题目
站在100m赛跑终点的计时员,如果他听到起跑的枪声才开始计时,则他测出的比赛成绩比真实时间( )A. 稍短一些B. 稍长一些C. 没有变化D. 不能确定
站在100m赛跑终点的计时员,如果他听到起跑的枪声才开始计时,则他测出的比赛成绩比真实时间( )
A. 稍短一些
B. 稍长一些
C. 没有变化
D. 不能确定
题目解答
答案
A. 稍短一些
解析
考查要点:本题主要考查学生对声音传播时间与光传播时间差异的理解,以及如何将此知识应用到实际情境中。
解题核心思路:
当发令枪响起时,光速远大于声速,因此光几乎瞬间到达终点,而声音需要时间传播。如果计时员听到枪声才开始计时,会导致记录的时间比实际时间少了一个声音传播的时间段,从而使得测出的成绩比真实时间短。
破题关键点:
- 明确光速与声速的差异:光速约为$3 \times 10^8$ m/s,声速约为$340$ m/s,二者相差极大。
- 时间差的计算:声音传播100m所需时间约为$0.294$秒,这段时间内运动员已开始跑动,但计时未启动,导致记录时间减少。
关键分析步骤
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发令时刻的信号传递
发令枪的烟雾(光信号)和声音(声信号)同时产生。- 光信号:传播时间可忽略不计(几乎同时到达终点)。
- 声信号:需经过时间$t = \frac{100}{340} \approx 0.294$秒才能到达终点。
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计时起点的偏差
- 如果计时员看到烟雾开始计时,记录的是真实时间。
- 如果计时员听到枪声才开始计时,则此时运动员已跑了$0.294$秒,但计时未启动。
- 因此,记录的时间比实际时间少了$0.294$秒,导致成绩被记录为“更短”。
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选项分析
- A. 稍短一些:正确,因为声音传播延迟导致计时晚启动。
- 其余选项均不符合物理规律。