《2025年基础训练大象出版社八年级物理上册人教版》

20. 我们知道,声音在不同介质中传播的速度不同。下表列出了一些介质中的声速。在空心金属管的一端敲击一下,在另一端先后听到两个声音,已知敲击后声音通过空气传到另一端需要的时间为 2.5 s,两声相隔 2.33 s(此时气温约为 15℃)。
| 介质 | $ v/(m·s^{-1}) $ | 介质 | $ v/(m·s^{-1}) $ |
| 空气(0℃) | 331 | 铜 | 3 750 |
| 空气(15℃) | 340 | 铝 | 5 000 |
| 水(常温) | 1 500 | 铁 | 5 200 |
(1)求空心金属管的长度。
(2)求声音在该金属管中的传播速度,以及该金属管可能是由什么材料制成的。

答案：
(1)已知声音在15℃空气中的传播速度$v_{空}=340m/s$，传播时间$t_{空}=2.5s$，根据$v = \frac{s}{t}$，可得金属管长度$s = v_{空}t_{空}=340m/s×2.5s = 850m$。
(2)两声相隔$\Delta t = 2.33s$，则声音在金属管中传播的时间$t_{金}=t_{空}-\Delta t=2.5s - 2.33s=0.17s$。金属管长度$s = 850m$，所以声音在金属管中的传播速度$v_{金}=\frac{s}{t_{金}}=\frac{850m}{0.17s}=5000m/s$。由表格可知，该速度对应的材料是铝。
(1)850m；
(2)5000m/s，铝。