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初中物理聲學(xué)基本知識(shí)及計(jì)算題辨析

來源:中考網(wǎng)整合 作者:中考網(wǎng)整合 2011-11-08 18:05:53

中考真題

智能內(nèi)容

  1.汽車在筆直的公路上作勻速直線運(yùn)動(dòng),速度為v1=20m/s,在汽車正前方L=270m處有一山崖,此時(shí)汽車鳴笛,又前進(jìn)一段路程s 聽到回聲,已知聲速為340m/s,求s

  解:聲音"往返"的路程和汽車所行路程的"和"是汽車鳴笛時(shí)與山崖距離的二倍,汽車行駛的時(shí)間等于聲音傳播的時(shí)間
  由270m*2=340m/s*[s/(20m/s)]+s可求出s =30m

  2.什么是次聲波?次聲波對(duì)人體有什么危害?有哪些方面的應(yīng)用?

  答:次聲(Infrasound)是指頻率低于人類聽覺可分辨的頻率范圍的聲波,人耳可分辨的頻率范圍大致為20Hz~20000Hz。次聲波的頻率20Hz以下,也就是說發(fā)出次電波的聲源每秒振動(dòng)次數(shù)小于20.
  10Hz以下的次聲波可以跨山越洋,傳播數(shù)千千米以遠(yuǎn)。1983年夏季,印度尼西亞蘇門答臘和爪哇之間的喀拉喀托火山發(fā)生了一次震驚全球的火山爆發(fā),產(chǎn)生的次聲波曾繞地球轉(zhuǎn)了3圈,歷時(shí)108小時(shí)。1986年1月29日0時(shí)38分,美國航天飛機(jī)"挑戰(zhàn)者"號(hào)升空爆炸,產(chǎn)生的次聲波歷時(shí)12小時(shí)53分鐘。
  次聲波具有較大的破壞性。高空大氣湍流產(chǎn)生的次聲波能折斷萬噸巨輪上的桅桿,能將飛機(jī)撕得四分五裂;地震或核爆炸所激發(fā)的次聲波能將高大的建筑物摧毀;海嘯帶來的次聲波可將岸上的房屋毀壞。次聲的頻率與人體器官的固有頻率相近(人體各器官的固有頻率為3~17Hz,頭部的固有頻率為8 ~12Hz,腹部內(nèi)臟的固有頻率為4~6Hz),當(dāng)次聲波作用于人體時(shí),人體器官容易發(fā)生共振,引起人體功能失調(diào)或損壞,血壓升高,全身不適;頭腦的平衡功能亦會(huì)遭到破壞,人因此會(huì)產(chǎn)生旋轉(zhuǎn)感、惡心難受。許多住在高層建筑上的人在有暴風(fēng)時(shí)會(huì)感到頭暈惡心,這就是次聲波作怪的緣故。如果次聲波的功率很強(qiáng),人體受其影響后,便會(huì)嘔吐不止、呼吸困難、肌肉痙攣、神經(jīng)錯(cuò)亂、失去知覺,甚至內(nèi)臟血管破裂而喪命。
  另一方面,通過研究自然現(xiàn)象產(chǎn)生的次聲波的特性和產(chǎn)生機(jī)制,可以更深入地認(rèn)識(shí)這些現(xiàn)象的特性和規(guī)律。例如人們利用測(cè)定極光產(chǎn)生次聲波的特性來研究極光活動(dòng)的規(guī)律等。利用接收到的被測(cè)聲源所輻射出的次聲波,探測(cè)它的位置、大小和其他特性,例如通過接收核爆炸、火箭發(fā)射火炮或臺(tái)風(fēng)所產(chǎn)生的次聲波去探測(cè)這些次聲源的有關(guān)參量。許多災(zāi)害性現(xiàn)象如火山噴發(fā)、龍卷風(fēng)和雷暴等在發(fā)生前可能會(huì)輻射出次聲波,因此有可能利用這些前兆現(xiàn)象預(yù)測(cè)災(zāi)害事件。 次聲波的應(yīng)用前景很廣闊,大致可分為下列幾個(gè)方面: (1)通過研究自然現(xiàn)象產(chǎn)生的次聲波的特性和產(chǎn)生機(jī)制,更深入地認(rèn)識(shí)這些現(xiàn)象的特性和規(guī)律。例如人們利用測(cè)定極光產(chǎn)生次聲波的特性來研究極光恬動(dòng)的規(guī)律等。
  (2)利用接收到的被測(cè)聲源所輻射出的次聲波,探測(cè)它的位置、大小和其他特性,例如通過接收核爆炸、火箭發(fā)射火炮或臺(tái)風(fēng)所產(chǎn)生的次聲波去探測(cè)這些次聲源的有關(guān)參量。
  (3)預(yù)測(cè)自然災(zāi)害性事件,許多災(zāi)害性現(xiàn)象如火山噴發(fā)、龍卷風(fēng)和雷暴等在發(fā)生前可能會(huì)輻射出次聲波,因此有可能利用這些前兆現(xiàn)象預(yù)測(cè)災(zāi)害事件。
  (4)次聲在大氣中傳播時(shí),很容易受到大氣媒質(zhì)的影響,它與大氣中風(fēng)和溫度分布等有密切的聯(lián)系。因此可以通過測(cè)定自然或人工產(chǎn)生的次聲波在大氣中傳播特性的測(cè)定,可以探測(cè)某些大規(guī)模氣象的性質(zhì)和規(guī)律。這種方法的優(yōu)點(diǎn)在于可以對(duì)大范圍大氣進(jìn)行連續(xù)不斷的探測(cè)和監(jiān)視。
  (5)通過測(cè)定次聲波與大氣中其他波動(dòng)的相互作用的結(jié)果,探測(cè)這些活動(dòng)特性。例如在電離層中次聲波的作用使電波傳播受到行進(jìn)性干擾。可以通過測(cè)定次聲波的特性,更進(jìn)一步揭示電離層擾動(dòng)的規(guī)律。同樣,通過測(cè)定聲波與重力波或其他波動(dòng)的作用,可以研究這些波動(dòng)的活動(dòng)規(guī)律。
  (6)人和其他生物不僅能夠?qū)Υ温暜a(chǎn)生某種反應(yīng),而且他(它)們的某些器官也會(huì)發(fā)出微弱的次聲,因此可以利用測(cè)定這些次聲波的特性來了解人體或其他生物相應(yīng)器官的活動(dòng)情況。
  (7)次聲波武器即一種由高能放大器驅(qū)動(dòng)特制揚(yáng)聲器發(fā)射大功率20赫以下的低頻聲波即次聲波的武器裝置,一般由次聲波發(fā)生器、動(dòng)力裝置和控制系統(tǒng)組成。 目前研制的次聲波武器主要有兩類:一是神經(jīng)型次聲波武器,它的振蕩頻率同人類大腦的阿爾法節(jié)律(8~12赫)極為相近,產(chǎn)生共振時(shí)能強(qiáng)烈刺激大腦,使人神經(jīng)錯(cuò)亂,癲狂不止;另一類是內(nèi)臟器官型次聲波武器,其振蕩頻率與人體內(nèi)臟器官的固有振蕩頻率相近,可使人的五臟六腑產(chǎn)生強(qiáng)烈共振,破壞人的平衡感和方向感,使人惡心、嘔吐及劇烈不適而失去戰(zhàn)斗力。次聲波還有滲透性強(qiáng)的特點(diǎn),次聲波炸彈一旦命中目標(biāo),轉(zhuǎn)瞬之間,在方圓十幾千米的地面上,所有的人將統(tǒng)統(tǒng)受到傷害。次聲波可穿透15米厚的混凝土和坦克裝甲鋼板,即使人員躲進(jìn)地鐵、防空洞或坦克、裝甲車輛內(nèi)也不能幸免。次聲波彈和中子彈一樣,只殺傷生物而不摧毀建筑物,但它的殺傷威力卻大大超過中子彈。為預(yù)防劫機(jī)事件,美國目前研制出一種次聲波槍。這種新型聲波武器可以發(fā)射“聲波子彈”,即集束聲波。威力強(qiáng)大的集束聲波能夠使劫機(jī)分子暫時(shí)失去行動(dòng)能力,從而阻止劫機(jī)事件的發(fā)生。但這種聲波不會(huì)對(duì)飛機(jī)本身造成絲毫損害。美國新增加的空中警察將配備這種新型聲波槍。

  3.假定前后2次聲音傳到人的耳朵里,如果兩次聲音到達(dá)人耳的先后時(shí)間間隔大于0.1秒,人耳就能區(qū)分這兩次聲音,也就是說,兩次聲音傳到人耳的時(shí)間間隔不足0.1秒,人耳就只能停到一次聲音。有人做了一個(gè)實(shí)驗(yàn)。請(qǐng)一位同學(xué)在裝滿水的直鐵管上敲擊一下,是鐵管發(fā)出聲音,其余同學(xué)沿鐵管分別在不同位置將耳朵貼近鐵管聽,A說聽到1次響聲,B說聽到2次響聲,C說聽到3次響聲,已知聲音在空氣中的傳播速度是340m/s,在水中的傳播速度是1700m/s,在鋼鐵中的傳播速度是5100m/s,請(qǐng)問A,B,C三位同學(xué)的位置到敲擊點(diǎn)的距離各在什么范圍內(nèi)?

  解:聲音在空氣 水 鐵管中均能傳播,且速度不同,它們分別是340m/s 1500m/s 5200m/s
  (1)A只聽到一次聲音的是通過空氣傳播而來,設(shè)其距離聲源為S1,則:
  S1/340m/s -S1/5200m/s<0.1秒 S1/340m/s -S1/1500m/s<0.1秒
  解得:S1<36.4米
  (2)B只聽到兩次聲音的是分別通過空氣和水傳播而來,設(shè)其距離聲源為S2,則:
  S2/340m/s -S2/1500m/s>0.1秒 S2/340m/s -S2/5200m/s<0.1秒
  解得:44米>S2>36.4米
  (3)C聽到D三次聲音的是分別通過空氣 水和鐵管傳播而來,設(shè)其距離聲源為S3
  S3/340m/s -S3/1500m/s>0.1秒 S3/340m/s -S3/5200m/s>0.1秒
  解得:S3 >44米

  4.蝴蝶在飛行時(shí)不停地扇動(dòng)翅膀,但我們聽不到蝴蝶飛行的聲音,這是因?yàn)椋?)

  答:因?yàn)楹陲w行時(shí)躍然不斷地扇動(dòng)翅膀,但翅膀每秒振動(dòng)的次數(shù)小于20,所發(fā)出的聲音的,頻率小于 20赫茲,為次聲波,人耳聽不到次聲波.
  
 

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