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我们知道,声音在不同介质中传播的速度不同。阅读下表,回答问题。已知在长为0.85km的空金属管一端敲击一下,在另一端先后听到两个声音,两声相隔2.33s(此时气温约为15℃)。问一些介质中的声速v/(m•s-1) 空气(0℃) 331 冰 3230 空气(15℃) 340 铜 3750 煤油(25℃) 1324 铝 5000 水(常温) 1500 铁 5200 (1)第二次听到的声音是通过哪种介质传来的?(2)敲击后声音通过空气传到另一端要多长时间?(3)声音在金属管中的传播速度是多大?该金属管可能是由什么材料制成的?

我们知道,声音在不同介质中传播的速度不同。阅读下表,回答问题。已知在长为0.85km的空金属管一端敲击一下,在另一端先后听到两个声音,两声相隔2.33s(此时气温约为15℃)。问一些介质中的声速v/(m•s-1)
空气(0℃) 331 冰 3230
空气(15℃) 340 铜 3750
煤油(25℃) 1324 铝 5000
水(常温) 1500 铁 5200
(1)第二次听到的声音是通过哪种介质传来的?
(2)敲击后声音通过空气传到另一端要多长时间?
(3)声音在金属管中的传播速度是多大?该金属管可能是由什么材料制成的?

题目解答

答案

解:(1)声音在空气传播速度慢,在金属管中传播速度快,第二次听到的声音是通过空气传来的;
(2)由v=$\frac{s}{t}$得,
声音在空气中传播的时间是:t=$\frac{s}{{v}_{空气}}$=$\frac{850m}{340m/s}$=2.5s;
(3)声音在金属管内传播的时间:t金属=t空气-△t=2.5s-2.33s=0.17s;
声音在金属管内传播的速度:v金属=$\frac{s}{{t}_{金属}}$=$\frac{850m}{0.17s}$=5000m/s。
查表知:金属管是铝制成的。
答:(1)第二次听到的声音是通过空气传来的;
(2)敲击后声音通过空气传到另一端要2.5s;
(3)声音在金属管中的传播速度是5000m/s,该金属管可能是由铝制成的。

解析

步骤 1:确定声音传播介质
声音在不同介质中传播速度不同,金属管中的传播速度比空气中的传播速度快。因此,第一次听到的声音是通过金属管传播的,第二次听到的声音是通过空气传播的。
步骤 2:计算声音在空气中的传播时间
根据公式v = s / t,其中v是速度,s是距离,t是时间。已知声音在空气中的速度v = 340 m/s,距离s = 0.85 km = 850 m,可以计算出声音在空气中的传播时间t = s / v。
步骤 3:计算声音在金属管中的传播时间
已知声音在空气中的传播时间t_空气和两次声音传播时间的差△t,可以计算出声音在金属管中的传播时间t_金属 = t_空气 - △t。
步骤 4:计算声音在金属管中的传播速度
根据公式v = s / t,其中v是速度,s是距离,t是时间。已知距离s = 850 m,时间t_金属,可以计算出声音在金属管中的传播速度v_金属 = s / t_金属。
步骤 5:确定金属管的材料
根据计算出的声音在金属管中的传播速度v_金属,对照表中给出的金属声速,确定金属管的材料。

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