第三章 声现象(综合题30道) 专项练习 -2026-2027学年北师大版物理八年级上学期
2026-08-21
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摘要:
**基本信息**
以情境应用为载体,系统覆盖声现象核心知识点,通过多样化题型强化物理观念与科学思维,突出从概念到应用的逻辑链条。
**专项设计**
|模块|题量/典例|题型特征|知识逻辑|
|----|-----------|----------|----------|
|基础概念|5题(如1、21题)|填空/选择|声的产生(振动)→传播(介质/波)→人耳听觉范围,构建物质与运动观念|
|特性辨析|8题(如1、9、24题)|选择/填空|音调(频率)、响度(振幅)、音色(材料结构)的区分与影响因素,体现科学推理|
|应用计算|12题(如2、7、22题)|计算题|回声测距、超声测速等,结合速度公式,强化模型建构与科学论证|
|实验探究|5题(如9、21题)|实验题|转换法(音叉振动)、控制变量法(探究音调影响因素),培养科学探究能力|
内容正文:
第3章 声现象(综合题30道)
1.如图甲所示的曾侯乙编钟,制造于战国早期,出土于1978年,现存放于湖北省博物馆。战国曾侯乙编钟的出土改写了世界音乐史,是中国迄今发现数量最多、保存最好、音律最全、气势最宏伟的一套编钟,代表了中国先秦礼乐文明与青铜器铸造技术的最高成就。
(1)当用小槌敲打悬挂的编钟时,编钟__________发出美妙的声音,以__________的形式通过__________传播到听众耳中。
(2)敲打不同编钟发出的声音,有的清脆、明亮、悠扬,有的浑厚、深沉、气势磅礴,使听众觉得悦耳动听,属于__________音,其波形如图乙__________(选填“a”或“b”)所示。
(3)不同编钟发声的音调与编钟的大小有关,钟体越小,音调越________,钟体越大,音调越________。(均选填“高”或“低”)
(4)1983年,八十多位专家在武汉对曾侯乙编钟的复制品进行鉴定,认为复制品达到了原件的效果,这里所说的效果,主要指复制品发声时和原件发声时的________一致。
2.超声波在生活中的应用很广泛。如图所示的身高测量仪,小明站立在测高台上,顶部的感应器竖直向下发射超声波信号,经小明头部反射后返回,被感应器接收。感应器记录信号从发射到接收所经历的时间为5ms(毫秒)。空气中的声速取,请你计算:
(1)5ms(毫秒)=______s;
(2)小明的身高是多少。
3.小蓝查阅资料,得到空气中的声速v随气温T变化的数据,如下表所示。
气温
0
10
20
30
声速
318
324
330
336
342
348
(1)请用描点法,在图乙中绘制出声速v与气温T的关系图像。
(2)当气温降低时,空气中的声速________(选填“变大”“变小”或“不变”)。
(3)根据表中数据推断,当气温为时,空气中的声速为________。
(4)如图甲所示,小蓝想知道两楼的间距s,于是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A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,则两楼的间距________m。
4.生活常识告诉我们,雪花落水时静悄悄的,毫无声响,但科学家却发现,雪花落水能发出声波。这些声波的频率在50000Hz到200000Hz之间,高于人们能听见的声波频率,但海里的海豚可以听到,并且这些声响令海豚异常烦躁。冷战时期,潜艇上的艇员发现下雨时水下声呐工作效果不好,常有噪声干扰,如图所示。渔民也常抱怨下雪时声呐无法侦听到鱼群。某大学教授利用高速水下摄影机发现,下雨时水中产生的气泡振动发出噪声,且大气泡振动产生低频声波,小气泡振动产生高频声波。
更多的实验表明,雪花落水时也会产生气泡并振动发出声波。无论是打水漂时的细微声响,还是瀑布的隆隆震响,主要来源都是气泡的振动。
大自然是何等奇妙,而从事科研的人们在发现真理的时候又是多么幸福!
(1)雪花落水发出的声波属于_____________(选填“超声波”或“次声波”);
(2)科学家经过研究发现,不论是雪花落水发声,还是雨滴落水发声,全部都是由气泡的_____________产生的,这个声音能被海豚听到,说明液体可以_____________;
(3)根据本文的内容,请你总结一条科学家们在进行科学探究时的特点:__________。
5.在技术助力下,“智慧养老机器人”不断推新,陪聊天、做家务、帮助康复,样样精通。如图所示为老人与“机器人”聊天的情景。
(1)“机器人”能分辨出主人的声音,主要是根据声音的______;“机器人”监测到人的体温异常时可以语音提示,说明声音可以传递______(选填“信息”或“能量”);
(2)若“机器人”在5s内匀速直线移动了4.5m,则“机器人”运动的速度为多少m/s?
(3)某时刻“机器人”距障碍物1m,“机器人”以(2)中的速度向障碍物匀速直线行驶了0.6s后,系统才发出减速的指令,开始减速后,“机器人”还需运动0.4m才能停下,“机器人”能否碰到障碍物?请通过计算说明。
6.一旦发生海啸,巨浪呼啸,越过海岸线,迅猛地袭击沿岸的城市和村庄,造成毁灭性的破坏。
(1)海啸发生时会产生次声波,可以通过接收到的次声波预测到海啸的发生,这说明声可以传递______。从图中可以看出,能听到次声波的动物是______。
(2)已知次声波在海水中的传播速度为1500 m/s,若某次海啸发生200s后,岸边仪器接收到海啸发出的次声波,海啸发生的位置距离海岸多远?
(3)若海啸巨浪推进速度是200m/s,岸边仪器接收到海啸发出的次声波后立即发出警报,提醒周围人们紧急撤离,此时距海啸巨浪拍岸还有多少时间?
7.用声速知识可以解决很多问题。小明同学郊游时,遇到雷雨天气,他注意到:打雷和闪电是同时发生的,已知声音在空气中的传播速度是340m/s。
(1)雷雨天气,小明先看到了闪电,后听到了雷声,若看到闪电后3秒听到雷声。请问打雷的地方距离小明大约多少米?(光传播的时间忽略不计);
(2)小明坐小汽车沿公路向前匀速直线行驶,在距山崖900m处鸣笛,经5s听到山崖反射的回声,小汽车的行驶速度为多少m/s?
(3)利用回声探测仪器,_______(选填“能”或“不能”)测量地球和月球之间的距离,理由是________。
8.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?
9.如图所示是探究声现象的两个实验情景,请回答下列问题:
(1)如图甲所示,敲击音叉,用竖直悬挂的乒乓球接触发声的音叉,发现乒乓球被弹开。用乒乓球的弹起反映音叉的振动,这种研究问题的方法称为_________(选填“控制变量法”或“转换法”);如果加大力度敲击音叉,发现乒乓球被弹得越远,听到的声音也越大,这个现象说明振幅越大,_________。
(2)用相同的瓶子里装入了不同的水量,用棒敲击瓶子时,敲击瓶子的声音是由_________振动发出的,(选填“空气柱”“水和瓶”或“瓶”)。发出的声音音调从左至右是_________(选填“升高”、“降低”或“不变”)。用嘴对准瓶口吹,这些声音是由_________振动发出的。吹_________(填序号)瓶时,发出的声音音调最高。
10.阅读下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-1)
空气(0℃)
331
冰
3230
空气(15℃)
340
铜
3750
煤油(25℃)
1324
铝
5000
水(常温)
1500
铁
5200
(1)声音在介质中的传播速度有什么规律?(写出两条)
(2)在长为884m的金属管的一端敲击一下,在另一端先后听到两次声音,两次声音相隔2.43s。声音在金属管中的传播速度是多大?该金属管可能是由什么材料制成的?(此时气温为15℃)
11.小明在成长笔记中记录了表中错题,请你帮助他找出错误之处、分析错因并写出正确解答过程。
错题记录
错题改正
小明看见面前较远处有一高大的山崖,他站在原地对着山崖大喊一声:“我来了!”恰好经过,他听到对面山崖传回来的回声。请你计算小明站立处距离山崖多远。(声音的速度)
解:由得小明站立处到山崖的距离。
错误之处:_________
错因分析:_________
正确解答:_________
12.知识梳理是物理学习的一种重要方法。当我们学完一章后,应及时进行知识梳理。通过梳理,可以将众多的知识联系起来,不仅有利于记忆,而且还有利于理解和应用知识。梳理知识有很多形式,还有树形结构图。请仿照示例在方框内梳理下面声学部分知识点:声音的特性、响度、音调、音色、振幅、频率、分贝、赫兹。
13.“双减”教育政策落实之后,各校开展了丰富多彩的课后延时服务活动(如图)。请用所学知识,解决下列问题:
(1)图甲,器乐社团队员们正在学习吹笛子,优美的笛声是由笛子内________振动而产生的,吹奏时按压不同孔位,竖笛发出声音的________不同(选填“音调”、“音色”或“响度”);
(2)社团专用教室门窗玻璃由学校专门定制,具有很好的隔音效果,这是从________减弱噪声;
(3)如图乙所示的学生正在参加体育训练活动,他跑完1000m用时250s,这次训练的平均速度是________m/s。
14.(1)如图1所示,用水壶向暖水瓶里灌开水,凭声音就可以知道暖水瓶是否将要灌满了,你知道这是什么道理吗?
(2)如图2,小明向着远处的山崖大喊一声,后听到回声,小明与山崖的距离是多少米?(声音在空气中的传播速度为)
15.某课外读物介绍:在不计能量损失的情况下,在空的长铁管的一端敲击一下,在铁管的另一端会听到两声敲击声。
(1)请你解释上述现象的原因是什么?
(2)小王和小董为了验证这一事实,找来了一根长34m的铁管,收集到了相关的如下数据:声音在空气中的传播速度为340m/s,声音在铁中的传播速度为5100m/s,人耳区分两个声音的最少时间间隔为0.1s,小王在长铁管的一端敲击了一下,小董在铁管的另一端,却没有听到两个敲击声,请通过计算说明原因;
(3)若要听到两个敲击声,则长铁管至少为多少米?(结果保留到整数位)
16.神舟系列飞船完成载人飞行任务后,航天员如何安全返回地球?且看科技含量十足的返回舱如何带航天员安全“回家”,如图所示。
返回舱从进入大气层开始,经历了三个重要阶段。
第一阶段:返回舱与大气层剧烈摩擦,速度从7.9km每秒逐渐降至几百米每秒,实现“超级减速”。
第二阶段:当返回舱距离地面10km左右时,降落伞打开,使返回舱速度从200m/s降至约7m/s。
第三阶段:返回舱降至距地面1m时,底部的反推发动机接收指令点火,产生向上的推力,使返回舱速度降至1~2m/s实现“温柔”着地。
请根据上述介绍,回答下列问题:
(1)要实现航天员安全“回家”,返回舱降低高度的三个阶段共同的核心任务是______。
(2)若第三阶段持续时长为0.4s,请计算返回舱在第三阶段的平均速度。
(3)返回舱在空中如何监测自己的高度?——它会通过舱内测距装置向地面发射信号,信号到达地面后反射回来,即可通过发射和接收反射信号之间的时间差来计算距离。若信号采用电磁波(速度等于光速),接收到反射信号时的位置如图所示;如果信号改用超声波,请在图虚线框中右侧画出返回舱接收到反射超声波时的大致位置。
17.十一期间,小明和爸爸驾车到北京南站,然后乘坐“复兴号”智能动车组列车去上海。驾车途中看见路旁图甲所示的交通标志牌,下表是某列车全程的时刻表。
站名
到达时间
出发时间
里程/km
1
北京南站
21:04
0
2
天津西
21:39
21:41
148
4
上海
04:04
1386
(1)其中“60”的含义是______;
(2)求该列车从北京到上海全程的平均速度;
(3)该列车行驶途中,高空有一架无人机在拍摄它,当列车以60m/s的速度驶入一隧道,并保持该速度在隧道内匀速直线行驶时,无人机有18s的时间完全拍摄不到列车,已知列车长为400m,求该隧道的长度;
(4)列车铁轨在铺设时,因工程需要必须从一处城镇旁经过,为了减少行车噪声对沿途居民生活的影响,请你写出一条有效的措施。
18.(1)如图所示,利用超声波测量海底深度时,机器发出的超声波______(选填“会”或“不会”)对船上的工作人员带来噪声危害,理由是_______。
(2)学校周边的噪声对中学生的学习和身体健康会有一定的影响。请想一想你们学校周边存在哪些噪声?再提出一些合理化的建议,更好地控制这些噪声。(列举一例即可)
19.声波的应用为生活带来诸多便利。
(1)如图所示,汽车泊车系统利用超声波探测障碍物的位置,距离过近时会触发“嘀嘀”的警报声,下列说法正确的是( )
A.超声波的传播需要介质
B.“嘀嘀”警报声是超声波
C.驾驶员听到警报声停止倒车,说明声音可以传递能量
(2)该系统中超声波的频率______(“A.低于”“B.20Hz~20000Hz”或“C.高于20000Hz”)。
20.图甲是我国南极科考船“雪龙2号”。该科考船上安装有海上警报器和超声测位仪,此船在南极海域进行科考活动时,用超声测位仪向海底垂直发射声波,如图乙所示,经过4s后收到回声,已知声波在海水中的传播速度是1500m/s,请你综合应用所学知识解答下列问题:
(1)我国是水声通信技术的重要研究和应用国家之一,该技术常用超声波在水下传输,它的特点是振动________(选填“频率高”或“振幅大”);科考船上安装的海上警报器用来接收________声波,从而预报海上的风暴,这利用了声音可以传递________(选填“信息”或“能量”);
(2)该科考船上安装的超声测位仪是利用声音可以在________(选填“固体”或“液体”)中传播来工作的,这种仪器________(选填“能”或“不能”)用来测量地球和月球之间的距离;
(3)图乙中发射点距海底的距离是多少?
21.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。
22.在物理实践活动中,小明和小华合作估测声音在铁管中的传播速度,小明在长为1020m的铁管一端敲击一下,小华在铁管的另一端听到两次传来的声音,测得两次声响相隔2.8s。(声音在空气中的传播速度为340m/s)
(1)小华听到的第一次敲打声是从______(选填“空气”或“铁管”)传播到耳中的。
(2)敲击声在空气中传播的时间是______s;
(3)声音在铁管中的传播速度是______m/s。
23.声呐不仅可以探测海洋的深度,还能探测过往的鱼群。当然,如果需要,它还可以探测冰山或暗礁的存在。
(1)利用声呐来探测海洋的深度是利用了声波可以传递______;大自然的许多活动,如地震、火山爆发、台风、海啸等,都伴有______产生(选填“超声波”或“次声波”);
(2)如果把声呐装到“嫦娥六号”卫星上,当卫星绕月运行时来测量卫星到月球的距离,这样可行吗?为什么?
24.如图1,小若在八个相同的玻璃瓶中,灌入不等量的水,水面的高度不等。
(1)若用相同的力量分别敲击它们,就可以发出不同的音调,此时发出的声音的声源主要是______(选填“瓶内空气柱”或“瓶壁和水柱”)的振动,盛水越多,敲击时发出的声音的音调就越______;
(2)若用嘴依次用同样的力量吹瓶口,也可以发出不同的音调,此时发出的声音的声源主要是______(选填“瓶内空气柱”或“瓶壁和水柱”)的振动,盛水越多,瓶中的空气柱越短,振动得越快,发出的声音的音调就越______;
(3)由此联想到,如图2往保温瓶里灌开水的过程中,听声音就能判断壶里水位的高低,因为随着水位的不断升高,音调逐渐______(选填“升高”、“降低”或“不变”);
(4)如图3所示制作一个哨子,上下推拉“活塞”,发出的声音将有很大改变,从声学的角度来说,推拉“活塞”的过程是改变空气柱的长度,从而改变声音的______(选填“音调”或“响度”)。
25.超声波指纹识别技术
随着黑科技超声波指纹识别技术SenseID的出现,屏下指纹的全面屏手机变得越来越普及。与传统指纹识别不同,超声波指纹识别技术是通过发射超声波扫描紧贴屏幕的指纹,并根据接收到反射的超声波分析得出指纹的信息,进行比对解锁。
超声波是频率超过人类听觉上限的声波,具有较强的穿透能力,能够穿透玻璃、铝、不锈钢、蓝宝石和塑料等。此外,超声波扫描能够不受手指上可能存在的污物影响,例如汗水、护手霜或凝露等,从而提供一种更稳定、更精确的认证方法。
(1)超声波_____(选填“能”或“不能”)在真空中传播;
(2)SenseID是利用了超声波能传递_____(选填“信息”或“能量”)的特性;
(3)某手机利用SenseID,从发出超声波到接收到指纹反射的超声波,用时,可知SenseID系统到手机屏幕表面的距离为多少毫米?(超声波在固体中的传播速度取900m/s,写出计算过程)
26.声音在不同介质中传播的速度不同。阅读表中一些介质中的声速,回答问题:在空心金属管的一端敲击一下,在另一端先后听到两个声音,已知敲击后声音通过空气传到另一端需要的时间为2.5s,两声相隔2.33s(此时气温约为15℃)。
一些介质中的声速v()
空气(0℃)
331
铜
3750
空气(15℃)
340
铝
5000
水(常温)
1500
铁
5200
(1)其中第一个声音是通过_________传到另一端的,判断的理由是__________。
(2)求空心金属管的长;
(3)求声音在该金属管中的传播速度,该金属管可能是由什么材料制成?
27.我省是农业大省,智慧农业中常用植保无人机进行农药喷洒、农作物长势监测等活动。某型号植保无人机搭载超声波测距仪、高清摄像头等设备,其性能参数如下:最大上升速度为4m/s,最大水平飞行速度为15m/s。
(1)植保无人机飞行时,超声波测距仪可探测作物高度及周边障碍物,这是利用了超声波能传递___________(选填“信息”或“能量”)。
(2)无人机匀速上升准备为小麦喷洒农药时,以无人机为参照物,地面上的小麦是___________的;以无人机携带的农药桶为参照物,无人机本身是___________的。(均选填“运动”或“静止”)
(3)若某次要飞到40m高空监测小麦倒伏情况,则该无人机从地面上升到指定高度至少需要多长时间?
(4)该植保无人机搭载的超声波测距仪能够探测前行过程中的障碍物。小明设想,若声音在空气中的传播速度变为1m/s,在该无人机以最大速度水平飞行时,将会遇到什么问题?
28.如图一所示是一辆客车与一辆小汽车一段时间内以不同的速度在公路上向右匀速直线运动的三幅图片。
(1)以小汽车为参照物,客车向________匀速直线运动;图二中,_________的图像是小汽车在这段时间内的大致运动情况。
(2)在学习了关于长度测量的知识后,思考汽车轮胎的周长该怎么测量?请你设计一种测量方法_______;
(3)该客车在高速公路上行驶,在经过某直线路段时,司机驾车以30m/s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6s后听到回声。请计算:该客车在这6s内前行的路程?鸣笛后,笛声向高山悬崖传播,经高山悬崖反射后,到听到回声时,笛声在这6s内行驶的路程?客车司机鸣笛时客车与高山悬崖间的路程?(声音在空气中的速度340m/s)
29.周末,爸爸开车带小红和妈妈到郊野公园游玩。
(1)汽车装有倒车雷达,如图所示。普通汽车的倒车雷达使用的是频率为40kHz的声波来探测障碍物,40kHz的声波属于______(“A.超声波”或“B.次声波”)。
(2)这种倒车雷达不能用在月球探测车上预防月球车撞到障碍物的原因是:______。
(3)在某段平直公路上爸爸启用了自动驾驶功能,该功能通过车载激光雷达摄像头等传感器来实现。激光雷达通过发射激光,雷达经4×10-7s接收到遇到障碍物时反射回来的激光,激光在空气中的传播速度接近光在真空中传播的速度为______m/s,则汽车距离前方障碍物______m。
(4)小红发现在高架两边装有板墙,它的作用主要是减弱噪声,以下减弱噪声的实例中,与其方法相同的是( )
A.机场工作人员佩戴防声耳罩
B.家中窗户选用真空玻璃
C.给机器加减震装置
D.车辆行驶在市区禁止鸣笛
(5)为了安装隔音效果更好的隔音板,政府部门做了相关测试,在隔音板外的同一地点拾取同一声源的波形图,如图所示。
如果你是此项目决策人,在预算充足的情况下,你会选择______号材料(填写材料号码),你选择的理由是在同一声源且距离发声体远近相同的情况下,该材料进行隔音后的波形图振动的______减小更快。
30.我国的无人机技术世界领先。某款巡查无人机的前后、左右、上下六个方向都安装有智能感知系统,该智能感知系统可通过发射和接收超声波自动避开障碍物和测距,并可自动监测交通状况。求解下列问题:(超声波在空气中传播的速度取)
(1)若该无人机悬停在空中向固定在地面上的障碍物垂直发射超声波,经过接收到反射波,则无人机到障碍物的距离是多少?
(2)该智能感知系统能否用于月球与地球之间传输信息?为什么?
(3)若某段高速公路的最高限速为,该无人机巡查该路段时监测到某轿车在内通过,该轿车是否超速?
试卷第1页,共3页
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参考答案
1.(1) 振动 波 空气
(2) 乐 a
(3) 高 低
(4)音色
【详解】(1)[1][2][3]声音是由物体的振动产生的,以波的形式进行传播,声音的传播需要介质,编钟振动发出美妙的声音,以波的形式通过空气传播到听众耳中。
(2)[1][2]敲打不同编钟发出的声音,有的清脆、明亮、悠扬,有的浑厚、深沉、气势磅礴,使听众觉得悦耳动听,属于乐音,从物理学角度讲,乐音是发声体有规则振动产生的。图乙中a是乐音的波形图。
(3)[1][2]音调的高低与物体振动的频率有关,频率越高,音调越高;频率越低,音调越低。对于编钟来说,编钟越大,越不容易振动,振动的频率就越低,发出声音的音调也就越低;而编钟越小,相对就越容易振动,振动的频率越高,发出声音的音调就越高。
(4)音色是由发声体本身决定的一个特性,不同的发声体由于材料、结构不同,发出声音的音色也就不同。曾侯乙编钟复制品要达到原件的效果,主要就是指复制品发声时和原件发声时的音色一致,这样才能较为真实地还原编钟原本的声音特色。
2.(1)
(2)
【详解】(1),所以单位换算为
(2)该同学头顶距离感应器的高度为
该同学的身高为
3.(1)
(2)变小
(3)339
(4)165
【详解】(1)根据表中给出的数据,在图中描点,并用平滑的直线连接起来,如图所示:
(2)由表格数据可知,当气温降低时,空气中的声速变小。
(3)根据表中数据推断,当气温为时,空气中的声速为
(4)由表中数据可知,气温为时,声速为,声音传到左侧楼的时间为
由甲图,根据可得,A处到左侧楼的距离为
声音传到右侧楼的时间为
根据可得,A处到右侧楼的距离为
则两栋楼之间的距离为
4.(1)超声波
(2) 振动 传声
(3)探寻自然的奥秘,对真正的科学工作者来说,一定要善于观察和思考,养成独立思考的能力。
【详解】(1)由题意知,雪花落水能发出声波,这些声波的频率在50000Hz到200000Hz之间,高于人们能听见的声波频率,因此属于超声波。
(2)[1]声音是由物体振动产生的,科学家发现,不论是雪花落水发声,还是雨滴落水发声,都会引起气泡振动而产生声音。
[2]声音的传播需要介质,这个声音能被水里的鲸鱼听到,说明液体能传播声音。
(3)略。
5.(1) 音色 信息
(2)
(3)“机器人”不会碰到障碍物。
【详解】(1)[1]音色是由发声体的材料和结构决定的,不同发声体音色不同,“机器人”能分辨出主人的声音,主要是根据声音的音色。
[2]声音可以传递能量和信息。“机器人”监测到人的体温异常时可以语音提示,说明声音可以传递信息。
(2)“机器人”运动的速度为
(3)“机器人”以(2)中的速度向障碍物匀速直线行驶0.6s通过的距离为
,所以“机器人”不会碰到障碍物。
6.(1) 信息 狗、大象
(2)
(3)
【详解】(1)[1]次声波传递海啸的信息,说明声可以传递信息;
[2]次声波频率低于20Hz,由图可知,狗的听觉下限是15Hz、大象的听觉下限是1Hz,均能听到次声波,故能听到次声波的动物是狗、大象。
(2)已知次声波速度,传播时间,由速度公式得
(3)已知巨浪速度,由得巨浪到达海岸的总时间
已传播了200s,则剩余时间。
7.(1)1020m
(2)
(3) 不能 声音不能在真空中传播
【详解】(1)已知声音在空气中的传播速度v=340m/s,若以常见的“看到闪电后3秒听到雷声”为例计算,根据公式s=vt,若t=3s,则距离s=vt=340m/s×3s=1020m
(2)设小汽车的行驶速度为,行驶时间。小汽车行驶的距离,声音传播的距离
由于鸣笛时距山崖900m,听到回声时小汽车前进的距离与声音传播的距离之和等于鸣笛时距山崖距离的2倍,声音到山崖再反射回小汽车,即
代入和,得
解得。
(3)[1][2]声波的传播需要介质,声音不能在真空中传播,而月球表面是没有空气的,所以不能利用该仪器测量地球和月球之间的距离。
8.(1)不能
(2) 不能 真空不能传声
(3)3000
【详解】(1)人耳的听觉范围在20~20000Hz之间,超声波指频率在20000Hz以上的声音,因为超出了人的听觉上限,所以人耳不能听到超声波。
(2)[1][2]月球表面没有空气,是真空状态,而声音的传播需要介质,真空不能传声,所以这种测量方法不能测量地球和月球之间的距离。
(3)由 可得,超声波在海水中传播的路程s= vt=1500m/s×4s=6000m
海洋中该处的深度
9.(1) 转换法 响度越大
(2) 水和瓶 降低 空气柱 G
【详解】(1)[1]用竖直悬挂的乒乓球接触发声的音叉时,乒乓球被弹起,把音叉微小的振动转换为乒乓球弹起,便于观察,这个现象说明发声的音叉在振动,这种研究问题的方法称为转换法。
[2]如果加大力度敲击音叉,发现乒乓球被弹得越远,则振动的幅度增大,听到的声音也越大,这个现象说明振幅越大,响度越大。
(2)[1]用棒敲击瓶子时,瓶子与瓶中的水发生振动,这些声音是由水和瓶振动发出的。
[2]从左至右,水的质量变大,则越难振动,即水和瓶振动越来越慢,所以发出的声音音调从左至右是降低。
[3][4]用嘴对准瓶口吹,振动的物体是空气柱,瓶中盛水越多,空气柱越短,越容易振动,频率越大,音调越高,吹G瓶时,发出的声音音调最高。
10.(1)见解析
(2)5200m/s,该金属管可能是由铁制成的
【详解】(1)由声音在不同介质中传播的特点可知,声音在介质中传播的规律有:①声音在不同介质中传播速度不同;②声音在同种介质中的传播速度与温度有关。
(2)由题意可知,在另一端先后听到的两次声音分别是通过金属管和空气传播的,在空气中传播的时间为
则声音在金属管中传播所用的时间为
t2=t1-2.43s=2.6s-2.43s=0.17s
则声音在金属管中传播的速度为
结合表中数据,可知该金属管可能是由铁制成的。
11. 错误之处: 错因分析:错将声音传播一个来回的路程当成了人到山崖的距离。 正确解答:由得声音传播的距离为小明站立处到山崖的距离
【详解】略。
12.
【详解】声音的三个特性:音调指声音的高低,由振动频率决定,频率的单位是赫兹;响度指声音的强弱或大小,与振幅和距发声体的远近有关,响度的单位是分贝;音色指声音的品质与特色。如图所示:
13.(1) 空气 音调
(2)传播过程中
(3)4
【详解】(1)[1]声音是由物体的振动产生的,优美的笛声是由笛子内空气振动而产生的。
[2]吹奏时按压不同孔位,空气柱的长度不同,振动频率不同,则竖笛发出声音的音调不同。
(2)社团专用教室门窗玻璃由学校专门定制,具有很好的隔音效果,阻止声音的传播,这是通过在声音的传播过程中减弱了噪声的传播。
(3)学生跑完1000m用时250s,他这次训练的平均速度是
14.(1)往暖水瓶内灌水时,激起空气柱的振动而产生声音;随着不断灌水,空气柱长度变短,振动频率变快,音调变高,所以凭着对音调变化的感觉,可知道是否灌满水。
(2)340m
【详解】(1)略。
(2)喊声从小明处出发到从山崖反射回来经过的总路程
声音通过路程的一半为小明与山崖的距离,所以小明与山崖的距离
15.(1)声音在不同介质中的传播速度不同
(2)时间间隔少于0.1s
(3)36m
【详解】(1)由于声音在不同介质中的传播速度不同,在固体中传播最快,在气体中最慢,所以在空的长铁管的一端敲击一下,在铁管的另一端会听到两声敲击声,第一次是通过铁管传来,第二次是通过空气传来。
(2)声音在铁管中的传播时间为
声音在空气中的传播时间为
故由铁管传过来的声音与由空气传来的声音间隔为
人耳区分两个声音的最少时间间隔为0.1s,所以小董在铁管的另一端没有听到两个敲击声。
(3)若要听到两个敲击声,设长铁管长度至少为,则有
解得。即若要听到两个敲击声,则长铁管至少为36m。
16.(1)减速
(2)2.5m/s
(3)
【详解】(1)根据材料可知,为了保障安全,使得飞船着陆时速度为安全值,三个阶段都需要让返回舱减速,故核心任务是减速。
(2)已知在第三阶段返回舱降至距地面1m,则返回舱在第三阶段的平均速度为
(3)超声波速度比电磁波慢很多,故传播时间长,收到信号时候下降高度大,因此返回舱接收到反射超声波时的大致位置,如图所示:
17.(1)汽车行驶速度不得超过60km/h
(2)198km/h
(3)1480m
(4)在道路两旁安装隔音板
【详解】(1)由图甲可知,交通标志牌上的“60”为限速标志,表示的含义为,汽车行驶速度不得超过60km/h。
(2)由表格数据可知,列车从北京到上海所用的时间
路程,则这列动车从北京到上海全程的平均速度
(3)根据题意可知,无人机完全拍摄不到列车的时间内,列车整个车身处在隧道内,从车尾进入隧道到车头驶出隧道,此段时间行驶的路程
隧道的长度还在此路程应加上列车的长度,则该隧道的长度
(4)为了减少行车噪声对沿途居民生活的影响,可行的方法是在传播过程中控制噪声,故有效的措施为:在道路两旁安装隔音板,在道路两旁设置绿化带等。
18.(1) 不会 人耳听不到超声波
(2)由题意可知,学校及周边常见的噪声来源包括:交通噪声;汽车、摩托车鸣笛声,发动机声、轮胎与路面摩擦声,公交车报站、刹车声施工噪声:附近建筑工地机械(挖掘机、打桩机、搅拌机等),课间学生追逐打闹声其他如附近工厂机器运转声,飞机航线经过时的飞行噪声(若靠近机场)等。 合理化的建议:加强隔音设施,在校园围墙处建隔音屏障,为临近马路的教室加装隔音窗技术手段。
【详解】(1)[1][2]超声波的频率高于20000Hz,超出了人耳的听觉范围(20~20000Hz),因此船上的工作人员听不到超声波,也就不会受到噪声危害。
(2)略。
19.(1)A
(2)C
【详解】(1)A.真空不能传声,超声波属于声音,超声波的传播需要介质,故A正确;
B.“嘀嘀”警报声能被人耳听到,说明不是超声波,故B错误;
C.驾驶员听到警报声停止倒车,说明声音可以传递信息,故C错误。
故选A。
(2)人耳的听觉频率范围是20Hz~20000Hz,低于的声音是次声波,高于20000Hz的声音是超声波。
20.(1) 频率高 次 信息
(2) 液体 不能
(3)
【详解】(1)[1]超声波频率大于20000Hz,特点是频率高;“振幅大”是用来描述响度的。
[2][3]伴随海上的风暴产生的是次声波,因此海上警报器是用来接收次声波的,从而得知海上的风暴信息,这属于利用声音传递信息。
(2)[1]声音的传播需要气体、液体、固体等介质,超声测位仪测量海底深度是利用声音可以在液体中传播来工作的。
[2]超声测位仪不能用来测量地球和月球之间的距离,因为真空不能传声。
(3)图乙中用超声测位仪向海底垂直发射声波,经过4s后收到回声,即4s的时间超声波在海水中通过的路程是该点与海底的距离的两倍,则图乙中发射点距海底的距离是
21.(1)振动
(2)介质
(3)响度
(4) 音调 响度
(5) 20 20000
【详解】(1)将正在发声的音叉轻触水面,水面溅起水花,这一现象直观地表明音叉在振动,从而说明声音是由物体振动产生的。
(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。因为声音传播需要依靠介质,真空环境中没有介质,空气逐渐被抽出,介质减少,所以声音传播需要介质。
(3)用大小不同的力敲击鼓面,鼓面振动的幅度不同。而声音的响度与物体振动的幅度有关,振动幅度越大,响度越大,所以发出声音的响度不同。
(4)[1][2]声音的三个特性分别是音调、响度和音色。音调由频率决定,响度与振幅和距离有关,音色则反映了声音的特色。
(5)[1][2]人耳能听到的声音频率范围是20Hz到20000Hz,低于20Hz的是次声波,高于20000Hz的是超声波,人耳都无法听到。
22.(1)铁管
(2)3
(3)5100
【详解】(1)由于声音在固体中的传播速度大于在气体中的传播速度,当传播的路程相同时,由可知,声音在铁管中传播的时间比在空气中的传播时间短,则小华听到的第一次敲打声是从铁管传播到耳中的。
(2)敲击声在空气中传播的时间
(3)敲击声在铁管中传播的时间
声音在铁管中的传播速度
23.(1) 信息 次声波
(2)不可行,声音不能在真空中传播
【详解】(1)[1]声波可以传递信息和能量。利用声呐来探测海洋的深度是利用了声波可以传递信息。
[2]大自然的许多活动,如地震、火山爆发、台风、海啸等,都伴有次声波产生,通过次声波可以监测自然灾害。
(2)声音不能在真空中传播,所以把声呐装到“嫦娥六号”卫星上,当卫星绕月运行时来测量卫星到月球的距离的做法是不可行的。
24.(1) 瓶壁和水柱 低
(2) 瓶内空气柱 高
(3)升高
(4)音调
【分析】音调由物体振动的频率决定,振动频率越高,音调越高;质量越大的物体越难振动,振动频率越低。
【详解】(1)敲击玻璃瓶时,是瓶子和水受敲击振动发声;盛水越多,瓶壁和水柱的总质量越大,振动越慢、频率越低,因此音调越低。
(2)用嘴吹瓶口时,是瓶内的空气柱振动发声;盛水越多,瓶内空气柱越短,越容易振动、振动频率越快,因此音调越高。
(3)往保温瓶灌开水时,发声的是水面上方的空气柱,水位升高时空气柱长度变短,振动频率变高,所以音调逐渐升高,可通过音调判断水位。
(4)推拉哨子的活塞,改变了哨内空气柱的长度,改变了空气柱的振动频率,最终改变的是声音的音调。
25.(1)不能
(2)信息
(3)3.6mm
【详解】(1)超声波是频率超过20000Hz的声波。声波的传播需要介质,而真空中没有传声的介质,因此超声波不能在真空中传播。
(2)SenseID通过超声波扫描指纹并分析反射波得出指纹信息,这一过程利用超声波传递信息的特性,而非传递能量。
(3)超声波传播的总时间,单程时间
则系统到手机屏幕表面的距离为
26.(1) 空心金属管 声音在金属中一般比在空气中的速度大
(2)850m
(3)5000m/s,铝
【详解】(1)[1][2]在路程相同时,声音在金属中一般比在空气中的速度大,用的时间越短,所以先听到空心金属管传过来的声音。
(2)空心金属管的长为
(3)声音在金属管内传播的时间为
则声音在金属管内传播的速度为
对比表格中的数据可知,该金属管可能是铝制成的。
27.(1)信息
(2) 运动 静止
(3)10s
(4)无人机无法及时探测到障碍物
【详解】(1)超声波测距仪可探测农作物高度及周边障碍物,得到有关农作物高度和周边障碍物的位置的信息,利用了声能够传递信息。
(2)[1][2]无人机匀速上升准备为小麦喷洒农药时,以无人机为参照物,地面上的小麦与无人机的距离发生改变,即小麦的位置发生变化,因此地上的小麦是运动的;以无人机携带的农药桶为参照物,无人机本身的位置不变,是静止的。
(3)该无人机从地面上升到指定高度的时间为
(4)若声音在空气中的传播速度变为1m/s,在该无人机以最大速度水平飞行时,无人机的飞行速度大于声速,可能无人机已经撞上障碍物,超声波还没探测到障碍物,即无人机无法及时探测到障碍物。
28.(1) 左 甲
(2)用一根无弹性的足够长的棉线绕轮胎一圈,然后把棉线拉直,并用刻度尺测量轮胎一周的长度。重复以上步骤,多次几次数据求平均值减小误差。
(3)180m 2040m 1110m
【详解】(1)[1]由图一知,小汽车一开始车尾与客车的车尾相平,到最后它的车尾超过了客车,所以小汽车的速度比客车的快。因为两车向右做匀速直线运动,以小汽车为参照物,客车向后退,所以是向左匀速直线运动。
[2]客车与小汽车都做匀速直线运动,小汽车的速度比客车的快,则在相同时间内,小汽车通过的路程比客车的大,所以图二中,甲是小汽车在这段时间内的大致运动情况。
(2)轮胎是圆形,直接通过直尺无法测量,则可化曲为直法,用一根无弹性的足够长的棉线绕轮胎一圈,然后把棉线拉直,并用刻度尺测量轮胎一周的长度。重复以上步骤,多次几次数据求平均值减小误差。
(3)6s内客车行驶的路程s车=v车t=30m/s×6s=180m
笛声在6s内行驶的路程s声=v声t=340m/s×6s=2040m
客车司机鸣笛时,客车与高山悬崖间的路程
29.(1)A
(2)月球上是真空,声波不能在真空中传播
(3) 3×108 60
(4)B
(5) 2 振幅
【详解】(1)人的耳朵听到的声音频率范围是20Hz-20000Hz之间,频率低于20Hz的为次声波,高于20000Hz的为超声波。40kHz=40000Hz,高于20000Hz,为超声波。故选A。
(2)月球上是真空,真空不能传声,因此这种倒车雷达不能用在月球探测车上预防月球车撞到障碍物。
(3)[1]激光在空气中的传播速度接近光在真空中传播的速度为3×108m/s。
[2]汽车与前方障碍物的距离为
(4)在高架两边装有板墙,这是在传播过程中减弱噪声;
A.机场工作人员佩戴防声耳罩,这是在人耳处减弱噪声,故A不符合题意;
B.家中窗户选用真空玻璃,这是在传播过程中减弱噪声,故B符合题意;
C.给机器加减震装置,这是在声源处减弱噪声,故C不符合题意;
D.车辆行驶在市区禁止鸣笛,这是在声源处减弱噪声,故D不符合题意。
故选B。
(5)[1][2]由图中测试结果可知,安装2号材料的隔音板后声音的振幅明显减小,即响度明显降低,声音的减弱效果比1号材料更好,因此在预算充足的情况下,会选择安装2号材料的隔音板。
30.(1)
(2)该智能感知系统不能用于月球与地球之间传输信息。因为超声波的传播需要介质,而太空中是真空环境,真空不能传声
(3)超速
【详解】(1)由可得,超声波通过的距离
无人机到障碍物的距离
(2)略
(3)轿车的速度
因此该轿车超速。
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