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1. 某歌手在舞台上演唱歌曲，小明在距离舞台 170 m 的座位上。求小明听到歌声时，声音在空气中传播的时间。（声音在空气中的平均传播速度为 340 m/s）
答案
解：小明听到歌声时，声音在空气中传播的时间
$t=\frac{s}{v_{声}}=\frac{170\ \mathrm{m}}{340\ \mathrm{m/s}}=0.5\ \mathrm{s}$。
$t=\frac{s}{v_{声}}=\frac{170\ \mathrm{m}}{340\ \mathrm{m/s}}=0.5\ \mathrm{s}$。
解析
【分析】本题要求声音在空气中的传播时间，已知声音传播的路程（小明到舞台的距离）和声音在空气中的传播速度，根据速度公式的变形公式$t=\frac{s}{v}$，代入已知的路程和速度即可求出传播时间，解题时需注意单位统一，确保计算结果的单位正确。
【解析】解：根据速度公式$v=\frac{s}{t}$，变形可得声音传播的时间公式：$t=\frac{s}{v_{声}}$。
将已知数据$s=170\ \mathrm{m}$，$v_{声}=340\ \mathrm{m/s}$代入公式：
$t=\frac{170\ \mathrm{m}}{340\ \mathrm{m/s}}=0.5\ \mathrm{s}$。
【答案】$0.5\ \mathrm{s}$
【知识点】速度公式的应用，声速计算
【点评】本题为基础的物理计算题，考查对速度公式的掌握与应用，属于声学部分的简单计算，只要牢记速度公式及其变形，就能顺利解答，适合巩固物理基础。
【难度系数】0.9
【解析】解：根据速度公式$v=\frac{s}{t}$，变形可得声音传播的时间公式：$t=\frac{s}{v_{声}}$。
将已知数据$s=170\ \mathrm{m}$，$v_{声}=340\ \mathrm{m/s}$代入公式：
$t=\frac{170\ \mathrm{m}}{340\ \mathrm{m/s}}=0.5\ \mathrm{s}$。
【答案】$0.5\ \mathrm{s}$
【知识点】速度公式的应用，声速计算
【点评】本题为基础的物理计算题，考查对速度公式的掌握与应用，属于声学部分的简单计算，只要牢记速度公式及其变形，就能顺利解答，适合巩固物理基础。
【难度系数】0.9
2. 一艘潜艇潜浮在某海域中，某时刻向海底发射一束超声波，经过4.0 s接收到海底返回的信号。已知超声波在海水中的平均传播速度为1 500 m/s，求此时潜艇与海底之间的距离。
答案
解：超声波从发射到传播至海底的时间$t=\frac{4.0\ \mathrm{s}}{2}=2\ \mathrm{s}$，
潜艇与海底之间的距离等于超声波反射前传播的距离，$s=vt=1\ 500\ \mathrm{m/s}×2\ \mathrm{s}=3\ 000\ \mathrm{m}$。
潜艇与海底之间的距离等于超声波反射前传播的距离，$s=vt=1\ 500\ \mathrm{m/s}×2\ \mathrm{s}=3\ 000\ \mathrm{m}$。
解析
【分析】本题属于回声测距问题，核心是明确超声波从潜艇发射到接收信号的总时间是往返时间（去海底+返回潜艇），因此需先求出超声波从潜艇到海底的单程时间，再结合速度公式计算潜艇与海底的距离。
【解析】解：超声波从潜艇到海底的单程时间为总时间的一半，即：
$t=\frac{4.0\ \mathrm{s}}{2}=2\ \mathrm{s}$
根据速度公式$s=vt$，可得潜艇与海底之间的距离：
$s=1500\ \mathrm{m/s}×2\ \mathrm{s}=3000\ \mathrm{m}$
【答案】3000 m
【知识点】回声测距；速度公式应用
【点评】本题是初中物理声现象的基础应用题，重点考查回声测距的基本原理，需注意总时间为往返时间，需转换为单程时间再计算，难度较低，是巩固基础的典型题目。
【难度系数】0.6
【解析】解：超声波从潜艇到海底的单程时间为总时间的一半，即：
$t=\frac{4.0\ \mathrm{s}}{2}=2\ \mathrm{s}$
根据速度公式$s=vt$，可得潜艇与海底之间的距离：
$s=1500\ \mathrm{m/s}×2\ \mathrm{s}=3000\ \mathrm{m}$
【答案】3000 m
【知识点】回声测距；速度公式应用
【点评】本题是初中物理声现象的基础应用题，重点考查回声测距的基本原理，需注意总时间为往返时间，需转换为单程时间再计算，难度较低，是巩固基础的典型题目。
【难度系数】0.6
3. 在某金属管的一端敲击一下，在管的另一端听到两次响声，第一次是由金属管传来的，第二次是由空气传来的。已知管长 850 m，两次响声相隔 2.25 s，当时空气中的声速是340 m/s。求金属管中的声速。
答案
解：声音在空气中传播的时间$t_{空气}=\frac{850\ \mathrm{m}}{340\ \mathrm{m/s}}=2.5\ \mathrm{s}$，
声音在金属管中传播的时间$t_{金属管}=t_{空气}-2.25\ \mathrm{s}=2.5\ \mathrm{s}-2.25\ \mathrm{s}=0.25\ \mathrm{s}$，
则金属管中的声速$v_{金属管}=\frac{850\ \mathrm{m}}{0.25\ \mathrm{s}}=3\ 400\ \mathrm{m/s}$。
声音在金属管中传播的时间$t_{金属管}=t_{空气}-2.25\ \mathrm{s}=2.5\ \mathrm{s}-2.25\ \mathrm{s}=0.25\ \mathrm{s}$，
则金属管中的声速$v_{金属管}=\frac{850\ \mathrm{m}}{0.25\ \mathrm{s}}=3\ 400\ \mathrm{m/s}$。
解析
【分析】
要解决该问题，需利用声音在不同介质中传播速度不同的特点：金属管中声速比空气中快，因此听到两次声音的时间差等于声音在空气中的传播时间减去在金属管中的传播时间。解题步骤为：①先根据路程和空气中声速算出声音在空气中的传播时间；②用两次声音的时间差求出声音在金属管中的传播时间；③再结合路程和金属管中的传播时间，计算金属管中的声速。
【解析】
解：根据速度公式 $ v = \frac{s}{t} $，
1. 计算声音在空气中的传播时间：
$ t_{空气} = \frac{s}{v_{空气}} = \frac{850\ \mathrm{m}}{340\ \mathrm{m/s}} = 2.5\ \mathrm{s} $；
2. 计算声音在金属管中的传播时间：
已知两次响声相隔 $ \Delta t = 2.25\ \mathrm{s} $，则 $ t_{金属} = t_{空气} - \Delta t = 2.5\ \mathrm{s} - 2.25\ \mathrm{s} = 0.25\ \mathrm{s} $；
3. 计算金属管中的声速：
$ v_{金属} = \frac{s}{t_{金属}} = \frac{850\ \mathrm{m}}{0.25\ \mathrm{s}} = 3400\ \mathrm{m/s} $。
【答案】
3400 m/s
【知识点】
声速、速度公式应用
【点评】
本题是声现象中速度计算的基础应用题，核心是利用不同介质声速差异产生的时间差，结合速度公式求解未知声速，注重对基础公式的理解与实际运用。
【难度系数】
0.6
要解决该问题，需利用声音在不同介质中传播速度不同的特点：金属管中声速比空气中快，因此听到两次声音的时间差等于声音在空气中的传播时间减去在金属管中的传播时间。解题步骤为：①先根据路程和空气中声速算出声音在空气中的传播时间；②用两次声音的时间差求出声音在金属管中的传播时间；③再结合路程和金属管中的传播时间，计算金属管中的声速。
【解析】
解：根据速度公式 $ v = \frac{s}{t} $，
1. 计算声音在空气中的传播时间：
$ t_{空气} = \frac{s}{v_{空气}} = \frac{850\ \mathrm{m}}{340\ \mathrm{m/s}} = 2.5\ \mathrm{s} $；
2. 计算声音在金属管中的传播时间：
已知两次响声相隔 $ \Delta t = 2.25\ \mathrm{s} $，则 $ t_{金属} = t_{空气} - \Delta t = 2.5\ \mathrm{s} - 2.25\ \mathrm{s} = 0.25\ \mathrm{s} $；
3. 计算金属管中的声速：
$ v_{金属} = \frac{s}{t_{金属}} = \frac{850\ \mathrm{m}}{0.25\ \mathrm{s}} = 3400\ \mathrm{m/s} $。
【答案】
3400 m/s
【知识点】
声速、速度公式应用
【点评】
本题是声现象中速度计算的基础应用题，核心是利用不同介质声速差异产生的时间差，结合速度公式求解未知声速，注重对基础公式的理解与实际运用。
【难度系数】
0.6
4. 我国高速公路限速 120 km/h，为了行驶安全，高速公路中每隔一段路就会设置超声测速区域。如图所示，当一辆汽车运动到距测速仪 370 m 时，测速仪向该车发出超声波信号，2 s后收到从汽车返回的信号。设超声波传播速度是 340 m/s。
(1)求测速仪发出的超声波信号与汽车相遇经过的时间。
(2)求超声波信号刚遇到汽车时，汽车与测速仪之间的距离。
(3)求汽车的平均速度，并判断该车是否超速。
(1)求测速仪发出的超声波信号与汽车相遇经过的时间。
(2)求超声波信号刚遇到汽车时，汽车与测速仪之间的距离。
(3)求汽车的平均速度，并判断该车是否超速。
答案
解：(1)由题意知，测速仪发出的超声波信号与汽车相遇经过的时间$t=\frac{1}{2}×2\ \mathrm{s}=1\ \mathrm{s}$。
(2)超声波信号刚遇到汽车时，汽车与测速仪之间的距离等于超声波反射前传播的距离，$s=v_{声}t=340\ \mathrm{m/s}×1\ \mathrm{s}=340\ \mathrm{m}$。
(3)汽车行驶的距离$s'=370\ \mathrm{m}-340\ \mathrm{m}=30\ \mathrm{m}$，
汽车的平均速度$v=\frac{s'}{t}=\frac{30\ \mathrm{m}}{1\ \mathrm{s}}=30\ \mathrm{m/s}=108\ \mathrm{km/h}＜120\ \mathrm{km/h}$，因此该车没有超速。
(2)超声波信号刚遇到汽车时，汽车与测速仪之间的距离等于超声波反射前传播的距离，$s=v_{声}t=340\ \mathrm{m/s}×1\ \mathrm{s}=340\ \mathrm{m}$。
(3)汽车行驶的距离$s'=370\ \mathrm{m}-340\ \mathrm{m}=30\ \mathrm{m}$，
汽车的平均速度$v=\frac{s'}{t}=\frac{30\ \mathrm{m}}{1\ \mathrm{s}}=30\ \mathrm{m/s}=108\ \mathrm{km/h}＜120\ \mathrm{km/h}$，因此该车没有超速。
解析
【分析】
要解决这道题，需明确超声波信号从测速仪发出到汽车再返回的总时间为2s，因此信号与汽车相遇的时间是总时间的一半；接着利用速度公式计算超声波传播的距离，得到信号刚遇到汽车时汽车与测速仪的距离；再根据初始距离和该距离算出汽车行驶的路程，结合相遇时间求出汽车速度，最后转换单位与限速比较判断是否超速。
【解析】
(1) 测速仪发出的超声波信号从发出到返回测速仪总时间为2s，由于超声波往返测速仪与汽车的时间相等，因此信号与汽车相遇经过的时间：
$t = \frac{1}{2} × 2\ \mathrm{s} = 1\ \mathrm{s}$。
(2) 已知超声波速度$v_{声}=340\ \mathrm{m/s}$，根据$s=vt$，超声波信号刚遇到汽车时，汽车与测速仪之间的距离：
$s = v_{声}t = 340\ \mathrm{m/s} × 1\ \mathrm{s} = 340\ \mathrm{m}$。
(3) 汽车在超声波信号传播的1s内行驶的距离：
$s' = 370\ \mathrm{m} - 340\ \mathrm{m} = 30\ \mathrm{m}$，
则汽车的平均速度：
$v = \frac{s'}{t} = \frac{30\ \mathrm{m}}{1\ \mathrm{s}} = 30\ \mathrm{m/s}$，
单位换算：$30\ \mathrm{m/s} = 30 × 3.6\ \mathrm{km/h} = 108\ \mathrm{km/h}$，
因为$108\ \mathrm{km/h} ＜ 120\ \mathrm{km/h}$，所以该车没有超速。
【答案】
(1) 1 s；(2) 340 m；(3) 汽车平均速度为108 km/h，没有超速。
【知识点】
速度公式应用、单位换算、超声波测速
【点评】
本题是超声波测速的典型应用题，核心是理解超声波往返时间的关系，利用速度公式逐步推导，考查学生对运动学基本公式的掌握和单位换算能力，难度适中。
【难度系数】
0.6
要解决这道题，需明确超声波信号从测速仪发出到汽车再返回的总时间为2s，因此信号与汽车相遇的时间是总时间的一半；接着利用速度公式计算超声波传播的距离，得到信号刚遇到汽车时汽车与测速仪的距离；再根据初始距离和该距离算出汽车行驶的路程，结合相遇时间求出汽车速度，最后转换单位与限速比较判断是否超速。
【解析】
(1) 测速仪发出的超声波信号从发出到返回测速仪总时间为2s，由于超声波往返测速仪与汽车的时间相等，因此信号与汽车相遇经过的时间：
$t = \frac{1}{2} × 2\ \mathrm{s} = 1\ \mathrm{s}$。
(2) 已知超声波速度$v_{声}=340\ \mathrm{m/s}$，根据$s=vt$，超声波信号刚遇到汽车时，汽车与测速仪之间的距离：
$s = v_{声}t = 340\ \mathrm{m/s} × 1\ \mathrm{s} = 340\ \mathrm{m}$。
(3) 汽车在超声波信号传播的1s内行驶的距离：
$s' = 370\ \mathrm{m} - 340\ \mathrm{m} = 30\ \mathrm{m}$，
则汽车的平均速度：
$v = \frac{s'}{t} = \frac{30\ \mathrm{m}}{1\ \mathrm{s}} = 30\ \mathrm{m/s}$，
单位换算：$30\ \mathrm{m/s} = 30 × 3.6\ \mathrm{km/h} = 108\ \mathrm{km/h}$，
因为$108\ \mathrm{km/h} ＜ 120\ \mathrm{km/h}$，所以该车没有超速。
【答案】
(1) 1 s；(2) 340 m；(3) 汽车平均速度为108 km/h，没有超速。
【知识点】
速度公式应用、单位换算、超声波测速
【点评】
本题是超声波测速的典型应用题，核心是理解超声波往返时间的关系，利用速度公式逐步推导，考查学生对运动学基本公式的掌握和单位换算能力，难度适中。
【难度系数】
0.6
