登录
15.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
15.A
解析
【分析】
要解决该问题，需明确：计时员在百米终点，发令枪在起点，枪声从起点传到终点需要一定时间，计时员听到枪声才开始计时，相当于少计了声音传播100米的时间，因此小郑的真实时间应为测得的计时时间加上声音传播100米的时间。
【解析】
根据速度公式 $ v = \frac{s}{t} $，变形可得声音传播100米的时间：
$ t_{声} = \frac{s}{v_{声}} = \frac{100\ \mathrm{m}}{340\ \mathrm{m/s}} \approx 0.29\ \mathrm{s} $
小郑跑百米的真实时间为测得时间与声音传播时间之和：
$ t_{真实} = t_{测} + t_{声} = 13.00\ \mathrm{s} + 0.29\ \mathrm{s} = 13.29\ \mathrm{s} $
【答案】
A
【知识点】
速度公式应用、声速计算
【点评】
本题考查速度公式在实际生活中的应用，核心是理解计时员少计了声音传播的时间，易错点是忽略声音传播的时间，直接用测得时间作为真实时间，难度适中。
【难度系数】
0.6
要解决该问题，需明确：计时员在百米终点，发令枪在起点，枪声从起点传到终点需要一定时间，计时员听到枪声才开始计时，相当于少计了声音传播100米的时间，因此小郑的真实时间应为测得的计时时间加上声音传播100米的时间。
【解析】
根据速度公式 $ v = \frac{s}{t} $，变形可得声音传播100米的时间：
$ t_{声} = \frac{s}{v_{声}} = \frac{100\ \mathrm{m}}{340\ \mathrm{m/s}} \approx 0.29\ \mathrm{s} $
小郑跑百米的真实时间为测得时间与声音传播时间之和：
$ t_{真实} = t_{测} + t_{声} = 13.00\ \mathrm{s} + 0.29\ \mathrm{s} = 13.29\ \mathrm{s} $
【答案】
A
【知识点】
速度公式应用、声速计算
【点评】
本题考查速度公式在实际生活中的应用，核心是理解计时员少计了声音传播的时间，易错点是忽略声音传播的时间，直接用测得时间作为真实时间，难度适中。
【难度系数】
0.6
16.科考船对某海域的海底形状利用声呐系统进行了测绘.具体方法:在经过该海域水平面等间距的A、B、C、D、E五个位置时,向海底定向发射超声波,测得回收信号的时间分别为0.30 s、0.16 s、0.30 s、0.14 s、0.30 s.根据时间,求出海底与海平面的距离,就可以绘出海底的大致形状,则该海域海底的大致形状如图中的 (
A
)答案
16.A
解析
【分析】
首先明确声呐测距的原理：超声波从海面到海底再返回海面，根据公式$s=\frac{1}{2}vt$（$v$为声速，往返时间为$t$），在声速一定时，时间越长，海底与海平面的距离越大，即海底越深。接着分析各点的回收信号时间：$A(0.30s)$、$B(0.16s)$、$C(0.30s)$、$D(0.14s)$、$E(0.30s)$，时间大小关系为$A=C=E ＞ B ＞ D$，因此海底深度关系为$A、C、E$处最深，$B$处较浅，$D$处最浅，据此匹配对应的海底形状。
【解析】
根据声呐测距原理，海底与海平面的距离$s=\frac{1}{2}vt$，声速$v$固定，所以时间$t$越长，海底深度越大。已知各点时间：$A(0.30s)$、$B(0.16s)$、$C(0.30s)$、$D(0.14s)$、$E(0.30s)$，可得时间大小：$A=C=E ＞ B ＞ D$，对应海底深度为$A、C、E$最深，$B$次之，$D$最浅。观察选项，只有图A符合该深度分布：$A、C、E$处海底深，$B$处海底浅，$D$处海底最浅，与分析结果一致。
【答案】
A
【知识点】
声呐测距、速度公式应用
【点评】
本题结合实际场景考查声呐测距原理，核心是理解时间与海底深度的关系，属于基础应用类题目，难度较低。
【难度系数】
0.3
首先明确声呐测距的原理：超声波从海面到海底再返回海面，根据公式$s=\frac{1}{2}vt$（$v$为声速，往返时间为$t$），在声速一定时，时间越长，海底与海平面的距离越大，即海底越深。接着分析各点的回收信号时间：$A(0.30s)$、$B(0.16s)$、$C(0.30s)$、$D(0.14s)$、$E(0.30s)$，时间大小关系为$A=C=E ＞ B ＞ D$，因此海底深度关系为$A、C、E$处最深，$B$处较浅，$D$处最浅，据此匹配对应的海底形状。
【解析】
根据声呐测距原理，海底与海平面的距离$s=\frac{1}{2}vt$，声速$v$固定，所以时间$t$越长，海底深度越大。已知各点时间：$A(0.30s)$、$B(0.16s)$、$C(0.30s)$、$D(0.14s)$、$E(0.30s)$，可得时间大小：$A=C=E ＞ B ＞ D$，对应海底深度为$A、C、E$最深，$B$次之，$D$最浅。观察选项，只有图A符合该深度分布：$A、C、E$处海底深，$B$处海底浅，$D$处海底最浅，与分析结果一致。
【答案】
A
【知识点】
声呐测距、速度公式应用
【点评】
本题结合实际场景考查声呐测距原理，核心是理解时间与海底深度的关系，属于基础应用类题目，难度较低。
【难度系数】
0.3
17.(2023·亭湖期中)Phyphox是一款功能强大的物理实验手机软件，其中的AcousticStopwatch功能能够自动记录下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)，由于对声音的响应非常灵敏，计时可精确到0.001 s.
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.他们分别站于间距测量值为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、乙两手机均有效记录下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=
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.他们分别站于间距测量值为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、乙两手机均有效记录下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
0.34
m.(2)本实验中两手机所记录的时间大小关系是t甲
＞
(选填“＞”“=”或“＜”)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
17.(1)0.34 (2)＞ (3)$\dfrac{2s}{t_甲 - t_乙}$
解析
【分析】
本题需先明确两个手机记录时间的物理意义：甲的手机记录的时间是从甲击掌到甲接收到乙击掌声的总时间，包含声音从甲到乙的传播时间、乙的反应时间、声音从乙传回甲的传播时间；乙的手机记录的时间是乙从接收到甲的击掌声到自己击掌的反应时间。结合声速公式和两者的时间关系推导结果。
【解析】
(1) 根据声速公式 $ s = vt $，已知声速 $ v = 340\ \mathrm{m/s} $，时间 $ t = 0.001\ \mathrm{s} $，则0.001s内声音传播的距离：
$ s = vt = 340\ \mathrm{m/s} × 0.001\ \mathrm{s} = 0.34\ \mathrm{m} $。
(2) 设声音在空气中的传播速度为 $ v_{\mathrm{声}} $，乙的反应时间为 $ \Delta t $：
甲击掌后，声音传到乙的时间为 $ \frac{s}{v_{\mathrm{声}}} $，乙反应后击掌，击掌声传回甲的时间也为 $ \frac{s}{v_{\mathrm{声}}} $，因此甲手机记录的时间 $ t_{\mathrm{甲}} = \frac{s}{v_{\mathrm{声}}} + \Delta t + \frac{s}{v_{\mathrm{声}}} = \frac{2s}{v_{\mathrm{声}}} + \Delta t $；
乙手机记录的时间是乙的反应时间，即 $ t_{\mathrm{乙}} = \Delta t $；
因此 $ t_{\mathrm{甲}} = t_{\mathrm{乙}} + \frac{2s}{v_{\mathrm{声}}} $，故 $ t_{\mathrm{甲}} ＞ t_{\mathrm{乙}} $。
(3) 由 $ t_{\mathrm{甲}} - t_{\mathrm{乙}} = \frac{2s}{v_{\mathrm{声}}} $，变形可得声速：
$ v_{\mathrm{声}} = \frac{2s}{t_{\mathrm{甲}} - t_{\mathrm{乙}}} $。
【答案】
(1)0.34 (2)＞ (3)$\dfrac{2s}{t_甲 - t_乙}$
【知识点】
声速计算、时间间隔分析
【点评】
本题结合实际实验场景，考查声速的计算，核心是理清两个手机记录时间的物理意义，明确时间差与声音传播距离的关系，需要学生理解实验过程中时间的组成部分，难度适中。
【难度系数】
0.3
本题需先明确两个手机记录时间的物理意义：甲的手机记录的时间是从甲击掌到甲接收到乙击掌声的总时间，包含声音从甲到乙的传播时间、乙的反应时间、声音从乙传回甲的传播时间；乙的手机记录的时间是乙从接收到甲的击掌声到自己击掌的反应时间。结合声速公式和两者的时间关系推导结果。
【解析】
(1) 根据声速公式 $ s = vt $，已知声速 $ v = 340\ \mathrm{m/s} $，时间 $ t = 0.001\ \mathrm{s} $，则0.001s内声音传播的距离：
$ s = vt = 340\ \mathrm{m/s} × 0.001\ \mathrm{s} = 0.34\ \mathrm{m} $。
(2) 设声音在空气中的传播速度为 $ v_{\mathrm{声}} $，乙的反应时间为 $ \Delta t $：
甲击掌后，声音传到乙的时间为 $ \frac{s}{v_{\mathrm{声}}} $，乙反应后击掌，击掌声传回甲的时间也为 $ \frac{s}{v_{\mathrm{声}}} $，因此甲手机记录的时间 $ t_{\mathrm{甲}} = \frac{s}{v_{\mathrm{声}}} + \Delta t + \frac{s}{v_{\mathrm{声}}} = \frac{2s}{v_{\mathrm{声}}} + \Delta t $；
乙手机记录的时间是乙的反应时间，即 $ t_{\mathrm{乙}} = \Delta t $；
因此 $ t_{\mathrm{甲}} = t_{\mathrm{乙}} + \frac{2s}{v_{\mathrm{声}}} $，故 $ t_{\mathrm{甲}} ＞ t_{\mathrm{乙}} $。
(3) 由 $ t_{\mathrm{甲}} - t_{\mathrm{乙}} = \frac{2s}{v_{\mathrm{声}}} $，变形可得声速：
$ v_{\mathrm{声}} = \frac{2s}{t_{\mathrm{甲}} - t_{\mathrm{乙}}} $。
【答案】
(1)0.34 (2)＞ (3)$\dfrac{2s}{t_甲 - t_乙}$
【知识点】
声速计算、时间间隔分析
【点评】
本题结合实际实验场景，考查声速的计算，核心是理清两个手机记录时间的物理意义，明确时间差与声音传播距离的关系，需要学生理解实验过程中时间的组成部分，难度适中。
【难度系数】
0.3
18.一辆汽车以某一速度正对山崖行驶，鸣笛后2 s听到回声，汽车从鸣笛到司机听到回声前进了40 m.已知声音在空气中的传播速度为340 m/s，则鸣笛处到山崖的距离以及汽车的速度分别是（
A.340 m 10 m/s
B.170 m 20 m/s
C.360 m 20 m/s
D.410 m 10 m/s
C
）A.340 m 10 m/s
B.170 m 20 m/s
C.360 m 20 m/s
D.410 m 10 m/s
答案
18.C
解析
【分析】
首先明确已知条件：汽车行驶时间为2s，这段时间内汽车前进了40m，声音在空气中的速度为340m/s。解题分两步：①根据汽车行驶的路程和时间计算汽车速度；②分析声音传播的路程，结合汽车前进的距离，推导鸣笛处到山崖的距离。核心是理解声音传播路径（鸣笛处→山崖→听到回声时的汽车位置）与汽车行驶路径的关系。
【解析】
1. 计算汽车速度：
已知汽车行驶时间$ t=2s $，行驶路程$ s_{车}=40m $，根据速度公式$ v=\frac{s}{t} $，可得：
$ v_{车}=\frac{s_{车}}{t}=\frac{40m}{2s}=20m/s $。
2. 计算声音传播的路程：
声音传播时间与汽车行驶时间相同（均为2s），声速$ v_{声}=340m/s $，则声音传播的路程：
$ s_{声}=v_{声}t=340m/s×2s=680m $。
3. 计算鸣笛处到山崖的距离：
设鸣笛处到山崖的距离为$ s $，听到回声时汽车到山崖的距离为$ s' $。
汽车前进的距离：$ s_{车}=s - s' $，即$ s'=s - s_{车} $；
声音传播的路程：$ s_{声}=s + s' $（声音从鸣笛处到山崖再反射回汽车）；
将$ s'=s - s_{车} $代入$ s_{声}=s + s' $，得：
$ s_{声}=s + (s - s_{车})=2s - s_{车} $，
整理得：$ s=\frac{s_{声}+s_{车}}{2}=\frac{680m + 40m}{2}=360m $。
综上，鸣笛处到山崖的距离为360m，汽车速度为20m/s，对应选项C。
【答案】
C
【知识点】
速度公式应用、回声测距
【点评】
本题考查回声测距的实际应用，关键是理清声音传播路程与汽车行驶路程、山崖距离的关系，需明确运动过程的物理联系，属于中等难度的力学应用题。
【难度系数】
0.5
首先明确已知条件：汽车行驶时间为2s，这段时间内汽车前进了40m，声音在空气中的速度为340m/s。解题分两步：①根据汽车行驶的路程和时间计算汽车速度；②分析声音传播的路程，结合汽车前进的距离，推导鸣笛处到山崖的距离。核心是理解声音传播路径（鸣笛处→山崖→听到回声时的汽车位置）与汽车行驶路径的关系。
【解析】
1. 计算汽车速度：
已知汽车行驶时间$ t=2s $，行驶路程$ s_{车}=40m $，根据速度公式$ v=\frac{s}{t} $，可得：
$ v_{车}=\frac{s_{车}}{t}=\frac{40m}{2s}=20m/s $。
2. 计算声音传播的路程：
声音传播时间与汽车行驶时间相同（均为2s），声速$ v_{声}=340m/s $，则声音传播的路程：
$ s_{声}=v_{声}t=340m/s×2s=680m $。
3. 计算鸣笛处到山崖的距离：
设鸣笛处到山崖的距离为$ s $，听到回声时汽车到山崖的距离为$ s' $。
汽车前进的距离：$ s_{车}=s - s' $，即$ s'=s - s_{车} $；
声音传播的路程：$ s_{声}=s + s' $（声音从鸣笛处到山崖再反射回汽车）；
将$ s'=s - s_{车} $代入$ s_{声}=s + s' $，得：
$ s_{声}=s + (s - s_{车})=2s - s_{车} $，
整理得：$ s=\frac{s_{声}+s_{车}}{2}=\frac{680m + 40m}{2}=360m $。
综上，鸣笛处到山崖的距离为360m，汽车速度为20m/s，对应选项C。
【答案】
C
【知识点】
速度公式应用、回声测距
【点评】
本题考查回声测距的实际应用，关键是理清声音传播路程与汽车行驶路程、山崖距离的关系，需明确运动过程的物理联系，属于中等难度的力学应用题。
【难度系数】
0.5
