手掌轻贴正在播放音乐的音响扬声器表面,手掌会明显感受到扬声器外壳持续震动。
现象总结:发声的橡皮筋、扬声器都存在肉眼或触觉可感知的振动。
【实验2】取一个空水杯,用橡皮薄膜紧绷封住杯口,手指轻敲橡皮膜,能听见“嘭嘭”的敲击声,这时能观察导橡皮膜的振动吗?若在橡皮膜表面放置少量轻质泡沫塑料,再次敲击橡皮膜,在听见响声的同时,会观察到泡沫不断上下弹跳,这是为什么?
现象总结:橡皮膜发声时本身在振动,微小振动无法直接观察,泡沫颗粒被振动的橡皮膜弹起,将看不见的微小振动转化为直观可见的颗粒跳动,该方法为物理实验常用的转换法。
【实验3】如图 (a),在音叉一侧叉臂固定一根细钢针;用橡胶锤敲击音叉使其发声,手持熏黑的玻璃片快速水平划过钢针针尖,玻璃片表面会留下图 (b) 连续、规律的锯齿形划痕。
现象解读:锯齿状痕迹是钢针来回往复运动留下的,证明发声状态下的音叉正在做往复振动。
【归纳总结】
1.声源:物理学中,正在振动发声的物体,叫做声源。
2.声音产生的本质:声音的产生根源是物体的振动。当物体振动停止时,发声也会随之停止。
(注意:振动停止仅代表 “不再产生新的声音”,已经传播出去的声波会继续在介质中传播,不会立刻消失。)
3.转换法:对于一些看不见、摸不着的东西,常用一些非常直观的现象去认识或用易测量的物理量间接的测量,这种研究方法称为转换法。
4.声源的分类:固体;液体;气体。
【例1】(24-25八年级上新疆阿克苏阶段检测)小明在探究“声音是由物体振动产生的”实验中,用正在发声的音叉紧靠悬线下的轻质小球,发现小球被多次弹开,如图所示。下列说法正确的是( )
A.音叉发声是由于小球的振动产生的
B.音叉发声是由周围空气振动产生的
C.该实验也能说明空气能传播声音
D.实验中把音叉的微小振动转换成小球的跳动,是为了增大声音的响度
【答案】C
【详解】AB.该实验中,声音是由音叉的振动产生的,故AB错误;
C.实验中,小明能听到音叉发出的声音,说明声音是通过空气传播到人耳的,故C正确;
D.实验中,小球多次被音叉弹开,是为了把音叉的微小振动转化为轻质小球的跳动,便于观察,故D错误。故选C。
【归纳总结】
1. 声源正在发声的物体叫声源,固体、液体、气体都能成为声源。
2. 易混易错点:
振动停止,发声停止,但已产生的声音会继续传播,不会立刻消失;
有振动≠一定能听到声音,但有声音一定有振动。
【即练1】(22-23八年级上广西河池期末)如图所示,将正在发出声音的音叉放入水中,能观察到音叉周围溅起许多水花,该实验是为了说明( )
A.液体能够传声 B.装水的容器能够传声
C.发声的音叉正在振动 D.水也可以作为声源
【答案】C
【详解】在研究声音的产生时,为了观察发声体是否振动,利用转换法将微小的振动现象放大,故把它放到水里后,能够激起水花,看到水花飞溅,就能够说明插入水中的发声音叉是在振动的。
故选C。
【即练2】(24-25八年级上全国课前预习)如图所示,在鼓面上撒一些纸屑,他用木槌敲击鼓面的时候,既能听到鼓声,又能观察到________。通过实验现象得出结论________。这种科学研究方法叫做 _________(选填“控制变量法”“转换法”或“类比法”)。将敲响的鼓面用手按住,响声会消失,这是因为_________。
【答案】纸屑在振动;声音是由物体振动产生的;振动停止;转换法.
【解析】用木槌敲击鼓面的时候,鼓面发出声音的同时,会发现纸屑会被弹起,说明发声的鼓面在振动,故可得出结论:声音是由物体振动产生的。
物体的振动有时用眼睛无法直接看到,可以通过纸屑是否被弹起判断物体是否在振动,被弹起的高度来判断物体振动幅度的大小,这种思维方法叫做转换法。
如果用手按住鼓面,鼓面的振动停止,所以声音会消失。
知识点02 声音的传播
【实验1】真空罩传声实验
把正在播放声音的音乐盒用细线悬挂在玻璃罩内部,玻璃罩内充满空气时,你是否能清晰听见音乐声?
使用抽气机逐步抽出罩内空气,随着空气减少,听到的音乐响度有什么变化?停止抽气,重新向玻璃罩通入空气,音乐声又有什么变化?
推理猜想:若将玻璃罩内空气全部抽尽形成真空,还能听到音乐声吗?。
实验结论:空气可以传播声音,真空无法传播声音。
【实验2】 液体传声实验
将发声的音乐盒用防水塑料膜密封严实,放入装满水的水缸中。
实验现象:我们能听到音乐盒发出的声音。
实验结论:液体能够传声。
【实验3】固体传声对比实验
把正在发声的蜂鸣器放在桌面上,将一只耳朵紧贴桌面,同时用手堵住另一只耳朵,仍能清晰听见蜂鸣器发出的声响。
实验现象:我们能听到蜂鸣器发出的声音。
实验结论:固体可以传声。
【归纳总结】
1.声音的传播条件:声音的传播需要介质,固体、液体、气体都可以作为传声介质。
2.真空不能传声;
3.理想实验法:这是一种在真实实验现象的基础上,通过逻辑推理得出结论的科学方法。
4.声波:声音以波的形式向四周传播。
【例1】(25-26八年级上江苏期末) 如图所示,将正在响铃的机械闹钟悬挂在与抽气机相连的密闭玻璃罩内。用抽气机不断抽气,听到声音______,关闭阀门停止抽气。为有利于推理,停止抽气后,接下来的操作和观察是:______。最终得出的结论是______。
【答案】逐渐减小 打开阀门让空气进入玻璃罩,听到的声音逐渐增大 声音的传播需要介质,真空不能传声
【详解】[1][2][3]用抽气机不断抽气,玻璃罩内空气越来越少,听到声音逐渐减小。为有利于推理,停止抽气后,接下来应该打开阀门让空气进入玻璃
罩,玻璃罩内空气变多,听到的声音逐渐增大。由此推理可知,当玻璃罩内的空气被全部抽走,处于真空状态时,将听不到闹钟的声,说明声音的传播需要介质,真空不能传声。
【归纳总结】在探究声音产生时,应用了转换法和归纳法。在探究“真空不能传声”时,应用了实验推理法。
【即练1】(25-26八年级上全国课后作业)探究“声音是怎样产生的”实验中,侯老师将正在发声的音叉放入水中,这样做主要是为了( )
A.延长音叉的振动时间
B.使音叉的振动尽快停下来
C.观察水振动发声情况
D.将音叉的微小振动放大,便于观察
【答案】D
【详解】音叉发声时的振动较难观察,侯老师将正在发声的音叉放入水中时,音叉溅起了水花,这样做主要是将音叉的微小振动进行了放大,便于观察现
象,故选D。
【即练2】(26-27八年级全国暑假作业) 如图所示,将正在发声的手机悬挂在广口瓶内,用抽气机逐渐抽出瓶内的空气,听到的手机铃声逐渐变小。下列说法正确的是( )
A.该实验可以直接得出真空不能传声的结论
B.手机铃声是由手机的振动产生的
C.抽出空气后,手机不再振动
D.该实验说明声音只能在空气中传播
【答案】B
【详解】A.该实验用到了实验推理法,结论是推理得出的,故A错误;
B.手机铃声是由手机的振动产生的,故B正确;
C.抽出空气后手机仍在振动,只是没有介质传播声音,故C错误;
D.声音可以在固体、液体、气体中传播,故D错误。故选B.
【即练3】(25-26八年级上江苏常州期中)小明用图示装置探究“声音的产生和传播的条件”:
(1)将正在发声的闹铃悬挂在广口瓶内,用抽气机将广口瓶中的空气抽出。抽气一段时间后小明发现听到的闹铃声音没有明显变化,造成这一现象的可能原因是________(填字母);
A.闹铃声音的响度太大 B.闹铃声音的频率太高
C.未塞紧瓶塞存在漏气 D.插入广口瓶中导管不足够长
(2)调整器件完好后,用抽气筒有效地向外抽气。在逐渐抽出玻璃罩内空气的过程中,会听到铃声逐渐变________;
(3)小明在距玻璃罩不远处固定一个声波显示器,如图所示是在抽气前显示的闹铃声波,则有效抽气一会后,声波显示器显示的闹铃声波最可能是________(填字母);
D.
B.
A.
C.
(4)通过该实验得出结论:声音不能在真空中传播。实验中,用抽气机抽气________(能/不能)得到绝对的真空环境,实验结论是通过________(填字母)得出的;
A.科学推测 B.实验验证 C.数据归纳
【答案】(1)C
(2)小
(3)B
(4)不能 A
【详解】(1)A.闹铃声音响度大不是声音无明显变化的原因,故A不符合题意;
B.闹铃声音频率高与声音无明显变化无关,故B不符合题意;
C.若未塞紧瓶塞存在漏气,瓶内空气无法有效抽出,声音仍可通过空气传播,所以听到闹铃声音无明显变化,故C符合题意; D.插入广口瓶中导管不足够长也不会导致声音无明显变化,故D不符合题意。
故选C。
(2)声音的传播需要介质,用抽气筒有效地向外抽气,玻璃罩内空气逐渐减少,声音传播的介质减少,所以会听到铃声逐渐变小。
(3)抽气前有空气,声音响度大,抽气后空气减少,声音响度变小。图中声波振幅大表示响度大,有效抽气一会后,声波振幅变小,而音调(频率)不变,故B图符合。
(4)[1][2]用抽气机抽气不能得到绝对的真空环境。实验结论是通过科学推测得出的,因为无法真正达到绝对真空,而实验是根据抽气过程中声音逐渐变小的趋势进行推测:声音不能在真空中传播,故选A。
知识点03 声速
【问题思考】
1. 打雷时,我们为什么先看到闪电后听到雷声?
2. 古代侦察兵为了判断敌人骑兵的远近,常常把耳朵贴在地上听,这是什么道理?
分析:
1.发生雷电时,闪电和雷声同时发生,但是光比声音传播的快,总是先看到闪电,后听到雷声。
2.骑兵奔跑的声音会通过大地和空气同时传播,而声音在固体中的传播速度远大于在空气中的速度,所以把耳朵贴在地上,能更早听到骑兵的动静,提前判断敌情。
【总结归纳】
1.声速:
定义:表示声音传播的快慢,大小等于声音在1秒内传播的距离。
2.影响声速的因素:
介质的种类:声音在不同介质中的传播速度一般是:
介质的温度:声速随温度升高而增大。我们常说的空气中的声速,一般指的是15℃空气中的声速为340m/s。
3回声:
(1)定义:声音在传播过程中,遇到障碍物被反射回来的现象,叫做回声。
(2)人耳区分回声与原声的条件:如果传到人耳的前后两次声音的间隔超过0.1s,人耳就能将回声和原声区分开。当声速为340m/s时,人耳距反射面至少为17m。
4.回声的应用:
(1)回声测距:声音发出后向前传播,遇到障碍物反射返回人耳。我们测出声音从发出到接收到回声的总时间t,再查出声音在当前介质中的传播速度,即可计算发声点到障碍物的距离。即(注:t 是声音往返的总时间,所以距离要除以2);
(2)加强原声,声呐测海深、探测鱼群、探测沉船;
(3)汽车倒车雷达、超声波测距、地质勘探。
【例1】(25-26八年级上广东广州期中)如图为一种身高测量仪示意图,其上部的感应器发射超声波信号,经人头部反射后,被感应器接收即可测出身高。某同学站上测高台,感应器从发射到接收信号所经历的时间为0.005s。已知感应器到测高台的距离为2.6m,空气中的声速为340m/s,该同学身高为( )
A.1.75m B.1.70m C.1.65m D.1.60m
【答案】A
【详解】同学的头顶到感应器的距离s==340m/s×0.005s=0.85m
故选A。 故BCD不符合题意,A符合题意。该同学的身高h=h1-s=2.6m-0.85m=1.75m
【探究归纳利用超声波反射测距,公式为(t 为往返总时间,需除以2计算单程距离)。
【即练1】(25-26八年级上江苏南通阶段检测)⼀列火车以 30m/s 的速度匀速驶向山崖,在某处鸣笛后 6s 听到回声,声速为 340m/s,则听到回声处距山崖__________m
【答案】930
【详解】声音在6s内传播的距离s1=v1t=340m/s×6s=2040m
火车在6s内行驶的距离s2=v2t=30m/s×6s=180m
火车驶向山崖,鸣笛后声音传播到山崖再返回,同时火车向山崖运动,因此声音传播的距离与火车行驶的距离之差,等于听到回声处到山崖距离的2倍。
听到回声处距山崖的距离= =930m。
【即练2】 (25-26八年级上陕西渭南阶段检测)阅读表中一些介质中的声速,回答问题:
一些介质中的声速v(m/s)
空气(0°C)
331
冰
3230
空气(15°C)
340
铜
3750
煤油(25°C)
1324
铝
5000
海水
1500
铁
5200
(1)声音在同种介质中的传播速度的规律是_______________;声音在不同种介质中的传播速度的规律是__________________。
(2)科学考察工作者为了测海底深度,利用声呐设备向海底垂直发射声波,经过1s收到回波信号。
①声音在遇到障碍物时会被________回来形成________;
②该处海水有多深?________
③这种方法不能用来测量地球和月球之间的距离,请说明原因。________
【答案】(1)温度越高,速度越快一般情况下,固体最快,然后是液体,最后气体
(2)①反射 回声 ②750m ③月球和地球之间是真空,真空不能传声
【详解】(1)分析表格中空气在不同温度下的声速数据,可得同种介质中,温度越高,声音的传播速度越快。
对比固体、液体、气体中的声速数据,可得一般情况下,声音在固体中的传播速度最快,液体中次之,气体中最慢。
(2)声音在遇到障碍物时会被反射回来形成回声,已知声波往返总时间t总=1s,则声波从海面到海底的单程时间t= t总 =0.5s,由表格可知海水的声速=1500m/s,根据速度公式,变形可得海水深度s==1500m/s×0.5s=750m声音的传播需要介质,地球与月球之间为真空环境,真空不能传声,因此该方法无法测量地月距离。
一、单项选择题
1.(24-25八年级上四川广西阶段检测)下列关于声的实验现象中说法错误的是( )
A.图甲,拨动张紧的橡皮筋,看到橡皮筋上下弹跳,并能听到声音,说明发声的物体在振动
B.图乙,敲击右边的音叉,左边完全相同的音叉把泡沫塑料球弹起,这个现象说明声音可以在空气中传播
C.图丙,用手使劲敲桌子,桌子发出了很大的声音,但看不到桌子的振动,说明声音不由物体的振动产生
D.如图丁,逐渐抽出真空罩内的空气,闹钟的铃声逐渐减小,可推理得出声音不能在真空中传播
【答案】C
【详解】A.用力拨动张紧的橡皮筋时,橡皮筋会振动,而我们会听到振动力的橡皮筋发出声音,说明声音是由物体振动发出的,故A正确,不符合题意;
B.敲击右边的音叉,左边完全相同的音叉把泡沫塑料球弹起,说明声音从右边的音叉传到了左边的音叉处,而两个音叉之间隔着空气,所以该实验能说明空气可以传声,故B正确,不符合题意;
C.桌子是较大的物体,用手使动敲桌子,桌子发出了很大的声音,但看不到桌子的振动,是因为发声振动不易观察,故不能说明声音物体的振动产生,故C错误,符合题意;
D.玻璃罩内空气越来越少,声音就越来越小,是因为能使声音传播的介质(空气)逐渐减少造成的,由此可以推出:真空不能传声。故D正确,不符合题意。故选C.
2.(25-26八年级上福建漳州期末)如图所示是博物馆珍藏的古代青铜“鱼洗”,注入半盆水后用双手搓把手,会发出嗡嗡声,盆内水花四溅。下列说法正确的是( )
A.“鱼洗”发出的声音只能在水中传播
B.“水花四溅”说明发声的“鱼洗”正在振动
C.多个“鱼洗”同时发声能加快声音的传播速度
D.停止搓把手后,短时间“鱼洗”仍能发出嗡嗡声,说明“鱼洗”发声不需要振动
【答案】 B
【详解】A.声音的传播需要介质,声音可以在固体、液体、气体中传播,“鱼洗”发出的声音也能在固体、液体、气体中传播,故A错误;
B.声音是由物体振动产生的,“水花四溅”说明发声的“鱼洗”正在振动,故B正确;
C.声速与介质的种类和温度有关;温度相同时,声音在同种介质中的传播速度相同,多个“鱼洗”同时发声不能加快声音的传播速度,故C错误;
D.声音是由物体振动产生的,振动停止,发声也停止。停止搓把手后,短时间“鱼洗”仍能发出嗡嗡声,说明“鱼洗"仍在振动,故D错误。故选B。
3.(2026·黑龙江哈尔滨·二模)在演示声音是由物体的振动产生的实验中(如图),刘杰同学将正在发声的音叉紧靠悬线下的泡沫塑料球,球被多次弹开。在此实验中,泡沫塑料球的作用是( )
A.使音叉的振动尽快停下来 B.使音叉的振动时间延长
C.将音叉的微小振动放大,便于观察 D.使声波多次反射,形成回声
【答案】C
【详解】由于音叉振动的幅度过小,人眼无法直接观察和区分,所以用“转换法”将这个实验效果进行放大,当把悬挂的泡沫塑料球紧靠在正在发声的音叉上时,音叉的振动将泡沫塑料球弹开,即把音叉的微小振动放大成泡沫塑料球的振动,以便于观察和进一步的研究,故C符合题意,ABD不符合题意。
故选C。
4.(25-26八年级上江苏无锡期中)天坛是我国古代工匠建造的具有奇特声学效果的回声建筑。两人分别站在东西围墙边,甲轻声说话,乙能清楚地听到对方的声音,下列说法中正确的是( )
A.回声说明声音的传播不需要时间
B.回音壁的表面越粗糙,乙听到的声音越清晰
C.两人是借助墙壁对声音的反射实现对话
D.甲的声音主要在墙壁中传播
【答案】C
【详解】A.声音的传播需要一定时间,回声是声音反射形成的,不能说明传播不需要时间,故A错误;
B.回音壁的表面越光滑,声音的反射效果越好,乙听到的声音才会越清晰;表面粗糙会使声音发生漫反射,声音会变弱,故B错误; C.声音遇到墙壁会发生反射,两人正是借助墙壁对声音的反射实现对话,故C正确;
D.甲的声音主要是在空气中传播,经墙壁反射后被乙听到,并非主要在墙壁中传播,故D错误。故选C。
5. (25-26八年级上四川期末)如图所示,将正在发声的小电铃放在与抽气机连通的密闭玻璃罩内,用抽气机把玻璃罩内的空气逐渐抽出的过程中,所听到的声音将会逐渐减弱。则下列说法正确的是( )
A.根据这个实验,用科学推理法可以得出真空不能传声的结论
B.在实验中不可能达到真空,所以无法得出真空不能传声的结论
C.该实验说明真空能传声
D.此实验现象说明声音的传播不一定需要介质
【答案】A
【详解】A,在这个实验中,随着玻璃罩内空气逐渐被抽出,听到的声音逐渐减弱。基于此实验现象,通过科学推理法可以得出真空不能传声的结论,故
A正确;
B.虽然实验中很难达到绝对真空,但可以根据空气逐渐减少时声音逐渐减弱的趋势,通过科学推理得出真空不能传声的结论,并非无法得出,故B错误;
C.实验中随着空气抽出声音减弱,说明真空不能传声,而不是真空能传声,故C错误; D.此实验现象表明声音的传播需要介质,并非不一定需要介质,故D错误。故选A.
6.(25-26八年级上·黑龙江牡丹江·期中)下列关于声速的说法中,正确的是( )
A.声音在空气中的传播速度一定是340m/s
B.声音在固体中传播速度比在液体中慢
C.铁路工人趴在铁轨上听远处火车声,是因为铁轨(固体)传声比空气快
D.声音的传播速度与温度无关
【答案】C
【详解】A.声速与介质的种类和温度有关,声音在空气中的传播速度不一定是340m/s,空气的温度不同,声音传播的速度不同,故A错误;
B.一般情况下,声音在固体中传播速度比在液体中快,故B不符合题意;
C.声音在固体中传播速度比气体中快,铁路工人趴在铁轨上听远处火车声,是因为铁轨(固体)传声比空气快,故C正确;
D.声音的传播速度与介质种类和温度都有关,故D错误;
故选C。
7.(25-26八年级上江苏盐城期末考试)在操场上体育课时,总感觉老师的声音没有在课堂上听起来响亮,下列错误的是( )
A.人耳分辨不出与原声相隔小于0.1s的回声
B.体育老师的声音的响度太小
C.在室外老师的声音向周围传开,几乎没有什么反射
D.在室内谈话时,回声与原声混在一起,使原声加强
【答案】B
【详解】A、由于室外比较宽阔,被反射回来的小于0.1s的回声很少,人耳分辨不出与原声相隔小于0.1s的回声,故正确但不符合题意;
B、在教师和操场上老师讲话的响度是相等的,故错误但符合题意;
C、在室外老师的声音向周围传开,几乎没有什么反射,故产生上述现象,故正确但不符合题意; D、在室内谈话时,回声与原声混在一起,使原声加强,故正确但不符合题意;
故选B.
8.(25-26八年级上·陕西延安·期末)如图所示是我国自主研发的“奋斗者”号载人潜水器,“奋斗者”号载人潜水器在执行某次任务时,以20m/s的速度从海面开始匀速下潜,下潜51s时潜水器的探测声呐向海底沿竖直方向发射一束超声波,收到回声信息时潜水器距离海底9620m,已知超声波在海水中的速度是1500m/s。下列说法正确的是( )
A.此海域的海水深度为10640m B.经过13s后潜水器收到回声信息
C.发射超声波时潜水器距离海底9750m D.超声波在海水中传播的距离为19760m
【答案】B
【分析】先利用收到回声时的海底距离、超声波与潜水器的速度差求出往返时间,再依次计算发射时的海底距离、海域总深度、超声波传播路程。
【详解】BC.设从发出声波时距海底的距离s1,潜水器从发出声波至收到回声信息的时间为t,则收到回声信息时潜水器距离海底为
故可得潜水器从发出声波至收到回声信息的时间为
发射超声波时潜水器距离海底为,故B正确,C错误;
A.此海域的深度为潜水器下潜51s的运动距离s潜与声波到达海底的距离s1之和,即,故A错误;
D.超声波在海水中传播的距离为,故D错误。
故选B。
二、填空题
9.(24-25八年级上陕西渭南期中)如图所示,箜篌是我国特有的一种大型拨弦乐器。它是靠琴弦______产生乐音,当从左到右拨动琴弦时(琴弦长度逐渐减小),所产生乐音的音调逐渐______(选填“变高”或“变低”),声音以______的形式向外传播。
【答案】 振动 变高 波
【详解】[1]由于一切声音都是由物体的振动产生的,所以弹奏箜时,琴弦振动发声。
[2]由于从左到右拨动琴弦时,琴弦长度逐渐减小,所以拨动琴弦时,琴弦振动的速度越来越快,频率会越来越大,所产生乐音的音调逐渐变高
[3]声音在传播时,是以声波的形式向外传播,所以琴弦振动产生的声音是以波的形式向外传播。
10.(25-26八年级上·广东清远·期中)如题1图,用两个圆纸盒、一根棉线做成“土电话”,用“土电话”能实现10m间的通话,这表明声音可以在_____(选填“固体”“液体”或“气体”)中传播;如题2图,两个同学拍手后发现鱼儿惊慌地游动,说明液体_____(选填“能”或“不能”)传播声音。如题3图,把正在响铃的闹钟放在玻璃罩内,逐渐抽出玻璃罩内的空气,听到铃声越来越小,这个实验说明_____。
【答案】 固体 能 真空不能传声
【详解】[1]细棉线是固体,能实现通话,这表明声音可以在固体中传播。
[2]拍手声通过水(液体)传播,使鱼儿惊动,说明液体能传播声音。
[3]把正在响铃的闹钟放在玻璃罩内,逐渐抽出其中的空气,能传声的介质变少,故听到罩内闹钟的铃声逐渐减弱,最后几乎听不到铃声;推理如果玻璃罩内被抽成真空,我们将听不到声音,说明真空不能传声。
11.(24-25八年级上上海浦东新期中) 声音在介质中传播,遇到障碍物时,一部分被反射回来,形成_________。如果传到人耳的前后两次声音的时间间隔超过0.1_________(填单位),人耳就能将两个声音区分开。物理老师在教室里的说话声,_________(选填“有”或“没有”)形成回声。
【答案】 回声 s/秒 没有
【详解】声音在传播过程中,碰到障碍物,有一部分声能被反射回来,这种反射回来的声叫“回声”;如果回声到达人耳比原声晚0.1秒,人耳就能分辨出两个声音,听到回声,否则回声与原声会混在一起,加强原声。教室的长度一般约为10m,则物理老师在教室里的说话声,声音又传回耳边的时间为
所以没有形成回声。
三、实验题
12.(25-26八年级上江西南昌阶段检测)在探究声音的产生与传播时,小明和小华一起做了图中的三个实验。
(1)如图甲所示,用悬挂着的乒乓球接触正在发声的音叉,可观察到乒乓球被弹开,它说明了声音是由物体_____产生的。此探究中悬挂着的乒乓球的作用是将音叉的振动放大,这是物理实验探究中的一种重要方法,我们称它为_____法;
(2)实验评估:小红认为图甲装置设计有缺陷,先将音叉贴近乒乓球,然后再敲击音叉,分不清是音叉振动使乒乓球弹开还是敲击音叉的动作使乒乓球弹开。
方案改进:_____________________________________________(请简要写出)。
(3)用小锤敲击图乙右侧音叉,左侧靠近音叉的小球被弹开,由此说明_____能传播声音。
(4)如图丙所示,把正在响铃的闹钟放在玻璃罩内,逐渐抽出其中的空气,听到的声音会逐渐__________(选填“变大”或“变小”),甚至最后听不到声音,这个实验说明了:真空_____(选填“能”或“不能”)传声。
(5)用抽气机抽气过程中,闹钟的声音变化不大,原因可能是:_____;
A.装置中某处漏气 B.闹钟铃声过大 C.接抽气机连接管太长
【答案】 (1) 振动 转换
(2)先敲击音叉,再将悬挂的乒乓球慢慢靠近音叉,观察乒乓球是否被弹开
(3)空气
(4)变小 不能
(5)A
【详解]【】(1)乒乓球被发声的音叉弹开,说明声音是由物体振动产生的;将音叉微小的不易观察的振动,转换为明显的乒乓球弹开现象,这种
实验方法叫做转换法。
(2)原操作的问题是无法区分是敲击动作还是音叉振动使乒乓球弹开,改进为先让音叉振动,再用乒乓球靠近音叉,即可排除敲击动作的干扰,验证音叉的振动。
(3)敲击右侧音叉,声音通过空气传播使左侧音叉振动,将小球弹开,因此说明空气可以传声。
(4)声音传播需要介质,逐渐抽出玻璃罩内的空气,传声的介质减少,因此听到的声音会逐渐变小;最终几乎听不到声音,说明真空不能传声,
(5)抽气后声音变化不大,说明玻璃罩内空气没有被有效抽出,最可能的原因是装置漏气,空气无法被抽净,因此声音变化不明显,
故选A
四、计算题
13.(23-24八年级上辽宁鞍山阶段检测)中国高铁享誉全球,一列从深圳开往北京的高铁,车身长度120m,途中高铁完全通过一座桥的时间为10s,桥的长度为680m。求:
(1)求高铁完全通过桥时的速度为多少千米每小时;
(2)工作人员站在站台,能听到高铁在站台鸣笛的声音遇到大山反射回来的回声。若高铁从站在站台的他身边经过时鸣笛,工作人员4s后听到回声,求高铁站与大山的距离。(设声音在空气中的传播速度为340m/s)
【答案】(1)288km/h
(2)680m
【详解】(1)高铁完全通过桥行驶的路程为s=s车+s桥=120m+680m=800m
则高铁的速度v= = =80m/s=288km/h
(2)声音在4s内传播的路程s声=声t声=340m/s×4s=1360m,则高铁站与大山的距离s声=×1360m=680m
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第05讲 声音的产生与传播
内容导航
01 预习航标→ 析目标·明方向:预习导航精准定向
02 教材全解→ 析教材·学新知:情境概念深度构
情境启思:从生活或问题出发,激发兴趣
概念构建:梳理核心概念,形成知识框架
考点精讲:聚焦常考要点,讲清逻辑
例题精析:典型题目带路,学会解题思路
即练固基:趁热打铁练一练,巩固刚学内容
03 过关检测→ 练考点·强落实:过关检测分层提
关键词
学习目标导航
振动
介质
声速
回声
1. 通过动手实验,掌握声音产生、传播的必备条件
2. 明确一切发声物体都在振动,振动停止则发声停止
3. 清楚声音传播依赖介质,不同介质中声速大小存在差异
4. 学会利用回声公式计算距离,掌握回声应用场景
学习重点:通过实验探究声音的产生原理、声音传播需要介质
学习难点:回声测距计算区分原声与回声的临界距离
情|境|导|入
【问题思考】生活中随处存在各类声音:人说话的嗓音、山间流水声、吹笛子的乐曲、夏日雷雨轰鸣、天坛回音壁的回声。大家可以思考:这些声响都是怎么出现的?声音又是如何传到我们耳朵里的?
知|识|梳|理
1.声音的产生:一切声音由物体振动产生;振动停止,发声立刻停止。
2.声源:物理学中,把正在振动发声的物体称为声源;固体、液体、气体均可作为声源。
3.声音的传播:(1)传播必须依靠介质(能传递声音的物质);
(2)真空无介质,真空完全无法传递声音;
(3)声音以声波形式向四周扩散传播。
4.声速:(1)物理意义:描述声音传播快慢的物理量,
(2)物理方法:比值定义公式:
(3)影响声速大小因素:介质种类(固>液>气)和介质温度。
(4)标准定值:15℃常温空气,声速固定为 340m/s;温度越高,空气中声速越大。
5.回声:
(1)定义:声音在传播过程中碰到障碍物被反射回来的现象叫做回声。
(2)人耳能区分回声与原声的条件:回声到达人耳比原声晚0.1s以上,当声速为340m/s时,障碍物距人耳至少为17m。
考|点|解|析
知识点01 声音的产生
1. 声音的产生
【实验1】把橡皮筋拉紧固定在笔盒两端,轻轻拨动橡皮筋,橡皮筋持续来回抖动,同时人耳能清晰听见橡皮筋发出的声响;将手掌轻贴正在播放音乐的音响扬声器表面,手掌会明显感受到扬声器外壳持续震动。
现象总结:发声的橡皮筋、扬声器都存在肉眼或触觉可感知的振动。
【实验2】取一个空水杯,用橡皮薄膜紧绷封住杯口,手指轻敲橡皮膜,能听见“嘭嘭”的敲击声,这时能观察导橡皮膜的振动吗?若在橡皮膜表面放置少量轻质泡沫塑料,再次敲击橡皮膜,在听见响声的同时,会观察到泡沫不断上下弹跳,这是为什么?
现象总结:橡皮膜发声时本身在振动,微小振动无法直接观察,泡沫颗粒被振动的橡皮膜弹起,将看不见的微小振动转化为直观可见的颗粒跳动,该方法为物理实验常用的转换法。
【实验3】如图 (a),在音叉一侧叉臂固定一根细钢针;用橡胶锤敲击音叉使其发声,手持熏黑的玻璃片快速水平划过钢针针尖,玻璃片表面会留下图 (b) 连续、规律的锯齿形划痕。
现象解读:锯齿状痕迹是钢针来回往复运动留下的,证明发声状态下的音叉正在做往复振动。
【归纳总结】
1.声源:物理学中,正在振动发声的物体,叫做声源。
2.声音产生的本质:声音的产生根源是物体的振动。当物体振动停止时,发声也会随之停止。
(注意:振动停止仅代表 “不再产生新的声音”,已经传播出去的声波会继续在介质中传播,不会立刻消失。)
3.转换法:对于一些看不见、摸不着的东西,常用一些非常直观的现象去认识或用易测量的物理量间接的测量,这种研究方法称为转换法。
4.声源的分类:固体;液体;气体。
【例1】(24-25八年级上新疆阿克苏阶段检测)小明在探究“声音是由物体振动产生的”实验中,用正在发声的音叉紧靠悬线下的轻质小球,发现小球被多次弹开,如图所示。下列说法正确的是( )
A.音叉发声是由于小球的振动产生的
B.音叉发声是由周围空气振动产生的
C.该实验也能说明空气能传播声音
D.实验中把音叉的微小振动转换成小球的跳动,是为了增大声音的响度
【归纳总结】
1. 声源正在发声的物体叫声源,固体、液体、气体都能成为声源。
2. 易混易错点:
振动停止,发声停止,但已产生的声音会继续传播,不会立刻消失;
有振动≠一定能听到声音,但有声音一定有振动。
【即练1】(22-23八年级上广西河池期末)如图所示,将正在发出声音的音叉放入水中,能观察到音叉周围溅起许多水花,该实验是为了说明( )
A.液体能够传声 B.装水的容器能够传声
C.发声的音叉正在振动 D.水也可以作为声源
【即练2】(24-25八年级上全国课前预习)如图所示,在鼓面上撒一些纸屑,他用木槌敲击鼓面的时候,既能听到鼓声,又能观察到________。通过实验现象得出结论________。这种科学研究方法叫做 _________(选填“控制变量法”“转换法”或“类比法”)。将敲响的鼓面用手按住,响声会消失,这是因为_________。
知识点02 声音的传播
【实验1】真空罩传声实验
把正在播放声音的音乐盒用细线悬挂在玻璃罩内部,玻璃罩内充满空气时,你是否能清晰听见音乐声?
使用抽气机逐步抽出罩内空气,随着空气减少,听到的音乐响度有什么变化?停止抽气,重新向玻璃罩通入空气,音乐声又有什么变化?
推理猜想:若将玻璃罩内空气全部抽尽形成真空,还能听到音乐声吗?。
实验结论:空气可以传播声音,真空无法传播声音。
【实验2】 液体传声实验
将发声的音乐盒用防水塑料膜密封严实,放入装满水的水缸中。
实验现象:我们能听到音乐盒发出的声音。
实验结论:液体能够传声。
【实验3】固体传声对比实验
把正在发声的蜂鸣器放在桌面上,将一只耳朵紧贴桌面,同时用手堵住另一只耳朵,仍能清晰听见蜂鸣器发出的声响。
实验现象:我们能听到蜂鸣器发出的声音。
实验结论:固体可以传声。
【归纳总结】
1.声音的传播条件:声音的传播需要介质,固体、液体、气体都可以作为传声介质。
2.真空不能传声;
3.理想实验法:这是一种在真实实验现象的基础上,通过逻辑推理得出结论的科学方法。
4.声波:声音以波的形式向四周传播。
【例1】(25-26八年级上江苏期末) 如图所示,将正在响铃的机械闹钟悬挂在与抽气机相连的密闭玻璃罩内。用抽气机不断抽气,听到声音______,关闭阀门停止抽气。为有利于推理,停止抽气后,接下来的操作和观察是:______。最终得出的结论是______。
【归纳总结】在探究声音产生时,应用了转换法和归纳法。在探究“真空不能传声”时,应用了实验推理法。
【即练1】(25-26八年级上全国课后作业)探究“声音是怎样产生的”实验中,侯老师将正在发声的音叉放入水中,这样做主要是为了( )
A.延长音叉的振动时间
B.使音叉的振动尽快停下来
C.观察水振动发声情况
D.将音叉的微小振动放大,便于观察
【即练2】(26-27八年级全国暑假作业) 如图所示,将正在发声的手机悬挂在广口瓶内,用抽气机逐渐抽出瓶内的空气,听到的手机铃声逐渐变小。下列说法正确的是( )
A.该实验可以直接得出真空不能传声的结论
B.手机铃声是由手机的振动产生的
C.抽出空气后,手机不再振动
D.该实验说明声音只能在空气中传播
【即练3】(25-26八年级上江苏常州期中)小明用图示装置探究“声音的产生和传播的条件”:
(1)将正在发声的闹铃悬挂在广口瓶内,用抽气机将广口瓶中的空气抽出。抽气一段时间后小明发现听到的闹铃声音没有明显变化,造成这一现象的可能原因是________(填字母);
A.闹铃声音的响度太大 B.闹铃声音的频率太高
C.未塞紧瓶塞存在漏气 D.插入广口瓶中导管不足够长
(2)调整器件完好后,用抽气筒有效地向外抽气。在逐渐抽出玻璃罩内空气的过程中,会听到铃声逐渐变________;
(3)小明在距玻璃罩不远处固定一个声波显示器,如图所示是在抽气前显示的闹铃声波,则有效抽气一会后,声波显示器显示的闹铃声波最可能是________(填字母);
D.
B.
A.
C.
(4)通过该实验得出结论:声音不能在真空中传播。实验中,用抽气机抽气________(能/不能)得到绝对的真空环境,实验结论是通过________(填字母)得出的;
A.科学推测 B.实验验证 C.数据归纳
知识点03 声速
【问题思考】
1. 打雷时,我们为什么先看到闪电后听到雷声?
2. 古代侦察兵为了判断敌人骑兵的远近,常常把耳朵贴在地上听,这是什么道理?
分析:
1.发生雷电时,闪电和雷声同时发生,但是光比声音传播的快,总是先看到闪电,后听到雷声。
2.骑兵奔跑的声音会通过大地和空气同时传播,而声音在固体中的传播速度远大于在空气中的速度,所以把耳朵贴在地上,能更早听到骑兵的动静,提前判断敌情。
【总结归纳】
1.声速:
定义:表示声音传播的快慢,大小等于声音在1秒内传播的距离。
2.影响声速的因素:
介质的种类:声音在不同介质中的传播速度一般是:
介质的温度:声速随温度升高而增大。我们常说的空气中的声速,一般指的是15℃空气中的声速为340m/s。
3回声:
(1)定义:声音在传播过程中,遇到障碍物被反射回来的现象,叫做回声。
(2)人耳区分回声与原声的条件:如果传到人耳的前后两次声音的间隔超过0.1s,人耳就能将回声和原声区分开。当声速为340m/s时,人耳距反射面至少为17m。
4.回声的应用:
(1)回声测距:声音发出后向前传播,遇到障碍物反射返回人耳。我们测出声音从发出到接收到回声的总时间t,再查出声音在当前介质中的传播速度,即可计算发声点到障碍物的距离。即(注:t 是声音往返的总时间,所以距离要除以2);
(2)加强原声,声呐测海深、探测鱼群、探测沉船;
(3)汽车倒车雷达、超声波测距、地质勘探。
【例1】(25-26八年级上广东广州期中)如图为一种身高测量仪示意图,其上部的感应器发射超声波信号,经人头部反射后,被感应器接收即可测出身高。某同学站上测高台,感应器从发射到接收信号所经历的时间为0.005s。已知感应器到测高台的距离为2.6m,空气中的声速为340m/s,该同学身高为( )
A.1.75m B.1.70m C.1.65m D.1.60m
【探究归纳利用超声波反射测距,公式为(t 为往返总时间,需除以2计算单程距离)。
【即练1】(25-26八年级上江苏南通阶段检测)⼀列火车以 30m/s 的速度匀速驶向山崖,在某处鸣笛后 6s 听到回声,声速为 340m/s,则听到回声处距山崖__________m
【即练2】 (25-26八年级上陕西渭南阶段检测)阅读表中一些介质中的声速,回答问题:
一些介质中的声速v(m/s)
空气(0°C)
331
冰
3230
空气(15°C)
340
铜
3750
煤油(25°C)
1324
铝
5000
海水
1500
铁
5200
(1)声音在同种介质中的传播速度的规律是_______________;声音在不同种介质中的传播速度的规律是__________________。
(2)科学考察工作者为了测海底深度,利用声呐设备向海底垂直发射声波,经过1s收到回波信号。
①声音在遇到障碍物时会被________回来形成________;
②该处海水有多深?________
③这种方法不能用来测量地球和月球之间的距离,请说明原因。________
一、单项选择题
1.(24-25八年级上四川广西阶段检测)下列关于声的实验现象中说法错误的是( )
A.图甲,拨动张紧的橡皮筋,看到橡皮筋上下弹跳,并能听到声音,说明发声的物体在振动
B.图乙,敲击右边的音叉,左边完全相同的音叉把泡沫塑料球弹起,这个现象说明声音可以在空气中传播
C.图丙,用手使劲敲桌子,桌子发出了很大的声音,但看不到桌子的振动,说明声音不由物体的振动产生
D.如图丁,逐渐抽出真空罩内的空气,闹钟的铃声逐渐减小,可推理得出声音不能在真空中传播
2.(25-26八年级上福建漳州期末)如图所示是博物馆珍藏的古代青铜“鱼洗”,注入半盆水后用双手搓把手,会发出嗡嗡声,盆内水花四溅。下列说法正确的是( )
A.“鱼洗”发出的声音只能在水中传播
B.“水花四溅”说明发声的“鱼洗”正在振动
C.多个“鱼洗”同时发声能加快声音的传播速度
D.停止搓把手后,短时间“鱼洗”仍能发出嗡嗡声,说明“鱼洗”发声不需要振动
3.(2026·黑龙江哈尔滨·二模)在演示声音是由物体的振动产生的实验中(如图),刘杰同学将正在发声的音叉紧靠悬线下的泡沫塑料球,球被多次弹开。在此实验中,泡沫塑料球的作用是( )
A.使音叉的振动尽快停下来 B.使音叉的振动时间延长
C.将音叉的微小振动放大,便于观察 D.使声波多次反射,形成回声
4.(25-26八年级上江苏无锡期中)天坛是我国古代工匠建造的具有奇特声学效果的回声建筑。两人分别站在东西围墙边,甲轻声说话,乙能清楚地听到对方的声音,下列说法中正确的是( )
A.回声说明声音的传播不需要时间
B.回音壁的表面越粗糙,乙听到的声音越清晰
C.两人是借助墙壁对声音的反射实现对话
D.甲的声音主要在墙壁中传播
5. (25-26八年级上四川期末)如图所示,将正在发声的小电铃放在与抽气机连通的密闭玻璃罩内,用抽气机把玻璃罩内的空气逐渐抽出的过程中,所听到的声音将会逐渐减弱。则下列说法正确的是( )
A.根据这个实验,用科学推理法可以得出真空不能传声的结论
B.在实验中不可能达到真空,所以无法得出真空不能传声的结论
C.该实验说明真空能传声
D.此实验现象说明声音的传播不一定需要介质
6.(25-26八年级上·黑龙江牡丹江·期中)下列关于声速的说法中,正确的是( )
A.声音在空气中的传播速度一定是340m/s
B.声音在固体中传播速度比在液体中慢
C.铁路工人趴在铁轨上听远处火车声,是因为铁轨(固体)传声比空气快
D.声音的传播速度与温度无关
7.(25-26八年级上江苏盐城期末考试)在操场上体育课时,总感觉老师的声音没有在课堂上听起来响亮,下列错误的是( )
A.人耳分辨不出与原声相隔小于0.1s的回声
B.体育老师的声音的响度太小
C.在室外老师的声音向周围传开,几乎没有什么反射
D.在室内谈话时,回声与原声混在一起,使原声加强
8.(25-26八年级上·陕西延安·期末)如图所示是我国自主研发的“奋斗者”号载人潜水器,“奋斗者”号载人潜水器在执行某次任务时,以20m/s的速度从海面开始匀速下潜,下潜51s时潜水器的探测声呐向海底沿竖直方向发射一束超声波,收到回声信息时潜水器距离海底9620m,已知超声波在海水中的速度是1500m/s。下列说法正确的是( )
A.此海域的海水深度为10640m B.经过13s后潜水器收到回声信息
C.发射超声波时潜水器距离海底9750m D.超声波在海水中传播的距离为19760m
二、填空题
9.(24-25八年级上陕西渭南期中)如图所示,箜篌是我国特有的一种大型拨弦乐器。它是靠琴弦______产生乐音,当从左到右拨动琴弦时(琴弦长度逐渐减小),所产生乐音的音调逐渐______(选填“变高”或“变低”),声音以______的形式向外传播。
10.(25-26八年级上·广东清远·期中)如题1图,用两个圆纸盒、一根棉线做成“土电话”,用“土电话”能实现10m间的通话,这表明声音可以在_____(选填“固体”“液体”或“气体”)中传播;如题2图,两个同学拍手后发现鱼儿惊慌地游动,说明液体_____(选填“能”或“不能”)传播声音。如题3图,把正在响铃的闹钟放在玻璃罩内,逐渐抽出玻璃罩内的空气,听到铃声越来越小,这个实验说明_____。
11.(24-25八年级上上海浦东新期中) 声音在介质中传播,遇到障碍物时,一部分被反射回来,形成_________。如果传到人耳的前后两次声音的时间间隔超过0.1_________(填单位),人耳就能将两个声音区分开。物理老师在教室里的说话声,_________(选填“有”或“没有”)形成回声。
三、实验题
12.(25-26八年级上江西南昌阶段检测)在探究声音的产生与传播时,小明和小华一起做了图中的三个实验。
(1)如图甲所示,用悬挂着的乒乓球接触正在发声的音叉,可观察到乒乓球被弹开,它说明了声音是由物体_____产生的。此探究中悬挂着的乒乓球的作用是将音叉的振动放大,这是物理实验探究中的一种重要方法,我们称它为_____法;
(2)实验评估:小红认为图甲装置设计有缺陷,先将音叉贴近乒乓球,然后再敲击音叉,分不清是音叉振动使乒乓球弹开还是敲击音叉的动作使乒乓球弹开。
方案改进:_____________________________________________(请简要写出)。
(3)用小锤敲击图乙右侧音叉,左侧靠近音叉的小球被弹开,由此说明_____能传播声音。
(4)如图丙所示,把正在响铃的闹钟放在玻璃罩内,逐渐抽出其中的空气,听到的声音会逐渐__________(选填“变大”或“变小”),甚至最后听不到声音,这个实验说明了:真空_____(选填“能”或“不能”)传声。
(5)用抽气机抽气过程中,闹钟的声音变化不大,原因可能是:_____;
A.装置中某处漏气 B.闹钟铃声过大 C.接抽气机连接管太长
四、计算题
13.(23-24八年级上辽宁鞍山阶段检测)中国高铁享誉全球,一列从深圳开往北京的高铁,车身长度120m,途中高铁完全通过一座桥的时间为10s,桥的长度为680m。求:
(1)求高铁完全通过桥时的速度为多少千米每小时;
(2)工作人员站在站台,能听到高铁在站台鸣笛的声音遇到大山反射回来的回声。若高铁从站在站台的他身边经过时鸣笛,工作人员4s后听到回声,求高铁站与大山的距离。(设声音在空气中的传播速度为340m/s)
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