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(一)
聲波的反射： A、 B、 反射：遵從反射定律： (1) 入射線、法線、反射線在同一平面上。 (2) 入射角＝反射角。 C、 反射面吸收部分能量，且聲波傳播後的面積增大，故反射波的振幅變小。 D、 重要名詞： (1) 反射面：和波相接觸的障礙面。 (2) 法線：垂直於反射面的直線。 (3) 入射線：原來向障礙面接近的波稱為入射波，入射波前進的方向線，稱為入射線。 (4) 反射線：遇障礙面反彈回原介質的波動，稱為反射波，反射波進行的方向線，稱為反射線。 (5) 入射角：入射線和法線的夾角，稱為入射角。 (6) 反射角：反射線和法線的夾角，稱為反射角。 (二)
回聲： A、 定義：聲波遇到障礙物被反射回來的聲音，稱為回聲。 B、 (1) 講話時，因兩端牆壁甚為接近，而聲速又快，使得回聲和原聲重合，因此聲音將會增強，在室內講話便比較響亮。 (2) 在大禮堂或大廳中演說時，聲波要經過一段較長的距離才遇到另一牆壁反射回來，所以回聲較原聲遲，陸續發出的原聲和回聲相混，聽起來覺得混雜不清。 (3) 原聲與回聲二者至少須相隔0.1秒，耳朵才能辨別出來，因此在室溫下室內長度要在17公尺以內，才有聲音增強的效果。 C、 回聲的性質：
D、 回聲的應用： (1) 波的反射現象，傳聲筒、傳聲管、喇叭等可以使聲波集中而傳至遠處。 (2) 利用聲波的反射測量距離，若聲速為v，聲音發出到回來的時間為t，聲源與障礙物距離為S，聲波共傳播2S的距離，
E、 回聲的害處及防治： (1) (2) 避免回聲的方法： 1.
在四周牆壁掛呢絨布幔。 2.
裝吸音板。 3.
便周圍凹凸不乎。 4.
利用傾斜的天花板及不對稱的牆。
(三)
超聲波： A、 定義： (1) 人的耳朵能聽到的頻率範圍為20赫∼20000赫，若發生頻率超過20000赫以上，耳朵便無法接收，我們將此種高頻率的聲波，稱為超聲波。 (2) 氣溫15℃時，聲速為340m/s，耳朵能聽檢的波長範圍為0.017∼17m。 B、 特性： (1) 超聲波可由堅硬的材料振動產生，例如水晶。 (2) 超聲波具有高頻率、波長短、方向性佳、傳播方式和光波類似，採直線進行，容易有折射和反射的現象。 (3) 無法用光線觀察的地方，有時可利用超聲波進行探測。 C、 應用： (1) 漁船和艦艇上使用的『聲納』可以發射和接收聲波，測量聲波反射回來所需的時間，可以探測海底深度、魚群或潛水艇位置等。 (2) 倒車雷達藉助發出的超聲波，偵測與障礙物距離，以發出警告的聲音。 (3) 工業上利用超聲波清潔機發出高頻率的振動，來清洗浸在溶劑中的精密機械及工具，隨著波動的激烈碰撞，就像無數支刷子清洗物品的每一處角落。 (4) 蝙蝠夜間飛行，視覺退化，利用發出頻率20000赫∼100000赫的超聲波，藉助物體反射回來的回聲，判斷附近生物的種類、大小和位置。 (5) 我們能聽到蚊子拍動翅膀振動的聲音，因為蚊子的翅膀振動頻率在我們的聽覺範圍；狗常聽到我們無法聽到的聲音而狂吠。 (6) 醫學上人體內臟器官的檢驗、地下油礦的探勘、工業材料的裂縫等，均利用超聲波的反射原理，來協助判斷。
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一、選擇題： ( )1. 漁船或軍艦常用下列何者探知魚群位置或海洋深度？ 【答案】：【B】 【解析】： 傳抵長加裝聲納以接收或探測海底的狀況。 ( )2. 利用聲納的什麼作用可以探測魚群的位置？ 【答案】：【A】 【解析】：聲音愈到障礙物會反射，因此聲納是利用反射的原理來探測魚群的位置。 ( )3. 下列敘述何者正確？ 【答案】：【B】 【解析】： 聲音不能在真空中傳播；物體要發出聲音需在介質中急速地振動，若戊體不發生振動，則無法發出聲音；聲音在固體介質中的速率比在氣體及液體介質中的速率快。 ( )4. 聽遠處人講話，常張手於耳後，聽到的聲音較清楚，這是利用聲音的什麼原理？ 【答案】：【B】 【解析】： 手放在耳朵後面較容易聽清楚聲音，是因為利用手增加爾多反射聲波的面積，使更多的聲波能進入耳朵，這是回聲的應用。 ( )5. 一般而言，大約在至少幾公尺以上，我們的耳朵才可以分辨出是發音體本身所發出的聲音，或是它的回聲？ 【答案】：【D】 【解析】： 聲速約340公尺／秒，而耳朵能區別2個聲音約需間隔0.1秒以上， ( )6. 以下那一個辦法，不是避免回聲發生的方法？ 【答案】：【A】 【解析】： 鐵板為光滑的堅硬物質，較容易反射聲音，因此無法消除回聲。 ( )7. 聲音在海水中的傳播速率約為每秒 【答案】：【C】 【解析】：在海面某處聲納傳送聲音至海底後反射回來，總共花了4秒鐘， ( )8. 一架經國號戰鬥機，以每秒 【答案】：【A】 【解析】： 聲速約340公尺／秒，經國號飛機的速率為600公尺／秒，此速率比聲速快很多，因此飛機經過時，聲音還落後在後頭，需再經數秒後，才聽到聲音。 ( )9. 小如、小鴻兩人站在河流的兩岸，小如在對岸呼喚小鴻，小鴻見小如張口後，經0.2秒後才聽到呼喚聲；則河流的寬度約為多少公尺？ 【答案】：【C】 【解析】： 小鴻張口發聲後經0.2秒鐘，小如才聽到聲音，這是聲音傳播經0.2秒鐘到達小如的耳朵，因此兩人相距
340 × 0.2 ＝68公尺。 ( )10. 反射所造成的回聲與原聲到達耳朵的時間相差多少秒以上，才會造成明顯的干擾？ (A)0.1秒 (B)0.2秒 (C)0.5秒 (D)1秒
【答案】：【A】 【解析】： 我們耳朵能區別兩個聲音約相隔0.1秒左右，因此辨別原聲和回聲需兼閣0.1秒鐘。 ( )11. 下列何者與聲音反射的性質無關？ 【答案】：【D】 【解析】： 晚上講話聽起來比白天清晰，是由於夜間較安靜，雜音的干擾較少，和聲音的反射無關。 ( )12. (甲) 利用震波探勘油礦的位置 (乙)
反潛巡洋艦利用聲納追擊海面下之敵人潛艇 (丙)
蝙蝠在夜間飛行及捕捉昆蟲。上列敘述何者與聲音的反射性質無關？ 【答案】：【D】 【解析】： 利用震波探勘是利用聲音的反射；巡洋艦探測敵方潛艇是利用聲音反射；蝙蝠發出超音波辨別獵物的位置，也是利用超聲波。 ( )13. 在房間內講話覺得聲音很大，在大禮堂內講話覺得雜音很多，下列敘述何者錯誤？ 【答案】：【A】 【解析】： 小房間會覺得聲音較大，大禮堂則覺得聲音混濁，這都是回聲的結果，回聲為聲音遇到障礙物返回原介質的現象，都與反射有關，大禮堂因空間大，因此回聲返回較晚；但是兩者的傳播速率都是在空氣中，因此速率都相同。 ( )14. 聲波遇障礙物反射而回，稱為回聲。回聲與原聲互相比較，以下敘述何者錯誤？ 【答案】：【D】 【解析】： 回聲是聲音發射後遇到障礙物，回到原介質的現象，因此回聲與原聲在同一介質中，傳聲速率相同，波長、頻率、週期都相同，僅振幅不同。 ( )15. 將一頻率為100赫的振動中之音叉浸入水中，若空氣中聲速為 【答案】：【C】 【解析】：在同一介質中，傳聲速率相同，波長、頻率、週期都相同，因此在水中頻率等於空氣中的頻率，皆為100赫。 ( )16. 聲音在物體表面反射產生回聲，將回聲與回聲做比較，下列何者不同？ 【答案】：【C】 【解析】：在同一介質中，傳聲速率相同，波長、頻率、週期都相同，僅振幅與傳播方向改變。 ( )17. 同一介質中原聲與回聲不同的物理量為何？ 【答案】：【C】 【解析】： 在同一介質中，傳聲速率相同，波長、頻率、週期都相同，僅振幅與傳播方向改變。 ( )18. 甲將雙手圍成喇叭就放在嘴旁，對遠處的乙喊話，乙則張手靠近耳旁傾聽，何者利用聲音的反射？ 【答案】：【C】 【解析】：甲將雙手圍成喇叭狀，以用手靠近耳朵，都是和聲音的反射有關。 ( )19. 下列何種現象與聲音反射無關？ 【答案】：【D】 【解析】： 火車在山洞中，因障礙物距離近，因此回聲較大， ( )20. 柔軟的表面可以減低聲音的干擾是因為下列何者？ 【答案】：【A】 【解析】： 柔軟的表面較能夠吸收回聲，因此回聲不明顯。 ( )21. 下列何者非聲音之反射現象或反射原理之應用？ 【答案】：【A】 【解析】： 音叉的振動和回聲無關。 ( )22. 在空的房間裡輕聲說話會顯得特別大聲，但是在擁塞的房間裡則沒有此種感覺，由這種現象做推論，下列那些是不正確的？ 【答案】：【D】 【解析】： 空屋子的聲音反射容易和原聲重疊，因此所聽見的效果較佳； ( )23. 【答案】：【A】 【解析】： 聲音的反射，當入射角等於反射角時，反射的效果最好， ( )24. 一船艦在海面利用聲納探測海洋某處之深度，若聲音在海水中傳播速率為1500 m/s，今日傳送聲音至海底後，反射回來，共花了5秒鐘，則知海洋深度為少m？ 【答案】：【D】 【解析】： 聲納探測海底，來回共花5秒鐘，至海底需時＝5÷2＝2.5秒鐘 ( )25. 若聲音在空氣中傳播速為 【答案】：【C】 【解析】：船鳴笛後
6 秒鐘聽到回聲，則船行走6秒，聲音也行走6秒；船與懸崖的距離
x 為 ( )26. 【答案】：【C】 【解析】： 不論聲音或光的傳播，速率愈快時，和介面的法線夾角愈大； ( )27. 蝙蝠利用回聲能測知障礙物的距離，但吾人卻聽不見蝙蝠所發出之聲音，主要與下列何者有關？（聲速＝波長×頻率） 【答案】：【B】 【解析】： 蝙蝠能發出人耳所無法聽見的超音波，是由於超音波的頻率太多，大於人耳能接收的範圍。 ( )28. 關於聲納的敘述下列何者不正確？ 【答案】：【B】 【解析】：聲波的速率較光速慢，較適合利用反射原理測量短距離的大小； ( )29. 某船以等速度 【答案】：【A】 【解析】： 船鳴笛後 6 秒鐘聽到回聲，則船行走6秒，聲音也行走6秒；船與懸崖的距離
x 為 ( )30. 下列何種現象的原理和聲音的反射無關？ 【答案】：【B】 【解析】： 空谷回聲、傳聲筒、聲納等設備都是利用回聲的反射而設計； ( )31. 利用回聲可測兩地之距離，自船上發出聲波，由海面傳至海底，再由海底反射回來，共歷時t秒，而海水中之音速為v(公尺/秒)，則海底深度為 【答案】：【C】 【解析】：聲音反射來回所需的時間為t秒，則傳至海底的時間為T÷2＝ ( )32. 大禮堂演講的內容常無法聽清楚，何故？ 【答案】：【B】 【解析】： 大禮堂因空間大回聲，回聲費時較久，使得回聲和原來的聲音產生混合，而干擾原來的聲音。禮堂的布幔屬於軟物質，能夠吸收回聲。 ( )33. 國家音樂廳採用傾斜的天花板及不對稱的牆，其目的是用來 【答案】：【C】 【解析】：吸音板、隔音牆、天花板不不對稱形狀，都是利用回聲的相互干擾來消除回聲； ( )34. 要防止聲音反射造成的干擾，下列何種情形是無法辦到的？ 【答案】：【D】 【解析】：吸音板、隔音牆、天花板不不對稱形狀，都是利用回聲的相互干擾來消除回聲； ( )35. 雷聲轟隆隆地響，是由於 【答案】：【B】 【解析】： 雷聲轟隆隆地響，是雷聲在地表附近不斷地反射的結果。 ( )36. 甲將雙手圍成喇叭狀放在嘴旁，對遠處的乙喊話，乙則張手靠近耳旁傾聽，何者利用聲音的反射？ 【答案】：【C】 【解析】： 甲將雙手圍成喇叭狀，以用手靠近耳朵，都是和聲音的反射有關。 ( )37. 下列何項敘述是錯誤的？ 【答案】：【C】 【解析】： 大廳中因距離較遠，所以由於聲音反射的結果，與原聲相隔時間較久，因此較容易分辨回聲的存在；漁船藉著船底的聲納，利用聲音反射的原理，可以接收並偵測海中魚群的位置。 ( )38. 利用回聲可測兩地之距離，自船上發出聲波，由海上傳至海底，再出海底反射回來，共歷時t，而海水中之音速為v，問海底有多深？ 【答案】：【B】 【解析】： 聲音反射來回所需的時間為t秒，則傳至海底的時間為T÷2＝ ( )39. 柔軟的表面可以減低聲音的干擾，是因為 【答案】：【A】 【解析】： 柔軟的表面較容易吸收聲音，因此所聽到的聲音會比較小聲。 ( )40. 當聲音傳播到物體表面時 【答案】：【C】 【解析】： 聲音傳播製物體表面時，將有一部份的聲音被吸收，一部份的聲音被反射，因此所聽到的聲音會較小聲。 ( )41. 聲音碰到下列那些物體較易被反射 【答案】：【A】 【解析】： 聲音反射在堅硬及光滑的障礙面，反射效果較佳。 ( )42. 在洞穴或山谷中能清楚的聽到『空谷回音』是因為聲音的何種現象？ 【答案】：【A】 【解析】： 空谷回音或是山谷中連續的ECHO，是由於在群山中不斷地反射的結果。 ( )43. 在空蕩的房間雖輕聲細語，仍會覺得聲音很大，何故？ 【答案】：【B】 【解析】： 在空蕩的房間中說話，因回聲和原音重疊，因此會感覺聲音較大聲。 ( )44. 自海平面垂直向下發出100赫茲的聲波，2秒後收到回聲，則海底深度為 (設海中聲速為 【答案】：【C】 【解析】： 回聲需2秒，因此傳至海底需2÷1＝1秒鐘； ( )45. 使用頻率為100(1/秒)的音叉在水面下發出聲音，已知當時聲音在水中及空氣中的聲速分別為 【答案】：【A】 【解析】： 聲音的傳播在水中和空氣中，頻率相同，水中速率較快，因此水中的波長較大。 ( )46. 下列敘述何者正確？ 【答案】：【A】 【解析】：山谷中聽到的回響為回聲(聲音反射)的結果；月球爆炸因為真空，故無法傳至地球； ( )47. 聲音遇到障礙物反射而回，稱為回聲。回聲與原聲音互相比較，則以下敘述何者錯誤？ 【答案】：【C】 【解析】：回聲與原生都在相同介質，因此波速、波長、週期、頻率都相同；僅強弱(音量)不相同。 |
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二、題組： 1.
已知聲速為340公尺／秒，某人在山谷中甲、乙兩峭壁間喊叫，如圖，2.5秒時聽到回聲，再經2秒又聽到回聲，則：
( A )
(2)承第(1)小題，聲音由甲峭壁傳到乙峭壁需要若干時間呢？ (A)3.5秒 (B)2.5秒 (C)4.5秒 (D)以上皆非
( C )
(3)承第(2)小題，甲、乙間的距離約為幾公尺？ (A)700 (B)1000 (C)1190 (D)1500
【解析】： 聲音傳至乙，需時2.5秒÷2＝1.25秒 2.
如圖所示，P是聲音前進的方向，則當它遇到障礙物的K點時，則：
( B ) (2)承第(1)小題，若距離相等，則反射的聲音強度為何？ (A)比原聲強 (B)比原聲弱 (C)與原聲相同
( D ) (3)承第(1)小題，障礙物是那一種材料時，反射的聲音強度最小？ (A)鋼鐵 (B)磚塊 (C)木材 (D)棉花
【解析】： P為原入射方向，則如圖，入射角＝0度，反射角為0度，因此會循著原路徑反彈。 3.
100公尺賽跑的終點計時員在聽到槍聲時，開始以馬錶計時，已知聲音速率為345公尺／秒，則：
( B ) (1)計時的誤差為多少秒？ (A)0秒 (B)0.29秒 (C)0.145秒 (D)0.58秒
( A )
(2)承第(1)小題，若記錄第一名的馬錶停在12.5秒處，則正確的成績為多少秒？ (A)12.79秒 (B)12.21秒 (C)12.6秒 (D)12.5秒
【解析】： 運動員聽到鳴槍起跑後，聲音傳出至終點時，計時員才開始按下碼表，因此 4.
今有一直昇機在距水面34公尺處，利用聲納探測潛艇位置經0.8秒接收到回音，今知當時氣溫為15℃，且聲音在海水中的速率為其在空氣中的4倍；則：（空氣中聲速V＝331＋0.6t）
( A ) (2)承第(1)小題，聲音在空氣中與海水中的傳播速率分別為多少m/s？ (A)340m/s，1360m/s (B)1360m/s，340m/s (C)322m/s，966m/s (D)966m/s，322m/s
( B ) (3)承第(1)小題，求潛艇在水面下若干公尺處呢？ 【解析】：(1) 聲音的傳播，在空氣中與水中的頻率不變，因聲速加快，因此波長變大； |
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二、填充題： 1.
聲音遇障礙物產生反射，反射回來的聲音稱為【回聲】，漁船常用【聲納】探測魚群所在。 2.
在空的房間裹雖輕聲說話，會覺得聲音很大，是因為牆壁的【回聲】和原聲重合的緣故。 3.
軍隊常利用聲納來探測海洋深度，其原理仍是利用聲音具【反射】的性質。 4.
音樂廳或歌劇院四周牆壁加裝吸音板或布幔，目的是用於【美觀】，並防止聲音【反射】。 5.
在大禮堂內，往往受【回聲】的影響，使演講不清楚，欲使聲音清晰，最好用吸收聲波的材料做牆壁。 6.
傳聲筒是利用聲音【反射】的性質來將聲音傳到遠處。 7.
人耳能辨別二種聲音，必須間隔0.1秒以上，因此吾人在傳聲速度為346公尺/秒的空氣中，欲清楚聽到回聲時，與障礙物距離至少要【17.3】公尺以上。 8.
海水的傳聲速度為1460公尺/秒，若聲納發出一聲音經6秒鐘才收到回聲，則此聲納所測得標的物的距離為【4380】公尺。 9.
一般回聲的大小會較原聲音大小為【小】，是因聲音被【吸收】的緣故。 10.
在日常生活中，並不容易時時刻刻聽到回聲，其理由是： (1)
聲音被物體【吸收】。 (2)
發音體與聲音反射面的距離太【近】。 11.
硬的表面較軟的表面【容易】產生聲音的反射。 12.
一般來說，發音體和障礙物須距離【17】公尺以上才容易聽到回聲。 13.
聲音的反射方向遵守【反射】定律，即入射角【＝】反射角。 14.
較硬的障礙物易【反射】聲音，較粗糙的表面易【吸收】聲音。較軟的障礙物表面易【吸收】聲音。 15.
二個人在小山谷內發聲，不久可以聽到自己的回聲，這證明聲波具有【反射】性質。 |
