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11 站在百米赛跑终点的计时员,听到起跑的枪声后立即开始计时,测得小郑同学百米赛跑的时间是13.00 s,则小郑同学跑百米的真实时间是(声音在空气中的传播速度为 340 m/s) （
A.13.29 s
B.13.00 s
C.12.71 s
D.无法确定
A
）A.13.29 s
B.13.00 s
C.12.71 s
D.无法确定
答案
11.A
解析
【分析】
首先梳理解题思路：计时员位于百米终点，发令枪在起点，声音从起点传播到终点需要一定时间，计时员听到枪声才开始计时，相当于计时启动的时刻比运动员实际起跑的时刻晚了，因此测得的时间比运动员真实的跑步时间少了声音传播100m的耗时。我们首先利用速度公式计算出声音传播100m所用的时间，再把测得的时间加上这个声音传播的时间，就能得到小郑跑百米的真实时间。
【解析】
解：
1. 计算声音传播100m所需的时间：
已知百米路程s=100m，声音在空气中的传播速度v声=340m/s，根据速度公式$v=\frac{s}{t}$，可得声音传播的时间：
$t_{声}=\frac{s}{v_{声}}=\frac{100\mathrm{m}}{340\mathrm{m/s}}\approx0.29\mathrm{s}$
2. 计算运动员的真实跑步时间：
计时员延迟了$t_{声}$才开始计时，测得的13.00s比真实跑步时间少了声音传播的耗时，因此真实时间：
$t_{真}=t_{测}+t_{声}=13.00\mathrm{s}+0.29\mathrm{s}=13.29\mathrm{s}$
因此答案选A。
【答案】
A
【知识点】
速度公式计算；声速的应用
【点评】
本题属于声现象的经典易错题，很多同学容易错误认为计时员多计了时间，反而用测量值减去声传播时间得到错误结果C。解题核心是明确计时员启动计时的时刻晚于运动员起跑时刻，记录的时间偏短，必须补上声音传播百米的耗时才能得到真实运动时间。
【难度系数】
0.7
首先梳理解题思路：计时员位于百米终点，发令枪在起点，声音从起点传播到终点需要一定时间，计时员听到枪声才开始计时，相当于计时启动的时刻比运动员实际起跑的时刻晚了，因此测得的时间比运动员真实的跑步时间少了声音传播100m的耗时。我们首先利用速度公式计算出声音传播100m所用的时间，再把测得的时间加上这个声音传播的时间，就能得到小郑跑百米的真实时间。
【解析】
解：
1. 计算声音传播100m所需的时间：
已知百米路程s=100m，声音在空气中的传播速度v声=340m/s，根据速度公式$v=\frac{s}{t}$，可得声音传播的时间：
$t_{声}=\frac{s}{v_{声}}=\frac{100\mathrm{m}}{340\mathrm{m/s}}\approx0.29\mathrm{s}$
2. 计算运动员的真实跑步时间：
计时员延迟了$t_{声}$才开始计时，测得的13.00s比真实跑步时间少了声音传播的耗时，因此真实时间：
$t_{真}=t_{测}+t_{声}=13.00\mathrm{s}+0.29\mathrm{s}=13.29\mathrm{s}$
因此答案选A。
【答案】
A
【知识点】
速度公式计算；声速的应用
【点评】
本题属于声现象的经典易错题，很多同学容易错误认为计时员多计了时间，反而用测量值减去声传播时间得到错误结果C。解题核心是明确计时员启动计时的时刻晚于运动员起跑时刻，记录的时间偏短，必须补上声音传播百米的耗时才能得到真实运动时间。
【难度系数】
0.7
12 如表所示为声音在某些介质中传播的速度。
（1）分析表格中的信息，推断声速大小可能跟什么因素有关，并说明推断的依据。
① 与
② 与
（2）设海水温度为$25\ \mathrm{° C}$。在海面用超声测位仪向海底垂直发射声波，经过$2.4\ \mathrm{s}$收到回波，此处海水深度为
（3）人耳能区分两次声音的最小时间间隔为$0.1\ \mathrm{s}$，有一段软木长为$34\ \mathrm{m}$，当小明在一端用力敲击一下软木时，将耳朵贴在另一端倾听的小华经
（1）分析表格中的信息，推断声速大小可能跟什么因素有关，并说明推断的依据。
① 与
温度
有关，依据是声音在5℃、15℃、20℃的水中的传播速度不同
。② 与
介质
有关，依据是相同温度下，不同介质中声音传播速度不同
。（2）设海水温度为$25\ \mathrm{° C}$。在海面用超声测位仪向海底垂直发射声波，经过$2.4\ \mathrm{s}$收到回波，此处海水深度为
1 837.2
$\mathrm{m}$。（3）人耳能区分两次声音的最小时间间隔为$0.1\ \mathrm{s}$，有一段软木长为$34\ \mathrm{m}$，当小明在一端用力敲击一下软木时，将耳朵贴在另一端倾听的小华经
0.068
$\mathrm{s}$听到响声，小华能听到1
次响声。答案
12.(1) ① 温度 声音在5℃、15℃、20℃的水中的传播速度不同 ② 介质 相同温度下，不同介质中声音传播速度不同 (2) 1837.2 (3) 0.068 1
解析
【分析】
本题围绕声速的规律展开，解题时首先要利用控制变量法分析表格数据：第一步先找同介质不同温度的声速数据，发现水在不同温度下声速不同，得到声速和温度的关系；第二步对比不同介质的声速数据，发现不同介质中声速差异极大，得到声速和介质种类的关系。第二问计算海水深度时，要注意超声回波的时间是声波往返海底的总时间，因此计算深度时要取单程的时间，代入速度公式求解。第三问先算出声音沿软木传播的时间，再算出声音沿空气传播相同距离的时间，对比两个时间的差值和人耳最小分辨间隔0.1s的大小，判断人耳能听到的响声次数。
【解析】
（1）① 观察表格中不同温度的水对应的声速：5℃水中声速为1450m/s，15℃水中声速为1470m/s，20℃水中声速为1480m/s，同一种介质，温度不同时声速不同，因此推断声速大小与温度有关。
② 对比表格中不同介质的声速：常温空气中声速340m/s，20℃水中声速1480m/s，冰中声速3230m/s，铁棒中声速5200m/s，不同介质中声速差异明显，因此推断声速大小与介质有关。
（2）已知25℃海水中声速v=1531m/s，声波往返海面和海底的总时间为2.4s，因此声波从海面传播到海底的单程时间t=2.4s/2=1.2s，由v=s/t可得此处海水深度h=vt=1531m/s × 1.2s=1837.2m。
（3）声音在软木中的传播速度为500m/s，软木长度为34m，因此声音通过软木传播到另一端的时间t₁=s/v木=34m/500m/s=0.068s；声音在空气中传播34m的时间t₂=s/v空=34m/340m/s=0.1s，两次声音的时间差Δt=t₂-t₁=0.1s-0.068s=0.032s＜0.1s，小于人耳能区分两次声音的最小时间间隔，因此小华只能听到1次响声。
【答案】
(1) ① 温度 声音在5℃、15℃、20℃的水中的传播速度不同 ② 介质 相同温度下，不同介质中声音传播速度不同 (2) 1837.2 (3) 0.068 1
【知识点】
声速的影响因素，速度公式应用，人耳听觉分辨条件
【点评】
本题结合表格数据考查声现象的核心知识点，侧重对控制变量法的应用能力考查，易错点有两处：一是计算海水深度时容易忽略回波是往返过程，直接用总时间代入计算导致结果翻倍；二是判断听到响声次数时，容易直接默认固体和空气传声的两次声音都能被区分，忽略时间差小于0.1s的前提，导致判断次数错误。
【难度系数】
0.6
本题围绕声速的规律展开，解题时首先要利用控制变量法分析表格数据：第一步先找同介质不同温度的声速数据，发现水在不同温度下声速不同，得到声速和温度的关系；第二步对比不同介质的声速数据，发现不同介质中声速差异极大，得到声速和介质种类的关系。第二问计算海水深度时，要注意超声回波的时间是声波往返海底的总时间，因此计算深度时要取单程的时间，代入速度公式求解。第三问先算出声音沿软木传播的时间，再算出声音沿空气传播相同距离的时间，对比两个时间的差值和人耳最小分辨间隔0.1s的大小，判断人耳能听到的响声次数。
【解析】
（1）① 观察表格中不同温度的水对应的声速：5℃水中声速为1450m/s，15℃水中声速为1470m/s，20℃水中声速为1480m/s，同一种介质，温度不同时声速不同，因此推断声速大小与温度有关。
② 对比表格中不同介质的声速：常温空气中声速340m/s，20℃水中声速1480m/s，冰中声速3230m/s，铁棒中声速5200m/s，不同介质中声速差异明显，因此推断声速大小与介质有关。
（2）已知25℃海水中声速v=1531m/s，声波往返海面和海底的总时间为2.4s，因此声波从海面传播到海底的单程时间t=2.4s/2=1.2s，由v=s/t可得此处海水深度h=vt=1531m/s × 1.2s=1837.2m。
（3）声音在软木中的传播速度为500m/s，软木长度为34m，因此声音通过软木传播到另一端的时间t₁=s/v木=34m/500m/s=0.068s；声音在空气中传播34m的时间t₂=s/v空=34m/340m/s=0.1s，两次声音的时间差Δt=t₂-t₁=0.1s-0.068s=0.032s＜0.1s，小于人耳能区分两次声音的最小时间间隔，因此小华只能听到1次响声。
【答案】
(1) ① 温度 声音在5℃、15℃、20℃的水中的传播速度不同 ② 介质 相同温度下，不同介质中声音传播速度不同 (2) 1837.2 (3) 0.068 1
【知识点】
声速的影响因素，速度公式应用，人耳听觉分辨条件
【点评】
本题结合表格数据考查声现象的核心知识点，侧重对控制变量法的应用能力考查，易错点有两处：一是计算海水深度时容易忽略回波是往返过程，直接用总时间代入计算导致结果翻倍；二是判断听到响声次数时，容易直接默认固体和空气传声的两次声音都能被区分，忽略时间差小于0.1s的前提，导致判断次数错误。
【难度系数】
0.6
13 某款功能强大的物理实验手机软件能够自动记录所接收到的两次响声之间的时间间隔:当手机接收到第一次响声时便自动计时,当再次接收到响声时计时自动停止(类似于使用秒表时的启动和停止),由于该软件对声音的响应非常灵敏,计时可精确到0.001 s。如图所示,甲、乙两人使用手机在空旷安静的广场上测量声音的传播速度。他们分别站于间距为s的A、B两处,打开手机软件做好计时准备。甲先在手机边击掌一次,乙听到击掌声之后,也在手机边击掌一次。查看甲、乙两人的手机均有效记录了两次掌声的时间间隔,分别为$t_甲$、$t_乙$。
(1) 若已知空气中的声速为340 m/s,0.001 s内声音的传播距离为
(2) 本实验中两手机所记录的时间大小关系是$t_甲$
(3) 测得空气中声音的传播速度$v_声=$
(1) 若已知空气中的声速为340 m/s,0.001 s内声音的传播距离为
0.34
m。(2) 本实验中两手机所记录的时间大小关系是$t_甲$
＞
($＞/=/＜$)$t_乙$。(3) 测得空气中声音的传播速度$v_声=$
$\dfrac{2s}{t_甲-t_乙}$
(用$s$、$t_甲$、$t_乙$表示)。答案
13.(1) 0.34 (2) ＞ (3) $\dfrac{2s}{t_甲-t_乙}$
解析
【分析】
我们可以分三步梳理解题思路：
1. 第一问属于基础速度公式应用，直接将已知的声速和给定时间代入s=vt，就能算出声音的传播距离。
2. 第二问需要先明确两个手机记录的时间对应的物理过程：甲的手机从接收到自身击掌的声音开始计时，到接收到乙击掌传回的声音停止计时，这个总时长包含了声音从A到B的传播时间、乙的反应时间、声音从B返回A的传播时间；而乙的手机从接收到甲传来的掌声开始计时，到接收到自身击掌的声音停止计时，记录的只有乙的反应时间，显然甲记录的时间更长。
3. 第三问结合第二问的过程推导，t甲和t乙的差值刚好是声音在A、B之间往返传播的总时间，总路程为2s，再代入速度公式就能推导出声速的表达式。
【解析】
(1) 根据速度公式$v=\frac{s}{t}$，可得0.001s内声音传播的距离：
$s_0 = v_{\mathrm{声}}t_0 = 340\ \mathrm{m/s} × 0.001\ \mathrm{s} = 0.34\ \mathrm{m}$。
(2) 对比两个计时的物理意义：
甲记录的$t_甲$ = 声音从A传到B的时间 + 乙的反应时间 + 声音从B传回A的时间；
乙记录的$t_乙$ = 乙的反应时间；
因此$t_甲 = t_乙 + 2·\frac{s}{v_{\mathrm{声}}}$，可得$t_甲 ＞ t_乙$。
(3) 由上述推导可知，声音往返A、B的总传播时间为$t_甲 - t_乙$，总路程为$2s$，因此声速：
$v_{\mathrm{声}} = \frac{\mathrm{总路程}}{\mathrm{总时间}} = \frac{2s}{t_甲 - t_乙}$。
【答案】
(1) 0.34 (2) ＞ (3) $\dfrac{2s}{t_甲-t_乙}$
【知识点】
速度公式应用，声速测量
【点评】
本题是结合生活场景的创新实验题，核心考点是通过分析两个计时的物理意义，消去无关的反应时间干扰，得到声音往返的传播时长，对学生的过程拆解分析能力有一定要求，只要理清两个时间的组成部分就可以顺利推导结果。
【难度系数】
0.6
我们可以分三步梳理解题思路：
1. 第一问属于基础速度公式应用，直接将已知的声速和给定时间代入s=vt，就能算出声音的传播距离。
2. 第二问需要先明确两个手机记录的时间对应的物理过程：甲的手机从接收到自身击掌的声音开始计时，到接收到乙击掌传回的声音停止计时，这个总时长包含了声音从A到B的传播时间、乙的反应时间、声音从B返回A的传播时间；而乙的手机从接收到甲传来的掌声开始计时，到接收到自身击掌的声音停止计时，记录的只有乙的反应时间，显然甲记录的时间更长。
3. 第三问结合第二问的过程推导，t甲和t乙的差值刚好是声音在A、B之间往返传播的总时间，总路程为2s，再代入速度公式就能推导出声速的表达式。
【解析】
(1) 根据速度公式$v=\frac{s}{t}$，可得0.001s内声音传播的距离：
$s_0 = v_{\mathrm{声}}t_0 = 340\ \mathrm{m/s} × 0.001\ \mathrm{s} = 0.34\ \mathrm{m}$。
(2) 对比两个计时的物理意义：
甲记录的$t_甲$ = 声音从A传到B的时间 + 乙的反应时间 + 声音从B传回A的时间；
乙记录的$t_乙$ = 乙的反应时间；
因此$t_甲 = t_乙 + 2·\frac{s}{v_{\mathrm{声}}}$，可得$t_甲 ＞ t_乙$。
(3) 由上述推导可知，声音往返A、B的总传播时间为$t_甲 - t_乙$，总路程为$2s$，因此声速：
$v_{\mathrm{声}} = \frac{\mathrm{总路程}}{\mathrm{总时间}} = \frac{2s}{t_甲 - t_乙}$。
【答案】
(1) 0.34 (2) ＞ (3) $\dfrac{2s}{t_甲-t_乙}$
【知识点】
速度公式应用，声速测量
【点评】
本题是结合生活场景的创新实验题，核心考点是通过分析两个计时的物理意义，消去无关的反应时间干扰，得到声音往返的传播时长，对学生的过程拆解分析能力有一定要求，只要理清两个时间的组成部分就可以顺利推导结果。
【难度系数】
0.6
14 某课外小组的同学为了体验声音在不同介质中传播速度不同的物理现象,小红同学在输送水的直铁管道(充满水)上敲击一下,使铁管发出清脆的声音,小明在铁管某一位置将耳朵贴近铁管听声。已知在当前环境下声音在空气中的传播速度 $v_{\mathrm{气}}=340\ \mathrm{m/s}$, 在水中的传播速度 $v_{\mathrm{水}}=1\ 700\ \mathrm{m/s}$, 在钢铁中的传播速度 $v_{\mathrm{铁}}=5\ 100\ \mathrm{m/s}$, 人耳能区分两次声音的最小时间间隔为 $0.1\ \mathrm{s}$。若实验中小明只听到一次响声,则小明的位置距离敲击点的距离范围是（
A.$s＜42.5\ \mathrm{m}$
B.$s＜36.43\ \mathrm{m}$
C.$s≤ 255\ \mathrm{m}$
D.$255\ \mathrm{m}＞s≥ 36.4\ \mathrm{m}$
A
）A.$s＜42.5\ \mathrm{m}$
B.$s＜36.43\ \mathrm{m}$
C.$s≤ 255\ \mathrm{m}$
D.$255\ \mathrm{m}＞s≥ 36.4\ \mathrm{m}$
答案
14.A
解析
【分析】
解题思路：首先明确声音在铁、水、空气三种介质中的传播速度大小关系为$v_{\mathrm{铁}}＞v_{\mathrm{水}}＞v_{\mathrm{气}}$，因此敲击后声音会先后通过铁管、水、空气三条路径传到小明耳朵。人耳能区分两次声音的最小时间间隔为0.1s，若小明只听到一次响声，说明任意两条路径传来的声音的时间差都小于0.1s，人耳无法分辨出多个独立的声音。我们可以分别计算两组相邻介质（铁和水、水和空气）的传播时间差恰好等于0.1s时对应的临界距离，再推导满足所有时间差都小于0.1s的距离范围，即可得到答案。
【解析】
设小明到敲击点的距离为$s$，根据速度公式$v=\frac{s}{t}$，可得声音在某介质中传播的时间$t=\frac{s}{v}$。
1. 计算区分水和钢铁中传播声音的临界距离：
若人耳能区分开铁管和水中传来的两次声音，需满足时间差$\Delta t_1 ≥ 0.1\ \mathrm{s}$，即：
$\frac{s}{v_{\mathrm{水}}} - \frac{s}{v_{\mathrm{铁}}} ≥ 0.1\ \mathrm{s}$
代入$v_{\mathrm{水}}=1700\ \mathrm{m/s}$，$v_{\mathrm{铁}}=5100\ \mathrm{m/s}$：
$\frac{s}{1700} - \frac{s}{5100} ≥ 0.1$
通分整理得：
$\frac{3s - s}{5100} ≥ 0.1 \implies \frac{2s}{5100} ≥ 0.1 \implies s ≥ 255\ \mathrm{m}$
即当距离$s≥255\ \mathrm{m}$时，人耳可以区分铁和水传来的两次声音。
2. 计算区分空气和水中传播声音的临界距离：
若人耳能区分开水和空气中传来的两次声音，需满足时间差$\Delta t_2 ≥ 0.1\ \mathrm{s}$，即：
$\frac{s}{v_{\mathrm{气}}} - \frac{s}{v_{\mathrm{水}}} ≥ 0.1\ \mathrm{s}$
代入$v_{\mathrm{气}}=340\ \mathrm{m/s}$，$v_{\mathrm{水}}=1700\ \mathrm{m/s}$：
$\frac{s}{340} - \frac{s}{1700} ≥ 0.1$
通分整理得：
$\frac{5s - s}{1700} ≥ 0.1 \implies \frac{4s}{1700} ≥ 0.1 \implies s ≥ 42.5\ \mathrm{m}$
即当距离$s≥42.5\ \mathrm{m}$时，人耳可以区分水和空气传来的两次声音。
3. 分析只听到一次声音的条件：
当$s＜42.5\ \mathrm{m}$时，$\Delta t_2＜0.1\ \mathrm{s}$，同时$\Delta t_1=\frac{2s}{5100} ＜ \frac{2×42.5}{5100}\approx0.017\ \mathrm{s}＜0.1\ \mathrm{s}$，三个声音的时间间隔都小于0.1s，人耳完全无法区分，只能听到一次响声，符合题意。
【答案】
A
【知识点】
声速计算；速度公式应用；人耳辨声条件
【点评】
本题的易错点是容易忽略三种介质两两的时间差，错误计算空气和钢铁的时间差得到错误的临界值，解题时要明确声音传播的先后顺序，分情况讨论不同距离下的声音次数，理清不同临界距离对应的听到声音的次数是解题关键。
【难度系数】
0.3
解题思路：首先明确声音在铁、水、空气三种介质中的传播速度大小关系为$v_{\mathrm{铁}}＞v_{\mathrm{水}}＞v_{\mathrm{气}}$，因此敲击后声音会先后通过铁管、水、空气三条路径传到小明耳朵。人耳能区分两次声音的最小时间间隔为0.1s，若小明只听到一次响声，说明任意两条路径传来的声音的时间差都小于0.1s，人耳无法分辨出多个独立的声音。我们可以分别计算两组相邻介质（铁和水、水和空气）的传播时间差恰好等于0.1s时对应的临界距离，再推导满足所有时间差都小于0.1s的距离范围，即可得到答案。
【解析】
设小明到敲击点的距离为$s$，根据速度公式$v=\frac{s}{t}$，可得声音在某介质中传播的时间$t=\frac{s}{v}$。
1. 计算区分水和钢铁中传播声音的临界距离：
若人耳能区分开铁管和水中传来的两次声音，需满足时间差$\Delta t_1 ≥ 0.1\ \mathrm{s}$，即：
$\frac{s}{v_{\mathrm{水}}} - \frac{s}{v_{\mathrm{铁}}} ≥ 0.1\ \mathrm{s}$
代入$v_{\mathrm{水}}=1700\ \mathrm{m/s}$，$v_{\mathrm{铁}}=5100\ \mathrm{m/s}$：
$\frac{s}{1700} - \frac{s}{5100} ≥ 0.1$
通分整理得：
$\frac{3s - s}{5100} ≥ 0.1 \implies \frac{2s}{5100} ≥ 0.1 \implies s ≥ 255\ \mathrm{m}$
即当距离$s≥255\ \mathrm{m}$时，人耳可以区分铁和水传来的两次声音。
2. 计算区分空气和水中传播声音的临界距离：
若人耳能区分开水和空气中传来的两次声音，需满足时间差$\Delta t_2 ≥ 0.1\ \mathrm{s}$，即：
$\frac{s}{v_{\mathrm{气}}} - \frac{s}{v_{\mathrm{水}}} ≥ 0.1\ \mathrm{s}$
代入$v_{\mathrm{气}}=340\ \mathrm{m/s}$，$v_{\mathrm{水}}=1700\ \mathrm{m/s}$：
$\frac{s}{340} - \frac{s}{1700} ≥ 0.1$
通分整理得：
$\frac{5s - s}{1700} ≥ 0.1 \implies \frac{4s}{1700} ≥ 0.1 \implies s ≥ 42.5\ \mathrm{m}$
即当距离$s≥42.5\ \mathrm{m}$时，人耳可以区分水和空气传来的两次声音。
3. 分析只听到一次声音的条件：
当$s＜42.5\ \mathrm{m}$时，$\Delta t_2＜0.1\ \mathrm{s}$，同时$\Delta t_1=\frac{2s}{5100} ＜ \frac{2×42.5}{5100}\approx0.017\ \mathrm{s}＜0.1\ \mathrm{s}$，三个声音的时间间隔都小于0.1s，人耳完全无法区分，只能听到一次响声，符合题意。
【答案】
A
【知识点】
声速计算；速度公式应用；人耳辨声条件
【点评】
本题的易错点是容易忽略三种介质两两的时间差，错误计算空气和钢铁的时间差得到错误的临界值，解题时要明确声音传播的先后顺序，分情况讨论不同距离下的声音次数，理清不同临界距离对应的听到声音的次数是解题关键。
【难度系数】
0.3
