Question

9．學(xué)習(xí)完聲現(xiàn)象后，物理小組同學(xué)對(duì)聲速進(jìn)行進(jìn)一步研究．
（1）想粗略測(cè)量在空氣中聲音傳播的速度，同學(xué)們提出了以下幾種的方案，其中正確的是C．
A．在直跑道上量出足夠長的距離s，甲站在一端鳴槍，乙站在另一端看到發(fā)令槍冒煙時(shí)開始計(jì)時(shí)，聽到槍聲立即停止計(jì)時(shí)，記錄時(shí)間t，則聲音傳播速度v=$\frac{2s}{t}$
B．站在空曠的操場(chǎng)上對(duì)著一面墻鳴槍，距這面墻的距離為s，記錄發(fā)令槍發(fā)聲到聽到回聲的時(shí)間t，則聲音傳播的速度v=$\frac{s}{t}$
C．站在空曠的操場(chǎng)上，距一面墻的距離為s，按照均勻的時(shí)間間隔打鼓，調(diào)節(jié)節(jié)奏，使聽到反射回來的第一次鼓聲與打出來的第二次鼓聲完全重合，聽到反射回來的第二次鼓聲與打出來的第三次鼓聲完全重合…記錄打鼓20次的時(shí)間t，則聲音傳播的速度v=$\frac{38s}{t}$
（2）他們?cè)诰W(wǎng)上查資料得到聲音在不同溫度下的速度值．根據(jù)下表所提供的參考數(shù)據(jù)，可以推算5°C時(shí)的聲速是：334.5m/s．

聲速/m•s-1	331.5	332.7	333.9	335.1	336.3	337.5
溫度/℃	0	2	4	6	8	10

聲音在溫度均勻的空氣里是“走”直線的，一旦碰到空氣的溫度有高有低時(shí)，它就盡挑溫度低的地方“走”．赤日炎炎，在沙漠上即使相距不太遠(yuǎn)的人也難聽清對(duì)方的呼喊聲，其中一個(gè)重要的原因是沙漠地表空氣溫度高，隨著高度增加空氣溫度降低，聲音在傳播時(shí)向上（上/下）拐彎了．

Answer 1

分析 （1）利用v=$\frac{s}{t}$計(jì)算問題運(yùn)動(dòng)的速度時(shí)物體運(yùn)動(dòng)的時(shí)間和通過的路程必須是統(tǒng)一的；
（2）分析表中聲速隨著溫度的變化即可得出答案．
白天的沙漠地區(qū)，地表附近空氣溫度高，高處空氣溫度低．

解答 解：
（1）A、由于看到發(fā)令槍冒煙時(shí)開始計(jì)時(shí)，聽到槍聲立即停止計(jì)時(shí)，聲音通過路程是s，則聲音傳播的速度v=$\frac{s}{t}$，故A錯(cuò)誤；
B、記錄發(fā)令槍發(fā)聲到聽到回聲時(shí)，聲音是從發(fā)聲處出發(fā)，到遠(yuǎn)處的墻，然后反射回來又經(jīng)過距離s回到發(fā)聲處，聲音通過總路程是2s，則聲音傳播速度v=$\frac{2s}{t}$，故B錯(cuò)誤；
C、由于聽到反射回來的第一次鼓聲與打出來的第二次鼓聲完全重合，則根據(jù)打鼓20次的時(shí)間t可知：從打出來的第一次鼓聲聽到反射回來的第一次鼓聲時(shí)聲音所用的時(shí)間為：t₀=$\frac{1}{19}$t，
聲音通過路程是2s，則聲音傳播的速度v=$\frac{2s}{{t}_{0}}$=$\frac{2s}{\frac{1}{19}t}$=$\frac{38s}{t}$，故C正確；
（2）從表中數(shù)據(jù)可以看出，空氣的溫度為0℃時(shí)，聲音的速度331.5m/s；空氣的溫度為2℃時(shí)，聲音的速度332.7m/s；空氣的溫度為4℃時(shí)，聲音的速度333.9m/s；空氣的溫度為6℃時(shí)，聲音的速度335.1m/s…
由此可知，空氣中的聲速隨溫度的變化規(guī)律：溫度每升高2℃，聲音的傳播速度就會(huì)增加1.2m/s，故溫度每增加1℃，聲音的傳播速度會(huì)增加0.6m/s，故5℃時(shí)的聲速是333.9m/s+0.6m/s=334.5m/s．
由題可知，地表附近的氣溫較上層的氣溫高，聲音在空氣中傳播時(shí)總愛揀溫度低的路徑，所以人的說話聲會(huì)拐向高空，其結(jié)果就是相距不太遠(yuǎn)的人也聽不清對(duì)方的喊叫聲了，即聲音傳播時(shí)會(huì)向上拐彎．
故答案為：（1）C；（2）334.5；上．

點(diǎn)評(píng) 這是一道探索性試題，解答此類題時(shí)要靈活運(yùn)用物理知識(shí)解釋試題呈現(xiàn)的問題．探索性試題十分注意對(duì)學(xué)生探索能力的考查，主要包括：提出問題的能力，猜想與假設(shè)能力，選擇研究方法的能力，分析和推理問題的能力，數(shù)據(jù)處理能力以及應(yīng)用知識(shí)解決問題的實(shí)際應(yīng)用能力等．