9.运动会上进行百米赛跑,如果计时员听到枪声才开始计时,空气中声速取 340 m/s,
则他所记录的成绩比看到枪烟就开始计时
的成绩
(
A.计时准确
B.少记约 0.294 s
C.多记约 0.294 s
D.少记约 0.588 s
则他所记录的成绩比看到枪烟就开始计时
的成绩
(
B
)A.计时准确
B.少记约 0.294 s
C.多记约 0.294 s
D.少记约 0.588 s
答案
9. B
解析
【分析】首先明确:看到枪烟计时是因为光速极快,光传播100米的时间可忽略不计,计时准确;而听到枪声才计时,声音从起点传到计时员处需要一定时间,导致计时员开始计时的时间晚于运动员起跑时间,因此记录的成绩会比实际成绩少,少的时间就是声音传播100米所需的时间。
【解析】根据速度公式$v=\frac{s}{t}$,变形可得时间公式$t=\frac{s}{v}$。已知路程$s=100m$,空气中声速$v=340m/s$,代入公式计算:$t=\frac{100m}{340m/s}\approx0.294s$,即记录的成绩比实际成绩少约0.294s,对应选项B。
【答案】B
【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,核心是理解计时误差的来源(声速与光速的差异),计算过程简单,属于基础应用类题目。
【难度系数】0.7
【解析】根据速度公式$v=\frac{s}{t}$,变形可得时间公式$t=\frac{s}{v}$。已知路程$s=100m$,空气中声速$v=340m/s$,代入公式计算:$t=\frac{100m}{340m/s}\approx0.294s$,即记录的成绩比实际成绩少约0.294s,对应选项B。
【答案】B
【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,核心是理解计时误差的来源(声速与光速的差异),计算过程简单,属于基础应用类题目。
【难度系数】0.7
10. 如图所示,某中学有一个 $136\ \mathrm{m} × 50\ \mathrm{m}$ 的操场,广播室在操场两端架起了两个音箱 $S_1$ 和 $S_2$,广播操音乐响起后,李老师绕操场一周试听了一番,觉得甲、乙、丙、丁四处(它们分别是各边的中点),有两个位置声音含混不清,则这两处是(

A.乙和丁
B.甲和乙
C.丙和丁
D.甲和丙
D
)A.乙和丁
B.甲和乙
C.丙和丁
D.甲和丙
答案
10. D
解析
【分析】
要判断声音含混不清的位置,需利用波的干涉原理:当两个相干波源(S₁、S₂)发出的声波在某点的路程差为半波长的奇数倍时,该点振动减弱,声音含混不清;路程差为波长的整数倍时,振动加强,声音清晰。解题时,分别计算甲、乙、丙、丁四处到S₁和S₂的路程差,判断是否为半波长奇数倍即可。
【解析】
设操场水平方向长度为136m,竖直方向宽度为50m,S₁、S₂为左右两侧的相干波源:
1. 甲处(左边中点):到S₁和S₂的路程差近似为操场水平长度136m,该路程差为半波长的奇数倍,振动减弱,声音含混不清;
2. 乙处(上边中点):到S₁和S₂的距离相等,路程差为0,是波长的整数倍,振动加强,声音清晰;
3. 丙处(右边中点):到S₁和S₂的路程差近似为操场水平长度136m,为半波长的奇数倍,振动减弱,声音含混不清;
4. 丁处(下边中点):到S₁和S₂的距离相等,路程差为0,振动加强,声音清晰。
因此,声音含混不清的是甲和丙两处。
【答案】
D
【知识点】
波的干涉、声波
【点评】
本题结合实际场景考查波的干涉原理,核心是掌握振动加强与减弱的路程差条件,需结合几何位置分析各点的路程差,难度适中,注重理论联系实际的应用。
【难度系数】
0.5
要判断声音含混不清的位置,需利用波的干涉原理:当两个相干波源(S₁、S₂)发出的声波在某点的路程差为半波长的奇数倍时,该点振动减弱,声音含混不清;路程差为波长的整数倍时,振动加强,声音清晰。解题时,分别计算甲、乙、丙、丁四处到S₁和S₂的路程差,判断是否为半波长奇数倍即可。
【解析】
设操场水平方向长度为136m,竖直方向宽度为50m,S₁、S₂为左右两侧的相干波源:
1. 甲处(左边中点):到S₁和S₂的路程差近似为操场水平长度136m,该路程差为半波长的奇数倍,振动减弱,声音含混不清;
2. 乙处(上边中点):到S₁和S₂的距离相等,路程差为0,是波长的整数倍,振动加强,声音清晰;
3. 丙处(右边中点):到S₁和S₂的路程差近似为操场水平长度136m,为半波长的奇数倍,振动减弱,声音含混不清;
4. 丁处(下边中点):到S₁和S₂的距离相等,路程差为0,振动加强,声音清晰。
因此,声音含混不清的是甲和丙两处。
【答案】
D
【知识点】
波的干涉、声波
【点评】
本题结合实际场景考查波的干涉原理,核心是掌握振动加强与减弱的路程差条件,需结合几何位置分析各点的路程差,难度适中,注重理论联系实际的应用。
【难度系数】
0.5
11. 易错题 一辆汽车以72 km/h远离山崖匀速行驶,鸣笛后2 s听到回声,已知声音在空气中的传播速度是340 m/s。求:
(1)2 s内,汽车行驶的路程。
(2)司机刚鸣笛时汽车离山崖的距离。
(1)2 s内,汽车行驶的路程。
(2)司机刚鸣笛时汽车离山崖的距离。
答案
(1) 40 m (2) 320 m
解析
【分析】
要解决这道题,首先需统一单位,将汽车速度从km/h转换为m/s;第一问利用匀速直线运动的路程公式直接计算汽车2s内行驶的路程;第二问需明确:汽车远离山崖时,鸣笛后声音传播的路程等于鸣笛时汽车到山崖距离的2倍加上汽车行驶的路程,据此推导鸣笛时的距离。
【解析】
解:首先统一单位:汽车速度 $ v_{车}=72\ \mathrm{km/h}=72×\frac{1000\ \mathrm{m}}{3600\ \mathrm{s}}=20\ \mathrm{m/s} $。
(1) 根据匀速直线运动路程公式 $ s=vt $,2s内汽车行驶的路程:
$ s_{车}=v_{车}t=20\ \mathrm{m/s}×2\ \mathrm{s}=40\ \mathrm{m} $。
(2) 2s内声音传播的路程:
$ s_{声}=v_{声}t=340\ \mathrm{m/s}×2\ \mathrm{s}=680\ \mathrm{m} $。
由于汽车远离山崖,鸣笛时汽车到山崖的距离 $ s $ 满足:$ s_{声}=2s + s_{车} $,因此:
$ s=\frac{s_{声}-s_{车}}{2}=\frac{680\ \mathrm{m}-40\ \mathrm{m}}{2}=320\ \mathrm{m} $。
【答案】
(1) 40 m (2) 320 m
【知识点】
速度公式应用,回声测距
【点评】
本题为易错题,核心难点是理解汽车远离山崖时回声的路程关系,易混淆声音与汽车的路程联系;同时单位换算也是易错点,需注意统一单位后再计算。
【难度系数】
0.5
要解决这道题,首先需统一单位,将汽车速度从km/h转换为m/s;第一问利用匀速直线运动的路程公式直接计算汽车2s内行驶的路程;第二问需明确:汽车远离山崖时,鸣笛后声音传播的路程等于鸣笛时汽车到山崖距离的2倍加上汽车行驶的路程,据此推导鸣笛时的距离。
【解析】
解:首先统一单位:汽车速度 $ v_{车}=72\ \mathrm{km/h}=72×\frac{1000\ \mathrm{m}}{3600\ \mathrm{s}}=20\ \mathrm{m/s} $。
(1) 根据匀速直线运动路程公式 $ s=vt $,2s内汽车行驶的路程:
$ s_{车}=v_{车}t=20\ \mathrm{m/s}×2\ \mathrm{s}=40\ \mathrm{m} $。
(2) 2s内声音传播的路程:
$ s_{声}=v_{声}t=340\ \mathrm{m/s}×2\ \mathrm{s}=680\ \mathrm{m} $。
由于汽车远离山崖,鸣笛时汽车到山崖的距离 $ s $ 满足:$ s_{声}=2s + s_{车} $,因此:
$ s=\frac{s_{声}-s_{车}}{2}=\frac{680\ \mathrm{m}-40\ \mathrm{m}}{2}=320\ \mathrm{m} $。
【答案】
(1) 40 m (2) 320 m
【知识点】
速度公式应用,回声测距
【点评】
本题为易错题,核心难点是理解汽车远离山崖时回声的路程关系,易混淆声音与汽车的路程联系;同时单位换算也是易错点,需注意统一单位后再计算。
【难度系数】
0.5
12.有一款功能强大的物理实验手机软件,其中的某项功能能够自动记录下所接收到的两次响声之间的时间间隔。当手机接收到第一次响声时便自动计时,当再次接收到响声时计时自动停止(类似于使用秒表时的启动和停止),由于对声音的响应非常灵敏,计时可精确到0.001 s。如图所示,甲、乙两人使用手机在空旷安静的广场上测量声音的传播速度,他们分别站在间距测量值为$s$的A、B两处,打开手机软件做好计时准备。甲先在手机边击掌一次,乙听到击掌声之后(乙的反应时间可以忽略),也在手机边击掌一次。查看甲、乙两手机均有效记录下了两次声音的时间间隔,分别为$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$t_甲$、$t_乙$的大小关系为
(3)测得空气中声音的传播速度$v_声=$
(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$t_甲$、$t_乙$的大小关系为
$t_甲>t_乙$
。(3)测得空气中声音的传播速度$v_声=$
$\frac{2s}{t_甲 - t_乙}$
(用$s$、$t_甲$、$t_乙$表示)。答案
12. (1) 0.34 (2) $t_甲>t_乙$ (3) $\frac{2s}{t_甲 - t_乙}$
解析
【分析】
首先明确两个手机记录时间的物理意义:甲手机记录的是甲击掌的声音到达甲的时刻与乙击掌的声音到达甲的时刻的时间间隔;乙手机记录的是甲击掌的声音到达乙的时刻与乙击掌的声音到达乙的时刻的时间间隔(因乙反应时间可忽略,乙击掌时刻等于接收到甲击掌声的时刻)。再结合声音传播的过程,利用速度公式推导各量关系即可。
【解析】
(1)根据速度公式 $ v = \frac{s}{t} $,可得0.001s内声音传播的距离:
$ s = v_{声}t = 340\ \mathrm{m/s} × 0.001\ \mathrm{s} = 0.34\ \mathrm{m} $;
(2)甲击掌后,声音从A处传到B处的时间为 $ t_1 = \frac{s}{v_{声}} $,乙在 $ t_1 $ 时刻击掌,乙击掌的声音从B处传到A处的时间也为 $ t_1 $,因此甲手机记录的时间 $ t_甲 = t_1 + t_1 = 2t_1 $;
乙击掌的时刻等于接收到甲击掌声的时刻(反应时间忽略),所以乙手机记录的时间 $ t_乙 = 0 $,故 $ t_甲>t_乙 $;
(3)由 $ t_甲 = 2t_1 $,且 $ t_1 = \frac{s}{v_{声}} $,可得 $ t_甲 = \frac{2s}{v_{声}} $,结合 $ t_乙 = 0 $,变形得:
$ v_{声} = \frac{2s}{t_甲 - t_乙} $。
【答案】
(1) $ 0.34 $;(2) $ t_甲>t_乙 $;(3) $ \frac{2s}{t_甲 - t_乙} $
【知识点】
声速、速度公式应用
【点评】
本题通过实验测量声速,关键是理清声音传播的过程,明确两个手机记录时间的含义,利用速度公式推导关系,考查对声现象和速度公式的理解应用,难度适中。
【难度系数】
0.5
首先明确两个手机记录时间的物理意义:甲手机记录的是甲击掌的声音到达甲的时刻与乙击掌的声音到达甲的时刻的时间间隔;乙手机记录的是甲击掌的声音到达乙的时刻与乙击掌的声音到达乙的时刻的时间间隔(因乙反应时间可忽略,乙击掌时刻等于接收到甲击掌声的时刻)。再结合声音传播的过程,利用速度公式推导各量关系即可。
【解析】
(1)根据速度公式 $ v = \frac{s}{t} $,可得0.001s内声音传播的距离:
$ s = v_{声}t = 340\ \mathrm{m/s} × 0.001\ \mathrm{s} = 0.34\ \mathrm{m} $;
(2)甲击掌后,声音从A处传到B处的时间为 $ t_1 = \frac{s}{v_{声}} $,乙在 $ t_1 $ 时刻击掌,乙击掌的声音从B处传到A处的时间也为 $ t_1 $,因此甲手机记录的时间 $ t_甲 = t_1 + t_1 = 2t_1 $;
乙击掌的时刻等于接收到甲击掌声的时刻(反应时间忽略),所以乙手机记录的时间 $ t_乙 = 0 $,故 $ t_甲>t_乙 $;
(3)由 $ t_甲 = 2t_1 $,且 $ t_1 = \frac{s}{v_{声}} $,可得 $ t_甲 = \frac{2s}{v_{声}} $,结合 $ t_乙 = 0 $,变形得:
$ v_{声} = \frac{2s}{t_甲 - t_乙} $。
【答案】
(1) $ 0.34 $;(2) $ t_甲>t_乙 $;(3) $ \frac{2s}{t_甲 - t_乙} $
【知识点】
声速、速度公式应用
【点评】
本题通过实验测量声速,关键是理清声音传播的过程,明确两个手机记录时间的含义,利用速度公式推导关系,考查对声现象和速度公式的理解应用,难度适中。
【难度系数】
0.5
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