1.  声和光现象是同学们在探索物理的道路上首先接触的两个模块,无论是声音还是光,在介质中传播的速度都很快,所以二者的测量体现了科学家们超凡的智慧。

(1) 科学家为了探测地球到月球的距离,采用了以下两种方法:

①从地球向月球发射超声波,利用回声定位的原理,接收返回的时间,根据声速的大小算出两地间的距离。

②从地球向月球发射激光,利用回声定位的原理,接收返回的时间,根据光速的大小算出两地间的距离。

问:哪一种方法具有可行性?原因是什么?

(2) 伽利略1607年进行了世界上第一次测量光速的尝试。方法是:让两个人分别站在相距1.5km的两座山上,每个人拿一个灯,第一个人先举起灯,当第二个人看到一个人的灯时立即举起自己的灯,从第一个人举起灯到他看到第二个人的灯的时间间隔就是光传播3km的时间。但这种方法根本行不通,伽利略的实验未能成功。原因是光的速度实在是太快了!光在空气中的传播速度和真空中的光速近似相等。已知地球到太阳的距离是 , 太阳光照射到地球上需要的时间8分20秒。请你求出光的传播速度?
(3) 历史上第一次测量水中的声速是在1827年,由瑞士物理学家科拉顿和他的助手在日内瓦湖上进行的。两位测量者分乘在两只船上,先测出两船的距离。然后其中一只船在水下放一个钟,当钟敲响时,船上的火药同时发光。另一只船上则在水里放一个听音器,他看到火药发光后开始计时,听到了水下钟声停止计时,测量的时间为10s。实验结束后,科拉顿通过计算,得出了水中声速为1400m/s的结论。如图所示,请问科拉顿此次实验时两船的距离为多少m?(计算时忽略船的长度对距离的影响)
(4) 在实际生活中,只要铁轨足够长,两次声音相隔一定时间,人就能分辨出两次声响。如果王明同学清楚的分辨两次声音间隔至少需要0.14s,为了完成测量声音在铁轨中传播的速度实验,问实验时,长铁轨的长度至少为多少m?(已知声音在空气中传播速度为340m/s,在铁轨中的传播速度为5100m/s)
【考点】
光的传播速度与光年; 速度公式及其应用; 声音的传播条件; 声速;
【答案】

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