《2025年综合应用创新题典中点八年级物理上册苏科版》

1. 在铁管的一端敲一下,人的耳朵贴在铁管的另一端会听到两次声音,先听到的是从铁管(填“铁管”或“空气”)中传来的声音,若两次声音时间间隔为$t$,已知空气中的声速为$v_{1}$,铁管中的声速为$v_{2}$,则铁管的长度为$\frac{v_{1}v_{2}t}{v_{2}-v_{1}}$。

答案： 铁管：$\frac{v_{1}v_{2}t}{v_{2}-v_{1}}$【点拨】在铁管的一端敲一下，人的耳朵贴在铁管的另一端会听到两次声音，由于声音在铁管中比在空气中传播得快，所以先听到的是从铁管中传来的声音；两次声音传到人耳的时间间隔是t，则$t_{空}-t_{铁}=t$，设铁管的长度为L，根据$v=\frac{s}{t}$可得：$\frac{L}{v_{1}}-\frac{L}{v_{2}}=t$，化简得：$L=\frac{v_{1}v_{2}t}{v_{2}-v_{1}}$。

2. 在打靶演习中,战士用大炮瞄准正在以$400\ m/s$的速度水平匀速直线飞行的靶机,开炮后$2\ s$看到靶机爆炸,再经$5\ s$听到爆炸声。求:(声速取$340\ m/s$,光传播时间不计)
(1)从开炮到战士看到靶机爆炸,靶机飞行的距离。
(2)靶机爆炸时离炮口的距离。
(3)炮弹飞行的平均速度。

答案： 【解】
(1)从开炮到战士看到靶机爆炸，靶机飞行的距离$s_{靶机}=v_{靶机}t=400m/s×2s=800m$。
(2)靶机爆炸时离炮口的距离$s=v_{声}t_{声}=340m/s×5s=1700m$。
(3)炮弹飞行的平均速度$v_{平均}=\frac{s}{t}=\frac{1700m}{2s}=850m/s$。

3. [2024·南通海安月考] 如图所示,潜艇静止在马里亚纳某区域海沟的海面,海沟竖直向下向发出超声波,13 s后接收到反射回来的回声。若潜艇在海面上发出超声波的同时,竖直向下做匀速直线运动,12.96 s后接收到反射回来的超声波信号。已知超声波在水中的传播速度是1 500 m/s。求:
(1)马里亚纳该区域海沟的深度。
(2)潜艇向下做匀速直线运动的速度。(结果保留一位小数)

答案： 【解】
(1)超声波从海面传到海底的时间$t_{1}=\frac{13s}{2}=6.5s$，马里亚纳海沟区域海沟的深度$s=vt_{1}=1500m/s×6.5s=9750m$。
(2)回声从海底返回到潜艇所用的时间$t_{2}=t-t_{1}=12.96s-6.5=6.46s$，6.46s内回声传播的路程$s_{1}=vt_{2}=1500m/s×6.46s=9690m$，潜艇向下做匀速直线运动的路程$s_{2}=s-s_{1}=9750m-9690m=60m$，潜艇向下做匀速直线运动的速度$v'=\frac{s_{2}}{t}=\frac{60m}{12.96s}\approx4.6m/s$。

4. 如图所示,长度为150 m的火车在笔直的轨道上匀速行驶,在从山崖驶向大桥的过程中,火车头距离桥头200 m时鸣笛,鸣笛5 s后,火车头到达桥头,此时车头的司机听到来自山崖的回声;听到回声30 s后,车尾驶过桥尾。求:(声音在空气中的传播速度为340 m/s)
(1)火车的速度。
(2)大桥的长度。
(3)鸣笛时,火车车头到山崖的距离。

答案： 【解】
(1)火车的速度$v_{车}=\frac{s_{1}}{t_{1}}=\frac{200m}{5s}=40m/s$。
(2)火车完全通过大桥的路程$s_{2}=v_{车}t_{2}=40m/s×30s=1200m$，则大桥的长度$L_{桥}=s_{2}-L_{车}=1200m-150m=1050m$。
(3)声音传播的距离$s_{声}=v_{声}t_{1}=340m/s×5s=1700m$，设司机鸣笛时车头到山崖的距离为s，则$2s=s_{声}-s_{1}$，代入数据，解得：$s=750m$。