中考物理备考之声现象问题求解压轴培优篇附答案.docx
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中考物理备考之声现象问题求解压轴培优篇附答案
一、初中物理声现象问题求解方法
1.下列说法中正确的是( )
A.只要物体在振动,人一定能听到声音B.只要听到物体发声,则物体一定在振动
C.只要人听不到声音物体就一定没有振动D.以上说法都正确
【答案】B
【解析】
【详解】
A.听到声音还需要有介质,如果没有传播声音的介质,也不能听到声音,故A错误;
BD.声音是由物体振动产生的,一切正在发声的物体都在振动,故B正确,D错误;
C.如果没有介质,振动产生的声音人也是听不到的,故C错误;
故选B。
2.利用超声波给金属工件探伤是利用声波传递________(选填“能量”或“信息”);为提高全体市民的防空安全意识,某市每年都要进行防空警报演练.为了使警报声传的更远,应该提高警报声的________(选填“音调”“响度”或“音色”).
【答案】信息 响度
【解析】
【详解】
利用超声波给金属工件探伤是利用声波传递信息;进行防空警报演练时,为了使警报声传的更远,应该提高警报声的响度.
【点睛】
本题考查声音可以传递信息,也可以传递能量;响度与物体振幅有关,振幅越大,响度越大,距离发声体越远,声波的振幅越小,响度越小.
3.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=
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。
4.小明每天测量同一个鸡蛋的质量,再把鸡蛋放入水中,观察它的浮沉情况后,取出放好。
下表是他记录的部分数据及现象。
(鸡蛋的体积保持不变,g=10N/kg,
)
第1天
第8天
第29天
第57天
第58天
第70天
质量m/g
66.8
66.2
64.4
62.0
61.9
60.8
鸡蛋
在水
中的
位置
沉底
沉底
沉底
悬浮
漂浮
漂浮
(1)求第57天鸡蛋所受浮力及鸡蛋的体积。
(2)比较第1天和第70天鸡蛋受到浮力的大小。
写出判断依据。
(3)根据表格的现象你如何判断存放时间的长短?
【答案】
(1)0.62N;6.2×10-5m3;
(2)第1天受到的浮力大;见详解;(3)见详解。
【解析】
【详解】
(1)由图可知,鸡蛋在第57天时处于悬浮状态,悬浮时浮力等于重力:
根据阿基米德原理可知,鸡蛋的体积为:
(2)鸡蛋的质量减小,但鸡蛋的体积不变,第1天和第70天相比,在第一天排开的水的体积较大,根据阿基米德原理
可知,鸡蛋在第一天中受到的浮力大;
(3)由表格中的数据和鸡蛋的状态可知,当鸡蛋在水中下沉时,鸡蛋的放置时间不超过29天;鸡蛋悬浮时,鸡蛋的放置时间不超过57天;鸡蛋在水中漂浮时,鸡蛋的放置时间为58天以上。
答:
(1)第57天鸡蛋所受浮力为0.62N;鸡蛋的体积为6.2×10-5m3;
(2)第1天受到的浮力大;第1天和第70天相比,在第一天排开的水的体积较大,根据阿基米德原理
可知,鸡蛋在第一天中受到的浮力大;
(3)见详解。
5.一辆轿车正匀速驶向一座高山,司机鸣笛后6s听到回声,若汽车行驶时的速度是20m/s,则汽车司机听到回声时距离高山有多远?
(空气中声速为340m/s)
【答案】960m
【解析】
【详解】
由速度公式
得汽车的行驶路程为:
声音得传播路程为:
则鸣笛时汽车到高山得距离为:
所以汽车司机听到回声时到高山距离为:
答:
汽车司机听到回声时距离高山
。
6.我们知道,声音在不同介质中传播的速度不同。
阅读下表,回答问题。
已知在长为0.85km的空金属管一端敲击一下,在另一端先后听到两个声音,两声相隔2.33s(此时气温约为15℃)。
问:
一些介质中的声速v/(m·s-1)
空气(0℃)
331
冰
3230
空气(15℃)
340
铜
3750
煤油(25℃)
1324
铝
5000
水(常温)
1500
铁
5200
(1)第二次听到的声音是通过哪种介质传来的?
(2)敲击后声音通过空气传到另一端需要多长时间?
(3)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?
【答案】
(1)空气;
(2)2.5s;(3)5000m/s,铝。
【解析】
【分析】
(1)根据表格中的数据进行分析可知,不同介质中声音传播速度是不一样的;则传播相同的距离,速度小的介质中需要的时间多;
(2)利用
计算声音在空气中传播的时间;
(3)结合时间差计算声音在金属管内的传播速度,对应数据表找出金属管的材料。
【详解】
(1)根据表格中的数据进行分析可知,声音在金属中的传播速度比在空气中的速度大,故第二次听到的声音是通过空气传来的;
(2)声音在空气中传播的时间:
;
(3)声音在金属管中传播的时间:
,
则声音在金属管中传播的速度:
,
查表知:
金属管是由铝制材料制成的。
答:
(1)第二次听到的声音是通过空气传来的;
(2)敲击后声音通过空气传到另一端需要2.5s;(3)声音在金属管内传播的速度为5000m/s;该金属管是由铝制成的。
7.阅读《从传声筒到移动通信》,回答问题。
从传声筒到移动通信
我们每天都离不开电话,你知道科学家们发明它是受什么启发吗?
是传声筒。
让我们去参观中国科技馆二层探索与发现主题展B厅——声音之韵展,观察、研究一下传声筒,直观地去体验传声筒传递声音的过程吧。
装置简介:
两个非常粗的传输声音的金属管在空中盘成螺旋状,布置在展区的两个不同位置,相距大约十几米长,如图1左上角就是其螺旋状的管路之一。
两个传输声音的金属管分别为听筒管路和话筒管路,两个传输声音的金属管端口分别是听筒和话筒,如图2所示。
就像人打电话一样,用话筒说话,用听筒听声音,如图3所示。
声音是由物体振动所产生。
在振动介质(空气、液体或固体)中某一质点在平衡位置附近来回发生振动,并带动周围的质点也发生振动,逐渐向各方向扩展,这就是声波。
声波前进的过程是相邻空气粒子之间的接力赛,它们把波动形式向前传递,它们自己仍旧在原地振荡,也就是说空气粒子并不跟着声波前进!
如图4所示,连续振动的音叉,使周围的空气分子形成疏密相间的连续波形。
声波是一种振动的机械波,它的基本参数是频率f、波长λ和波速v。
通过示波器可观测到可视化波形如图5所示。
频率是声源(或某一质点)1秒内来回振动的次数(单位为赫兹Hz),而声源完成一次全振动经过的时间为一个周期T,其单位为秒。
显然,f=
。
频率与人耳主观感觉声音的音调有关。
频率越高,音调也越高。
振幅与声音的强度有关。
波长是声波在一个周期内传播的距离,也是波形图中相邻波峰(或波谷)的距离。
这三者的关系是v=λf。
人耳能感觉到的声波频率范围在20~20000Hz,称为音频波。
在这个频率范围以外的振动波,就其物理特性而言与声波相似,但对人类不引起声音感觉。
声速亦称音速,是声波通过介质传播的速度,它和介质的性质与状态(如温度)等因素有关。
当温度为22℃时,空气中声速为334.8m/s,水中声速为1440m/s,钢铁中声速为5000m/s。
现实世界中充斥着各种各样的声波,但因为声波的能量随扩展的距离逐渐消耗,最后声音消失,一旦声源远离接受者就无法准确获得信息。
早在十八世纪欧洲已有“电话”一词,用来指用线串成的话筒(以线串起杯子)。
电话的出现要归功于贝尔,早期电话机的原理为:
说话声音为空气里的复合振动,可传输到固体上,通过电脉冲于导电金属上传递。
随着现代移动通信技术的快速发展,声音信号的传递借助电磁波传送。
电磁波能够在真空中传播,不但传播速度快,而且频率范围广,但它在水中会被吸收而急剧衰减。
和我们关系最密切的就是手机这种移动通信工具,它兼具发射和接收两种功能,在同步地球卫星的协助下能使通信范围几乎覆盖地球上的每个角落。
请根据上述材料和你学过的物理知识,回答下列问题:
(1)“传声筒”的展示项目,形象地向观众展示了:
当一名观众在管路一侧发声,管路中的__________振荡,另一侧的观众能够听到传输的声音,两人可进行对话。
(2)以下的应用或工具利用“传声筒”原理的是(______)
A.医生给病人看病用的听诊器B.水杯琴
C.天坛回音壁D.超声波医学检查
(3)下列说法中正确的是(______)
A.一切发声的物体都在振动
B.声音的传播速度一定是340m/s
C.声波和电磁波都能传递信息,且都可以在真空中传播
D.潜入水中的潜艇通信使用电磁波
(4)一列声波从空气中传入水中,以下说法正确的是(______)
A.频率增大,波速变大B.频率不变,波速变小
C.频率不变,波长变长D.波速变小,波长变长
【答案】空气AADC
【解析】
【分析】
【详解】
(1)[1]声音的传播需要介质,空气可以传播声音,当一名观众在管路一侧发声,管路中的空气振荡,另一侧的观众能够听到传输的声音,两人可进行对话;
(2)[2]A.医生给病人看病用的听诊器,其工作原理是利用声音在管内空气中集中传播,减小声音的分散,提高声音的响度,然后能听到更清晰的声音,这与“传声筒”原理是相同的,选项A符合题意;
B.水杯琴表明液体振动可以发出声音,与“传声筒”原理是不同的,B项不合题意;
C.天坛回音壁,是指回声,利用了声音的反射,与“传声筒”原理是不同的,C项不合题意;
D.超声波医学检查,是利用声波传递信息,与“传声筒”原理是不同的,D项不合题意;
(3)[3]A.声音是由物体的振动产生的,所以说一切发声的物体都在振动,A正确;
B.从材料中可以看到,当温度为22℃时,空气中声速为334.8m/s,水中声速为1440m/s,钢铁中声速为5000m/s,所以说声音的传播速度不一定是340m/s,B错误;
C.声波和电磁波都能传递信息,但声波不可以在真空中传播,C错误;
D.潜入水中的潜艇通信是用无线电进行的,即是使用电磁波来完成的,D正确;
(4)[4]声波从空气进入水中,声速变大,但是频率是不变的,根据
可知,波长是变大的,故选C。
8.阅读下面的短文
潜艇的“耳目”——声呐
潜艇最大的特点是它的隐蔽性,作战时需要长时间在水下潜航,这就决定它不能浮出水面使用雷达观察,而只能依靠声呐进行探测,所以声呐在潜艇上的重要性更为突出,被称为潜艇的
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