第2章 实践 举办“创意与炫酷”音乐会&专题特训四 声速的相关计算-【通成学典·拔尖特训】2026-2027学年八年级上册物理（沪科版·新教材）

拔尖特训· 物理（沪科版）八年级上 实践 举办“创意与炫酷”音乐会 1.在“制作乐器·探寻音律”社团活动中，小明想利用吸管、橡皮泥、刻度尺、剪刀和胶带制作一个吸 管排箫。他先将吸管一端用橡皮泥密封，然后对着吸管的另一端管口吹气，管内空气柱振动就发 出了声音。 (1)小明猜想发出声音的音调与空气柱的长度有关。于是他将8根完全相同的吸管，剪裁成不 同的长度，将吸管一端用等长的橡皮泥(1c)密封，然后用智能手机的音频分析软件测量出不同 长度吸管的发声频率，记录数据如表一所示。 表 实验序号 1 3 4 5 6 7 8 空气柱长度/cm 19.0 16.0 14.5 13.0 11.5 10.0 9.0 8.0 频率/Hz 410 520 580 640 730 850 950 1080 分析数据发现：其他条件相同时，空气柱越短，频率越 (选填“高”或“低”)，音调越高。 (2)小明又猜想发出声音的音调与空气柱的横截面积有关。为了验证猜想，他需要控制吸管的 材质和 相同，只改变吸管的粗细，于是他找来了三根符合要求的吸管进行实验。记录 数据如表二所示。 表 二 表 三 实验序号 9 10 11 实验序号 12 13 14 吸管直径/mm 5 9 13 管材类型 不锈钢吸管 塑料吸管 纸质吸管 频率/z 410 401 393 频率/z 440 435 430 分析数据发现：其他条件相同时，空气柱横截面积越 (选填“大”或“小”)，频率越高，音调 越高。 (3)小明根据实验数据，结合乐理知识，制成了一个七音排箫（包含Do、Re、Mi、F、 Sol、La、Si七个音阶)，如图所示。但经过反复调试，发现有两个音听起来一直不太 准，他猜想：吸管的材质可能也会影响排箫的音准（即实际发声频率与目标频率的符 合程度)。于是他找来了长度和直径都相同的三种不同材质的吸管进行实验，记录 (第1题图) 数据如表三所示。 综合以上探究数据，对吸管排箫的音调影响最大的因素是 (4)你还能猜想出影响吸管排箫音调的因素有 (5)对于噪声问题，音乐厅内外都有相应的处理方案 ①室内音乐厅的墙壁设计建造时通常采用 (选填“光滑坚硬”或“松软多孔”)的吸音 材料。 ②上述所用材料可以在噪声的 减弱其影响。 ③音乐厅周边居民楼一般会安装双层真空玻璃以减少噪声的影响，其理论依据是 32 ●“答案与解析”见P15 第二章声的世界 专题特训四 声速的相关计算 类型一回声测距计算 金金面 1.如图所示为“奋斗者”号全海深载人潜水器。“奋斗者”号可使用超声波在海底定位，在一次任务 中，“奋斗者”号向海底发射一束超声波，6s后收到反射回来的信号，之后“奋斗者”号以20/s 的速度匀速下潜，下潜过程中再向海底发射一束超声波，2s后收到反射回来的信号。声音在海 水中的传播速度为1500m/s。 (1)第一束超声波的传播距离是多远？ (2)“奋斗者”号需要多长时间才能潜到海底？ (3)发射第二束超声波时，“奋斗者”号距离海底有多远？ (第1题图)》 雪雪雷类型二回声测速计算画雷雪 2.为改变青川辖区交通状况，从青川县城到某些乡镇建有快捷通道，由于道路宽大平直，个别司机 驾车严重超速，在快捷通道上时有交通事故发生。在一限速60k/h的快捷通道，为了探究司机 是否遵守限速规定，交管部门在公路上安装了固定测速仪，如图所示。当汽车向放置在道路中间 的测速仪匀速驶来时，测速仪向汽车发出两次短促的超声波信号，测速仪根据两次接收到汽车反 射回来的超声波时间差计算出汽车的速度。第一次发出信号到测速仪接收到经汽车反射回来的 信号用时0.6s,第二次发出信号到测速仪接收到经汽车反射回来的信号用时0.4s,若发出两次 信号的时间间隔是1.8s,超声波在空气中的速度是340/s。求： (1)汽车接收到第一次信号时离测速仪的距离。 (2)汽车从第一次接收到信号到第二次接收到信号通过的路程。 (3)该汽车是否超速。 测速仪 超声波 (第2题图)》 >“答案与解析”见P16 33202s 12. 22-u1 〔解析)设后艇发出声音信号到前艇的时间为t,声音由前 艇反射回后艇所经历的时间为t2;因为两艘潜艇保持相同 的速度，同向前进，所以两艇间的距离s一定，信号向前 面的艇传播时，相对于前艇的速度为2一1，所以信号到 前艇的时间t,=、一；信号返回时，相对于后艇的速度为 02一V1 十，所需时间t2=,所以总时间t=,十t= V2十U1 -u,'v2十01℃22-u,7 第四节噪声控制与健康生活 1.D悠扬、悦耳，听到感觉非常舒服的声音叫乐音，不一 定是乐器发出的；凡是妨碍人们正常休息、学习和工作的 声音，以及对人们要听的声音产生干忧的声音，都属于噪 声，不一定是机器发出的。 2.噪声B 〔解析)广场舞的音乐声影响了小明的学习，对小明来说这 属于噪声。从图形可知，图A的波形振动有规律，是乐音 的波形；图B的波形振动无规律、杂乱，是噪声的波形，故 图B是噪声的波形。 3.分贝(dB)增大 〔解析)噪声监测装置监测的是声音的响度，响度的大小用 分贝作为单位，有车经过时，声音的响度增大，显示屏上的 数据增大。 4.声源传播途人耳 〔解析)控制噪声的途径：在噪声的产生、噪声的传播、噪声 的接收三个环节进行防治。 5.A居民区街道禁鸣喇叭是在声源处控制噪声；飞机旁 的工作人员戴有耳罩的头盔，是在人耳处控制噪声；街头 设置的噪声监测仪只能显示噪声的强弱，不能控制噪声； 高架路某些路段两侧设有透明板墙是在传播过程中控制 噪声。 6.C减弱噪声有三种方式，一是在声源处减弱，二是在传 播过程中减弱，三是在人耳处减弱。将教室的门窗关闭， 室内同学听到的室外噪声减弱，这是在传播过程中减弱噪 声，C选项正确；室外噪声还会产生，A选项错误；噪声音调 不会改变，B选项错误；噪声的传播速度也不会改变，D选 项错误。 7.D老师讲话声音大一些，即声音的响度大一些，老师讲 话时声带的振幅就要大一些，一方面老师的声带易损伤， 另一方面学生的听觉易疲劳，会影响听课，显然，这种方法 不可行。每名学生都戴一个防噪声耳罩，虽然可以减弱传 入人耳的噪声，但会影响听课，这种方法不可行。教室内 安装噪声监测装置，只能显示噪声响度的大小，而不能控 制噪声，这种方法不可行。在教室周围植树，树木可以吸 收、反射噪声的部分声波，减弱向教室内传播的噪声，这种 方法可行。 8.声源吸收传播过程 〔解析)减小汽车颠簸振动（振幅）减小，响度减小，噪声 减小·在声源处减弱噪声：多孔→可吸收声音→在传播过 程中减弱噪声。 9.声源响度属于 〔解析)粒于阻尼减振降噪技术，减小了振动部位的振动幅 度，实现在声源处减弱噪声；发声体的振幅变小，则产生声 音的响度变小：凡是影响人们正常学习、工作、生活和休息 以及对人们要听的声音起干扰作用的声音都属于噪声，所 以，外放的音乐声对其他正在休息的乘客来说属于噪声。 10.传播过程中传播过程中声音的传播需要介质，真 空不能传声 〔解析)填充吸音棉主要是为了吸收声音，从而在传播过程 中减弱噪声；声音的传播需要介质，直空不能传声，所以双 层真空玻璃能够在传播过程中减弱噪声。 11.(1)同时相互抵消(2)新的(3)B(4)B 〔解析)(1)空气中传播的音叉的声音是由空气振动产生 的波，人耳听到的声音较弱时，是两个声源发出的声波同 时传达到某处，引起空气的振动相互抵消。(2)用话简将 噪声收集起来传送到专门的电脑进行分析，根据分析结果 通过喇叭发出相应的噪声，恰能将原来噪声的振动抵消， 所以根据电脑分析结果通过喇叭发出的是新的噪声。 (3)“以声消声”技术是在传播过程中控制噪声，故B正确。 (4)分析图丙可知，图B中产生的噪声振动波形与A点声 波的频率和振幅相同，方向相反，故B符合题意。 实践举办“创意与炫酷”音乐会 1.(1)高(2)空气柱长度小(3)空气柱长度 (4)吸管是否有开孔（合理即可）(5)①松软多孔 ②传播过程中③声音不能在真空中传播 〔解析)(1)根据表一数据可知，空气柱长度越短，频率的 数值越大，音调越高，所以应填“高”。(2)根据控制变量 法，探究音调与空气柱横截面积的关系时，需要控制吸管 的材质和空气柱长度相同。由表二数据可知，吸管直径越 小，频率越高，而吸管直径越小，空气柱横截面积越小，所以 空气柱横截面积越小，频率越高，音调越高。(3)对比三组 实验数据，空气柱长度变化时，频率变化较为明显；横截面 积变化时，频率变化较小；材质变化时，频率变化也较小。 所以对吸管排箫的音调影响最大的因素是空气柱长度。 (4)吸管是否有开孔、开孔的位置等也可能影响空气柱的 振动情况，进而影响音调，答案合理即可。(5)①音乐厅 墙壁通常采用松软多孔的吸音材料，因为这类材料能有效 吸收声波，减少反射，降低噪声。②吸音材料主要在声音 传播过程中起作用，通过吸收声波能量来减弱噪声的影响。 ③双层真空玻璃能有效隔音，因为声音无法在真空中传播， 真空层阻隔了声音的传播，减少外部噪声对室内的影响。 专题特训四声速的相关计算 1.解：(1)由u=产可得，第一束超声波的传播距离s v*t1=1500m/sX6s=9000m(2)发射第一束超声波 1 时，“奋斗者”号到海底的距离52一之51三2×9000m门 4500m,由v=广可得，潜到海底需要的时间t2=2 4500m 20m/s =225s(3)由于是在下潜的同时发射超声波，设 发射第二束超声波时，“奋斗者”号到海底的距离为53，则 有v=ta十v#g=2sg,代人数据，1500m/s×2s+20m/s× 2s=2s3,解得s3=1520m 2.解：(1)第一次发出信号到测速仪接收到经汽车反射回 来的信号用时0.6s,则汽车接收第一次信号时所用时间 ,=号×06s=0,3s,由0=氵可知，汽车距测速仪的距 离s1=t,=340m/s×0.3s=102m(2)第二次发出信 号到测速仪接收到经汽车反射回来的信号用时0.4$，汽车 接收第二次信号时所用时间1，=号×0.4s=0.2s,由= 冫可知，汽车接收第二次信号时，距测速仪的距离， t2=340m/s×0.2s=68m;汽车在两次接收到信号间隔 过程中行驶的距离△s=51一s2=102m一68m=34m (3)已知两次信号时间间隔为1.8s,则从第一次信号接收 到第二次信号发出的时间△t=1.8s一0.6s=1.2s,汽车 在两次信号间行驶的时间t=△t十t,十t2=1.2s十0.3s十 0.2s=17s:汽车的速度年=4=34m t 1.7s =20m/s= 72km/h>60km/h,故该汽车超速 第二章拔尖自主测评 1.A“水花四溅”说明发声的“鱼洗”正在振动，故A正 确，B错误；“鱼洗”发出的声音是靠空气传人人耳的，故C 错误；众多“鱼洗”声汇集改变了声音的响度，但不能改变 声音的传播速度，故D错误。 2.A敲击瓶于时，声音是由瓶于和水振动产生的：瓶于和 水的质量越大，越不容易振动，音调越低，所以，用一根木 棒敲击它们，发出声音的特性一定不同的是音调。 3.B用更大的力度吹管子时，哨声的响度变大，故A错 误；哨声是由于管内空气柱振动产生的，故B正确；“活塞” 向下拉时，空气柱越长，振动越慢，发出声音的音调就越 低，故C错误；悦耳的哨声可以带给人们享受，但也有可能 成为噪声，故D错误。 4.D由表中数据可知，小亮发出声音的频率比小明高，所 以小亮声音的音调高，小明声音的音调低；小明声音的响 度大，小亮声音的响度小。 5.D利用超声波给金属探伤，属于利用声音传递信息，故 A不符合题意；医生通过听诊器给病人诊病，属于利用声 音传递信息，故B不符合题意：通过声学仪器接收到的次 声波等信息判断地震的方位和强度，属于利用声音传递信 息，故C不符合题意；利用超声波排除人体内的结石，属于 利用声音传递能量，故D符合题意。 6.D摩托车安装消声器，是在声源处控制噪声，A不符合 题意；道路旁设置隔声板，是在声音传播途中控制噪声，B 不符合题意；工厂工人戴着防噪声耳罩，是在声音接收处 控制噪声，C不符合题意；飞行员根据发动机轰鸣声判断其 运转情况，这是利用声音传递信息，D符合题意。 7.C由图可知，B区域振动的幅度大，振幅大，则响度大， 故A错误；相同的时间内B区域振动的次数多，振动快，故 B区域的频率大于A区域的频率，B区域比A区域的音调 高，故B错误；由图可知，A区域和B区域的波形不同，代 表音色不同，故C正确；声速的大小与介质的种类和温度 有关，与频率快慢、振动幅度无关，A、B区域的声音在空气 中的声速相同，故D错误。 8.B如图所示，超声波信号从发射到接收经历了一次往 返。因此超声波从感应器射到头顶经历的时间t= 5X103s=2.5×103s,则头顶到感应器的距离= 2 *t=340m/s×2.5×103s=0.85m,该同学的身高h= H-s=2.5m-0.85m=1.65m。 信号经历 感应器 一次往返 2.5m 测高台 (第8题图) 9.空气波 〔解析)声音的传播需要介质，猿声通过空气传入人耳，声 音以波的形式向外传播。 10.响度音调 〔解析)振幅与响度有关，频率与音调有关。 11.音色音调响度 〔解析)夜半钟声到客船，是因为钟振动发出的声音传到了 客船；客船上的人能辨别传来的是“钟声”，是根据声音的音 色判断出来的；弹琴之前“转轴”是为了改变弦的松紧程度， 使弦的振动频率不同，从而改变弦发声的音调；“小弦切切 如私语”是指声音的响度小。 12.超声波次声波 〔解析)声呐是利用超声波工作的。地震、火山喷发、海啸、 台风等自然灾害发生时常伴随次声波的产生。