物理 声现象的专项 培优练习题及答案.docx
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物理声现象的专项培优练习题及答案
一、初中物理声现象问题求解方法
1．如图所示，将一把钢尺紧按在桌面上，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，用同样的力再次拨动钢尺，比较两种情况下钢尺振动的快慢和发出的音调。
下列做法中所用到的科学探究方法与此相同的是
A．地震、火山爆发、海啸等自然灾害发生时，都伴有次声波产生，而人耳听不到次声波，不能准确预测灾害的发生。
使用灵敏的声学仪器也能接收到它们产生的次声波，处理这些信息，可以确定这些活动发生的方位和强度
B．人们用噪声监测仪来监测噪声的强弱等级，以便及时采取措施，控制噪声
C．人们用光线来表示光的传播径迹和方向
D．取材质相同但质量与体积均不相同的松木块，用天平测出它们的质量，用量筒量出它们的体积。
通过计算得出“同种物体质量与体积的比值，即密度相同”的结论
【答案】D
【解析】
【详解】
题目正文中使用的探究方法是控制变量法；
A．人耳听不到次声波，使用灵敏的声学仪器也能接收到它们产生的次声波，处理这些信息，可以确定这些活动发生的方位和强度，采用的是转换法，故A不符合题意；
B．人的耳朵不能直接监测噪声的强弱等级，人们用噪声监测仪监测噪声的强弱等级，采取措施，控制噪声，是转换法的应用，故B不符合题意；
C．用光线描绘光的传播方向，光线实际并不存在，用光线描绘光的传播方向采用是模型法；故C不符合题意；
D．取材质相同但质量与体积均不相同的松木块，用天平测出它们的质量，用量筒量出它们的体积，通过计算得出“同种物体质量与体积的比值，即密度相同”的结论，这种探究方法是控制变量法，故D符合题意。
2．有一根长100米的空心钢管，甲同学在一端敲打钢管一下，乙同学在钢管的另一端可以听到（）
A．一次回声B．两次回声C．三次回声D．四次回声
【答案】B
【解析】
【分析】
声音的传播是需要介质的，声音在不同介质中传播速度不同，在固体中最快，其次是液体中，最后是在气体中。
【详解】
甲同学在一根空心钢管的一端敲一下，声音会在钢管和空气中同时传播，因为声音在固体中最快，在气体中最慢，第一次听到的声音是通过钢管传来的；第二次听到的声音是通过空气传来的，则乙同学会听到两次敲击声。
故选B。
3．关于下列四个情景的说法错误的（ ）
A．
发声扬声器旁的烛焰晃动，说明声波能传递能量
B．
不能听到真空罩中闹钟的闹铃声，说明声波的传播需要介质
C．
发声的音叉将乒乓球弹开，说明发声的物体在振动
D．
8个相同玻璃瓶装不同高度的水，敲击它们时发出声音的音色不同
【答案】D
【解析】
【详解】
A．扬声器发出的声音使烛焰不停晃动，说明声音能传递能量，该选项正确，不符合题意；
B．当空气被不断抽出后，铃声逐渐减弱，最后听不到，说明声音的传播需要介质，真空不能传声，该选项正确，不符合题意；
C．当乒乓球接触到音叉时被弹开，说明发声体在振动，该选项正确，不符合题意；
D．8个相同玻璃瓶装不同高度的水，敲击它们时，音色是相同的，但振动的频率不同，音调不同，故D错误，符合题意。
故选D。
4．在演示声音是由物体的振动发生的实验中，将正在发声的音叉紧靠悬线下的泡沫塑料球，球被多次弹开。
在此实验中，泡沫塑料球的作用是（）
A．使音叉的振动尽快停下来
B．使音叉的振动时间延长
C．将音叉的微小振动放大，便于观察
D．使声波多次反射，形成回声
【答案】C
【解析】
【分析】
声音是由物体振动产生的，但这种振动往往不易观察，需要将实验效果进行“放大”；“转换法”是中学物理中一种重要的研究方法，可以借助某些物体的特性来研究看不到或不易观察到物质，形象直观，据此判断。
【详解】
正在发声的音叉与不发声的音叉的区别在于：
正在发声的音叉在振动，而不发声的音叉没有振动；由于音叉振动的幅度过小，人眼无法直接观察和区分，所以用“转换法”将这个实验效果进行放大；当把悬挂的泡沫塑料球紧靠在正在发声的音叉上时，音叉的振动将泡沫塑料球弹开，即把音叉的微小振动放大成泡沫塑料球的振动，以便于观察和进一步的研究；故选C。
5．下列说法中正确的是（ ）
A．只要物体在振动，人一定能听到声音B．只要听到物体发声，则物体一定在振动
C．只要人听不到声音物体就一定没有振动D．以上说法都正确
【答案】B
【解析】
【详解】
A．听到声音还需要有介质，如果没有传播声音的介质，也不能听到声音，故A错误；
BD．声音是由物体振动产生的，一切正在发声的物体都在振动，故B正确，D错误；
C．如果没有介质，振动产生的声音人也是听不到的，故C错误；
故选B。
6．医用的B超机利用超声波来诊断病情，但人耳听不到它的声音，这是因为（ ）
A．声音的响度太大B．声音的频率太高，人不能觉察到
C．声音的频率低于人耳能听到的频率范围D．声音的音调太低
【答案】B
【解析】
【详解】
医用的B超机利用超声波来诊断病情，但人耳听不到它的声音，这是超声波，发声体的振动频率高于20000Hz，超出了人耳的听觉范围，即音调太高了，所以人不能觉察到，不是因为声音的响度太大；故选B。
7．下列与声现象有关的说法中正确的是（ ）
A．城市道路旁的隔音板是在入耳处减弱噪声
B．B超是利用了声音可以传递信息
C．我们听不到蝴蝶翅膀振动发出的声音是因为响度太小
D．声音在空气的速度一定是340m/s
【答案】B
【解析】
【分析】
【详解】
A．城市路旁安装隔音板是在传播过程中减弱噪声，选项说法错误，不符合题意；
B．B超是利用了声音可以传递信息，选项说法正确，符合题意；
C．因为蝴蝶翅膀振动发出的声音频率小于20赫兹，是次声波，人耳听不到，选项说法错误，不符合题意；
D．声音在空气中不同温度时传播的速度是不同的，在15℃空气中声速约为340m/s，选项说法错误，不符合题意；
故选B．
8．如图所示，将悬挂的乒乓球轻轻接触正在发声的音叉，乒乓球多次被弹开，关于此实验，下列说法错误的是
A．音叉发出声音的响度越大，乒乓球被弹开的越远
B．音叉发出声音的音调越高，乒乓球被弹开的越远
C．本实验可以研究“声音是由于物体的振动而产生的”
D．乒乓球被弹开的越远，说明音叉振动幅度越大
【答案】B
【解析】
【分析】
【详解】
声音是物体振动产生的，音叉振幅越大，产生声音的响度越大，乒乓球被弹得越高。
说明声音的响度越大发声体的振幅越大，音叉的振动转化为轻质小球的运动，这样可以把音叉的微小振动进行放大，这是“转换法”，故AD正确，B错误；
通过实验发现，用小锤敲击音叉的时候，音叉发出声音的同时，乒乓球会被弹起一定的角度，说明声音是由于物体的振动产生的，故C正确。
故B符合题意为答案。
9．阅读下面的短文
潜艇的“耳目”——声呐
潜艇最大的特点是它的隐蔽性，作战时需要长时间在水下潜航，这就决定它不能浮出水面使用雷达观察，而只能依靠声呐进行探测，所以声呐在潜艇上的重要性更为突出，被称为潜艇的“耳目”。
声呐是利用水中声波对水下目标进行探测、定位和通信的电子设备，是水声学中应用广泛的一种重要装置。
声呐能够向水中发射声波，声波的频率大多在10kHz~30kHz之间，由于这种声波的频率较高，可以形成较指向性。
声波在水中传播时，如果遇到潜艇、水雷、鱼群等目标，就会被反射回来，反射回来的声波被声呐接收，根据声信号往返时间可以确定目标的距离。
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。
请回答以下问题：
（1）人耳能够听到声呐发出的声波的频率范围是______kHz到______kHz。
（2）①如果停在海水中的潜艇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，且信号频率不变，潜艇B与潜艇A的距离
是__________。
（设声波在海水中传播速度为1500m/s）
②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，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，经一分钟后潜艇B与潜艇A的距离
为__________。
（3）在月球上能否用声呐技术来测量物体间的距离？
_____为什么？
_____
【答案】0.02207500m8700m不能月球表面是真空的，而真空不能传声
【解析】
【分析】
（1）超声是指高于20000Hz的声音，次声是指低于20Hz的声音，人耳无法听到超声和次声。
（2）先算出超声波从潜艇A传到潜艇B的时间，再根据速度公式求两者的距离；首先算出1分钟内潜艇B通过的距离，根据声波频率的变化分析出潜艇AB之间的距离变化，从而计算出二者之间的距离。
（3）真空不能传声，所以无法使用声呐。
【详解】
（1）[1][2]人耳只能听到20Hz到20000Hz，即0.02kHz到20kHz之间的声音。
（2）①[3]超声波从潜艇A传到潜艇B的时间
潜艇B与潜艇A的距离
②[4]1分钟后，潜艇B行驶的路程
因为声波频率变低，所以潜艇B是远离声呐，现在两艘潜艇之间的距离
（3）[5][6]地球和月球之间是真空，因为真空不能传声，所以用声呐技术无法测量地球和月球之间的距离。
【点睛】
本题综合性很强，考查学生对声音知识的综合运用能力；在计算距离时，注意回声测距需要计算单程的长度。
10．我们知道，声音在不同介质中传播的速度不同。
阅读下表，回答问题。
已知在长为0.85km的空金属管一端敲击一下，在另一端先后听到两个声音，两声相隔2.33s（此时气温约为15℃）。
问：
一些介质中的声速v/（m·s-1）
空气（0℃）
331
冰
3230
空气（15℃）
340
铜
3750
煤油（25℃）
1324
铝
5000
水（常温）
1500
铁
5200
（1）第二次听到的声音是通过哪种介质传来的？
（2）敲击后声音通过空气传到另一端需要多长时间？
（3）声音在金属管中的传播速度是多大？
该金属管可能是由什么材料制成的？
【答案】
（1）空气；
（2）2.5s；（3）5000m/s，铝。
【解析】
【分析】
（1）根据表格中的数据进行分析可知，不同介质中声音传播速度是不一样的；则传播相同的距离，速度小的介质中需要的时间多；
（2）利用
计算声音在空气中传播的时间；
（3）结合时间差计算声音在金属管内的传播速度，对应数据表找出金属管的材料。
【详解】
（1）根据表格中的数据进行分析可知，声音在金属中的传播速度比在空气中的速度大，故第二次听到的声音是通过空气传来的；
（2）声音在空气中传播的时间：
；
（3）声音在金属管中传播的时间：
，
则声音在金属管中传播的速度：
，
查表知：
金属管是由铝制材料制成的。
答：
（1）第二次听到的声音是通过空气传来的；
（2）敲击后声音通过空气传到另一端需要2.5s；（3）声音在金属管内传播的速度为5000m/s；该金属管是由铝制成的。
11．一列动车长200m，以一定的速度沿直线匀速行驶，在进入七扇岩隧道前800m处鸣笛，司机在鸣笛4s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，动车行驶了多少米？
（2）该动车行驶的速度是多少m/s？
（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？
【答案】
（1）240；
（2）60（3）17s．
【解析】
【分析】
【详解】
（1）根据v=
得声音传播的距离：
s声=v声t=340m/s×4s=1360m；
动车和声音的运动示意图如下：
由图知，司机听到反射的回声时，他离隧道口的距离：
s=s声−s0=1360m−800m=560m；
由题意知，动车行驶的距离为：
s车=s0−s=800m−560m=240m；
（2）动车的速度：
v车=
=
=60m/s．
（3）动车完全通过隧道的时间是：
t'=
=
=17s．
答：
（1）当司机听到反射的回声时，他离隧道口的距离是240m；
（2）动车行驶的速度是216km/h．
（3）动车完全穿过隧道的时间为17s．
12．在人与山崖间有一条铁路穿过，一列火车在人与山之间拉响汽笛，人看见火车冒出烟1s后听到汽笛声，又经过2s后听到山崖反射回来的声音，则人与山距离多远？
【答案】680m
【解析】
【详解】
根据题意，如图所示，声音从鸣笛处→人，传播用时1s；声音从鸣笛处→山崖→人，传播用时：
（1+2）s＝3s
设人到山崖的距离为s，则：
2s＝340m/s×1s+340m/s×3s
得出：
s＝680m
答：
人与山崖之间的距离是680m
13．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3.8km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1500m/s，鱼雷的平均速度是80m/s。
求：
（1）不明潜艇行驶的速度；
（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
不明潜艇行驶的速度为
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
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
鱼雷命中不明潜艇的时间为37s。
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。
14．某同学乘坐一辆汽车面对一座高山。
已知声音传播速度为340m/s。
求：
（1）若汽车是静止的，汽车鸣一声喇叭，历时t=5s听到回声，则汽车距离高山多远？
（2）若汽车以10m/s的速度正对着高山驶去，汽车鸣一声喇叭，历时t=3s听到回声。
鸣喇叭时汽车距离高山多远？
【答案】
（1）850m；
（2）525m。
【解析】
【分析】
【详解】
（1）声音传播到高山的时间
t=
×5s=2.5s，
汽车到高山的距离：
s=v2t=340m/s×2.5s=850m；
（2）在3s的时间内，汽车行驶的距离：
s1=v1t=10m/s×3s=30m，
声音传播的距离：
s2=v2t=340m/s×3s=1020m，
设按喇叭时汽车到高山的距离为s，则：
2s=s1+s2，
s=
=525m。
答：
（1）若汽车是静止的，则汽车距离高山850m远；
（2）鸣喇叭时汽车距离高山525m。
15．小梦在探究声音高低与物体振动快慢的关系时，将钢尺的一端伸出桌面，用手拨动使其上下振动发出声音，如图所示．改变_____________，用同样大小的力再拨钢尺，并仔细观察____________，倾听并辨别钢尺振动时发出声音的高低有无变化．
【答案】钢尺伸出桌面的长度钢尺振动的快慢
【解析】
【分析】
【详解】
探究声音的高低与振动快慢的关系时，应在控制其它的变量保持不变的前提下，只改变振动的快慢，从而研究声音高低与振动快慢的关系；因此应改变尺伸出桌面的长度，用同样大小的力拔动尺子，观察尺子振动的快慢，同时辨别所发出声音的高低.
二、初中物理热学问题求解方法
16．水是人类生存环境的重要组成部分。
水的三种状态分别是冰、水和水蒸气。
以下关于水的说法错误的是（）
A．相同质量0℃水的体积大于0℃冰的体积
B．相同质量0℃水的内能大于0℃冰的内能
C．水蒸气很容易被压缩，说明气体分子之间的距离很远，几乎没有作用力
D．今年12月11日我县第一次出现霜林尽染的美景，说明气温已经低于0℃
【答案】A
【解析】
【详解】
A．根据
和
得质量相同的0℃水的体积小于0℃冰的体积，故A错误，符合题意；
B．0℃水放热凝固成相同质量的0℃冰，所以相同质量0℃水的内能大于0℃冰的内能，故B正确，不符合题意；
C．水蒸气很容易被压缩，说明气体分子之间的距离很远，几乎没有作用力，故C正确，不符合题意；
D．霜是水蒸气遇冷凝华而成的，在标准大气压下水的凝固点是0℃，而霜的形成需要的温度更低，所以霜的形成，说明气温已经低于0℃，故D正确，不符合题意。
17．用相同热源、相同的加热装置，对质量相等的甲、乙两种固态物质加热时，得到的温度随时间变化的图像。
根据图像分析，下列说法中正确的是（）
A．甲、乙两种物质可能是松香和萘
B．甲物质在a、b两点时，温度和内能都相同
C．甲、乙两种物质在熔化时乙吸收的热量比甲多
D．甲、乙两种物质在固态时，甲的比热容小于乙的比热容
【答案】D
【解析】
【分析】
【详解】
A．从图象可以看出，甲、乙两种物质在熔化过程中温度保持不变，所以均为晶体。
松香是非晶体，萘是晶体，所以甲、乙不可能是松香，故A错误；
B．甲物质在a点开始熔化，b点熔化完成，在熔化过程中温度保持不变，但是继续吸热，所以b点的内能大于a点的内能，故B错误；
C．读图可知，甲熔化持续的时间为
20min−10min＝10min
乙熔化持续的时间为
27min−17min＝10min
二者时间相同，说明吸收热量相同，故C错误；
D．甲、乙两种物质在固态时，同样加热10min，吸收相同的热量，甲的温度高于乙的温度，根据
，在吸收热量和质量相等时，比热容和温度成反比，所以甲的比热容小于乙的比热容，故D正确。
故选D。
18．用两只相同的电加热器，分别给相同体积的水和某种油加热，在开始和加热3min时，分别记录的数据如下表所示．已知
，
，
，加热的效率都为90%，油的末温没有达到它的沸点，下列说法正确的是（ ）
加热时间（min）
0
3
水的温度（℃）
18
28
油的温度（℃）
18
43
A．因为这种油升温比较快，所以它的比热容比水大
B．这种油的比热容为
C．这种油的比热容为
D．加热效率没有达到100%，是因为有一部分能量消失了
【答案】B
【解析】
【详解】
ABC．取两种液体都加热了3分钟为研究对象，因为是用的两个相同的电加热器，且加热效率都为90%，所以
，
设它们的体积为V，则水的质量：
油的质量：
根据
有：
代入数据：
解得：
故AC项错误、B项正确；
D．由能量守恒定律可知，能量既不会凭空产生，也不会凭空消失，它只能从一种形式转化为另一种形式，或者从一个物体转移到别的物体；在转化和转移过程中其总量不变．故D项错误．
19．下列关于内能说法正确的是（）
A．0℃的物体内能为零B．热量总是从内能大的物体向内能小的物体传递
C．温度高的物体比温度低的物体内能大D．物体内能增大，温度可能不变
【答案】D
【解析】
【详解】
A．一切物体，不论温度高低，都具有内能，所以0℃的物体内能不为零，A错误；
B．热量总是从温度高的物体向温度低的物体传递，内能大的物体温度可能较低，那么热量就可能是从内能小的物体向内能大的物体传递，B错误；
C．温度高的物体内能不一定大，内能还和质量、状态有关，C错误；
D．物体内能增大，温度可能不变，比如说0℃的冰熔化为0℃的水后，质量不变，温度不变，但是吸收了热量，内能变大，D正确。
20．柴油机和汽油机在一个工作循环中的四个冲程完全相同的冲程是（ ）
A．吸气、压缩B．压缩、排气
C．吸气、压缩、排气D．排气
【答案】D
【解析】
【详解】
吸气冲程中，汽油机吸入的是汽油和空气的混合气体，柴油机吸入的只有空气，所以吸气冲程不同；柴油机属于压燃式点火，所以在压缩冲程中，柴油机比汽油机压缩程度高，所以压缩冲程不同；汽油机气缸顶部有个火花塞，柴油机气缸顶部有个喷油嘴，柴油机采用压燃式点火，汽油机采用点燃式点火，所以做功冲程不同；排气冲程只是将废气排出，所以柴油机和汽油机在一个工作循环中的四个冲程完全相同的冲程是排气冲程；通过以上分析可知，故选D。
21．小明给爷爷网购了一台电热足浴器，其铭牌的部分参数如图甲所示，足浴器某次正常工作时，加热功率为控制面板上发光指示灯所对应的功率，控制面板显示如图乙所示，求：
（1）足浴器装入最大容量初温为21℃的水，将其加热到控制面板上显示的温度时，水所吸收的热量是多少？
[c水＝4.2×103J/（kg·℃）]
（2）上述加热过程用时15min，该足浴器的热效率是多少？
（3）整个加热过程中，水温降至40℃时，足浴器自动加热至45℃，水温随时间变化的图像如图丙所示，当水温第一次加热至45℃时，小芳开始给爷爷足浴30min，求这次足浴给水加热消耗的电能是多少？
（4）小明想了解家里电路的实际电压，于是将家里其他用电器都关闭，他观察到该足浴器在高档工作时，家里标有“2000r/（kW·h）”的电能表转盘在10min内转了216r，则他家电路的实际电压是多少？
【答案】
（1）
；
（2）
；（3）
；（4）
【解析】
【分析】
【详解】
（1）由题意可知，足浴器装入最大容量的水后，质量是
水吸收的热量是
水吸收的热量是
。
（2）由题意可知，该足浴器做的总功是
那么该足浴器的热效率是
该足浴器的热效率是
。
（3）由上述可知，水温从21℃加热到45℃时，温度的变化量是24℃，需要的加热时间是15min，则水温从40℃加热到45℃时，温度的变化量是5℃，需要的加热时间是
由图丙可知，足浴时一个加热循环的时间是
足浴30min内加热循环的个数是
即30min内2个循环后剩余3.75min，剩余的3.75min不需要加热，需要加热的时间是
所以这次足浴给水加热的总时间是
那么这次足浴给水加热消耗的电能是
（4）由
可得，足浴器的电阻是
足浴器在高档工作时，电能表转盘在10min内转了216r，那么足浴器消耗的电能是
实际功率是
同理由
可得，电路的实际电压是
答：
（1）水所吸收的热量是
；
（2）该足浴器的热效率是
；（3）这次足浴给水加热消耗的电能是
；（4）他家电路的实际电压是
。
22．为了比较水和食用油的吸热能力，小明用两个相同的装置做了如图所示的实验，实验数据记录如下：
（1）在安装、调整实验器材时，科学合理的顺序是（甲图中）：
先调整固定______的位置，再调整固定另一个的位置（选填“A”或“B”）；
（2）为保证实验结论的可靠，关于实验时“应控制两套装置中相同的量”的说法中，不必要的是______
A．食用油和水的质量相等B．两套装置中的烧杯相同
C．两酒精灯的火焰大小相同D．两酒精灯内酒精的质量相等
（3）实验中食用油和水从20℃升温至45℃，______（水/食用油）所需时间较长，_____（水/食用油）吸收的热量较多，由此可见，_____（水/食用油）吸热能力较强．
（4）实验中，加热相同的时间，水吸收的热量______（大于/小于/等于）食用油吸收的热量，______（水/食用油）升高的温度较多，______（
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