Question

9．一辆汽车在平直的公路上匀速向前行驶．
（声音在空气中传播的速度为340m/s，水的比热容4.2×10³ J/（kg•℃），水的密度为1.0×10³Kg/m³）
（1）汽车行驶途中在前方有一高大峭壁，司机鸣笛后1.2s听到来自峭壁的回声，如果汽车行驶速度为72km/h，则司机鸣笛时离峭壁多远？
（2）汽车水箱里有8L水，汽车从A地到B地，水箱里的水温度升高了30℃，这一过程水箱里的水吸收了多少热量？

Answer 1

分析 （1）司机鸣笛后，声音传到峭壁返回列车时，列车以72km/h的速度已经前行了1.2s，根据速度公式可求列车行驶的距离；在这段时间内，声音和列车行驶的路程之和是司机鸣笛时列车与峭壁距离的2倍，根据速度公式求司机鸣笛时列车与峭壁的距离．
（2）先用公式m=ρ_水V求出水的质量，然后利用公式Q_吸=cm△t来计算水吸收的热量．

解答 解：（1）列车行驶的速度：
v₁=72km/h=20m/s，
由v=$\frac{s}{t}$可得，在t=1.2s的时间内列车行驶的距离：
s₁=v₁t=20m/s×1.2s=24m，
声音传播的距离：
s₂=v₂t=340m/s×1.2s=408m，
设司机鸣笛时列车到峭壁的距离为s，
则：2s=s₁+s₂，
s=$\frac{{s}_{1}+{s}_{2}}{2}$=$\frac{24m+408m}{2}$=216m．
（2）水的体积为：V=8L=8×10^-3m³
由ρ=$\frac{m}{V}$可得，
水箱里的水的质量m=ρV=1.0×10^3_kg/m³×8×10^-3m³=8kg
水箱里的水吸收热量Q=cm△t=4.2×10³J/kg．℃×8kg×30℃=1.008×10⁶J．
答：（1）司机鸣笛时离峭壁216m；
（2）这一过程水箱里的水吸收了1.008×10⁶J热量．

点评 （1）本题考查了速度公式及回声测距离的应用，关键是弄清声音和列车行驶的路程之和是按喇叭时列车与峭壁距离的2倍．
（2）本题考查公式Q_吸=cm△t的应用，应注意温度升高到与温度升高了的区别．