1、微专题 2-2声音的传播速度问题 知识解读 一、产生：声音是由于物体的振动产生的。 二、声音是以声波的形式向四周传播。 大量的实验表明：声音的传播需要物质，物理学中把这样的物质叫做介质； 传声的介质即可以是气体、固体，也可以是液体；真空不能传声。 三、总结 1、声速是描述声音传播快慢的物理量 ，它的大小等于声音在每秒内传播的距离。 2、声速大小与介质的种类和介质的温度有关。15 时空气中的声速是 340m/s。 3、回声：声音在传播过程中遇到障碍物被反射回来而形成的。如果回声到达人耳比原声晚 0.1 s 以上，人耳能把回声跟原声区分开来；回声到达人耳比原声晚不足 0.1 s ，最终回声和原 声
2、混在一起使原声加强。 二级结论：二级结论：人耳能把回声跟原声区分开来，障碍物距听者至少为 17 m(空气中的声速为 340 m/s)。 典例解读 例 1、若声音在海水中的传播速度为 1500m/s，利用回声定位原理从海面竖直向海底发射超声波，到 接受回声所用时间为 4s，那么该处海洋的深度为多少？ 【答案】3000m 【解析】超声波从海面到海底用的时间：t= 2 1 4s=2s， 该处海水的深度： h=vt=1500m/s2s=3000m 答：海洋中该处的深度是 3000m 例 2、一辆汽车以 15m/s 的速度正对山崖行驶，鸣笛后 2s 听到回声，问： （1）鸣笛处距山崖离多远？（2）听到回
3、声时，距山崖多远？ 【答案】 （1）355m； （2）325m 【解析】 （1）在 t=2s 的时间内，车行驶的距离：s1=v1t=15m/s2s=30m， 声音传播的距离：s2=v2t=340m/s2s=680m， 设司机鸣笛时车到山崖的距离为 s， 则：2s=s1+s2，所以 s= 2 21 ss = 2 680m30m =355m， （2）司机听到回声车距山崖的距离： s=s-s1=355m-30m=325m 答： （1）鸣笛处距山崖离 355m； （2）听到回声时，距山崖 325m 培优训练 一、选择题 1、人耳能分清前后两个声音的时间间隔应大于 0.1s，据此，要想听到回声，人离障碍
4、物的距离应 （） A .大于 17mB .小于 17mC .大于 34mD .小于 34m 2 2、2015 年 1 月，科学家在南极洲发现一个陨石凹坑，形状如圆形平底锅，如图所示小明在圆心 A 点大喊一声，经过 6s 听到回声设空气中声速为 340m/s，圆形凹坑的直径为（） A .510mB .1020mC .2040mD .4080m 第第 2 2 题图题图第第 3 3 题图题图 3 3、马航客机 MH370 失联后，中国派出多艘舰船到南太平洋海域进行水下搜寻，其中用到“超声测位 仪” ，其原理如图所示，发射器向某一方向发射超声波，在发射的同时开始计时超声波在传播 途中碰到障碍物被反射，
5、接收器收到反射波就停止计时设某次搜寻中计时器记录的时间为 t， （已知电磁波在空中和海水中的传播速度分别为 C1和 C2；声波在空中和海水中的速度分别为 V1 和 V2）则发射点与水中疑似物之间距离为（） A、 2 2t C B、 2 2t V C、 2 1t V D、 2 ) 21 tVC （ 二、填空与阅读题 1 1、在百米赛跑中，甲、乙两个记时员，分别从看到发令枪冒烟和听到枪声开始记时同一运动员的成 绩，则_记录的成绩较准确；若甲记录的成绩为 11.3s，则乙记录的成绩约为_s（保 留整数） 2 2、一辆长 280m 的火车驶向一座高山要进入隧道，司机鸣笛后 2s 钟听到回声，若火车的行
6、驶速度为 20m/s，则鸣笛时火车离高山距离为_m，听到回声后还需_s 火车全部进入隧道 3 3、阅读短文，回答问题： 声声呐呐 光波在水中衰减较快，一般水下几十米深处光线就很差，电磁波在水中衰减也很快，而且波长越短， 损失越大，即使用大功率的低频电磁波，也只能传播几十米然而，声波在水中传播的衰减就小 得多，在深海中爆炸一个几千克的炸弹，在两万公里外还可以收到信号。 2009 年 2 月，法国核潜艇“凯旋”号和英国核潜艇“前卫”号在大西洋相撞一潜艇“遭受撞击和刮 伤” ，另一潜艇“声纳罩部分”严重受损均配备先进声呐系统的两艘核潜艇，竟将“几百万分 之一”的相撞机率变为现实。经调查，双方发生碰撞
7、的原因之一可能是为了减少自身发出的噪音 而关闭了声呐系统。 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 10kHz30kHz 之间，由于这种声波的频率较高，可以 形成较强指向性。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
8、以下问题： （1）关于声呐所发出的波下列说法正确的是_； A电磁波B超声波C次声波D光波 （2）人能够感受到声呐发出的波的频率范围是_kHz 到_kHz； （3）停在海水中的潜艇 A 监测到离它 7500m 的潜艇 B，并持续监控潜艇 B，接到潜艇 B 反射回来的 声波频率是变高的，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 的距离变为_m； （4）下列有关说法不正确不正确的是_。 A声呐系统是通过发射声波来定位的 B关闭声呐系统是在声源处控制噪声 C刮伤的痕迹是潜艇之间摩擦力作用的结果 D潜艇做成流线型是为了减小在水里航行时受到的
9、压强。 三、计算题 1 1、为了监督司机遵守限速规定，交管部门在公路上设置了固定测速仪，如图所示，汽车向放置在道 路中间的测速仪匀速驶来，测速仪向汽车发出两次短促的（超声波）信号。第一次发出信号到测 速仪接收到信号用时 0.5s，第二次发出信号到测速仪接收到信号用时 0.3s，若发出两次信号的 时间间隔是 0.9s，超声波的速度是 340m/s，汽车的速度是 m/s（超声波速度是 340m/s） 2 2、汽车行驶的正前方有一座高山，汽车以 12m/s 的速度行驶，汽车鸣笛 2s 后，司机听到回声，设 声音在空气中传播速度为 340m/s问： （1）汽车在 2s 内行驶了多少路程？ （2）司机听
10、到回声时汽车距离山有多远？ 3 3、如图甲为广清高速上一个距离传感器发出和接收超声波检测汽车速度的示意图 （1）已知超声波的速度为 340m/s，某次检测车速时，传感器发出至接收超声波信号用了 0.4s，超 声波信号遇到汽车时，汽车与传感器之间的距离是多少 m？ （2）如果将距离传感器与计算机连接，可以将物体运动的距离(s)时间(t)图象显示在计算机的屏 幕上利用传感器测得某一汽车在平直公路上运动的距离(s)时间(t)图象如图乙所示，请在图 丙中画出汽车运动的速度(v)时间(t)图象 （3）如图丁所示，从标志牌上看，在遵守交通规则的前提下，从标志牌到清远，匀速行驶的汽车最 快需用多少 h 才能
11、到达清远？ 4 4、一辆汽车以 30m/s 的速度向山崖前进，司机鸣笛后继续前进，5s 后听到回声，求司机听到回声 时汽车距山崖的距离 （声音在空气中的传播速度是 340m/s） 5 5、架喷气式飞机的速度是声速的 1.5 倍，飞行高度为 2720m，水平方向飞行当你听到飞机在头顶 上方轰鸣时，抬头观看，飞机已飞到你前方多远水平距离的地方？ 6 6、有两艘潜艇一前一后，两者相距 L，且两者始终保持相同的速度 v 同向前进后艇的水下声纳系 统发出声音信号，到达前面的艇时立即被反射回来已知声音信号在水中传播的速度为 v0 （1）证明：后艇从发出信号到接收到反射回来的信号的时间为： （2）通过对这个
12、数学式的讨论，说明当两艘艇处于何种状态时，后艇从发出信号到接收到 反射回来的信号的时间最短 （3）如果从纯数学的角度来说，当 v= v0时，的分母为零，是没有意义的但是，这是一 个表达一定的物理意义的式子那么，从物理的角度说，当 v= v0时，的分母为零意味 着什么呢？ 微专题 2-2 声音的传播速度问题 例例 1 1、 【答案】3000m 【解析】超声波从海面到海底用的时间： t= 2 1 4s=2s， 该处海水的深度： h=vt=1500m/s2s=3000m 答：海洋中该处的深度是 3000m 例例 2 2、 【答案】 （1）355m； （2）325m 【解析】 （1）在 t=2s 的时
13、间内，车行驶的距离：s1=v1t=15m/s2s=30m， 声音传播的距离：s2=v2t=340m/s2s=680m， 设司机鸣笛时车到山崖的距离为 s， 则：2s=s1+s2，所以 s= 2 21 ss = 2 680m30m =355m， （2）司机听到回声车距山崖的距离： s=s-s1=355m-30m=325m 答： （1）鸣笛处距山崖离 355m； （2）听到回声时，距山崖 325m 培优训练 一、选择题 1A2C3B 二、填空与阅读题 1、乙112、360；30 3、 （1）B（2） 1020 （3） 6300 （4）D 三、计算题 1、42.5 2、(1)680(2)328 3、
14、 （1）68（2）略（3）0.75h 4、775m 5、4080m 6、（1）因 L 一定，两艘潜艇保持相同的速度同向前进信号向前面的艇传播时，相对前面潜水 艇的速度为：v0-v，到达前面潜水艇的时间为 t1= L v0-v ，信号返回时，相对后潜水艇的速度为：v0+v，到达后潜水艇的时间为：t2= L v0+v 则总时间为 t=t1+t2，代入整理得 t= L v0-v + L v0+v = 2v0L v20 -v2 ； （2）由 t= 2v0L v20 -v2 = 2L v 0 - v2 v0 得，当 v=0 时，v0- v2 v0 的值最大，则 t 最小，这说明当两潜水艇静止时，后潜水艇从发出信号到接收到反射回来的信号的 时间最短 （3）从纯数学的角度来说，当=0 时，t= 2v0L v20 -v2 的分母为零，是没有意义的，但是，这是一个表达一定的物理意义的式子那么，从物理的角度说， 当=0 时，t= 2v0L v20 -v2 的分母为零时，就意味的从后潜水艇发出的信号不可能到达前面的潜水艇，说明此时声纳系统失败 答：（1）证明见上 （2）v=o，后艇从发出信号到接收到反射回来的信号的时间最短 （3）无法进行信号传递
