备战中考物理声现象问题求解题试题及答案解析.docx
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备战中考物理声现象问题求解题试题及答案解析
一、初中物理声现象问题求解方法
1.阅读《从传声筒到移动通信》,回答问题。
从传声筒到移动通信
电话完全进入了我们的生活,我们每天都离不开它,你知道科学家们发明电话是受什么启发吗?
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,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,
。
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
。
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,但在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。
在空气中声速为334.8m/s(22°C时),水中声速为1440m/s,在钢铁中声速为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,它兼具发射和接收这两种功能,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_________产生振荡,另一侧的观众能够听到传输的声音,两人可进行对话。
(2)以下应用或工具利用“传声筒”原理的是(___________)
A.超声波医学检查B.水瓶琴
C.天坛回音壁D.医生给病人看病用的听诊器
(3)下列说法中正确的是(_____________)
A.声音的传播速度一定是340m/sB.空气粒子并不跟着声波前进
C.声和电磁波都能在真空中传播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.波速变大,波长变长
B.波速变小,频率不变
C.波速变大,频率增大
D.波速变小,波长变长
【答案】空气DBA
【解析】
【分析】
【详解】
(1)[1]声音是由物体的振动产生的,声音的传播需要介质,空气可以传声,当一名观众在管路一侧发声,管路中的空气产生振荡,把声音往另一侧的观众传播;
(2)[2]“传声筒”的声音在管道内传播,使声音更加集中,声音的响度会更高,这样能够收到更清晰的声音信息;
A.超声波医学检查,只要是利用声音传递信息,A项不合题意;
B.水瓶琴强调液体振动可以发出声音,B项不合题意;
C.天坛回音壁只要是利用声音的反射,出现回声现象,C项不合题意;
D.医生给病人看病用的听诊器只要是利用声音在听诊器管道内传播,使声音更加集中,声音的响度会更高,这样能够收到更清晰的声音信息,这与“传声筒”原理一样,选项D符合题意;
(3)[3]A.从材料中可以看到,在空气中声速为334.8m/s(22°C时),水中声速为1440m/s,在钢铁中声速为5000m/s,声音的传播速度在不同介质中是不同的,所以说声音的传播速度不一定是340m/s,A错误;
B.从材料中可以看到,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,B正确;
C.声音不能在真空中传播,但电磁波可以在真空中传播,C错误;
D.潜入水中的潜艇通信不是使用电磁波,因为电磁波在水中会被吸收而急剧衰减,D错误;
(4)[4]一列声波从空气中传入水中,声速会变大,但是其频率不变,根据
可知,波长会变长,故选A。
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.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。
4.如图所示,在两个完全相同的高脚玻璃杯内装有相同深度的水,当用筷子敲击杯子时,要使得甲杯发出的声音的响度大于乙杯,你的做法是:
_________________。
要使甲杯发出的声音的音调高于乙杯,你的做法是:
_______________。
【答案】用更大的力敲击甲杯减少甲杯中的水
【解析】
【详解】
[1]响度与振动幅度有关,振动幅度越大,响度越大,两个完全相同的高脚玻璃杯内装有相同深度的水,要使得甲杯发出的声音的响度大于乙杯,甲杯的振动幅度就要大于乙杯,所以就要用更大的力敲击甲杯;
[2]用筷子敲击杯子时,是杯子和水发生了振动,当水量越大时,杯子和水越难振动,杯中的水量越大,音调越低,水量越小,音调越高,要使甲杯发出的声音的音调高于乙杯,应该减少甲杯中的水。
5.如图所示,四个相同的玻璃杯瓶内装有深度不同的水。
用嘴贴着瓶口吹气,会发出不同的声音,其中音调最高是图________。
用小棒敲击瓶子时,发出的声音音调最高的是图________。
【答案】甲丁
【解析】
【详解】
[1]用嘴贴着瓶口吹气,会发出不同的声音,这是空气柱的振动发出的声音,空气柱越短,振动的频率越高,音调越高,从图中可以看到,图甲的空气柱最短,那么它的音调最高;
[2]用小棒敲击瓶子时,振动的是瓶子和瓶子里面的水,水越少,声音振动的频率越高,音调越高,从图中可以看到,图丁的水最少,那么它的音调最高。
6.如图所示,将一把钢尺压在桌面上,一部分伸出桌面,用手拨动其伸出桌外的一端,轻拨与重拨钢尺,使钢尺振动的_______不同,则钢尺发出声音的_________就不同;若改变钢尺伸出桌面的长度,用相同的力拨尺,钢尺振动的___________不同,则钢尺发出声音的__________就不同。
【答案】幅度响度频率音调
【解析】
【分析】
声音的响度与声源振动的幅度有关,振动幅度越大,响度越大;而音调的高低与发声物体振动快慢有关,物体振动越快,音调越高。
【详解】
[1][2]轻拨与重拨钢尺,会导致钢尺振动幅度不同,响度就不同。
[3][4]改变钢尺伸出桌面的长度,用同样大小的力拨动其伸出桌面的一端,这样会导致钢尺振动的频率不同,即发声音调不同。
7.小梦在探究声音高低与物体振动快慢的关系时,将钢尺的一端伸出桌面,用手拨动使其上下振动发出声音,如图所示.改变_____________,用同样大小的力再拨钢尺,并仔细观察____________,倾听并辨别钢尺振动时发出声音的高低有无变化.
【答案】钢尺伸出桌面的长度钢尺振动的快慢
【解析】
【分析】
【详解】
探究声音的高低与振动快慢的关系时,应在控制其它的变量保持不变的前提下,只改变振动的快慢,从而研究声音高低与振动快慢的关系;因此应改变尺伸出桌面的长度,用同样大小的力拔动尺子,观察尺子振动的快慢,同时辨别所发出声音的高低.
8.为了探究声音的反射与吸收特点,章杰同学进行了实验研究:
(1)在玻璃筒内垫上一层棉花,棉花上放一个小闹钟,耳朵靠近玻璃筒口正上方l0cm处,能清晰地听见闹钟声,闹钟声是通过________传播的。
(2)当耳朵水平移动离开玻璃筒口一段距离后,如图甲所示位置,恰好听不见闹钟声。
(3)在玻璃筒口正上方10cm处安放一块平面镜,调整平面镜的角度直到眼睛能从镜面里看到小闹钟,如图乙所示,此时耳朵又能清晰地听见闹钟声了,说明声音________(选填“能”或“不能”)像光一样反射。
(4)用海绵板代替平面镜,听见的声音明显减弱,说明海绵板吸收声音的能力________(选填“强”或“弱”)于玻璃板。
【答案】空气能强
【解析】
【详解】
(1)[1]耳朵在玻璃圆筒口上方清晰地听到的声音是通过空气传播的;
(3)[2]人看见闹钟,是闹钟的光经平面镜反射后进入眼睛形成的,参照光的反射规律可知声音也可以发生反射;
(4)[3]因为海绵板代替平面镜后,听见的声音明显减弱,所以海绵板吸收声音的能力强于玻璃板。
9.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。
10.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。
11.如图是用小锤敲击同一音叉时,示波器在相同时间内截取的两列声波图,一次重敲,一次轻敲,下列说法正确的是
A.重敲时音调高,甲图是重敲时的声波图
B.轻敲时响度大,两次敲击音色相同
C.甲的响度比乙的大,甲的音调也比乙的高
D.两次音调、音色都相同,乙图是轻敲时声波图
【答案】D
【解析】
【分析】
(1)频率是1s物体振动的次数,相同时间内振动越快,频率越大.音调跟频率有关,频率越大,音调越高.
(2)振幅是物体振动时偏离原位置的大小,偏离原位置越大,振幅越大.响度跟振幅有关,振幅越大,响度越大.
(3)音色是由发声体本身决定的一个特性.
【详解】
由图可知,两幅图中音叉振动的快慢相同(都有3个波峰和2个波谷),因此声音的音调相同;由图知,物体振动时偏离原位置的程度不相同(即振幅不同),因此响度不相同;甲振动时偏离程度大,甲的振幅大,所以甲的响度大,即音量大,所以,甲图是重敲时的声波图,乙图是轻敲时声波图.用木槌敲击同一音叉,音色是不变的,只有D选项说法正确.
故选D.
【点睛】
掌握声音的三个特征:
音调、响度、音色,会观察波形图进行判断.音调跟频率有关;响度跟振幅有关;音色跟材料和结构有关.
12.阅读下面的短文,回答问题。
超声波及声呐应用
人能够听到声音的频率范围有限。
低于20Hz的声波叫次声波,高于20000Hz的声波叫超声波。
超声波具有许多奇异特性:
空化效应——超声波能在水中产生气泡,气泡爆破时释放出高能量,产生强冲击力的微小水柱。
它不断冲击物件的表面,使物体表面及缝隙中的污垢迅速剥落,从而达到净化物件表面的目的。
传播特性——它的波长短,在均匀介质中能够定向直线传播,根据这一特性可以进行超声探伤、测厚、测距、医学诊断等。
声呐系统是超声波应用的一种,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。
(1)人耳能听到的频率范围是___________。
(2)超声波能够清洗物件是因为声波具有________。
(3)宇航员在月球上不能利用超声波测定两山之间的距离,是由于___________。
(4)假设开始停在海水中的潜艇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,且此时信号频率不变,此时潜艇B与潜艇A的距离为_____m(声波在海水中传播速度为1500m/s,且传播速度不变)。
接下来停在海水中的潜艇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,说明此时潜艇B在向潜艇A______(选填“靠拢”或“远离”),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,请问声波频率变低1分钟后,潜艇B与潜艇A的距离为________m。
【答案】20Hz-20000Hz能量真空不能传声7500远离8700
【解析】
【详解】
(1)[1]由材料可知,人耳只能听到20Hz到20000Hz之间的声音,人耳能听到的频率范围是20Hz-20000Hz;
(2)[2]由于超声波具有能量,所以超声波能够清洗物件;
(3)[3]宇航员在月球上不能利用超声波测定两山之间的距离,是由于月球上是真空,真空不能传声;
(4)[4]声波在水中传播的总距离为:
s=vt=1500m/s×10s=15000m,
由于声波是反射回来的信号,所以两艘潜艇之间的距离
s1=
=7500m;
[5]由材料可知,如果回声的音调变低,说明目标远离声呐,潜艇A接到潜艇B反射回来的声波频率是变低的,说明此时潜艇B远离潜艇A;
[6]1分钟后,潜艇B行驶的路程
sB=vBt=20m/s×60s=1200m,
潜艇B与潜艇A之间的距离
s2=s1+sB=7500m+1200m=8700m。
13.下列关于声音的说法错误的是()
A.振动的物体都会发出声音
B.空气中声速跟音调有关
C.物体振动的次数叫频率
D.“低声细语”的低指的是音调低
【答案】BCD
【解析】
【分析】
声音是物体振动产生的,一切发声的物体都在振动;发声体1s振动的次数叫频率,单位是Hz;声音的传播需要介质,传播速度与介质种类和温度有关;声音的强弱叫响度,声音的高低叫音调。
【详解】
A.声音是物体振动产生的,所以振动的物体都能发出声音,故A正确,不符合题意;
B.声速与介质种类及介质温度有关,与声音音调高低无关,故B错误,符合题意;
C.物体在1s内振动的次数叫频率,故C错误,符合题意;
D.“低声细语”中的“低”,指声音的响度小,故D错误,符合题意。
故选BCD。
【点睛】
此题考查了声音的产生、声速影响因素及声音的特性,正确理解概念是解答的基础。
14.下列关于声现象的说法中,不正确的是
A.我们听到的上课铃声是由铃的振动产生的
B.太空行走的宇航员之间可以直接对话
C.噪声监测装置可以防止噪声的产生
D.工人师傅们通过听机器产生的次声波来判断其工作状况
【答案】BCD
【解析】
【分析】
【详解】
A.铃的振动发出声音,所以我们听到的上课铃声是由铃的振动产生的,故A正确;A不符合题意;
B.太空行走的宇航员之间不可以直接对话,因为声音传播需要介质,太空中没有空气,声音不能传播,故B错误;B符合题意;
C.噪声监测装置不可以防止噪声的产生,只能测量出噪声的等级,故C错误;C符合题意;
D.工人师傅们通过听机器产生的声波来判断其工作状况,不是次声波,次声波是听不到的,故D错误;D符合题意。
故选BCD。
15.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。
16.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.
17.如果你家附近建筑工地在施工,影响你的学习和休息,为了减小噪声的干扰,下列做法不合理的是
A.关紧门窗
B.打开门窗,让空气加快流通
C.戴上耳罩
D.告知有关部门督促施工单位合理安排施工时间
【答案】B
【解析】
【分析】
【详解】
A.关紧门窗,是在传播过程中减弱噪声;故正确、不符合题意.
B.打开门窗,让空气加速流通,是增强了噪声的传播;不正确、符合题意.
C.戴上耳罩,是在人耳处减弱噪声;故正确、不符合题意.
D.告知有关部门督促施工单位合理安排施工时间,是在声源处消除噪声;故正确、不符合题意.
故选B.
18.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。
19.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。
20.某同学乘坐一辆汽车面对一座高山。
已知声音传播速度为340m/s。
求:
(1)若汽车是静止的,汽车鸣一声喇叭,历时t=5s听到回声,则汽车距离高山多远?
(2)若汽车以10m/s的速度正对着高山驶去,汽车鸣一声喇叭,历时t=3s听到回声。
鸣喇叭时汽车距离高山多远?
【答案】
(1)850m;
(2)525m。
【解析】
【分析】
【详解】
(1)声音传播到高山的时间
t=
×5s=2.5s,
汽车到高山的距离:
s=v2t=340m/s×2.5s=850m;
(2)在3s的时间内,汽车行驶的距离:
s1=v1t=10m/s×3s=30m,
声音传播的距离:
s2=v2t=340m/s×3s=1020m,
设按喇叭时汽车到高山的距离为s,则:
2s=s1+s2,
s=
=525m。
答:
(1)若汽车是静止的,则汽车距离高山850m远;
(2)鸣喇叭时汽车距离高山525m。
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