一、初中物理声现象问题求解方法
1.如图所示,用悬挂着的乒乓球接触正在发声的音叉,乒乓球被弹开,这个实验说明了
A.发声的音叉正在振动
B.声音可以在空气中传播
C.声音的传播不需要介质
D.声音在空气中传播速度最快
【答案】A
【解析】
【分析】
【详解】
正在发声的音叉将乒乓球多次被弹开,说明音叉在振动,从而说明声音是由音叉的振动产生的,因此,本探究实验是研究声音产生原因的。
故选A。
2.将一只正在发声的音乐芯片挂在钟罩内,如图所示:用抽气筒把钟罩内的空气逐渐抽出,将会发现声音 _____;此实验可以推理得出______的结论。实验中声音无法完全消失的原因可能是________ 。(写出一种)
坦克撞汽车
【答案】逐渐减小声音的传播需要介质声音通过上方的固体传声
【解析】
【分析】
【详解】
[1]将一只正在发声的音乐芯片挂在钟罩内,用抽气筒把钟罩内的空气逐渐抽出,传递声音的介质变少,所以将会发现声音逐渐变小;
[2]此实验可以推理得出:声音的传播需要介质(或真空不能传声)的结论;
[3]实验中声音无法完全消失的原因可能是:声音通过上方的固体传声,或空气抽不干净。
3.某同学乘坐一辆汽车面对一座高山。已知声音传播速度为340 m/s。求:
(1)若汽车是静止的,汽车鸣一声喇叭,历时t=5 s听到回声,则汽车距离高山多远?
(2)若汽车以10 m/s 的速度正对着高山驶去,汽车鸣一声喇叭,历时t =3s 听到回声。鸣喇叭时汽车距离高山多远?
【答案】(1)850 m ;(2)525 m 。
【解析】
【分析】
【详解】
(1)声音传播到高山的时间
t =12×5s=2.5s , 汽车到高山的距离:
s =v 2t =340m/s×2.5s=850m ;
(2)在3s 的时间内,汽车行驶的距离:
s 1=v 1t =10m/s×3s=30m ,
声音传播的距离:
s 2=v 2t =340m/s×3s=1020m ,
设按喇叭时汽车到高山的距离为s ,则:
2s =s 1+s 2, s =
1230m+1020m 22
s s +==525m 。 答:(1)若汽车是静止的,则汽车距离高山850m 远;
(2)鸣喇叭时汽车距离高山525m 。
4.长沙市为了督促司机遵守限速规定,交管部门在公路上设置了固定测速仪。如图所示,汽车向放置在路中的测速仪匀速驶来,测速仪向汽车发出两次超声波信号,第一次发出信号到接收到反射回来的信号用时0.5s ,第二次发出信号到接收到反射回来的信号用时0.4s 。若测速仪发出两次信号的时间间隔是0.9s ,超声波的速度是340m/s ,求:
(1)汽车接收到第一次信号时,距测速仪多少米?
(2)汽车两次接收到信号时位置相距多少米?
(3)在该测速区内,汽车的速度是多少?
【答案】(1)85m ;(2)17m ;(3)20m/s
【解析】
【详解】
(1)第一次发出信号到测速仪接收到信号用时0.5s ,所以第一次信号到达汽车的时间为0.25s ,
由v=s
t
可得汽车接收到第一次信号时,汽车距测速仪:
s1=v声t1=340m/s×0.25s=85m;
(2)第二次发出信号到测速仪接收到信号用时0.4s,所以第二次信号到达汽车的时间为0.2s,
汽车接收到第二次信号时,汽车距测速仪:
s2=v声t2=340m/s×0.2s=68m;
汽车两次接收到信号时位置相距(即汽车行驶的距离):
s′=s1−s2=85m−68m=17m;
(3)汽车行驶这17m共用的时间:
t′=△t−t1+t2=0.9s−0.25s+0.2s=0.85s,
所以汽车的车速为:
v′=s
t
'
'
=
17m
0.85s
=20m/s。
答:(1)汽车接收到第一次信号时,距测速仪85米;
(2)汽车两次接收到信号时位置相距17米;
(3)在该测速区内,汽车的速度是20m/s。
5.我国一艘潜艇在执行任务时在水面下某处静止不动,声呐系统发现在正前方3.8 km处有一艘不明潜艇匀速驶来。声呐系统立刻再次发出超声波,经过5.0s后接收到反射回来的声波。声呐系统接收到声波后立刻向不明潜艇发射直线运动的,已知超声波在海水中的传播速度是1500 m/s,的平均速度是80 m/s。求:
(1)不明潜艇行驶的速度;
(2)命中不明潜艇的时间。
【答案】(1)20m/s;(2)37s
【解析】
【分析】
【详解】
(1)不明潜艇第二次接收到超声波时据我方潜艇的距离为
111
5s
1500 m/s=3750m
2
s v t
==⨯不明潜艇行驶的速度为
1
3800m3750m
==20m/s
5s
2
s v
t -
=不明潜艇
不明潜艇
不明潜艇行驶的速度20m/s。
(2)与不明潜艇相向而行,其相对速度为
20m/s+80m/s=100m/s
从第二次超声波接触到不明潜艇,至第二次超声波返回我方潜艇,不明潜艇前进的距离为
2220m/s 2.5s=50m s v t ==⨯不明潜艇
发射时两艇的相对距离为
3750m-50m=3700m
命中不明潜艇的时间为
3333700m ==37s 100m/s
s t v =
命中不明潜艇的时间为37s 。
答:(1)不明潜艇行驶的速度20m/s ;
(2)命中不明潜艇的时间为37s 。
6.某中学物理活动小组同学查阅资料,得到在20℃时声音在某些物质中的传播速度(见下表)。一根足够长且裸露在地面的铁管,管中充满水。当气温为20℃时,小组中的小王同学在铁管的一端敲击一下,小李同学在管子另一端听。
(1)小李同学能听到几次敲击声(要求说明判断理由)?
(2)如果听到的第一次敲击声和听到第二次之间的时间间隔为0.67s ,则这根直铁管长约为多少米?
【答案】(1)见解析;(2)1392m
【解析】
【分析】
【详解】
(1)小李同学能听到3次敲击声;理由:声音在不同介质中传播速度不同。第一次听到的敲击声是通过铁管传来的;第二次听到的敲击声是通过水传来的;第三次听到的敲击声是通过空气传来的。
(2)设这根直铁管长约是L ,由题意可知,听到的第一次敲击声是由铁管传来的,第二次敲击声是由水传来的,水传播需要的时间等于铁管传播需要的时间加上0.67s ,可得到
0.67s 4800m/s 1450m/s
L L += 解得1392m L ≈。
答:(1)小李同学能听到3次敲击声;理由:声音在不同介质中传播速度不同。第一次听到
的敲击声是通过铁管传来的;第二次听到的敲击声是通过水传来的;第三次听到的敲击声是通过空气传来的;(2)如果听到的第一次敲击声和听到第二次之间的时间间隔为0.67s,则这根直铁管长约1392m。
7.为了监测车辆是否超过了规定值,公路上都安装了测速仪。一辆从新洲开往武汉的小车经过刘集监测点时,测速仪从第一次发出超声波信号,到经汽车反射后收到反射信号用了0.4s;测速仪第一次发出信号1s后,第二次发出超声波信号。测速仪从第二次发出超声波信号,到经汽车反射后收到反射信号用了0.2s;设超声波的速度为340m/s保持不变;
求:
(1)测速仪第一次发出的超声波信号和小车相遇时,测速仪到小车的距离;
(2)测速仪第二次发出的超声波信号和小车相遇时,测速仪到小车的距离;
(3)小车的速度。
【答案】(1) 68m;(2)34m;(3) 37.78m/s。
【解析】
【分析】
【详解】
(1) 第一次发出的超声波信号和小车相遇的时间
因为,所以测速仪到小车的距离
测速仪到小车的距离68m。
(2) 第二次发出的超声波信号和小车相遇的时间
因为,所以测速仪到小车的距离
第二次测速仪到小车的距离34m。
(3)汽车在两次与信号相遇过程中的路程
汽车的行驶时间
汽车的速度
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