6. 市面上有一款新型AI智能眼镜,眼镜包含了很多黑科技,集语音交互、信息显示、拍照导航等功能于一体,广受年轻一族和运动达人的喜爱。眼镜内置小型扬声器,将其置于下颌附近,就可以通过骨骼传导传递声音。小琳将从生物学课上了解到的骨传导原理,结合物理知识对其进行深入探究:
(1)骨传导耳机发声时,将电信号转化为机械振动,振动通过颅骨传到听觉神经,引起听觉。这利用了
(2)小琳了解到声音在不同介质中的传播速度一般
(3)为优化骨传导耳机性能,测试不同材料的传声效果。实验数据如题6表所示:
题6表

分析数据可知,若要制作高效传声的骨传导耳机外壳,应优先选择
(1)骨传导耳机发声时,将电信号转化为机械振动,振动通过颅骨传到听觉神经,引起听觉。这利用了
固体
可以传声。(2)小琳了解到声音在不同介质中的传播速度一般
不同
,她设计如下实验测量声音在颅骨中的传播速度:将骨传导振动器A、B固定在头部两侧,间隔15 cm。开启A振动器,B处传感器记录延迟时间。多次测量后,平均延迟时间为$5×10^{-5}\ \mathrm{s}$。由此可知,声音在颅骨中的传播速度为3 000
$\mathrm{m/s}$。(3)为优化骨传导耳机性能,测试不同材料的传声效果。实验数据如题6表所示:
题6表
分析数据可知,若要制作高效传声的骨传导耳机外壳,应优先选择
钛合金
材料,理由是:传声速度快,减小声音延迟(答案合理即可)
。答案
6. (1)固体 (2)不同;3 000 (3)钛合金;传声速度快,减小声音延迟(答案合理即可)
解析
【分析】
本题围绕骨传导耳机的原理展开,分三个问题逐步考查声的传播、速度计算及材料选择的应用:
1. 第(1)题需明确骨传导的传声介质,颅骨属于固体,对应固体传声;
2. 第(2)题先回忆声速的特点(不同介质中声速一般不同),再利用速度公式$v=\frac{s}{t}$,注意单位换算(将cm转换为m)计算声速;
3. 第(3)题需分析表格中不同材料的传声速度,选择传声速度最快的材料,结合高效传声的需求说明理由。
【解析】
(1)骨传导耳机的振动通过颅骨(固体)传递到听觉神经,因此利用了固体可以传声;
(2)声音在不同介质中的传播速度一般不同;
已知间隔距离$s=15\ \mathrm{cm}=0.15\ \mathrm{m}$,延迟时间$t=5×10^{-5}\ \mathrm{s}$,根据速度公式$v=\frac{s}{t}$,可得声音在颅骨中的传播速度:
$v=\frac{0.15\ \mathrm{m}}{5×10^{-5}\ \mathrm{s}}=3000\ \mathrm{m/s}$;
(3)观察表格数据,钛合金的传声速度($6000\ \mathrm{m/s}$)远大于铝合金和医用硅胶,因此制作高效传声的骨传导耳机外壳应优先选择钛合金,理由是:钛合金的传声速度快,能减小声音延迟,适合高效传声。
【答案】
(1)固体;(2)不同;3000;(3)钛合金;传声速度快,减小声音延迟(答案合理即可)
【知识点】
声的传播、速度计算、声速的应用
【点评】
本题结合生活中的骨传导耳机,将物理知识与实际应用结合,考查基础概念和公式应用,同时培养学生分析表格数据的能力,题目难度适中,贴近生活实际。
【难度系数】
0.6
本题围绕骨传导耳机的原理展开,分三个问题逐步考查声的传播、速度计算及材料选择的应用:
1. 第(1)题需明确骨传导的传声介质,颅骨属于固体,对应固体传声;
2. 第(2)题先回忆声速的特点(不同介质中声速一般不同),再利用速度公式$v=\frac{s}{t}$,注意单位换算(将cm转换为m)计算声速;
3. 第(3)题需分析表格中不同材料的传声速度,选择传声速度最快的材料,结合高效传声的需求说明理由。
【解析】
(1)骨传导耳机的振动通过颅骨(固体)传递到听觉神经,因此利用了固体可以传声;
(2)声音在不同介质中的传播速度一般不同;
已知间隔距离$s=15\ \mathrm{cm}=0.15\ \mathrm{m}$,延迟时间$t=5×10^{-5}\ \mathrm{s}$,根据速度公式$v=\frac{s}{t}$,可得声音在颅骨中的传播速度:
$v=\frac{0.15\ \mathrm{m}}{5×10^{-5}\ \mathrm{s}}=3000\ \mathrm{m/s}$;
(3)观察表格数据,钛合金的传声速度($6000\ \mathrm{m/s}$)远大于铝合金和医用硅胶,因此制作高效传声的骨传导耳机外壳应优先选择钛合金,理由是:钛合金的传声速度快,能减小声音延迟,适合高效传声。
【答案】
(1)固体;(2)不同;3000;(3)钛合金;传声速度快,减小声音延迟(答案合理即可)
【知识点】
声的传播、速度计算、声速的应用
【点评】
本题结合生活中的骨传导耳机,将物理知识与实际应用结合,考查基础概念和公式应用,同时培养学生分析表格数据的能力,题目难度适中,贴近生活实际。
【难度系数】
0.6
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