培优 易错 难题声现象辅导专题训练及详细答案.docx
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培优易错难题声现象辅导专题训练及详细答案
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.声音在真空中传播速度最快
B.汽车安装的倒车雷达是利用电磁波工作的
C.超声波清洗眼镜,是利用了声波传递能量的性质
D.声源的振幅越大,音调越高
【答案】C
【解析】
【分析】
【详解】
A.声音的传播需要介质,声音不能在真空中传播,故A错误;
B.汽车安装的倒车雷达是利用超声波工作的,故B错误;
C.声波能够传递信息和能量,超声波清洗眼镜,是利用了声波传递能量的性质,故C正确;
D.声源的振幅越大,响度越大,而音调由频率决定,故D错误;
故选C.
2.下列有关声现象的说法,正确的是()
A.发声体的振动停止,发声也就停止
B.禁鸣喇叭是在传播过程中减噪声
C.声波在空气中的传播速度约为3×108m/s
D.“闻其声便知其人”是根据声音的响度来判断的
【答案】A
【解析】
【详解】
A.声音是由物体振动产生的,振动停止,发声也停止,故A正确;
B.禁鸣喇叭是在声源处减噪声的,故B错;
C.声波在空气中的传播速度约为340m/s,故C错;
D.“闻其声便知其人”是根据声音的音色来判断的,故D错。
应选A。
3.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。
4.已知月球对物体也有引力,“嫦娥四号”月球探测器的成功登陆月球,标志着中国人实现“奔月”的梦想将成为现实,试分析,下列哪种活动在月球上不可实现
A.利用录音机录下自己的歌声
B.利用凸透镜探究成像规律
C.利用天平测物体的质量
D.利用弹簧测力计测物体的重力
【答案】A
【解析】
【分析】
【详解】
A.在月球上利用录音机录下自己的歌声不能实现,因为声音传播靠介质,月球上是真空,声音不能传播,所以不能利用录音机录下自己的歌声,故A符合题意;
B.在月球上利用凸透镜探究成像规律可以实现,因为光能在真空中传播,所以能利用凸透镜探究成像规律,故B不符合题意;
C.在月球上利用天平测物体的质量可以实现,因为天平是根据杠杆平衡条件工作的,月球上也有引力,只要有引力就能利用天平称物体的质量,故C不符合题意;
D.在月球上利用弹簧测力计测物体的重力可以实现,因为弹簧测力计能测量力的大小,月球上存在重力,所以可以用弹簧测力计测量物体重力,故D不符合题意。
故选A。
5.下列与声现象有关的说法中正确的是( )
A.城市道路旁的隔音板是在入耳处减弱噪声
B.B超是利用了声音可以传递信息
C.我们听不到蝴蝶翅膀振动发出的声音是因为响度太小
D.声音在空气的速度一定是340m/s
【答案】B
【解析】
【分析】
【详解】
A.城市路旁安装隔音板是在传播过程中减弱噪声,选项说法错误,不符合题意;
B.B超是利用了声音可以传递信息,选项说法正确,符合题意;
C.因为蝴蝶翅膀振动发出的声音频率小于20赫兹,是次声波,人耳听不到,选项说法错误,不符合题意;
D.声音在空气中不同温度时传播的速度是不同的,在15℃空气中声速约为340m/s,选项说法错误,不符合题意;
故选B.
6.关于声现象下列说法正确的是( )
A.“掩耳盗铃”的寓言故事中,讲述的是在声源处减弱噪声
B.吹奏笛子时,演奏者用手指按住不同气孔,是为了改变发出声音的响度
C.两名宇航员在太空中不能直接对话,是因为声音不能在真空中传播
D.听声辨人主要是由于声音的响度不同
【答案】C
【解析】
【详解】
A.“掩耳盗铃”中的“掩耳”是在人耳处减弱噪声,故A错误;
B.吹奏笛子时,演奏者抬起压在不同出气孔上的手指,是为了改变振动的空气柱的长度,即改变空气柱振动的快慢,故是为了改变音调,故B错误;
C.太空中没有空气,而真空不能传声,因此两名宇航员在太空中不能直接对话,是因为声音不能在真空中传播,故C正确;
D.每个发声体的音色是不同的,听声就能辨人是由于声音的音色不同,故D错误。
故选C。
7.如图所示,用悬挂着的乒乓球接触正在发声的音叉,乒乓球被弹开,这个实验说明了
A.发声的音叉正在振动
B.声音可以在空气中传播
C.声音的传播不需要介质
D.声音在空气中传播速度最快
【答案】A
【解析】
【分析】
【详解】
正在发声的音叉将乒乓球多次被弹开,说明音叉在振动,从而说明声音是由音叉的振动产生的,因此,本探究实验是研究声音产生原因的。
故选A。
8.如图甲所示,乒乓球静止靠在左侧的音叉上,如果用小锤敲打右侧的音叉,我们能听到右侧音叉发出声音同时乒乓球被弹开,如图乙,如果把这个实验由宇航员带到月球上外部环境中去完成,则
A.能听到声音,但乒乓球不会被弹开
B.不能听到声音,乒乓球也不会被弹开
C.能听到声音,乒乓球也会被弹开
D.不能听到声音,但乒乓球会被弹开
【答案】B
【解析】
【详解】
甲图中,敲响右边的音叉,左边的音叉响,且悬挂在线上的紧靠在左边音叉的泡沫小球会弹起这是因为声音由空气传播到左边的音叉,使左边的音叉振动;在月球上做乙图这个实验,真空不能传声,声音不能传播,所以不能听到声音,声波无法传播,振动也就不会传到左侧音叉,所以小球也不会弹起.故选B.
9.己知声音在空气中传播的速度为v1,在钢轨中的传播速度为v2,有人用锤子敲了一下钢轨的一端,另一人在另一端听到两次声音的时间间隔为t,下列说法正确的是(v2>v1)( )
A.钢轨的长为
B.声音沿钢轨从一端传到另一端所用时间为
C.钢轨的长为
D.声音沿钢轨从一端传到另一端所用时间为t
【答案】AB
【解析】
【详解】
AC.设钢轨的长度为L,由
知道,在空气中传播的时间是:
,
在钢轨中传播的时间是:
,
时间间隔是:
,
故解得钢管的长度是:
,
故A正确,C错误;
BD.声音沿钢轨从一端传到另一端所用时间是:
,
故B正确,D错误。
10.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“耳目”。
声呐是利用水中声波对水下目标进行探测、定位和通信的电子设备,是水声学中应用广泛的一种重要装置。
声呐能够向水中发射声波,声波的频率大多在10kHz~30kHz之间,由于这种声波的频率较高,可以形成较指向性。
声波在水中传播时,如果遇到潜艇、水雷、鱼群等目标,就会被反射回来,反射回来的声波被声呐接收,根据声信号往返时间可以确定目标的距离。
声呐发出声波碰到的目标如果是运动的,反射回来的声波(下称“回声”)的音调就会有所变化,它的变化规律是:
如果回声的音调变高,说明目标正向声呐靠拢;如果回声的音调变低,说明目标远离声呐。
请回答以下问题:
(1)人耳能够听到声呐发出的声波的频率范围是______kHz到______kHz。
(2)①如果停在海水中的潜艇A发出的声波信号在10s内接收到经B潜艇反射回来的信号,且信号频率不变,潜艇B与潜艇A的距离
是__________。
(设声波在海水中传播速度为1500m/s)
②停在海水中的潜艇A继续监控潜艇B,突然接到潜艇B反射回来的声波频率是变低的,且测出潜艇B的速度是20m/s,方向始终在潜艇A、B的连线上,经一分钟后潜艇B与潜艇A的距离
为__________。
(3)在月球上能否用声呐技术来测量物体间的距离?
_____为什么?
_____
【答案】0.02207500m8700m不能月球表面是真空的,而真空不能传声
【解析】
【分析】
(1)超声是指高于20000Hz的声音,次声是指低于20Hz的声音,人耳无法听到超声和次声。
(2)先算出超声波从潜艇A传到潜艇B的时间,再根据速度公式求两者的距离;首先算出1分钟内潜艇B通过的距离,根据声波频率的变化分析出潜艇AB之间的距离变化,从而计算出二者之间的距离。
(3)真空不能传声,所以无法使用声呐。
【详解】
(1)[1][2]人耳只能听到20Hz到20000Hz,即0.02kHz到20kHz之间的声音。
(2)①[3]超声波从潜艇A传到潜艇B的时间
潜艇B与潜艇A的距离
②[4]1分钟后,潜艇B行驶的路程
因为声波频率变低,所以潜艇B是远离声呐,现在两艘潜艇之间的距离
(3)[5][6]地球和月球之间是真空,因为真空不能传声,所以用声呐技术无法测量地球和月球之间的距离。
【点睛】
本题综合性很强,考查学生对声音知识的综合运用能力;在计算距离时,注意回声测距需要计算单程的长度。
11.在人与山崖间有一条铁路穿过,一列火车在人与山之间拉响汽笛,人看见火车冒出烟1s后听到汽笛声,又经过2s后听到山崖反射回来的声音,则人与山距离多远?
【答案】680m
【解析】
【详解】
根据题意,如图所示,声音从鸣笛处→人,传播用时1s;声音从鸣笛处→山崖→人,传播用时:
(1+2)s=3s
设人到山崖的距离为s,则:
2s=340m/s×1s+340m/s×3s
得出:
s=680m
答:
人与山崖之间的距离是680m
12.我国一艘潜艇在执行任务时在水面下某处静止不动,声呐系统发现在正前方3.8km处有一艘不明潜艇匀速驶来。
声呐系统立刻再次发出超声波,经过5.0s后接收到反射回来的声波。
声呐系统接收到声波后立刻向不明潜艇发射直线运动的鱼雷,已知超声波在海水中的传播速度是1500m/s,鱼雷的平均速度是80m/s。
求:
(1)不明潜艇行驶的速度;
(2)鱼雷命中不明潜艇的时间。
【答案】
(1)20m/s;
(2)37s
【解析】
【分析】
【详解】
(1)不明潜艇第二次接收到超声波时据我方潜艇的距离为
不明潜艇行驶的速度为
不明潜艇行驶的速度20m/s。
(2)鱼雷与不明潜艇相向而行,其相对速度为
20m/s+80m/s=100m/s
从第二次超声波接触到不明潜艇,至第二次超声波返回我方潜艇,不明潜艇前进的距离为
发射鱼雷时两艇的相对距离为
3750m-50m=3700m
鱼雷命中不明潜艇的时间为
鱼雷命中不明潜艇的时间为37s。
答:
(1)不明潜艇行驶的速度20m/s;
(2)鱼雷命中不明潜艇的时间为37s。
13.学习吉他演奏的过程中,小华发现琴弦发出声音的音调高低是受各种因素影响的,他决定对此进行研究。
经过和同学们讨论,提出了以下猜想:
猜想一:
琴弦发出声音的音调高低,可能与琴弦的横截面积有关。
猜想二:
琴弦发出声音的音调高低,可能与琴弦的长短有关。
猜想三:
琴弦发出声音的音调高低,可能与琴弦的材料有关。
为了验证上述猜想是否正确,他们找到了下表所列9种规格的琴弦进行实验。
编号
材料
长度(cm)
横截面积(mm2)
A
铜
60
0.76
B
铜
60
0.89
C
铜
60
1.02
D
铜
80
0.76
E
铜
F
铜
100
0.76
G
钢
80
1.02
H
尼龙
80
1.02
I
尼龙
100
1.02
(1)为了验证猜想一,应选用编号为_______________的琴弦进行实验。
(2)为了验证猜想二,应选用编号为_______________的琴弦进行实验。
(3)表中有的材料规格还没填全,为了验证猜想三,必须知道该项内容。
请在表中填上所缺数据_____,___。
(4)随着实验的进行,小华又觉得琴弦音调的高低,可能还与琴弦的松紧程度有关,为了验证这一猜想他还需进行操作是__________________。
【答案】ABCADF801.02选定某一根琴弦,调节它的松紧程度,比较音调是否变化
【解析】
【详解】
(1)[1]为了验证猜想一,即要保证材料和长度相同,横截面积不同,观察编号A、B、C的数据,它们的材料都是铜,长度都是60cm,横截面积不同,这三种规格的琴弦符合要求;
(2)[2]为了验证猜想二,即要保证材料和横截面积相同,长度不铜,观察编号A、D、F的数据,它们的材料都是铜,横截面积都是0.76mm2,长度不铜,这三种规格的琴弦符合要求;
(3)[3][4]为了验证猜想三,即要保证长度和横截面积相同,材料不同,观察G、H可知,它们长度都是80cm,横截面积都是1.02mm2,一个是钢材料,另一个是尼龙材料,此时编号E材料是铜,只要长度也是80cm,横截面积也是1.02mm2即可验证猜想三;
(4)[5]为了验证这一猜想,他需要选定某一根琴弦,调节它的松紧程度,比较音调是否变化。
14.往7个相同的透明玻璃瓶中灌入不同高度的水,用同样大小的力敲击时可发出“1、2、3、4、5、6、7”的音,发出声音的响度_____(填“相同”或“不同”),最右边瓶发出的是_____(填“1”“2”“3”“4”“5”“6”“7”)音。
【答案】相同“1”
【解析】
【分析】
【详解】
[1]用同样大小的力敲击时,瓶子的振幅相同,响度相同。
[2]最右边瓶子装水最多,瓶子和水的质量最大,最难振动,振动最慢,音调最低,所以最右边瓶发出的是“1”音。
15.超声清洗及超声碎石是利用声能_____的性质工作的,而回声定位则利用了声能_____的性质。
【答案】传递能量传递信息
【解析】
【分析】
【详解】
[1][2]声既能传递信息,也能传递能量,超声清洗是利用声能传递能量的性质工作的,回声定位是利用了声能传递信息的性质。
【点睛】
声音可以传递信息,如:
隆隆的雷声预示着一场可能的大雨,“声呐”的利用、医用“B超”等;声音能够传递能量,如:
利用声波来清洗钟表等精细的机械,“超声波碎石”等。
二、初中物理热学问题求解方法
16.2019年12月27日晚,“长征五号遥三”运载火箭成功发射,如图所示。
该火箭的起飞质量约为870t,起飞升力约为1.05×107N,关于该火箭,下列说法正确的是()
A.火箭利用“流体中流速小的位置压强大”的原理获得升力
B.火箭尾部喷气口热得发红,是通过做功改变了火箭尾部的内能
C.火箭发射时腾起的“白气”是液态水吸热汽化形成的
D.火箭起飞时受到向上的合力约为1.8×106N(g取10N/kg)
【答案】D
【解析】
【分析】
【详解】
A.火箭发射是利用物体间力的作用是相互的原理来升空的,与流速小压强大没有关系,故A错误;
B.火箭尾部喷气口热得发红,是通过热传递的方式改变了火箭尾部的内能,故B错误;
C.图中火箭尾部产生大量的“白气”,是因为尾气中的水蒸气遇冷发生了液化现象,故C错误;
D.火箭的起飞质量约为870t,重力
由于G竖直向下,起飞升力F竖直向上,且
,所以二力的合力方向向上,大小为
故D正确。
故选D。
17.下表列出了部分金属的熔点和沸点(在标准大气压下),根据表中的数据,下列说法中正确的是()
物质
水银
金
铜
钢
钨
熔点(℃)
-39
1064
1083
1515
3410
沸点(℃)
357
2500
2360
2750
5900
A.金块在“钢水”中不会熔化
B.在-40℃时,不能使用水银温度计测量温度
C.表中所列出的金属,沸点都可以用水银温度计测量
D.因为钨的沸点比较高,所以白炽灯里的灯丝是用钨制成的
【答案】B
【解析】
【详解】
A.“钢水”的温度达到1515℃,金块的熔点只是1064℃,低于“钢水”的温度,金块会熔化,A错误;
B.水银的熔点和凝固点是相同的,它在-39℃时凝固,在-40℃时,已经是固态,所以这种情况下不能使用水银温度计测量温度,B正确;
C.表中所列出的金属,除了水银,沸点都大于357℃,357℃是水银的沸点,这些温度都已经超过了水银的沸点,所以说不可以用水银温度计测量,C错误;
D.白炽灯里的灯丝是用钨制成,这是因为钨的熔点高,长时间通电温度很高,钨都不会熔化,D错误。
18.如图所示的装置是我国古代劳动人民发明的提物工具——“差动滑轮”,俗称“神仙葫芦”。
它的上半部分是由固定在一起的半径分别为r和R的两个齿轮组成,能绕中心轴O转动,下半部分是一个动滑轮。
封闭的链条绕过滑轮,动滑轮下面悬挂着质量为M的重物,已知r:
R=1:
4。
悬挂动滑轮的链条处于竖直状态,滑轮与链条的重力及轴O处的摩擦均忽略不计。
现用大小为F的拉力以速率v匀速拉动链条。
则错误的判断是()
A.悬挂动滑轮的链条每根弹力大小都为
B.拉力F的大小为
C.重物上升的速率为
D.拉力F的功率为
【答案】D
【解析】
【详解】
A.由于有两条链条悬挂动滑轮,滑轮与链条的重力及轴O处的摩擦均忽略不计,重物的重力为
,那么链条每根弹力大小都为
,A正确,不合题意;
B.可知拉力F做的功转化为重物的重力势能,物体上升
,那么力F的作用端移动的距离为
,可以知道拉力做的功为
,重物增加的重力势能为
,即
拉力
,B正确,不合题意;
C.以速率v匀速拉动链条,那么重物上升的速度为
,C正确,不合题意;
D.拉力F的功率
D错误,符合题意。
19.某小型汽油发电机外形如图所示,其实质是利用一个汽油机带动一个发电机来发电.该发种电机铭牌部分数据如下表所示,根据表中的数据求:
发动机(汽油机)
发电机
型号
XGQF5.0
型号
XGQF5.0
额定功率8.3kW
额定输出功率5kW
噪声
73db
额定输出电压220V
连续运行时间8h
额定频率
50Hz
强制水冷四冲程
自动电压保护
(1)在允许的连续运行时间内,发电机以额定功率输出,能够提供的电能是多少度?
(2)已知汽油的热值是q=4.6×l07J/kg,密度是0.71×103kg/m3,设该汽油机的效率为35%,则该汽油发电机油箱的容积至少需要多大?
(3)汽油发电机将内能转化为电能的效率是多少?
【答案】
(1)40
(2)20.9L(3)21.1%
【解析】
【分析】
(1)已知发电机的额定功率和连续工作时间,根据公式
的变式,可求发电机能够提供的电能;
(2)已知汽油的热值和效率,根据公式
可求消耗的汽油体积;
(3)先计算出1小时产生的电能,已知产生的电能和机械能,二者之比就是汽油发电机将内能转化为电能的效率。
【详解】
(1)发电机能够提供的电能
故能够提供的电能是40度。
(2)根据
,
,
得,汽油机的效率
则油箱的最小容积:
故油箱的最小容积为20.9L。
(3)汽油发电机将内能转化为电能的效率
则汽油发电机将内能转化为电能的效率为21.1%。
答:
(1)在允许的连续运行时间内,发电机以额定功率输出,能够提供的电能是40度;
(2)该汽油发电机油箱的容积至少需要20.9L;
(3)汽油发电机将内能转化为电能的效率是21.1%。
20.我国研制的大客机C919于2017年5月5日首飞成功,发动机巡航推力为3.6×104N,巡航速度为920km/h。
(1)飞机水平匀速巡航时,受到的阻力是多少?
(2)若飞机以巡航速度飞行0.5h的过程中,耗油1800kg,求此过程中发动机的机械效率。
(燃油热值q取4.6×107J/kg)
【答案】
(1)3.6×104N;
(2)20%
【解析】
【分析】
(1)物体处于静止或匀速直线运动状态,受到的力是平衡力,根据平衡力判断出受到的阻力。
(2)根据
算出燃料完全燃烧放出的热量,根据
算出移动的距离,根据
算出发动机传递给飞机的推进功,根据
算出发动机的机械效率。
【详解】
(1)飞机水平匀速巡航时,处于平衡状态,受到平衡力的作用,发动机巡航推力与受到的阻力平衡力,大小相等,则受到的阻力
(2)燃料完全燃烧放出的热量
发动机巡航的距离为
飞机的推进功(推力所做的功)
发动机的推进效率
答:
(1)飞机水平匀速巡航时,受到的阻力是3.6×104N;
(2)若飞机以巡航速度飞行0.5h的过程中,耗油1800kg,此过程中发动机的机械效率20%。
【点睛】
本题考查了平衡力的应用、热量、速度、功、效率的计算等知识,是一道综合题,有一定的难度,难点是效率的计算。
21.煤、石油、天然气的过量开采使人类面临能源危机.某县在冬季利用地热能为用户取暖.县内有一口自喷状态地热井,出水温度为90℃,出水流量为150m3/h.
(1)每小时流出的水是多少kg?
(2)求每小时流出的地热水温度降低到50℃,所放出的热量.
(3)这些热量如果用天然气蒸汽锅炉供热,且天然气蒸汽锅炉的热效率为90%,则利用上述地热能供暖一小时可以节约多少天然气?
[ρ水=1.0×103kg/m3,c水=4.2×103J](kg•℃),天然气的热值为4×107J/m3]
【答案】
(1)1.5×l05kg;
(2)2.52×1010J;(3)700m3
【解析】
【详解】
(1)每小时流出水的质量
m=ρV=1.0×103kg/m3×150m3=1.5×l05kg;
(2)水放出的热量
Q水放=cmΔt=4.2×103J/(kg•℃)×1.5×105kg×(90℃-50℃)=2.52×1010J;
(3)这些热量如果用天然气蒸汽锅炉供热,则
Q有用=Q水放=2.52×1010J,
天然气需要放出的热量
Q放=
=2.8×1010J,
天然气的体积
V=
=700m3.
答:
(1)每小时流出的水是1.5×l05kg;
(2)每小时流出的地热水温度降低到50℃所放出的热量为2.52×1010J;
(3)利用地热能供暖一小时可以节约700m3的天然气。
22.如图是一辆警车。
空车质量为2.72t。
某次执行任务时警车以108km/h的速度沿水平路面匀速直线行驶时的输出功率为60kW(g取10N/kg)。
求:
(1)车上警察的总质量为280kg,轮胎与路面接触的总面积为1000cm2,车静止时对水平路面的压强是多少?
(2)警车以108km/h的速度水平匀速直线行驶时,所受阻力是多少?
(3)若警车发动机的效率为40%,警车以60kW的输出功率行驶10min,消耗多少千克的柴油?
(柴油的热值取4.0×107J/kg)
【答案】
(1)3×105Pa;
(2)2×103N;(3)2.25kg
【解析】
【详解】
(1)警车的总质量是
车静止时对水平路面的压力是
轮胎与路面接触的总面积为
车静止时对水平路面的压强是
(2)警车的速度
警车以这个速度水平匀速直线行驶时,所受阻力是
(3)警车以60kW的输出功率行驶10min,所做的有用功是
根据热机的效率公式可得
这些柴油的质量是
答:
(1)车静止时对水平路面的压强是
;
(2)警车以108km
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