《2025年名校课堂八年级物理上册人教版云南专版》

1. 为了监测超速行驶的违法行为,公路上常常设置有超声波测速仪,如图为某公路直线路段的一处测速仪,测速仪能发射和接收超声波。当行驶的小车距离测速仪 $ s_{OA}=62m $ 时(如图甲),测速仪向小车发出超声波,超声波“追上”小车时,小车刚好运动到 $ B $ 点(如图乙)。测速仪从发出超声波到接收反射回来的超声波所用的时间为 $ 0.4s $。超声波的速度为 $ 340m/s $。求:
(1)超声波在 $ 0.4s $ 内传播的路程。
(2)小车运动的路程 $ s_{AB} $。
(3)小车在 $ AB $ 路段的速度。

答案： 1.解:
(1)根据速度公式$v = \frac{s}{t}$得,超声波传播的路程:
$s=vt=340\ m/s×0.4\ s=136\ m$
(2)超声波"追上"小车时,测速仪与小车的距离:
$s_{OB}=\frac{1}{2}s=\frac{1}{2}×136\ m=68\ m$
小车运动的路程:$s_{AB}=s_{OB}-s_{OA}=68\ m-62\ m=6\ m$
(3)小车通过AB段路程所用时间:
$t_{车}=\frac{1}{2}t=\frac{1}{2}×0.4\ s=0.2\ s$
小车的速度:$v_{车}=\frac{s_{AB}}{t_{车}}=\frac{6\ m}{0.2\ s}=30\ m/s$

2. (2024·昭通昭阳区期中)潜水艇一般采用声呐来躲避障碍物和发现敌人,一艘潜水艇静止在海面上向下发出超声波,经过 $ 0.40s $ 收到回声,潜水艇在水中某一深度处以 $ 54km/h $ 的速度做匀速直线运动,为了避免碰触暗礁,从发出信号到经暗礁反射后收到反射信号用了 $ 1.6s $,请回答以下问题:(声在空气中传播速度为 $ 340m/s $,声音在海水中传播速度为 $ 1500m/s $)
(1)潜水艇静止在水面上时距离海底的深度为多少米?
(2)潜艇在水下做匀速直线运动时,当它接收到声波的时候距离暗礁的距离为多少米?

答案： 2.解:
(1)由$v=\frac{s}{t}$可知,超声波0.40 s传播的路程:
$s=vt=1500\ m/s×0.40\ s=600\ m$
潜水艇静止在水面上时距离海底的深度:
$h=\frac{1}{2}s=\frac{1}{2}×600\ m=300\ m$
(2)潜水艇的速度$v'=54\ km/h=15\ m/s$
由$v=\frac{s}{t}$可知,潜水艇1.6 s行驶的路程:
$s_{1}=v't'=15\ m/s×1.6\ s=24\ m$
超声波1.6 s传播的路程:
$s_{2}=vt'=1500\ m/s×1.6\ s=2400\ m$
潜艇在水下做匀速直线运动时,当它接收到声波的时候距离暗礁的距离:
$s'=\frac{1}{2}(s_{2}-s_{1})=\frac{1}{2}×(2400\ m-24\ m)=1188\ m$

3. 清华附中校本经典题 如图所示,我国有些地方修筑了“音乐公路”。当汽车以一定速度匀速行驶时,就会奏出一段悦耳的乐曲。公路凹槽的疏密可以根据乐曲的音调高低来设计,假设汽车行驶速度是 $ 54km/h $。
(1)若公路的全长为 $ 1.08km $,求该汽车通过此公路所需的时间。
(2)第一个音符“sol”的频率为 $ 400Hz $,汽车发出这个音时,求所对应的相邻凹槽之间的距离。

答案： 3.解:
(1)汽车通过音乐公路所需时间:
$t_{1}=\frac{s_{1}}{v}=\frac{1.08\ km}{54\ km/h}=0.02\ h=72\ s$
(2)汽车发出音符"sol"的时间为$t_{2}=\frac{1}{400}\ s$,所对应的相邻凹槽之间的距离:
$s_{2}=vt_{2}=\frac{54}{3.6}\ m/s×\frac{1}{400}\ s=0.0375\ m$