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13. 超声测速仪向障碍物发射时间极短的脉冲超声波,根据接收到的反射信号时间关系可以测量物体的速度。如图 C - 3 - 4 所示,测速仪向迎面匀速行驶的汽车发射两个脉冲波的时间间隔为 5.5 s,发射第一个脉冲波后 1.4 s 收到反射信号,发射第二个脉冲波后 0.4 s 收到反射信号。汽车接收第一次信号时,到测速仪的距离为______m；汽车接收第二次信号时,到测速仪的距离为______m；汽车两次接收到信号的时间间隔为______s,汽车行驶的速度为______m/s。(超声波在空气中传播的速度取 340 m/s)
答案：
238 68 5 34
解析 测速仪第一次发出的信号与汽车相遇时，汽车到测速仪的距离$s_{1}=v_{声}× \frac{t_{1}}{2}=340\ m/s× \frac{1.4\ s}{2}=238\ m$；测速仪第二次发出的信号与汽车相遇时，汽车到测速仪的距离$s_{2}=v_{声}× \frac{t_{2}}{2}=340\ m/s× \frac{0.4\ s}{2}=68\ m$，则这段时间内汽车行驶的路程$s'=s_{1}-s_{2}=238\ m-68\ m=170\ m$，汽车行驶的这段时间$t'=\Delta t-\frac{t_{1}}{2}+\frac{t_{2}}{2}=5.5\ s-0.7\ s+0.2\ s=5\ s$，则汽车行驶的速度$v'=\frac{s'}{t'}=\frac{170\ m}{5\ s}=34\ m/s$。
解析 测速仪第一次发出的信号与汽车相遇时，汽车到测速仪的距离$s_{1}=v_{声}× \frac{t_{1}}{2}=340\ m/s× \frac{1.4\ s}{2}=238\ m$；测速仪第二次发出的信号与汽车相遇时，汽车到测速仪的距离$s_{2}=v_{声}× \frac{t_{2}}{2}=340\ m/s× \frac{0.4\ s}{2}=68\ m$，则这段时间内汽车行驶的路程$s'=s_{1}-s_{2}=238\ m-68\ m=170\ m$，汽车行驶的这段时间$t'=\Delta t-\frac{t_{1}}{2}+\frac{t_{2}}{2}=5.5\ s-0.7\ s+0.2\ s=5\ s$，则汽车行驶的速度$v'=\frac{s'}{t'}=\frac{170\ m}{5\ s}=34\ m/s$。
14. 如图 C - 3 - 5 所示,把钢尺紧按在桌面上,使其一端伸出桌面,拨动钢尺,听它振动发出的声音,同时注意钢尺振动的幅度；改变拨动钢尺的力度,再次拨动钢尺。
(1)此实验用于探究声音的______与______之间的关系。
(2)若要继续探究声音的音调与频率的关系,实验时应改变钢尺伸出桌面的长度。实验发现钢尺伸出桌面的长度越长,振动越______,发出声音的音调越______,说明音调的高低与______有关。
(3)当钢尺伸出桌面超过一定长度时,拨动钢尺但听不到声音,这是由于______。
(1)此实验用于探究声音的______与______之间的关系。
(2)若要继续探究声音的音调与频率的关系,实验时应改变钢尺伸出桌面的长度。实验发现钢尺伸出桌面的长度越长,振动越______,发出声音的音调越______,说明音调的高低与______有关。
(3)当钢尺伸出桌面超过一定长度时,拨动钢尺但听不到声音,这是由于______。
答案：
(1)响度 声源的振幅
(2)慢 低 声源的振动频率
(3)声源的振动频率低于20 Hz，人耳听不到该频率的声音
解析
(1)响度指声音的响亮程度，与声源的振幅有关。实验中将钢尺紧按在桌面上，使其一端伸出桌面，拨动钢尺，听它振动发出的声音，同时注意钢尺振动的幅度；改变拨动钢尺的力度，再次拨动钢尺，用来探究声音的响度与声源的振幅之间的关系。
(2)若要继续探究声音的音调与频率的关系，要改变钢尺伸出桌面的长度。实验发现钢尺伸出桌面的长度越长，振动越慢，发出声音的音调越低，因此可以得到结论：音调的高低与声源的振动频率有关，振动越快，音调越高；振动越慢，音调越低。
(3)当钢尺伸出桌面超过一定长度时，拨动钢尺，它发出声音的频率低于20 Hz，属于次声波，人的听觉频率范围为20~20000 Hz，因此人听不到该频率的声音。
(1)响度 声源的振幅
(2)慢 低 声源的振动频率
(3)声源的振动频率低于20 Hz，人耳听不到该频率的声音
解析
(1)响度指声音的响亮程度，与声源的振幅有关。实验中将钢尺紧按在桌面上，使其一端伸出桌面，拨动钢尺，听它振动发出的声音，同时注意钢尺振动的幅度；改变拨动钢尺的力度，再次拨动钢尺，用来探究声音的响度与声源的振幅之间的关系。
(2)若要继续探究声音的音调与频率的关系，要改变钢尺伸出桌面的长度。实验发现钢尺伸出桌面的长度越长，振动越慢，发出声音的音调越低，因此可以得到结论：音调的高低与声源的振动频率有关，振动越快，音调越高；振动越慢，音调越低。
(3)当钢尺伸出桌面超过一定长度时，拨动钢尺，它发出声音的频率低于20 Hz，属于次声波，人的听觉频率范围为20~20000 Hz，因此人听不到该频率的声音。
15. 小明在学习吉他的过程中,发现琴弦发出声音音调的高低可能与以下因素有关：①琴弦的横截面积；②琴弦的长度；③琴弦的材料。于是他找到了几种规格不同的琴弦,借助一个能够测量振动频率的仪器进行探究,实验数据如下表所示。
|实验次数|材料|长度/m|横截面积$/mm^2$|振动的频率/Hz|
|1|铜|60|2.89|1 088|
|2|铜|60|1.02|2 088|
|3|铜|80|1.02|1 918|
|4|钢|80|1.02|2 468|
(1)分析第_________次实验数据可验证猜想①并得出结论：在琴弦的材料、长度一定时,琴弦的横截面积越大,发出声音的音调越_________(选填“高”或“低”)。
(2)分析第 2、3 次实验数据,可得出结论：在琴弦的材料、_________一定时,琴弦_________,发出声音的音调越高。
(3)探究过程常采用下列主要步骤,这些探究步骤的合理顺序应该是_________(只填字母代号)。
A. 分析归纳得出结论
B. 设计和进行实验
C. 提出问题与猜想
(4)上述实验探究过程中主要采用的物理方法是_________法。
|实验次数|材料|长度/m|横截面积$/mm^2$|振动的频率/Hz|
|1|铜|60|2.89|1 088|
|2|铜|60|1.02|2 088|
|3|铜|80|1.02|1 918|
|4|钢|80|1.02|2 468|
(1)分析第_________次实验数据可验证猜想①并得出结论：在琴弦的材料、长度一定时,琴弦的横截面积越大,发出声音的音调越_________(选填“高”或“低”)。
(2)分析第 2、3 次实验数据,可得出结论：在琴弦的材料、_________一定时,琴弦_________,发出声音的音调越高。
(3)探究过程常采用下列主要步骤,这些探究步骤的合理顺序应该是_________(只填字母代号)。
A. 分析归纳得出结论
B. 设计和进行实验
C. 提出问题与猜想
(4)上述实验探究过程中主要采用的物理方法是_________法。
答案：
(1)1、2 低
(2)横截面积 越短
(3)CBA
(4)控制变量
解析
(1)为了探究猜想①，需要控制琴弦的材料、长度一定，只改变琴弦的横截面积，所以选择第1、2次实验。分析实验数据可知，琴弦的材料、长度一定，横截面积不同，琴弦发出声音的音调不同，且横截面积越大，发出声音的音调越低。
(2)分析第2、3次实验数据，琴弦的材料、横截面积一定，长度不同，琴弦发出声音的音调不同，且长度越短，发出声音的音调越高。
(3)正确的探究过程应是提出问题与猜想、设计实验、进行实验、收集证据、分析论证、评估、交流与合作、得出结论。因此探究步骤的合理顺序应该是CBA。
(4)探究过程中用到的方法是控制变量法。
(1)1、2 低
(2)横截面积 越短
(3)CBA
(4)控制变量
解析
(1)为了探究猜想①，需要控制琴弦的材料、长度一定，只改变琴弦的横截面积，所以选择第1、2次实验。分析实验数据可知，琴弦的材料、长度一定，横截面积不同，琴弦发出声音的音调不同，且横截面积越大，发出声音的音调越低。
(2)分析第2、3次实验数据，琴弦的材料、横截面积一定，长度不同，琴弦发出声音的音调不同，且长度越短，发出声音的音调越高。
(3)正确的探究过程应是提出问题与猜想、设计实验、进行实验、收集证据、分析论证、评估、交流与合作、得出结论。因此探究步骤的合理顺序应该是CBA。
(4)探究过程中用到的方法是控制变量法。
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