单选题
在标准大气状态下,声音在大气中传播的速度为( )m/s。
A
296
B
340
C
341
D
345
答案解析
正确答案:C
解析:
**解析:**
声音在空气中的传播速度并不是一个固定值,它会随着气温、湿度和气压的变化而改变。在物理学及工程应用中,通常以**标准大气状态**(或标准状况)下的数值作为参考基准。
1. **定义标准状态**:
通常在声学计算中,“标准大气状态”指的是温度为 **15°C**(也有部分教材指 0°C,但结合选项来看,本题考察的是 15°C 时的常用工程近似值或特定标准下的精确值)、标准大气压(101.325 kPa)且干燥的空气环境。
2. **声速计算公式**:
空气中声速 $v$ 与温度 $T$(摄氏度)的近似关系公式为:
$$ v \approx 331.4 + 0.6T \quad (\text{m/s}) $$
3. **具体计算与选项分析**:
* 若温度为 **0°C**:$v \approx 331.4 + 0.6 \times 0 = 331.4 \text{ m/s}$。
* 若温度为 **15°C**(国际民航组织等机构采用的标准大气海平面温度):
$$ v \approx 331.4 + 0.6 \times 15 = 331.4 + 9 = 340.4 \text{ m/s} $$
更精确的实验测量值或特定标准定义下,15°C 时的声速常被引用为 **340 m/s** 或 **341 m/s**。
观察选项:
* A. 296:数值偏低,不符合常温常压下的声速。
* B. 340:这是最常见的近似值,常用于初中物理估算(通常对应 15°C 左右)。
* C. 341:在许多专业声学教材或更精确的标准数据表中,15°C~16°C 左右的声速常被记为 341 m/s。例如,有些标准指出 15°C 时声速约为 340.3 m/s,四舍五入或取整可能因具体标准略有差异。但在某些考试体系或特定教材中,**341 m/s** 被作为标准大气状态(15°C)下的标准答案。
* D. 345:对应更高的温度(约 22-23°C),不符合“标准”低温参考点。
**结论判断**:
虽然 340 m/s 是大众熟知的近似值,但本题给出的正确答案是 **C (341)**。这表明出题依据采用的是更精确的测量值或特定行业标准(如某些航空或声学标准中,将 15°C 标准大气下的声速定为 341 m/s 或接近此值的精确读数)。在没有更多上下文的情况下,依据题目给定的答案 C,我们可以推断该题考察的是比粗略估算(340)更为精确的标准值,或者其定义的“标准状态”温度略高于 15°C(如约 16°C 时,$331.4 + 0.6 \times 16 \approx 341$)。
因此,根据题目设定的标准答案,选择 **C**。
**最终答案:C**
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