?初中物理自主招生講義 05 回聲、音調與頻率
1．回聲
【知識點的認識】（1）當聲投射到距離聲源有一段距離的大面積上時，聲能的一部分被吸收，而另一部分聲能要反射回來，如果聽者聽到由聲源直接發(fā)來的聲和由反射回來的聲的時間間隔超過十分之一秒，它就能分辨出兩個聲音這種反射回來的聲叫“回聲”．
（2）當回聲比原聲晚0.1s以上，能分辨出回聲；
當回聲比原聲晚不到0.1s，分辨不出回聲，此時回聲對原聲起加強作用．
（3）回聲應用：根據(jù)s＝vt，可以測距離或測深度．
【命題方向】利用回聲解釋一些生活中的現(xiàn)象和回聲測距，例如：如果聲速已知，當測得聲音從發(fā)出到反射回來的時間間隔，就能計算出反射面到聲源之間的距離．
【解題方法點撥】
聲音在傳播過程中遇到障礙物要發(fā)生反射，形成回聲現(xiàn)象．根據(jù)這一事實，我們可以根據(jù)s＝vt測量高大障礙物的遠近、海底的深度、遠處冰山的距離等．
一．回聲（共2小題）
1．在雷雨來臨之前，電光一閃即逝，但雷聲卻隆隆不斷，這是因為（　?。牐牐牐牐?br /> A．雷一個接一個打個不停
B．雷聲經過地面、山巒、云層的多次反射
C．雙耳效應
D．電光的傳播速度比聲音的傳播速度大得多
2．在雷雨來臨之前，電光一閃即逝，但雷聲卻隆隆不斷，這是由于（　?。?br /> A．雷一個接一個打個不停
B．電光的速度比雷聲的速度快
C．雷聲經過地面、山岳和云層多次反射造成的
D．雙耳效應
2．回聲測距離的應用
【知識點的認識】聲音在傳播過程中遇到障礙物要發(fā)生反射，形成回聲現(xiàn)象．根據(jù)這一事實，我們可以根據(jù)s＝vt測量高大障礙物的遠近、海底的深度、遠處冰山的距離等．
【命題方向】對回聲測距考查多以計算題和實驗題的形式，例如生活中汽車對著山崖鳴笛，求汽車到山崖的距離；探測海底某處的深度，向海底垂直發(fā)射超聲波，需要知道的物理量和需要測出的物理量．
【解題方法點撥】回聲測距需要知道的物理量是聲音在這種介質中的傳播速度v，需要測出的物理量收到回聲的時間t．
例如：探測海底某處的深度，向海底垂直發(fā)射超聲波，需要知道的物理量是聲音在海水的傳播速度v，需要測出的物理量收到回聲的時間t．然后根據(jù)s＝vt計算發(fā)聲體到障礙物的距離（時間t用時間間隔的一半）．
二．回聲測距離的應用（共14小題）
3．如圖所示為一固定于地面的超聲波測速儀，當被測車輛沿直線勻速行駛至測速儀正前方720m時，測速儀發(fā)出一超聲波信號，該信號被汽車反射后又被測速儀接收，若已知信號從發(fā)出到接收歷時4s，超聲波的傳播速度為340m/s，則該車的速度為（　　）

A．17m/s B．20m/s C．27.5m/s D．36m/s
4．回聲是聲音遇到較大的障礙物反射回來而形成的。小明站在兩側都是峭壁的峽谷中大喊一聲，0.3s后聽到第一個回聲，又經過0.2s聽到第二個回聲，若聲速是340m/s，則峽谷兩側峭壁的距離是（　　）
A．42.5m B．85m C．136m D．170m
5．為了監(jiān)督司機遵守限速規(guī)定，交管部門在公路上設置了固定測速儀。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（　?。?br />
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102m
C．汽車的速度是26.2m/s
D．汽車的速度是42.5m/s
6．為了監(jiān)督司機是否遵守限速規(guī)定，交管部門在公路上安裝了固定測速儀。如圖所示，汽車向放置在道路中間的測速儀勻速駛來，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經汽車反射回來的信號用時0.5s，第二次發(fā)出信號到測速儀接收到經汽車反射回來的信號用時0.3s，若發(fā)出兩次信號的時間間隔是1.1s，超聲波的速度是340m/s，則（　?。?br />
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102m
C．汽車的速度是34m/s
D．汽車的速度是30.9m/s
7．運用聲吶系統(tǒng)可以探測海洋深度。在與海平面垂直的方向上，聲吶向海底發(fā)射超聲波，它的頻率高于　 　Hz，如果經4s接收到來自海底的回波信號。則該處的海深為　 　m（海水中聲速是1500m/s）。
8．火車在進入隧道前必須鳴笛。若火車速度為80千米/時，聲音在空氣中的速度是340米/秒，司機在鳴笛后2秒時聽到自隧道口處的山崖反射的回聲，則鳴笛時火車到隧道口的距離是　 　米。
9．汽車沿平直的公路勻速駛向一座高山，汽車的速度為20m/s，聲音的速度為340m/s，當汽車與高山相距180m時鳴一次笛，從鳴笛開始到聽到回聲的時間為　 　，司機聽到回聲時汽車與山腳的距離是　 　。
10．一只船在海上行駛，船上發(fā)出一鳴笛聲，旅客在4s后聽到前方懸崖反射回來的聲音，問：
（1）如果船鳴笛后馬上停止行駛，求懸崖與船的距離。
（2）若鳴笛的同時，船以20m/s的速度繼續(xù)向前行駛，求懸崖與旅客聽到回聲處的距離？（氣溫為15℃）

11．圖甲是在高速公路上用超聲波測速儀測量車速的示意圖，測速儀發(fā)出并接收超聲波脈沖信號，根據(jù)發(fā)出和接收到的信號間的時間差，測出被測物體的速度。圖乙中p1是測速儀在t1＝0時刻發(fā)出的超聲波信號，n1是測速儀在t2＝0.4s時刻接收到的由汽車反射回來的信號。P2是在t3＝1.0s時刻由測速儀再次發(fā)出的超聲波信號，n2是測速儀在t4＝1.2s時刻接收到的由汽車反射回來的信號。已知超聲波在空氣中傳播的速度是v＝340m/s，若汽車是勻速行駛的，
求：（1）汽車接收到超聲波信號P1時離測速儀的距離；
（2）汽車在接收到P1、P2兩個信號之間的時間內前進的距離：
（3）汽車勻速運動的速度。

12．圖甲是公路上用超聲波測速儀測量車速的示意圖，測速儀發(fā)射超聲波脈沖信號并接收被汽車反射回來的信號，根據(jù)發(fā)射和接收到信號間的時間差，可測出被測物體的速度。圖乙中，P1、P2是測速儀發(fā)射的超聲波信號，n1、n2分別是P1、P2被汽車反射回來的信號。P1、P2之間的時間間隔2s，超聲波在空氣中的傳播速度v＝340m/s，假設汽車始終在平直公路上勻速運動，根據(jù)圖乙，求：

（1）汽車在遇到兩個脈沖信號P1、P2的時間內前進的距離s；
（2）汽車行駛的速度v車。


13．已知聲音在空氣中的傳播速度與空氣的溫度有關，在一定的范圍內，其關系如下表格所示：
空氣溫度t℃/
0
5
10
15
20
25
…
聲音速度v/m?s﹣1
331
334
337
340
343
346
…
（1）如果測得今天聲音在空氣的速度為338.2m/s，則今天的氣溫是　 　℃。
（2）有甲、乙兩輛汽車，甲車在后，乙車在前，沿平直的公路上分別以20m/s和10m/s同向行駛，當相距660m時，甲車鳴笛，經過多長時間乙車司機聽到甲車的鳴笛聲？乙車司機聽到甲車的鳴笛聲立即鳴笛，當甲車司機聽到乙車的鳴笛聲時，兩車相距多遠？（當時氣溫為15℃。）




14．火車在進入隧道前必須鳴笛。若火車速度為72千米/小時，聲音在空氣中的速度是340米/秒，司機在鳴笛后2秒時聽到自隧道口處的山崖反射的回聲，則鳴笛時火車到隧道口的距離是　 　米。
15．某人在一山谷間高喊一聲，經過6s后聽到了第一次回聲，又經過2s后聽到了第二次回聲，已知聲音在空氣中的傳播速度為340m/s，求山谷間的距離是多少？




16．某人站在一個較大的山谷里，想估測山谷的寬度。他大喊一聲后經過0.3秒鐘聽到右面山崖反射回來的聲音，經過0.5秒鐘才聽到左面山崖反射回來的聲音。請你幫他估算這個山谷的寬度。（聲音在空氣中的傳播速度為340米/秒）


3．音調
【知識點的認識】聲音頻率的高低叫做音調． 聲音的三個主要的主觀屬性 即音量（也稱響度）、音調、音色（也稱音品） 之一．表示人的聽覺分辨一個聲音的調子高低的程度．音調主要由聲音的頻率決定，同時也與聲音強度有關．對一定強度的純音，音調隨頻率的升降而升降；對一定頻率的純音、低頻純音的音調隨聲強增加而下降，高頻純音的音調卻隨強度增加而上升． 物理學中，振動快慢用每秒振動的次數(shù)來表示，稱為頻率．
【命題方向】
對于聲音這部分知識強調應用：例如：吹笛子音調的變化、向水壺中灌熱水音調的變化．中考中常以填空、選擇和問答的題型出現(xiàn)．
【解題方法點撥】音調是指聲音的高低，由發(fā)聲體的振動頻率決定，頻率是指每秒振動的次數(shù)；注重結合實際，例如：女高音，男低音，“高”和“低”指的就是音調．向水壺中灌熱水音調的變化，硬紙片接觸發(fā)聲齒輪等．
三．音調（共2小題）
17．“五音不全”的五音是指中國古樂“宮、商、角、徵、羽”，相當于現(xiàn)代個音階中的do、re、mi、sol、la，五音實際上是指聲音的（　　）
A．音色不同 B．音調不同 C．響度不同 D．振幅不同
18．科學家根據(jù)星球光譜的紅移現(xiàn)象推斷宇宙正在膨脹，星球正在離我們越來越遠。其實在日常生活中聲音也有類似的現(xiàn)象，在火車從我們身邊疾駛而過的瞬間，盡管火車發(fā)出的汽笛聲頻率是不變的，但我們聽起來聲音的音調卻是　 ?。ㄟx填“由高變低”或“由低變高”）。
4．音調與頻率的關系
【知識點的認識】
音調：聲音的高低，由發(fā)聲體的振動頻率決定，物理學中，振動快慢用每秒振動的次數(shù)來表示，稱為頻率。頻率越高，音調越高。頻率越低，音調越低。
【命題方向】
主要是判斷一些物體的聲音是指音調、響度還是音色來命題。對于聲音這部分知識強調應用：例如：吹笛子音調的變化、向水壺中灌熱水音調的變化。中考中常以填空、選擇和問答的題型出現(xiàn)。
【解題方法點撥】
音調是指聲音的高低，由發(fā)聲體的振動頻率決定，頻率是指每秒振動的次數(shù)；注重結合實際，例如：女高音，男低音，“高”和“低”指的就是音調。向水壺中灌熱水音調的變化，隨著水的增多，水壺上方的空氣柱變小，引起頻率的變化，引起音調的變化。
四．音調與頻率的關系（共17小題）
19．我們能聽到蚊子飛行時發(fā)出的“嗡﹣﹣嗡”聲，但聽不到蝴蝶飛行時發(fā)出的聲音，其原因是（　?。?br /> A．蝴蝶飛行時聲音響度小 B．蝴蝶飛行時振動頻率小于20Hz
C．蝴蝶飛行時音色與蚊子不同 D．蝴蝶飛行時振動的幅度小
20．在一次班級的才藝秀表演中，小芳演奏了一曲《賽馬》博得了大家的熱烈掌聲，細心的小明發(fā)現(xiàn)在小芳的演奏過程中，她的左手在不停地上下移動。當小芳的左手手指向下移動時，我們聽到的聲音發(fā)生了怎樣的變化（　?。?br />
A．響度變大 B．響度變小 C．音調變高 D．音調變低
21．如圖所示，將一把鋼尺緊按在桌面邊緣，一端伸出約為尺長的一半，撥動鋼尺，聽它發(fā)出的聲音，并觀察它的振動情況。 然后減小鋼尺伸出長度約為尺長的，再次試驗，得到的結論是（　?。?br />
A．聲音變大 B．頻率變高 C．振動變慢 D．響度變小
22．小明游覽一座古寺時發(fā)現(xiàn)里面有一個變音鐘，隨著鐘下燃燒的香火越旺，敲出的聲音越高亢，原因的可能是（　　）
A．香火使鐘周圍的空氣溫度升高，傳聲效果越來越好
B．任何物體溫度升高時，振動發(fā)出的聲音音調都會變高
C．香火使振動的振幅加大，使聲音響度變大
D．香火使鐘的溫度升高。材料的微觀結構發(fā)生變化，鐘振動頻率改變
23．往保溫瓶里灌開水的過程中，聽聲音就能判斷壺里水位的高低，因為（　?。?br /> A．隨著水位升高，音調逐漸降低
B．隨著水位升高，音調逐漸升高
C．灌水過程中音調保持不變，音響越來越大
D．灌水過程中音調保持不變，音響越來越小
24．磁帶錄放機可高速播放正常錄制的聲音，在高速播放時最有可能聽不到的聲音是正常錄音時（　?。?br /> A．音調較低的聲音 B．音調較高的聲音
C．響度較小的聲音 D．響度較大的聲音
25．在往保溫瓶里灌開水的過程中，聽聲音就能判斷瓶里水位的高低，這是因為（　?。?br /> A．水位升高，音調不變，響度變大 B．水位升高，音調不變，響度變小
C．隨著水位升高，音調逐漸升高 D．隨著水位升高，音調逐漸降低
26．小明在家往保溫瓶里灌開水過程中，聽聲音就能判斷壺里水位的高低，他是根據(jù)什么來判斷水是否滿的？（　?。?br /> A．隨著水位升高，音調逐漸升高 B．隨著水位升高，音調逐漸降低
C．水位升高音調不變，響度越來越大 D．水位升高音調不變，響度越來越小
27．如圖所示，三個相同材料制成的長度不同的音叉，當用音錘敲擊它們時，以下關于它們發(fā)出的聲音的說法中正確的是（　?。?br />
A．a音叉發(fā)出的聲音頻率最高
B．音叉發(fā)出的聲音頻率與錘子敲擊的力度有關
C．c音叉發(fā)出的聲音頻率最高
D．音叉發(fā)出的聲音頻率與是否使用音箱有關
28．下列有關聲音的說法中正確的是（　?。?br /> A．聲音在真空中傳播速度為3×108m/s
B．聲源振動的頻率越高，響度越大
C．噪聲不是由物體振動產生的
D．男同學在變聲期說話的聲音會變粗，指的是音調變低
29．冬天，寒風吹到野外的電線上，發(fā)出嗚嗚的聲音，但夏天卻聽不到，其原因是（　?。?br /> A．冬天氣溫低，電線受冷收縮而繃緊，風吹時電線振動頻率高；夏天電線松，風吹時電線振動頻率低
B．冬天風大，電線振幅大，響度大；夏天風小，電線振幅小，響度小
C．冬天風吹電線引起振動發(fā)聲；夏天電線不振動，不發(fā)聲
D．冬天風吹電線振動發(fā)聲；夏天是由于人們的錯覺，如果仔細聽也能聽到
30．某研究小組利用一些長度、粗細和材料不同的琴弦探究“音調與哪些因素有關”，他們選用的琴弦長度、材料在圖中已標出（其中琴弦的直徑關系：a＝c＝d＜b），并且每根琴弦固定在“音箱”上的松緊程度一致。
（1）若他們想研究“音調的高低與琴弦長度”的關系，應該控制 　 　、　 　相同，改變 　 　，應選擇琴弦 　 ?。╝/b/c/d）。
（2）若選擇琴弦a和b，則是為了研究“音調的高低與琴弦 　 　的關系”。
（3）兩位同學還可以選擇琴弦 　 　（a/b/c/d），研究“琴弦音調高低與材料的關系”。

31．如圖某歌手能用注射器都能吹出美妙的音樂，該“樂器”的發(fā)聲原理為試管內的空氣由于振動發(fā)聲，若他將注射器的活塞往上運動，則吹出的聲音的　 ?。ㄟx填響度、音色和音調）將改變。

32．如圖所示，將一把鋼尺緊緊按在桌面上，一端伸出桌面適當?shù)拈L度，撥動鋼尺，就可聽到鋼尺振動發(fā)出的聲音。逐漸增加鋼尺伸出桌面的長度，鋼尺振動發(fā)出聲音的音調會逐漸變　 　。當鋼尺伸出桌面超過一定長度時，雖然用同樣的力撥動鋼尺，卻聽不到聲音，這是由于　 　。

33．弦樂器小提琴是由兩端固定的琴弦產生振動而發(fā)音的，如圖所示。為了研究同一根琴弦振動頻率與哪些因素有關，可利用如圖所示的實驗裝置。一塊厚木板上有AB兩個楔支撐著琴弦，其中A楔固定，B楔可沿木板移動來改變琴弦振動部分的長度L．將琴弦的末端固定在木板O點，另一端通過滑輪接上砝碼以提供一定拉力F，輕輕撥動琴弦，在AB間產生振動。

（1）先保持拉力F為150N不變，改變AB的距離L（即改變琴弦長度），測出不同長度時琴弦振動的頻率，記錄結果如表1所示。從表1數(shù)據(jù)可判斷在拉力F不變時，琴弦振動的頻率f與弦長L的關系式為 　 　。
表1
琴弦長度L（m）
1.50
1.00
0.75
0.50
0.40
振動頻率f（Hz）
100
150
200
300
375
（2）保持琴弦長度為0.80m不變，改變拉力F，測出不同拉力F時琴弦振動的頻率，記錄結果如表2所示。從表2數(shù)據(jù)可判斷在琴弦長度不變時，琴弦振動頻率f與拉力F的關系式為 　 　。
表2
拉力大小F（N）
360
300
240
180
120
振動頻率f（Hz）
290
265
237
205
168
振動頻率的平方f2（Hz2）
84100
70225
56169
42025
28224
（3）如果在相同的環(huán)境中研究不同種類的小提琴琴弦，除了長度L和拉力F以外，你認為還有哪些因素會影響琴弦振動的頻率？試列舉可能的兩個因素：①　 　 。
②　 　 。
34．如圖所示，將一把鋼尺緊按在桌面上，一端伸出桌邊。撥動鋼尺，聽它振動發(fā)出的聲音。當鋼尺伸出桌邊的長度不同時，越短，其發(fā)出的聲音　 　。

35．聲源振動時發(fā)出聲音的頻率即為每秒鐘發(fā)出聲波的數(shù)目，聲源每秒鐘發(fā)出的波數(shù)不同，發(fā)出聲音的頻率就不同。對觀察者而言，人耳聽到的聲音頻率即為每秒鐘接收到的聲波數(shù)目，例如我們聽到頻率為50Hz的聲音，每秒鐘接收到的聲波數(shù)即為50．當聲源靠近或遠離觀察者時，人耳聽到的頻率不再等于聲源發(fā)出的頻率，這種現(xiàn)象叫多普勒效應。
（1）我們在生活中經常有這樣的經驗：高速駛來的火車“呼嘯而來，揚長而去”。試定性分析當火車靠近我們時，我們聽到的鳴笛聲與火車發(fā)出的聲音頻率相比有何不同？
（2）觀察者靜止在路旁，一列動車以速度v向觀察者駛來，動車發(fā)出的鳴笛聲頻率為f0，觀察者聽到的聲音頻率為f，聲音的速度為u，試推導f與f0的關系。
（3）利用多普勒效應可以測定動車的速度。觀察者坐在速度為80km/h的普通列車上，從對面開來一列動車，迎面時聽到動車鳴笛聲的頻率為f1，動車向后奔馳而去時聽到的頻率為f2，若f1：f2＝2：1，聲音的速度為1200km/h，求動車的速度大小。







初中物理自主招生講義 05
答案與解析
一．回聲（共2小題）
1．
答案與解析：雷的原始聲音持續(xù)時間很短，但經過多次反射持續(xù)時間就長了。
故選：B。
2．
答案與解析：雷的原始聲音持續(xù)時間很短，但經過多次反射持續(xù)時間就長了。
故選：C。
二．回聲測距離的應用（共14小題）
3．
答案與解析：測速儀發(fā)出一超聲波信號，到該信號與汽車相遇的時間t＝×4s＝2s，
由v＝可知，超聲波信號與汽車相遇時，汽車與測試儀的距離：s＝v聲t＝340m/s×2s＝680m；
則汽車在這段時間行駛的路程：s車＝L﹣s＝720m﹣680m＝40m；
汽車的速度：v車＝＝＝20m/s，故B正確。
故選：B。
4．
答案與解析：根據(jù)題意聽到兩次回聲的和為聲音從一個峭壁處傳到另一個峭壁又反射回來的時間，
那么聲音從一個峭壁傳到另一個峭壁的時間為聽到兩次回聲的和的一半，即為t＝（0.3s+0.5s）＝0.4s，
根據(jù)速度公式，峽谷之間的寬度為s＝vt＝340m/s×0.4s＝136m，故C正確。
故選：C。
5．
答案與解析：
A、第一次發(fā)出信號到測速儀接收到信號用時0.5s，所以第一次信號到達汽車的時間為0.25s，
由v＝可得：汽車接收到第一次信號時，汽車距測速儀：
s1＝v聲t1＝340m/s×0.25s＝85m；故A錯誤；
B、第二次發(fā)出信號到測速儀接收到信號用時0.3s，所以第二次信號到達汽車的時間為0.15s，
汽車接收到第二次信號時，汽車距測速儀：
s2＝v聲t2＝340m/s×0.15s＝51m；故B錯誤；
CD、汽車在兩次信號的間隔過程中，行駛了：s′＝s1﹣s2＝85m﹣51m＝34m；
這34m共用了：t′＝△t﹣t1+t2＝0.9s﹣0.25s+0.15s＝0.8s，
所以汽車的車速為：v′＝＝＝42.5m/s．故C錯誤，D正確。
故選：D。
6．
答案與解析：（1）由v＝得：汽車接收到第一次信號時，汽車距測速儀：
s1＝v聲t1＝340m/s×0.25s＝85m；
（2）汽車接收到第二次信號時，汽車距測速儀：
s2＝v聲t2＝340m/s×0.15s＝51m；
（3）因此汽車在兩次信號的間隔過程中，行駛了：s′＝s1﹣s2＝85m﹣51m＝34m；
這34m共用了：t′＝△t﹣t1+t2＝1.1s﹣0.25s+0.15s＝1s，
所以汽車的車速為：v′＝＝＝34m/s。
綜上所述，ABD錯誤，C正確。
故選：C。
7．
答案與解析：根據(jù)回聲定位的原理，科學家發(fā)明了聲吶，超聲波的頻率高于20000Hz；
超聲波從海面?zhèn)鞯胶５椎臅r間為t＝×4s＝2s，則海水的深度：s＝vt＝2s×1500m/s＝3000m。
故答案為：20000；3000。
8．
答案與解析：
v2＝80km/h＝m/s，由公式s＝vt得：
列車鳴笛后2s時間內聲音傳播的路程為：
s1＝v1t＝340m/s×2s＝680m，
2s內列車前進的距離為：
s2＝v2t＝m/s×2s＝m，
∵2s＝s1+s2，
列車鳴笛時距隧道口距離為：
s＝＝≈362.2m。
故答案為：362.2。
9．
答案與解析：
（1）設從鳴笛開始到司機聽到回聲的時間t，汽車的速度v1＝20m/s，聲音的速度v2＝340m/s，
∵v＝，
∴在時間t內，汽車行駛的距離：
s1＝v1t＝20m/s×t，
聲音傳播的距離：
s2＝v2t＝340m/s×t，
∵2s＝s1+s2＝v1t+v2t，
∴t＝＝＝1s；
（2）司機聽到回聲時汽車與山腳的距離：
s′＝s﹣s1＝s﹣v1×＝s＝×180m＝160m。
故答案為：1s；160m。
10．
答案與解析：（1）t＝×4s＝2s，
因為v＝，
所以懸崖與船的距離s＝vt＝340m/s×2s＝680m。
（2）在t＝4s的時間內，船行駛的距離：
s1＝v1t＝20m/s×4s＝80m，
聲音傳播的距離：
s2＝v2t＝340m/s×4s＝1360m，
設鳴笛時船到山崖的距離為s，
則：2s＝s1+s2，所以s＝＝＝720m，
（2）旅客聽到回聲處距懸崖的距離：
s′＝s﹣s1＝720m﹣80m＝640m。
答：（1）如果船鳴笛后馬上停止行駛，懸崖與船的距離為680m。
（2）懸崖與旅客聽到回聲處的距離為640m。
11．
答案與解析：（1）P1、n1之間的時間為超聲波第一次從測速儀發(fā)出后遇到行進的汽車又回來所用的時間，
所以超聲波傳播到汽車所用的時間t1為＝0.2s
由此可以求出汽車在接收到p1的信號時汽車與測速儀之間距離：
s1＝vt1＝340m/s×0.2s＝68m；
（2）同理可求出汽車在接收p2信號時汽車與測速儀之間的距離：
s2＝vt2＝340m/s×＝34m；
由此可知，汽車在接收到p1、p2兩個信號之間的時間內前進的距離：
s＝68m﹣34m＝34m
（3）由乙圖可知，兩列超聲波信號的間隔時間△t＝1s，
則根據(jù)題意可得，汽車通過這段距離時間所用的時間為：t＝△t﹣t1+t2＝1s﹣0.2s+0.1s＝0.9s，
由第（2）問可知，汽車通過的距離為34m，可以求得汽車的速度：
v＝＝≈37.78m/s。
答：（1）汽車接收到超聲波信號p1時離測速儀的距離是68m；
（2）汽車在接收到P1、P2兩個信號之間的時間內前進的距離是34m：
（3）汽車勻速運動的速度為37.78m/s。
12．
答案與解析：（1）P1、P2的間隔的刻度值為20個格，時間長為2秒，P1、n1之間間隔的刻度值為8，所以對應的時間為0.8秒；P2、n2之間間隔的刻度值6，所以對應的這兩點之間對應的時間為0.6秒。
P1、n1之間的時間為超聲波第一次從測速儀發(fā)出后遇到行進的汽車又回來所用的時間，所以超聲波傳播到汽車所用的時間t1為0.4秒。由此可以求出汽車在接收到p1的信號時汽車與測速儀之間距離：s1＝vt1＝340m/s×0.4s＝136m；
同理可求出汽車在接收p2信號時汽車與測速儀之間的距離：s2＝vt2＝340m/s×0.3s＝102m。
由此可知，汽車在接收到p1、p2兩個信號之間的時間內前進的距離：s＝136m﹣102m＝34m。
（2）設汽車運行34m的時間為t，汽車接收到p1信號到測速儀接收到p1的反射信號n1的時間為t1′＝t′＝0.4s，測速儀接收到汽車信號又經t2′＝2s﹣0.4 s＝1.6 s發(fā)射p2，后又經t3＝×0.2s＝0.1s汽車接收到p2，所以汽車行駛34m距離所用時間t＝t1′+t2′+t3′＝（2s﹣0.4s）+0.3s＝1.9s，所以汽車的速度v′＝＝17.9m/s。
答：（1）汽車在接收到p1、p2兩個信號之間的時間內前進的距離為34m。
（2）汽車的速度是17.9m/s。
13．
答案與解析：（1）分析表中數(shù)據(jù)發(fā)現(xiàn)，溫度每升高5℃，聲速增大3m/s，因此聲速為338.2m/s時，溫度為×5℃＝12℃。
（2）此時聲音的方向與兩車運動的方向相同，乙車司機聽到甲車的鳴笛聲的時間為t，
所以：340m/st＝10m/st+660m
解得：t＝2s
此時兩車間的距離為：s＝660m﹣（20m/s﹣10m/s）×2s＝640m；
甲車聽到鳴笛聲時所用的時間為t′：
340m/st′+20m/st′＝640m
甲車聽鳴笛聲時所用的時間為：t′≈1.8s
兩車之間的距離為：640m﹣1.8s×（20m/s﹣10m/s）＝622m
故答案為：（1）12；（2）當相距660m時，甲車鳴笛，經過2s乙車司機聽到甲車的鳴笛聲；乙車司機聽到甲車的鳴笛聲立即鳴笛，當甲車司機聽到乙車的鳴笛聲時，兩車相距622m。
14．
答案與解析：
v2＝72km/h＝m/s＝20m/s，由公式v＝得：
列車鳴笛后2s時間內聲音傳播的路程為：
s1＝v1t＝340m/s×2s＝680m，
2s內列車前進的距離為：
s2＝v2t＝20m/s×2s＝40m，
∵2s＝s1+s2，
列車鳴笛時距隧道口距離為：
s＝＝＝360m。
故答案為：360。
15．
答案與解析：∵v＝，
∴第一次聽到回聲時聲音的路程：
s1＝v1t1＝340m/s×6s＝2040m，
第二次聽到回聲時聲音的路程：
s2＝v2t2＝340m/s×8s＝2720m，
兩次回聲聲音的路程：
s＝s1+s2＝2040m+2720m＝4760m，
山谷間的距離d＝＝＝2380m；
答：山谷間的距離是2380m。
16．
答案與解析：設人離右邊山崖的距離為s1，離左面山崖的距離為s2，則山谷寬度s＝s1+s2，
聲音在t1＝0.3s傳播的距離為2s1，在t2＝0.5s內傳播的距離為2s2，
s＝s1+s2＝+＝＝＝136m。
答：山谷的寬度為136m。
三．音調（共2小題）
17．
答案與解析：五音實際上是指聲音的音調不同。
故ACD錯誤，B正確。
故選：B。
18．
答案與解析：紅移在物理學和天文學領域，指物體的電磁輻射由于某種原因波長增加的現(xiàn)象，在可見光波段，表現(xiàn)為光譜的譜線朝紅端移動了一段距離，即波長變長、頻率降低。
在火車從我們身邊疾駛而過的瞬間，盡管火車發(fā)出的汽笛聲頻率是不變的，但在傳播時，由于火車離我們越來越遠，聲波的波長會類似于電磁波變長、頻率降低，頻率越低音調則越低；故我們聽起來聲音的音調會由高變低。
故答案為：由高變低。
四．音調與頻率的關系（共17小題）
19．
答案與解析：
因為蝴蝶翅膀振動發(fā)出的聲音，小于20赫茲，是次聲波，人耳聽不到，蚊子飛行時，翅膀振動頻率較快，發(fā)出的聲音在人的聽覺頻率范圍內，故B正確。
故選：B。
20．
答案與解析：演奏二胡的過程中，她的左手在不停地上下移動，當小芳的左手手指向下移動時，振動部分的長度變小，所以振動的頻率變大，音調變高。
故選：C。
21．
答案與解析：將一把鋼尺緊按在桌面邊緣，一端伸出約為尺長的一半，撥動鋼尺，聽它發(fā)出的聲音，然后減小鋼尺伸出長度約為尺長的，若仍用同樣的力撥動鋼尺，鋼尺振動的頻率會變快，鋼尺振動發(fā)出聲音的頻率變高，音調會變高。
故選：B。
22．
答案與解析：“變音鐘”是說明鐘的聲音是變化的，“高亢”說明聲音的音調逐漸變高，這是由于燃燒的香火越旺，鐘的溫度升高，材料的微觀結構發(fā)生變化，鐘振動頻率改變造成的。
故選：D。
23．
答案與解析：音調是由振動頻率決定的，水越多，瓶內的空氣柱越短，頻率越高，就是憑借這一點，知道水快滿了的；
故選：B。
24．
答案與解析：AB、當磁帶正常錄音，正常播放就是正常的聲波。當高速播放正常錄制的聲音時，正常頻率就會大大提高，頻率就可能超出人的耳朵能感知的范圍，成為超聲波，就無法聽到了。而原來音調低的，就有可能還沒有達到超出人的耳朵能感知的范圍，所以還有可能聽到。故選項A錯誤，B正確。
CD、高速播放時，聲波的振幅不變，響度不變。CD選項都錯誤。
故選：B。
25．
答案與解析：音調是由振動頻率決定的，水越多，瓶內的空氣柱越短，振動頻率越高，音調越高；因此隨著水位升高，音調逐漸升高。
故選：C。
26．
答案與解析：當往水壺里面倒水時，水壺發(fā)出的聲音是水壺內空氣柱的振動形成的，空氣柱的長短不同，其發(fā)出的聲音即不同；
倒水時，水越來越滿，空氣柱越來越短，頻率越來越高，音調逐漸升高；
所以我們便可以根據(jù)不同空氣柱的發(fā)聲不同來判斷熱水壺中的說水是否滿了；
故選：A。
27．
答案與解析：音叉振動會發(fā)出聲音，音叉振動的快慢與其長度有關，音叉越長，振動越慢，音調就越低；
音叉越短，振動越快，音調就越高；
由圖可知，a圖中的音叉最長，振動最慢，頻率和音調最低；c圖中的音叉最短，振動最快，頻率和音調最高；
故選：C。
28．
答案與解析：A、聲音不能在真空中傳播，故A錯誤；
B、聲源振動的頻率越高大音調越高，故B錯誤；
C、聲音是由于物體的振動產生的，故C錯誤；
D、男同學在變聲期說話的聲音會變粗，聲帶振動變慢，音調變低，故D正確。
故選：D。
29．
答案與解析：冬季氣溫低，電線受冷收縮而繃緊，風吹時電線振動頻率高，當電線振動頻率高于20Hz時，發(fā)出的聲音人耳是可以聽到的；
夏天氣溫高，電線受熱膨脹而伸長，電線松，風吹時電線振動頻率低，低于20Hz時，發(fā)出的聲音人耳是聽不到的。
故選：A。
30．答案與解析：（1）若探究音調高低和琴弦長度的關系，選擇琴弦的材料、粗細相同，改變長度進行探究，故應選擇琴弦a、d；
（2）琴弦a、b材料、長度相同，粗細不同，根據(jù)控制變量法研究方法，這是探究音調的高低和琴弦粗細的關系；
（3）選擇c和d，不能探究音調高低與琴弦長度的關系，因為沒有控制琴弦的材料相同；
（4）若探究音調高低和材料的關系時，應控制琴弦長度、松緊程度和粗細相同，改變材料，應選擇a和c 進行實驗。
故答案為：（1）材料；粗細；長度；a、d；（2）粗細；（3）a、c。
31．
答案與解析：用注射器都能吹出美妙的音樂，是利用注射器里面的空氣柱振動發(fā)出聲音的。音調的高低和物體的振動頻率有關系，空氣柱越短，振動頻率越快，發(fā)出聲音的音調越高。因此將注射器的活塞往上運動，則吹出的聲音的音調將改變。
故答案為：音調。
32．
答案與解析：增加鋼尺伸出桌面的長度，振動部分體積增大，質量增大，越來越難振動，頻率越來越小，音調越來越低。
鋼尺伸出桌面超過一定長度，很難振動，頻率小于20Hz，人耳感覺不到。
故答案為：低；鋼尺振動的頻率小于20Hz。
33．
答案與解析：（1）通過表格數(shù)據(jù)可以看出弦越長，頻率越低，我們可以看兩者之間是否存在反比關系，即F＝fL；
（2）保持琴弦長度為0.80m不變，改變拉力，測出不同拉力時琴弦振動的頻率，
我們現(xiàn)在表格中寫出對應的拉力大小平方根的數(shù)據(jù)，
拉力大小平方根/
19.0
17.3
15.5
13.4
11.0
振動頻率f/Hz
290
265
237
205
168
可以作出f﹣圖象，如果圖形是過原點的直線，那么可以說明f與成正比，即得頻率f與拉力F的平方根成正比。
根據(jù)以上可以得出頻率f＝k，
（3）據(jù)實際情況可知，不同種類的小提琴琴弦，除了長度L和拉力F 以外，還與琴弦材料的種類、琴弦的粗細等因素有關。
故答案為：（1）F＝fL；（2）f＝k；（3）琴弦材料的種類；琴弦的粗細。
34．
答案與解析：當鋼尺伸出桌邊的長度越短，鋼尺振動的部分，質量越小，體積越小，越容易振動，頻率越大，音調越高。
故答案為：音調越高。
35．
答案與解析：（1）當聲源靠近觀察者時，人耳聽到的鳴笛聲的頻率比火車發(fā)出的聲音要大。因為相同時間內，人耳接收到的波數(shù)比火車發(fā)出的波數(shù)要多。反之，當聲源遠離觀察者時，人耳聽到的鳴笛聲的頻率比火車發(fā)出的聲音要小。
當火車靠近我們時，距離越來越近，人感知的音調逐漸變高，即聽到的聲音頻率增大了。
故答案為：聽到的聲音頻率增大了。
（2）設動車發(fā)出的鳴笛聲頻率為f0，設觀察者接收到的頻率為f，當波以速度u通過接收者時，時間t內通過的完全波的個數(shù)為n＝，因而單位時間內通過接收者的完全波的個數(shù)，即接收的頻率為f＝。
波源朝向觀察者以速度v運動，由于波長變短為λ0＝λ﹣vt，而使得單位時間內通過波的個數(shù)增多，即f0＝＝，（動車的速度小于聲速）
故答案為：f＝n′＝
（3）設普通列車速度為v1，動車的速度為v2，聲速為u，動車發(fā)出聲波的頻率為f，則由題意可得：
靠近時：f1＝f×，遠離時：f2＝f×，
又因為：f1：f2＝2：1
由上三式可得：u2﹣3u（v1+v2）u+v1v2＝0
解得：v2＝＝327.3km/h。
答：動車的速度為327.3km/h。

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