Question

9．学习完声现象后，物理小组同学对声速进行进一步研究．
（1）想粗略测量在空气中声音传播的速度，同学们提出了以下几种的方案，其中正确的是C．
A．在直跑道上量出足够长的距离s，甲站在一端鸣枪，乙站在另一端看到发令枪冒烟时开始计时，听到枪声立即停止计时，记录时间t，则声音传播速度v=$\frac{2s}{t}$
B．站在空旷的操场上对着一面墙鸣枪，距这面墙的距离为s，记录发令枪发声到听到回声的时间t，则声音传播的速度v=$\frac{s}{t}$
C．站在空旷的操场上，距一面墙的距离为s，按照均匀的时间间隔打鼓，调节节奏，使听到反射回来的第一次鼓声与打出来的第二次鼓声完全重合，听到反射回来的第二次鼓声与打出来的第三次鼓声完全重合…记录打鼓20次的时间t，则声音传播的速度v=$\frac{38s}{t}$
（2）他们在网上查资料得到声音在不同温度下的速度值．根据下表所提供的参考数据，可以推算5°C时的声速是：334.5m/s．

声速/m•s-1	331.5	332.7	333.9	335.1	336.3	337.5
温度/℃	0	2	4	6	8	10

声音在温度均匀的空气里是“走”直线的，一旦碰到空气的温度有高有低时，它就尽挑温度低的地方“走”．赤日炎炎，在沙漠上即使相距不太远的人也难听清对方的呼喊声，其中一个重要的原因是沙漠地表空气温度高，随着高度增加空气温度降低，声音在传播时向上（上/下）拐弯了．

Answer 1

分析 （1）利用v=$\frac{s}{t}$计算问题运动的速度时物体运动的时间和通过的路程必须是统一的；
（2）分析表中声速随着温度的变化即可得出答案．
白天的沙漠地区，地表附近空气温度高，高处空气温度低．

解答 解：
（1）A、由于看到发令枪冒烟时开始计时，听到枪声立即停止计时，声音通过路程是s，则声音传播的速度v=$\frac{s}{t}$，故A错误；
B、记录发令枪发声到听到回声时，声音是从发声处出发，到远处的墙，然后反射回来又经过距离s回到发声处，声音通过总路程是2s，则声音传播速度v=$\frac{2s}{t}$，故B错误；
C、由于听到反射回来的第一次鼓声与打出来的第二次鼓声完全重合，则根据打鼓20次的时间t可知：从打出来的第一次鼓声听到反射回来的第一次鼓声时声音所用的时间为：t₀=$\frac{1}{19}$t，
声音通过路程是2s，则声音传播的速度v=$\frac{2s}{{t}_{0}}$=$\frac{2s}{\frac{1}{19}t}$=$\frac{38s}{t}$，故C正确；
（2）从表中数据可以看出，空气的温度为0℃时，声音的速度331.5m/s；空气的温度为2℃时，声音的速度332.7m/s；空气的温度为4℃时，声音的速度333.9m/s；空气的温度为6℃时，声音的速度335.1m/s…
由此可知，空气中的声速随温度的变化规律：温度每升高2℃，声音的传播速度就会增加1.2m/s，故温度每增加1℃，声音的传播速度会增加0.6m/s，故5℃时的声速是333.9m/s+0.6m/s=334.5m/s．
由题可知，地表附近的气温较上层的气温高，声音在空气中传播时总爱拣温度低的路径，所以人的说话声会拐向高空，其结果就是相距不太远的人也听不清对方的喊叫声了，即声音传播时会向上拐弯．
故答案为：（1）C；（2）334.5；上．

点评 这是一道探索性试题，解答此类题时要灵活运用物理知识解释试题呈现的问题．探索性试题十分注意对学生探索能力的考查，主要包括：提出问题的能力，猜想与假设能力，选择研究方法的能力，分析和推理问题的能力，数据处理能力以及应用知识解决问题的实际应用能力等．