登录
8. 随着生活水平的日益提高。不少场所的装修会考虑声学吸音效果。小甬同学想比较几种常见装修材料的吸音性能，他找来厚度相同的四种小块材料（聚酯棉、软木、泡沫和海绵），进行了下列实验：如图所示，在水平桌面上放一个玻璃杯，在玻璃杯下方分别放上待测的小块材料，将悬挂在细线下的小球拉到同一高度由静止释放去敲击玻璃杯，仔细比较玻璃杯发出的声音大小。
(1)小甬记录的实验数据如表所示。
你认为表中空格处应填入
(2)小甬使用的四种材料中，如果仅从吸音性能的角度考虑，最适合隔音墙装修的是
(3)你认为影响吸音性能的因素除了材料的种类，可能还有材料的
(1)小甬记录的实验数据如表所示。
你认为表中空格处应填入
吸音性能
。(2)小甬使用的四种材料中，如果仅从吸音性能的角度考虑，最适合隔音墙装修的是
聚酯棉
。(3)你认为影响吸音性能的因素除了材料的种类，可能还有材料的
厚度(或弹性，或表面空洞的大小，合理即可)
（写出一个即可）。答案
(1)吸音性能
(2)聚酯棉
(3)厚度(或弹性，或表面空洞的大小，合理即可)
(2)聚酯棉
(3)厚度(或弹性，或表面空洞的大小，合理即可)
解析
【分析】
首先明确实验目的是比较四种材料的吸音性能，实验中通过玻璃杯发出声音的大小转换判断吸音效果（转换法）。第(1)问需对应实验目的确定表格要记录的物理量；第(2)问根据“声音越小，吸音性能越好”的逻辑选择材料；第(3)问结合实验和生活经验猜想影响吸音性能的其他因素。
【解析】
(1) 本实验核心是探究材料的吸音性能，因此表格需记录的物理量为吸音性能，故空格处填“吸音性能”；
(2) 实验中，小球从同一高度释放敲击玻璃杯，玻璃杯声音越小，说明材料吸音性能越好。四种材料中聚酯棉对应的声音最小，因此最适合隔音墙装修的是聚酯棉；
(3) 影响吸音性能的因素除材料种类外，还可能有厚度、弹性、表面空洞大小等，合理即可，例如厚度。
【答案】
(1)吸音性能；(2)聚酯棉；(3)厚度(或弹性，或表面空洞的大小，合理即可)
【知识点】
材料吸音性能；转换法；控制变量法
【点评】
本题为声学基础实验题，考查实验目的理解、转换法与控制变量法的应用，以及影响因素的猜想，注重实验探究的基本能力，难度适中。
【难度系数】
0.7
首先明确实验目的是比较四种材料的吸音性能，实验中通过玻璃杯发出声音的大小转换判断吸音效果（转换法）。第(1)问需对应实验目的确定表格要记录的物理量；第(2)问根据“声音越小，吸音性能越好”的逻辑选择材料；第(3)问结合实验和生活经验猜想影响吸音性能的其他因素。
【解析】
(1) 本实验核心是探究材料的吸音性能，因此表格需记录的物理量为吸音性能，故空格处填“吸音性能”；
(2) 实验中，小球从同一高度释放敲击玻璃杯，玻璃杯声音越小，说明材料吸音性能越好。四种材料中聚酯棉对应的声音最小，因此最适合隔音墙装修的是聚酯棉；
(3) 影响吸音性能的因素除材料种类外，还可能有厚度、弹性、表面空洞大小等，合理即可，例如厚度。
【答案】
(1)吸音性能；(2)聚酯棉；(3)厚度(或弹性，或表面空洞的大小，合理即可)
【知识点】
材料吸音性能；转换法；控制变量法
【点评】
本题为声学基础实验题，考查实验目的理解、转换法与控制变量法的应用，以及影响因素的猜想，注重实验探究的基本能力，难度适中。
【难度系数】
0.7
9. 如图所示，身高测量仪的顶部的感应器竖直向下发射超声波信号，经人体头顶反射后返回，被感应器接收。
(1)人
(2)已知感应器从发出信号到接收信号的时间越长，精确度越高，若想提高测量精确度，则应
(3)已知感应器与测高台的距离为2.5米，此时空气中的声速为340米/秒，某同学站上测高台，感应器记录信号从发射到接收所经历的时间为$5×10^{-3}$秒，请计算该同学的身高（写出计算过程）。
(1)人
不能
（填“能”或“不能”）听到超声波。(2)已知感应器从发出信号到接收信号的时间越长，精确度越高，若想提高测量精确度，则应
增加
（填“增加”或“减小”）竖杆的长度。(3)已知感应器与测高台的距离为2.5米，此时空气中的声速为340米/秒，某同学站上测高台，感应器记录信号从发射到接收所经历的时间为$5×10^{-3}$秒，请计算该同学的身高（写出计算过程）。
答案
(1)不能
(2)增加
解:(3)超声波从感应器发射到人体头顶再返回感应器所经过的路程$s=vt=340\ \mathrm{m/s}×5×10^{-3}\ \mathrm{s}=1.7\ \mathrm{m},$
因为超声波传播的路程是感应器到人体头顶距离的2倍,所以感应器到人体头顶的距离$h_1=\dfrac{1}{2}s=\dfrac{1}{2}×1.7\ \mathrm{m}=0.85\ \mathrm{m},$
已知感应器与测高台的距离为2.5 m,则该同学的身高$h=2.5\ \mathrm{m}-0.85\ \mathrm{m}=1.65\ \mathrm{m}。$
(2)增加
解:(3)超声波从感应器发射到人体头顶再返回感应器所经过的路程$s=vt=340\ \mathrm{m/s}×5×10^{-3}\ \mathrm{s}=1.7\ \mathrm{m},$
因为超声波传播的路程是感应器到人体头顶距离的2倍,所以感应器到人体头顶的距离$h_1=\dfrac{1}{2}s=\dfrac{1}{2}×1.7\ \mathrm{m}=0.85\ \mathrm{m},$
已知感应器与测高台的距离为2.5 m,则该同学的身高$h=2.5\ \mathrm{m}-0.85\ \mathrm{m}=1.65\ \mathrm{m}。$
解析
【分析】
本题包含三个小问题，需结合声学知识和实际测量逻辑解答：
1. 第(1)题需明确人耳的听觉频率范围，超声波频率超出该范围，因此人无法听到；
2. 第(2)题根据题意，信号往返时间越长测量精确度越高，竖杆长度增加会使感应器位置更高，信号往返时间更长，据此判断；
3. 第(3)题利用声速公式计算超声波往返路程，再结合“往返路程是感应器到头顶距离的2倍”算出该距离，最后用感应器到测高台的距离减去此距离得到同学身高。
【解析】
(1) 人耳的听觉频率范围是20Hz~20000Hz，超声波的频率高于20000Hz，超出人耳听觉上限，因此人不能听到超声波；
(2) 由题意可知，信号从发射到接收的时间越长，测量精确度越高。增加竖杆长度时，感应器位置升高，信号往返的时间会变长，因此应增加竖杆的长度；
(3) 计算过程：
超声波从感应器发射到人体头顶再返回感应器的总路程：
$s = vt = 340\ \mathrm{m/s} × 5×10^{-3}\ \mathrm{s} = 1.7\ \mathrm{m}$
由于超声波传播的路程是感应器到人体头顶距离的2倍，因此感应器到人体头顶的距离：
$h_1 = \frac{1}{2}s = \frac{1}{2}×1.7\ \mathrm{m} = 0.85\ \mathrm{m}$
已知感应器与测高台的距离为2.5m，所以该同学的身高：
$h = 2.5\ \mathrm{m} - 0.85\ \mathrm{m} = 1.65\ \mathrm{m}$
【答案】
(1)不能；(2)增加；(3)1.65m
【知识点】
超声波、声速计算、长度测量
【点评】
本题结合实际身高测量仪的场景，考查超声波的特点、声速公式的应用及长度计算，属于基础物理应用题，需理解超声波往返路程与单向距离的关系，难度适中。
【难度系数】
0.6
本题包含三个小问题，需结合声学知识和实际测量逻辑解答：
1. 第(1)题需明确人耳的听觉频率范围，超声波频率超出该范围，因此人无法听到；
2. 第(2)题根据题意，信号往返时间越长测量精确度越高，竖杆长度增加会使感应器位置更高，信号往返时间更长，据此判断；
3. 第(3)题利用声速公式计算超声波往返路程，再结合“往返路程是感应器到头顶距离的2倍”算出该距离，最后用感应器到测高台的距离减去此距离得到同学身高。
【解析】
(1) 人耳的听觉频率范围是20Hz~20000Hz，超声波的频率高于20000Hz，超出人耳听觉上限，因此人不能听到超声波；
(2) 由题意可知，信号从发射到接收的时间越长，测量精确度越高。增加竖杆长度时，感应器位置升高，信号往返的时间会变长，因此应增加竖杆的长度；
(3) 计算过程：
超声波从感应器发射到人体头顶再返回感应器的总路程：
$s = vt = 340\ \mathrm{m/s} × 5×10^{-3}\ \mathrm{s} = 1.7\ \mathrm{m}$
由于超声波传播的路程是感应器到人体头顶距离的2倍，因此感应器到人体头顶的距离：
$h_1 = \frac{1}{2}s = \frac{1}{2}×1.7\ \mathrm{m} = 0.85\ \mathrm{m}$
已知感应器与测高台的距离为2.5m，所以该同学的身高：
$h = 2.5\ \mathrm{m} - 0.85\ \mathrm{m} = 1.65\ \mathrm{m}$
【答案】
(1)不能；(2)增加；(3)1.65m
【知识点】
超声波、声速计算、长度测量
【点评】
本题结合实际身高测量仪的场景，考查超声波的特点、声速公式的应用及长度计算，属于基础物理应用题，需理解超声波往返路程与单向距离的关系，难度适中。
【难度系数】
0.6
