人教版八年级上册物理 第二章 声现象 计算题训练(二)解析版

人教版八年级上册物理第二章声现象计算题训练(二)解析版

1.一辆汽车以10m/s的速度在平直公路上匀速行驶。在A处鸣笛后，经过4s后在B处听到对面高山传来的回声（空气中的声速为340m/s）。解析：（1）根据声音的传播公式，回声的时间是声波在空气中来回传播的时间，所以回声时间为8s。由此可得，A处到B处的距离为340m/s×8s=2720m。（2）声波在空气中来回传播了2次，所以声波在空气中所走的路程为340m/s×8s=2720m。（3）A处离高山的距离为2720m÷2=1360m。2.一辆汽车以36km/h的速度匀速驶向前面的山崖，司机鸣笛后4s听到了回声，假设此时空气中的温度为15℃。求鸣笛时汽车距山崖的距离。解析：将速度转换为m/s，得到10m/s。回声时间为8s，所以声波在空气中的来回传播时间为4s。根据声音的传播公式，可得鸣笛时汽车距离山崖的距离为340m/s×4s÷2=680m。3.在某金属管的一端敲一下钟，在管的另一端听到两次声音（第一次是由金属管传来的，第二次是由空气传来的），管长1360m，两次响声相隔3.5s。如果当时空气中的声速是340m/s，求声音在该金属中传播的声速是多少？解析：由题可知，声音在金属管中传播的时间为3.5s。根据声音的传播公式，可得声音在金属管中传播的距离为340m/s×3.5s÷2=595m。因为声音在金属管中传播的距离等于金属管的长度，所以金属管的长度为595m。因此，声音在金属管中的传播速度为595m÷3.5s=170m/s。4.一辆汽车以某一速度正对山崖匀速行驶，鸣笛后2s听到回声，汽车从鸣笛到司机听到回声前进了30m，已知声音在空气中的传播速度为340m/s。求：（1）汽车行驶的速度；（2）笛声2s通过的路程；（3）鸣笛处到山崖的距离；（4）司机听到回声时，汽车到山崖的距离。解析：（1）根据声音的传播公式，可得汽车行驶的速度为（340m/s×2s+30m）÷2s=175m/s。（2）笛声2s通过的路程为340m/s×2s=680m。（3）根据声音的传播公式，可得鸣笛处到山崖的距离为（340m/s×2s+30m）÷2=175m。（4）由于汽车行驶的速度为175m/s，所以在司机听到回声的2s内，汽车行驶的距离为175m/s×2s=350m。因此，司机听到回声时，汽车到山崖的距离为175m+30m=205m。5.一辆汽车以10m/s的速度向山崖匀速行驶，在某处鸣笛后，经2s听到回声。求鸣笛处据山崖有多远？（已知声音的速度是340m/s）解析：根据声音的传播公式，可得鸣笛处据山崖的距离为340m/s×2s÷2=340m。6.科考船“雪龙号”在南极考察时，静止在一座冰山前鸣笛后4秒听到回声，空气中声速为340m/s。求：（1）冰山离船有多远？（2）若在鸣笛后它以20m/s的速度匀速驶向这座冰山，坐在行驶的船上的人多久能听到回声？解析：（1）根据声音的传播公式，可得冰山离船的距离为340m/s×4s÷2=680m。（2）由于船以20m/s的速度向冰山驶去，所以在船行驶到冰山前，声波需要在空气中多传播一段距离。根据声音的传播公式，可得声波在空气中多传播的距离为20m/s×t，其中t为声波在空气中多传播的时间。由于声波需要在空气中多传播的距离等于船行驶的距离，所以20m/s×t=680m。解得t=34s。因此，坐在行驶的船上的人需要等待34s才能听到回声。7.在许多公路两旁安装的测速装置，用以预防和降低因超速引起的道路交通事故的发生。一辆在公路上匀速行驶的汽车驶入雷达测速区域，如图1所示。当该车运动到距离测速仪370m处时，测速仪向该车发出一声波，2s后收到从该车返回的信号。声波在空气中的传播速度为340m/s。试回答：（1）雷达测速检测仪发射的声波由于指向性强，经常用于距离的测量、汽车倒车防撞、智能机器人等领域，也可用于速度的测量。（2）根据声音的传播公式，可得该车在测速区域的运动速度为（370m÷2）÷2s×340m/s=62.9km/h。（3）由图2可知该区域限速为60km/h，因此该车超速。9.用超声测位仪向正前方发射声波，经过4秒后接收到前方潜艇反射的声波。已知声音在海水中的传播速度为1500m/s，求潜艇到超声测位仪的距离。10.一列动车长200m，以一定的速度沿直线匀速行驶，在进入某一隧道前800m处鸣笛。司机在鸣笛4秒后听到隧道口处山崖反射的回声。已知声音在空气中的传播速度为340m/s。求：（1）当司机听到反射的回声时，他离隧道口的距离是多少米？（2）该动车行驶的速度是多少千米/小时？（3）若该列动车以这个速度匀速通过一个长820m的隧道，则动车完全穿过隧道的时间为多少？11.汽车在某段公路上匀速行驶时，进入某超声测速区域，如图所示。当该车运动到距测速仪438m时，测速仪向该车发出一超声波信号，2.4秒后收到从车返回的信号。超声波在空气中传播速度为340m/s。求该车的速度。12.暑假小维和家人畅游泸溪河。站在静止的竹排上，小维对着远处的悬崖高喊一声，3秒后听到回声。问此处距悬崖大约多远？（常温下声音在空气中每秒传播340m）13.当陆地上的资源被人类大量采集，变得越来越匮乏时，人们又把眼光投向了海洋。海洋勘探船在探测海底的深度时，向海底垂直发射声波，经过3.4秒收到回波信号。求：（1）该处海底的深度（声音在海水中的传播速度约1500m/s）（2）能否利用这种方法测量月亮和地球的距离，为什么？14.现有一根长为85m的铁管，如果你将耳朵贴在铁管的一端，让另外一个人敲击一下铁管的另一端，则敲击声由空气传入你的耳朵需要多少秒？（已知声音在空气中的传播速度为340m/s）15.一辆客车在某高速公路上行驶，在经过某直线路段时，司机驾车做匀速直线运动。司机发现其正要通过正前方高山悬下的隧道，于是鸣笛。经过t1=6秒后听到回声，听到回声后又行驶t2=16秒，司机第二次鸣笛，又经t3=2秒后听到回声。请根据以上数据计算：（1）求汽车从第一次鸣笛到听到回声这段时间内声音传播的距离？（2）客车第一次鸣笛时与悬崖的距离（3）客车匀速行驶的速度并判断客车是否超速行驶。（已知此高速路段最高限速为120千米/小时，声音在空气中的传播速度为340米/秒）（3）根据回声测距原理，声音和汽车行驶的路程之和是鸣笛时汽车与高山距离的2倍，利用速度公式求出鸣笛时汽车距离高山的距离。【解答】解：（1）汽车行驶的路程为s1＝20km＝20000m，时间为t1＝1h40min＝100min＝6000s，故汽车行驶速度为v1＝s1/t1＝3.33m/s；（2）声音传播的速度为v2＝340m/s，时间为t2＝2s，故笛声2s通过的路程为s2＝v2t2＝680m；（3）设汽车鸣笛时距离高山的距离为s3，则根据回声测距原理，有s2+s1＝2s3，即s3＝(s1+s2)/2＝10340m。因此，鸣笛时汽车距离高山的距离为10340m。答：汽车行驶速度为3.33m/s，笛声2s通过的路程为680m，鸣笛时汽车距离高山的距离为10340m。【点评】本题综合运用了速度公式和回声测距原理，考查了学生对物理知识的综合应用能力。要注意计算过程中单位的转换。（2）由题意可知，声音和船通过的总路程为最初距离的2倍，设船行驶的时间为t，则船行驶的距离为：s船＝vt＝10m/s×t；根据题意可得：2s＝s1+s2，其中s1为船行驶的距离，s2为声音传播的距离，代入可得：10m/s×t+340m/s×t＝2×680m，化简得：t＝4s。答：（1）冰山离船的距离为680m；（2）船上的人听到回声的时间为4s。【点评】本题考查了回声测距离的应用，需要注意声音和船行驶的路程之和是最初距离的2倍，以及需要分别求出声音传播的距离和船行驶的距离。声波从超声测位仪到潜艇用了t＝2s的时间，根据s＝vt可得潜艇到超声测位仪的距离为s＝340m/s×2s＝680m。答：潜艇距离超声测位仪680m。【点评】本题考查了声波传播距离的计算，解题的关键是理解声波传播的速度和时间的关系。声波从超声测位仪到潜艇用了2秒的时间，根据声速公式v=，可以计算出潜艇到超声测位仪的距离为3000米。题目10中，根据声速公式v=，可以计算出声音传播的距离为1360米。根据题意，可以利用这个距离计算出司机听到反射的回声时他离隧道口的距离为560米。再根据题意计算出动车行驶的距离为240米，动车的速度为216km/h，全部通过隧道的时间为17秒。题目11中，根据题意可以列出等式，利用声速公式v=求解汽车的速度为25m/s。【解答】解：（1）声音在6秒内传播的距离：s＝vt＝340m/s×6s＝2040m。（2）设汽车行驶的距离为x，第一次鸣笛时汽车到悬崖的距离为2x，根据题意得到等式：2x＝s＋x，解得x＝1020m。再减去司机第一次鸣笛后行驶的距离，即1020m－240m＝780m，得到汽车第一次鸣笛时距离悬崖的距离为780m。（3）设汽车行驶的时间为t，则第二次鸣笛时汽车行驶的距离为vt，汽车到悬崖的距离为2vt，根据题意得到等式：2vt＝s＋vt＋x，代入已知量得到：2v＝340m/s＋v＋20m/s，解得v＝120m/s。再代入第一次鸣笛时汽车到悬崖的距离780m，得到汽车第一次鸣笛时与悬崖的距离为780m＋120m/s×2s＝1020m。答：汽车第一次鸣笛时与悬崖的距离为1020m。【点评】本题考查了速度公式的应用，需要对问题进行分析，运用多个方程式进行联立求解，难度较大。（4）汽车行驶这段距离所用的时间为：t′＝t2﹣t1＝0.2s﹣0.3s＝﹣0.1s（注意这里时间是负数，说明汽车是在第一次信号发出后才开始运动的）；（5）汽车运动的时间为从第一次与超声波相遇开始，到第二次与超声波相遇结束，即t＝t2＋t′＝0.2s﹣0.1s＝0.1s；（6）因此，汽车的速度为：v＝s′/t＝34m/0.1s＝340m/s＝1224km/h；（7）但是，由于汽车在第一次信号发出后才开始运动，因此这个速度是不真实的；（8）综上所述，无法确定汽车的真实速度。答：（1）汽车接收到第一次信号时，汽车距测速仪为102m；（2）汽车接收到第二次信号时，汽车距测速仪为68m；（3）汽车在两次信号的间隔过程中，行驶了34m；（4）汽车行驶这段距离所用的时间为0.1s；（5）汽车的真实速度无法确定。【解答】解：（1）汽艇行驶的路程为：s＝vt＝10m/s×60s＝600m；（2）声音在空气中传播的路程为：s＝vt＝340m/s×3s＝1020m。答：（1）汽艇行驶的路程为600m；（2）声音在空气中传播的路程为1020m。【点评】本题考查了速度公式的应用，需要注意区分计算汽艇行驶路程和声音在空气中传播路程的公式。(3)根据速度公式的变形公式，可以求出喊叫时汽艇与高山间的距离为s=(s1+s2)/2=(50m+1700m)/2=875m。在5秒内，声音在空气中传播的路程为s2=v2t=340m/s×5s=1700m，汽艇行驶的路程为s1=v1t=10m/s×5s=50m。(4)听到回声时，汽艇距高崖的距离等于喊叫时汽艇到高崖的距离减去汽艇行驶的距离，即s=s-s1=875m-50m=825m。答案：(1)5秒内，汽艇行驶的路程s1是50m；(2)5秒内，声音在空气中传播的路程s2是1700m；(3)他向山崖大喊时，离山崖的距离s是875m；(4)他听到回声时离山崖的距离s是825m。分析：(1)根据速度公式v=s/t，可以求出从警车发射到接收到信号声波移动的距离s1=v声t=340m/s×2s=680m；(2)根据题意，警车发射信号后2s通过的路程与信号2s内通过的路程之和等于警车发射信号时与大卡车之间距离的二倍，据此可以求出警车移动的距离s2=2s-s1=2×360m-680m=40m，以及警车的速度v1=s2/t=40m/2s=20m/s；(3)小车超越警车，说明小车的速度大于警车的速度，以警车为参照物，可以求出小车的速度v=v2-v1；(4)警车发出第二个信号，至收到小车反射回来的信号，用时0.17s，可以求出信号从发出到小车传播时间，利用s=vt求信号从发出到小车传播距离，小车行驶距离s车=s声，据此可以求出小车相对于警车的速度，进而求出小车相对于地面的速度。小车超过了警车，意味着小车的速度比警车快。以警车为参照物，小车的速度可以表示为v=v2-v1。警车发出第二个信号后，直到收到小车反射回来的信号所用的时间为0.17秒。因此，信号从发出到小车传播的时间为t=0.17秒÷2=0.085秒。根据声速公式，信号从发出到小车传播的距离为s声=声速×时间=340米/秒×0.085秒=28.9米。小车行驶的距离为s车=s声=28.9米。另一方面，小车行驶的距离也可以表示为s车=v×t，其中t是小车行驶的时间。因为小车行驶的时间是2.79秒（即第一个信号发出后到第二个信号