《2025年小题狂做八年级物理上册苏科版巅峰版》

10. 阅读短文,回答问题。
超声波测速
超声波是振动频率高于20000 Hz的声波,它具有指向性好、反射能力强、能量集中等特点,可用于测距、测速等。
测距是测速的基础。如图甲所示,超声波测速仪向静止的汽车发射超声波信号(简称信号),同时开始计时,信号传播过程中遇到汽车会被反射,测速仪接收到返回的信号停止计时。根据记录的时间及其与路程、速度的关系,可计算出汽车与测速仪之间的距离。图乙是信号传播过程的s-t图像,s表示信号与测速仪之间的距离,t表示信号传播的时间。
测速仪测量汽车速度的原理：测速仪向运动的汽车先后发射两次信号,根据汽车在两次遇到信号之间所通过的路程及所用的时间,由速度公式可得出汽车的平均速度。
测速仪在公路上对某跑车进行测速时,向匀速驶来的跑车发射两次信号,两次发射信号的时间间隔是1.0 s,第一次从发射信号到接收用时0.6 s,第二次从发射信号到接收用时0.3 s,两次信号传播过程的s-t图像(从第一次发射信号开始计时)如图丙所示。经测速仪测定,该跑车超速,驾驶员将受到交管部门处罚。(超声波在空气中的速度取340 m/s)
(1)人耳 不能听到超声波。超声波测速是利用了超声波的指向性好、能量集中、反射能力强等特点。
(2)如图乙所示,若t₀= 0.4 s,则静止的汽车与测速仪之间的距离为68m。
(3)跑车在两次遇到信号之间通过的路程是51m,跑车的速度为60m/s。

答案：
(1) 不能 反射能力强
(2) 68
(3) 51 60 提示:
(1)人耳可听声的频率范围是20~20 000 Hz,超声波是振动频率高于20 000 Hz的声波,故人耳不能听到超声波。超声波具有指向性好、能量集中、反射能力强等特点,可用于测距、测速等。
(2)汽车遇到超声波时的时间t=1/2t₀=1/2×0.4 s=0.2 s,汽车与测速仪之间的距离s=vt=0.2 s×340 m/s=68 m。
(3)第一次发射信号与跑车相遇的时间t₁=1/2×0.6 s=0.3 s,则跑车在第一次反射信号的瞬间与测速仪的距离s₁=vt₁=340 m/s×0.3 s=102 m;第二次发射信号与汽车相遇的时间t₂=1/2×0.3 s=0.15 s,则跑车在第二次反射信号的瞬间与测速仪的距离s₂=vt₂=340 m/s×0.15 s=51 m。跑车在两次遇到信号之间通过的路程s车=s₁-s₂=102 m-51 m=51 m,测速过程中跑车行驶的时间t车=1.0 s-0.3 s+0.15 s=0.85 s,则跑车的速度v车=s车/t车=51 m/0.85 s=60 m/s。