《2025年新课程学习与测评同步学习八年级物理上册人教版》

8. 实验创新 物理学中振动频率是指物体在单位时间(通常是 1 s)内振动的次数,它是描述物体振动的一个重要参数。物体振动频率的计算公式为 $ f= \frac{1}{T} $,其中 $ f $ 表示振动频率,单位为 Hz, $ T $ 表示振动周期,单位为 s。请结合物体振动频率公式,测量几名同学(质量不同)荡秋千时的振动频率,并分析振动频率与摆幅和质量是否有关。请将你的测量方案、测量数据和结论写出来。【提示：秋千连续两次沿相同方向通过最低点的时间间隔为一个周期,先测出 20～30 次振动的时间,再算出周期；对某一同学进行测量时,要进行多次测量取平均值。也可以通过自制单摆进行探究】

答案： 方案不唯一,合理即可。 【解析】注意控制变量法的应用,测量同一名同学(质量相同)的振动频率时,改变秋千的摆幅,可探究振动频率与摆幅的关系;测量不同同学(质量不同)的振动频率时,要控制摆幅一定,可探究振动频率与质量的关系。

1. 声与信息：声音可以传递____。
(1) 蝙蝠采用____的方法来确定目标的位置和距离。科学家利用这个原理发明了____,利用它,人们可以探知海洋的____。
(2) 次声波传递信息的应用：使用灵敏的声学仪器接收地震、火山、台风、海啸等产生的次声波,通过处理这些次声波信息,可确定这些活动发生的方位和强度。
(3) 超声波传递信息的应用：声呐、倒车雷达、B超、超声金属探伤等。

答案： 信息；
(1)回声定位；声呐；深度

2. 声与能量：声音可以传递____,如超声波除垢、超声波除结石等。

答案： 能量

例1 下列实例属于利用声音传递能量的是( )

A.利用超声波给金属工件探伤
B.利用超声波清除人体内的结石
C.利用超声波导盲仪帮助盲人出行
D.潜水艇通过声呐系统探测周围海域状况
方法点拨 区分声音传递的是信息还是能量的关键在于“声是否引起物理变化”。凡是声能引起物理变化的例子,都说明声传递的是能量；声未能引起物理变化,而人们能根据声对物体的某些特征或状况作出判断的例子,都说明声传递的是信息。

答案： B 【解析】声音既可以传递信息，也可以传递能量。利用超声波给金属工件探伤、利用超声波导盲仪帮助盲人出行、潜水艇通过声呐系统探测周围海域状况都是利用声音传递信息;利用超声波清除人体内的结石，是利用声音传递能量。故选B。

1. 许多灾害性的自然现象,如火山喷发、龙卷风、雷暴、台风等,在发生之前可能会产生次声波,人们就可以利用它来预测这些灾害性自然现象的出现。下列说法错误的是( )

A.次声波可以传递信息
B.次声波可以传递能量
C.次声波的频率较低,低于20Hz
D.次声波的频率较高,高于20 000Hz

答案： D

例2 (多选)科技应用 城市交通管理部门为了监测司机是否遵守限速规定,在一段平直的公路上安装了固定测速仪,此路段限速为100 km/h。如图2-3-1所示,汽车正在匀速驶离测速仪,测速仪向汽车发出两次短促的超声波信号。从测速仪第一次发出信号到接收到经汽车反射回来的信号用时0.6s,从第二次发出信号到接收到汽车反射回来的信号用时1s。已知前后两次发出信号的时间间隔是1.5s,超声波在空气中传播的速度是340m/s,则( )


A.超声波信号第一次被汽车反射时,距测速仪204m
B.汽车正在朝着靠近测速仪的方向运动
C.汽车从反射第一次信号到反射第二次信号的时间间隔为1.7s
D.该汽车超速了
分析 设先、后两次信号从发出到接收的时间为$t_{1}$、$t_{2}$,汽车先、后两次反射信号的位置为A、B,两次发出信号的时间间隔为$\Delta t_{1}$,汽车在AB段运动的时间为$\Delta t_{2}$,则$\Delta t_{2}= \Delta t_{1}-\frac{1}{2}t_{1}+\frac{1}{2}t_{2}$。本次超声测速的过程示意图如图2-3-2所示,结合速度公式可得$s_{1}= v_{声}×\frac{1}{2}t_{1}$,$s_{2}= v_{声}×\frac{1}{2}t_{2}$,$s = s_{2}-s_{1}$,车速$v= \frac{s}{\Delta t_{2}}$,代入数据计算即可得出结果。

方法点拨 回声测距问题的注意事项：
① 明确时间是单程还是双程,若是往返时间(即为双程时间),则声音从声源传到障碍物的时间等于双程时间的$\frac{1}{2}$。
② 当声源不动时,声音从发出到返回的路程是声源到障碍物距离的2倍。因此,声源到障碍物的距离等于声音传播路程的$\frac{1}{2}$。
③ 当声源向障碍物运动时,发声的位置到障碍物的距离等于声音传播路程与声源运动路程总和的$\frac{1}{2}$,接收到回声的位置到障碍物的距离等于声音传播路程与声源运动路程差的$\frac{1}{2}$。

答案： CD 【解析】由$v=\frac{s}{t}$得汽车接收到第一次信号时，汽车距测速仪的距离为$s_{1}=v_{声}×\frac{1}{2}t_{1}=340m/s×\frac{1}{2}×0.6s=102m$，故A错误;结合题意知，汽车匀速行驶并远离测速仪，故B错误;汽车从反射第一次信号到反射第二次信号的时间间隔为$\Delta t_{2}=\Delta t_{1}-\frac{1}{2}t_{1}+\frac{1}{2}t_{2}=1.5s - 0.3s + 0.5s=1.7s$，故C正确;汽车反射第二次信号时与测速仪的距离为$s_{2}=v_{声}×\frac{1}{2}t_{2}=340m/s×\frac{1}{2}×1s=170m$，汽车在$\Delta t_{2}$内行驶的距离为$s=s_{2}-s_{1}=170m - 102m=68m$，汽车的速度为$v=\frac{s}{\Delta t_{2}}=\frac{68m}{1.7s}=40m/s=144km/h＞100km/h$，即该汽车超速，故D正确。故选CD。