八年级物理上册声现象综合能力题专题含答案.docx
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八年级物理上册声现象综合能力题专题含答案
八年级物理上册声现象综合能力题专题含答案
学校:
___________姓名：
___________班级：
___________考号：
___________
一、综合题
1．利用超声波遇到物体时发生反射可以测定物体运动的有关物理量，如图甲所示A和B通过电缆相连，B为超声波发射和接收一体化装置，仪器A向B提供超声波信号并将B接收到的超声波信号进行处理且在屏幕上显示其波形。
现固定B，将它对准匀速行驶的小车C，使其每隔相等时间T0发射短促的超声波脉冲，如图乙中幅度较大的波形；B接收到的由小车C反射回来的超声波经仪器A处理后显示如图乙中较小的波形。
发射波信号和接受波信号的时间关系如图所示，图中T0、T和
为已知量，并已知超声波在空气中的速度为v0。
根据上述信息：
（1）判断出小车的运动方向为_________（写“向右”或“向左”）；
（2）计算出小车速度的大小为___________。
2．
（1）用尺子作乐器探究决定音调高低的因素，把钢尺紧按在桌面上，一端伸出桌边，拨动钢尺，听它振动发出的声音，同时注意钢尺振动的快慢，改变钢尺伸出桌边的长度，再次拨动，使钢尺每次的振动幅度大致相同。
实验发现：
尺子伸出桌面的长度越短振动越______（选填“快”或“慢”），发出声音的音调越______（选填“高”或“低”）。
由此可得出结论：
音调的高低与_________有关；
（2）如图1所示，用力敲响音叉，并用悬挂的塑料球接触发声的叉股，我们看到的现象是_______，此现象说明______；
（3）为了验证“声音的传播需要介质”，小华设计了一套的巧妙的实验装置：
在广口瓶内用细线吊起爸爸的手机，线的末端固定在瓶口的软木塞上，瓶内的空气可由瓶口的玻璃管抽出，如图2所示。
①在没有抽气时，小华用家里的电话拨打手机，他______（选填“能”或“不能”）听见手机铃声；
②当小华尽量抽尽瓶中的空气后，再拨打手机，比较这两次听到的声音的情况；
③通过以上两次实验的对比，小华得出的结论是_______。
3．某中学八年级某物理小组的同学为了体验声音在不同介质中传递的速度不同的物理现象，他们请一位同学在输送水的直铁管道上敲击一下，使铁管发出清脆的声音，其余同学沿铁管分别在不同位置用耳朵贴近铁管听声。
（1）两种物质传播的声音到达听音者的时间间隔小于0.1s时，人只能听到一次敲击声，远处同学最多能听到_____次敲击声，它们依次是通过_____传播的。
（2）请你通过计算说明，如果铁管中没有水，能够听到两次敲击声间隔为0.1s，则同学的位置离敲击点的距离是多少？
（取空气中的声速为340m/s，铁中的声速为5000m/s，计算结果保留一位小数）_____
4．声音传播的速度和温度有关，下表是空气中声速随温度变化的数据：
空气温度/℃
0
10
20
30
声音速度/m⋅s-1
318
324
330
336
342
348
（1）请你在图所示的坐标中作出声速和温度关系的图像。
（________）
（2）可以推断出，声音在25℃空气中传播速度为__m/s。
（3）空气温度为0℃，在平直双轨线铁道上，甲、乙两车以大小相同的速度相向行驶。
甲车鸣笛后5s，乙车上的人听到；再过35s，两车恰好相遇，两车车速分别为__、__。
5．阅读短文，回答问题。
超声波指纹识别技术
传统指纹识别TouchID已成为智能手机的标配。
随着黑科技超声波指纹识别技术SenseID的出现，屏下指纹的全面屏手机变得越来越普及。
与传统指纹识别不同，超声波指纹识别技术是通过发射超声波扫描紧贴屏幕的指纹，并根据接收到的反射超声波分析得出指纹的信息，进行比对解锁。
超声波是频率超过人类听觉上限的声波，具有较强的穿迹能力，能够穿透波璃、铝、不锈钢、蓝宝石或塑料等。
此外，超声波扫描能够不受手指上可能存在的污物影响，例如汗水、护手霜或凝露等，从而提供一种更稳定、更精确的认证方法。
（1）超声波___________（选填“能”或“不能”）在真空中传播。
（2）超声波传播中遇到障碍物时__________（填“会”或“不会”）有一部分被反射回来形成回声。
（3）SenseID系统能置于手机内部，可以让超声波透过屏幕进行指纹识别，是因为超声波具有__________的特点。
（4）SenseID是利用了超声波传递______（选填“信息”或“能量”）的特性，请你再举一个利用超声波这种特性的例子：
__________。
（5）SenseID系统利用了仿生学原理，它模仿了下列哪个选项的生物________。
A．蝙蝠B．蜘味C．青蛙D．猫
（6）SenseID系统向手指上若干个位置发射超声波，检测到被手指反射的信号时所需的时间随位置的变化情况如图1所示，由图可知这些位置指纹的大致形状，图2选项最符合的是_________。
6．阅读上述资料，回答下面的问题。
超声波
声波是物体机械振动状态（或能量）的传播形式。
超声波是指振动频率大于20000Hz以上的，其每秒的振动次数（频率）甚高，超出了人耳听觉的一般上限（20000Hz），人们将这种听不见的声波叫做超声波。
超声波有两个特点，一个是能量大，一个是沿直线传播。
理论研究表明，在振幅相同的情况下，一个物体振动的能量跟振动频率的二次方成正比。
超声波在介质中传播时，介质质点振动的频率很高，因而能量很大。
在我国北方干燥的冬季，如果把超声波通入水罐中，剧烈的振动会使罐中的水破碎成许多小雾滴，再用小风扇把雾滴吹入室内，就可以增加室内空气的湿度。
这就是超声波加湿器的原理。
对于咽喉炎、气管炎等疾病，药力很难达到患病的部位。
利用加湿器的原理，把药液雾化，让病人吸入，能够增进疗效。
利用超声波的巨大能量还可以把人体内的结石击碎。
金属零件、玻璃和陶瓷制品的除垢是件麻烦事。
如果在放有这些物品的清洗液中通入超声波，清洗液的剧烈振动冲击物品上的污垢，能够很快清洗干净。
声波能够绕过障碍物。
但是，频率越大，这种绕射现象越不明显，因此超声波基本上是沿直线传播的，可以定向发射。
如果渔船载有水下超声波发生器，它旋转着向各个方向发射超声波，超声波遇到鱼群会反射回来，渔船探测到反射波就知道鱼群的位置了，这种仪器叫做声纳。
声纳也可以用来探测水中的暗礁、敌人的潜艇，测量海水的深度。
根据同样的道理也可以用超声波探测金属、陶瓷混凝土制品，甚至水库大坝，检查内部是否有气泡、空洞和裂纹。
人体各个内脏的表面对超声波的反射能力是不同的，健康内脏和病变内脏的反射能力也不一样。
平常说的“B超”就是根据内脏反射的超声波进行造影，帮助医生分析体内的病变。
有趣的是，很多动物都有完善的发射和接收超声波的器官。
以昆虫为食的编幅，视觉很差，飞行中不断发出超声波的脉冲，依靠昆虫身体的反射波来发现食物。
海豚也有完善的“声纳”系统，使它能在混浊的水中准确地确定远处小鱼的位置。
现代的无线电定位器——雷达，质量有几十、几百、几千千克，蝙蝠的超声定位系统只有几分之一克，而在一些重要性能上，如确定目标方位的精确度、抗干扰的能力等都远优于现代的无线电定位器。
深入研究动物身上各种器官的功能和构造，将获得的知识用来改进现有的设备和创制新的设备，这是近几十年来发展起来的一门新学科，叫做仿生学。
（1）超声波有两个特点是______，________。
（2）利用超声波清洗物品时，是利用了超声波的___特点。
（3）蝙蝠向前发射超声波，0.1s后，接收到反射回来的超声波，那么蝙蝠前方_____m处有障碍物。
（超声波在空气中的速度约为340m/s）
7．阅读短文《超声波指纹识别技术》，回答问题。
不知道你的手机用多久了？
如果用的时间够久的话，指纹识别模块（Home键或手机背盖上的指纹识别模块）是不是已经磨损了？
或者你的手指上有汗或手指脱皮，是不是指纹识别就失效了？
利用超声波指纹识别，就不会出现上面说的那些情况。
具体来讲，超声波指纹识别属于第三代指纹识别技术，其工作原理与声呐探测海底深度类似。
超声波能穿透材料，而且着材料的不同，超声波被反射、吸收的情况会有变化，产生的回波自然也就不同，皮肤与空气对超声波的阻抗不同，就可以区分指纹波峰和波谷的位置，也就做出指纹的三维图像。
超声波指纹识别的优点很明显：
首先，手指无需接触指纹模块，也就不会出现指纹模块被磨损的情况，这也意味着超声波指纹识别模块可以隐在手机内部，手机外观也就会得到提升；其次，超声波的识别深度是可以穿过手指表皮的，手指脱皮也不用怕识别不了，如果手指有水或汗液，照样能识别；最后，在安全性上，因为超声波识别的是三维图像，像以前那样只需一张指纹平面图是无法蒙混过关的。
（1）超声波指纹识别是通过超声波获取指纹信息，以下各项应用中与此类似的是___________；
A．超声波焊接器B．超声波清洗器
C．医生用B超诊断病情D．医生用超声波击碎结石
（2）已知超声波在海水中的传播速度约为1500m/s，向海底垂直发射超声波，若6s后收到回声信号，则海底深度为___________m；在月球上___________（选填“能”或“不能”）用超声波技术测量月球表面物体间距离，理由是___________；
（3）放大手指局部，表面是凸凹不平的。
下面是超声波指纹识别系统，手机发出超声波遇到手指上A、B、C、D、E五个位置，测得回收信号的时间分别为0.30ms、0.36ms、0.30ms、0.36ms、0.26ms，根据吋间，求出手指与手机平面的距离，就可以绘出指纹的大致形状，则该处指纹的大致形状是图___________。
（1ms=0.001s）
8．阅读下列材料，完成后面提出的问题
材料一：
超声波及其应用
人能够听到声音的频率范围从20Hz至20000Hz，低于20Hz的声音叫次声波，高于20000Hz的声音叫超声波。
超声波具有许多奇异特性：
空化效应——超声波能在水中产生气泡，气泡爆破时释放出高能量，产生强冲击力的微小水柱，它不断冲击物件的表面，使物件表面及缝隙中的污垢迅速剥落，从而达到净化物件表面的目的；传播特性——它的波长短，在均匀介质中能够定向直线传播，根据这一特性可以进行超声探伤、测厚、测距，医学诊断等。
材料二：
雪花落水也有声
相信大部分读者看到本文题目，都会认为，它看起来不讲科学而含诗意，要知道一般的常识告诉我们，雪花落水静悄悄，毫无声响，不过，雪花落水真的有声波产生，在某年的《自然》杂志上，几个科学家联名发表文章，宣布了他们的上述结论，雪花落水发出的声波颜率在
Hz到
Hz之间，高于人们能听见的声波频率。
材料三：
人与动物的发声频率和听觉频率范围
（1）雪花落水发出的声波属于____（选填“超声”或“次声”）波。
（2）超声波能够清洗物件说明声能传递______；超声波还可以进行探伤、测厚、测距、医学诊断等，这利用了声能传递______。
（3）下雪天海豚______（选填“能”或“不能”）听到雪花落水发出的直音。
9．阅读短文，回答问题。
超声波指纹识别技术
传统指纹识别TouchID已成为智能手机的标配。
随著黑科技超声波指纹识别技术SenseID的出现，屏下指纹的全面屏手机变得越来越普及。
与传统指纹识别不同，超声波指纹识别技术是通过发射超声波扫描紧贴屏幕的指纹，并根据接收到的反射超声波分析得出指纹的信息，进行比对解锁。
超声波是频率超过人类听觉上限的声波，具有较强的穿透能力，能够穿透玻璃、铝、不锈钢、蓝宝石或塑料等。
此外，超声波扫描能够不受手指上可能存在的污物影响，例如汗水、护手霸或擬露等，从而提供一种更稳定、更精确的认证方法。
（1）超声波是指频率高于____Hz的声音，人耳通常能听到____Hz到____Hz的声音；
（2）SenseID系统能置于手机内部，是因为超声波具有_____；
（3）SenseID系统利用了仿生学原理，它模仿了下列哪个选项的生物____；
A．蝙蝠B．蜘味C．青蛙D．猫
（4）某手机利用SenseID，从发出超声波到接收到指纹反射的超声波，用时8×10-6s，可知SenseID系统到手机屏幕表面的距离为______mm；（超声波传播的速度取900m/s，不计SenseD系统的大小）
（5）SenseID系统向手指上若干个位置发射超声波，检测到被手指反射的信号时所需的时间随位置的变化情况如图1所示，由图可知这些位置指纹的大致形状，图2选项最符合的是______。
10．观察下图，回答问题
（1）A器材用于测量______（填物理量名称）；
（2）B中被测物体的长度为______厘米；
（3）实验是在研究______不能传声；
（4）实验室用______测物体的质量，图D中被测物体的质量是______克。
参考答案
1．向右
【分析】
超声波在空中匀速传播，根据发射和接收的时间差求出速度；通过的位移与所用时间比值，来确定小车的速度。
【详解】
（1）[1]从屏幕上显示的波形可以看出，反射波滞后于发射波的时间越来越长，说明小车离信号源的距离越来越远，故小车向右运动。
（2）[2]从B发出第一个超声波开始计时，经
被C车接收，故C车第一次接收超声波时与B距离
第二个超声波从发出至接收，经
时间，C车第二车接收超声波时距B为
C车从接收第一个超声波到接收第二个超声波内前进
接收第一个超声波时刻
接收第二个超声波时刻为
所以接收第一和第二个超声波的时间间距为
故小车速度的大小
2．快高频率乒乓球被弹起发声的物体在振动能声的传播需要介质，真空不能传声
【详解】
（1）[1][2]发声体越短时振动的越快，发出声的音调越高。
[3]在物理中用频率表示物体振动的快慢，振动快慢改变时音调改变，说明音调和频率有关。
（2）[4][5]当把乒乓球接触发声的音叉时，乒乓球会因为音叉振动而被弹起，反过来，乒乓球弹起说明音叉在振动，即发声的物体在振动。
（3）①[6]在抽气前，因为有传播声的介质，所以可以听到声音。
③[7]逐渐抽气时，声音逐渐减小直至消失，说明声的传播需要介质，真空不能传声。
3．三铁管、水、空气36.5m
【分析】
（1）声音在不同介质中的传播速度不同，一般情况下，固体中的声速大于水中的声速大于空气中的声速；
（2）声音在铁管和空气中的传播速度不同，所以同样的距离运动时间不同，可由公式
表示出时间差即可求解。
【详解】
（1）[1][2]声音在不同介质中的传播速度不同，一般情况下，铁管中的声速大于水中的声速大于空气中的声速。
（2）[3]铁管中没有水，声音在铁中传播的时间小于在空气中传播的时间，设声音传播的距离为
，则
解得
4．
34522m/s22m/s
【分析】
【详解】
（1）[1]采用描点法画出的图象如下：
。
（2）[2]由表中数据可知，当空气温度每升高
，声音的速度升高
，因此当空气温度每升高
，声音的速度升高
；当空气的温度为
，声音的速度为
，所以当空气的温度为
，声音的速度变为
。
（3）[3][4]设车的速度为
，根据
可得
，则有鸣笛时两车的距离为
解得v=22m/s。
5．不能会较强的穿透能力信息声呐、B超等AB
【详解】
（1）[1]超声波也是一种声波，传播需要介质，故不能在真空中传播。
（2）[2]超声波传播中遇到障碍物时会有一部分被反射回来，这种现象就是回声。
（3）[3]SenseID系统能置于手机内部，可以让超声波透过屏幕进行指纹识别，是因为超声波具有较强的穿透能力。
（4）[4][5]声音可以传递信息与能量，而SenseID是利用了超声波传递信息的特性，声呐、B超等也是利用了这一特点。
（5）[6]蝙蝠头部的口鼻部上长着被称作“鼻状叶”的结构，这是一种具有发射超声波功能的装置，能连续不断地发出高频率超声波；SenseID系统即模仿了蝙蝠，利用了仿生学原理；故A符合题意。
（6）[7]SenseID系统向手指上若干个位置发射超声波，检测到被手指反射的信号时所需的时间随位置的变化情况如图1所示，超声波的传播速度一定，距离越远，则接收到的超声波用时越长，图2选项最符合的是B。
6．能量大沿直线传播能量大17
【详解】
（1）[1][2]由材料可知，超声波具有两个特点，一个是能量大，一个是沿直线传播。
（2）[3]利用超声波清洗物品时，是利用了超声波的能量大这一特点，能够将杂物清理干净。
（3）[4]由题可知，发出声音0.1s后收到反射回来的超声波，因此发出去的超声波遇到障碍物的时间为
由速度公式可得
所以在蝙蝠前方17m出有障碍物。
7．C4500不能真空不能传声A
【详解】
（1）[1]A．超声波焊接器是利用声波能够传递能量，故A不符合题意；
B．超声波清洗器是利用声波能够传递能量，故B不符合题意；
C．医生用B超诊断病情是利用声波能够传递信息，故C符合题意；
D．医生用超声波击碎结石是利用声波能够传递能量，故D不符合题意。
故选C。
（2）[2]由
可得超声波传播的距离
则海底的深度
[3][4]太空是一个真空环境，由于真空不能传声，所以不能用超声波技术测量月球表面物体间距离。
（3）[5]由题意可知，发出的超声波遇到手指上A、B、C、D、E五个位置，测得回收信号的时间分别为0.30ms、0.36ms、0.30ms、0.36ms、0.26ms，根据s=vt可知，速度一定时，时间越长通过的路程越远，因为
0.36ms>0.30ms>0.26ms
所以
sB=sD>sA=sC>sE
即B、D到手机的距离是相同的（最远），而离手机最近的是E，A、C在中间且相等，因此，对照图片可知，则该处指纹的大致形状如图中的A。
8．超声能量信息能
【详解】
（1）[1]雪花落水发出的声波频率在50000Hz到200000Hz之间，高于人们能听见的声波频率，故雪花落水发出的声波属于超声波。
（2）[2][3]超声波能够清洗物件是因为声波具有能量；超声波还可以进行探伤、测厚、测距、医学诊断等，这利用了声能传递信息。
（3）[4]由于雪花落水发出的声波频率在50000Hz到200000Hz之间，海里的海豚能听到雪花落水所产生的声响。
9．200002020000较强的穿透能力A3.6A
【详解】
（1）[1]发声频率高于20000Hz的为超声波。
[2][3]人耳的听觉范围在20~20000Hz，发生频率超过这个范围的声音，人耳听不见。
（2）[4]SenseID系统能置于手机内部，是因为超声波具有较强的穿透能力。
（3）[5]超声波指纹识别装置是利用仿生学原理制成的，在选项中的几类动物中，蝙蝠可以发出超声波，会利用回声定位捕捉昆虫和躲避障碍，因此，它模仿的是蝙蝠，而蜘蛛、青蛙、猫都不能发出超声波。
故应该选A。
（4）[6]从发出超声波到接收到指纹反射的超声波，用时8×10-6s，则超声波到达指纹的时间为
t=4×10-6s
根据
可知SenseID系统到手机屏幕表面的距离为
s=vt=900m/s×4×10-6s=3.6×10-3m=3.6mm
（5）[7]检测到被手指反射的信号时所需的时间随位置的变化情况如图1所示，超声波的传播速度一定，距离越远，则接收到的超声波所用的时间越长，所以与1图对应的指纹的特点是A。
10．时间1.30真空托盘天平22
【详解】
（1）[1]图A是一个秒表，用来测量时间。
（2）[2]由图B可知，刻度尺一大格为1cm，分为10个小格，一小格代表的值即分度值为0.1cm；物体的左端在刻度尺1.00cm刻度处，右端在2.30cm刻度处，则物体的长度
2.30cm-1.00cm=1.30cm
（3）[3]如图C所示，将闹钟放在玻璃罩中，逐渐将玻璃罩中空气抽出，可用于探究真空不能传声。
（4）[4]实验室用来测量质量的工具是托盘天平。
[5]如图D的电子称所示，测量物体的质量为22g。
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