【題目】一鳴同學(xué)學(xué)習(xí)了《聲音的產(chǎn)生與傳播》后,知道聲速的大小跟介質(zhì)的種類和溫度有關(guān).于是她思考聲音在空氣中的傳播速度與溫度有什么具體關(guān)系呢?通過(guò)查閱有關(guān)資料,她收集了如下表所示的一組空氣中聲速隨溫度變化實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù).

空氣溫度/℃

﹣20

﹣10

0

10

20

30

聲音速度/(ms﹣1

318

324

330

336

342

348

(1)請(qǐng)你在如圖所示的坐標(biāo)系中作出聲速和溫度關(guān)系的圖象.

(2)根據(jù)圖表中的信息,分析、論證空氣中的聲速與溫度之間的關(guān)系:

(3)請(qǐng)你根據(jù)所作圖象找出溫度為15℃時(shí)聲速為 m/s.

(4)當(dāng)飛機(jī)的飛行速度接近周圍空氣中的聲速時(shí)會(huì)受到相當(dāng)大的阻力.上世紀(jì)中期,人們就嘗試進(jìn)行超音速飛行,在飛機(jī)速度有限的情況下,你能指出在高溫天氣還是低溫天氣情況下試驗(yàn)更容易成功嗎?

【答案】(1)如圖所示:

;

(2)聲速隨著溫度的升高而加快;

(3)339;

(4)因?yàn)槁曀匐S著溫度的升高而加快,因此在飛機(jī)速度有限的情況下,低溫天氣情況下試驗(yàn)更容易成功.

【解析】

試題分析:(1)由圖象可以看出橫軸表示溫度,縱軸表示速度,結(jié)合表中數(shù)據(jù)采用描點(diǎn)法即可繪制出聲速和溫度關(guān)系的圖象;

(2)在同種介質(zhì)中,聲音的傳播速度隨溫度的升高而增大;

(3)分析表格數(shù)據(jù),找出聲音的速度隨溫度變化規(guī)律.在同種介質(zhì)中,聲音的傳播速度隨溫度的升高而增大;

(4)從數(shù)據(jù)和繪制的圖象上都可以發(fā)現(xiàn),聲音傳播的速度是跟溫度有關(guān)的,溫度越高,聲音傳播的越快.

解:

(1)結(jié)合表中數(shù)據(jù),采用描點(diǎn)法繪制圖象如下:

(2)由圖象及表中數(shù)據(jù)可知:隨著空氣溫度的升高,聲速增大,空氣溫度每升高10℃,聲速增大6m/s;

(3)當(dāng)空氣溫度每升高10℃,聲音的速度升高6m/s,因此當(dāng)空氣溫度每升高5℃,聲音的速度升高3m/s.現(xiàn)在空氣的溫度為10℃,聲音的速度為336m/s.所以當(dāng)空氣的溫度為15℃,聲音的速度變?yōu)?39m/s;

(4)由數(shù)據(jù)可見,在同種介質(zhì)中,聲音的傳播速度隨溫度的升高而增大,因此本實(shí)驗(yàn)在飛機(jī)速度有限的情況下,在低溫下更容易成功.

故答案為:

(1)如圖所示:

(2)聲速隨著溫度的升高而加快;

(3)339;

(4)因?yàn)槁曀匐S著溫度的升高而加快,因此在飛機(jī)速度有限的情況下,低溫天氣情況下試驗(yàn)更容易成功.

練習(xí)冊(cè)系列答案
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【設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)和進(jìn)行實(shí)驗(yàn)】

方案A:

(1)用調(diào)節(jié)好的天平測(cè)量出空燒杯的質(zhì)量m1;

(2)向燒杯中倒入一些牛奶,測(cè)出它們的總質(zhì)量m2,則這些牛奶質(zhì)量為 ;

(3)再將燒杯中的牛奶倒入量筒中,測(cè)出牛奶的體積V1;

(4)計(jì)算出牛奶的密度ρ.

方案B:

(1)用調(diào)節(jié)好的天平測(cè)出裝有適量牛奶的燒杯的總質(zhì)量m3

(2)將燒杯中的一部分牛奶倒入量筒中,記錄量筒中牛奶的體積V2

(3)測(cè)出燒杯及剩下牛奶的總質(zhì)量m4;

(4)計(jì)算出牛奶的密度ρ= .(用m3、m4、V2表示)

【評(píng)估與交流】

通過(guò)分析交流上述兩種方案后,你認(rèn)為在方案 中,牛奶的 (選填“質(zhì)量”或“體積”)測(cè)量誤差較大,導(dǎo)致牛奶密度的測(cè)量值比真實(shí)值偏 (選填“大”或“小”).

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