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阅读《从传声筒到移动通信》,回答问题。 从传声筒到移动通信 我们每天都离不开电话...

阅读《从传声筒到移动通信》,回答问题。

从传声筒到移动通信

我们每天都离不开电话,你知道科学家们发明它是受什么启发吗?是传声筒。让我们去参观中国科技馆二层探索与发现主题展B——声音之韵展,观察、研究一下传声筒,直观地去体验传声筒传递声音的过程吧。

装置简介:两个非常粗的传输声音的金属管在空中盘成螺旋状,布置在展区的两个不同位置,相距大约十几米长,如图1左上角就是其螺旋状的管路之一。两个传输声音的金属管分别为听筒管路和话筒管路,两个传输声音的金属管端口分别是听筒和话筒,如图2所示。就像人打电话一样,用话筒说话,用听筒听声音,如图3所示。

声音是由物体振动所产生。在振动介质(空气、液体或固体)中某一质点在平衡位置附近来回发生振动,并带动周围的质点也发生振动,逐渐向各方向扩展,这就是声波。声波前进的过程是相邻空气粒子之间的接力赛,它们把波动形式向前传递,它们自己仍旧在原地振荡,也就是说空气粒子并不跟着声波前进!如图4所示,连续振动的音叉,使周围的空气分子形成疏密相间的连续波形。

声波是一种振动的机械波,它的基本参数是频率 f 、波长λ和波速v。通过示波器可观测到可视化波形如图5所示。频率是声源(或某一质点)1秒内来回振动的次数(单位为赫兹Hz),而声源完成一次全振动经过的时间为一个周期T,其单位为秒。显然,f。频率与人耳主观感觉声音的音调有关。频率越高,音调也越高。振幅与声音的强度有关。波长是声波在一个周期内传播的距离,也是波形图中相邻波峰(或波谷)的距离。这三者的关系是v = λf

人耳能感觉到的声波频率范围在2020000Hz,称为音频波。在这个频率范围以外的振动波,就其物理特性而言与声波相似,但对人类不引起声音感觉。声速亦称音速,是声波通过介质传播的速度,它和介质的性质与状态(如温度)等因素有关。当温度为22℃时,空气中声速为334.8m/s,水中声速为1440m/s,钢铁中声速为5000m/s

现实世界中充斥着各种各样的声波,但因为声波的能量随扩展的距离逐渐消耗,最后声音消失,一旦声源远离接受者就无法准确获得信息。早在十八世纪欧洲已有电话一词,用来指用线串成的话筒(以线串起杯子)。电话的出现要归功于贝尔,早期电话机的原理为:说话声音为空气里的复合振动,可传输到固体上,通过电脉冲于导电金属上传递。

随着现代移动通信技术的快速发展,声音信号的传递借助电磁波传送。电磁波能够在真空中传播,不但传播速度快,而且频率范围广,但它在水中会被吸收而急剧衰减。和我们关系最密切的就是手机这种移动通信工具,它兼具发射和接收两种功能,在同步地球卫星的协助下能使通信范围几乎覆盖地球上的每个角落。

请根据上述材料和你学过的物理知识,回答下列问题:

(1)“传声筒”的展示项目,形象地向观众展示了:当一名观众在管路一侧发声,管路中的__________振荡,另一侧的观众能够听到传输的声音,两人可进行对话。

(2)以下的应用或工具利用“传声筒”原理的是______

A. 医生给病人看病用的听诊器            B. 水杯琴

C. 天坛回音壁                        D. 超声波医学检查

3)下列说法中正确的是______

A. 一切发声的物体都在振动

B. 声音的传播速度一定是340m/s

C. 声波和电磁波都能传递信息,且都可以在真空中传播

D. 潜入水中的潜艇通信使用电磁波

4)一列声波从空气中传入水中,以下说法正确的是______

A. 频率增大,波速变大                B. 频率不变,波速变小

C. 频率不变,波长变长                D. 波速变小,波长变长

 

空气 A AD C 【解析】 (1)[1]声音的传播需要介质,空气可以传播声音,当一名观众在管路一侧发声,管路中的空气振荡,另一侧的观众能够听到传输的声音,两人可进行对话; (2)[2]A.医生给病人看病用的听诊器,其工作原理是利用声音在管内空气中集中传播,减小声音的分散,提高声音的响度,然后能听到更清晰的声音,这与“传声筒”原理是相同的,选项A符合题意; B.水杯琴表明液体振动可以发出声音,与“传声筒”原理是不同的,B项不合题意; C.天坛回音壁,是指回声,利用了声音的反射,与“传声筒”原理是不同的,C项不合题意; D.超声波医学检查,是利用声波传递信息,与“传声筒”原理是不同的,D项不合题意; (3)[3]A.声音是由物体的振动产生的,所以说一切发声的物体都在振动,A正确; B.从材料中可以看到,当温度为22℃时,空气中声速为334.8m/s,水中声速为1440m/s,钢铁中声速为5000m/s,所以说声音的传播速度不一定是340m/s,B错误; C.声波和电磁波都能传递信息,但声波不可以在真空中传播,C错误; D.潜入水中的潜艇通信是用无线电进行的,即是使用电磁波来完成的,D正确; (4)[4]声波从空气进入水中,声速变大,但是频率是不变的,根据可知,波长是变大的,故选C。  
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考点分析:
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地铁已成为北京的主要绿色交通工具之一,乘坐地铁需要进行安全检查,如图是安检时传送带运行的示意图。某乘客把一行李箱放在水平传送带上。在行李箱随传送带一起匀速运动的过程中,行李箱_____(选填“受到”或“不受”)摩擦力的作用,你判断的理由是__________

 

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小云在探究滑动摩擦力的大小跟哪些因素有关时,提出了以下猜想。

猜想一:滑动摩擦力的大小与压力大小有关;

猜想二:滑动摩擦力的大小与接触面的粗糙程度有关;

猜想三:滑动摩擦力的大小与物体的面积有关。

据此她设计了下面的实验验证上述猜想。如图所示,AB是材料和各面粗糙程度均相同,但体积大小不同的长方体。

1)她用弹簧测力计拉动物体A,应使物体A沿水平方向做___________直线运动;根据_____的知识可知此时物体A所受摩擦力大小等于弹簧测力计示数。

2)由图甲、乙可知,小云验证的是猜想___________。(选填“一”、“二”或“三”)

3)实验中小云发现,提升弹簧测力计时很难保持匀速,弹簧测力计示数始终不稳定,为了能得到相对准确的数据,你有什么改进意见吗_______?(可以适当增加或改进器材)

 

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实验桌上有符合要求的弹簧测力计一个,质量已知的新钩码一盒(10个),铁架台。小英同学想利用以上器材,设计一个实验来探究物体的重力与物体质量的关系。请你帮助小英完成实验。

1)该实验中的自变量是:______;小英可以通过改变______来改变该自变量。

2)小英设计并完成实验,根据测得的实验数据,绘制了如图所示的G-m图像。小华同学发现该图像并没有经过坐标原点。他们对实验数据进行复核,发现测量和记录均正确无误。经过一番讨论交流后,形成了以下四种观点,其中不符合实际的是______。(多选,填写选项前字母)

A. 物体的质量变化不均匀所致            B. 可能因为测量工具不够精确所致

C. 弹簧测力计没有调零所致            D. 坐标单位选的不合适所致

 

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在“探究液体压强”的实验中,小红在三个相同的烧杯中分别装入密度不同的两种液体AB,将压强计的探头分别放在两种液体中,现象如图所示。

1)探头在液体中所受压强最大的是________图。(选填“甲”、“乙”或“丙”)

2)为了探究液体压强与液体深度是否有关,应选甲图和_______图;为了探究液体压强与液体种类是否有关,应选甲图和________图。(选填“乙”或“丙”)

 

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小亚用天平和量筒测量某种矿石的密度。

(1)他将天平放在水平台面上,游码归零后,发现指针指示的位置如图甲所示,小亚应将平衡螺母向_____调节(选填“左”或“右”),才能使天平水平平衡。

(2)天平调好后,小亚将矿石放在天平的左盘,当右盘砝码的质量和游码在标尺上的位置如图乙所示时,天平再次水平平衡,矿石的质量是_____g。

(3)小亚用量筒测量矿石的体积,如图丙所示,矿石的体积是_____cm3

(4)根据上述实验数据,得出矿石的密度ρ=_____g/cm3

 

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