2024中考物理压轴大题专练-专题01压轴之“声”（含解析）

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专题01 声学专练
训练题01【2023·江苏苏州·中考真题】
人眼对观察到的景物有暂时的“记忆”，在外界景物消失后，视神经对它的印象还会延续0.1s左右，这种特征叫视觉暂留．例如在一张白色卡片纸的正、反面分别画上鸟笼和鸟，让卡片纸快速旋转，当正、反两面交替出现在眼前的时间间隔在0.1s之内时，人眼就能看到鸟在笼中的现象（图甲）。

一些城市地铁行驶在某些区间时，乘客能看到窗外出现清晰的动态广告，往往也是利用了视觉暂留的原理。某段地铁内隧道广告的制作方法如下：在隧道侧壁与车窗相同高度处，沿运行方向每经过距离d，安装一块大小相同的广告灯箱，如图乙。灯箱采用频闪方式实现亮、暗交替，且工作时各灯箱亮、暗同步变化（人的视觉暂留时间以0.1s计算）。

（1）要实现时长15s的广告效果，至少需要安装 块广告灯箱；
（2）灯箱安装好后，调节灯箱发光频率f，控制地铁速度v，当它们满足下述哪种情况时，乘客能看到流畅稳定的广告画面？答： 。
A．，且
B．，且
C．，且
D．，且
（3）座位上乘客发现正常显示的广告画面突然向地铁前进方向缓慢移动，可能原因是 （写出一种即可）。
训练题02【2023·云南·中考真题】
我国自主研制的“奋斗者”号载人潜水器在马里亚纳海沟成功完成了万米级海试。潜水器配备了国际先进水平的声学系统，声学系统由母船部分和潜水器本体部分组成，为“奋斗者”号实现了水声通信、精细探测和定位导航。
水声通信是“奋斗者”号与母船之间唯一的沟通方式。由于可见光和电磁波在海水中传播时衰减很快，也无法通过一根连接母船的线缆来进行通信。所以科学家为“奋斗者”号量身定制了一套数字水声通信系统，如图所示，它将语言和文字等信息编码调制后，通过换能器进行发射和接收，实现数据交互，把所有的关键数据准确高效地与母船进行沟通。
精细探测为“奋斗者”号在水下航行和作业提供了安全保障。尽管马里亚纳海沟两侧都是非常陡峭的海山，但是“奋斗者”号安装有前视成像声呐设备，可对前方海山的距离和轮廓进行实时探测，帮助它精准避开障碍物。
定位导航使“奋斗者”号水下作业精准高效。由于水下没有卫星定位，必须使用声学定位。下潜之前，科学家通过设备的标定实验，使声学系统可以输出精确的速度等关键数据，再将定位与多普勒测速仪、惯性导航设备组合后进行导航，就能实现万米海底“大海捞针”，“奋斗者”号仅半小时就收回了之前在海底布放的一些目标物。

（1）由于可见光和电磁波在海水中传播时衰减很快，因此 是“奋斗者”号与母船之间沟通的唯一方式；
（2）前视成像声呐设备能发出 （选填“超声波”或“次声波”），让潜水器在漆黑的万米深海中精准避障。这说明声音能传递 （选填“信息”或“能量”）；
（3）请写出“奋斗者”号声学系统的一个优点： 。
训练题03【2023·四川绵阳·统考期末】
为了改善空气质量，绵阳环卫部门每天都安排洒水车在城市各道路洒水。一辆洒水车在万达广场和洞天隧道之间沿直线匀速行驶，如图所示，洒水车在某处鸣笛一声，4s后司机听到隧道口处山崖反射的回声，此时洒水车向前行驶了60m，过一会又听见后方高楼反射的回声，声音在空气中的速度为 340m/s ，高楼和隧道口之间距离为2010m，求：
（1）洒水车行驶的速度是多少km/h？
（2）司机听到隧道口山崖回声时，洒水车距隧道口多少m？
（3）听到隧道山崖回声至听到高楼回声期间，洒水车行驶了多少m？
训练题04【2022·内蒙古赤峰·中考真题】
阅读短文，回答问题：
如图甲所示，划船的时候，船桨会激起水波。在一列水波向前传播中，凸起的最高处，叫做波峰；凹下的最低处，叫做波谷。邻近的两个波峰（或波谷）的距离，叫做波长。在某确定位置，1s 内有多少次波峰或波谷通过，波的频率就是多少。
水波不停地向远处传播，用来描述波传播快慢的物理量叫做波速。跟水波类似，电磁波也 有自己的频率、波长和波速。
电磁波是个大家族，自然界中最常见的可见光也是这个家族的成员。这些家族成员中，无线电波用于通信；红外线用于遥控、热成像等；可见光是生物用来观察事物的基础；紫外线用于医用消毒、验证假钞等；X射线用于CT照相，γ射线用于医疗。
无线电波有一种传播方式，就是沿着地球表面传播，如图乙所示。但地面上有许多障碍物，如高山、楼群等阻碍无线电波的传播。只有当波长大于或者相当于障碍物的尺寸时，无线电波才能很好地绕过障碍物沿着地面传播。
（1）电视机遥控器利用 实现对电视机的控制（填电磁波家族成员名称）；
（2）如图丙所示的波，波长为 cm；
（3）波长为1m的无线电波 （选填“能”或“不能”）很好地沿地球表面向远方传播。
训练题05【2022·上海·八年级校联考】
超声波“看”世界，蝙蝠是利用超声波的高手，黑暗中飞行的蝙蝠通过鼻腔每秒发射 10-20 次超声波，这种声波可以探察到很小的障碍物，声波遇到障碍物后便会反射，就像我们在大厅里拍手会听到回声一样，蝙蝠根据这种回声的方向和时间，就能了解周围环境，辨别位置和捕捉昆虫。科学家受到回声定位的启发，发明了超声波测速仪。图甲是公路上用超声波测速仪测量车速的示意图，测速仪每隔一定的时间发射一次超声波，显示屏上能显示发出和接收到的超声波信号。并能读出两个信号的时间差，从而测出被测物体的位置和速度。如果测速仪正前方有一辆汽车，测速仪将接收到汽车反射回来的超声波，如图所示，P1、P2为发射波，n1、n2 为对应的反射波。发出声波碰到的目标如果是运动的，反射回来的声波（下称“回声”）的音调就会有变化，它的变化规律是：如果回声的音调变高，说明目标正向测速仪靠拢；如果回声的音调变低，说明目标远离测速仪。
(1)蝙蝠用来接收反射超声波的器官是( )
A．眼睛B．耳朵C．鼻子D．嘴巴
(2)如果图中的 P1、P2 之间的时间间隔 t=1s，则测速仪每秒钟发射1次超声波，图中P1、n1之间的时间间隔t1=_____s，超声波在空气中传播速度是v=340m/s，由图可知汽车在接收到 P1、P2 两次超声波时间内行驶的距离为_____m。
(3)图中 P2、n2 之间的时间间隔 t2小于 p1、n1之间间隔 t1，由此可以判断汽车的运动情况是( )
A．静止 B．向左运动 C．向右运动 D．无法判断
(4)如果测速仪发射某次超声波信号时，正前方 180m 处刚好有一辆汽车行驶，此超声波信号从发射到接收的时间间隔为 1s，则反射回来的超声波频率_____（选填：变高、不变、变低）；汽车行驶的速度为_____m/s。
训练题06【2021·海南儋州·联考一模】
如图为一声速测量仪器的使用说明书和实验装置图，阅读并回答。
（1）若把铜铃放在甲、乙的中点，则液晶显示屏的示数为 0 。
（2）一同学将铜铃放到甲的左边，并使甲乙在一条直线上，则铜铃离甲越远，液晶显示屏的数值 不变 （选填“变大”、“变小”或“不变”）。
（3）一同学想验证声速与气体温度的关系，把铜铃固定放在甲的左边，并使甲乙在一条直线上，然后在甲乙之间加温，发现液晶显示屏的数值变小，则声速随气体温度的增大而 A 。
A．变大
B．变小
C．不变
D．无法判断
（4）如图中，已知s1＝20cm，s2＝80cm，液晶显示屏上显示：1.875，则此时声速约为 320 m/s。
训练题07【2021·广东广州·中考真题】
超声波测速
超声波是振动频率高于20000Hz的声波，它具有指向性好、反射能力强、能量集中等特点，可用于测距、测速等。测距是测速的基础，如图甲所示，超声波测速仪向静止的汽车发射超声波信号(简称信号)，同时开始计时，信号传播过程中遇到汽车会被反射，测速仪接收到返回的信号停止计时，根据记录的时间及其与路程、速度的关系，可计算出汽车与测速仪之间的距离。图乙是信号传播过程的 QUOTE 图象，s表示信号与测速仪之间的距离，t表示信号传播的时间。
测速仪测量汽车速度的原理是：测速仪向运动的汽车先后发射两次信号，根据汽车在两次遇到信号之间所通过的路程及所用的时间，由速度公式可得出汽车的平均速度。
测速仪在公路上对某跑车进行测速时，向匀速驶来的跑车发射两次信号，两次发射信号的时间间隔是1.0s，第一次发射信号到接收用时0.6s，第二次发射信号到接收用时0.3s。经测速仪测定，该跑车超速，驾驶员将受到交警部门处罚。（ QUOTE 超声波速度取340m/s）

（1）人耳______（选填“能”或“不能”）听到超声波，超声波测速是利用了超声波的指向性好、能量集中、______ 等特点。
（2）如图乙所示，若t=0.4s，则静止的汽车与测速仪之间的距离为______ m。
（3）通过计算，在图丙中，大致画出测速仪对该跑车发射的两次信号传播过程的s-t图象 (t从第一次发射信号开始计时 QUOTE )，跑车在两次遇到信号之间通过的路程为______m ，跑车的速度大小为______ m/s。
训练题08【2021·广西玉林·中考真题】
如图甲所示，用大小相同的力从左向右敲击水瓶琴，其发出的音调将 （选填“升高”或“降低”）；如图乙所示，将正在发声的音叉轻触系在细绳上的乒乓球，音叉产生声音的 （选填“音调”或“响度”）越大，乒乓球被弹开的幅度越大。
训练题09【2020·江苏盐城·中考真题】
如图甲所示是公路旁的超声波测速仪，它向行驶的车辆发射频率为f0（一般为30kHz～100kHz）的超声波，当车辆向它靠近时，车辆反射回来的超声波频率f增大；当车辆远离时，反射回来的超声波频率f减小，变化的频率△f=|f0-f|与车辆速度v关系如图乙所示．
超声波测速仪内部工作原理如图丙所示，P、Q是压电超声换能器，在外力作用下发生形变时会产生电压，形变消失后，电压随之消失；反之，当在其上加一定电压就会发生形变，电压消失后，形变随之消失．超声波测速仪内部振荡电路产生高频交流电压加到P上，P产生相同频率的超声波；被车辆反射回来的超声波在Q上产生交流电压，其频率与反射波的频率相同，比较电路将振荡电路和放大电路的两种频率的交流电压进行比较，计算出它们的差值△f=|f0-f|，由△f就能知道车辆的速度．
（1）当车辆靠近超声波测速仪时，反射回来的超声波频率f （大于/等于/小于）f0；
（2）超声小测速仪工作时，压电超声换能器 ．
A．均将形变转换成电压 B．P将形变转换成电压，Q将电压转换成形变
C．均将电压转换成电流 D．P将电压转换成形变，Q将形变转换成电压
（3）为使超声波测速仪正常工作，振荡电路中产生交流电的图象可能是图中的 ．
（4）汽车先后以v1和v2的速度远离超声波测速仪时，反射回来超声波的频率分别为f1和f2，且f1大于f2，则v1 （大于/等于/小于）v2．
（5）汽车行驶中，超声波测速仪监测到△f与它们之间的距离r关系如图丁所示，以测速仪为参照物，该汽车的运动情况是 ．
训练题10【2019·湖南长沙·校考期末】
小明在学过声现象后，使用音叉做了如下的实验，如图所示。
（1）如图甲，轻轻敲击音叉，将音叉轻触系在细绳上的乒乓球，可以看到乒乓球会弹开，这说明_______；
（2）增大敲击音叉的力度，听到响度增大的同时看到乒乓弹起的高度增加，说明_______；
（3）如图乙，将两个完全相上的音叉保持一定的距离放置，左边音叉轻触系在细绳上的乒乓球。敲响右边的音叉，左边完全相同的但没有与之接触的音叉也会发声，并且可以看到乒乓球会弹开，这说明_______；
（4）假如把乙装置移到在月球上做这个实验，乒乓球_______（选填“能”或“不能”）被弹开，因为_______；
（5）在此实验中乒乓球的作用是_______。
题型训练
使用说明书
（1）实验装置如图所示，甲、乙是声信号采集器。
（2）复位后用棒锤敲打铜铃，声音被甲、乙接受。
（3）液晶屏显示甲、乙接受到信号的时间差，单位为ms（1ms＝10﹣3s）。
答案&解析
训练题01【2023·江苏苏州·中考真题】
【答案】 150 C 地铁速度稍稍减慢
【详解】（1）[1]每个广告牌视觉暂留的时间为0.1s，要实现时长15s的广告效果，需要的广告牌数量为
（2）[2]灯箱发光频率为f，周期为，则
要看到流畅稳定的广告画面，应使相邻两个广告牌交替闪亮出现在眼前的时间间隔为0.1s，即0.1s广告牌闪亮2次，1s闪亮20次，则灯箱发光频率f=20Hz，故C符合题意，ABD不符合题意。
故选C。
（3）[3]广告画面向地铁前进方向缓慢移动， 说明地铁的速度小于频率与广告牌间距的乘积，可能是地铁在减速，也可能是广告牌闪亮频率变大。
训练题02【2023·云南·中考真题】
【答案】（1）水声通信；（2）超声波，信息；（3）精细探测、导航精准.
【详解】（1）由文中可知，水声通信是“奋斗者”号与母船之间唯一的沟通方式。
（2）声能传递信息和能量，声呐是利用超声波能传递信息的特点。
（3） “奋斗者”号声学系统“无线链路”灵活、方便；精细探测、导航精准等。
训练题03【2023·四川绵阳·统考期末】
【答案】（1） ；（2） ；（3）
【详解】解：（1）由题意分析可知，洒水车4s行驶了60m，所以，
洒水车行驶的速度是
（2）由题意可知，司机在某处鸣笛，用了4s到隧道口处山崖反射回来通过路程s2与s1的总和的一半是司机鸣笛处到隧道口处山崖的距离，即
司机鸣笛处到隧道口处山崖的距离减去洒水车行驶的路程就是洒水车距隧道口的距离，
即
（3）司机鸣笛处到高楼的距离是
设听到隧道山崖回声至听到高楼回声期间，洒水车行驶的时间是t,则鸣笛处，到高楼回声反射回来的时间是4s+t，声音在鸣笛处，
到高楼回声反射回来通过路程是
从鸣笛处至听到高楼回声期间，洒水车行驶的路程是
由题意可知
联立方程，解得
将③带入②可得，听到隧道山崖回声至听到高楼回声期间，洒水车行驶的路程是
答：（1）洒水车行驶的速度是 ；
（2）司机听到隧道口山崖回声时，洒水车距隧道口 ；
（3）听到隧道山崖回声至听到高楼回声期间，洒水车行驶了 。
训练题04【2022·内蒙古赤峰·中考真题】
【答案】（1）红外线；（2）3；（3）不能.
【详解】（1）由材料可知，红外线用于遥控、热成像等，所以电视机遥控器利用红外线实现对电视的控制，红外线也是电磁波的一种。
（2）由材料可知，邻近的两个波峰（或波谷）的距离，叫做波长，所以图丙所示的波的波长为3cm。
（3）由材料可知，只有当波长大于或者相当于障碍物的尺寸时，无线电波才能很好地绕过障碍物沿着地面传播，而地面上有许多障碍物，如高山、楼群等阻碍无线电波的传播，这些障碍物的高度远远大于1m，所以波长为1m的无线电波不能很好地沿地球表面传播。
训练题05【2022·上海·八年级校联考】
【答案】 B 2.5 42.5 B 变高 20
【详解】(1)[1]蝙蝠用来接收反射超声波的器官是耳朵，故选B。
(2)[2][3]P1、P2 之间的刻度值为12个格，时间长为1秒，发出超声波信号P1到接受到反射信号n1间是30个格，则时间为
则第一次超声波通过路程的一半为
发出超声波信号P2到接受到反射信号n2的时间为
则第二次超声波通过路程的一半为
所以汽车接收到P1、P2 两个信号之间的时间内前进的距离为
(3)[4]已知t2