声现象-----利用声速计算(二)
1、汽车在你后方以?100km/h?速度向你驶来,汽车若在离你?100m?处鸣笛,问当你听到笛声时,汽车离你还有多少米?(假设声音传播的速度为?340m/s?)
2、备受隆回人民关注的怀邵衡高铁于?2018?年正式开通运营,为隆回人民的出行带来了方便。如果?CRH3A?型动车以某一速度沿直线匀速行驶时,在进入某一隧道前?800m?处鸣笛,司机在鸣笛?4s?后听到隧道口处山崖反射的回声,声音在空气中的速度为?340m/s?。
(1)?当司机听到反射的回声时,他离隧道口的距离是多少?m??
(2)?动车行驶的速度是多少?km/h??
(3)?假设有一人不小心闯进了一高铁隧道中,当动车据隧道口只有?600m?时,该人在隧道中某处马上往前后两个方向跑恰好都能安全跑出隧道。如果该人跑动的速度恒为?6m/s?,动车以第?(2)?问的速度行驶,试求该隧道的长度多少米(计算结果只保留到整数)。
3、如图是一次实弹演练中某舰发射的火箭弹,发射后经过?1.2s?火箭弹击中目标,同时看到爆炸的火光,而在发射后经过了?4.7s?才听到爆炸声,试求:
(1)?该舰距爆炸目标有多远?
(2)?火箭弹的飞行速度是多少?(声速?v?=?340m/s?,不计光的传播时间)
4、一辆汽车在匀速行驶,道路前方有一座高山,司机在距高山?360m?处鸣笛,并在?2s?后听到回声。(声速为?340m/s?)求:
(1)?汽车行驶速度为多少?km/h??
(2)?司机听到回声时距离高山多远?
5、若正常人的反应时间(人接收到信号到采取措施完成的时间)为?0.2s?,若雷声和闪电同时产生,已知光的传播速度?c?光?=3×10?8?m/s?,声音的传播速度?v?声?=340m/s?,选择其中恰当的数据大致计算的话,那么?“?迅雷不及掩耳?”?的雷声发生处距离人所在位置不会超过多远呢?
6、一辆匀速行驶的汽车在距前面山崖440m处鸣笛,经过2.5s后听到回声,已知空气中的传声速度为340m/s,求:
(1)鸣笛声从发出到反射传回驾驶员耳中,通过的路程为多少?
(2)汽车从鸣笛到听到回声这段时间内通过的路程。
(3)汽车的行驶速度。
7、小明乘坐着一艘速度为v1=10m/s的汽艇匀速驶向一座山崖,他向山崖大喊一声,历时t=5s听到回声,已知声音在空气中传播的速度为v2=340m/s。求:
(1)5s内,汽艇行驶的路程s1是多少?
(2)5s内,声音在空气中传播的路程s2是多少?
(3)他向山崖大喊时,离山崖的距离s是多少?
(4)他听到回声时离山崖的距离s0是多少?
8、汽车沿平直公路匀速驶向一座高山,汽车的速度为10m/s,声音的速度为340m/s,途中司机按一下喇叭,2s后司机听到回声.司机按喇叭时汽车距山脚的距离是多少?司机听到回声时汽车距山脚的距离是多少?
9、一汽车以20m/s的速度向一山崖开进,途中鸣了一声笛,4
s后听到山崖传来回声,
当司机听到回声时(声音的速度为340m/s):
(1)汽车行驶的路程?
(2)声音传播的距离?
(3)汽车离山崖还有多远?
10、如图,超声波测速仪,向远离自己而去的汽车发出两次脉冲波的时间间隔为,第一个脉冲后收到反射信号.发射第二个脉冲后后收到反射信号.
()汽车接受到第一次脉冲时,距离测速仪的距离为多少.
(写出你依据的公式)__________.(未知的量用规定的字母写在“”的左边,并在右边代入已知的量的数据与单位)(求出结果__________)
()汽车接收到两次脉冲波的时间间隔是多长.__________(写出数字与单位)
()汽车接收到两次脉冲波的这段时间汽车行驶多长距离.__________
11、声波在海水中传播衰减程度远小于电磁波.声呐就是利用声波在水中的传播特点来对物体进行定位和测速的.如图?是一艘静止军舰上的声呐装置的显示器所显示出声波信号发出与接收的情况,图中P1、P2是声呐发出的信号,n1、n2分别是P1、P2、被不明物体反射回来的信号.如果P1、P2之间的时间间隔△t=1.0s,声波在海水中的传播速度v=1500m/s,不明物体是沿直线正对着军舰匀速行驶.求
(1)信号P1遇到不明物体时,该物体到军舰的距离.
(2)不明物体的速度.
12、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?
13、交通部门常用测速仪来检测车速.测速原理是测速仪前后两次发出并接收到被测车反射回的超声波信号,再根据两次信号的时间差,测出车速,如图甲所示.某次测速中,测速仪发出与接收超声波的情况如图乙所示,x表示超声波与测速仪之间的距离.?求该被测汽车的速度.(超声波在空气中的速度为340m/s,且保持不变)
14、有一根长为850m的铸铁管,质量为2400kg,铁管壁的体积为0.3m3,在铸铁管的一端敲一下,0.17s后在铸铁管的另一端听到第一次敲打声,片刻后听到第二次敲打声,声音在空气中的传播速度是340m/s。求:
(1)铸铁管的材料密度是多少kg/m3?
(2)声波在铸铁管中的传播速度是多少m/s?
(3)在铸铁管另一端听到两次敲打声的时间间隔?
15、飞机在空中水平匀速飞行,徐冰同学站在水平地面上,用学习过的光学、力学知识,测量飞机的飞行速度,以及声音在空气中的传播速度,当他听到飞机的声音从头顶正上方传来时,发现飞机在他前上方与地面成37?角的方向,如图所示,已知h=2052m,飞机从头顶正上方到达他前上方与地面成37?角的位置时用时6s。求飞机的速度以及声音在空气中的传播速度(直角三角形一个角为37?时,三个边的长度之比为3:4:5)。
【解析】
1、【答案】
91.83m
【详解】
解:汽车的速度
v?汽车?=100km/h?=??m/s
人听到笛声时声音传播的时间
t?=??=??=??s
人听到笛声时汽车行驶的路程
s?1?=?v?汽车?t?=??m/s×???8.17m
人听到笛声时汽车距离人的距离
s?2?=?s?-?s?1?=?100
m?-?8.17
m?=?91.83m
答:汽车离你还有?91.83m?。
2、【答案】
(1)560?;?(2)216?;?(3)133
【详解】
解:?(1)4s?内,声音通过的路程
s?1?=?v?声?t?=340m/s×4s=1360m
听到回声时,司机离隧道口的距离
s?2?=?s?1?-?s?=1360m-800m=560m
(2)?这段时间内,动车通过的距离
s?3?=?s?-?s?1?=800m-560m=240m
动车行驶的速度
(3)?该人的运动方向与动车逆向时,要安全跑出隧道,所需时间
此时该人通过的路程
s?人?=?v?人?t?1?=6m/s×10s=60m
人的运动方向与动车同向时,设隧道的长度为?s?隧道?,安全跑出的时间为?t?2?,则有
s?隧道?+600m=?vt?2?,?s?隧道?-60m=?v?人?t?2
即
s?隧道?+600m=60m/s???t?2?,?s?隧道?-60m=6m/s???t?2
解以上两式得
s?隧道?≈133m
答:?(1)?当司机听到反射的回声时,他离隧道口的距离是?560m?;
(2)?动车行驶的速度是?216km/h?;
(3)?该隧道的长度是?133m?。
3、【答案】
(1)1190m?;?(2)992m/s
【详解】
解:?(1)?由题知,火箭弹到击中目标的时间为?1.2s?,发射到听到爆炸声的时间为?4.7s?,所以火箭弹爆炸发出到声音传到该舰的时间是
由??可得该舰与目标的距离是
(2)?火箭弹的速度是
答:?(1)?该舰距爆炸目标有?1190m?;
(2)?火箭弹的飞行速度是?992m/s?。
4、【答案】
(1)72?;?(2)320m
【详解】
解:?(1)?如图所示
由图可知
解得?v?车?=20m/s,?即?72km/h?。
(2)?司机听到回声时距离高山
答:?(1)?汽车行驶速度为?72
km/h?;
(2)?司机听到回声时距离高山?320m?。
5、【答案】
68m
【详解】
解:光的传播时间忽略不计,雷声速度?v?=340m/s?,传播时间?t?=0.2s?,由??得?,?雷电发生处的距离
s=vt?=340m/s×0.2s=68m
答:雷声发生处距离人所在位置不会超过?68m?。
6、【答案】
(1)850m;(2)30m;(3)12m/s
【详解】
解:(1)汽车鸣笛声的传播时间
t车=t声=2.5s
由得,鸣笛声传播的路程
s声=v声t声=340m/s×2.5s=850m
(2)由题意可知
s总=s车+s声=880m
汽车行驶的路程
s车=s总-s声=880m-850m=30m
(3)汽车的速度
答:(1)鸣笛声从发出到反射传回驾驶员耳中,通过的路程为850m;
(2)汽车从鸣笛到听到回声这段时间内通过的路程为30m;
(3)汽车行驶的速度为12m/s。
7、【答案】
(1)50m(2)1700m(3)875m(4)825m
【解析】
(1)由v=可得汽艇行驶的路程:s1=v1t=10m/s×5s=50m;
(2)5s内,声音在空气中传播的路程:s2=v2t=340m/s×5s=1700m;
(3)喊时汽艇离山崖的距离为:s=(s1+s2)=(50m+1700m)=875m,
(4)他听到回声时离山崖的距离为:s0=s﹣s1=875m﹣50m=825m。
8、【答案】
350m.?330m.
【详解】
2秒钟汽车通过的路程:s1=v1t=10m/s×2s=20m,2秒钟声音传播的路程s2=v2t=340m/s×2s=680m,司机按喇叭时汽车距山脚的距离是s==350m;司机听到回声时汽车距山脚的距离是=350m-20m=330m
9、【答案】
80m??
1360m???
680m
【详解】
设司机听到回声时,汽车离山崖xm,
(1)4s内汽车前进4s×20m/s=80m
(2)声音往返经过的路程为4×340=1360m,
(3)80m+2x=1360m,
x=640m
10、【答案】
???
238m???
5.3s???
272m???
【详解】
(1)汽车接受到第一次脉冲,距离测速仪的距离:公式,?;
计算结果:
(2)收到两次脉冲波的时间间隔:t=4.5s-0.7s+1.5s=5.3s
(3)汽车第二次接受到脉冲,距离测速仪的距离:
接收到两次脉冲波的这段时间汽车行驶距离:
11、【答案】
(1)18000m(2)78.9m/s
【详解】
(1)从图中可以看出,从信号P1到接收到信号n1经历的时间为24s,?信号P1遇到不明物体时,该物体到军舰的距离为:??.
(2)从图中可以看出,从发出信号P2到接收到信号n2经历的时间为23.9s,信号P2遇到不明物体时,该物体到军舰的距离为:.?.
?不明物体移动的距离为:?.
?如图所示:
第一列波单程运动的时间:
第二列波单程运动的时间:
当第一列波与不明物相遇时,第二列波的传播时间为:t1-1s=11s(因为晚发出1s,此时该波在紫色竖线段位置).
因为不明物体和第二列波相向运动,剩下的问题就是相遇问题,相遇过程它们运动时间相等.
因此不明物体移动这段距离的时间为:?
?
所以不明物体移动的速度:
12、【答案】
(1)85m;(2)17m;(3)20m/s
【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=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′===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。
13、【答案】
14.17m/s.
【详解】
由图知:超声波第一次从测试仪发出到与汽车相遇的地点,经过的时间为
t1=×0.32s=0.16s,
由v=得,超声波通过的距离为:
s波1=v波?t1=340m/s×0.16s=54.4m;
超声波第二次从测试仪发出到与汽车相遇的地点,经过的时间为
t2=×0.24s=0.12s,
超声波通过的距离为:
s波2=v波?t2=340m/s×0.12s=40.8m,
汽车行驶的距离为:
s=s波1?s波2=54.4m?40.8m=13.6m;
测试仪发出的超声波两次间隔时间为1s,且测试仪第一次发出超声波记为0时刻,则超声波第一次从测试仪发出到与汽车相遇的地点,经过的时间为0.16s;
超声波第二次发出的时间为1s末,超声波第二次与车相遇的时刻应该是1s+0.12s=1.12s,
汽车行驶的时间是
t=1.12s?0.16s=0.96s,
所以汽车行驶的速度为
v===14.17m/s.
14、【答案】
(1)8×103;(2)5000;(3)2.33s
【详解】
(1)铸铁管的材料密度为
(2)声波在铸铁管中的传播速度为
(3)在空气中传播所用的时间为
在铸铁管另一端听到两次敲打声的时间间隔为
答:(1)铸铁管的材料密度是8×103kg/m3;
(2)声波在铸铁管中的传播速度为;
(3)在铸铁管另一端听到两次敲打声的时间间隔为2.33s。
15、【答案】
456m/s;342m/s
【解析】
三角形三边的长度之比为3:4:5,h=2052m,则飞机飞行的距离,所以飞机速度;声音在空气中的传播速度。