单选题
下列关于声速的说法错误的是( )。
A
水中的声速大约为1440m/s
B
介质的可压缩性越小,声速越小
C
声速随着温度的变化而变化
D
在不可压缩介质中,声速将趋于无限大
答案解析
正确答案:B
解析:
这道题考查的是声速与介质性质之间的关系。我们需要逐一分析各个选项,找出说法错误的一项。
**1. 分析选项 A:水中的声速大约为 1440m/s**
* **判断**:正确。
* **解析**:声音在液体中的传播速度通常比在气体中快,但比在固体中慢。在常温(约 20°C - 25°C)下,声音在水中的传播速度确实约为 1440 m/s 到 1500 m/s 之间(具体数值随温度和纯度略有变化,1440 m/s 是一个合理的近似值)。因此,该说法是正确的。
**2. 分析选项 B:介质的可压缩性越小,声速越小**
* **判断**:**错误**。
* **解析**:声速 $v$ 与介质的弹性模量(或体积模量 $K$)和密度 $\rho$ 有关,公式为:
$$ v = \sqrt{\frac{K}{\rho}} $$
其中,体积模量 $K$ 是衡量介质抵抗压缩能力的物理量。**可压缩性越小,意味着介质越难被压缩,即体积模量 $K$ 越大**。
根据公式,当密度 $\rho$ 一定时,$K$ 越大,声速 $v$ 就**越大**。
直观理解:介质越“硬”(越不可压缩),粒子间的相互作用传递得越快,声波传播也就越快。例如,钢铁比水更难压缩,声速在钢铁中(约 5000+ m/s)远大于在水中(约 1500 m/s)。
因此,“可压缩性越小,声速越小”的说法是错误的,正确的说法应该是“介质的可压缩性越小,声速越大”。
**3. 分析选项 C:声速随着温度的变化而变化**
* **判断**:正确。
* **解析**:温度会影响介质的密度和弹性性质。特别是在气体中,声速与温度的平方根成正比($v \propto \sqrt{T}$)。温度越高,分子热运动越剧烈,声波传播速度越快。在液体和固体中,温度变化也会引起密度和弹性模量的变化,从而影响声速。因此,该说法是正确的。
**4. 分析选项 D:在不可压缩介质中,声速将趋于无限大**
* **判断**:正确(从理论极限角度)。
* **解析**:如果介质完全不可压缩,意味着其体积模量 $K$ 趋于无穷大($\infty$)。根据声速公式 $v = \sqrt{\frac{K}{\rho}}$,当 $K \to \infty$ 时,声速 $v$ 也将趋于无穷大。这表示扰动可以瞬间传递到介质的任何部分,即刚性体的理想模型。虽然现实中不存在绝对不可压缩的介质,但这作为一个理论极限的描述是正确的。
**结论:**
题目要求选出**错误**的说法。
选项 B 违背了声速与介质可压缩性(弹性)的正相关关系。
故正确答案为 **B**。
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介质可压缩小,声速大误
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