∵声音在钢中的传播速度大于空气中的传播速度, ∴声音在钢轨中的传播时间: t钢轨=t空气-△t=2s-1.87s=0.13s; 声音在钢轨中的传播速度:
v钢轨=t=0.13s≈5107.7m/s
【点睛】
解答此类题,根据速度公式求取声音传播时间,结合题中给出的两次相声相隔的时间是1.87s,列等量关系式得到在钢轨中传播的时间,在根据速度公式计算声音在钢轨中的传播时间。
17.一艘快艇正对河岸山崖匀速行驶,如图所示.当快艇经过A处时,拉响汽笛,10 s后听到回声.听到回声后快艇又行驶32 s,第二次拉响汽笛,6 s后听到回声.则快艇行驶的速度是多少?(空气中声音的传播速度为340 m/s)
s664m
【答案】17m/s 【解析】 【分析】 【详解】
11(vt1?v声t1)= (10v?221110×340)=5v?1700,第二次鸣笛时快艇距离山崖的路程:s2=(vt2?v声t2)=(6v?22设快艇的速度为v,第一次鸣笛时快艇距离山崖的路程:s1=
340×6)=3v?1020,由题意可知,第一次听到鸣笛后又行驶了32s,再次鸣笛,所以s1?s2=32v+10v,所以,(5v?1700)-(3v?1020)=42v,即40v=680,v=17m/s
点睛:1、本题考查回声的利用,解题的关键是知道回声的路程是快艇到山崖距离的两倍、熟练应用速度公式的变形公式;2、司机鸣笛后,声音传到高山返回快艇时,快艇以10m/s的速度已经前行了10s,在这10s内,声音和汽车行驶的路程之和是司机鸣笛时汽车与高山距离的2倍,根据速度公式求司机鸣笛时汽车与高山距离;3、又行驶32s.第二次拉响汽笛,6s后听到回声,6s内声音和快艇行驶的路程之和是司机第二次鸣笛时快艇与高
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山距离的2倍,根据分析列方程即可求解.
18.在物理综合实践活动中,小明和小亮合作测量声音在自来水管中的传播速度。他们一起到自来水管生产厂,量取一段102 m长的自来水管。小明在一端用小铁锤敲击一下水管,小亮在另一端用停表在听到第一次敲击声时开始计时,听见第二次敲击声时停表的读数为0.28 s。(已知测量时声音在空气中的传播速度为340 m/s) (1)声音在空气中的传播时间是多少? (2)声音在自来水管中的传播速度是多少? 【答案】(1)0.3s;(2)5100m/s 【解析】 【分析】 【详解】
(1)声音在空气中的传播时间是
t1?传播时间是0.3s。
s102m==0.3s v1340m/s(2)声音在液体和固体中的传播速度大于空气中的传播速度,因此听到的第一声敲击来自于水管,听到第一次敲击声时开始计时,听见第二次敲击声时停表的读数为0.28 s,则声音在水管中的传播时间为
0.3s-0.28s=0.02s
则声音在自来水管中的传播速度是
v2?传播速度是5100m/s。
s102m==5100m/s t20.02s答:(1)声音在空气中的传播时间是0.3s; (2)声音在自来水管中的传播速度是5100m/s。
19.我国一艘潜艇在执行任务时在水面下某处静止不动,声呐系统发现在正前方3.8 km处有一艘不明潜艇匀速驶来。声呐系统立刻再次发出超声波,经过5.0s后接收到反射回来的声波。声呐系统接收到声波后立刻向不明潜艇发射直线运动的鱼雷,已知超声波在海水中的传播速度是1500 m/s,鱼雷的平均速度是80 m/s。求: (1)不明潜艇行驶的速度;
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(2)鱼雷命中不明潜艇的时间。 【答案】(1)20m/s;(2)37s 【解析】 【分析】 【详解】
(1)不明潜艇第二次接收到超声波时据我方潜艇的距离为
s1?v1t1?1500 m/s?不明潜艇行驶的速度为
5s=3750m 2v不明潜艇?s不明潜艇t1=3800m?3750m=20m/s 5s2不明潜艇行驶的速度20m/s。
(2)鱼雷与不明潜艇相向而行,其相对速度为
20m/s+80m/s=100m/s
从第二次超声波接触到不明潜艇,至第二次超声波返回我方潜艇,不明潜艇前进的距离为
s2?v不明潜艇t2?20m/s?2.5s=50m
发射鱼雷时两艇的相对距离为
3750m-50m=3700m
鱼雷命中不明潜艇的时间为
t3?鱼雷命中不明潜艇的时间为37s。
s33700m==37s v3100m/s答:(1)不明潜艇行驶的速度20m/s; (2)鱼雷命中不明潜艇的时间为37s。
20.一辆汽车正以10 m/s 的速度向着一峭壁开去.某一时刻,司机鸣笛,他在3s后听到从峭壁反射回来的声音.请你计算: (1)这段时间内汽车向前行驶了多远? (2)声音传播的距离是多少?
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(3)司机鸣笛处到峭壁的距离d是多少?
(4)从司机鸣笛处再向前行驶多长时间后,司机鸣笛就听不清回声了? (环境温度为 15°C,人耳区别原声和回声的时间间隔要大于0.1s) 【答案】(1)30m(2)1020m (3)525m (4)50.75s 【解析】 【详解】
(1)这段时间内汽车向前行驶的距离为:
s车?v车t=10m/s?3s=30m;
(2) 声音传播的距离为
s声?v声t=340m/s?3s=1020m;
(3)由题意可得
s车?s声?2d
因此司机鸣笛处到峭壁的距离为:
d?s车?s声2=30m?1020m=525m;
2(4)因为人耳区别原声和回声的时间间隔要大于0.1s,所以此段时间声音所走的路程是:
's声?v声t'?340m/s?0.1s=34m,
此段时间车所走的路程是
's车?vt'?10m/s?0.1s=1m
所以此时汽车到峭壁的距离:
d?'''s声?s车2?34m+1m=17.5m, 2司机从此时听到回声继续匀速前行到刚好不能把回声与原声区别开时,行驶的路程:
s?d?d'?525m-17.5m=507.5m
车行驶的时间为:
t?s507.5m==50.75s. v车10m/s答:(1)这段时间内汽车向前行驶了30m;
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(2) 声音传播的距离是1020m; (3) 司机鸣笛处到峭壁的距离为525m
(4) 从司机鸣笛处再向前行驶50.75s后,司机鸣笛就听不清回声了.
21.用超声波测定云层厚度的过程中,记录过程数据如下:从地面向云层垂直发射 一束超声波,同时开始计时,经过16s收到第一次回声,经过18s收到第二次回声。 求云层的厚度。(超声波在整个过程中传播的速度均为1000m/s) 【答案】1000m 【解析】 【详解】
由题意可知,第二次回声与第一次回声的时间差,就是声音在云层里传播的时间。 即△??=??1???2=18s?16s=2s 2s时间内声音传播的距离:
??=????=1000m/s×2s=2000m
因为声音在云层中传播了一个来回,所以云层的厚度为:
??=
??2=
2000m2
=1000m。
22.随着社会的发展,家庭汽车越来越普及。已知某型号小汽车总质量m=1200kg,四个车轮与地面接触面积约为6×10-2m2,在水平路面上匀速行驶时所受阻力恒为重力的0.1倍。求:
(1)小汽车匀速运动时受到的牵引力大小;
(2)小汽车以20m/s的速度在水平路面上匀速行驶时牵引力的功率;
(3)为了保障道路交通安全,交警常常用超声波测速仪来监测车辆的速度。固定在平直道路上的超声波测速仪对着迎面匀速驶来的车辆发出第一个超声波信号后,经过时间
t1=0.10s接收到车辆反射回来的信号;测速仪发出第二个超声波信号后,经过时间t2=0.06s接收到车辆反射回来的信号。已知超声波在空气中传播的速度为v0=340m/s,测
速仪连续发出两个信号的时间间隔为t0=0.20s,则车辆匀速行驶的速度v是多少?(结果保留到小数点后一位)
【答案】(1)1200N;(2) 2.4×104W;(3) 37.8m/s 【解析】
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