1 在一个长1 020 m注满水的铸铁水管的一端敲一下,在另一端听到三次声音,第一次听到声音与第二次听到声音间隔0.48 s,第二次听到声音与第三次听到声音间隔2.32 s,已知当时空气中的声速为340 m/s,则铸铁中的声速为 ()

A.5 100 m/s
B.5 600 m/s
C.4 800 m/s
D.4 300 m/s

1. A 【解析】由$v=\frac{s}{t}$得声音在空气中的传播时间$t_{空}=\frac{s}{v_{空}}=\frac{1\ 020\ \mathrm{m}}{340\ \mathrm{m/s}}=3\ \mathrm{s}$,所以声音在铸铁中的传播时间$t_{铁}=3\ \mathrm{s}-2.32\ \mathrm{s}-0.48\ \mathrm{s}=0.2\ \mathrm{s}$,铸铁中的声速$v_{铁}=\frac{s}{t_{铁}}=\frac{1\ 020\ \mathrm{m}}{0.2\ \mathrm{s}}=5\ 100\ \mathrm{m/s}$。故选A。
关键点拨
声音一般在固体中传播得最快,液体中次之,气体中最慢。

2 [2025安徽宿州期中,中]有一段中空的塑料管,当小明在一端用力敲击一下塑料管时,将耳朵贴在另一端倾听的小华听到了两次响声,则小华后听到的是从(填“空气”或“塑料管”)中传来的响声,通过测量,小华听到这两次声音的时间间隔为0.2 s,则这段塑料管的长度为m。(此时空气中的声速为340 m/s,塑料管中的声速为1 700 m/s)

2. 空气 85 【解析】因为声音在空气中的传播速度比在塑料管中的传播速度小,所以小华后听到的是从空气中传来的响声。设塑料管的长度为$L$,依题意可得,$\frac{L}{v_1}-\frac{L}{v_2}=0.2\ \mathrm{s}$,代入数据有$\frac{L}{340\ \mathrm{m/s}}-\frac{L}{1\ 700\ \mathrm{m/s}}=0.2\ \mathrm{s}$,解得$L=85\ \mathrm{m}$。
关键点拨
声音在空气中的传播速度比在塑料管中的传播速度小;根据$\frac{L}{v_1}-\frac{L}{v_2}=0.2\ \mathrm{s}$计算塑料管的长度。

3[安徽中考,中]如图所示为一种身高测量仪,其顶部的感应器竖直向下发射超声波信号,经下方物体反射后返回,被感应器接收。某同学站上测高台,感应器记录到信号从发射到接收所经历的时间为$5×10^{-3}\ \mathrm{s}$。已知感应器距测高台的高度为2.5 m,空气中的声速取340 m/s,则该同学的身高为 ()


A.1.70 m
B.1.65 m
C.0.85 m
D.0.80 m

3. B 【解析】超声波在$5×10^{-3}\ \mathrm{s}$内传播的距离$s_{声}=v_{声}t=340\ \mathrm{m/s}×5×10^{-3}\ \mathrm{s}=1.7\ \mathrm{m}$,所以该同学的身高$h=2.5\ \mathrm{m}-1.7\ \mathrm{m}×\frac{1}{2}=1.65\ \mathrm{m}$。故选B。
关键点拨
利用$s=vt$求得该同学的头顶到感应器的距离,再用感应器到测高台的距离减去该同学的头顶到感应器的距离,就可以得到该同学的身高。

4[2026江苏盐城质检,中]如图,超声波测速仪A向远离自己而去的汽车B发出两次超声波信号的时间间隔为4.5 s,发出第一个信号1.4 s后收到反射信号。发出第二个信号3.0 s后收到反射信号(声波在空气中传播的速度为340 m/s),下列说法正确的是 ()


A.汽车接收到第一个信号时,距离测速仪248 m
B.汽车接收到第一个信号时,距离测速仪250 m
C.汽车接收到两个信号的时间间隔是4.3 s
D.汽车接收到两个信号的时间间隔是5.3 s

4. D 【解析】测速仪第一次发出的信号到达汽车处所用时间$t_1=\frac{1}{2}t=\frac{1}{2}×1.4\ \mathrm{s}=0.7\ \mathrm{s}$,由$v=\frac{s}{t}$得,汽车此时到测速仪的距离$s_1=v_{声}t_1=340\ \mathrm{m/s}×0.7\ \mathrm{s}=238\ \mathrm{m}$,故A、B错误;测速仪第二次发出的信号到达汽车处所用时间$t_2=\frac{1}{2}t'=\frac{1}{2}×3.0\ \mathrm{s}=1.5\ \mathrm{s}$,汽车接收到两个信号的时间间隔是$\Delta t_{收}=\Delta t_{发}-t_1+t_2=4.5\ \mathrm{s}-0.7\ \mathrm{s}+1.5\ \mathrm{s}=5.3\ \mathrm{s}$,故C错误,D正确。

5[2026山东日照期中,中]如图所示,一辆汽车以36 km/h的速度匀速驶向前面的山崖,司机鸣笛后4 s听到了回声。($v_{声}=340\ \mathrm{m/s}$)求:

(1)鸣笛时,汽车到山崖的距离$s_{AC}$。
(2)听到回声时,汽车到山崖的距离$s_{BC}$。

5.【解】
(1)已知汽车行驶的速度$v_1=36\ \mathrm{km/h}=10\ \mathrm{m/s}$,在$t=4\ \mathrm{s}$的时间内,汽车行驶的距离$s_{AB}=v_1t=10\ \mathrm{m/s}×4\ \mathrm{s}=40\ \mathrm{m}$,在$t=4\ \mathrm{s}$的时间内,声音传播的路程$s_{声}=v_{声}t=340\ \mathrm{m/s}×4\ \mathrm{s}=1\ 360\ \mathrm{m}$,鸣笛时汽车到山崖的距离$s_{AC}=\frac{s_{AB}+s_{声}}{2}=\frac{40\ \mathrm{m}+1\ 360\ \mathrm{m}}{2}=700\ \mathrm{m}$。
(2)听到回声时,汽车到山崖的距离$s_{BC}=s_{AC}-s_{AB}=700\ \mathrm{m}-40\ \mathrm{m}=660\ \mathrm{m}$。
大招解读|回声测距问题
回声测距需要知道的物理量是声波在相应介质中的传播速度$v$,需要测出的物理量是声波从发出到返回被接收所需要的时间$t$。例如:探测海底某处的深度,向海底竖直发射超声波,需要知道的物理量是超声波在海水中的传播速度$v$,需要测出的物理量是从发出超声波到接收到回声的时间$t$,然后根据$s=\frac{1}{2}vt$计算海底的深度。