某中学物理活动小组同学查阅资料，得到声音在某些物质中的传播速-优题课

某中学物理活动小组同学查阅资料，得到声音在某些物质中的传播速度（见下表）。一根足够长且裸露在地面的铁管，管中充满水。当气温为20℃时，小组中的一位同学在铁管的一端敲击一下，另一位同学在管子另一端听，如果听到最后一次敲击声离敲击时间为2s。

温度（℃）	物质	速度（m/s）
20	空气	340
20	水	1450
20	松木	3320
20	铁	4900

（1）另一位同学在管子另一端可以听到几次声音？
（2）并分别说出每次传播声音介质是什么？
（3）则这条直铁管长约为多少m？（要求写出计算过程）

科目物理题型计算题难度中等

知识点：声音的传播条件声速速度公式及其应用

用弹簧测力计悬挂一实心物块，物块下表面与水面刚好接触，如图甲所示。由此处匀速下放物块，直至浸没于水中并继续匀速下放（物块始终未与容器接触）。物块下放过程中，弹簧测力计示数 $F$ 与物块下表面浸入水中的深度 $h$ 的关系如图乙所示（忽略此过程中水面的高度变化）。求：

（1）物块完全浸没在水中受到的浮力；

（2）物块的密度；

（3）从物块刚好浸没水中到 $h = 10 cm$ 过程中，水对物块下表面的压强变化了多少 $P_{a}$ ？

如图甲为塔式起重机简易示意图，塔式起重机主要用于房屋建筑中材料的输送及建筑构件的安装。（动滑轮重、绳重及摩擦均不计， $g$ 取10牛 $/$ 千克）

（1）为保持平衡，起重臂的长度越长的塔式起重机，配备的平衡重的质量应越　　。

（2）图乙为起重机钢丝绳穿绳简化示意图，滑轮 $a$ 的作用是　　。若钢丝绳能承受的最大拉力为 $3 \times 10^{4}$ 牛，则能吊起货物的质量不能超过多少千克？

（3）若将重为 $1.2 \times 10^{4}$ 牛的货物由地面沿竖直方向匀速提升30米，再沿水平方向移动20米，则此过程中克服货物重力做功多少焦？

（4）若该起升电动机的效率为 $90 %$ ，将重为 $1.2 \times 10^{4}$ 牛的货物提升到30米的高度，用时50秒，则该起升电动机的实际功率是多少瓦？

如图所示为“无人机”（多功能飞行器），它具有4个旋翼，可通过无线电进行操控，其在拍摄调查、无人配送等方面具有广阔的前景。

（1）起飞时，增大四个旋翼的转速，使吹向下方的风量增加，无人机就会上升，这是因为力的作用是　　。在空中飞行时，只要增加　　侧两个旋翼的转速，就能使无人机右侧抬升，向左倾斜飞行。

（2）若该机在30秒内匀速竖直上升120米进行空中拍摄，则它飞行的速度是多少米 $/$ 秒？

（3）该机一个旋翼的电动机额定功率为30瓦，额定电压为15伏，电动机正常工作时，通过的电流为多少安？

（4）该机所需的能量是由一块输出电压为15伏，容量为 $5000 mA \cdot h$ 的电池提供，若电能的 $80 %$ 用于飞行，飞行时的实际功率为 $100 W$ ，则该机最多能飞行多少时间？

如图甲是小明制作的防盗报警装置示意图，其中工作电路电源电压 $U_{1} = 6$ 伏，指示灯 $L$ 的额定电压 $U_{L} = 2.5$ 伏，定值电阻 $R_{0} = 350$ 欧；控制电路电源电压 $U_{2} = 1.5$ 伏，磁敏电阻 $R_{x}$ 的阻值随其所处位置磁场强度的变化关系如图乙所示，当窗户分别处在轨道 $A$ 、 $B$ 、 $C$ 处时，磁敏电阻 $R_{x}$ 所处位置的磁场强度分别为 $a$ 、 $b$ 、 $c$ ，闭合开关 $S_{1}$ 和 $S_{2}$ 后，当窗户关闭时，指示灯亮，蜂鸣器不工作；当窗户打开一定程度时，指示灯熄灭，蜂鸣器发出警报声。

（1）将窗户移至 $A$ 点时，窗户关闭，闭合开关 $S_{1}$ ，指示灯 $L$ 正常发光，求此时指示灯 $L$ 消耗的电功率。（写出计算过程）

（2）已知电磁铁线圈中的电流达到3毫安时，电磁铁的衔铁刚好被吸下，指示灯 $L$ 熄灭，蜂鸣器开始报警。现移动滑动变阻器 $R_{P}$ 的滑片，使其接入电路的阻值为其最大阻值的 $\frac{2}{3}$ ，当窗户移至轨道 $B$ 点位置时，蜂鸣器恰好开始报警。若要求窗户移至轨道 $C$ 点位置时蜂鸣器才开始报警，此时能否通过调节滑动变阻器的阻值来实现？请通过计算加以说明。（写出计算过程，电磁铁线圈电阻忽略不计）

雨过天晴，有时天空会出现美丽的彩虹。如图为彩虹的形成示意图，根据图中信息并结合所学知识，对彩虹的形成作出解释。