【物理】物理声现象问题求解的专项培优练习题(含答案)含答案

一、初中物理声现象问题求解方法1．阅读下面的短文潜艇的“耳目”——声呐潜艇最大的特点是它的隐蔽性，作战时需要长时间在水下潜航，这就决定它不能浮出水面使用雷达观察，而只能依靠声呐进行探测，所以声呐在潜艇上的重要性更为突出，被称为潜艇的“耳目”。

声呐是利用水中声波对水下目标进行探测、定位和通信的电子设备，是水声学中应用广泛的一种重要装置。

声呐能够向水中发射声波，声波的频率大多在10kHz~30kHz之间，由于这种声波的频率较高，可以形成较指向性。

声波在水中传播时，如果遇到潜艇、水雷、鱼群等目标，就会被反射回来，反射回来的声波被声呐接收，根据声信号往返时间可以确定目标的距离。

声呐发出声波碰到的目标如果是运动的，反射回来的声波（下称“回声”）的音调就会有所变化，它的变化规律是：如果回声的音调变高，说明目标正向声呐靠拢；如果回声的音调变低，说明目标远离声呐。

请回答以下问题：(1)人耳能够听到声呐发出的声波的频率范围是______kHz到______kHz。

(2)①如果停在海水中的潜艇A发出的声波信号在10s内接收到经B潜艇反射回来的信号，且信号频率不变，潜艇B与潜艇A的距离1s是__________。

（设声波在海水中传播速度为1500m/s）②停在海水中的潜艇A继续监控潜艇B，突然接到潜艇B反射回来的声波频率是变低的，且测出潜艇B的速度是20m/s，方向始终在潜艇A、B的连线上，经一分钟后潜艇B与潜艇A的距离2s为__________。

(3)在月球上能否用声呐技术来测量物体间的距离？_____为什么？_____【答案】0.02 20 7500m 8700m 不能月球表面是真空的，而真空不能传声【解析】【分析】(1)超声是指高于20000Hz的声音，次声是指低于20Hz的声音，人耳无法听到超声和次声。

(2)先算出超声波从潜艇A传到潜艇B的时间，再根据速度公式求两者的距离；首先算出1分钟内潜艇B通过的距离，根据声波频率的变化分析出潜艇AB之间的距离变化，从而计算出二者之间的距离。

(3)真空不能传声，所以无法使用声呐。

【详解】(1)[1][2]人耳只能听到20Hz到20000Hz，即0.02kHz到20kHz之间的声音。

(2)①[3]超声波从潜艇A传到潜艇B的时间1110s5s 2t=⨯=潜艇B与潜艇A的距离111500m/s5s7500ms vt==⨯=②[4]1分钟后，潜艇B行驶的路程B B 20m/s60s1200ms v t==⨯=因为声波频率变低，所以潜艇B是远离声呐，现在两艘潜艇之间的距离21B 7500m1200m8700ms s s=+=+=(3)[5][6]地球和月球之间是真空，因为真空不能传声，所以用声呐技术无法测量地球和月球之间的距离。

【点睛】本题综合性很强，考查学生对声音知识的综合运用能力；在计算距离时，注意回声测距需要计算单程的长度。

2．考场内翻阅试卷的声音是由纸张的_______产生的；“不敢高声语，恐惊天上人”中的“高”是指声音的_______（响度/音调/音色）；中考期间考场周围常常设有禁止鸣笛的标志，这是从_______减弱噪声的。

【答案】振动响度声源处【解析】【分析】【详解】[1]声音是由物体的振动产生的，所以考场内翻阅试卷的声音是由纸张的振动产生的。

[2]“不敢高声语，恐惊天上人”中的“高”是指声音的大小，即指声音的响度。

[3]中考期间考场周围常常设有禁止鸣笛的标志，这是指车辆禁止鸣笛，这是从声源处减弱噪声的。

3．往7个相同的透明玻璃瓶中灌入不同高度的水，用同样大小的力敲击时可发出“1、2、3、4、5、6、7”的音，发出声音的响度_____（填“相同”或“不同”），最右边瓶发出的是_____（填“1”“2”“3”“4”“5”“6”“7”）音。

【答案】相同“1”【解析】【分析】【详解】[1]用同样大小的力敲击时，瓶子的振幅相同，响度相同。

[2]最右边瓶子装水最多，瓶子和水的质量最大，最难振动，振动最慢，音调最低，所以最右边瓶发出的是“1”音。

4．如图，四个相同的瓶子里装有高度不同的水，对着瓶口吹气，发出的音调最高的是____。

【答案】丁【解析】【详解】当对着瓶口吹气时，瓶内的空气柱会振动，空气柱越短，振动的频率越高，音调越大，所以发出的音调最高的是丁。

5．如图所示，用手拨动塑料尺（1）发出的声音是由塑料尺_____产生的（2）如图a所示，用较小的力轻拨塑料尺；如图b所示，用较大的力重拨塑料尺．从a到b，塑料尺发出声音的_____变大（3）如图c到图d，拨塑料尺的力不变，使塑料尺伸出桌面的长度变长，用仪器测得c图实验声音为1.3×10■，d图实验声音为1.2×102■，两个数据的单位是_____可见随着塑料尺伸出桌面的长度变长，发出声音的_____变小（4）如图c到图f，拨塑料尺的力不变，塑料尺伸出桌面的长度不变，在塑料尺右端开小孔，开孔前后、两次发声的波形图象如图所示．可见结构的不同，会导致发出声音的_____改变．【答案】振动响度 Hz 音调音色【解析】【分析】【详解】（1）声音由振动产生，所以塑料尺发出的声音是由塑料尺振动产生的；（2）如图a所示，用较小的力轻拨塑料尺；如图b所示，用较大的力重拨塑料尺，即两次尺子伸出桌面的长度相同，尺子的振动幅度不同，振幅决定响度，所以从a到b，塑料尺发出声音的响度变大；（3）如图c到图d，拨塑料尺的力不变，使塑料尺伸出桌面的长度变长，用仪器测得c图实验声音为1.3×102，d图实验声音为1.2×102，两个数据的单位是Hz，即声音振动的频率，频率决定音调，所以可知随着塑料尺伸出桌面的长度变长，发出声音的音调变低；（4）如图c到图f，拨塑料尺的力不变，塑料尺伸出桌面的长度不变，在塑料尺右端开小孔，开孔前后、两次发声的波形图象如图所示，产生的声音波形发生了细微的变化，这些波形的细微变化，决定的是声音的音色，所以可知结构的不同，会导致发出声音的音色改变．6．在探究声音的产生与传播时，小明和小华一起做了下面的实验：（1）如图①所示，用悬挂着的乒乓球接触正在发声的音叉，可观察到________，它说明了________．此探究中悬挂着的乒乓球的作用是________．（2）如图②所示，为了验证（1）中的探究结论，小华同学用手使劲敲桌子，桌子发出了很大的声响，但他几乎没有看到桌子的振动，为了明显地看到实验现象，你的改进方法是：________．（3）如图③所示，敲响右边的音叉，左边完全相同的音叉也会发声，并且把泡沫塑料球弹起．该实验能说明________可以传声．（4）如图④所示，把正在响铃的闹钟放在玻璃罩内，逐渐抽出其中的空气，将听到________，并由此推理可知：________．【答案】乒乓球弹跳起来发声的物体在振动将音叉的振动放大在桌面上撒一些纸屑空气铃声越来越小真空不能传声【解析】【分析】【详解】（1）用悬挂着的乒乓球接触正在发声的音叉，可观察到乒乓球弹跳起来；它说明发声体在振动；音叉的振动不能直接观察，乒乓球起的作用是将音叉的振动放大，更容易直观观察；（2）桌子是较大的物体，发声振动不易观察，可转换成桌面上小纸屑的振动，所以可在桌子上放一些小纸屑；（3）敲击右面的音叉，左面的小球跳起来了，说明空气可以传声；（4）瓶内空气越来越少，声音就越来越小，是声音传播的物质（空气）逐渐减少造成的，由此可以推出：真空不能传声．7．阅读下面一段短文后，认真思考并回答以下问题．如图 1 所示，小明和小刚用细棉线连接两个纸杯制成了一个“土电话”．（1）他们用土电话能实现 10m 间的通话，说明了_____．（2）相距同样远，讲话者以相同的响度讲话，如果改用细金属丝连接“土电话”，则听到的声音就大些，这一实验表明：_____．（3）如果在用土电话时，棉线没有拉直而处于松驰状态，则听的一方通过棉线_____（选填“能”或“不能”）听到对方的讲话声．（4）某研究小组利用以上两个纸杯和一些长短、粗细不同的琴弦，又进行了探究“音调和哪些因素有关”的活动．他们选用的琴弦长度、材料在图 2 中已标出（其中琴弦的直径关系：a=c=d＜b），并且每根琴弦固定在“音箱”上的松紧程度一致．①若他们想研究“音调的高低与琴弦长度”的关系应选择琴弦_____（选填符号 a、b、c或d）．②若选择琴弦 a 和 b，则是为了研究_____．③若有同学选择 c 和 d 进行研究，并推理得出：琴弦长度越长，振动越慢，音调就越低的结论．该同学探究过程中存在什么问题？_____④两位同学还可以选择琴弦_____（选填符号 a、b、c 或 d），研究“琴弦音调高低与材料的关系”．【答案】固体能传播声音金属丝的传声效果更好不能 ad 音调的高低与琴弦粗细的关系因为琴弦的材料、长度都不相同，没有控制变量 ac【解析】【分析】【详解】（1）土电话通过细绳连接，所以能说明固体能够传声.（2）改用细金属丝连接“土电话”，则听到的声音就大些，这一实验表明金属丝的传声效果更好.（3）棉线没有拉直而处于松驰状态时，声音就不能传到听者耳朵里.（4）研究“音调的高低与琴弦长度”的关系时，应选择只有长度不同的两根线，所以选ad.琴弦 a 和 b只有粗细不同，所以研究的是音调的高低与琴弦粗细的关系.选择 c 和 d 进行研究时，因为琴弦的材料、长度都不相同，无法控制变量.研究“琴弦音调高低与材料的关系”可以选择琴弦ac.8．长沙市为了督促司机遵守限速规定，交管部门在公路上设置了固定测速仪。

如图所示，汽车向放置在路中的测速仪匀速驶来，测速仪向汽车发出两次超声波信号，第一次发出信号到接收到反射回来的信号用时0.5s，第二次发出信号到接收到反射回来的信号用时0.4s。

若测速仪发出两次信号的时间间隔是0.9s，超声波的速度是340m/s，求：（1）汽车接收到第一次信号时，距测速仪多少米？（2）汽车两次接收到信号时位置相距多少米？（3）在该测速区内，汽车的速度是多少？【答案】(1)85m；(2)17m；(3)20m/s【解析】【详解】(1)第一次发出信号到测速仪接收到信号用时0.5s，所以第一次信号到达汽车的时间为0.25s，由v=st可得汽车接收到第一次信号时，汽车距测速仪：s1=v声t1=340m/s×0.25s=85m；(2)第二次发出信号到测速仪接收到信号用时0.4s，所以第二次信号到达汽车的时间为0.2s，汽车接收到第二次信号时，汽车距测速仪：s2=v声t2=340m/s×0.2s=68m；汽车两次接收到信号时位置相距(即汽车行驶的距离):s′=s1−s2=85m−68m=17m；(3)汽车行驶这17m共用的时间：t′=△t−t1+t2=0.9s−0.25s+0.2s=0.85s，所以汽车的车速为：v′=st''=17m0.85s=20m/s。