2.1 声音的产生与传播
一、多选题
1.如图所示,把正在响铃的闹钟放在玻璃罩内,逐渐抽出玻璃罩内的空气,听到闹铃声逐渐变小,直至听不见;再让空气逐渐进入玻璃罩内,听到闹铃声逐渐变大。关于上述实验,下列说法中不正确的是( )
A.听不见闹铃声是由于闹铃停止振动
B.听到铃声逐渐变大,是由于闹铃振动加快
C.该实验现象说明声音可以在真空中传播
D.该实验现象说明声音的传播需要介质
2.小双把耳朵贴在长铁管的一端,小菱在铁管另一端敲一下,小双听到两次响声。如果铁管长为L,铁和空气传播声音的速度分别为v1、v2,两次响声间隔的时间为△t,下列计算结果正确的是( )
A.铁管的长度
B.两次响声间隔的时间
C.声音在铁管中的传播时间为
D.声音在铁管中的传播时间为
3.下列实验能说明声音产生条件的是( )
A.将正在发声的音叉放入水中,音叉能激起水花
B.不能听到真空罩中闹铃的闹铃声
C.将纸屑放到正在发声的喇叭纸盆上,看到纸屑在“跳舞”
D.将正在发声的音叉去轻触静止悬挂的乒乓球,乒乓球被弹开
二、单选题
4.清晨,一阵闹铃声将你从睡梦中唤醒,提醒你:该起床了!关于声音,下列说法正确的是( )
A.声音是由物体的振动产生的
B.物体不振动也可以发声
C.声音能在真空中传播
D.声速等于光速
5.人对着山崖喊话,经过t=2s后听到回声,喊话人到山崖的直线距离是( )
A.680m B.340m C.170m D.17m
6.对于声音的产生,下列说法中正确的是( )
A.物体不振动也能发声
B.只有固体的振动才能发声
C.一切发声的物体都在振动
D.振动停止后,发声体仍能发声
三、综合题
7.阅读下列材料--回声及其应用声波经障碍物反射回来的声音叫回声,若回声同原声传到人耳的时间相差二十分之一秒以上,且强度衰减不是很大时,就能够清楚地听到回声。回声是在山谷或大厅内常有的现象。例如山间放炮,虽然发声时间极短,但人耳听到的却是炮声不绝,这就是回声造成的。回声会妨碍听音,是影剧院或大厅等建筑中必须避免的缺点,但短时间的回声(与原声的时间间隔在二十分之一秒内)不但不妨碍听音,反而有使声音加强的作用,室内听音较广场响亮,就是这个道理。利用回声现象制成的回声测深仪、声呐、超声探伤仪等,广泛应用于矿床勘探、材料探伤、水深测量、鱼群探测等。
根据以上述文字并结合所学知识,回答下列问题:
(1)在课室听课时,我们并没有听到回声,反而听到的声音比在广场响亮,是因为教室前后距离小,使人听到回声与原声的时间间隔______(填“大于”、“等于”或“小于”)二十分之一秒,使声音有加强的作用;
(2)在15℃的空气中,声音每秒钟传播340米,人站在一堵墙前喊叫,若要听到回声,人与墙的距离至少为______米。
8.解决运动中的问题:
(1)甲、乙两物体做匀速直线运动,它们通过的路程之比为3∶2,所用时间之比为2∶3,则速度之比为______;
(2)汽车从阳新出发,以60km/h的速度行驶了30min后到达大冶,又以54km/h的速度行驶了20min到达黄石,则:阳新到黄石相距的路程为______km,汽车从阳新到黄石的平均速度为______km/h;
(3)为了探测海底某处的深度,向海底垂直发射超声波,经过3s收到回波信号,海洋中该处深度是______米。(声音在海水中传播速度是1500m/s)小悦同学思考根据回声测距这种方法,是否可以测量月亮与地球的距离的?______(能/不能)如果能,请写出物理表达式,如果不能,请写出原因:______;
(4)中秋节是我国的传统节日,阖家团圆,月亮最圆。已知圆润的月球距离地球3.87×108m,那么皎洁的月光从月球表面出发进入到我们的眼睛,所需时间大概为______(光速为3×108m/s)。
四、简答题
9.某种昆虫靠翅膀的振动发声,如果这种昆虫的翅在2s内做了700次振动,频率是多少?人类能听到吗?
10.2020年11月24日4时30分,我国用长征五号运载火箭成功发射嫦娥五号探测器。对于“地面测控站能准确对月球上的嫦娥五号探测器进行遥控”,小龙同学猜想这可能是利用超声波来实现的。你认为他的猜想正确吗?请说出你判断的依据。
11.站在教室里讲话时,声音会特别响,这是为什么?
五、作图题
12.声音传播的速度和温度有关,下表是空气中声速随温度变化的数据,请你在如图所示的坐标中作出声速和温度关系的图象。
空气温度/℃ -20 -10 0 10 20 30
声音速度/m/s 318 324 330 336 342 348
六、计算题
13.用超声测位仪向海底垂直发射声波,经过4s后收到回波。此处海底有多深
14.声音遇到障碍物能向相反方向传播。一个同学向一口枯井的井底大喊一声,经过1.5s听到回声,那么这口枯井的深度大约是多少米?(声速按340m/s计算)
七、实验题
15.佳怡同学按如图所示实验装置做实验,请你回答下列问题:
(1)如左图所示,轻轻敲击音叉,听到音叉发出声音,用竖直悬挂的泡沫塑料球接触发声的音叉时, 泡沫塑料球被弹起,这个现象说明___________;在本实验中泡沫塑料球的作用是___________;
(2)如中间的图所示,敲击右边的音叉,左边完全相同的音叉把泡沫塑料球弹起,这个现象说明___________;
(3)把正在响铃的闹钟放在玻璃钟罩内, 逐渐抽出其中空气,发现铃声明显减小,如图所示,实验推理可以得出真空___________。
16.如图所示是探究“声音的传播”实验装置:
(1)交流讨论:
①在玻璃钟罩内的木塞上,放一个正在发声的音乐闹铃,此时我们能听到音乐;
②用抽气设备抽钟罩内空气,在抽气的过程中,你听到音乐声将会______(选填“变大”“不变”或“变小”);
(2)实验结论:声音的传播需要______,声音在______中不能传播。
17.物理是一门以观察和实验为基础的学科,学好物理要多做实验。
(1)如图甲,用悬挂着的乒乓球接触正在发声的音叉,乒乓球会被多次弹开,说明声音是由物体的______产生的;实验中乒乓球起到的作用是 ______;
(2)如图乙所示,敲击右边的音叉,左边完全相同的音叉也把乒乓球弹起,说明______可以传声;假设在月球上进行乙图实验,则______(选填“能”或“不能” )看到乒乓球被弹开;
(3)小明将正在响铃的闹钟放在玻璃罩内,逐渐抽出其中的空气时,听到的铃声逐渐减小,由此现象可以推理得出:______。
八、填空题
18.“掩耳盗铃”是大家非常熟悉的寓言故事,从物理学角度分析盗贼所犯的错误是:既没有阻止声音的_______,也没有阻止声音的_______,只是阻止声音进入自己的耳朵。
19.2021 年12月27日,神舟十三号航天员乘组圆满完成第二次出舱全部既定任务,出舱活动取得圆满成功,宇航员在太空舱中可以直接对话,但在飞船外作业时,他们之间不能直接对话,必须借助电子通信设备进行交流,其原因是______。
20.下列表格给出了声音在某些介质中的速度v
介质 v/(m·s-1) 介质 v/(m·s-1)
水(5℃) 1450 冰 3230
水(15℃) 1470 软橡胶(常温) 40——50
水(20℃) 1480 软木 500
海水(25℃) 1531 铁(棒) 5200
分析表格给出的信息,能够知道声速大小可能和______有关,声速大小还可能和_______有关。若海水温度为25℃,在海面用超声测位仪向海底垂直发射声波,经过2s后收到回波,海水深度为_____m。
参考答案:
1.ABC
【解析】
【详解】
A.听不见闹铃声,是因为逐渐抽出玻璃罩内的空气,传播声音的介质空气逐渐减少,声音的响度减小,而不是因为闹铃不再振动,故A错误,符合题意;
B.听到闹铃声又逐渐变大,是因为传播声音的介质空气逐渐增多使声音的响度增大,而不是因为闹铃振动加快,故B错误,符合题意;
CD.逐渐抽出玻璃罩内的空气,传播声音的介质空气逐渐减少,声音的响度减小,可以推理,如果将空气完全抽出,罩内形成真空,声音将无法传播,不能听到声音,所以该实验说明声音的传播需要介质,声音不能在真空中传播,故C错误,符合题意,故D正确,不符合题意。
故选ABC。
2.ABD
【解析】
【详解】
B.铁管的长度,铁和空气传播声音的速度分别为v1、v2,由于,所以第一次听到是铁传播的,第二次是空气传播的,所以声在铁中的传播时间为
声在空气中的传播时间为
两次响声间隔的时间为
故B正确;
A.将上式变形可得,铁管长度为
故A正确;
CD.把代入得,声音在铁管中的传播时间为
故C错误,D正确。
故选ABD。
3.ACD
【解析】
【详解】
A.将正在发声的音叉放入水中,音叉能激起水花,说明音叉在振动,则可以说明声音的产生条件,故A符合题意;
B.不能听到真空罩中闹铃的闹铃声,是因为没有传声的介质,说明了声音的传播条件,故B不符合题意;
C.将纸屑放到正在发声的喇叭纸盆上,看到纸屑在“跳舞”,说明纸盆在振动,则可以说明声音产生的条件,故C符合题意;
D.将正在发声的音叉去轻触静止悬挂的乒乓球,乒乓球被弹开,说明音叉在振动,则可以说明声音的产生的条件,故D符合题意。
故选ACD。
4.A
【解析】
【详解】
AB.声音是由物体的振动产生的,振动停止,发声就停止,故A正确,B错误;
C.声音靠介质传播,真空不能传声,故C错误;
D.空气中光的传播速度远大于声音的传播速度,故D错误。
故选A。
5.B
【解析】
【详解】
声音传播的路程
s=vt=340m/s×2s=680m
人到山崖的距离
故B符合题意,ACD不符合题意。
故选B。
6.C
【解析】
【详解】
A.声音是由物体振动产生的,固体、液体、气体都可以发声,故AB错误;
C.声音是由物体振动产生的,一切发声的物体都在振动,故C正确。
D.振动停止后,发声停止,故D错误。
故选C。
7. 小于 17
【解析】
【详解】
(1)[1]在教室里说话,因为教室墙壁离我们太近,说话的声音传到墙壁上又反射回来,时间差太短,使人听到回声与原声的时间间隔小于二十分之一秒,不能分辨出回声与原声,听到的是回声与原声的混合,声音响亮。
(2)[2]要想听到回声,原声与回声必须间隔0.1s以上,由得,我们要想听到回声,障碍物与我们的距离为
8. 9∶4 48 57.6 2250 不能 真空不能传声 1.29s
【解析】
【详解】
(1)[1]已知甲、乙的路程之比为s甲∶s乙=3∶2,所用时间之比为t甲∶t乙=2∶3,则甲、乙速度之比为
(2)[2]由速度公式可得阳新到大冶的路程
s1=v1t1=60km/h×0.5h=30km
大冶到黄石的路程
阳新到黄石相距的路程
s=s1+s2=30km+18km=48km
[3]总时间
t=30min+20min=50min
汽车从阳新到黄石的平均速度
(3)[4]利用声呐测定海深需要知道声音在水的传播速度v、声音从海面到海底再回到海面的时间t,则声音从海面到海底的时间
t′=0.5×3s=1.5s
海洋中该处的深度
s=v′t′=1500m/s×1.5s=2250m
[5][6]地球与月球之间是真空,超声波也属于声音,而真空不能传声,故这种方法不能用来测量月亮与地球之间的距离。
(4)[7]由速度公式得,所需时间大概为
9.350Hz;能
【解析】
【详解】
单位时间内物体振动的次数,叫做频率。昆虫的翅膀在2s内做了700次振动,则昆虫的翅膀振动频率为
人类听觉范围是20~20000Hz,而昆虫翅膀振动频率f=350Hz在人类听觉范围内,所以能听到这种昆虫振动翅膀发出的声音。
10.见解析
【解析】
【详解】
他的猜测不正确。因为声音的传播需要介质,月球上没有空气,真空不能传播声音,因此他的猜测不正确。
11.教室内讲话,回声与原声混合在一起,声音会特别响。
【解析】
【详解】
站在教室里讲话时,回声比原声到达人耳的时间差低于0.1s,回声与原声混在一起,使原声加强,所以声音听起来特别响亮。
12.
【解析】
【详解】
如图所示,描点连线,用平滑的直线连接,尽可能让更多的点分布在直线上,故如下图所示:
13.3062m
【解析】
【详解】
解:4s时间内,超声波在海水中传播的距离为
s=vt=1531m/s×4s=6124m
则海水深度为
答:此处海底的深度为3062m。
14.255m
【解析】
【详解】
解:声音传播到井底的时间为总的时间的一半
根据速度公式
可得枯井的深度
s=vt=340m/s×0.75s=255m
答:这口枯井的深度大约是255米。
15. 声音是由物体振动产生的 将微小的振动放大 声音可以在空气中传播 不能传声
【解析】
【详解】
(1)[1]由题意可知,用竖直悬挂的泡沫塑料球接触发声的音叉时, 泡沫塑料球被弹起,即发声的音叉在振动,所以这个现象说明声音是由物体振动产生的。
[2]由于音叉的振动幅度较小,不易观察,所以借助泡沫塑料球接触发声的音叉,泡沫塑料球将会明显摆动,从而说明音叉振动,所以在本实验中泡沫塑料球的作用是将微小的振动放大。
(2)[3]由题意得,敲击右边的音叉,左边完全相同的音叉把泡沫塑料球弹起,说明声音通过空气传播到了左边,即这个现象说明了声音可以在空气中传播。
(3)[4]由题意得,把正在响铃的闹钟放在玻璃钟罩内, 逐渐抽出其中空气,空气逐渐减少,发现铃声明显减小,因此推理得出真空不能传声。
16. 变小 介质 真空
【解析】
【详解】
(1)②[1]声音的传播需要介质,用抽气设备抽钟罩内空气,在抽气的过程中,传声介质越来越少,听到的声音就越来越小。
(2)[2][3]由实验可得出结论,声音的传播需要介质,没有介质时声音无法传播,即声音在真空中不能传播。
17. 振动 放大作用 空气 不能 真空不能传声
【解析】
【详解】
(1)[1]如图甲,用悬挂着的乒乓球接触正在发声的音叉,乒乓球会被多次弹开,乒乓球被弹起是因为音叉振动造成的,实验说明声音是由物体的振动产生的。
[2]乒乓球被弹起是因为音叉振动造成的,乒乓球起到放大的作用。
(2)[3]如图乙所示,敲击右边的音叉,左边完全相同的音叉也把乒乓球弹起,两个音叉之间是空气,说明空气可以传声。
[4]月球上没有空气,没有传声介质,假设在月球上进行乙图实验,则不能看到乒乓球被弹开。
(3)[5]小明将正在响铃的闹钟放在玻璃罩内,逐渐抽出其中的空气时,玻璃罩内的空气越来越稀薄,传声能力越来越差,所以听到的铃声逐渐减小,可以推知真空不能传声。
18. 产生 传播
【解析】
【详解】
[1]铃声是由于铃的振动产生,所以“掩耳盗铃”不能阻止声音的产生。
[2]地球表面有空气,所以可以传播声音,“掩耳盗铃”不能阻止声音的传播,只能阻止声音进入自己的耳朵。
19.声音的传播需要介质(真空不能传声)
【解析】
【详解】
宇航员所处的是真空环境,而声音的传播需要介质,因此在飞船外作业时他们必须借助电子通信设备进行交流。
20. 温度 介质种类 1531
【解析】
【详解】
[1][2]从表格信息可以看出,水的不同温度下,声音在水中传播速度不同,说明声速与温度有关;声音在不同物质传播速度不同,说明和介质种类有关。
[3]2s时间内,声音在海水中传播的距离为
s=vt=1531m/s×2s=3062m
则海水深度为
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