20.(5分)以下是小明探究声音产生和传播以及声音特性的几个实验。
(1)敲击音叉可以听到音叉发声,音叉有没有振动呢?怎么证明发声的音叉振动呢?你的做法是__将音叉放入水中__。
(2)用塑料袋包好正在发声的电子闹钟,放入水中后我们仍然能听到声音。说明__水(液体)能传播声音__。
(3)如图用尺子来探究决定音调高低的因素,把钢尺紧放在桌面上,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,再次拨动,使钢尺每次的振动幅度相同。实验发现尺子伸出桌面的长度越长,振动越__慢__,发出声音的音调越__低__;当尺子伸出桌面超过一定长度时,虽然用较大的力拨动钢尺,却听不到声音,这是由于__音调低于人类听觉的下限__。
21.(8分)在学习二胡演奏过程中,小明发现琴弦发出声音的音调高低受各种因素的影响,他决定对此进行研究,经过和同学们讨论提出了以下几种猜想:
猜想一:琴弦发出声音的音调高低,可能与琴弦的横截面积有关; 猜想二:琴弦发出声音的音调高低,可能与琴弦的长短有关; 猜想三:琴弦发出声音的音调高低,可能与琴弦的材料有关。
为了验证上述猜想是否正确,他和同学们找到了下表所列4种规格的琴弦,进行实验。
编号 规格 材料 长度/cm 横截面积/mm2 A B C D 尼龙 尼龙 尼龙 镍合金 55 55 80 ① 1 0.5 1 0.5 (1)为了验证猜想一,应选编号__A__和 __B__两种规格的琴弦进行实验。 (2)选择B和C两种规格的琴弦,__不能__(选填“能”或“不能”)验证猜想二。 (3)在验证猜想三时,小明发现粗心的同学没有把表中的数据填全,表中①的位置所缺数据是__55__。
四、综合应用题(共17分)
22.(8分)一艘潜艇静止在水面下,其正前方4.1 km处有一不明潜艇驶来,已知声呐系统发出超声波后,经过5.4 s听到回声。海水中声音的速度是1500 m/s,不明潜艇的行驶速度为多少?(保留两位小数)
1
解:如图所示,从声呐系统发出超声波到遇到不明潜艇的时间t=×5.4 s=2.7 s,由v
2s
=得超声波遇到不明潜艇时,不明潜艇到静止潜艇的距离s=vt
t=1500 m/s×2.7 s=
声
4050 m,2.7 s内不明潜艇行驶的距离s潜艇=4100 m-4050 m=50 m,不明潜艇的速度50 m
v潜艇= =≈18.52 m/s
t潜艇2.7 s
s潜艇
23.(9分)亮亮和田田两位同学想测一段铁路的长度,但没有合适的刻度尺,他们知道声音在空气中的传播速度为340 m/s,在钢铁中的传播速度为5000 m/s,于是亮亮站在待测铁路的一端,田田站在铁路的另一端,亮亮用锤子敲击一下铁轨,田田听到了两次响声,两次响声的时间间隔为2 s,这段铁路大约有多长?
sss
解:设铁轨的长度是s,由v=得,声音在空气中的传播时间t1==…①,tv空气340 m/s声音在铁轨中的传播时间t2=
sv铁轨
=
…② 5000 m/s
-
340 m/s
s
s
田田听到两次响声的时间间隔为2 s,Δt=t1-t2=2 s…③,联立①②③,得s
=2 s,解得s≈729.6 m 5000 m/s