Question

12．A．某中学物理活动小组的同学查阅资料，得到声音在某些介质中的传播速度（见表）．

物质	温度（°C）	速度（m/s）
空气	20	340
水	20	1450
松木	20	3320
铁	20	4900

当气温为20℃时，小组中的一位同学在一根足够长且裸露在地面的直铁管的一端敲击一下，另一位同学在铁管另一端先后听到两次敲击声，请你解答下列问题：
（1）产生“两次敲击声”的原因是声音在固体的传播速度最快，在气体中传播速度最慢．当在铁管一端敲击时，声音就会从铁管和空气两种介质里传播，所以会听到两次声音；
（2）敲击后经过1.2s，另一个同学听到最后一次敲击声，计算这条直铁管长度；
（3）计算听到两次敲击声的时间间隔（结果精确到小数点后两位）

Answer 1

分析 （1）声音在固体、液体和气体的传播速度不同，因此在铁管的另一端会听到好几次敲击声；
（2）最后听到的是声音以最慢的速度传过来的，所以铁管的长度就用这个最慢的速度乘以时间来计算；
（3）两次声音的间隔就是声音在铁中和空气中传播的时间差．

解答 解：（1）声音在固体的传播速度最快，在气体中传播速度最慢．当在铁管一端敲击时，声音就会从铁管和空气两种介质里传播，所以会听到两次声音．
（2）最后听到的是从空气中传来的，所以速度是340m/s，
由v=$\frac{s}{t}$，可得声音传播的路程就是铁管长：
L=vt=340m/s×1.2s=408m；
（3）声音在20℃铁管中传播速度为4900m/s，
由v=$\frac{s}{t}$得，声音在铁管中传播的时间，
t=$\frac{{s}_{1}}{{v}_{2}}$=$\frac{408m}{4900m/s}$=0.08s，
两次声音的间隔，t=1.2s-0.08s=1.12s．
答：（1）声音在固体的传播速度最快，在气体中传播速度最慢．当在铁管一端敲击时，声音就会从铁管和空气两种介质里传播，所以会听到两次声音；
（2）这条直铁管长度为408m；
（3）听到两次敲击声的时间间隔为1.12s．

点评 声音在不同介质中传播速度不同，根据这一特点可以解释生活中的一些现象．