6. 声音在不同介质中传播的速度不同,该表是声音在一些介质中的传播速度。在一金属管一端敲击一下,另一端先后听到两次声音,两声相隔2.43s,空气传声用了2.6s,此时气温为15℃。
|介质|空气(0℃)|空气(15℃)|煤油(25℃)|水(常温)|冰|铜|铝|铁|
|声速$/(m·s⁻^1)$|331|340|1324|1500|3230|3750|5000|5200|
(1) 求金属管的长度。
(2) 声音在金属管中的传播速度是多大? 该金属管可能是什么材料制成的?

（1）由表中数据可知，$15^{\circ}\text{C}$时，声音在空气中的传播速度为340m/s，声音在空气中的传播距离$s_{\text{空气}}=v_{\text{空气}}t_{\text{空气}}=340\ \text{m/s}×2.6\ \text{s}=884\ \text{m}$，金属管的长度$s_{\text{金}}=s_{\text{空气}}=884\ \text{m}$（2）声音在金属管中的传播时间$t_{\text{金}}=t_{\text{空气}}-\Delta t=2.6\ \text{s}-2.43\ \text{s}=0.17\ \text{s}$，声音在金属管中的传播速度$v_{\text{金}}=\frac{s_{\text{金}}}{t_{\text{金}}}=\frac{884\ \text{m}}{0.17\ \text{s}}=5200\ \text{m/s}$，由表中数据可知，该金属可能是铁

(1) 由表中数据可知，15℃时声音在空气中的传播速度$v_{\text{空气}}=340\ \text{m/s}$，空气传声时间$t_{\text{空气}}=2.6\ \text{s}$。
金属管长度$s = v_{\text{空气}}t_{\text{空气}}=340\ \text{m/s}×2.6\ \text{s}=884\ \text{m}$。
(2) 声音在金属管中的传播时间$t_{\text{金}}=t_{\text{空气}}-\Delta t=2.6\ \text{s}-2.43\ \text{s}=0.17\ \text{s}$。
传播速度$v_{\text{金}}=\frac{s}{t_{\text{金}}}=\frac{884\ \text{m}}{0.17\ \text{s}}=5200\ \text{m/s}$。
由表中数据可知，该金属管可能是铁制成的。
答案：(1) 884m；(2) 5200m/s，铁。

7. 我国奋斗者号载人潜水器(如图)在马里亚纳海沟成功坐底。其下潜的速度为20m/s,从接触水面开始计时,50s时悬停,向海底发射一束超声波,12s后收到信息。(超声波在海水中的速度是1500m/s)
(1) 求潜水器下潜50s的深度。
(2) 求潜水器悬停处距海底的距离。
(3) 奋斗者号还需多长时间潜到海底?

（1）由$v=\frac{s}{t}$可知，潜水器下潜50s的深度$s_{1}=v_{1}t_{1}=20\ \text{m/s}×50\ \text{s}=1000\ \text{m}$（2）由$v=\frac{s}{t}$可知，超声波在海水中传播的路程$s_{2}=v_{2}t_{2}=1500\ \text{m/s}×12\ \text{s}=18000\ \text{m}$；潜水器悬停处距海底的距离$s_{3}=\frac{1}{2}s_{2}=\frac{1}{2}×18000\ \text{m}=9000\ \text{m}$（3）由$v=\frac{s}{t}$可知，奋斗者号潜到海底所需时间$t_{3}=\frac{s_{3}}{v_{1}}=\frac{9000\ \text{m}}{20\ \text{m/s}}=450\ \text{s}$

8. 为了监测超速行驶的违法行为,公路上常常设置有超声波测速仪,测速仪能发射和接收声波,在平直公路上O点固定一测速仪,当行驶的小汽车运动到A点时(车尾位置如图甲),测速仪向小汽车发出超声波,超声波“追上”小汽车时,小汽车刚好运动到B点(如图乙),此时车尾将超声波反射回去,测速仪从发出超声波至接收到反射回来的超声波时所用的时间为0.5s,A、B两点间距离为6m。已知此路段限速为90km/h,超声波的速度为340m/s。
(1) 求0.5s内超声波来回传播的总路程。
(2) 求A点与测速仪之间的距离$s_{OA}。$
(3) 通过计算说明小汽车在此路段是否超速。

（1）根据速度公式$v=\frac{s}{t}$得，0.5s内超声波来回传播的总路程$s_{\text{声}}=v_{\text{声}}t=340\ \text{m/s}×0.5\ \text{s}=170\ \text{m}$（2）测速仪与汽车的距离OB等于超声波通过路程的一半，由题意可知，B点到O点的距离$s_{OB}=\frac{1}{2}s_{\text{声}}=\frac{1}{2}×170\ \text{m}=85\ \text{m}$，所以A点与测速仪之间的距离$s_{OA}=s_{OB}-s_{AB}=85\ \text{m}-6\ \text{m}=79\ \text{m}$（3）小汽车从A点运动到B点所经历的时间$t_{\text{车}}=\frac{1}{2}t_{\text{声}}=\frac{1}{2}×0.5\ \text{s}=0.25\ \text{s}$。小汽车的速度$v_{\text{车}}=\frac{s_{AB}}{t_{\text{车}}}=\frac{6\ \text{m}}{0.25\ \text{s}}=24\ \text{m/s}=86.4\ \text{km/h}$，小汽车速度小于90km/h，故小汽车在此路段没有超速