人教版八年級物理上冊同步考點專題訓(xùn)練 專題03 借助行程圖進行聲學(xué)的計算（原卷版）

專題03借助行程圖進行聲學(xué)的計算（原卷版）考點直擊解題方法與技巧1、解復(fù)雜的聲學(xué)計算題:（1）應(yīng)結(jié)合行程線段圖分析路程、速度和時間之間的關(guān)系。（2）明確聲音是沿直線傳播還是發(fā)生了反射。（3）注意發(fā)聲體是運動的還是靜止的，聲音與發(fā)聲體之間的位置關(guān)系等。2、影響聲速大小的因素：（1）介質(zhì)的種類；（2）介質(zhì)溫度的高低。典例分析＋變式訓(xùn)練典例分析＋變式訓(xùn)練考點1聲在同種介質(zhì)中的直線傳播【典例1-1】（2021秋?海州區(qū)期中）在2019年10月1日的慶祝中華人民共和國成立70周年的閱兵列式中，展示了我國自行研制的具有世界先進水平的殲﹣20戰(zhàn)斗機，如圖所示，其高空最大速度為2.5馬赫（1馬赫等于1倍聲速），低空最大速度為1.2馬赫。如飛機在飛越天安門時，距離地面高度1020m，且保持水平飛行，請回答：（1）飛機的發(fā)動機轟鳴聲，是通過什么介質(zhì)傳到人耳的？（2）飛機的發(fā)動機轟鳴聲，傳到地面，最少需要多少時間？（此時的聲速：340m/s）【典例1-2】（2021秋?淮南期中）Phyphox是一款功能強大的物理實驗手機軟件，其中的一種功能是能夠自動記錄下所接收到的兩次響聲之間的時間間隔：當(dāng)手機接收到第一次響聲時便自動計時，當(dāng)再次接收到響聲時計時自動停止（類似于使用秒表時的啟動和停止），由于對聲音的響應(yīng)非常靈敏，計時可精確到0.001s。甲、乙兩人使用裝有上述軟件的手機在空曠安靜的廣場上測量聲音的傳播速度。他們分別站于間距為s＝80m的A、B兩處，打開手機軟件做好計時準備。甲先在手機邊擊掌一次，乙聽到擊掌聲之后，也在手機邊擊掌一次。查看甲、乙兩手機均有效記錄下了兩次掌聲的時間間隔，分別為t甲＝0.69s，t乙＝0.21s。試完成下列問題：（1）如果聲音在空氣中每秒傳播340m，則聲音在0.001s內(nèi)的傳播距離為多少m？（2）甲、乙兩人測得空氣中聲音的傳播速度是多少m/s？（結(jié)果保留1位小數(shù)）【變式1-1】（2021秋?宜州區(qū)期中）超音速飛機的飛行速度常用馬赫數(shù)表示，馬赫數(shù)指的是聲速的倍數(shù)（聲速用15℃時聲音在空氣中的傳播速度）。某超音速飛機飛行的馬赫數(shù)為2.5，那么它的飛行速度是多少？若三亞到北京的距離為2550km，這架飛機以上述速度勻速從三亞飛到北京需要多少時間？【變式1-2】（2021秋?深圳期中）Phyphox是一款功能強大的物理實驗手機軟件，其中的AcousticStopwatch功能能夠自動記錄下所接收到的兩次響聲之間的時間隔：當(dāng)手機接收到第一次響聲時便自動計時，當(dāng)再次接收到響聲時計時自動停止（類似于使用秒表時的啟動和停止），由于對聲音的響應(yīng)非常靈敏，計時可精確到0.001s。（1）若已知空氣中的聲速為340m/s，0.001s內(nèi)聲音的傳播距離為多少？（2）某人使用手機在空曠的平地山上，測量到對面山崖的距離。他在手機邊擊掌一次，手機第二次記錄到掌聲的回聲時顯示時間差是5秒。那么山崖距離人的距離多遠？現(xiàn)實中氣壓，溫度對聲音傳播的速度都有影響，甲、乙兩人使用手機在空曠安靜的某地上測量該處聲音的傳播速度。他們分別站于間距測量值為s的A、B兩處，打開手機軟件做好計時準備。甲先在手機邊擊掌一次，乙聽到擊掌聲之后，也在手機邊擊掌一次。查看甲、乙兩手機均有效記錄下了兩次掌聲的時間間隔，分別為t甲、t乙。（3）測得空氣中聲音的傳播速度v聲＝（用s、t甲、t乙表示）考點2聲在同種介質(zhì)中的反射【典例2-1】（2021秋?洛寧縣期中）如圖小明同學(xué)面對懸崖大叫一聲：我愛物理，經(jīng)過2.4s聽到回聲，小明與懸崖間的距離大約是多少米？【典例2-2】如圖所示，某兵工廠生產(chǎn)了一批新式步槍。為了測試子彈飛行的平均速度，一士兵手持步槍，在空曠的靶場瞄準510m外的靶子射擊，槍筒旁邊的聲波探測器，先后探測到兩次較強的聲波，并在示波器上顯示出來。第一次是槍響的聲波，第二次是子彈擊中靶子后的聲波，示波器上每一大格表示的時間1s。（聲音在空氣中的傳播速度為340m/s）求：（1）子彈飛行的時間？（2）子彈飛行的平均速度？【變式2-1】（2021秋?鎮(zhèn)江期末）如圖所示，長為400m的火車從山崖沿筆直軌道勻速駛向大橋的過程中：火車頭距離橋頭200m時短暫鳴笛，經(jīng)過8s，車頭到達橋頭，此時司機恰好聽到鳴笛經(jīng)過山崖反射的回聲（空氣中聲速取340m/s）；聽到回聲30s后，車尾剛好駛過橋尾。求：（1）火車行駛的速度。（2）大橋的長度。（3）鳴笛時，火車車頭到山崖的距離。【變式2-2】（2021秋?城固縣期末）小程看到有些路段設(shè)置有禁鳴和測速標志，他查閱資料后得知測速原理是：測速儀前后兩次發(fā)出并接收到被測車輛反射回來的超聲波信號，再根據(jù)兩次信號的時間差，測出車速某次測速中，測速儀發(fā)出與接收超聲波的情況如圖所示，x表示超聲波與測速儀之間的距離（假設(shè)超聲波傳播速度為340m/s.且保持不變）.（1）汽車行駛時發(fā)出的聲音是通過傳入人耳的傳播的；設(shè)置禁鳴標志是為了在減弱噪聲.（2）上述測速路段限速為50km/h，則被測汽車是否超速？考點3聲在不同種介質(zhì)中的直線傳播【典例3-1】（2021秋?孟村縣期末）為了測量聲音在某根鐵管中的傳播速度，我們在鐵管的一端敲一下，人的耳朵貼在鐵管的另一端會聽到兩次聲音，其時間間隔為2.6s。已知鐵管的長度是952m，聲音在空氣中的傳播速度是340m/s。問：（1）敲響后，經(jīng)過多長時間人耳第二次聽到聲音？（2）聲音在鐵管中的速度是多少？【變式3-1】小明和小軍利用如下方法估測一段鐵路長。（1）實驗：小明在鐵路的一端用錘子敲擊一下鐵軌，小軍在這段鐵路的另一端聽到兩次響聲，記錄兩次響聲的時間差為2s。（2）查閱資料：小明和小軍上網(wǎng)查詢知v空氣＝340m/s、v鐵軌＝5200m/s，請幫他們算出這段鐵路的長?！咀兪?-2】（2021秋?扶風(fēng)縣期末）我們可用下述方法測定鋼里的聲速：在鋼管的一端敲一下，在管的另一端聽到兩次響聲，第一次是由鋼傳來的，第二次是由空氣傳來的。若管長1020m，兩次響聲間隔2.8s，當(dāng)時空氣中的聲速是340m/s，求：（1）聲音在空氣中傳播所用的時間；（2）聲音在鋼里的傳播速度。考點4聲的直線傳播與光的直線傳播綜合【典例4-1】（2021秋?余干縣校級期末）若正常人的反應(yīng)時間（人接收到信號到采取措施完成的時間）為0.2s，若雷聲和閃電同時產(chǎn)生，已知光的傳播速度c光＝3×108m/s，聲音的傳播速度v聲＝340m/s，選擇其中恰當(dāng)?shù)臄?shù)據(jù)大致計算的話，那么“迅雷不及掩耳”的雷聲發(fā)生處距離人所在位置不會超過多遠呢？【變式4-1】（2021秋?松山區(qū)校級期中）某次在高空發(fā)生閃電打雷，若聲音在空氣中的傳播速度是340m/s（不計光的傳播時間），小明看到閃電隔3秒后聽到雷聲（1）打雷的位置離小明有多遠？（2）光在空氣中的傳播速度是3×108m/s，光在空氣中傳播了相同的時間，走過的距離是多少米？【變式4-2】軍事演習(xí)，戰(zhàn)士大明用單兵便攜式火箭筒攻擊敵方碉堡。發(fā)射火箭彈后，經(jīng)過0.8s炮彈擊中碉堡，大明同時看到爆炸的閃光；經(jīng)過2.8s時大明聽到爆炸的巨響。已知聲音在空氣中傳播速度v聲＝340m/s，忽略光在空氣中的傳播時間，問：（1）大明距離敵方碉堡多少米？（2）火箭彈的飛行速度為多少？能力提升訓(xùn)練能力提升訓(xùn)練一、計算題。1．（2021秋?鳳山縣期中）利用激光束測量月球和地球間的距離是目前最為精確的方法，測量工具是一架天文望遠鏡、一臺激光器和登月行動中留在月球上的角反射列陣。1969年7月，阿波羅11號的宇航員第一次登上了月球，在上邊放置了一臺角反射器，如圖所示。后來，人們又不斷把角反射器送到月球，其中阿波羅15號的角反射器列陣由300塊角反射鏡組成，測月的誤差已經(jīng)減少到15cm。（1）科學(xué)家們?yōu)槭裁床焕酶吣芰?、方向性好的超聲波測量地球和月球之間的距離呢？（2）若從發(fā)射激光開始到接收到反射回的激光共用時2.56s，則月球和地球間的距離約為多少？2．（2021秋?任丘市期末）超聲波測速儀是有效地監(jiān)控汽車行駛速度的儀器，其工作原理如圖所示。當(dāng)小汽車進入監(jiān)控區(qū)域時，測速儀向汽車發(fā)出超聲波，超聲波經(jīng)汽車反射后又被測速儀接收。已知測速儀每隔2.6s發(fā)出一次信號，當(dāng)一輛勻速行駛的小汽車進入測控區(qū)時，測速儀第一次從發(fā)出信號到接收到信號整個過程用時0.6s，第二次從發(fā)出信號到接收到信號整個過程用時0.4s。已知超聲波的傳播速度為340m/s，則：（1）當(dāng)汽車第一次反射信號時距測速儀有多遠。（2）這輛小汽車的速度為多少。3．（2021秋?霍邱縣期中）一根長為952m的鐵管，小明在鐵管的一端敲一下，小亮將耳朵貼在鐵管的另一端會聽到兩次聲音，其時間間隔為2.6s，已知聲音在空氣中每秒傳播340m，則（1）聽到的兩次聲音中，第二次聽到的聲音是在什么介質(zhì)中傳播的；（2）聲音在鐵管中每秒傳播多少m。4．（2021秋?上蔡縣校級期中）有一天雷雨交加，小明同學(xué)在實驗室中根據(jù)如圖所示的“聲速跟氣溫的關(guān)系圖像”進行探究活動，小明同學(xué)發(fā)現(xiàn)看見閃電后4s可以聽到雷聲（空氣中的光速為3×108m/s，不計光的傳播時間），則：（1）設(shè)當(dāng)時的氣溫為15℃，打雷處離小明大約多少米？（2）已知人耳能分清兩個聲音的時間間隔至少為0.1s，則小明想在實驗室內(nèi)聽到自己的回聲，他至少需要離墻壁多少米？（3）第二天，小明對著某一離他173m的障礙物發(fā)出聲音，經(jīng)過1s聽到了回聲，請你求出當(dāng)時的氣溫。5．（2021秋?沛縣期末）站在百米賽跑終點的計時員，在聽到發(fā)令員的槍聲后才按計時器，這時測得運動員的成績?yōu)?2.69s，已知聲音在空氣中每秒傳播340m，求：（1）測得成績與真實成績相差多少秒？（2）運動員百米賽跑的真實速度是多大？6．（2021秋?大通區(qū)期末）小明和小軍想估測一段鐵路的長度，但由于沒有合適的直尺所以不能如愿以償。學(xué)習(xí)了聲學(xué)的知識后，他們想到了解決問題的方法。物質(zhì)聲速/（m/s）物質(zhì)聲速/（m/s）空氣340鋁5000海水1531鐵、鋼5200大理石3310銅3750（1）實驗：小明在一段鐵路的一端用錘子敲擊一下鐵軌，小軍在這段鐵路的另一端聽到兩次響聲，記錄兩次響聲的時間差為2s；（2）查閱資料：小明和小軍上網(wǎng)查詢了一些關(guān)于聲速的數(shù)據(jù)如上表，請幫他們計算出這段鐵路的長度。（結(jié)果保留一位小數(shù)）7．（2021秋?雁塔區(qū)校級期中）小明和小芳同學(xué)相互配合，想要測量聲音在空氣中傳播的速度，小明在甲山頂大喊一聲的同時按下秒表開始計時，當(dāng)在乙山頂?shù)男》纪瑢W(xué)聽到聲音后立即按下秒表開始計時，等小芳反應(yīng)過來后大喊一聲同時按下秒表停止計時，小明聽到小芳的聲音后也按下秒表停止計時。小明的秒表計時t1＝11s，小芳的秒表計時t2＝1s，兩山頂之間的距離s山＝1750m。（1）若聲音在空氣中的傳播速度是340m/s，則1s內(nèi)聲音傳播的距離是多少米？（2）實際測得空氣中聲音的傳播速度為多少？8．（2021秋?麻城市期中）站在百米跑道終點計時臺上的甲、乙兩名計時員，為同一跑道的運動員計時，甲看到起跑發(fā)令槍冒煙時開始計時，而乙則聽到發(fā)令槍聲才開始計時，則：（1）甲、乙兩名計時員誰計時準確？為什么？（2）若甲、乙兩名計時員的反應(yīng)速度相同，他們計時相差大約是多少？（結(jié)果保留兩位小數(shù)）（3）如果甲紀錄的結(jié)果是14.30s，則乙的紀錄結(jié)果是多少？9．（2021秋?灌陽縣期末）利用聲吶探測海深時，是利用回聲的原理。如圖所示，當(dāng)探測船到達探測海面時，由船上的發(fā)聲儀器發(fā)出聲音，在6s后，接收到回聲，請求出此處海的深度？（v海水＝1500米/秒）10．（2021秋?邯山區(qū)期末）一輛沿平直公路勻速行駛的汽車在距前面山崖445m的A處鳴笛，經(jīng)過2.5s后在B處聽到回聲。若汽車長度忽略不計，已知空氣中聲音的傳播速度為340m/s，求：（1）鳴笛聲從發(fā)出到反射傳回駕駛員耳中通過的路程：（2）汽車從鳴笛到聽到回聲這段時間內(nèi)通過的路程：（3）汽車行駛的速度。11．（2021秋?廬江縣校級月考）我們知道，聲音在不同介質(zhì)中傳播的速度不同。閱讀下表，回答問題。已知在長為850m的空金屬管一端敲擊一下，在另一端先后聽到兩個聲音，兩聲相隔2.33s（此時氣溫約為15℃）。問：一些介質(zhì)中的聲速v/（m?s﹣1）空氣（0℃）331冰3230空氣（15℃）340銅3750煤油（25℃）1324鋁5000水（常溫）1500鐵5200（1）第二次聽到的聲音是通過哪種介質(zhì)傳來的？（2）敲擊后聲音通過空氣傳到另一端要多長時間？（3）聲音在金屬管中的傳播速度是多大？該金屬管可能是由什么材料制成的？12．（2022春?豐城市校級期末）如圖所示是用運動傳感器測小車速度的示意圖，這個系統(tǒng)由A、B兩個小盒組成，A盒裝有紅外線發(fā)射器和超聲波發(fā)射器，B盒裝有紅外線接收器和超聲波接收器，A盒被固定在向右運動的小車上，測量時A向B同時發(fā)射一個紅外線脈沖和一個超聲波脈沖，B盒接收到紅外線脈沖時開始計時，接收到超聲波脈沖時停止計時，若兩者的時間差為t1，空氣中的聲速為v0。問：（1）A與B之間的距離為多少？（2）經(jīng)過短暫的△t時間后，進行第二次測量，此次的時間差為t2，則小車運動的速度為多少？13．（2020?蘇州）Phyphox是一款功能強大的物理實驗手機軟件，其中的AcousticStopwatch功能能夠自動記錄下所接收到的兩次響聲之間的時間間隔：當(dāng)手機接收到第一次響聲時便自動計時，當(dāng)再次接收到響聲時計