《2025年练就优等生课后提分攻略八年级物理全一册人教版》

01 小明学习声现象得知，人耳能区分两次声音的时间间隔为$0.1\ s$以上。学校正好有一根长为$8.5\ m$的铁管，如果小明将耳朵贴在铁管的一端，让小华去敲击一下铁管的另一端，则敲击声由空气传入小明的耳朵需要0.025$\ s$，小明会听到一次敲击的声音。(已知声音在空气中的传播速度约为$340\ m/s$，在铁中的传播速度约为$5200\ m/s$)

答案： 01 0.025 [解析] 因为铁管长$s = 8.5$m，空气中的声速是$340$m/s，则声音在空气中的传播时间$t_1 = \frac{s}{v_{空气}} = \frac{8.5 m}{340 m/s} = 0.025$s；声音在铁管中的传播时间$t_2 = \frac{s}{v_{铁}} = \frac{8.5 m}{5200 m/s} \approx 0.0016$s，传播时间相差$\Delta t = t_1 - t_2 = 0.025 s - 0.0016 s = 0.0234$s，则两次声音的时间间隔小于$0.1$s，此时人耳无法分辨两次声音，所以只能听到一次敲击声。

02 如果小明将耳朵贴在长铁管的一端，让小华敲一下铁管的另一端。(已知声音在空气中的传播速度约为$340\ m/s$，在铁中的传播速度约为$5200\ m/s$)
(1)若小明听到了两次敲打的声音，其中在铁管中传播的声音先到达人耳。
(2)若两次声音传到小明耳朵的时间间隔是$2\ s$，则铁管的长度约为多少米？(结果保留一位小数)

答案：
(1)铁管
(2)解：两次声音传到人耳的时间间隔是$2$s，由题意可知满足$t_{空气} - t_{铁} = 2$s；设铁管的长度为$L$，根据$v = \frac{s}{t}$可得$\frac{L}{v_{空气}} - \frac{L}{v_{铁}} = 2$s，即$\frac{L}{340 m/s} - \frac{L}{5200 m/s} = 2$s，解得$L \approx 727.6$m。
答：铁管的长度约为$727.6$m。

03 经测试，人耳能区分两次声音的时间间隔为$0.1\ s$以上，若甲同学将耳朵贴在一根$20\ m$装满水的铁管的一端，乙同学在另一端用力敲一下铁管。（已知空气中的声速为$340\ m/s$，水中的声速为$1500\ m/s$，铁中的声速为$5200\ m/s$）
(1)甲同学能听到几次敲击声？
(2)甲同学要能在铁管的另一端听到三次敲击声，铁管至少要多长？（结果保留为整数）

答案： 03 解：
(1)声音在铁、水、空气中传播$20$m所用的时间分别为$t_1 = \frac{s}{v_1} = \frac{20 m}{5200 m/s} \approx 0.0038$s；$t_2 = \frac{s}{v_2} = \frac{20 m}{1500 m/s} \approx 0.0133$s；$t_3 = \frac{s}{v_3} = \frac{20 m}{340 m/s} \approx 0.0588$s。因为人耳能够区分两次声音的时间间隔为$0.1$s以上，这三次声音的时间间隔均小于$0.1$s，所以能听到一次敲击声。
(2)能在铁管的另一端听到三次声音，则应满足$t_{空气} - t_{水} ＞ 0.1$s，$t_{水} - t_{铁} ＞ 0.1$s，设铁管长度是$L$，由$t = \frac{s}{v}$得，$\frac{L}{v_{空气}} - \frac{L}{v_{水}} ＞ 0.1$s，即$\frac{L}{340 m/s} - \frac{L}{1500 m/s} ＞ 0.1$s，解得$L ＞ 44$m；同理，得$\frac{L}{v_{水}} - \frac{L}{v_{铁}} ＞ 0.1$s，即$\frac{L}{1500 m/s} - \frac{L}{5200 m/s} ＞ 0.1$s，解得$L ＞ 211$m，因为$44$m ＜ $211$m，所以甲同学要能在铁管的另一端听到三次敲击声，铁管至少要长$211$m。
答：
(1)甲同学能听到一次敲击声。
(2)甲同学要能在铁管的另一端听到三次敲击声，铁管至少要长$211$m。