专题03 利用回声测距离及声速的计算（讲义）-2023-2024学年上海市八年级物理上学期期中期末提分宝典列

专题03利用回声测距离及声速的计算 ( 一、知识精讲 ) 一、声与信息 1. 声音传递信息：是指通过分析声音或回声可以得到某些信息。 2. 声传递信息的应用：蝙蝠捕食、倒车雷达、声呐、超声导盲仪、“B”超等。 （1）回声定位与测距 ①回声定位：蝙蝠在飞行过程中，会发出 ，这些声波遇到障碍物或昆虫时会反射回来，根据回事到来的方位和时间，蝙蝠可以确定目标的 ，这叫回声定位。 ②回声测距：当声源静止时，声音从发出到碰到障碍物反射回声源处所走过的距离，是声源到障碍物距离的 ，即，其中t为从发声到接收到回声的时间，v声为声音的传播速度。 （2）倒车雷达：利用超声波探测汽车后方障碍物的 ，告知驾驶员周围障碍物的情况； （3）声呐设备：利用声波在水中的 和 特性，对水下目标进行探测，广泛用于鱼群探测、船舶导航和海底地质地貌的勘测等。 ( 二、题型先知 ) 一．声音在不同介质中的传播速度（共6小题） 1 二．回声测距离的应用（共20小题） 2 ( 三、实战演练 ) 一．声音在不同介质中的传播速度（共6小题） 1．某课外活动小组的同学为了体验声音在不同介质是传播速度不同的物理现象，小红在输送水的直铁管道（充满水）上敲击一下，使铁管发出清脆的声音；小明沿铁管在水管的某一位置耳朵贴近铁管听声（已知声音在空气中的传播速度是v气＝340m/s，在水中的传播速度是v水＝1700m/s，在钢铁中的传播速度是v铁＝5100m/s），若实验中小明只能听到一次响声，则小明的位置到敲击点的距离范围是（　　） A．s≤42.5m B．s＜36.43m C．s≤255m D．255m＞s≥36.4m 2．甲同学将耳朵贴在一根15m铁管的一端，乙同学在另一端用力敲一下铁管，甲同学能听到（空气中声速为340m/s，铁中声速为5200m/s）（　　） A．1次敲击声 B．3次敲击声 C．4次敲击声 D．5次敲击声 3．同学将耳朵贴在一根20m装满水的铁管的一端，乙同学在另一端用力敲一下铁管，甲同学能听到（已知空气中的声速为340m/s，水中声速为1500m/s，铁中声速为5200m/s）（　　） A．1次敲击声 B．2次敲击声 C．3次敲击声 D．多次敲击声 4．甲同学将耳朵贴在一根20m铁管的一端，乙同学在另一端用力敲一下铁管，甲同学能听到（空气中声速为340m/s，铁中声速为5200m/s）（　　） A．1次敲击声 B．2 次敲击声 C．3 次敲击声 D．4 次敲击声 5．一根长为L的直钢管，当在其中一端敲击一下时，其同学在另外一端听到了两次响声，并用秒表测量出时间间隔为t；第一次的响声是通过 　 　（选填“空气”或“钢管”）传递过来的，已知声音在空气中传播速度为v0，则声音在钢管中传播的速度表达式v1＝　 　（用题目中的字符表达）。 6．某中学八年级课外活动小组的同学为了体验“声音在不同介质中传播速度不同”的物理现象，他们请一位同学在输送水的直铁管道（充满水）上敲击一下，使铁管发出清脆的声音，其余同学沿铁管分别在不同位置耳朵贴近铁管听声。实验结束以后，A同学只听到一次响声；B同学听到2次响声；C同学听到3次响声。已知声音在空气中的传播速度是v气＝340m/s，在水中的传播速度是v水＝1700m/s，在铁中的传播速度是v铁＝5100m/s。若A、B、C三位同学的位置到敲击点的距离分别为xA、xB、xC，则它们的大小分别满足的条件是 　 　； 　 　； 　 　。（请按照xA、xB、xC的顺序填空） 二．回声测距离的应用（共20小题） 7．如图（a）所示，停在公路旁的公安巡逻车利用超声波可以监测车速：巡逻车上测速仪发出并接收超声波脉冲信号，根据发出和接收到的信号间的时间差，就能测出车速。在图（b）中，P1、P2是测速仪先后发出的两次超声波信号，n1、n2分别是测速仪检测到的P1、P2经反射后的信号。设测速仪匀速扫描，P1与P2之间的时间间隔为3.6s，超声波在空气中传播的速度为340m/s，假设被测汽车沿直线匀速行驶，则下列说法正确的是（　　） A．图b中每小格表示的时间是0.2s B．测速仪第一次发出的信号到被测汽车收到时，汽车距测速仪的距离是408m C．测速仪第二次发出的信号到被测汽车收到时，汽车距测速仪的距离是136m D．汽车的行驶速度是40m/s 8．为了监督司机是否遵守限速规定，交管部门在公路上安装了固定测速仪。如图所示，测速仪向汽车发出两次短促的超声波信号，第一次发出信号到测速仪接收到经汽车反射回来的信母用时0.3s，第二次发出信号到测速仪接收到经汽车反射回来的信号用时0.5s