Question

【題目】一鳴同學學習了《聲音的產生與傳播》后，知道聲速的大小跟介質的種類和溫度有關．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系呢？通過查閱有關資料，她收集了如下表所示的一組空氣中聲速隨溫度變化實驗數據．

空氣溫度/℃	﹣20	﹣10	0	10	20	30
聲音速度/（ms﹣1）	318	324	330	336	342	348

（1）請你在如圖所示的坐標系中作出聲速和溫度關系的圖象．

（2）根據圖表中的信息，分析、論證空氣中的聲速與溫度之間的關系： ．

（3）請你根據所作圖象找出溫度為15℃時聲速為 m/s．

（4）當飛機的飛行速度接近周圍空氣中的聲速時會受到相當大的阻力．上世紀中期，人們就嘗試進行超音速飛行，在飛機速度有限的情況下，你能指出在高溫天氣還是低溫天氣情況下試驗更容易成功嗎？

Answer 1

【答案】（1）如圖所示：

；

（2）聲速隨著溫度的升高而加快；

（3）339；

（4）因為聲速隨著溫度的升高而加快，因此在飛機速度有限的情況下，低溫天氣情況下試驗更容易成功．

【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，結合表中數據采用描點法即可繪制出聲速和溫度關系的圖象；

（2）在同種介質中，聲音的傳播速度隨溫度的升高而增大；

（3）分析表格數據，找出聲音的速度隨溫度變化規律．在同種介質中，聲音的傳播速度隨溫度的升高而增大；

（4）從數據和繪制的圖象上都可以發現，聲音傳播的速度是跟溫度有關的，溫度越高，聲音傳播的越快．

解：

（1）結合表中數據，采用描點法繪制圖象如下：

（2）由圖象及表中數據可知：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）當空氣溫度每升高10℃，聲音的速度升高6m/s，因此當空氣溫度每升高5℃，聲音的速度升高3m/s．現在空氣的溫度為10℃，聲音的速度為336m/s．所以當空氣的溫度為15℃，聲音的速度變為339m/s；

（4）由數據可見，在同種介質中，聲音的傳播速度隨溫度的升高而增大，因此本實驗在飛機速度有限的情況下，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）因為聲速隨著溫度的升高而加快，因此在飛機速度有限的情況下，低溫天氣情況下試驗更容易成功．