第10講 聲速與溫度計計算專題-新八年級物理暑假講義（蘇科版）（學(xué)生版）

第10講聲速與溫度計計算專題[學(xué)習(xí)目標(biāo)]進一步掌握聲音的特性及計算進一步掌握溫度計的特性及計算速度公式及其變形速度公式：變形公式：，常用單位及其換算①時間單位換算：1h=60min=3600s，1min=60s②長度、路程單位換算：1m=10dm=102cm=103mm=106μm=109nm③速度單位換算：，物體振動的周期與頻率周期：物體完成叫做周期。頻率：物體在叫做頻率。聲速聲音的傳播需要介質(zhì)，真空不能傳聲。在空氣中，聲音以看不見的聲波來傳播，聲波到達人耳，引起鼓膜振動，人就聽到聲音。氣體、液體、固體都能發(fā)聲，空氣能傳播聲音。聲波在介質(zhì)中的傳播速度叫聲速，聲速大小跟介質(zhì)有關(guān)。一般情況下，聲音在固體中傳播，液體中較快，氣體中。在15℃時，空氣中的聲速是。聲音在傳播過程中，遇到障礙物被反射回來，再傳入人的耳朵，人聽到反射回來的聲音叫回聲。溫度計攝氏溫度：用“”表示，讀作攝氏度。在一個下，冰水混合物的規(guī)定為，沸騰的水的溫度規(guī)定為，然后把0℃和100℃之間分成100等份，每一等份代表1℃。0℃以下讀作負**攝氏度或零下**攝氏度(如-10℃，讀作負10攝氏度或零下10攝氏度)溫度計：溫度計是利用液體的原理制成的。溫度計的構(gòu)成：玻璃泡、玻璃管、水銀和刻度。常見溫度計如圖(1)所示。圖(1)常見溫度計溫度計的使用方法(如圖(2)所示)圖(2)溫度計的使用要點一、聲速聲音在介質(zhì)中的傳播速度簡稱聲速。一般情況下，v固>v液>v氣聲音在15℃空氣中的傳播速度是340m/s合1224km/h，在真空中的傳播速度為0m/s。聲音在空氣中的傳播速度。聲音在每秒內(nèi)傳播的距離叫聲速，單位是m/s；聲速的計算公式是；聲音在15℃的空氣中的速度為340m/s。回聲是由于聲音在傳播過程中遇到障礙物被反射回來而形成的。如果回聲到達人耳比原聲晚0.1s以上人耳能把回聲跟原聲區(qū)分開來，此時障礙物到聽者的距離至少為17m?；芈暜a(chǎn)生：聲音在傳播過程中，如果遇到障礙物，就會被反射回來。利用回聲測距?；芈暲茫豪没芈暱梢詼y定海底深度、冰山距離、敵方潛水艇的遠近測量中要先知道聲音在海水中的傳播速度，測量方法是：測出發(fā)出聲音到受到反射回來的聲音訊號的時間t，查出聲音在介質(zhì)中的傳播速度v，則發(fā)聲點距物體S=vt/2。回聲與原聲到達人耳的時間△t：a．當(dāng)△t>0.1s時，能區(qū)分回聲與原聲，即能聽到回聲。b．當(dāng)△t<0.1s回聲與原聲混在一起使原聲加強，不能聽到回聲。反射面光滑，反射效果較好，易聽到回聲；反射面粗糙、疏松多孔，聲音會被吸收，不易聽到回聲。回聲的利用與防止：回聲測距與測速(s=vt/2)、電影院的墻壁。要點二、物體振動的周期與頻率周期：物體完成1次全振動所需要的時間叫做周期。頻率：物體在1s時間內(nèi)完成全振動的次數(shù)，叫做頻率。周期與頻率的關(guān)系用T表示物體振動的周期、f表示頻率，則其中頻率單位是Hz，周期單位是s。要點三、溫度計規(guī)定：一個標(biāo)準(zhǔn)大氣壓下，冰水混合物的溫度是0攝氏度，記為0℃；在一個標(biāo)準(zhǔn)大氣壓下，沸水的溫度是100攝氏度，記為100℃，0℃和100℃間有100個等份，每一等份代表1℃。知識點一：聲速特性與計算【探究重點】聲音在空氣中的傳播速度。聲音在每秒內(nèi)傳播的距離叫聲速，單位是m/s；聲速的計算公式是；聲音在15℃的空氣中的速度為340m/s。利用周期與頻率的關(guān)系T=1/f解決，用T表示物體振動的周期，單位是s，f表示頻率，單位是Hz?！纠}精講】期末考試時，監(jiān)考教師會強調(diào)考試要求，老師的聲音是由于聲帶的_______產(chǎn)生的。而一只蝴蝶1min內(nèi)振翅360次，它翅膀振動發(fā)出的是_______(選填“可聽聲”、“次聲”、“超聲”)?！眷柟逃?xùn)練】某種昆蟲靠翅膀的振動發(fā)聲，如果這種昆蟲的翅在2s內(nèi)做了700次振動，頻率是多少？人類能聽到嗎？雷雨中，小明看到閃電后2.5s才聽到雷聲。聲音在空氣中的傳播速度為340m/s，響雷處到小明的距離是________m．小明聽到的雷聲是通過________傳來的。北京到上海的距離約為1000km。假設(shè)聲音在空氣中能夠傳得這么遠，那么從北京傳到上海需要多長時間?火車從北京到上海需要多長時間?大型噴氣式客機呢?自己查找所需的數(shù)據(jù)，進行估算。知識點二：聲與光及聲在不同介質(zhì)中的傳播計算【探究重點】抓住聲與光運動的路程s相同，所用的時間t不同，但由于光速遠遠大于聲速，且日常問題涉及的路程不長。因此，光傳播所用的時間?？珊雎圆挥嫞事晜鞑ニ脮r間近似等于看到光后與聽到聲音的時間間隔即（V是聲音傳播速度）。此類計算首先要明確聲音在兩種不同介質(zhì)中通過相同路程L所用的時間不同，聲音在介質(zhì)1中傳播快（設(shè)速度V1），所用時間t1少，聲音在介質(zhì)2中傳播慢（設(shè)速度V2），所用時間t2多，兩次聽到的時間間隔△t=t2-t1即△t=【例題精講】某人看見閃電經(jīng)過5s才聽到雷聲，那么，打雷處到這個人的距離約為_______m。我們知道：聲音在不同介質(zhì)中的傳播速度不同。閱讀下表中列舉的一些介質(zhì)中的聲速，回答問題。（1）聲音在不同介質(zhì)中的傳播速度有什么規(guī)律？（寫出兩條）（2）在長884m的金屬管的一端敲擊一下，在另一端先后聽到兩個聲音。兩聲下隔2.43s，聲音在金屬管中的傳播速度是多大？該金屬可能是由什么材料制成的？（氣溫約為15oC）【鞏固訓(xùn)練】已知聲音在空氣中的傳播速度為340m/s，在鋼、鐵中的傳播速度為5000m/s．請你再補充條件，提出一個求解時間間隔的問題，并通過計算做出解答．并發(fā)表自己對不同介質(zhì)傳聲問題的合理化見解。知識點三：聲速之回聲計算【探究重點】回聲是由于聲音在傳播過程中遇到障礙物被反射回來而形成的。如果回聲到達人耳比原聲晚0.1s以上人耳能把回聲跟原聲區(qū)分開來，此時障礙物到聽者的距離至少為17m。對于此類較復(fù)雜的問題，是發(fā)聲體或反射體在運動，這時除考慮聲音往返的路程外，還應(yīng)注意聲物運動的時間相同。解題時應(yīng)先畫一草圖，把聲音傳播與物體運動情況勾畫起來，然后根據(jù)圖形分析它所運動的路程、時間，再找出結(jié)合點，列出關(guān)系式，最后求解?！纠}精講】人對著山崖喊話，經(jīng)過t=2s后聽到回聲，喊話人到山崖的直線距離是（）A.680mB.340m C.170m D.17m聲音遇到障礙物能向相反方向傳播。一個同學(xué)向一口枯井的井底大喊一聲，經(jīng)過1．5s聽到回聲，那么這口枯井的深度大約是多少米?(聲速按340m／s計算)【鞏固訓(xùn)練】汽車以15ｍ/ｓ的速度向?qū)γ娓呱今側(cè)ィ谒緳C鳴笛后4ｓ聽到了回聲，求聽到回聲時，汽車距高山多遠？(聲音在空氣中傳播速度為340ｍ/ｓ)知識點四：溫度計特性與計算【探究重點】規(guī)定：一個標(biāo)準(zhǔn)大氣壓下，冰水混合物的溫度是0攝氏度，記為0℃；在一個標(biāo)準(zhǔn)大氣壓下，沸水的溫度是100攝氏度，記為100℃，0℃和100℃間有100個等份，每一等份代表1℃?！纠}精講】(2020·全國九年級課時練習(xí))兩支內(nèi)徑粗細不同的溫度計，下端玻璃泡中水銀量相等，將它們同時插入同一杯熱水中，則水銀柱上升的高度和溫度計示數(shù)分別是()A．上升高度一樣，示數(shù)相等B．內(nèi)徑細的升得高，示數(shù)也大C．內(nèi)徑粗的升得低，但兩支溫度計的示數(shù)相同D．內(nèi)徑細的升得低，示數(shù)也小【鞏固訓(xùn)練】(2020·廣東九年級其他模擬)實驗室常用溫度計是根據(jù)液體____________的規(guī)律制成的，如題圖所示溫度計的示數(shù)是____________°C；某支溫度計刻度均勻，但讀數(shù)不準(zhǔn)確，在測量標(biāo)準(zhǔn)大氣壓下沸水的溫度時，示數(shù)是90°C，在測一杯熱水溫度時，其示數(shù)與熱水的真實溫度60°C恰好相等，若用此溫度計去測量冰水混合物的溫度時，示數(shù)是____________°C?？茖W(xué)家在南極洲發(fā)現(xiàn)一個隕石凹坑，形狀如圓形平底鍋，如圖所示．一科學(xué)家在圓心A點大喊一聲，經(jīng)過6s聽到回聲．設(shè)空氣中聲速為340m/s，圓形凹坑的直徑為（）AAA．510m B．1020m C．2040m D．4080m(2019·湖南邵陽市·中考真題)甲、乙、丙三支酒精溫度計的量程、分度值都一樣，甲和乙玻璃管的內(nèi)徑相同，甲玻璃泡的容積比乙大，乙和丙玻璃泡的容積相同，乙的內(nèi)徑比丙細，由此可判斷這三支溫度計的相鄰兩刻度線之間的距離()A．甲最長 B．乙最長 C．丙最長 D．一樣長(2020·四川樂山)在花樣游泳比賽中，運動員在水中也能聽到音樂，這是因為______能傳播聲音；小華向著遠處的山崖大喊一聲，約3s后聽到回聲，則小華距山崖大約______m。(在空氣中聲速為340m/s)(2020·山東青島市·九年級一模)溫度計是生活和實驗中測量溫度的常用工具。但有的溫度計在制作過程中沒有按照規(guī)范化、科學(xué)性的要求，因此會出現(xiàn)溫度計刻度上的不準(zhǔn)確性。小雨手里有一支玻璃管內(nèi)徑和刻度均勻(分度值為1℃)的溫度計，但是在一個標(biāo)準(zhǔn)大氣壓下，該溫度計在冰水混合物中的示數(shù)為-10℃，在沸水中的示數(shù)是115℃。(1)該溫度計的1℃(1格)比實際溫度的1℃要_________(填“大”或“小”)，差值為________℃。(2)若該溫度計測得溫度用t1表示，實際溫度用t表示，則實際溫度的表達式可以歸納為：t=______。(3)該溫度計指示溫度是20℃時，實際溫度是_________℃。用超聲測位儀向海底垂直發(fā)射聲波，經(jīng)過4s后收到回波。此處海底有多深?《泰坦尼克號》描述的是一艘名叫“泰坦尼克”號的大海輪，因為跟冰山相撞而沉沒的悲?。疄榱吮苊獗瘎≈匮?，科學(xué)家發(fā)明了一種利用聲音的傳播規(guī)律制成的探測裝置，安裝在船上，能及時發(fā)現(xiàn)冰山或暗礁的存在．超聲波在海水中的傳播速度是1500m/s，某船向海底發(fā)出超聲波，經(jīng)6s后接收到發(fā)出的超聲波，求海水深度．聲音在海水中的傳播速度是1530m/s，為了開辟新航道，某科學(xué)探測船裝有回聲探測儀器，探測水下有無暗礁，探測船發(fā)出的聲音信號經(jīng)0.6s被探測儀器接收到．⑴探測船發(fā)出的聲音為了有更好的回收效果，最好用什么聲波？為什么？⑵估算出海底障礙物到探測船艙底的距離是多少？⑶若探測船在海上航行時，輪船上的一位氣象學(xué)家將一只氫氣球湊近耳朵聽了聽，馬上向大家發(fā)出緊急報告：“海上風(fēng)暴即將來臨”．就在當(dāng)天夜里，海上發(fā)生了強烈的風(fēng)暴，一只氫氣球怎么能預(yù)報海上的風(fēng)暴呢？試分析氣象學(xué)家判斷風(fēng)暴的物理學(xué)依據(jù)是什么？小明用刻度尺測量出一支未標(biāo)刻度的水銀溫度計玻璃管的長度為34cm，當(dāng)玻璃泡放在冰水混合物中測溫度時，水銀柱的長度為6cm，當(dāng)玻璃泡放在1個標(biāo)準(zhǔn)大氣壓下的沸水中測溫度時，水銀柱的長度為26cm。求：（1）溫度每升高1℃，該溫度計玻璃管內(nèi)的水銀柱上升的高度。（2）當(dāng)室溫為20℃時，水銀柱的長度。（3）若玻璃管上面至少要預(yù)留4cm不標(biāo)注刻度，這支溫度計的能測量的最高溫度。寄生蠅一旦聽到蟋蟀發(fā)聲，就能憑聽覺確定其位置，將卵產(chǎn)于寄主體表，幼蟲孵出后就鉆入寄主體內(nèi)吞食其身體．寄生蠅一旦聽到捕食者蝙蝠發(fā)聲，就立刻逃逸．蟋蟀發(fā)聲頻率是5.0×103Hz．蝙蝠發(fā)聲頻率是1.25×105Hz．林區(qū)需要吸引寄生蠅殺滅害蟲；養(yǎng)蠶中心需要驅(qū)趕寄生蠅以保護蠶寶寶．已知物體完成1次全振動所需要的時間叫做周期。林區(qū)和養(yǎng)蠶中心需要設(shè)置聲源的振動周期分別為()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向前傳播的聲音遇到障礙物能反射回來。一個同學(xué)向一口枯井的井底大喊一聲，約1.5s后聽到回聲，那么這口枯井的深度大約是多少米?百米賽跑時，起跑點的槍聲需要經(jīng)_______s時間才能傳給終點的計時員。用體溫計測量病人甲的體溫，示數(shù)是38℃，如果該體溫計未經(jīng)甩過就用來測量病人乙的體溫，示數(shù)也是38℃．下列判斷正確的是()A．乙的體溫一定等于甲的體溫B．乙的體溫不可能等于甲的體溫C．乙的體溫不可能高于甲的體溫D．乙的體溫一定低于甲的體溫一汽車朝山崖勻速行駛，在離山崖S1＝700m處鳴笛，汽車直線向前行駛S2＝40m后，司機剛好聽到笛聲的回聲，求汽車行駛的速度。(2019?成都七中自主招生)為了監(jiān)督司機遵守限速規(guī)定，交管部門在公路上設(shè)置了固定測速儀。如圖所示，汽車向放置在路中的測速儀勻速駛來，測速儀向汽車發(fā)出兩次短促的(超聲波)信號，第一次發(fā)出信號到測速儀接收到信號用時0.5s，第二次發(fā)出信號到測速儀接收到信號用時0.3s，若發(fā)出兩次信號的時間間隔是0.9s，超聲波的速度是340m/s。則()A．汽車接收到第一次信號時，距測速儀170m B．汽車接收到第二次信號時，距測速儀50m C．汽車的速度是26.2m/s D．汽車的速度是42.5m/s被譽為“亞洲第一井”的科學(xué)鉆井工程是一口設(shè)計直徑為156mm、深5000m，用于地下科學(xué)研究的深井．若在工程進行中測量鉆井深度，從井口向下發(fā)射平均速度為340m/s的超聲波，20s后接收到回波，則井的實際深度為多少？下表是某些介質(zhì)中的聲速v（1）分析表格的信息，推斷聲速大小可能跟哪些因素有關(guān)？（只須寫出兩種）依據(jù)是什么？________________________，_________________________________；________________________，_________________________________。（2）設(shè)海水溫度為25℃，在海面用超聲測位儀向海底垂直發(fā)射聲波，經(jīng)過2s后收到回波，根據(jù)公式，計算出海水深度為_____________（3）真空中聲速是______________________某實驗小組的同學(xué)欲測出一段較長廢鐵軌的長度，可是他們誰也沒有帶長度尺，小亮同學(xué)戴了一塊電子表，他們讓小亮將耳朵貼在鐵軌的一端，另一位同學(xué)用力敲擊鐵軌的另一端，小亮聽到一聲敲擊聲后，經(jīng)過0．5s又聽到一聲敲擊聲．（當(dāng)時的氣溫為15℃）請你幫他們計算出鐵軌的長是多少？(聲音在鐵軌中傳播速度5200m/s.聲音在空氣中傳播的速度340m/s)用一支刻度均勻，但讀數(shù)不準(zhǔn)的溫度計來測量物體的溫度時，測量值偏高0.5℃，當(dāng)該物體的溫度降低10℃后，再用溫度計來測量物體的溫度時卻偏低0.5℃。（1）將該物體的溫度繼續(xù)降低10℃，此時用溫度計來測量時，測量值將偏高或偏低多少℃。（2）用這個溫度計分別測量標(biāo)準(zhǔn)大氣壓下的冰水混合物和沸水溫度，兩者的示數(shù)差是多少℃？站在百米賽跑終點的計時員，聽到起跑的槍聲后立即開始計時，測得小鄭同學(xué)百米賽跑的時間是13.00s，則小鄭同學(xué)跑百米的真實時間是(聲音在空氣中的傳播速度為340m/s)()A．13.29s B．13.00s C．12.71s D．無法確定下列表格給出了聲音在某些介質(zhì)中的速度v介質(zhì)v/（m·s-1）介質(zhì)v/（m·s-1）水（5℃）1450冰3230水（15℃）1470軟橡膠（常溫）40——50水（20℃）1480軟木500海水（25℃）1531鐵（棒）5200分析表格給出的信息，能夠知道聲速大小可能和______有關(guān)，聲速大小還可能和_______有關(guān)。若海水溫度為25℃，在海面用超聲測位儀向海底垂直發(fā)射聲波，經(jīng)過2s后收到回波，海水深度為_____m已知人耳區(qū)分兩次聲音的時間間隔為______s以上?，F(xiàn)有一根長為8.5m的鐵管，如果你將耳朵貼在鐵管的一端，讓另外一個人敲擊一下鐵管的另一端，則敲擊聲由空氣傳入你的耳朵需要______s。（已知聲音在空氣中的傳播速度為340m/s，在鐵中傳播速度為5200m/s）交通部門常用測速儀來檢測車速。測速原理是測速儀前后兩次發(fā)出并接收到被測車反射回的超聲波信號，再根據(jù)兩次信號的時間差，測出車速，如圖甲。某次測速中，測速儀發(fā)出與接收超聲波的情況如圖乙所示，x表示超聲波與測速儀之間的距離。則下列說法中錯誤的是(假設(shè)超聲波的速度為320m/s，且聲速與車速均保持不變)A．汽車收到第一次信號時，距測速儀128mB．汽車遇到兩次信號的時間間隔內(nèi)行駛了32mC．汽車兩次收到信號的時間差為1.3sD．汽車的速度約為24.62m/s為了測定聲音在鋼中的傳播速度，取一長L＝664米的鋼軌，在其一端用鐵錘沿鋼軌方向敲擊一下，在另一端聽到兩次聲音，記錄指出兩次響聲相隔時間t＝1.87s，如果當(dāng)時聲音在空氣中的速度為332m/s，求聲音在鋼軌中的傳播速度。(2019·廣東中考真題)在圖溫度計所示的恒溫環(huán)境下進行實驗．將溫度計放入一杯冰水混合物中(冰是晶體)，從溫度計放入開始計時，放入時間足夠長，下列哪幅示意圖可能反映了溫度計內(nèi)液體的體積隨時間變化的情況A．B．C．D．聲音在海水中的傳播速度是1530m/s，如圖所示，探測船發(fā)出的聲音信號0.6s后被探測儀器接收。(1)探測船發(fā)出的聲音為了有更好的回收效果，最好用什么聲波？(2)通過計算說明海底障礙物到探測船艙底的距離是多少？(3)若探測船在海上航行時，風(fēng)和日麗，平靜的海面上出現(xiàn)一把一把小小的“降落傘”——水母，它們在近海處悠閑自得地升降、漂游。忽然水母像受到什么命令似的，紛紛離開海岸，游向大海。不一會兒，狂風(fēng)呼嘯，波濤洶涌，風(fēng)暴來臨了，說明水母聽到了什么聲音？一支水銀溫度計連水銀泡總長10厘米，最大刻度A處離頂部2厘米。將此溫度計放入35℃的溫水中，液面升到B處，B離頂部6.2厘米，如圖所示。再將此溫度計放入40℃的熱水中，液面升至離頂部3.2厘米處。此溫度的最大刻度值是℃，