物理声现象的综合题试题及详细答案

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 是__________。（设声波在海水中传播速度为1500m/s）
【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。
10．阅读《从传声筒到移动通信》，回答问题。
从传声筒到移动通信
我们每天都离不开电话，你知道科学家们发明它是受什么启发吗？是传声筒。让我们去参观中国科技馆二层探索与发现主题展B厅——声音之韵展，观察、研究一下传声筒，直观地去体验传声筒传递声音的过程吧。
【答案】D
【解析】
【详解】
A．我们平时不能听到心跳的声音，是心跳声音的强度太弱，故A错误；
BC．听诊器前端实际是一个面积较大的膜腔，被体检者体内的声波振动后，听诊器内的密闭气体随之震动，传到耳塞的一端，由于腔道狭窄，气体的震幅就比前端要大很多，医生听到传来的声音也就大了很多，故BC错误；
D．医生是根据声音传递信息来判断病人的病情，故D正确。
【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。
现实世界中充斥着各种各样的声波，但因为声波的能量随扩展的距离逐渐消耗，最后声音消失，一旦声源远离接受者就无法准确获得信息。早在十八世纪欧洲已有“电话”一词，用来指用线串成的话筒（以线串起杯子）。电话的出现要归功于贝尔，早期电话机的原理为：说话声音为空气里的复合振动，可传输到固体上，通过电脉冲于导电金属上传递。
声波是一种振动的机械波，它的基本参数是频率f、波长λ和波速v。通过示波器可观测到可视化波形如图5所示。频率是声源（或某一质点）1秒内来回振动的次数(单位为赫兹Hz)，而声源完成一次全振动经过的时间为一个周期T，其单位为秒。显然，f＝ 。频率与人耳主观感觉声音的音调有关。频率越高，音调也越高。振幅与声音的强度有关。波长是声波在一个周期内传播的距离，也是波形图中相邻波峰（或波谷）的距离。这三者的关系是v=λf。
【答案】D
【解析】
【详解】
A．发生地震时，声学仪器能接收到地震产生的“次声波”从而确定地震的方位和强度，这是利用声音可以传递信息和能量，A不符合题意；
B．高速公路两旁设置隔音板，是为了在传播过程中减弱噪声，B不符合题意；
C．从高音喇叭里传出来的歌曲如果影响了人们的工作、学习和休息，同样可以成为噪声，C不符合题意；
C．蝙蝠利用超声波探测飞行中的障碍物和发现昆虫，故C错误；
D．音色是发声体特有的品质特征，可以用来区分声源，所以“暮鼓晨钟”里的钟声和鼓声是人们依据音色进行分辨的，故D正确；
故选C。
【点睛】
注意能正确区分声音的三个特征，即音调、响度、音色，其中音色是发声体特有的特征，由声源振动的材料、方式等决定，可以用来区分声源．
A．一切发声的物体都在振动
声波不能在真空中传播，她的声音是通过电磁波传过来的，故C错；
声带不振动是不能发声的，故D错；
应选A．
8．关于声现象，下列说法正确的是（）
A．发生地震时，利用仪器接收超声波来确定地震的位置
B．高速公路两旁设置隔音板，是为了在声源处减弱噪声
C．从高音喇叭里传出来的歌曲一定不是噪声
D．水中倒立的花样游泳运动员随着音乐表演，说明水能传声
故选B。
5．在“哈夏音乐会”上，一男低音歌唱家小聪在放声歌唱时，一女高音歌唱家小明在轻声伴唱．下列声音波形图中能够正确反映上述男、女歌唱家歌唱时的声音特征的是(纵坐标表示振幅，横坐标表示时间)( )
A． B． C． D．
【答案】C
【解析】
【分析】
男低音歌唱家小聪在放声歌唱，低音指音调低，即频率低；放声歌唱，指响度大，则振幅大；
D．花样游泳运动员在水中表演时，能听到岸上优美的音乐声，说明液体（水）也能传播声音，D符合题意；
故选D。
9．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，Leabharlann Baidu称为潜艇的“耳目”。
4．有一根长100米的空心钢管，甲同学在一端敲打钢管一下，乙同学在钢管的另一端可以听到（ ）
A．一次回声B．两次回声C．三次回声D．四次回声
【答案】B
【解析】
【分析】
声音的传播是需要介质的，声音在不同介质中传播速度不同，在固体中最快，其次是液体中，最后是在气体中。
【详解】
甲同学在一根空心钢管的一端敲一下，声音会在钢管和空气中同时传播，因为声音在固体中最快，在气体中最慢，第一次听到的声音是通过钢管传来的；第二次听到的声音是通过空气传来的，则乙同学会听到两次敲击声。
（1）“传声筒”的展示项目，形象地向观众展示了：当一名观众在管路一侧发声，管路中的__________振荡，另一侧的观众能够听到传输的声音，两人可进行对话。
（2）以下的应用或工具利用“传声筒”原理的是（______）
A．医生给病人看病用的听诊器B．水杯琴
C．天坛回音壁D．超声波医学检查
（3）下列说法中正确的是（______）
A．铃声以声波的形式传播B．铃声能传递能量
C．铃声属于噪声D．铃声能传递信息
【答案】D
【解析】
【分析】
【详解】
同学们开始答卷是因为听到的铃声，在这里铃声就是一种信息，同学们接收到了这种信息，故本题中主要是说明铃声能传递信息，故应选D．
7．2013年6月20日，女航天员王亚平在中国首个目标飞行器“天宫一号”上为青少年授课．下列说法正确的是（）
【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
潜艇B与潜艇A的距离
②[4]1分钟后，潜艇B行驶的路程
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
(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。
人耳能感觉到的声波频率范围在20～20000Hz，称为音频波。在这个频率范围以外的振动波，就其物理特性而言与声波相似，但对人类不引起声音感觉。声速亦称音速，是声波通过介质传播的速度，它和介质的性质与状态(如温度)等因素有关。当温度为22℃时，空气中声速为334.8m/s，水中声速为1440m/s，钢铁中声速为5000m/s。
C．蝙蝠利用次声波探测飞行中的障碍物和发现昆虫
D．“暮鼓晨钟”里的钟声和鼓声是人们依据音色进行分辨的
【答案】C
【解析】
【分析】
【详解】
A．声音在不同介质中，以及不同温度下的传播速度是不同的，如声音在15℃的空气中传播速度约为340m/s，故A正确；
B．声音由振动产生，吉他依靠琴弦的振动发声，故B正确；
2．如图所示，将一把钢尺紧按在桌面上，一端伸出桌边。拨动钢尺，听它振动发出的声音，同时注意钢尺振动的快慢。改变钢尺伸出桌边的长度，用同样的力再次拨动钢尺，比较两种情况下钢尺振动的快慢和发出的音调。下列做法中所用到的科学探究方法与此相同的是
A．地震、火山爆发、海啸等自然灾害发生时，都伴有次声波产生，而人耳听不到次声波，不能准确预测灾害的发生。使用灵敏的声学仪器也能接收到它们产生的次声波，处理这些信息，可以确定这些活动发生的方位和强度
A．人耳听不到次声波，使用灵敏的声学仪器也能接收到它们产生的次声波，处理这些信息，可以确定这些活动发生的方位和强度，采用的是转换法，故A不符合题意；
B．人的耳朵不能直接监测噪声的强弱等级，人们用噪声监测仪监测噪声的强弱等级，采取措施，控制噪声，是转换法的应用，故B不符合题意；
C．用光线描绘光的传播方向，光线实际并不存在，用光线描绘光的传播方向采用是模型法；故C不符合题意；
装置简介：两个非常粗的传输声音的金属管在空中盘成螺旋状，布置在展区的两个不同位置，相距大约十几米长，如图1左上角就是其螺旋状的管路之一。两个传输声音的金属管分别为听筒管路和话筒管路，两个传输声音的金属管端口分别是听筒和话筒，如图2所示。就像人打电话一样，用话筒说话，用听筒听声音，如图3所示。
声音是由物体振动所产生。在振动介质(空气、液体或固体)中某一质点在平衡位置附近来回发生振动，并带动周围的质点也发生振动，逐渐向各方向扩展，这就是声波。声波前进的过程是相邻空气粒子之间的接力赛，它们把波动形式向前传递，它们自己仍旧在原地振荡，也就是说空气粒子并不跟着声波前进！如图4所示，连续振动的音叉，使周围的空气分子形成疏密相间的连续波形。
A．王亚平讲课发出的声音是由她的声带振动产生的
B．王亚平讲课的声音很大是因为她的声音频率很高
C．王亚平讲课的声音是通过声波传回地球的
D．在太空讲话声带不振动也能发出声音
【答案】A
【解析】
【分析】
【详解】
声音是由物体振动产生的，王亚平讲课发出的声音是由她的声带振动产生的，故A正确；王亚平讲课的声音很大是因为她的声音响度很大，故B错；
B．人们用噪声监测仪来监测噪声的强弱等级，以便及时采取措施，控制噪声
C．人们用光线来表示光的传播径迹和方向
D．取材质相同但质量与体积均不相同的松木块，用天平测出它们的质量，用量筒量出它们的体积。通过计算得出“同种物体质量与体积的比值，即密度相同”的结论
【答案】D
【解析】
【详解】
题目正文中使用的探究方法是控制变量法；
D．取材质相同但质量与体积均不相同的松木块，用天平测出它们的质量，用量筒量出它们的体积，通过计算得出“同种物体质量与体积的比值，即密度相同”的结论，这种探究方法是控制变量法，故D符合题意。
3．下列关于声现象的说法中错误的是（）
A．声音在15℃的空气中传播速度约为340m/s
B．吉他依靠琴弦的振动发声
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 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】0.02207500m8700m不能月球表面是真空的，而真空不能传声
女高音歌唱家小明在轻声伴唱，高音指音调高，即频率高；轻声伴唱，指响度小，则振幅小；
【详解】
A．男低音振幅小，女高音振幅大，不正确；
B．男低音频率高，女高音频率低，不正确；
C．男低音振幅大、频率低，女高音振幅小、频率高，正确；
D．男低音振幅小、频率高，女高音振幅大、频率低，不正确；
故选C。
6．听到考试铃声，同学们立刻开始答卷，这个场景说明
一、初中物理声现象问题求解方法
1．医生给病人检查身体时，经常使用到听诊器，可以听到心脏跳动发出的微弱声音。下列说法中正确的是（）
A．我们平时不能听到心跳的声音，因为这个声音属于次声波
B．听诊器增大了心脏的振幅，从而增大了声音的响度
C．听诊器是利用了固体可以传声的原理
D．医生可以判断病人的病情，是因为声音可以传递信息
随着现代移动通信技术的快速发展，声音信号的传递借助电磁波传送。电磁波能够在真空中传播，不但传播速度快，而且频率范围广，但它在水中会被吸收而急剧衰减。和我们关系最密切的就是手机这种移动通信工具，它兼具发射和接收两种功能，在同步地球卫星的协助下能使通信范围几乎覆盖地球上的每个角落。
请根据上述材料和你学过的物理知识，回答下列问题：
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。