第10讲 声速与温度计计算专题-新八年级物理暑假讲义（苏科版）（学生版）

第10讲声速与温度计计算专题[学习目标]进一步掌握声音的特性及计算进一步掌握温度计的特性及计算速度公式及其变形速度公式：变形公式：，常用单位及其换算①时间单位换算：1h=60min=3600s，1min=60s②长度、路程单位换算：1m=10dm=102cm=103mm=106μm=109nm③速度单位换算：，物体振动的周期与频率周期：物体完成叫做周期。频率：物体在叫做频率。声速声音的传播需要介质，真空不能传声。在空气中，声音以看不见的声波来传播，声波到达人耳，引起鼓膜振动，人就听到声音。气体、液体、固体都能发声，空气能传播声音。声波在介质中的传播速度叫声速，声速大小跟介质有关。一般情况下，声音在固体中传播，液体中较快，气体中。在15℃时，空气中的声速是。声音在传播过程中，遇到障碍物被反射回来，再传入人的耳朵，人听到反射回来的声音叫回声。温度计摄氏温度：用“”表示，读作摄氏度。在一个下，冰水混合物的规定为，沸腾的水的温度规定为，然后把0℃和100℃之间分成100等份，每一等份代表1℃。0℃以下读作负**摄氏度或零下**摄氏度(如-10℃，读作负10摄氏度或零下10摄氏度)温度计：温度计是利用液体的原理制成的。温度计的构成：玻璃泡、玻璃管、水银和刻度。常见温度计如图(1)所示。图(1)常见温度计温度计的使用方法(如图(2)所示)图(2)温度计的使用要点一、声速声音在介质中的传播速度简称声速。一般情况下，v固>v液>v气声音在15℃空气中的传播速度是340m/s合1224km/h，在真空中的传播速度为0m/s。声音在空气中的传播速度。声音在每秒内传播的距离叫声速，单位是m/s；声速的计算公式是；声音在15℃的空气中的速度为340m/s。回声是由于声音在传播过程中遇到障碍物被反射回来而形成的。如果回声到达人耳比原声晚0.1s以上人耳能把回声跟原声区分开来，此时障碍物到听者的距离至少为17m。回声产生：声音在传播过程中，如果遇到障碍物，就会被反射回来。利用回声测距。回声利用：利用回声可以测定海底深度、冰山距离、敌方潜水艇的远近测量中要先知道声音在海水中的传播速度，测量方法是：测出发出声音到受到反射回来的声音讯号的时间t，查出声音在介质中的传播速度v，则发声点距物体S=vt/2。回声与原声到达人耳的时间△t：a．当△t>0.1s时，能区分回声与原声，即能听到回声。b．当△t<0.1s回声与原声混在一起使原声加强，不能听到回声。反射面光滑，反射效果较好，易听到回声；反射面粗糙、疏松多孔，声音会被吸收，不易听到回声。回声的利用与防止：回声测距与测速(s=vt/2)、电影院的墙壁。要点二、物体振动的周期与频率周期：物体完成1次全振动所需要的时间叫做周期。频率：物体在1s时间内完成全振动的次数，叫做频率。周期与频率的关系用T表示物体振动的周期、f表示频率，则其中频率单位是Hz，周期单位是s。要点三、温度计规定：一个标准大气压下，冰水混合物的温度是0摄氏度，记为0℃；在一个标准大气压下，沸水的温度是100摄氏度，记为100℃，0℃和100℃间有100个等份，每一等份代表1℃。知识点一：声速特性与计算【探究重点】声音在空气中的传播速度。声音在每秒内传播的距离叫声速，单位是m/s；声速的计算公式是；声音在15℃的空气中的速度为340m/s。利用周期与频率的关系T=1/f解决，用T表示物体振动的周期，单位是s，f表示频率，单位是Hz。【例题精讲】期末考试时，监考教师会强调考试要求，老师的声音是由于声带的_______产生的。而一只蝴蝶1min内振翅360次，它翅膀振动发出的是_______(选填“可听声”、“次声”、“超声”)。【巩固训练】某种昆虫靠翅膀的振动发声，如果这种昆虫的翅在2s内做了700次振动，频率是多少？人类能听到吗？雷雨中，小明看到闪电后2.5s才听到雷声。声音在空气中的传播速度为340m/s，响雷处到小明的距离是________m．小明听到的雷声是通过________传来的。北京到上海的距离约为1000km。假设声音在空气中能够传得这么远，那么从北京传到上海需要多长时间?火车从北京到上海需要多长时间?大型喷气式客机呢?自己查找所需的数据，进行估算。知识点二：声与光及声在不同介质中的传播计算【探究重点】抓住声与光运动的路程s相同，所用的时间t不同，但由于光速远远大于声速，且日常问题涉及的路程不长。因此，光传播所用的时间常可忽略不计，故声传播所用时间近似等于看到光后与听到声音的时间间隔即（V是声音传播速度）。此类计算首先要明确声音在两种不同介质中通过相同路程L所用的时间不同，声音在介质1中传播快（设速度V1），所用时间t1少，声音在介质2中传播慢（设速度V2），所用时间t2多，两次听到的时间间隔△t=t2-t1即△t=【例题精讲】某人看见闪电经过5s才听到雷声，那么，打雷处到这个人的距离约为_______m。我们知道：声音在不同介质中的传播速度不同。阅读下表中列举的一些介质中的声速，回答问题。（1）声音在不同介质中的传播速度有什么规律？（写出两条）（2）在长884m的金属管的一端敲击一下，在另一端先后听到两个声音。两声下隔2.43s，声音在金属管中的传播速度是多大？该金属可能是由什么材料制成的？（气温约为15oC）【巩固训练】已知声音在空气中的传播速度为340m/s，在钢、铁中的传播速度为5000m/s．请你再补充条件，提出一个求解时间间隔的问题，并通过计算做出解答．并发表自己对不同介质传声问题的合理化见解。知识点三：声速之回声计算【探究重点】回声是由于声音在传播过程中遇到障碍物被反射回来而形成的。如果回声到达人耳比原声晚0.1s以上人耳能把回声跟原声区分开来，此时障碍物到听者的距离至少为17m。对于此类较复杂的问题，是发声体或反射体在运动，这时除考虑声音往返的路程外，还应注意声物运动的时间相同。解题时应先画一草图，把声音传播与物体运动情况勾画起来，然后根据图形分析它所运动的路程、时间，再找出结合点，列出关系式，最后求解。【例题精讲】人对着山崖喊话，经过t=2s后听到回声，喊话人到山崖的直线距离是（）A.680mB.340m C.170m D.17m声音遇到障碍物能向相反方向传播。一个同学向一口枯井的井底大喊一声，经过1．5s听到回声，那么这口枯井的深度大约是多少米?(声速按340m／s计算)【巩固训练】汽车以15ｍ/ｓ的速度向对面高山驶去，在司机鸣笛后4ｓ听到了回声，求听到回声时，汽车距高山多远？(声音在空气中传播速度为340ｍ/ｓ)知识点四：温度计特性与计算【探究重点】规定：一个标准大气压下，冰水混合物的温度是0摄氏度，记为0℃；在一个标准大气压下，沸水的温度是100摄氏度，记为100℃，0℃和100℃间有100个等份，每一等份代表1℃。【例题精讲】(2020·全国九年级课时练习)两支内径粗细不同的温度计，下端玻璃泡中水银量相等，将它们同时插入同一杯热水中，则水银柱上升的高度和温度计示数分别是()A．上升高度一样，示数相等B．内径细的升得高，示数也大C．内径粗的升得低，但两支温度计的示数相同D．内径细的升得低，示数也小【巩固训练】(2020·广东九年级其他模拟)实验室常用温度计是根据液体____________的规律制成的，如题图所示温度计的示数是____________°C；某支温度计刻度均匀，但读数不准确，在测量标准大气压下沸水的温度时，示数是90°C，在测一杯热水温度时，其示数与热水的真实温度60°C恰好相等，若用此温度计去测量冰水混合物的温度时，示数是____________°C。科学家在南极洲发现一个陨石凹坑，形状如圆形平底锅，如图所示．一科学家在圆心A点大喊一声，经过6s听到回声．设空气中声速为340m/s，圆形凹坑的直径为（）AAA．510m B．1020m C．2040m D．4080m(2019·湖南邵阳市·中考真题)甲、乙、丙三支酒精温度计的量程、分度值都一样，甲和乙玻璃管的内径相同，甲玻璃泡的容积比乙大，乙和丙玻璃泡的容积相同，乙的内径比丙细，由此可判断这三支温度计的相邻两刻度线之间的距离()A．甲最长 B．乙最长 C．丙最长 D．一样长(2020·四川乐山)在花样游泳比赛中，运动员在水中也能听到音乐，这是因为______能传播声音；小华向着远处的山崖大喊一声，约3s后听到回声，则小华距山崖大约______m。(在空气中声速为340m/s)(2020·山东青岛市·九年级一模)温度计是生活和实验中测量温度的常用工具。但有的温度计在制作过程中没有按照规范化、科学性的要求，因此会出现温度计刻度上的不准确性。小雨手里有一支玻璃管内径和刻度均匀(分度值为1℃)的温度计，但是在一个标准大气压下，该温度计在冰水混合物中的示数为-10℃，在沸水中的示数是115℃。(1)该温度计的1℃(1格)比实际温度的1℃要_________(填“大”或“小”)，差值为________℃。(2)若该温度计测得温度用t1表示，实际温度用t表示，则实际温度的表达式可以归纳为：t=______。(3)该温度计指示温度是20℃时，实际温度是_________℃。用超声测位仪向海底垂直发射声波，经过4s后收到回波。此处海底有多深?《泰坦尼克号》描述的是一艘名叫“泰坦尼克”号的大海轮，因为跟冰山相撞而沉没的悲剧．为了避免悲剧重演，科学家发明了一种利用声音的传播规律制成的探测装置，安装在船上，能及时发现冰山或暗礁的存在．超声波在海水中的传播速度是1500m/s，某船向海底发出超声波，经6s后接收到发出的超声波，求海水深度．声音在海水中的传播速度是1530m/s，为了开辟新航道，某科学探测船装有回声探测仪器，探测水下有无暗礁，探测船发出的声音信号经0.6s被探测仪器接收到．⑴探测船发出的声音为了有更好的回收效果，最好用什么声波？为什么？⑵估算出海底障碍物到探测船舱底的距离是多少？⑶若探测船在海上航行时，轮船上的一位气象学家将一只氢气球凑近耳朵听了听，马上向大家发出紧急报告：“海上风暴即将来临”．就在当天夜里，海上发生了强烈的风暴，一只氢气球怎么能预报海上的风暴呢？试分析气象学家判断风暴的物理学依据是什么？小明用刻度尺测量出一支未标刻度的水银温度计玻璃管的长度为34cm，当玻璃泡放在冰水混合物中测温度时，水银柱的长度为6cm，当玻璃泡放在1个标准大气压下的沸水中测温度时，水银柱的长度为26cm。求：（1）温度每升高1℃，该温度计玻璃管内的水银柱上升的高度。（2）当室温为20℃时，水银柱的长度。（3）若玻璃管上面至少要预留4cm不标注刻度，这支温度计的能测量的最高温度。寄生蝇一旦听到蟋蟀发声，就能凭听觉确定其位置，将卵产于寄主体表，幼虫孵出后就钻入寄主体内吞食其身体．寄生蝇一旦听到捕食者蝙蝠发声，就立刻逃逸．蟋蟀发声频率是5.0×103Hz．蝙蝠发声频率是1.25×105Hz．林区需要吸引寄生蝇杀灭害虫；养蚕中心需要驱赶寄生蝇以保护蚕宝宝．已知物体完成1次全振动所需要的时间叫做周期。林区和养蚕中心需要设置声源的振动周期分别为()A．5×10-3s1.25×10-5s B．1.25×10-5s5×10-3sC．2×10-4s8×10-6s D．8×10-6s2×10-4s向前传播的声音遇到障碍物能反射回来。一个同学向一口枯井的井底大喊一声，约1.5s后听到回声，那么这口枯井的深度大约是多少米?百米赛跑时，起跑点的枪声需要经_______s时间才能传给终点的计时员。用体温计测量病人甲的体温，示数是38℃，如果该体温计未经甩过就用来测量病人乙的体温，示数也是38℃．下列判断正确的是()A．乙的体温一定等于甲的体温B．乙的体温不可能等于甲的体温C．乙的体温不可能高于甲的体温D．乙的体温一定低于甲的体温一汽车朝山崖匀速行驶，在离山崖S1＝700m处鸣笛，汽车直线向前行驶S2＝40m后，司机刚好听到笛声的回声，求汽车行驶的速度。(2019•成都七中自主招生)为了监督司机遵守限速规定，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短促的(超声波)信号，第一次发出信号到测速仪接收到信号用时0.5s，第二次发出信号到测速仪接收到信号用时0.3s，若发出两次信号的时间间隔是0.9s，超声波的速度是340m/s。则()A．汽车接收到第一次信号时，距测速仪170m B．汽车接收到第二次信号时，距测速仪50m C．汽车的速度是26.2m/s D．汽车的速度是42.5m/s被誉为“亚洲第一井”的科学钻井工程是一口设计直径为156mm、深5000m，用于地下科学研究的深井．若在工程进行中测量钻井深度，从井口向下发射平均速度为340m/s的超声波，20s后接收到回波，则井的实际深度为多少？下表是某些介质中的声速v（1）分析表格的信息，推断声速大小可能跟哪些因素有关？（只须写出两种）依据是什么？________________________，_________________________________；________________________，_________________________________。（2）设海水温度为25℃，在海面用超声测位仪向海底垂直发射声波，经过2s后收到回波，根据公式，计算出海水深度为_____________（3）真空中声速是______________________某实验小组的同学欲测出一段较长废铁轨的长度，可是他们谁也没有带长度尺，小亮同学戴了一块电子表，他们让小亮将耳朵贴在铁轨的一端，另一位同学用力敲击铁轨的另一端，小亮听到一声敲击声后，经过0．5s又听到一声敲击声．（当时的气温为15℃）请你帮他们计算出铁轨的长是多少？(声音在铁轨中传播速度5200m/s.声音在空气中传播的速度340m/s)用一支刻度均匀，但读数不准的温度计来测量物体的温度时，测量值偏高0.5℃，当该物体的温度降低10℃后，再用温度计来测量物体的温度时却偏低0.5℃。（1）将该物体的温度继续降低10℃，此时用温度计来测量时，测量值将偏高或偏低多少℃。（2）用这个温度计分别测量标准大气压下的冰水混合物和沸水温度，两者的示数差是多少℃？站在百米赛跑终点的计时员，听到起跑的枪声后立即开始计时，测得小郑同学百米赛跑的时间是13.00s，则小郑同学跑百米的真实时间是(声音在空气中的传播速度为340m/s)()A．13.29s B．13.00s C．12.71s D．无法确定下列表格给出了声音在某些介质中的速度v介质v/（m·s-1）介质v/（m·s-1）水（5℃）1450冰3230水（15℃）1470软橡胶（常温）40——50水（20℃）1480软木500海水（25℃）1531铁（棒）5200分析表格给出的信息，能够知道声速大小可能和______有关，声速大小还可能和_______有关。若海水温度为25℃，在海面用超声测位仪向海底垂直发射声波，经过2s后收到回波，海水深度为_____m已知人耳区分两次声音的时间间隔为______s以上。现有一根长为8.5m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______s。（已知声音在空气中的传播速度为340m/s，在铁中传播速度为5200m/s）交通部门常用测速仪来检测车速。测速原理是测速仪前后两次发出并接收到被测车反射回的超声波信号，再根据两次信号的时间差，测出车速，如图甲。某次测速中，测速仪发出与接收超声波的情况如图乙所示，x表示超声波与测速仪之间的距离。则下列说法中错误的是(假设超声波的速度为320m/s，且声速与车速均保持不变)A．汽车收到第一次信号时，距测速仪128mB．汽车遇到两次信号的时间间隔内行驶了32mC．汽车两次收到信号的时间差为1.3sD．汽车的速度约为24.62m/s为了测定声音在钢中的传播速度，取一长L＝664米的钢轨，在其一端用铁锤沿钢轨方向敲击一下，在另一端听到两次声音，记录指出两次响声相隔时间t＝1.87s，如果当时声音在空气中的速度为332m/s，求声音在钢轨中的传播速度。(2019·广东中考真题)在图温度计所示的恒温环境下进行实验．将温度计放入一杯冰水混合物中(冰是晶体)，从温度计放入开始计时，放入时间足够长，下列哪幅示意图可能反映了温度计内液体的体积随时间变化的情况A．B．C．D．声音在海水中的传播速度是1530m/s，如图所示，探测船发出的声音信号0.6s后被探测仪器接收。(1)探测船发出的声音为了有更好的回收效果，最好用什么声波？(2)通过计算说明海底障碍物到探测船舱底的距离是多少？(3)若探测船在海上航行时，风和日丽，平静的海面上出现一把一把小小的“降落伞”——水母，它们在近海处悠闲自得地升降、漂游。忽然水母像受到什么命令似的，纷纷离开海岸，游向大海。不一会儿，狂风呼啸，波涛汹涌，风暴来临了，说明水母听到了什么声音？一支水银温度计连水银泡总长10厘米，最大刻度A处离顶部2厘米。将此温度计放入35℃的温水中，液面升到B处，B离顶部6.2厘米，如图所示。再将此温度计放入40℃的热水中，液面升至离顶部3.2厘米处。此温度的最大刻度值是℃，