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10. 大象群也有自己的“语言”，研究人员录下象群内部交流时发出的声音，发现以两倍速度快速播放时，人耳能听到比正常播放时更多的声音。
（1）快速播放时，相当于把声源振动的总时间
（2）以正常速度播放时，每分钟振动18000次的声波频率为
（3）以2倍速度播放时才能被听到的声音在正常播放时属于
（1）快速播放时，相当于把声源振动的总时间
缩短
（缩短/延长）。（2）以正常速度播放时，每分钟振动18000次的声波频率为
300
Hz；把播放速度变为原来的2倍，声波的频率将变成 600
Hz，此时空气中声波传播速度 不变
（变大/变小/不变）。（3）以2倍速度播放时才能被听到的声音在正常播放时属于
次声波
（超声波/次声波）。答案
10.（1）缩短 （2）300 600 不变 （3）次声波
解析
【分析】
这道题围绕声音的频率、播放速度与频率的关系、声波传播速度的决定因素及次声波的概念展开，解题思路如下：
1. 问题（1）：快速播放声音时，相同振动内容的播放时间缩短，因此声源振动的总时间会缩短；
2. 问题（2）：频率是单位时间内声源振动的次数，计算时需将每分钟振动次数换算为每秒的次数；播放速度加倍时，相同振动的时间减半，频率随之加倍；声波的传播速度仅由介质（空气）决定，与频率无关；
3. 问题（3）：人耳能听到的声音频率范围是20Hz~20000Hz，正常播放时听不到、两倍播放时能听到，说明正常播放时该声音的频率低于20Hz，属于次声波。
【解析】
（1）快速播放声音时，相同振动内容的播放时间缩短，因此声源振动的总时间缩短；
（2）频率是每秒振动的次数，正常播放时每分钟振动18000次，频率为：$ f = \frac{18000次}{60秒} = 300Hz $；播放速度变为原来的2倍，频率变为原来的2倍，即 $ 300Hz × 2 = 600Hz $；声波的传播速度由介质（空气）的性质决定，与频率无关，因此传播速度不变；
（3）人耳听觉范围为20Hz~20000Hz，两倍播放时能听到、正常播放时听不到，说明正常播放时该声音频率低于20Hz，属于次声波。
【答案】
10.（1）缩短 （2）300 600 不变 （3）次声波
【知识点】
频率的计算、声波传播速度、次声波
【点评】
本题结合实际场景考查声学基础知识点，需理解播放速度对频率的影响、声波传播速度的决定因素及次声波的概念，属于基础应用类题目，难度适中。
【难度系数】
0.7
这道题围绕声音的频率、播放速度与频率的关系、声波传播速度的决定因素及次声波的概念展开，解题思路如下：
1. 问题（1）：快速播放声音时，相同振动内容的播放时间缩短，因此声源振动的总时间会缩短；
2. 问题（2）：频率是单位时间内声源振动的次数，计算时需将每分钟振动次数换算为每秒的次数；播放速度加倍时，相同振动的时间减半，频率随之加倍；声波的传播速度仅由介质（空气）决定，与频率无关；
3. 问题（3）：人耳能听到的声音频率范围是20Hz~20000Hz，正常播放时听不到、两倍播放时能听到，说明正常播放时该声音的频率低于20Hz，属于次声波。
【解析】
（1）快速播放声音时，相同振动内容的播放时间缩短，因此声源振动的总时间缩短；
（2）频率是每秒振动的次数，正常播放时每分钟振动18000次，频率为：$ f = \frac{18000次}{60秒} = 300Hz $；播放速度变为原来的2倍，频率变为原来的2倍，即 $ 300Hz × 2 = 600Hz $；声波的传播速度由介质（空气）的性质决定，与频率无关，因此传播速度不变；
（3）人耳听觉范围为20Hz~20000Hz，两倍播放时能听到、正常播放时听不到，说明正常播放时该声音频率低于20Hz，属于次声波。
【答案】
10.（1）缩短 （2）300 600 不变 （3）次声波
【知识点】
频率的计算、声波传播速度、次声波
【点评】
本题结合实际场景考查声学基础知识点，需理解播放速度对频率的影响、声波传播速度的决定因素及次声波的概念，属于基础应用类题目，难度适中。
【难度系数】
0.7
11. 声呐系统竖直向海底发射超声波，经2 s接收到回声。已知超声波在海水中的传播速度为1 530 m/s，此处海水的深度为
1 530
m。但是，这种方法却不能测量地球和月球之间的距离，原因是地球与月球之间有真空地带，声波不能在真空中传播
。答案
11. 1 530 地球与月球之间有真空地带，声波不能在真空中传播
解析
【分析】首先明确声呐发射的超声波到海底再反射回海面，总时间2s是往返时间，因此超声波从海面到海底的单程时间为总时间的一半；再根据速度公式计算海水深度。其次，声音的传播需要介质，真空不能传声，结合地球与月球间的环境分析无法测量距离的原因。
【解析】1. 计算海水深度：超声波往返总时间$ t_{总}=2s $，则单程时间$ t=\frac{t_{总}}{2}=\frac{2s}{2}=1s $。根据速度公式$ s=vt $，代入$ v=1530m/s $、$ t=1s $，得海水深度$ s=1530m/s×1s=1530m $。2. 声音传播需要介质，真空不能传声，地球与月球之间是真空环境，声波无法在真空中传播，因此不能用声呐测量地球和月球之间的距离。
【答案】1530；地球与月球之间有真空地带，声波不能在真空中传播
【知识点】声速的计算、声音的传播条件
【点评】本题考查声呐测深度的原理及声音传播的条件，属于基础应用类题目，关键是理解回声时间为往返时间需减半，牢记声音传播的介质要求。
【难度系数】0.6
【解析】1. 计算海水深度：超声波往返总时间$ t_{总}=2s $，则单程时间$ t=\frac{t_{总}}{2}=\frac{2s}{2}=1s $。根据速度公式$ s=vt $，代入$ v=1530m/s $、$ t=1s $，得海水深度$ s=1530m/s×1s=1530m $。2. 声音传播需要介质，真空不能传声，地球与月球之间是真空环境，声波无法在真空中传播，因此不能用声呐测量地球和月球之间的距离。
【答案】1530；地球与月球之间有真空地带，声波不能在真空中传播
【知识点】声速的计算、声音的传播条件
【点评】本题考查声呐测深度的原理及声音传播的条件，属于基础应用类题目，关键是理解回声时间为往返时间需减半，牢记声音传播的介质要求。
【难度系数】0.6
12. 随着科技的进步,自动驾驶汽车已开始在道路上试运行。它通过视频摄像头、雷达传感器和激光测距传感器等了解周围的交通状况,实现自动驾驶过程中躲避障碍物和遵循交通法规的目的。安装在前风窗玻璃上的摄像头用于发现障碍物,识别街道标识和交通信号灯,再配以GPS(全球定位系统)模块等用于监测汽车的位置并保证车辆行驶路线安全。如图1-5-2(a)所示,汽车前后保险杠内安装有多个超声波雷达传感器,用于测量汽车与前后左右各个物体间的距离。如图1-5-2(b)所示为超声波测量仪器的模拟实验装置原理图。
该模拟实验装置的使用说明如下:
① 如图1-5-2(b)所示,甲、乙是声信号采集器。
② 用棒槌敲打铜铃,声音被甲、乙接收。
③ 液晶显示屏显示甲、乙接收到声信号的时间差,单位为毫秒(1 ms=0.001 s)。
(1) 汽车雷达启动后发出
(2) 小华想验证“温度越高,声速越大”的猜想,她把铜铃固定放在乙的右边,并与甲、乙在一条直线上,然后加热甲、乙之间的空气,则液晶显示屏的数值将
A. 变大 B. 不变 C. 变小 D. 无法判断
该模拟实验装置的使用说明如下:
① 如图1-5-2(b)所示,甲、乙是声信号采集器。
② 用棒槌敲打铜铃,声音被甲、乙接收。
③ 液晶显示屏显示甲、乙接收到声信号的时间差,单位为毫秒(1 ms=0.001 s)。
(1) 汽车雷达启动后发出
超声波
(超声波/次声波/激光)用于测量物体间的距离,此原理不能
(能/不能)用于太空测距,你判断的依据是真空不能传声
;若把铜铃放在甲、乙的中点,则液晶显示屏的示数为0
;小明将铜铃放到乙的右边,并与甲、乙在一条直线上,则铜铃离乙越远,液晶显示屏的数值不变
(变大/变小/不变)。(2) 小华想验证“温度越高,声速越大”的猜想,她把铜铃固定放在乙的右边,并与甲、乙在一条直线上,然后加热甲、乙之间的空气,则液晶显示屏的数值将
C
(填序号)。A. 变大 B. 不变 C. 变小 D. 无法判断
答案
12.（1）超声波 不能 真空不能传声 0 不变 （2）C
解析
【分析】
本题围绕超声波测距的原理展开，需结合声音的传播特性分析各问题：
1. 汽车雷达测距：超声波方向性好、易反射，适合测距，故用超声波；太空是真空，声音无法在真空中传播，因此不能太空测距。
2. 铜铃在甲乙中点：声音到甲、乙的距离相等，根据时间公式$t=\frac{s}{v}$，传播时间相同，时间差为0，显示屏示数为0。
3. 铜铃在乙右侧共线：设甲乙间距为$s$，铜铃到乙的距离为$x$，声音到甲的时间为$\frac{s+x}{v}$，到乙的时间为$\frac{x}{v}$，时间差为$\frac{s}{v}$，与$x$无关，故铜铃离乙越远，时间差不变，显示屏数值不变。
4. 温度对声速的影响：加热空气，声速$v$增大，甲乙间距$s$不变，时间差$\Delta t=\frac{s}{v}$，$v$增大则$\Delta t$减小，显示屏数值变小。
【解析】
（1）汽车雷达利用超声波测距，因为超声波具有良好的方向性和反射性，适合测量距离；声音的传播需要介质，太空是真空环境，真空不能传声，因此超声波测距原理不能用于太空测距。当铜铃在甲、乙中点时，声音传播到甲和乙的距离相等，根据$t=\frac{s}{v}$，传播时间相等，时间差为0，故液晶显示屏示数为0。若铜铃在乙的右侧且与甲、乙在同一直线上，设甲、乙间距离为$s$，铜铃到乙的距离为$x$，则声音到达甲的时间为$t_1=\frac{s+x}{v}$，到达乙的时间为$t_2=\frac{x}{v}$，两者的时间差$\Delta t=t_1-t_2=\frac{s}{v}$，该时间差与铜铃到乙的距离$x$无关，因此铜铃离乙越远，液晶显示屏的数值不变。
（2）验证“温度越高，声速越大”时，加热甲、乙之间的空气，声速$v$增大，而甲、乙间的距离$s$不变，根据时间差公式$\Delta t=\frac{s}{v}$，$v$增大则$\Delta t$减小，因此液晶显示屏的数值变小，故选C。
【答案】
（1）超声波；不能；真空不能传声；0；不变 （2）C
【知识点】
超声波应用、声音传播条件、声速影响因素
【点评】
本题结合自动驾驶中的超声波测距实例，考查声音的相关特性，需要理解时间差与距离、声速的关系，是基础知识点的综合应用，难度适中。
【难度系数】
0.5
本题围绕超声波测距的原理展开，需结合声音的传播特性分析各问题：
1. 汽车雷达测距：超声波方向性好、易反射，适合测距，故用超声波；太空是真空，声音无法在真空中传播，因此不能太空测距。
2. 铜铃在甲乙中点：声音到甲、乙的距离相等，根据时间公式$t=\frac{s}{v}$，传播时间相同，时间差为0，显示屏示数为0。
3. 铜铃在乙右侧共线：设甲乙间距为$s$，铜铃到乙的距离为$x$，声音到甲的时间为$\frac{s+x}{v}$，到乙的时间为$\frac{x}{v}$，时间差为$\frac{s}{v}$，与$x$无关，故铜铃离乙越远，时间差不变，显示屏数值不变。
4. 温度对声速的影响：加热空气，声速$v$增大，甲乙间距$s$不变，时间差$\Delta t=\frac{s}{v}$，$v$增大则$\Delta t$减小，显示屏数值变小。
【解析】
（1）汽车雷达利用超声波测距，因为超声波具有良好的方向性和反射性，适合测量距离；声音的传播需要介质，太空是真空环境，真空不能传声，因此超声波测距原理不能用于太空测距。当铜铃在甲、乙中点时，声音传播到甲和乙的距离相等，根据$t=\frac{s}{v}$，传播时间相等，时间差为0，故液晶显示屏示数为0。若铜铃在乙的右侧且与甲、乙在同一直线上，设甲、乙间距离为$s$，铜铃到乙的距离为$x$，则声音到达甲的时间为$t_1=\frac{s+x}{v}$，到达乙的时间为$t_2=\frac{x}{v}$，两者的时间差$\Delta t=t_1-t_2=\frac{s}{v}$，该时间差与铜铃到乙的距离$x$无关，因此铜铃离乙越远，液晶显示屏的数值不变。
（2）验证“温度越高，声速越大”时，加热甲、乙之间的空气，声速$v$增大，而甲、乙间的距离$s$不变，根据时间差公式$\Delta t=\frac{s}{v}$，$v$增大则$\Delta t$减小，因此液晶显示屏的数值变小，故选C。
【答案】
（1）超声波；不能；真空不能传声；0；不变 （2）C
【知识点】
超声波应用、声音传播条件、声速影响因素
【点评】
本题结合自动驾驶中的超声波测距实例，考查声音的相关特性，需要理解时间差与距离、声速的关系，是基础知识点的综合应用，难度适中。
【难度系数】
0.5
