一、初中物理声现象问题求解方法1．阅读下面的短文，回答问题。

超声波及声呐应用人能够听到声音的频率范围有限。

低于20Hz的声波叫次声波，高于20000Hz的声波叫超声波。

超声波具有许多奇异特性：空化效应——超声波能在水中产生气泡,气泡爆破时释放出高能量，产生强冲击力的微小水柱。

它不断冲击物件的表面，使物体表面及缝隙中的污垢迅速剥落，从而达到净化物件表面的目的。

传播特性——它的波长短，在均匀介质中能够定向直线传播，根据这一特性可以进行超声探伤、测厚、测距、医学诊断等。

声呐系统是超声波应用的一种，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。

（1）人耳能听到的频率范围是___________。

（2）超声波能够清洗物件是因为声波具有________。

（3）宇航员在月球上不能利用超声波测定两山之间的距离，是由于___________。

（4）假设开始停在海水中的潜艇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，且此时信号频率不变，此时潜艇B与潜艇A的距离为_____m(声波在海水中传播速度为1500m/s，且传播速度不变)。

接下来停在海水中的潜艇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，说明此时潜艇B在向潜艇A______（选填“靠拢”或“远离”），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,请问声波频率变低1分钟后，潜艇B与潜艇A的距离为________m。

【答案】20Hz-20000Hz 能量真空不能传声 7500 远离 8700【解析】【详解】(1)[1]由材料可知，人耳只能听到20Hz到20000Hz之间的声音，人耳能听到的频率范围是20Hz-20000Hz；(2)[2]由于超声波具有能量，所以超声波能够清洗物件；(3)[3]宇航员在月球上不能利用超声波测定两山之间的距离，是由于月球上是真空，真空不能传声；(4)[4]声波在水中传播的总距离为：s=vt=1500m/s×10s=15000m，由于声波是反射回来的信号，所以两艘潜艇之间的距离s1=15000m22s=7500m；[5]由材料可知，如果回声的音调变低，说明目标远离声呐，潜艇A接到潜艇B反射回来的声波频率是变低的，说明此时潜艇B远离潜艇A；[6]1分钟后，潜艇B行驶的路程s B=v B t=20m/s×60s=1200m，潜艇B与潜艇A之间的距离s2=s1+s B=7500m+1200m=8700m。

2．将一只正在发声的音乐芯片挂在钟罩内，如图所示：用抽气筒把钟罩内的空气逐渐抽出，将会发现声音 _____；此实验可以推理得出______的结论。

实验中声音无法完全消失的原因可能是________ 。

（写出一种）【答案】逐渐减小声音的传播需要介质声音通过上方的固体传声【解析】【分析】【详解】[1]将一只正在发声的音乐芯片挂在钟罩内，用抽气筒把钟罩内的空气逐渐抽出，传递声音的介质变少，所以将会发现声音逐渐变小；[2]此实验可以推理得出：声音的传播需要介质（或真空不能传声）的结论；[3]实验中声音无法完全消失的原因可能是：声音通过上方的固体传声，或空气抽不干净。

3．如图所示，四个相同的玻璃杯瓶内装有深度不同的水。

用嘴贴着瓶口吹气，会发出不同的声音，其中音调最高是图________。

用小棒敲击瓶子时，发出的声音音调最高的是图________。

【答案】甲丁【解析】【详解】[1]用嘴贴着瓶口吹气，会发出不同的声音，这是空气柱的振动发出的声音，空气柱越短，振动的频率越高，音调越高，从图中可以看到，图甲的空气柱最短，那么它的音调最高；[2]用小棒敲击瓶子时，振动的是瓶子和瓶子里面的水，水越少，声音振动的频率越高，音调越高，从图中可以看到，图丁的水最少，那么它的音调最高。

4．小明在吉他演奏中发现，琴弦发出的音调与弦线的长度、粗细和张力有关．于是他想（1）利用弦音计做研究，如图所示，其中a、b、c、d四根弦线的张力相同．①若他选择b、d两弦线做实验，则研究的目的是探究音调与弦线_____的关系．②若他要研究音调与弦线粗细的关系，则应选择_____和_____两弦线做实验．③小明研究后得出结论：在其他条件相同的情况下，弦线越长，发出的音调越低；弦线越粗，发出的音调越低．（2）请你据如图判断，在张力相同的情况下，分别按住A点、B点、C点后拨动琴弦，发出的音调最高的是按住_____点，最低的是按住_____点．【答案】长度 a b A B【解析】【分析】【详解】(1)弦乐器的音调与弦的长短粗细和张力有关，在研究弦乐器的音调与哪些因素有关时，用到的实验方法为控制变量法，若他选择b、d两弦线做实验，两者的粗细和张力相同，所以研究的目的是探究音调与弦线长度的关系．若他要研究音调与弦线粗细的关系，应该控制他们的长度和张力相同，满足该条件的是a和b两弦线．(2)按住AC两点比较，按住A点时弦较短，所以发出的音调较高的是按住A，发出的音调较低的是按住C按住BC两点比较，按住B点时弦较粗，所以发出的音调较高的是按住C，发出的音调较低的是按住B，所以分别按住A点、B点、C点后拨动琴弦，发出的音调最高的是按住A点，最低的是按住B点．5．阅读下面一段短文后，认真思考并回答以下问题．如图 1 所示，小明和小刚用细棉线连接两个纸杯制成了一个“土电话”．（1）他们用土电话能实现 10m 间的通话，说明了_____．（2）相距同样远，讲话者以相同的响度讲话，如果改用细金属丝连接“土电话”，则听到的声音就大些，这一实验表明：_____．（3）如果在用土电话时，棉线没有拉直而处于松驰状态，则听的一方通过棉线_____（选填“能”或“不能”）听到对方的讲话声．（4）某研究小组利用以上两个纸杯和一些长短、粗细不同的琴弦，又进行了探究“音调和哪些因素有关”的活动．他们选用的琴弦长度、材料在图 2 中已标出（其中琴弦的直径关系：a=c=d＜b），并且每根琴弦固定在“音箱”上的松紧程度一致．①若他们想研究“音调的高低与琴弦长度”的关系应选择琴弦_____（选填符号 a、b、c或d）．②若选择琴弦 a 和 b，则是为了研究_____．③若有同学选择 c 和 d 进行研究，并推理得出：琴弦长度越长，振动越慢，音调就越低的结论．该同学探究过程中存在什么问题？_____④两位同学还可以选择琴弦_____（选填符号 a、b、c 或 d），研究“琴弦音调高低与材料的关系”．【答案】固体能传播声音金属丝的传声效果更好不能 ad 音调的高低与琴弦粗细的关系因为琴弦的材料、长度都不相同，没有控制变量 ac【解析】【分析】【详解】（1）土电话通过细绳连接，所以能说明固体能够传声.（2）改用细金属丝连接“土电话”，则听到的声音就大些，这一实验表明金属丝的传声效果更好.（3）棉线没有拉直而处于松驰状态时，声音就不能传到听者耳朵里.（4）研究“音调的高低与琴弦长度”的关系时，应选择只有长度不同的两根线，所以选ad.琴弦 a 和 b只有粗细不同，所以研究的是音调的高低与琴弦粗细的关系.选择 c 和 d 进行研究时，因为琴弦的材料、长度都不相同，无法控制变量.研究“琴弦音调高低与材料的关系”可以选择琴弦ac.6．长沙市为了督促司机遵守限速规定，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超声波信号，第一次发出信号到接收到反射回来的信号用时0.5s，第二次发出信号到接收到反射回来的信号用时0.4s。

若测速仪发出两次信号的时间间隔是0.9s，超声波的速度是340m/s，求：（1）汽车接收到第一次信号时，距测速仪多少米？（2）汽车两次接收到信号时位置相距多少米？（3）在该测速区内，汽车的速度是多少？【答案】(1)85m；(2)17m；(3)20m/s【解析】【详解】(1)第一次发出信号到测速仪接收到信号用时0.5s，所以第一次信号到达汽车的时间为0.25s，由v =s t 可得汽车接收到第一次信号时，汽车距测速仪： s 1=v 声t 1=340m/s ×0.25s=85m ；(2)第二次发出信号到测速仪接收到信号用时0.4s ，所以第二次信号到达汽车的时间为0.2s ， 汽车接收到第二次信号时，汽车距测速仪：s 2=v 声t 2=340m/s ×0.2s=68m ；汽车两次接收到信号时位置相距(即汽车行驶的距离):s ′=s 1−s 2=85m−68m=17m ；(3)汽车行驶这17m 共用的时间：t ′=△t −t 1+t 2=0.9s−0.25s+0.2s=0.85s ，所以汽车的车速为：v ′=s t ''=17m 0.85s=20m/s 。

答：(1)汽车接收到第一次信号时，距测速仪85米；(2)汽车两次接收到信号时位置相距17米；(3)在该测速区内，汽车的速度是20m/s 。

7．小明每天测量同一个鸡蛋的质量，再把鸡蛋放入水中，观察它的浮沉情况后，取出放好。

下表是他记录的部分数据及现象。

（鸡蛋的体积保持不变，g =10N/kg ，331.010kg/m ρ=⨯水）第1天 第8天第29天 第57天 第58天 第70天 质量m /g 66.866.2 64.4 62.0 61.9 60.8 鸡蛋在水中的位置 沉底 沉底 沉底 悬浮 漂浮 漂浮 （1）求第57天鸡蛋所受浮力及鸡蛋的体积。

（2）比较第1天和第70天鸡蛋受到浮力的大小。

写出判断依据。

（3）根据表格的现象你如何判断存放时间的长短？【答案】(1)0.62N ；6.2×10-5m 3；(2)第1天受到的浮力大；见详解；(3)见详解。

【解析】【详解】(1)由图可知，鸡蛋在第57天时处于悬浮状态，悬浮时浮力等于重力：0.062kg 10N /kg 0.62N F G mg ===⨯=浮根据阿基米德原理可知，鸡蛋的体积为：53330.62N 6.2101.010kg/m 10N /k m gF V V g ρ-====⨯⨯⨯浮排水 (2)鸡蛋的质量减小，但鸡蛋的体积不变，第1天和第70天相比，在第一天排开的水的体积较大，根据阿基米德原理F gV ρ=浮水排可知，鸡蛋在第一天中受到的浮力大；(3)由表格中的数据和鸡蛋的状态可知，当鸡蛋在水中下沉时，鸡蛋的放置时间不超过29天；鸡蛋悬浮时，鸡蛋的放置时间不超过57天；鸡蛋在水中漂浮时，鸡蛋的放置时间为58天以上。

答：(1)第57天鸡蛋所受浮力为0.62N ；鸡蛋的体积为6.2×10-5m 3；(2)第1天受到的浮力大；第1天和第70天相比，在第一天排开的水的体积较大，根据阿基米德原理F gV ρ=浮水排可知，鸡蛋在第一天中受到的浮力大；(3)见详解。