苏科版 初二物理 上学期 声速计算培优试题（word版，含解析）

江苏省苏科版初二物理上学期第一章声现象第一节声音是什么
声速计算提优
计算题
李明参加军训打靶，靶与李明同学的距离为340m，从枪响后经过1.5秒该同学听到子弹击中靶的声音．设空气阻力不计，子弹沿水平直线匀速飞行，声音速度为340m/s．（1）站在远处的同学先看到枪口的火光后听到枪声，原因是______ ．（2）子弹离开枪口的速度是多少？（3）靶距该同学多远时，他只能听到一次声音？（计算保留二位小数）
一辆匀速行驶的汽车，在距正前方峭壁的0.45km处鸣喇叭，经2.5s后，司机听到回声，求：汽车行驶的速度。
如图（a）所示，停在公路旁的公安巡逻车利用超声波可以监测车速：巡逻车上测速仪发出并接收超声波脉冲信号，根据发出和接收到的信号间的时间差，就能测出车速。在图（b）中，P1、P2是测速仪先后发出的超声波信号，n1?n2分别是测速仪检测到的P1、P2经反射后的信号。设测速仪匀速扫描，P1与P2之间的时间间隔为0.9秒，超声波在空气中传播的速度为340米/秒，假设被测汽车沿直线匀速行驶。
（1）图b中每小格表示的时间是???????????s。
（2）测速仪第一次发出的信号到被测汽车收到时，汽车距测速仪的距离是多少？
（3）测速仪第二次发出的信号到被测汽车收到时，汽车距测速仪的距离是多少？
（4）汽车的速度是多少m/s？
校运动会上，100m赛跑比赛正在激烈进行中，问：
（1）终点计时员应该在看见发令枪冒出的“烟”时开始计时，而不是在听见枪声后才计时，这是为什么？
（2）若终点计时员是在听到枪声后才计时，则运动员的成绩将被提高多少？（已知空气中声音的传播速度为 340m/s）（计算结果保留小数点后两位）
八年级某同学为了体验声音在不同介质中传播的速度不同的物理现象，他们请一位同学在输送水的直铁管道上敲击一下，使铁管发出清脆的声音，其余同学沿铁管分别在不同位置用耳朵贴近铁管听声．（为了简化计算取空气中的声速为300m/s，水中的声速为1500m/s，铁中的声速为4500m/s）．
（1）两种物质传播的声音到达听音者的时间间隔小于0.1s时,人只能听到一次敲击声,远处同学最多能听到_____次敲击声,它们依次是通过____________传播的.
（2）如果管中装满水，则要能听到响声次数最多，管道至少要多长？
在百米赛跑时，终点计时员是看发令枪冒的烟计时，而不是听到枪时计时，这是因为声音的传播需要时间；根据以上信息计算：
（1）在百米赛跑时，起跑点的枪声传给终点的计时员需要经多少s？（结果保留到0.01）
（2）如果计时员听到枪声计时的时间为14.69s，那么该运动员的真实成绩应为多少s？（设当时的气温为15℃，无风）
我们知道：声音在不同介质中传播的速度不同。阅读下表中一些介质中的声速，回答问题：
（2）在长为884m的金属管的一端敲击一下，在另一端?先后听到两个声音，两声相隔 2.43s。声音在金属管中的传播速度是多大?该金属管可能是由什么材料制成的?(此时气温约为15℃)。
新年到来之际，小张同学在滨江公园江堤上燃放烟花，他注意到很远处有人在放焰火．小张同学发现一个现象，即焰火炸开时的光芒与爆炸声音总是很不协调，他用停表测了一下，某次爆炸声要比光芒晚约1.5s，而观察自己燃放的烟没有发现光、声不协调的现象（已知空气中声速约为340m/s，空气中光速约为3×108m/s）．（1）请解释为什么看远处的礼花有光、声不协调的现象，但观察自己的烟花却没有这种现象？（2）计算小张测量的那次焰火炸开处与他距离多远．
答案和解析
1.【答案】（1）光速要比声速快的多，所以站在远处的同学先看到枪口的火光后听到枪声；（2）由v=
??
??
得，击中靶声传回的时间为：t1=
??
??
1
=
340??
340??/??
=1s，子弹飞行时间为：t2=t-t1=1.5s-1.0s=0.5s，?子弹的速度为：v2=
??
??
2
=
340??
0.5??
=680m/s；（3）人耳能分辨两次声音的时间间隔为0.1s，设人与靶的距离为s，由v=
??
??
得，击中靶声传回的时间为：t1=
??
340??/??
，子弹飞行时间为：t2=
??
380??/??
，声音传播时间要比子弹传播时间最多快0.1s，人耳才会只听到一次声音，即：t1+t2＜0.1s，
??
340??/??
+
??
680??/??
＜0.1s，解得：s＜22.67m．答：（1）光速比声速快；（2）子弹离开枪口的速度为680m/s；（3）靶距该同学不大于22.67m时，他只能听到一次声音．【解析】
（1）光在空气的速度大约3×108m/s，而声音在空气的速度为340m/s；（2）根据v=求出声音传播的时间，子弹到靶心所用的时间与声音传播到人耳的时间和为1.5秒，根据题意求出子弹飞行的时间，根据v=求出子弹飞行的速度；（3）人耳区分两次的声音的最短时间为0.1s，据此可知，声音和子弹通过相同路程的时间关系，据速度公式列等式计算．本题考查了速度公式的计算，第三问中弄清题中人耳区分两次声音的间隔时间0.1s，要大于子弹飞行的时间与声音传播的时间之和是解答本题的关键，是易错点．
2.【答案】解：设汽车的速度为v，则根据题意：
2.5??+2.5
??
声
=450??×2，
v声=340m/s，
则汽车的速度为：v=20m/s。
答：汽车的速度为20m/s。
【解析】
因为汽车和声音一起向前传播，声音遇到峭壁以后反射回来，司机听到了回声；
根据汽车的声音与时间的乘积，加上声音的速度与时间乘积，等于两倍距峭壁的距离，求出汽车的速度；
此题考查了路程时间计算。
3.【答案】解：（1）图b中P1与P2之间的时间间隔为0.9s，每小格表示的时间为??=
0.9??
9
=0.1??；?（2）由图B可知，测速仪第一次发出的信号（超声波）到被测汽车，用的时间
??
1
=
0.3??
2
=0.15??，??∴测速仪第一次发出的信号到被测汽车收到时，汽车距测速仪的距离：?
s1=vt1=340m/s×0.15s=51m；?（3）由图B可知，测速仪第二次发出的信号到被测汽车，用的时间
??
2
=
0.2??
2
=0.1??，?
测速仪第二次发出的信号到被测汽车收到时，汽车距测速仪的距离：?
s2=vt2=340m/s×0.1s=34m；?（4）汽车在两次与信号相遇的过程中，行驶的距离：?s=s1-s2=51m-34m=17m，?这段距离用时：?t=△t+t2-t1=0.9s+0.1s-0.15s=0.85s，?
汽车的速度：?
??
车
=
??
??
=
17??
0.85??
=20??/??。?答：（1）图b中每小格表示的时间是0.1s；?
（2）测速仪第一次发出的信号到被测汽车收到时，汽车距测速仪的距离是51m；?（3）测速仪第二次发出的信号到被测汽车收到时，汽车距测速仪的距离是34m；?（4）汽车的速度是20m/s。
【解析】
（1）由题意可知，P1、P2的时间间隔为0.9秒，根据图b所示P1、P2的间隔的格数，可求图b中每小格表示的时间；?
（2）（3）由图b可知P1、n1和P2、n2之间间隔的刻度值，可以求出P1、n1和P2、n2间的时间，即超声波由发出到接收所需要的时间．从而可以求出超声波前后两次从测速仪传到汽车所用的时间，结合声速，进而可以求出前后两次汽车到测速仪之间的距离．?（4）由于汽车向着测速仪方向运动，所以两者之间的距离在减小．汽车前后两次到测速仪之间的距离之差即为汽车前进的路程．由于两次超声波发出的时间间隔为0.9秒．汽车运动的时间为从第一次与超声波相遇开始，到第二次与超声波相遇结束．求出这个时间，就是汽车运动的时间．根据汽车运动的距离和时间，即可求出汽车的运动速度．?汽车在接收到信号之间的距离，要通过其与测速仪之间的距离的变化求出．如何确定汽车运动的时间，是此题的难点．两次信号的时间间隔虽然是0.9秒，但汽车在接收到两次信号时，通过的路程所对应的时间不是0.9秒．要从汽车第一次接收到超声波的信号开始计时，到第二次接收到超声波的信号结束，由此来确定其运动时间。
4.【答案】(1)答：因为光的速度太快，光传播100m所用时间太短，可以忽略不计，若听见“跑”声后才计时，因为声音在空气中的传播速度是340m/s，声音传播100m所用的时间不可忽略，实际上若听见“跑”声后才计时，运动员已经跑出一段距离了，使测出来的成绩有误．(2)解：因为光的速度太快，光传播100m所用时间太短，可以忽略不计，计时员是在听到“跑”声后才计时，运动员被提高的成绩就是声音传播100m所用的时间，即：t=
??
??
=
100??
340??/??
≈0.29s．答：(2)运动员的成绩将被提高0.29s．【解析】
(1)光在空气中的速度是3×108m/s，声音在空气中的传播速度是340m/s，光和声音传播相同的距离，光用时比声音短的多． (2)只要求出计时员是在听到“跑”声后计时与看到发令枪冒出的“烟”时计时的时间差即可求出运动员的成绩将被提高多少(因为光的速度太快，光传播100m所用时间太短，可以忽略不计)．
5.【答案】解：?（1）三种物质传播的声音到达听音者的时间间隔均等于或大于0.1s，能听到三次敲击声，所以远处同学最多能听到三次敲击声，它们依次是通过铁管、水和空气传播的；
（2）三次响声最多，要听到三声，则应满足：
??
水
?
??
铁
=0.1??时；
设钢管的最短长度为L；则：
??
??
水
?
??
??
铁
=0.1??，
即：
??
1500??/??
?
??
4500??/??
=0.1??，
解得：??=225??。
答：（1）3；铁管、水和空气；? ? ? （2）如果管中装满水，则要能听到3次响声，管道至少要225m。
【解析】
【分析】（1）声音可以在空气、水、钢铁中进行传播，且在钢铁中传播的速度最快，在水中次之，在空气中传播的最慢；（2）由于声音在空气、水和钢铁中的传播速度不同，所以在同一地点声音通过空气、水和钢铁传播的时间是不同的，即声音到达人耳的先后顺序是不同的．那么我们可以根据题意（两次声音到达人耳的先后时间间隔大于或等于0.1s，人耳就能够把这两次声音分辨开）和公式建立方程，分别算出要分辨空气和水传来的声音、水和铁传来的声音各自?要的距离是多少。本题考查了声音在不同介质中的传播速度以及人耳区分两种声音的条件，如果是较长的管子，声音在三种介质中传播的时间间隔较长，可能会听到三次声音。
6.【答案】解：（1）由??=
??
??
得：?起跑点的枪声传给终点的计时员需要时间为：??=
??
??
=
100??
340??/??
≈0.29??；?（2）实际记录结果加上相差的时间就是真实时间，
故真实的成绩是：t=14.69s+0.29s=14.98s。
答：（1）起跑点的枪声传给终点的计时员需要经0.29s；?
（2）该运动员的真实成绩应为14.98s。
【解析】
（1）光的传播速度是3×108m/s，声音的速度是340m/s，利用公式计算出声音传播100m所用的时间即为枪声传给终点的计时员需要的时间；?（2）如果计时员听到枪声才开始计时，这时运动员已经跑了一段时间才开始计时，所以测得的时间偏少，少的刚好是声音在空气中传播100m所用的时间，实际记录结果加上相差的时间就是真实时间。本题考查速度公式的应用，知道光速远远大于声速是解答本题的关键，看到烟才是计时员计时较准确的时刻。
7.【答案】解：
∵??=
??
??
∴声音在空气中的传播时间：
??
1
=
??
??
1
=
884??
340??/??
=2.6??，∵声音在铁管中的传播速度大于空气中的传播速度，∴声音在铁管中的传播时间：
??
2
=
??
1
?△??=2.6???2.43??=0.17??；声音在铁管中的传播速度：??=
??
??
2
=
884??
0.17??
=5200??/???
??
2
=
??
??
2
=
884??
0.17??
=5200??/??。
该金属管可能是铁制成的。答：声音在金属管中的传播速度为5200m/s，该金属管可能是由铁制成的。
【解析】
由公式，先求出声音在空气中的传播时间；由两次声响相隔2.43s，求出声音在铁管中的传播时间，再根据速度计算公式即可以求出声音在铁管中的传播速度。
熟练运用速度的计算公式和变形公式，理解好题目中声音在两种介质中的传播时间关系，是解答此题的关键。
8.【答案】解：（1）因为光的传播速度远远大于声音的传播速度，所以看远处的礼花时，先看到光芒后听到声音；而观察自己的烟火时，由于距离近，光的传播时间与声音的传播时间相隔很小，人耳无法区分，所以观察自己的烟花不会出现这种现象．（2）由v=
??
??
可得，烟火炸开处与他距离：s=vt=340m/s×1.5s=510m．答：（1）因为光的传播速度远远大于声音的传播速度，所以看远处的礼花时，先看到光芒后听到声音；而观察近处烟火时，由于人的视觉和听觉无法辨别，所以观察近处烟花时不会出现光、声不协调的现象．（2）烟火炸开处与他距离为510m．【解析】
（1）声音在空气中的传播速度小于光在空气中的传播速度；（2）忽略光在空气中的传播速度，则根据题意可得出声音的传播时间和速度，然后根据速度的变形公式求出烟火距他的距离．本题考查本题考查了光速远远大于声速的现象以及速度公式的应用，属于基础题．