题目
下列物质中声阻抗最低的是A. 空气B. 水C. 脂肪D. 骨骼
下列物质中声阻抗最低的是
A. 空气
B. 水
C. 脂肪
D. 骨骼
题目解答
答案
A. 空气
解析
本题考查声阻抗的相关知识以及不同物质声阻抗大小的比较。解题思路是明确声阻抗的计算公式,了解不同物质的密度和声速特点,进而比较它们声阻抗的大小。
声阻抗(Z)的计算公式为 $Z = \rho c$,其中 $\rho$ 是物质的密度,$c$ 是声音在该物质中的传播速度。
- 空气:空气的密度非常小,大约为 $1.29kg/m^3$,声音在空气中的传播速度约为 $340m/s$,根据公式可得空气的声阻抗 $Z_{空气}=\rho_{空气}c_{空气}=1.29\times340 = 438.6kg/(m^2\cdot s)$。
- 水:水的密度约为 $1000kg/m^3$,声音在水中的传播速度约为 $1500m/s$,则水的声阻抗 $Z_{水}=\rho_{水}c_{水}=1000\times1500 = 1.5\times10^6kg/(m^2\cdot s)$。
- 脂肪:脂肪的密度约为 $900kg/m^3$,声音在脂肪中的传播速度约为 $1450m/s$,所以脂肪的声阻抗 $Z_{脂肪}=\rho_{脂肪}c_{脂肪}=900\times1450 = 1.305\times10^6kg/(m^2\cdot s)$。
- 骨骼:骨骼的密度较大,约为 $1700 - 2000kg/m^3$,声音在骨骼中的传播速度约为 $3360 - 4320m/s$,取中间值计算,假设密度为 $1850kg/m^3$,声速为 $3840m/s$,则骨骼的声阻抗 $Z_{骨骼}=\rho_{骨骼}c_{骨骼}=1850\times3840 = 7.004\times10^6kg/(m^2\cdot s)$。
通过比较以上四种物质的声阻抗大小:$438.6kg/(m^2\cdot s)<1.305\times10^6kg/(m^2\cdot s)<1.5\times10^6kg/(m^2\cdot s)<7.004\times10^6kg/(m^2\cdot s)$,即 $Z_{空气}