尖子生专用2020中考物理挑战压轴题专题01声学含解析 27页

压轴题01 声学 ‎1．某同学乘坐的汽艇遥对着一座悬崖，他向悬崖大喊一声，经过6秒听到回声．已知声音的传播速度为340m/s.‎ ‎（1）若汽艇静泊在水面，他离悬崖多远？‎ ‎（2）若汽艇以10m/s的速度正对悬崖驶去，他喊时离悬崖多远？‎ ‎【答案】1020m 1050m ‎【解析】‎ ‎【详解】‎ ‎（1）声音传播到悬崖的时间为听到回声的时间的一半，即t=3s，由 s=vt得汽艇到悬崖的距离：s=340m/s×3s=1020m，‎ ‎（2）示意图如下所示：‎ 由题知汽艇由A→B所用时间：t′=6s，‎ 汽艇行驶的路程：sAB=v艇t′，‎ 声音传播的距离为：sAC+sBC=v声t′，‎ ‎∵sAB+sAC+sBC=2sAC，‎ ‎∴v艇t′+v声t′=2sAC，‎ 代入数据：(10m/s+340m/s)×6s=2sAC，‎ ‎∴sAC=1050m。‎ 答：（1）若汽艇静泊水面，他离悬崖1020m远；‎ ‎（2）若汽艇以10m/s的速度正对悬崖驶去，他喊叫时离悬崖1050m远。‎ ‎【点睛】‎ 本题是有关声音的题目，解答本题的关键是掌握速度计算公式的应用；‎ 对于（1），先求出声音从汽艇传到悬崖的时间，再根据s=vt即可计算出此处到悬崖的距离；‎ 对于（2），汽艇运动，声音传播的路程与汽艇前进的距离之和为他喊时汽艇离悬崖距离的两倍，据此分析解答。‎ ‎2．‎ 27‎ 小红在长铁管的一端敲一下，小明在铁管的另一端听到两次声音，若听到两次声音的间隔时间为1.4s，问：‎ ‎（1）小明听到的第一次是通过什么传来的？‎ ‎（2）长铁管的长度是多少？（已知声音在空气中的传播速度为340m/s，在钢铁中的传播速度为5100m/s）‎ ‎【答案】(1)铁管；(2)510m ‎【解析】‎ ‎【分析】‎ ‎【详解】‎ ‎(1)因为声音在固体中的传播速度要比在气体中的传播速度快，所以第一次听到的声音是由铁管传来的，第二次是由空气传来的。‎ ‎(2)设声音在铁管中的传播时间为t铁，则在空气中的传播时间为 t空=t铁+t 因为，且声音在铁管中和空气中传播的距离相等，所以声音传播的距离 s=v铁t铁=v空（t铁+t）‎ 所以声音在铁管中的传播时间 所以铁管的长度 s铁=v铁t铁=5100m/s×0.1s=510m 答：(1)第一次听到的声音是由铁管传来的；‎ ‎(2)这段铁管的长度为510m。‎ ‎3．为了监测车辆是否超过了规定值，公路上都安装了测速仪。一辆从新洲开往武汉的小车经过刘集监测点时，测速仪从第一次发出超声波信号，到经汽车反射后收到反射信号用了0.4s；测速仪第一次发出信号1s后，第二次发出超声波信号。测速仪从第二次发出超声波信号，到经汽车反射后收到反射信号用了0.2s；设超声波的速度为340m/s保持不变；‎ 求：‎ 27‎ ‎（1）测速仪第一次发出的超声波信号和小车相遇时，测速仪到小车的距离；‎ ‎（2）测速仪第二次发出的超声波信号和小车相遇时，测速仪到小车的距离；‎ ‎（3）小车的速度。‎ ‎【答案】(1) 68m；(2)34m；(3) 37.78m/s。‎ ‎【解析】‎ ‎【分析】‎ ‎【详解】‎ ‎(1) 第一次发出的超声波信号和小车相遇的时间 t‎1‎‎=‎0.4s‎2‎=0.2s 因为v=‎st，所以测速仪到小车的距离 s‎1‎‎=vt‎1‎=340m/s×0.2s=68m 测速仪到小车的距离68m。‎ ‎(2) 第二次发出的超声波信号和小车相遇的时间 t‎2‎‎=‎0.2s‎2‎=0.1s 因为v=‎st，所以测速仪到小车的距离 s‎2‎‎=vt‎2‎=340m/s×0.1s=34m 第二次测速仪到小车的距离34m。‎ ‎(3)汽车在两次与信号相遇过程中的路程 s车‎=s‎1‎-s‎2‎=68m-34m=34m 汽车的行驶时间 t=Δt-t‎1‎+t‎2‎=1s-0.2s+0.1s=0.9s 汽车的速度 v车‎=s车t=‎34m‎0.9s≈37.78m/s 小车的速度是37.78m/s。‎ 答：(1)测速仪第一次发出的超声波信号和小车相遇时，测速仪到小车的距离为68m。‎ ‎(2)测速仪第二次发出的超声波号和小车相遇时，测速仪到小车的距离34m。‎ ‎(3)小车的速度为37.78m/s。‎ ‎4．‎ 27‎ 交通部门常用测速仪检测车速。测速原理是测速仪前后两次发出并接受到被测车反射回的超声波信号，再根据两次信号的时间差，测出车速，如图甲。某次测速中，测速仪发出与接收超声波的情况如图乙所示，X表示测速仪发出的声波到达被测汽车时，汽车与测速仪之间的距离。从图乙可知，超声波第一次从发出至接收到超声波信号所用的时间是_____秒，则该被测车速度是_____米/秒（假设超声波的速度为340米/秒，且保持不变）‎ ‎【答案】0.3214.17‎ ‎【解析】‎ ‎【分析】‎ ‎【详解】‎ ‎[1]由图知：超声波第一次从发出至接收到超声波信号所用的时间是0.32s。‎ ‎[2]超声波第一次从测试仪发出到与汽车相遇的地点,经过的时间为 t10.16s 由v得，超声波通过的距离为 X1＝v波t1＝340m/s×0.16s＝54.4m 超声波第二次从测试仪发出到与汽车相遇的地点,经过的时间为 t20.12s 超声波通过的距离为 X2＝v波t2＝340m/s×0.12s＝40.8m 汽车行驶的距离为 s＝X1−X2＝54.4m−40.8m＝13.6m 27‎ 测试仪发出的超声波两次间隔时间为1s，且测试仪第一次发出超声波记为0时刻，则超声波第一次从测试仪发出到与汽车相遇的地点，经过的时间为0.16s；超声波第二次发出的时间为1s末，超声波第二次与车相遇的时刻应该是 ‎1s+0.12s＝1.12s 汽车行驶的时间是 t＝1.12s−0.16s＝0.96s 所以汽车行驶的速度为 v14.17m/s ‎5．超声波测速仪是有效地监控汽车行驶速度的仪器，其工作原理如图所示。当小汽车进入监控区域时，测速仪向汽车发出超声波，超声波经汽车反射后又被测速仪接收。已知测速仪每隔1s发出一次信号，当一辆匀速行驶的小汽车进入测控区时，测速仪第一次从发出信号到接收到信号整个过程用时0.4s，第二次从发出信号到接收到信号整个过程用时0.3s。已知超声波的传播速度为340 m/s。求：‎ ‎（1）当汽车第一次反射信号时距测速仪有多少米？‎ ‎（2）这辆小汽车的速度为多少m/s？（保留一位小数）‎ ‎【答案】（1）68；（2）17.9。‎ ‎【解析】‎ ‎【详解】‎ ‎(1)测速仪第一次发出超声波时到达了汽车处所用时间  ‎ ‎；‎ 测速仪第一次发出的信号从汽车处返回到测速仪时，汽车距测速仪：‎ ‎；‎ ‎(2)测速仪第二次发出超声波时到达了汽车处所用时间   ‎ ‎；‎ 第二次发出的信号从汽车处返回到测速仪时，汽车距测速仪：‎ ‎；‎ 27‎ 因此汽车在两次与信号相遇的过程中，行驶了：‎ ‎；‎ 这17m共用了：‎ ‎；‎ 所以汽车的车速为：‎ ‎。‎ 答：(1)当汽车第一次反射信号时距测速仪有68m；‎ ‎(2)这辆小汽车的速度为17.9m/s。‎ ‎6．小虎乘坐着一艘速度为10m/s的汽艇匀速驶向一座山崖，他向山崖大喊一声，历时5s听到回声，已知声音在空气中传播的速度为340m/s．求：‎ ‎(1)5s内，声音在空气中传播的路程是多少；‎ ‎(2) 5s内，车行驶的路程是多少；‎ ‎(3)他听到回声时离山崖有多远。‎ ‎【答案】(1)1700m； (2)50m； (3)825m。‎ ‎【解析】‎ ‎【详解】‎ ‎(1)由公式得5s内声音在空气中传播的路程为：‎ ‎；‎ ‎(2)由公式得5s内车行驶的路程为:‎ ‎；‎ ‎(3)因为小虎向山崖喊时车距离山崖为：‎ ‎，‎ 所以他听到回声时离山崖距离为：‎ ‎。‎ 答：(1)5s内声音在空气中传播的路程是1700m；‎ ‎(2)5s内车行驶的路程是50m；‎ 27‎ ‎(3)他听到回声时离山崖825m。‎ ‎7．暑假小明同学乘坐汽艇去游玩，行驶过程中对面出现一座悬崖，他向悬崖大喊一声，经过6秒听到回声。（声速是340m/s）‎ ‎（1）若汽艇静止在水面上，他离悬崖多远？‎ ‎（2）若汽艇以10 m/s的速度正对着悬崖驶去，他喊时离悬崖多远?‎ ‎【答案】（1）1020m；（2）1050m。‎ ‎【解析】‎ ‎【详解】‎ ‎(1)声音传播到悬崖的时间为听到回声的时间的一半，‎ ‎，‎ 由得汽艇到悬崖的距离：‎ ‎。‎ ‎（2）汽艇行驶如图所示：‎ 由题知汽艇由A→B所用时间：t=6s，汽艇行驶的路程：，声音传播的距离为：‎ ‎，‎ ‎，‎ ‎，‎ 代入数据：‎ ‎，‎ 得出。‎ 答：(1)若汽艇静止在水面上，他离悬崖1020m；‎ ‎(2)若汽艇以10m/s的速度正对悬崖驶去，他喊叫时离悬崖1050m。‎ ‎8．材料一：人耳朵能分辨两次声音的最短时间间隔是0.1s 27‎ ‎；材料二：一人在空心钢管的一端敲击一下，一个人在另一端听到两次声音。一次是通过钢管传播的声音，第二次是通过空气传播的声音，因为声音在不同介质中传播速度不同；材料三：声音在铁(钢管就是铁)中的传播速度为5200m/s；在空气中声音的传播速度为340m/s。若敲打钢管听到两次声音的时间间隔为，求钢管的长度？(保留一位小数)‎ ‎【答案】。‎ ‎【解析】‎ ‎【详解】‎ 声音在空气中传播的路程：‎ ‎；‎ 声音在钢中传播比空气中传播快：‎ ‎；‎ 声音在钢中传播的时间：‎ ‎；‎ 钢管的长度：‎ ‎。‎ 答：钢管的长度。‎ ‎9．长度为150m的火车在笔直的轨道上匀速行驶,在从山崖驶向大桥的过程中,如图;火车头距离桥头200m处鸣笛,鸣笛5s后,火车头到达桥头,此时车头的司机听到来至山崖的回声;听到回声30s后,车尾驶过桥尾． (声音在空气中的传播速度为340m/s)．‎ ‎(1)计算火车的速度；‎ ‎(2)计算大桥的长度；‎ ‎(3)鸣笛时，火车车头到山崖的距离．‎ ‎【答案】（1）40m/s（2）1050m（3）750m ‎【解析】‎ ‎【详解】‎ 27‎ ‎(1)火车的速度：‎ ‎；‎ ‎(2)火车完全通过大桥的路程：‎ s2=v车t2=40m/s×30s=1200m，‎ 则大桥的长度：‎ L桥=s2-L车=1200m-150m=1050m；‎ ‎(3)声音传播的距离：‎ s声=v声t=340m/s×5s=1700m，‎ 设司机鸣笛时车到山崖的距离为s，则：‎ ‎2s=s声-s1，‎ 所以鸣笛时，火车车头到山崖的距离 ‎．‎ ‎ 答：(1)火车的速度40m/s； (2)大桥的长度1050m； (3)鸣笛时，火车车头到山崖的距离750m．‎ ‎10．一列动车长200m，以一定的速度沿直线匀速行驶，在进入七扇岩隧道前800m处鸣笛，司机在鸣笛4s后听到隧道口处山崖反射的回声已知声音在空气中的传播速度为340m/s．求：‎ ‎（1）当司机听到反射的回声时，动车行驶了多少米？‎ ‎（2）该动车行驶的速度是多少m/s？‎ ‎（3）若该列动车以这个速度匀速通过一个长820m的隧道，则动车完全穿过隧道的时间为多少？‎ ‎【答案】(1) 240；(2) 60(3) 17s．‎ ‎【解析】‎ ‎【分析】‎ ‎【详解】‎ 27‎ ‎(1) 根据v=得声音传播的距离：‎ s声=v声t=340m/s×4s=1360m；‎ 动车和声音的运动示意图如下：‎ 由图知，司机听到反射的回声时，他离隧道口的距离：‎ s=s声−s0=1360m−800m=560m；‎ 由题意知，动车行驶的距离为：‎ s车=s0−s=800m−560m=240m；‎ ‎(2)动车的速度：‎ v车===60m/s．‎ ‎(3) 动车完全通过隧道的时间是：‎ t'===17s．‎ 答：(1)当司机听到反射的回声时，他离隧道口的距离是240m；‎ ‎(2)动车行驶的速度是216km/h．‎ ‎(3)动车完全穿过隧道的时间为17s．‎ ‎11．君君在匀速行驶的火车上，用手表给火车测速。她记录听到火车车轮压铁轨的接缝处的第1次响声到第49次响声的总时间为15s，已知每一节铁轨的长度为 12.5m，求:‎ ‎(1)在君君记录的时间里，火车通过了多少段铁轨? (直接作答)‎ ‎(2)火车速度是多少m/s?‎ ‎(3)该火车驶出某隧道后，以上述速度继续行驶15s鸣笛，司机再过多少秒听到后方传来的回声? (声速为 340m/s)‎ ‎【答案】(1)48 (2)40 (3)4‎ ‎【解析】‎ ‎【详解】‎ ‎(1)第1次响声起始，每再听到一次响声，则压过一节铁轨，因此火车通过铁轨段数为48‎ 27‎ 段；‎ ‎(2) 火车速度是 ‎；‎ ‎(3)火车驶出某隧道后行驶15s的路程为 设听到回声时经过的时间为，则鸣笛后至听到回声车走过的距离为：‎ 声音走过的距离为 由题意可得 带入数据可得 可解得 答：(1) 火车通过了48段铁轨；‎ ‎(2) 火车速度是40m/s；‎ ‎(3) 再过4秒听到后方传来的回声。‎ ‎12．一辆客车在某高速公路上行驶，在经过某直线路段时，司机发现其将要通过正前方高山悬崖下的隧道，于是驾车做匀速直线运动。在距山崖1080m时第一次鸣笛，6s后听到回声，听到回声后又行驶12s，司机第二次鸣笛。求：‎ ‎（1）客车匀速行驶时的速度；‎ ‎（2）客车第二次鸣笛到听到回声所用的时间；‎ ‎（3）客车从第一次鸣笛到第二次鸣笛听到回声时所行驶的路程。‎ ‎【答案】（1）20m/s；（2）4s；（3）440m ‎【解析】‎ ‎【详解】‎ ‎(1)设客车第一次鸣笛时与山崖的距离为L，客车匀速行驶的速度为v 27‎ ‎，整个过程如图所示：‎ 因第一次鸣笛时客车到悬崖距离的2倍等于声音传播距离与汽车行驶距离之和，所以，由v= 可得：‎ ‎2L=v声t1+vt1，‎ ‎2×1080m=340m/s×6s+v×6s，‎ 解得：v=20m/s；‎ ‎(2)第二次鸣笛时距离山崖的距离：‎ L′=L-（vt1+vt2）=1080m-（20m/s×6s+20m/s×12s）=720m，‎ 第二次鸣笛时客车到悬崖距离的2倍等于声音传播距离与汽车行驶距离之和，由v= 可得：‎ ‎2L′=v声t3+vt3，‎ ‎2×720m=340m/s×t3+20m/s×t3，‎ 解得：t3=4s。‎ ‎(3)客车从第一次鸣笛到第二次鸣笛听到回声时的所经历时间为：‎ t＝t1+t2+t3＝6s+12s+4s＝22s，‎ 客车从第一次鸣笛到第二次鸣笛听到回声时所行驶的路程为：‎ s＝vt＝20m/s×22s＝440m。‎ 答：(1)客车匀速行驶时的速度为20m/s；‎ ‎(2)客车第二次鸣笛到听到回声所用的时间为4s；‎ ‎(3)客车从第一次鸣笛到第二次鸣笛听到回声时所行驶的路程为440m。‎ ‎13．某同学乘坐汽艇在某景区峡谷游玩，他向对面崖壁大喊一声，历时5秒钟听到回声，已知声音在空气中速度为340m/s，求：‎ ‎（1）若汽艇静泊水面，他离崖壁多远？‎ ‎（2）若汽艇以10m/s的速度正对崖壁驶去，他喊时离崖壁多远？‎ 27‎ ‎（3）若汽艇以15m/s的速度背离崖壁驶去，他听到回声时离崖壁多远？‎ ‎【答案】（1）850m；（2）875m；（3）887.5。‎ ‎【解析】‎ ‎【详解】‎ ‎(1)因为声音传播到高崖的时间为听到回声的时间的一半，所以t=×5s=2.5s，因为v=，所以汽艇到高山的距离：s=vt=340m/s×2.5s=850m.‎ ‎(2)由题知汽艇所用时间：t=5s，汽艇行驶的路程：s=v艇t声音传播的距离为：s声=v声t，所以v艇t+v声t=2s，代入数据：(10m/s+340m/s)×5s=1750m，所以他喊时离崖壁：s=1750m875m ‎(3)同理，当舰艇背离崖壁驶去，从喊话到听见回声汽艇行驶的路程：15m/s75m；声音通过的路程：340m/s5s1700m；他听到回声时离崖壁的距离：(1700m+75m)=887.5m.‎ ‎14．声波在海水中传播衰减程度远小于电磁波．声呐就是利用声波在水中的传播特点来对物体进行定位和测速的．如图 是一艘静止军舰上的声呐装置的显示器所显示出声波信号发出与接收的情况，图中P1、P2是声呐发出的信号，n1、n2分别是P1、P2、被不明物体反射回来的信号．如果P1、P2之间的时间间隔△t=1.0s，声波在海水中的传播速度v=1500m/s，不明物体是沿直线正对着军舰匀速行驶．求 ‎（1）信号P1遇到不明物体时，该物体到军舰的距离．‎ ‎（2）不明物体的速度．‎ ‎【答案】（1）18000m（2）78.9m/s ‎【解析】‎ ‎【分析】‎ ‎【详解】‎ ‎(1)从图中可以看出,从信号P1到接收到信号n1经历的时间为24s, 信号P1遇到不明物体时,该物体到军舰的距离为:  .‎ 27‎ ‎(2)从图中可以看出,从发出信号P2到接收到信号n2经历的时间为23.9s,信号P2遇到不明物体时,该物体到军舰的距离为:. .‎ ‎ 不明物体移动的距离为: .‎ ‎ 如图所示：‎ 第一列波单程运动的时间：‎ 第二列波单程运动的时间：‎ 当第一列波与不明物相遇时,第二列波的传播时间为：t1-1s=11s(因为晚发出1s,此时该波在紫色竖线段位置)．‎ 因为不明物体和第二列波相向运动,剩下的问题就是相遇问题,相遇过程它们运动时间相等．‎ 因此不明物体移动这段距离的时间为: ‎ 所以不明物体移动的速度:‎ ‎15．国庆长假，小明乘坐爸爸的汽车到外地游玩，细心的他观察到汽车速度计的指针一直停在如图所示的位置‎.‎回答下列问题：‎ ‎(1)‎此时汽车的速度是多少km/h，合多少m/s？‎ ‎(2)‎汽车以这样的速度行驶30min，通过的路程是多少？‎ 27‎ ‎(3)‎汽车在匀速行驶过程中向前面远处的大山鸣笛，6s听到回声，大山多远？‎(‎声速为‎340m/s)‎ ‎【答案】‎(1) 90km/h，合‎25m/s；‎(2)‎45km；‎(3)‎ 1095m．‎ ‎【解析】‎ ‎【详解】‎ ‎（1）由图可知，速度计的最小分度值是5km/h，由速度计可读出汽车的速度v=90km/h．‎ v=90km/h=‎‎90000m‎3600s‎=25m/s ‎（2）汽车的行驶时间t=30min=0.5h，则它的路程s=vt=90km/h×0.5h=45km．‎ ‎（3）设鸣笛时距离大山的距离为s，则根据题意如下：‎ ‎ 2s=v车t+v声t ‎ 2s=25m/s×6s+340m/s×6s=2190m 则 s=1095m ‎【点睛】‎ 本题与回声测距原理相同，注意单程距离是s=‎1‎‎2‎vt；‎ ‎16．为了测定声音在钢中的传播速度，取一长664m的钢轨，在其一端用铁锤沿钢轨方向敲击一下，在另一端听到两次声音．第一次响声是由钢轨传来的，第二次是由空气传来的，记录指出两次响声相隔的时间是1.87s．如果当时声音在空气中的速度为332m/s：‎ ‎（1）求敲击后，听到第二次声音的时间；‎ ‎（2）求声音在钢轨中的传播速度．‎ ‎【答案】2s@5107.7m/s ‎【解析】‎ ‎【详解】‎ 声音在空气中的传播时间：‎t空气‎=st=‎664m‎332m/s=2s ‎∵声音在钢中的传播速度大于空气中的传播速度，‎ ‎∴声音在钢轨中的传播时间：‎ t钢轨=t空气-△t=2s-1.87s=0.13s；‎ 声音在钢轨中的传播速度：‎ 27‎ v钢轨=‎st‎=‎664m‎0.13s≈5107.7m/s ‎【点睛】‎ 解答此类题，根据速度公式求取声音传播时间，结合题中给出的两次相声相隔的时间是1.87s，列等量关系式得到在钢轨中传播的时间，在根据速度公式计算声音在钢轨中的传播时间。‎ ‎17．一艘快艇正对河岸山崖匀速行驶，如图所示．当快艇经过A处时，拉响汽笛，10 s后听到回声．听到回声后快艇又行驶32 s，第二次拉响汽笛，6 s后听到回声．则快艇行驶的速度是多少?(空气中声音的传播速度为340 m／s)‎ ‎【答案】17m／s ‎【解析】‎ ‎【分析】‎ ‎【详解】‎ 设快艇的速度为v，第一次鸣笛时快艇距离山崖的路程：s1＝(vt1v声t1)＝ (10v10×340)＝5v1700，第二次鸣笛时快艇距离山崖的路程：s2＝(vt2v声t2)＝(6v340×6)＝3v1020，由题意可知，第一次听到鸣笛后又行驶了32s，再次鸣笛，所以s1−s2＝32v+10v，所以，(5v1700)(3v1020)＝42v，即40v＝680，v=17m/s 点睛：1、本题考查回声的利用，解题的关键是知道回声的路程是快艇到山崖距离的两倍、熟练应用速度公式的变形公式；2、司机鸣笛后，声音传到高山返回快艇时，快艇以10m/s的速度已经前行了10s，在这10s内,声音和汽车行驶的路程之和是司机鸣笛时汽车与高山距离的2倍，根据速度公式求司机鸣笛时汽车与高山距离；3、又行驶32s.第二次拉响汽笛,6s后听到回声，6s内声音和快艇行驶的路程之和是司机第二次鸣笛时快艇与高山距离的2倍，根据分析列方程即可求解．‎ ‎18．在物理综合实践活动中，小明和小亮合作测量声音在自来水管中的传播速度。他们一起到自来水管生产厂，量取一段102 m 27‎ 长的自来水管。小明在一端用小铁锤敲击一下水管，小亮在另一端用停表在听到第一次敲击声时开始计时，听见第二次敲击声时停表的读数为0.28 s。（已知测量时声音在空气中的传播速度为340 m/s）‎ ‎(1)声音在空气中的传播时间是多少？‎ ‎(2)声音在自来水管中的传播速度是多少？‎ ‎【答案】(1)0.3s；(2)5100m/s ‎【解析】‎ ‎【分析】‎ ‎【详解】‎ ‎(1)声音在空气中的传播时间是 传播时间是0.3s。‎ ‎(2)声音在液体和固体中的传播速度大于空气中的传播速度，因此听到的第一声敲击来自于水管，听到第一次敲击声时开始计时，听见第二次敲击声时停表的读数为0.28 s，则声音在水管中的传播时间为 ‎0.3s-0.28s=0.02s 则声音在自来水管中的传播速度是 传播速度是5100m/s。‎ 答：(1)声音在空气中的传播时间是0.3s；‎ ‎(2)声音在自来水管中的传播速度是5100m/s。‎ ‎19．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3.8 km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1500 m/s，鱼雷的平均速度是80 m/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】‎ 27‎ ‎【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。‎ ‎20．一辆汽车正以10 m/s 的速度向着一峭壁开去．某一时刻，司机鸣笛，他在3s后听到从峭壁反射回来的声音．请你计算:‎ ‎（1）这段时间内汽车向前行驶了多远?‎ ‎（2）声音传播的距离是多少?‎ ‎（3）司机鸣笛处到峭壁的距离d是多少?‎ ‎（4）从司机鸣笛处再向前行驶多长时间后，司机鸣笛就听不清回声了? （环境温度为 15°C，人耳区别原声和回声的时间间隔要大于0.1s）‎ ‎【答案】（1）30m（2）1020m （3）525m （4）50.75s 27‎ ‎【解析】‎ ‎【详解】‎ ‎(1)这段时间内汽车向前行驶的距离为：‎ ‎；‎ ‎(2) 声音传播的距离为 ‎；‎ ‎(3)由题意可得 因此司机鸣笛处到峭壁的距离为：‎ ‎；‎ ‎(4)因为人耳区别原声和回声的时间间隔要大于0.1s，所以此段时间声音所走的路程是：‎ ‎，‎ 此段时间车所走的路程是 所以此时汽车到峭壁的距离：‎ ‎，‎ 司机从此时听到回声继续匀速前行到刚好不能把回声与原声区别开时，行驶的路程：‎ 车行驶的时间为：‎ ‎．‎ 答：(1)这段时间内汽车向前行驶了30m；‎ ‎(2) 声音传播的距离是1020m；‎ ‎(3) 司机鸣笛处到峭壁的距离为525m ‎(4) 从司机鸣笛处再向前行驶50.75s后，司机鸣笛就听不清回声了．‎ 27‎ ‎21．用超声波测定云层厚度的过程中，记录过程数据如下：从地面向云层垂直发射 一束超声波，同时开始计时，经过16s收到第一次回声，经过18s收到第二次回声。‎ 求云层的厚度。（超声波在整个过程中传播的速度均为1000m/s）‎ ‎【答案】1000m ‎【解析】‎ ‎【详解】‎ 由题意可知，第二次回声与第一次回声的时间差，就是声音在云层里传播的时间。‎ 即‎△t=t‎1‎-t‎2‎=18s-16s=2s ‎2s时间内声音传播的距离：‎ s=vt=1000m/s×2s=2000m 因为声音在云层中传播了一个来回，所以云层的厚度为：‎ d=s‎2‎=‎2000m‎2‎=1000m‎。‎ ‎22．随着社会的发展，家庭汽车越来越普及。已知某型号小汽车总质量m=1200kg，四个车轮与地面接触面积约为6×10-2m2，在水平路面上匀速行驶时所受阻力恒为重力的0.1倍。求：‎ ‎（1）小汽车匀速运动时受到的牵引力大小；‎ ‎（2）小汽车以20m/s的速度在水平路面上匀速行驶时牵引力的功率；‎ ‎（3）为了保障道路交通安全，交警常常用超声波测速仪来监测车辆的速度。固定在平直道路上的超声波测速仪对着迎面匀速驶来的车辆发出第一个超声波信号后，经过时间t1=0.10s接收到车辆反射回来的信号；测速仪发出第二个超声波信号后，经过时间t2=0.06s接收到车辆反射回来的信号。已知超声波在空气中传播的速度为v0=340m/s，测速仪连续发出两个信号的时间间隔为t0=0.20s，则车辆匀速行驶的速度v是多少?（结果保留到小数点后一位）‎ ‎【答案】(1)1200N；(2) 2.4×104W；(3) 37.8m/s ‎【解析】‎ ‎【分析】‎ ‎【详解】‎ ‎(1)因为小汽车在平直的路面上匀速前进，所以牵引力 F=f=0.1G=0.1mg=0.1×1200kg10N/kg=1200N 27‎ ‎(2)牵引力的功率 P===Fv=1200N×20m/s=2.4×104W ‎(3)测速仪第一次发出超声波到达汽车处所用的时间 t1′=×0.10s=0.05s 由v=得，汽车接收到第一次信号时，距测速仪的距离 s1= v0t1′=340m/s×0.05s=17m 测速仪第二次发出超声波到达汽车处所用的时间 t2′=×0.06s=0.03s 汽车接收到第二次信号时，距测速仪的距离 s2= v0t2′=340m/s×0.03s=10.2m 汽车从接收到第一次信号到接受到第二次信号过程中，行驶的距离 s=s2−s1=17m−10.2m=6.8m 由题知，发出两次信号的时间间隔t0=0.20s，汽车从接收到第一次信号到接受到第二次信号过程中，行驶的时间 t= t0 t1′+ t2′=0.20s−0.05s+0.03s=0.18s 则汽车的速度为 v==≈37.8m/s 汽车的速度为37.8m/s。‎ 答：(1) 小汽车匀速运动时受到的牵引力为1200N；‎ ‎(2)小汽车以20m/s的速度在水平路面上匀速行驶时牵引力的功率2.4×104W；‎ ‎(3)车辆匀速行驶的速度v是37.8m/s。‎ ‎23．2019年12月30日早上8点40分，开往张家口的G2505次列车（如图）从北京北站驶出，标志着京张高铁正式开通。京张高速铁路主线由北京北站至张家口站，正线全长174km，设10个车站，是中国第一条采用自主研发的北斗卫星导航系统、设计时速为350km/h的智能化高速铁路，也是世界上第一条高寒、大风沙高速铁路。列车时刻表如下。求：‎ ‎(1)结合时刻表计算出G2505次列车从北京北站到张家口站的平均速度是多少_____？‎ ‎(2)清华园隧道全长6.02km，G2505次列车全长201.4m，当它以80km/h的速度从进隧道到驶出隧道共用了多长时间_________？‎ 27‎ ‎(3)由于列车经过清华大学东门后，线路逐渐抬升，设计团队特意在隧道出口处设计了全封闭声屏障，这是在__________减少列车带来的噪音污染。‎ ‎【答案】151.30 km/h0.08h在传播过程中 ‎【解析】‎ ‎【详解】‎ ‎(1)[1]由题中的表格可知，从北京北站到张家口站所用的时间是，平均速度是 ‎(2)[2]由得，从进隧道到驶出隧道共用的时间为 ‎(3)[3]设计团队特意在隧道出口处设计了全封闭声屏障，这是在传播过程中减少列车带来的噪音污染。‎ ‎24．在学校秋季运动会上，小聪成为了一名一百米终点计时员，测出小明的成绩为11.46s，但由于他是听到枪响后才开始计时，当天声音在空气中传播的速度是340m/s。‎ 求：（1）发令后，经过多少时间小聪才听到枪响？（保留两位小数）‎ ‎（2）小明同学的实际成绩。‎ ‎【答案】(1)0.29s；(2)11.75s。‎ ‎【解析】‎ ‎【详解】‎ ‎(1)发令后小聪听到枪响的时间：‎ t2==≈0.29s；‎ ‎(2)小明同学的实际成绩：‎ 27‎ t=t1+t2=11.46s+0.29s=11.75s。‎ 答：(1)发令后，经过0.29s小聪才听到枪响；‎ ‎(2)小明同学的实际成绩为11.75s。‎ ‎25．一列动车长200m，以一定的速度沿直线匀速行驶，在进入某一隧道前800m处鸣笛，司机在鸣笛4s后听到隧道口处山崖反射的回声已知声音在空气中的传播速度为340m/s。求：‎ ‎(1)当司机听到反射的回声时，他离隧道口的距离是多少m？‎ ‎(2)该动车行驶的速度是多少km/h？‎ ‎(3)若该列动车以这个速度匀速通过一个长820m的隧道，则动车完全穿过隧道的时间为多少？‎ ‎【答案】(1) 560m；(2) 216km/h；(3) 17s。‎ ‎【解析】‎ ‎【分析】‎ ‎(1)根据算出声音传播的距离，声音传播的距离减去鸣笛时距离隧道的距离即为司机听到反射的回声时，他离隧道口的距离；‎ ‎(2)鸣笛时距离隧道的距离减去司机听到反射的回声时他离隧道口的距离即为动车行驶的距离；根据算出动车的速度；‎ ‎(3)动车完全通过隧道的路程等于火车长度与隧道长度之和，由公式可以求出火车通过隧道的时间。‎ ‎【详解】‎ ‎(1)声音在4s内通过的路程为：‎ ‎，‎ 声音通过的路程与动车通过的路程之和等于鸣笛处与山崖间距离的2倍，则当司机听到反射的回声时，动车行驶路程为：‎ 27‎ ‎，‎ 此时他离隧道口的距离是：‎ ‎；‎ ‎(2)该动车行驶的速度是：‎ ‎；‎ ‎(3)动车完全通过隧道的时间是：‎ ‎。‎ 答：(1)当司机听到反射的回声时，他离隧道口的距离是560m；(2)动车行驶的速度是216km/h；(3)若该列动车以这个速度匀速通过一个长820m的隧道，则动车完全穿过隧道的时间为17s。‎ ‎【点睛】‎ 本题主要考查速度公式及其应用，重在分析运动过程中各自对应的物理量，进而求解。‎ ‎26．科学家为了探测海底某处的深度，向海底垂直发射超声波，经过4 s收到回波信号。‎ ‎(1)海洋中该处深度是多少米？ (声音在海水中传播速度是1500 m/s) ‎ ‎(2)科学家发现这种方法是不能用来测量月亮与地球的距离的，其原因是什么？‎ ‎【答案】（1）3000m；（2）不能，真空不能传声 ‎【解析】‎ ‎【详解】‎ ‎(1)超声波从海面到海底所用时间为：‎ 所以由速度公式得海洋中该处深度为：‎ ‎(2)月亮与地球之间为真空，真空不能传播声音。所以这种方法不能测量月亮与地球的距离。‎ 答：(1)海洋中该处深度是 ‎(2)这种方法不能用来测量月亮与地球的距离，因为真空不能传声。‎ ‎27．为了测定声音在钢铁中的传播速度，小华同学在长为1020m 27‎ 的一根空铁管的一端敲一下铁管，小梦同学把耳朵贴在长铁管的另一端听到两次声音的时间间隔为2.75s，设当时声音在空气中的速度v空＝340m/s．求：‎ ‎（1）声音在铁管中的传播速度是多少？‎ ‎（2）假如铁管中装满水，且知道声音在水中的传播速度v水＝1500m/s，则声音在铁管里水中传播的时间是多少？听到该次敲击声与听到从空气中传播的敲击声相隔多长时间？‎ ‎【答案】（1）4080m/s；（2）2.32s ‎【解析】‎ ‎【详解】‎ ‎(1)由知道，声音在空气中的传播时间是：‎ 因为声音在铁管中的传播速度大于空气中的传播速度，所以，声音在铁管中的传播时间是：‎ t2 =t1 -△t=3s-2.75s=0.25s；‎ 故声音在铁管中的传播速度是：‎ ‎；‎ ‎(2)根据题意知道，声音在水中的传播时间是：‎ 听到该次敲击声与听到从空气中传播的敲击声相隔是：‎ ‎△t=t1 -t3 =3s-0.68s=2.32s。‎ 答：(1)声音在铁管中的传播速度是4080m/s；‎ ‎(2)声音在铁管里水中传播的时间是0.68s；听到该次敲击声与听到从空气中传播的敲击声相隔2.32s。‎ ‎28．喜羊羊发现后方100m处的灰太狼正以54km/h的速度向自己猛扑过来，此时喜羊羊与前方的羊村相距200m．问：‎ ‎(1)54km/h相当于多少m/s？‎ ‎(2)喜羊羊至少要用多大的速度才能安全跑进羊村？‎ 27‎ ‎(3)若喜羊羊在逃跑5s钟后停下来（逃跑速度与（2）一致），灰太狼看到喜羊羊停下的同时也停下了脚步，喜羊羊转过身用一种发射声波的武器攻击灰太狼，则灰太狼需要在多长时间内做出反应，才能不被攻击？（结果保留两位小数，当时空气温度为15℃）‎ ‎【答案】(1)15m/s；(2)10m/s；(3)0.22s．‎ ‎【解析】‎ ‎【分析】‎ ‎(1)根据m/s与km/h间的关系进行计算，其中1m/s=3.6km/h；‎ ‎(2)根据灰太狼的总路程和速度计算其时间，利用喜羊羊的路程和时间计算其速度；‎ ‎(3)根据两者的速度差和时间的乘积计算路程的差值，结合原来相距的距离计算现在的距离，根据距离和声音的速度的比值计算反应时间．‎ ‎【详解】‎ ‎(1) ；‎ ‎(2)灰太狼与前方的羊村距离为：‎ ‎，‎ 灰太狼跑到羊村的时间为：‎ ‎，‎ 喜羊羊安全跑进羊村的最小速度为：‎ ‎；‎ ‎(3)5s内喜羊羊和灰太狼运动的路程分别为：‎ ‎，‎ ‎，‎ 喜羊羊在逃跑5s后与灰太狼间的距离为：‎ ‎，‎ 声波攻击到灰太狼用的时间：‎ 27‎ ‎，‎ 因此灰太狼需要在0.22s内做出反应，才能不被攻击．‎ 答：(1)54km/h相当于15m/s；‎ ‎(2)喜羊羊至少要用10m/s的速度才能安全跑进羊村；‎ ‎(3)灰太狼需要在0.22s内做出反应，才能不被攻击．‎ ‎【点睛】‎ 本题重点考查速度公式在追及问题中的应用，要求学生一定要分析清楚每个过程，并找出相等的量进行解答．‎ 27‎