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1、
教科版八上物理 小專題 聲與運動綜合問題
1. 科學(xué)工作者為了探測海底的深度,向海底垂直發(fā)射超聲波,經(jīng)過 4?s 收到回波信號。
(1) 海洋的深度是多少?(聲音在海水中傳播速度是 1500?m/s)
(2) 這種辦法能不能測量月球與地球之間的距離,其原因是什么?
2. 煤礦發(fā)生透水事故時,被困人員通過敲擊鉆桿,發(fā)出“當當”的求救信號,信號會迅速傳遞到地面,這是因為 (填介質(zhì)種類)傳聲效果比氣體好;人耳能分清前后兩次聲音的時間間隔應(yīng)大于 0.1?s,據(jù)此,要想聽到回聲,人離障礙物的距離應(yīng) 17?m(選填“>”、“<”或“=”);一個同學(xué)向一口枯井的井底
2、大喊一聲,約 1?s 后聽到回聲,那么這口井的深度大約是 m。(聲音在空氣中傳播速度為 340?m/s)
3. 一輛作勻速直線運動的汽車,勻速遠離一座大山,汽車鳴笛 2.5?s 后司機聽到回聲,此時汽車距離大山 450?m,已知聲音在空氣中的傳播速度為 340?m/s;求:
(1) 鳴笛時,汽車距離高山多遠?
(2) 汽車行駛的速度。
4. 為了督促司機遵守限速規(guī)定,交管部門在公路上設(shè)置了固定測速儀。如圖所示,汽車向放置在路中的測速儀勻速駛來,測速儀向汽車發(fā)出兩次超聲波信號,第一次發(fā)出信號到接收到反射回來的信號用時 0.5?s,第二次發(fā)出信號到接收到反射回來的信號用
3、時 0.4?s。若測速儀發(fā)出兩次信號的時間間隔是 0.9?s,超聲波的速度是 340?m/s,下列說法中正確的是
A.汽車接收到第一次信號時,距測速儀 170?m
B.汽車兩次接收到信號時位置相距 34?m
C.在該測速區(qū)內(nèi),汽車的速度是 18.9?m/s
D.在該測速區(qū)內(nèi),汽車的速度是 20?m/s
5. 小明同學(xué)在今年初中畢業(yè)升學(xué)體育考試 50?m 跑項目中,取得 7?s 的成績。小明的平均速度為 m/s;如果終點計時員聽到發(fā)令槍聲才開始計時,則小明的成績比他的實際成績快 ?s。(結(jié)果均保留兩位小數(shù))
6. 潛艇最大的特點是它
4、的隱蔽性,作戰(zhàn)時需要長時間在水下潛航,這就決定它不能浮出水面使用雷達觀察,而只能依靠聲吶進行探測,所以聲吶在潛艇上的重要性更為突出,被稱為潛艇的“耳目”。
聲吶發(fā)出的超聲波在水中傳播時,如果遇到潛艇、水雷、魚群等目標,就會被反射回來,反射回來的聲波被聲吶接收,從而可以確定目標的距離。聲吶發(fā)出聲波碰到的目標如果是運動的,反射回來的聲波(下稱“回聲”)的音調(diào)就會有所變化,它的變化規(guī)律是:如果回聲的音調(diào)變高,說明目標正向聲吶靠攏;如果回聲的音調(diào)變低,說明目標遠離聲吶。
請回答以下問題:
(1)如果停在海水中的潛艇 A 發(fā)出的聲波信號在 10?s 內(nèi)接收到經(jīng) B 潛艇反射回來的信號,且信號頻率不
5、變,潛艇 B 與潛艇 A 的距離 s1 是 m。(設(shè)聲波在海水中傳播速度為 1500?m/s)
(2)停在海水中的潛艇 A 繼續(xù)監(jiān)控潛艇 B,突然接到潛艇 B 反射回來的聲波頻率是變低的,且測出潛艇 B 的速度是 20?m/s,方向始終在潛艇 A 、 B 的連線上,經(jīng)一分鐘后潛艇 B 與潛艇 A 的距離 s2 為 。
(3)在月球上 (選填“能”或“不能”)用聲吶技術(shù)來測量物體間的距離。
7. 盤點 2014 年世界航空業(yè),各國空難頻發(fā)。在飛機失事搜尋過程中,各國艦船在定位和測量海深時都要用到超聲測位儀,它是利用聲音可以在 中傳播來工作的。若海的深度是 6.
6、75?km,聲音在海水中的速度是 1500?m/s,則需經(jīng)過 秒才能接收到信號。
8. 已知人耳區(qū)分兩次聲音的時間間隔為 0.1?s 以上?,F(xiàn)有一根長為 17?m 的鐵管,如果你將耳朵貼在鐵管的一端,讓另一個人去敲擊一下鐵管的另一端,則敲擊聲由空氣傳入你的耳朵需要 s,你會聽到 次敲打的聲音。(已知聲音在空氣中的傳播速度為 340?m/s,在鐵中傳播速度為 5200?m/s)
9. 2015 年 1 月,科學(xué)家在南極洲發(fā)現(xiàn)一個隕石凹坑,形狀如圓形平底鍋,如圖所示。小明在圓心 A 點大喊一聲,經(jīng)過 6?s 聽到回聲。設(shè)空氣中聲速為 340?m/s,圓形凹坑的直徑
7、為
A. 510?m B. 1020?m C. 2040?m D. 4080?m
10. 在學(xué)校秋季運動會上,進行百米賽跑。當時比賽時的溫度為 15°C,在終點的計時員,看到冒煙開始計時,運動員到達終點時秒表的讀數(shù)為 10.59 秒,如果計時員聽到槍聲才開始計時,則運動員跑完百米的時間會記為
A. 10.88 秒 B. 10.59 秒 C. 10.30 秒 D. 10.18 秒
11. 馬航客機 MH370 失聯(lián)后,中國派出多艘艦船到南太平洋海域進行水下搜尋,其中用到“超聲測位儀”,其原理如圖所示,發(fā)射器向某一方向發(fā)射超聲波,在發(fā)射的同時開始計時
8、。超聲波在傳播途中碰到障礙物被反射,接收器收到反射波就停止計時。設(shè)某次搜尋中計時器記錄的時間為 t,(已知電磁波在空中和海水中的傳播速度分別為 C1 和 C2;聲波在空中和海水中的速度分別為 V1 和 V2)則發(fā)射點與水中疑似物之間距離為
A. C2t2 B. V2t2 C. V1t2 D. C1V22t
12. 我們知道,聲音在不同介質(zhì)中傳播的速度不同。閱讀下表,回答問題。已知在長為 0.85?km 的空金屬管一端敲擊一下,在另一端先后聽到兩個聲音,兩聲相隔 2.33?s(此時氣溫約為 15°C)。問:
一些介質(zhì)中的聲速 v/(m/s)
空氣(0°C)3
9、31冰3230空氣(15°C)340銅3750煤油(25°C)1324鋁5000水(常溫)1500鐵5200
(1) 第二次聽到的聲音是通過哪種介質(zhì)傳來的?
(2) 敲擊后聲音通過空氣傳到另一端要多長時間?
(3) 聲音在金屬管中的傳播速度是多大?該金屬管可能是由什么材料制成的?
13. 一輛客車在某高速公路上行駛,在經(jīng)過某直線路段時,司機駕車作勻速直線運動。司機發(fā)現(xiàn)其正要通過正前方高山懸崖下的隧道,看到路旁指示牌上標有“距隧道 0.9?km 字樣,立即鳴笛,5?s 后聽到回聲;聽到回聲后又行駛 10?s,司機第二次鳴笛并聽到回聲。已知聲音在空氣中的傳播速度為 340?m/
10、s,請根據(jù)以上數(shù)據(jù)計算:
(1) 第一次鳴笛到聽到回聲車前進的距離;
(2) 汽車的速度;
(3) 第二次鳴笛后聽到回聲的時間。(精確到 0.1?s)
14. 如圖甲為一聲速測量儀器的使用說明書,圖乙為實驗裝置圖。請閱讀圖甲所示的使用說明書,回答下列問題。
使用說明書(1)實驗裝置如圖所示,A、B是聲信號采集器.(2)復(fù)位后用棒槌敲打銅鈴,聲音被A、B接收.(3)液晶屏顯示A、B接收到信號的時間差單位為秒(s).
?????甲
(1) 若把銅鈴放在 A 、 B 的中點,即 s1=s2,則液晶顯示屏的示數(shù)為 s。
(2) 某同學(xué)將銅鈴放到 A 的左邊,
11、并與 B 在一條直線上,則銅鈴離 A 越遠,液晶顯示屏的數(shù)值 (選填“變大”“變小”或“不變”)。
(3) 該同學(xué)通過查找資料了解到,介質(zhì)溫度越高,聲音傳播速度越大。為了驗證這一結(jié)論,他把銅鈴固定放在 A 的左邊,然后加熱 A 、 B 之間的空氣,則液晶顯示屏的數(shù)值將 (選填以下選項)。
A.變大
B.變小
C.不變
D.無法判斷
(4) 如圖乙,把銅鈴放在 A 、 B 之間,已知 s1=0.2?m,s2=0.6?m,液晶顯示屏上顯示:0.00125?s,則此時聲速約為 m/s。
15. 交通部門常用測速儀檢測車速。測速原理是測速儀前后兩次發(fā)出并接收到
12、被測車反射回的超聲波信號,再根據(jù)兩次信號的時間差,測出車速,如圖甲所示。某次測速中,測速儀發(fā)出與接收超聲波的情況如圖乙所示,s 表示超聲波與測速儀之間的距離。(假設(shè)超聲波的速度為 340?m/s,且聲速與車速不變)
(1) 汽車第一次收到超聲波信號時,距測速儀多遠?
(2) 汽車行駛速度是多少?(結(jié)果保留一位小數(shù))
答案
1. 【答案】
(1) 3000?m
(2) 月球周圍沒有空氣,聲波不能在真空中傳播,故超聲波不能到達月球,更不能利用聲波的反射測出地球到月球的距離。
【解析】
(1) 超聲波從海面到海底用的時間:t=12×4?s=2?s,
由 v=st
13、 可得,該處海水的深度:h=vt=1500?m/s×2?s=3000?m。
2. 【答案】固體;>;170
3. 【答案】
(1) 400?m
(2) 20?m/s
【解析】
(1) 根據(jù) v=st 可得,笛聲在 2.5?s 內(nèi)通過的路程為:s?=v聲t?=2.5?s×340?m/s=850?m,
設(shè)從開始鳴笛到聽到笛聲汽車通過的路程為 s,則有
s+s?=2×450?m=900?m,
s=900?m?850?m=50?m;
鳴笛時,汽車距離高山的距離為 s?=s??s=450?m?50?m=400?m。
(2) 汽車所走的路程為:s2=4
14、50?m?400?m=50?m,
汽車行駛的速度為:v2=s2t=50?m2.5?s=20?m/s。
4. 【答案】D
5. 【答案】7.14;0.15
6. 【答案】7500;8700?m;
7. 【答案】液體;
8. 【答案】0.05;1
9. 【答案】C
10. 【答案】C
11. 【答案】B
12. 【答案】
(1) 空氣
(2) 2.5?s
(3) 5000?m/s;鋁
【解析】
(1) 聲音在空氣中傳播速度慢,在金屬管中傳播速度快,第二次聽到的聲音是通過空氣傳來的。
(2) 由 v
15、=st 得,聲音在空氣中傳播的時間是:t空氣=sv空氣=850?m340?m/s=2.5?s。
(3) 聲音在金屬管內(nèi)傳播的時間:t金屬=t空氣?Δt=2.5?s?2.33?s=0.17?s;
聲音在金屬管內(nèi)傳播的速度:v金屬=st金屬=850?m0.17?s=5000?m/s。
查表知:金屬管是鋁制成的。
13. 【答案】
(1) 100?m
(2) 20?m/s
(3) 3.3?s
【解析】
(1) 由 v=st 可得,聲音在 5?s 內(nèi)傳播的路程:
s聲=v聲t1=340?m/s×5?s=1700?m,
由題意知,s1+s聲=2?s,
16、
則有:s1=2s?s聲=2×900?m?1700?m=100?m。
(2) 汽車的速度:v車=s1t1=100?m5?s=20?m/s。
(3) 汽車從第一次鳴笛到第二次鳴笛前進的時間:
t2=5?s+10?s=15?s,
由 v=st 可得,汽車從第一次鳴笛到第二次鳴前進的距離:s2=v車t2=20?m/s×15?s=300?m,
第二次鳴笛處距離懸崖的距離:
s3=s?s2=900?m?300?m=600?m,
則有:2s3=v車t3+v聲t3,
解得:t3=2s3v車+v聲=2×600?m20?m/s+340?m/s≈3.3?s。
14. 【答案】
(
17、1) 0
(2) 不變
(3) B
(4) 320
15. 【答案】
(1) 102?m
(2) 26.2?m/s
【解析】
(1) 由圖知,汽車收到第一次信號時,經(jīng)過的時間為:t1=0.62?s=0.3?s,
此時汽車距測速儀的距離:s1=v聲t1=340?m/s×0.3?s=102?m。
(2) 由圖知,汽車收到第二次信號時,經(jīng)過的時間為:
t2=1.8?s?1.4?s2=0.2?s,
此時汽車距測速儀的距離:
s2=v聲t2=340?m/s×0.2?s=68?m;
由圖知,汽車兩次收到信號經(jīng)過時間差(即汽車行駛的時間):t=1.6?s?0.3?s=1.3?s,
汽車收到兩次信號距離測速儀的距離差(即汽車行駛的距離):s=s1?s2=102?m?68?m=34?m,
汽車的速度:v=st=34?m1.3?s≈26.2?m/s。