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2025年大学《物理学》专业题库——声波频率和波长的比例关系考试时间：______分钟总分：______分姓名：______一、声波在介质中传播时，其频率由__________决定，波长由__________决定。二、在15℃的空气中，声波的传播速度约为340m/s。若一声源的频率为500Hz，则该声波在空气中传播的波长为__________米。三、一个频率为1000Hz的声波，从空气进入水中传播（空气中的声速为340m/s，水中的声速约为1500m/s）。该声波进入水中后，其频率将__________（填“增大”、“减小”或“不变”），波长将__________（填“增大”、“减小”或“不变”）。四、如果声音在空气中的波长是0.17米，空气中的声速为340m/s，则声音的频率是多少赫兹？五、简述为什么声音在固体中的传播速度通常比在液体和气体中快。六、一个观察者站在公路边，一列火车驶近时，观察者听到的火车汽笛声的频率高于火车驶离时听到的频率。请用声波频率和波长的关系解释这一现象（无需引入多普勒效应公式，只需定性描述波长或波长的变化）。七、某人用超声波探伤仪探测水下障碍物，已知超声波在水中传播的速度为1500m/s，如果探测到回波延迟了0.1秒，则障碍物距离探伤仪多远？(提示：超声波往返一次)八、若将上题中的超声波频率提高一倍，其他条件不变，则其在水中的波长将如何变化？请解释原因。试卷答案一、声源；介质解析思路：频率是声源振动的固有属性，不随介质改变。波速和波长是波在介质中传播的特性，由介质的性质决定。二、0.68解析思路：根据公式λ=v/f，代入v=340m/s,f=500Hz，计算得到λ=340/500=0.68米。三、不变；增大解析思路：声波频率由声源决定，进入不同介质时频率不变。根据公式λ=v/f，进入水中波速v增大，频率f不变，则波长λ增大。四、2000Hz解析思路：根据公式f=v/λ，代入v=340m/s,λ=0.17m，计算得到f=340/0.17=2000Hz。五、固体分子间距小，相互作用力强，振动传播效率高。解析思路：在固体中，分子排列紧密，相互作用力强，振动能量能更有效地传递，导致声速较大。在液体和气体中，分子间距较大，作用力较弱，能量传递效率较低。六、火车驶近时，观察者与声源距离减小，波前被压缩，波长变短，频率变高。火车驶离时，观察者与声源距离增大，波前被拉长，波长变长，频率变低。解析思路：描述了波前的疏密变化。波源与观察者靠近时，波前密集，波长缩短，频率升高；远离时，波前稀疏，波长增长，频率降低。这体现了波的频率与波源相对观察者的运动状态有关。七、75米解析思路：超声波往返总时间是0.1秒，则单程时间是0.1/2=0.05秒。根据公式v=s/t，距离s=v*t=1500m/s*0.05s=75

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