2.3声音的利用-2024-2025学年八年级物理上册同步培优训练（人教版）

2.3声音的利用 姓名：___________班级：___________ 一、回声测距 1．如图（a）所示，停在路旁的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信号，根据发出和接收到的信号间的时间差，就能测出车速。图（b）中，P1、P2是测速仪先后发出的超声波信号，n1、n2分别是测速仪检测到的P1、P2经反射后的信号。P1与P2之间的时间间隔为2.7秒，超声波在空气中传播的速度为340m/s，若汽车是沿直线匀速行驶，则下列说法正确的是（　　） A．第一次发出信号到该信号被测速仪接收到间隔时间为0.45s B．第二次发出信号到该信号被测速仪接收到的时间内汽车行驶了12m C．汽车第一次按收到信号和第二次接收到信号之间行驶了102m D．该汽车的速度是17m/s 2．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号用时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，若发出两次信号的时间间隔是1.6s，超声波的速度是340m/s，则下列说法正确的是（　　） A．汽车遇到第一次信号时，距测速仪102m B．汽车是向靠近测速仪方向行驶的 C．汽车在两次遇到信号间隔过程中，行驶了68m D．该汽车在此次监测过程中没有超速 3．声波在海水中传播衰减程度远小于电磁波。声呐就是利用声波在水中的传播特点来对物体进行定位和测速的，如图所示是一艘静止在水中的潜水艇，其声呐向海水中某一固定方向发出两次短促的超声波信号，遇到一个不明物体被反射回来，第一次发出信号到接收到信号用时，第二次发出信号到接收到信号用时，若两次发出信号的间隔是3s，设海水中的声速为1500m/s，不明物体沿着与潜水艇连线的方向匀速直线行驶，则（　　） A．不明物体第一次与超声波信号相遇时，距潜水艇距离为15km B．不明物体与两次信号相遇的时间间隔为3s C．不明物体的行驶速度约为51.7m/s D．不明物体在远离潜水艇 4．某一物体由B点向A点做匀速直线运动，当物体从B点出发时，A点向该物体方向发出超声波信号，超声波信号与物体相遇后被反射回A点，一段时间后物体也到达A点。超声波和物体的时间路程关系如图，图中t2= nt1，超声波的传播速度为v0，由图可知（　　） A．物体的速度为 B．物体的速度为 C．能够利用超声波测速是因为超声波的速度不随温度的改变而变化 D．能用t1、t2、n、v0写出A点接受到超声波返回信号时，物体距A点距离的表达式 5．如图，超声波测速仪A，向远离自己而去的汽车B发出两次脉冲波的时间间隔为4.5s，第一个脉冲1.4s后收到反射信号。发射第二个脉冲3.0s后收到反射信号（声音在空气中速度为340m/s）（　　） A．汽车接收到第一次脉冲，距离测速仪的距离为248m B．汽车接收到第一次脉冲，距离测速仪的距离为250m C．汽车接收到两次脉冲波的时间间隔是4.3s D．汽车接收到两次脉冲波的时间间隔是5.3s 6．如图（a）是停在高速公路上的超声波测速仪测量车速的示意图，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，测出被测的汽车的速度；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由汽车反射回来的信号。设测速仪匀速扫描P1、P2之间的时间间隔Δt＝1.8s，超声波在空气中传播的速度是v＝340m/s，若汽车是匀速直线行驶的，则根据图（b）可知，下列说法不正确的是（　　）    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遇到时，汽车距测速仪的距离是102m C．汽车是在向测速仪靠近的 D．汽车的速度是70km/h 7．为了监督司机是否遵守限速规定，在市内一段平直的公路上安装了固定测速仪，如图所示，汽车正水平远离测速仪，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号用时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0.4s，若测速仪两次发出超声波信号的时间间隔是0.95s，超声波的速度是340m/s。则下列说法正确的是（　　） A．超声波信号第1次与汽车相遇时，汽车与测速仪间的距离是102m B．汽车接收到两次信号的时间间隔为0.95s C．汽车接收到两次信号的时间内行驶的路程为34m D．汽车的速度为17m/s 8．如图是在高速公路上用超声波测速仪测量车速的示意图，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，测出被测物体的速度。在图中P1、P2是测速仪发出的超声波信号，n1、n2分别是P1、P2由汽车反射回来的信号。设测速仪匀速扫描，P1、P2之间的时间间隔为1s，超声波在空气中的传播速度是340m/s，若汽车是匀速行驶的，则汽车的速度是（　　） A．30.9m/s B．25m/s C．20.5m/s D．12.1m/s 9．元旦期间，小华乘坐一辆长度为10m的客车回老家探望外婆，当客车以10m/s的速度匀速通过一个隧道时，他测得客车完全通过隧道的时间为22s，根据以上数据小华可以算出隧道的长度为 m。通过隧道后，司机在山前某处鸣笛，并继续驾驶客车以10m/s速度直线向山崖行驶，经2.4s听到回声。若声音在空气中传播速度是340m/s，则在鸣笛时，司机与山的距离为 km。 10．高速公路上通常会安装超声波测速仪测量汽车的速度。人耳 听见超声波。测速仪其原理如图所示，汽车向测速仪的方向匀速驶来，测速仪向汽车发出两次短促的（超声波）信号，根据测速仪发出并接收超声波脉冲信号的时间差，测出汽车的速度。某次固定的超声波测速仪第一次发射超声波到接收汽车反射的超声波经过了，则汽车第一次反射超声波时距测速仪 m；已知测出汽车匀速向左行驶，测速仪在发出第一个超声信号后再过1.1s后发出第二个超声信号，第二次测速仪发出信号到接收到信号用时，则汽车的行驶的速度为 。（声速为） 11．如图（a）（b）为高速路上距离传感器发出和接收超声波检测汽车速度的示意图。    （1）超声波 在真空中传播（选填“可以”或“不能”）； （2）如图（a）所示，已知超声波的速度为340m/s，某次检测车速时，传感器发出至接收超声波信号用了1s，超声波信号遇到汽车时，汽车与传感器之间的距离是 m； （3）如图（b）所示，P1、P2是测速仪发出的超声波信号，n1、n2分别是P1、P2由汽车反射回来的信号。设测速仪匀速扫描，P1、P2之间的时间间隔为6s，图中每1小格的时间为 s。汽车在接收到P1、P2两个信号之间的时间内前进的距离 m。 12．下图是利用超声波测量距离时测距仪发出超声波的运动位置距离与时间变化关系图像、第1段图像，表示超声波匀速远离测距仪；第2段图像，表示超声波遇到障碍物返回测距仪。超声波在空气中的速度不变，图像关于图中虚线对称。（超声波在空气中的速度为340米/秒） （1）超声波 （选填“能”或“不能”）在真空中传播，超声波测距离说明超声波可以 。 （2）若为6秒，则障碍物距离超声波测距仪多远？( ) （3）利用超声波还可以测量车速，测量原理为：测距仪正对着驶来的汽车先后发出两个超声波，仪器显示两个超声波的运动位置距离与时间变化关系如图。下图中和分别为超声波两次碰到汽车时通过的路程，和分别为超声波两次碰到汽车所需的时间，那么即为汽车在两次碰到超声波的时间间隔内通过的距离，就是汽车两次碰到超声波的时间间隔，汽车速度。设，，从第一次发超声波信号到第二次发超声波信号之间间隔为，则小车运行速度为多少？（保留1位小数）( ) 13．如图甲为高速路上距离传感器发出和接收超声波检测汽车速度的示意图。 （1）超声波的频率高于 Hz，超声波 在真空中传播（选填“可以”或“不能”）； （2）利用传感器测得某一汽车在平直公路上运动的距离与时间s—t图象如图乙所示，该汽车运动的速度为 km/h； （3）如图甲所示，已知超声波的速度为340m/s，某次检测车速时，传感器发出至接收超声波信号用了1s，超声波信号遇到汽车时，汽车与传感器之间的距离是 m； （4）如图丙所示，P1、P2是测速仪发出的超声波信号，n1、n2分别是P1、P2由汽车反射回来的信号。设测速仪匀速扫描，P1、P2之间的时间间隔为3s，图中每1小格的时间为 s。若汽车是匀速行驶的，则汽车的速度是 m/s（保留1位小数点）。 14．阅读短文，回答问题： 蝙蝠与测速仪 蝙蝠是利用超声波的高手，它视觉很差，被认为是动物界的“盲人”。为了研究蝙蝠如何在黑暗的夜晚捕食昆虫，意大利科学家将蝙蝠和猫头鹰一起放在完全黑暗的密室里。研究发现，   蝙蝠能轻易地分辨方位、躲避障碍物，而猫头鹰会撞上障碍物。如果将蝙蝠的耳朵堵住，它就会丧失方向感，不能躲避障碍物。直到1930年，哈佛大学的一位大学生才利用仪器探测到蝙蝠发出的是超声波，从而揭开了蝙蝠捕食之谜。原来，黑暗中飞行的蝙蝠通过鼻腔每秒发射 10-20 次超声波，这种声波可以探索到很小的障碍物，声波遇到障碍物后便会发生反射。蝙蝠根据接受到反射回来声音的方向和时间间隔，就能了解周围环境，辨别位置和捕食昆虫。这种利用声波在传播过程中有反射现象的原理探测物体方位和距离的方式叫回声定位。 科学家受到回声定位的启发，发明了超声波测速仪.图甲是公路上用超声波测速仪测量车速的示意图，测速仪每隔一定的时间发射一次超声波，显示屏上能显示发出和接收到的超声波信号，   并能读出两个信号的时间差，从而测出被测物体的位置和速度.如果发出的超声波遇不到反射物，显示屏上只显示发出的超声波，如图乙中的p1、p2所示；如果测速仪正前方有一辆汽车， 测速仪将接收到汽车反射回来的超声波，p1、p2的发射波n1、n2如图丙所示。 （1）科学家将蝙蝠和猫头鹰一起放在完全黑暗的密室里，发现蝙蝠能轻易地分辨方位、躲避障碍物。这一过程属于科学探究中的 ； A．提出问题    B．猜想假设         C．进行实验 D．得出结论 （2）如果图乙和图丙中的p1、p2之间的时间间隔，则测速仪每秒钟发射 次超声波， 图丙中p1、n1之间的时间间隔t1=0.2s，超声波在空气中传播速度是v=340m/s，可知超声波第一次发射时汽车离测速仪的距离为 m； （3）图丙p2、n2之间的时间间隔t2小于之p1、n1之间间隔t1，由此可以判断汽车的运动情况是 ； A．静止                   B．向左运动            C．向右运动     D．无法判断 （4）在另一实验中，某志愿者的刹车反应时间（即图中“反应过程”所用时间）是 0.4s。该志愿者驾车以72km/h 的速度在实验场的水平路面上匀速行驶，从发现情况到汽车停止，行驶距离33m， 则经过 m 距离后汽车才开始减速；若志愿者边打电话边驾车，以 72km/h 的速度在试验场的水平路面上匀速行驶，在发现情况到汽车停止，行驶距离 39m，此时志愿者的刹车反应时间是 s。由此研究可知，驾驶员驾驶时打电话，驾驶员的刹车反应会 。（选填“变快”、“变慢”或“不变”） 15．如图，小孟驾驶汽车在两壁平行的山崖中，距离山崖A较近，若声音的速度为340m/s，求： （1）若汽车静止，鸣笛后4s听见第一次回声，则汽车离较近的山崖A的距离是多少？ （2）若汽车以20m/s的速度面向较近的山崖A行驶，当他按了一次喇叭后，经过3s后听到一次回声，再经过4s听见第二次回声，若汽车看成匀速直线运动，则山崖A和山崖B的距离是多少？ 16．为了监督司机遵守限速规定，交管部门在公路上设置了固定测速仪，如图所示，汽车向测速仪匀速驶来，测速仪向汽车发出两次短促的超声信号。超声波经汽车反射并返回测速仪，第一次发出信号到测速仪接收到信号用时0.5s，第二次发出信号到测速仪接收到信号用时0.4s，若测速仪发出两次信号的时间间隔是1.05s，超声波在空气中的速度是340m/s，求： （1）汽车第一次反射信号的位置距测速仪多少米？ （2）汽车第一次反射信号到汽车反射第二次信号的过程中，行驶的距离是多少米？ （3）汽车第一次反射信号到汽车反射第二次信号的时间间隔是多少？ （4）请计算说明汽车在此区域是否超速？ 17．熙熙乘坐一辆速度为20m/s的小轿车迅速驶向一座山崖，某一时刻鸣笛后，汽车继续行驶了80m听到回声，司机第二次鸣笛，经过2s听到回声。计算： （1）第一次鸣笛经过多长时间能听到回声； （2）第一次鸣笛时距离山崖的距离； （3）听到两次回声的时间间隔。 18．2023年3月11日，我国“探索一号”科考船搭载着“奋斗者”号载人潜水器，圆满完成国际首次环大洋洲载人深潜科考任务，标志着“奋斗者”号载人潜水器运维体系走向成熟、稳定，将我国载人深潜科考由马里亚纳海沟拓展到全球多个深渊海沟，静止在平静海面上的“探索一号”科考船借助超声波测位仪对潜水器进行定位（示意图如下），若科考船每隔31.3s发出一次超声波信号，“探索一号”科考船在第三次发出超声波信号1.4s后接收到“奋斗者”号潜水器反射回来的信号，“探索一号”科考船在第三次发出超声波信号1.2s后接收到“奋斗者”号潜水器反射回来的信号，超声波在海水中的传播速度是1500m/s。 （1）若搭载“奋斗者”号的“探索一号”科考船在靠近三亚附近海域时以每小时15海里的航速返回三亚，5小时航行多少千米？（1海里等于1852米） （2）“奋斗者”号潜水器遇到科考船第一次发出的超声波信号时，距离科考船多少米？ （3）“奋斗者”号潜水器执行完任务匀速竖直上升过程中的速度为多少米每秒？ 19．一辆火车以某一速度正对山崖匀速行驶，司机在距山崖546m处鸣笛后3s听到回声，已知声音在空气中的传播速度是340m/s。求： （1）从司机鸣笛到听到回声，声音所走过的总路程； （2）火车的运动速度； （3）若火车全长为140m，保持原来的速度继续向前匀速穿过一平直的隧道，隧道长为980m，求该列车全部在隧道里的时间是多少秒？ 20．熙熙乘坐一辆速度为15m/s的小轿车迅速驶向一座山崖，某一时刻鸣笛后，汽车继续行驶了90m听到回声；一段时间后，司机第二次鸣笛，经过2s听到回声。计算： （1）第一次鸣笛经过多长时间能听到回声； （2）第一次鸣笛时距离山崖的距离； （3）两次回声的时间间隔。 试卷第1页，共3页 原创精品资源学科网独家享有版权，侵权必究！6 试卷第1页，共3页 学科网（北京）股份有限公司 $$ 2.3声音的利用 姓名：___________班级：___________ 一、回声测距 1．如图（a）所示，停在路旁的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信号，根据发出和接收到的信号间的时间差，就能测出车速。图（b）中，P1、P2是测速仪先后发出的超声波信号，n1、n2分别是测速仪检测到的P1、P2经反射后的信号。P1与P2之间的时间间隔为2.7秒，超声波在空气中传播的速度为340m/s，若汽车是沿直线匀速行驶，则下列说法正确的是（　　） A．第一次发出信号到该信号被测速仪接收到间隔时间为0.45s B．第二次发出信号到该信号被测速仪接收到的时间内汽车行驶了12m C．汽车第一次按收到信号和第二次接收到信号之间行驶了102m D．该汽车的速度是17m/s 【答案】B 【详解】A．由题意可知，P1与P2之间的时间间隔为2.7s，根据图b找到P1、P2的间隔格数为9格，则每小格表示的时间为 由图b可知，测速仪第一次发出的信号到被测汽车所用的时间为 t1=3t=3×0.3s＝0.9s 故A错误； B．第二次发出信号到该信号被测速仪接收到的时间为 第二次发出信号到该信号被测速仪接收到的时间内汽车行驶了 故B正确； C．由速度公式可得，测速仪第一次发出的信号到被测车收到时，汽车距离测速仪的距离为 测速仪第二次发出的信号到被测车受到时，汽车距离测速仪的距离为 汽车第一次按收到信号和第二次接收到信号之间行驶的距离为 Δs=s1-s2=153m-102m=51m 故C错误； D．由图b可知，汽车第一次接收到信号到第二次接收到信号之间的时间间隔为 汽车的速度为 故D错误； 故选B。 2．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号用时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，若发出两次信号的时间间隔是1.6s，超声波的速度是340m/s，则下列说法正确的是（　　） A．汽车遇到第一次信号时，距测速仪102m B．汽车是向靠近测速仪方向行驶的 C．汽车在两次遇到信号间隔过程中，行驶了68m D．该汽车在此次监测过程中没有超速 【答案】D 【详解】A．根据题意可知，测速仪第一次发出超声波到接收到反射信号用时0.3s，则第一次发出信号到汽车遇到第一次信号的时间为 由可知，汽车遇到第一次信号时，距测速仪的距离为 故A错误； B．根据题意可知，第二次发出信号到汽车遇到第二次信号的时间为 由于t1＜t2，所以汽车是向远离测速仪方向行驶的，故B错误； C．由可知，汽车遇到第二次信号时，距测速仪的距离 则汽车在两次遇到信号间隔过程中，行驶的路程为 故C错误； D．汽车在两次遇到信号间隔过程中所用的时间为 由可知，汽车的行驶速度为 由图可知，该路段汽车的限速为100km/h，所以该汽车在此次监测过程中没有超速，故D正确。 故选D。 3．声波在海水中传播衰减程度远小于电磁波。声呐就是利用声波在水中的传播特点来对物体进行定位和测速的，如图所示是一艘静止在水中的潜水艇，其声呐向海水中某一固定方向发出两次短促的超声波信号，遇到一个不明物体被反射回来，第一次发出信号到接收到信号用时，第二次发出信号到接收到信号用时，若两次发出信号的间隔是3s，设海水中的声速为1500m/s，不明物体沿着与潜水艇连线的方向匀速直线行驶，则（　　） A．不明物体第一次与超声波信号相遇时，距潜水艇距离为15km B．不明物体与两次信号相遇的时间间隔为3s C．不明物体的行驶速度约为51.7m/s D．不明物体在远离潜水艇 【答案】C 【详解】A．不明物体第一次与超声波信号相遇时，距潜水艇距离为 故A不符合题意； B．不明物体与两次信号相遇的时间间隔为 故B不符合题意； C．不明物体与两次信号相遇的时间间隔内行驶的路程为 不明物体的行驶速度为 故C符合题意； D．因t1大于t2，说明第一次信号与潜水艇相遇时不明物到潜水艇的距离大于第二次信号与潜水艇相遇时不明物到潜水艇的距离，则不明物体在靠近潜水艇，故D不符合题意。 故选C。 4．某一物体由B点向A点做匀速直线运动，当物体从B点出发时，A点向该物体方向发出超声波信号，超声波信号与物体相遇后被反射回A点，一段时间后物体也到达A点。超声波和物体的时间路程关系如图，图中t2= nt1，超声波的传播速度为v0，由图可知（　　） A．物体的速度为 B．物体的速度为 C．能够利用超声波测速是因为超声波的速度不随温度的改变而变化 D．能用t1、t2、n、v0写出A点接受到超声波返回信号时，物体距A点距离的表达式 【答案】B 【详解】AB．由题意知，在相遇点时，超声波从A点出发及物体从B点所用时间相同为 设物体的速度为v，则有 ，sAB=vt2，t2=nt1 解得物体的速度，故B符合题意，A不符合题意； C．能够利用超声波测速是因为空气能传声，超声波是不可听声，但其传播速度也受到温度影响，故C不符合题意； D．A点距离相遇点的距离 超声波从相遇点返回到A点时，物体距相遇点的距离 此时物体与A点的距离 故D不符合题意。 故选B。 5．如图，超声波测速仪A，向远离自己而去的汽车B发出两次脉冲波的时间间隔为4.5s，第一个脉冲1.4s后收到反射信号。发射第二个脉冲3.0s后收到反射信号（声音在空气中速度为340m/s）（　　） A．汽车接收到第一次脉冲，距离测速仪的距离为248m B．汽车接收到第一次脉冲，距离测速仪的距离为250m C．汽车接收到两次脉冲波的时间间隔是4.3s D．汽车接收到两次脉冲波的时间间隔是5.3s 【答案】D 【详解】测速仪第一次发出的信号从汽车B处返回到测速仪所用时间     由得，汽车B距测速仪 测速仪第二次发出的信号从汽车B处返回到测速仪所用时间 汽车B收到两次信号的时间间隔是 故D符合题意，ABC不符合题意。 故选D。 6．如图（a）是停在高速公路上的超声波测速仪测量车速的示意图，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，测出被测的汽车的速度；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由汽车反射回来的信号。设测速仪匀速扫描P1、P2之间的时间间隔Δt＝1.8s，超声波在空气中传播的速度是v＝340m/s，若汽车是匀速直线行驶的，则根据图（b）可知，下列说法不正确的是（　　）    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遇到时，汽车距测速仪的距离是102m C．汽车是在向测速仪靠近的 D．汽车的速度是70km/h 【答案】D 【详解】A．P1、P2间的刻度值为9个格，时间长为1.8秒，所以图（b）中每小格表示的时间是 故A正确，不符合题意； BCD．发出超声波信号P1到接受到反射信号n1间是3个格，则时间为 由v得，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 发出超声波信号P2到接受到反射信号n2的时间为 此时汽车距测速仪的距离 由于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大于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，所以汽车是在向测速仪靠近的； 所以汽车接收到P1、P2两个信号之间的时间内前进的距离为 汽车运行34m的时间为汽车接收到P1、P2两个信号的时刻应分别对应于图中P1n1的中点和P2n2的中点，其间有8.5小格，即汽车接收到P1、P2两个信号的时间间隔为n1与n2两个信号之间的间隔，即 故汽车的行驶速度为 综上分析知，故BC正确，不符合题意，D错误，符合题意。 故选D。 7．为了监督司机是否遵守限速规定，在市内一段平直的公路上安装了固定测速仪，如图所示，汽车正水平远离测速仪，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号用时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0.4s，若测速仪两次发出超声波信号的时间间隔是0.95s，超声波的速度是340m/s。则下列说法正确的是（　　） A．超声波信号第1次与汽车相遇时，汽车与测速仪间的距离是102m B．汽车接收到两次信号的时间间隔为0.95s C．汽车接收到两次信号的时间内行驶的路程为34m D．汽车的速度为17m/s 【答案】D 【详解】由得：汽车接收到第一次信号时，汽车距测速仪 汽车接收到第二次信号时，汽车距测速仪 汽车接收到两次信号的时间内行驶的路程为 汽车接收到两次信号的时间间隔为 汽车的速度为 综上分析知，故D正确，ABC错误。 故选D。 8．如图是在高速公路上用超声波测速仪测量车速的示意图，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，测出被测物体的速度。在图中P1、P2是测速仪发出的超声波信号，n1、n2分别是P1、P2由汽车反射回来的信号。设测速仪匀速扫描，P1、P2之间的时间间隔为1s，超声波在空气中的传播速度是340m/s，若汽车是匀速行驶的，则汽车的速度是（　　） A．30.9m/s B．25m/s C．20.5m/s D．12.1m/s 【答案】A 【详解】由图可以看出，P1、P2间的刻度值为30个格，时间长为1秒，发出超声波信号P1到接收到反射信号n1间是6个格，则时间为 此时超声波前进的距离为 发出超声波信号P2到接收到反射信号n2的时间为 此时超声波行驶的距离为 所以汽车接收到P1、P2两个信号之间的时间内前进的距离为 汽车接收到P1、P2两个信号的时刻应分别对应于图中P1n1的中点和P2n2的中点，其间有33小格，即汽车接收到P1、P2两个信号的时间间隔为n1与n2两个信号之间的间隔为 汽车的行驶速度为 故A符合题意，BCD不符合题意。 故选A。 9．元旦期间，小华乘坐一辆长度为10m的客车回老家探望外婆，当客车以10m/s的速度匀速通过一个隧道时，他测得客车完全通过隧道的时间为22s，根据以上数据小华可以算出隧道的长度为 m。通过隧道后，司机在山前某处鸣笛，并继续驾驶客车以10m/s速度直线向山崖行驶，经2.4s听到回声。若声音在空气中传播速度是340m/s，则在鸣笛时，司机与山的距离为 km。 【答案】 210 0.42 【详解】[1]由题意知，隧道及客车的总长度 L=vt=10m/s×22s=220m 隧道的长度 L隧道=L-L客车=220m-10m=210m [2]经2.4s，客车及声音通过的路程分别为 s车=vt1=10m/s×2.4s=24m，s声=v声t1=340m/s×2.4s=816m 客车及声音通过的总路程 s=s车+s声=24m+816m=840m 则刚鸣笛时，司机与山的距离 10．高速公路上通常会安装超声波测速仪测量汽车的速度。人耳 听见超声波。测速仪其原理如图所示，汽车向测速仪的方向匀速驶来，测速仪向汽车发出两次短促的（超声波）信号，根据测速仪发出并接收超声波脉冲信号的时间差，测出汽车的速度。某次固定的超声波测速仪第一次发射超声波到接收汽车反射的超声波经过了，则汽车第一次反射超声波时距测速仪 m；已知测出汽车匀速向左行驶，测速仪在发出第一个超声信号后再过1.1s后发出第二个超声信号，第二次测速仪发出信号到接收到信号用时，则汽车的行驶的速度为 。（声速为） 【答案】 不能 102 34 【详解】[1]人耳的听觉范围是20~20000Hz，超声波的频率大于20000Hz，所以超声波不能被人耳听见。 [2]超声波测速仪第一次发射超声波到接收汽车反射的超声波，超声波传播的距离 s声l=v声1t=340m/s×0.6s=204m 汽车第一次反射超声波时到测速仪的距离 [3]超声波测速仪第二次发射超声波到接收汽车反射的超声波,超声波传播的距离 汽车第二次射超声波时到测速仪的距离 汽车反射两次超声波的时间内行驶的路程 s车=d1-d2=102m-68m=34m 汽车反射两次超声波的时间间隔生 汽车的速度 11．如图（a）（b）为高速路上距离传感器发出和接收超声波检测汽车速度的示意图。    （1）超声波 在真空中传播（选填“可以”或“不能”）； （2）如图（a）所示，已知超声波的速度为340m/s，某次检测车速时，传感器发出至接收超声波信号用了1s，超声波信号遇到汽车时，汽车与传感器之间的距离是 m； （3）如图（b）所示，P1、P2是测速仪发出的超声波信号，n1、n2分别是P1、P2由汽车反射回来的信号。设测速仪匀速扫描，P1、P2之间的时间间隔为6s，图中每1小格的时间为 s。汽车在接收到P1、P2两个信号之间的时间内前进的距离 m。 【答案】 不能 170 0.2 102 【详解】（1）[1]声音的传播需要介质，真空不能传声，因此超声波不能在真空中传播。 （2）[2]超声波传播的距离 s声=v声t声=340m/ s×ls=340m 由于声音发生了反射，所以超声波信号遇到汽车时，汽车与传感器之间的距离为 （3）[3] P1、P2的间隔的刻度值为30个格，时间长为6s，则图中每l小格的时间为 [4]P1、n1之间间隔的刻度值为12，所以对应的时间为 0.2s×12=2.4s P2、n2之间间隔的刻度值9，所以对应的这两点之间对应的时间为 0.2s×9=1.8s P1、n1之间的时间为超声波第一次从测速仪发出后遇到行进的汽车又回来所用的时间，所以超声波传播到汽车所用的时间t为 由此可以求出汽车在接收到P1的信号时汽车与测速仪之间距离 s1=vt1=340m/s×1.2s=408m 同理可求出汽车在接收P2信号时汽车与测速仪之间的距离 由此可知，汽车在接收到P1、P2两个信号之间的时间内前进的距离 s=s1-s2=408m-306m=102m 12．下图是利用超声波测量距离时测距仪发出超声波的运动位置距离与时间变化关系图像、第1段图像，表示超声波匀速远离测距仪；第2段图像，表示超声波遇到障碍物返回测距仪。超声波在空气中的速度不变，图像关于图中虚线对称。（超声波在空气中的速度为340米/秒） （1）超声波 （选填“能”或“不能”）在真空中传播，超声波测距离说明超声波可以 。 （2）若为6秒，则障碍物距离超声波测距仪多远？( ) （3）利用超声波还可以测量车速，测量原理为：测距仪正对着驶来的汽车先后发出两个超声波，仪器显示两个超声波的运动位置距离与时间变化关系如图。下图中和分别为超声波两次碰到汽车时通过的路程，和分别为超声波两次碰到汽车所需的时间，那么即为汽车在两次碰到超声波的时间间隔内通过的距离，就是汽车两次碰到超声波的时间间隔，汽车速度。设，，从第一次发超声波信号到第二次发超声波信号之间间隔为，则小车运行速度为多少？（保留1位小数）( ) 【答案】 不能 传递信息 1020m 97.1m/s 【详解】解：（1）声波的传播需要介质，超声波的传播也需要介质，不能在真空中传播，超声波测距离说明超声波可以传递信息。 （2）第一次相遇时车到测速仪的距离为 （3）根据题意可知，第二次超声波从发出到与车相遇的时间为，则第二次相遇时车到超声波测距仪的距离为 障碍物速度为 答：（1）声波的传播需要介质，超声波的传播也需要介质，不能在真空中传播，超声波测距离说明超声波可以传递信息。 （2）第一次相遇时车到测速仪的距离为1020m。 （3）则小车运行速度为97.1m/s。 13．如图甲为高速路上距离传感器发出和接收超声波检测汽车速度的示意图。 （1）超声波的频率高于 Hz，超声波 在真空中传播（选填“可以”或“不能”）； （2）利用传感器测得某一汽车在平直公路上运动的距离与时间s—t图象如图乙所示，该汽车运动的速度为 km/h； （3）如图甲所示，已知超声波的速度为340m/s，某次检测车速时，传感器发出至接收超声波信号用了1s，超声波信号遇到汽车时，汽车与传感器之间的距离是 m； （4）如图丙所示，P1、P2是测速仪发出的超声波信号，n1、n2分别是P1、P2由汽车反射回来的信号。设测速仪匀速扫描，P1、P2之间的时间间隔为3s，图中每1小格的时间为 s。若汽车是匀速行驶的，则汽车的速度是 m/s（保留1位小数点）。 【答案】 20000 不能 108 170 0.1 17.9 【详解】（1）[1][2]频率高于20000Hz的声音叫超声波；声音的传播需要介质，真空不能传声，因此超声波不能在真空中传播。 （2）[3]在甲图中，汽车运动3s时，通过路程为90m，则汽车运动的速度 （3）[4]根据公式可得，超声波1s内传播的距离 s=vt=340m/s×1s=340m 由于声音发生了反射，所以超声波信号遇到汽车时，汽车与传感器之间的距离 （4）[5][6]P1、P2之间有30个小格，时间长为3s，则图中每1小格的时间为 P1、n1之间间隔的刻度值为1.2s，所以对应的时间为1.2s；P2、n2之间间隔的刻度值0.9s,所以对应的这两点之间对应的时间为0.9s；P1、n1之间的时间为超声波第一次从测速仪发出后遇到行进的汽车又回来所用的时间，所以超声波传播到汽车所用的时间t1为0.6秒,由此可以求出汽车在接收到P1的信号时汽车与测速仪之间距离 s1=vt1=340m/s×0.6s=204m 同理可求出汽车在接收P2信号时汽车与测速仪之间的距离 s2=vt2=340m/s×0.45s=153m 由此可知，汽车在接收到P1、P2两个信号之间的时间内前进的距离 s=s1-s2=204m-153m=51m 汽车运行s所用的时间 t=3s-0.6s+0.45s=2.85s 则汽车的行驶速度 14．阅读短文，回答问题： 蝙蝠与测速仪 蝙蝠是利用超声波的高手，它视觉很差，被认为是动物界的“盲人”。为了研究蝙蝠如何在黑暗的夜晚捕食昆虫，意大利科学家将蝙蝠和猫头鹰一起放在完全黑暗的密室里。研究发现，   蝙蝠能轻易地分辨方位、躲避障碍物，而猫头鹰会撞上障碍物。如果将蝙蝠的耳朵堵住，它就会丧失方向感，不能躲避障碍物。直到1930年，哈佛大学的一位大学生才利用仪器探测到蝙蝠发出的是超声波，从而揭开了蝙蝠捕食之谜。原来，黑暗中飞行的蝙蝠通过鼻腔每秒发射 10-20 次超声波，这种声波可以探索到很小的障碍物，声波遇到障碍物后便会发生反射。蝙蝠根据接受到反射回来声音的方向和时间间隔，就能了解周围环境，辨别位置和捕食昆虫。这种利用声波在传播过程中有反射现象的原理探测物体方位和距离的方式叫回声定位。 科学家受到回声定位的启发，发明了超声波测速仪.图甲是公路上用超声波测速仪测量车速的示意图，测速仪每隔一定的时间发射一次超声波，显示屏上能显示发出和接收到的超声波信号，   并能读出两个信号的时间差，从而测出被测物体的位置和速度.如果发出的超声波遇不到反射物，显示屏上只显示发出的超声波，如图乙中的p1、p2所示；如果测速仪正前方有一辆汽车， 测速仪将接收到汽车反射回来的超声波，p1、p2的发射波n1、n2如图丙所示。 （1）科学家将蝙蝠和猫头鹰一起放在完全黑暗的密室里，发现蝙蝠能轻易地分辨方位、躲避障碍物。这一过程属于科学探究中的 ； A．提出问题    B．猜想假设         C．进行实验 D．得出结论 （2）如果图乙和图丙中的p1、p2之间的时间间隔，则测速仪每秒钟发射 次超声波， 图丙中p1、n1之间的时间间隔t1=0.2s，超声波在空气中传播速度是v=340m/s，可知超声波第一次发射时汽车离测速仪的距离为 m； （3）图丙p2、n2之间的时间间隔t2小于之p1、n1之间间隔t1，由此可以判断汽车的运动情况是 ； A．静止                   B．向左运动            C．向右运动     D．无法判断 （4）在另一实验中，某志愿者的刹车反应时间（即图中“反应过程”所用时间）是 0.4s。该志愿者驾车以72km/h 的速度在实验场的水平路面上匀速行驶，从发现情况到汽车停止，行驶距离33m， 则经过 m 距离后汽车才开始减速；若志愿者边打电话边驾车，以 72km/h 的速度在试验场的水平路面上匀速行驶，在发现情况到汽车停止，行驶距离 39m，此时志愿者的刹车反应时间是 s。由此研究可知，驾驶员驾驶时打电话，驾驶员的刹车反应会 。（选填“变快”、“变慢”或“不变”） 【答案】 C 2 34 B 8 0.7 变慢 【详解】（1）[1]科学家将蝙蝠和猫头鹰一起放在完全黑暗的密室里，发现蝙蝠能轻易地分辨方位、躲避障碍物。这是在进行实验，故属于科学探究中的进行实验，故C符合题意。 故选C。 （2）[2]根据题意知道，图乙和图丙中的p1、p2之间的时间间隔是，则测速仪每秒钟发射超声波次数是 [3]因为图丙中p1、n1之间的时间间隔t1=0.2s，则超声波第一次发射后到汽车接到p1时所用时间是 由可知：超声波第一次发射后到汽车接到p1时，超声波通过的路程是 （3）[4]根据题意知道，则超声波发射后到汽车接到时所用时间是 根据可知，汽车离测速仪的距离 即汽车离测速仪的距离在变小，由甲图可知是汽车是向左运动，故B符合题意。 故选B。 （4）[5]由可得，志愿者的反应距离为 [6]志愿者边打电话边驾车比没有接听电话反应过程多出的距离 志愿者边打电话边驾车比没有接听电话反应过程多出的时间 志愿者边打电话边驾车的刹车反应时间 [7]由此实验及上述数据表明，驾驶员驾驶时打电话，驾驶员的刹车反应会变慢。 15．如图，小孟驾驶汽车在两壁平行的山崖中，距离山崖A较近，若声音的速度为340m/s，求： （1）若汽车静止，鸣笛后4s听见第一次回声，则汽车离较近的山崖A的距离是多少？ （2）若汽车以20m/s的速度面向较近的山崖A行驶，当他按了一次喇叭后，经过3s后听到一次回声，再经过4s听见第二次回声，若汽车看成匀速直线运动，则山崖A和山崖B的距离是多少？ 【答案】（1）680m；（2）1660m 【详解】解：（1）汽车离较近的山崖A的距离是 （2）山崖A方向原声和回声走的总路程为 山崖B方向原声和回声走的总路程为 从山崖A听到回声后，再经过4s听见第二次山崖B传来的回声，此时车前进了 则山崖A和山崖B的距离是 答：（1）则汽车离较近的山崖A的距离是680m； （2）则山崖A和山崖B的距离是1660m。 16．为了监督司机遵守限速规定，交管部门在公路上设置了固定测速仪，如图所示，汽车向测速仪匀速驶来，测速仪向汽车发出两次短促的超声信号。超声波经汽车反射并返回测速仪，第一次发出信号到测速仪接收到信号用时0.5s，第二次发出信号到测速仪接收到信号用时0.4s，若测速仪发出两次信号的时间间隔是1.05s，超声波在空气中的速度是340m/s，求： （1）汽车第一次反射信号的位置距测速仪多少米？ （2）汽车第一次反射信号到汽车反射第二次信号的过程中，行驶的距离是多少米？ （3）汽车第一次反射信号到汽车反射第二次信号的时间间隔是多少？ （4）请计算说明汽车在此区域是否超速？ 【答案】（1）85m；（2）17m；（3）1s；（4）汽车在此区域未超速 【详解】解：（1）第一次发出信号到测速仪接收到信号用时0.5s，所以第一次信号到达汽车的时间为0.25s，由可得：汽车接收到第一次信号时，汽车距测速仪 s1=v声t1 =340m/s×0.25s = 85m （2）第二次发出信号到测速仪接收到信号用时0.4s，所以第二次信号到达汽车的时间为0.2s，汽车接收到第二次信号时，汽车距测速仪 s2=v声t2= 340m/s×0.2s = 68m 汽车第一次反射信号到汽车反射第二次信号的过程中，行驶的距离是 s=85m-68m=17m （3）汽车第一次反射信号到汽车反射第二次信号的时间间隔，即汽车行驶17m需要的时间 （4）汽车的车速为 汽车在此区域未超速。 答：（1）汽车第一次反射信号的位置距测速仪85m； （2）汽车第一次反射信号到汽车反射第二次信号的过程中，行驶的距离是17m； （3）汽车第一次反射信号到汽车反射第二次信号的时间间隔是1s； （4）汽车在此区域未超速。 17．熙熙乘坐一辆速度为20m/s的小轿车迅速驶向一座山崖，某一时刻鸣笛后，汽车继续行驶了80m听到回声，司机第二次鸣笛，经过2s听到回声。计算： （1）第一次鸣笛经过多长时间能听到回声； （2）第一次鸣笛时距离山崖的距离； （3）听到两次回声的时间间隔。 【答案】（1）4s；（2）720m；（3）16s 【详解】解：（1）第一次鸣笛到能听到回声的时间等于汽车行驶80m需要的时间 （2）第一次鸣笛后声音在4s内传播的距离与小轿车在4s内行驶距离之和等于第一次鸣笛时距离山崖距离的2倍，即 s声+s=2s1 则第一次鸣笛时距离山崖的距离 （3）听到第一次鸣笛的回声时小轿车到山崖的距离 s1′=s1-s=720m-80m=640m 第二次鸣笛后，声音在2s内传播的距离与小轿车在2s内行驶距离之差等于听到第二次鸣笛的回声时小轿车距离山崖距离的2倍即 s声′-s′=2s2 则此时距离山崖距离 小轿车行驶的距离 Δs=s1′-s2=640m-320m=320m 两次回声的时间间隔 答：（1）第一次鸣笛经过4s时间能听到回声； （2）第一次鸣笛时距离山崖的距离为720m； （3）两次回声的时间间隔16s。 18．2023年3月11日，我国“探索一号”科考船搭载着“奋斗者”号载人潜水器，圆满完成国际首次环大洋洲载人深潜科考任务，标志着“奋斗者”号载人潜水器运维体系走向成熟、稳定，将我国载人深潜科考由马里亚纳海沟拓展到全球多个深渊海沟，静止在平静海面上的“探索一号”科考船借助超声波测位仪对潜水器进行定位（示意图如下），若科考船每隔31.3s发出一次超声波信号，“探索一号”科考船在第三次发出超声波信号1.4s后接收到“奋斗者”号潜水器反射回来的信号，“探索一号”科考船在第三次发出超声波信号1.2s后接收到“奋斗者”号潜水器反射回来的信号，超声波在海水中的传播速度是1500m/s。 （1）若搭载“奋斗者”号的“探索一号”科考船在靠近三亚附近海域时以每小时15海里的航速返回三亚，5小时航行多少千米？（1海里等于1852米） （2）“奋斗者”号潜水器遇到科考船第一次发出的超声波信号时，距离科考船多少米？ （3）“奋斗者”号潜水器执行完任务匀速竖直上升过程中的速度为多少米每秒？ 【答案】（1）27.78km；（2）1050m；（3）2.4m/s 【详解】解：（1）根据题意可知，科考船每小时的航行的速度 v=15海里/h=27.78km/h 由可知，5小时航行 s=vt=27.78km/h×5h=138.9km （2）根据题意可知，科考船在第一次发出超声波信号与“奋斗者”号潜水器相遇的时间 由可知，距离科考船的距离 s1=v声t1=1500m/s×0.7s=1050m （3）根据题意可知，科考船在第三次发出超声波信号与“奋斗者”号潜水器相遇的时间 “奋斗者”号潜水器遇到科考船第三次发出的超声波信号时，距离科考船的距离 s2=v声t2=1500m/s×0.6s=900m 潜水器匀速上升的高度 Δs=s1-s2=1050m-900m=150m 潜水器匀速上升的时间 Δt=2×31.3s-t1+t2=62.6s-0.7s+0.2s=62.5s “奋斗者”号潜水器执行完任务匀速竖直上升过程中的速度      答：（1）科考船5h航行的路程为138.5km； （2）“奋斗者”号潜水器遇到科考船第一次发出的超声波信号时，距离科考船1050m； （3）“奋斗者”号潜水器执行完任务匀速竖直上升过程中的速度为2.4m/s。 19．一辆火车以某一速度正对山崖匀速行驶，司机在距山崖546m处鸣笛后3s听到回声，已知声音在空气中的传播速度是340m/s。求： （1）从司机鸣笛到听到回声，声音所走过的总路程； （2）火车的运动速度； （3）若火车全长为140m，保持原来的速度继续向前匀速穿过一平直的隧道，隧道长为980m，求该列车全部在隧道里的时间是多少秒？ 【答案】（1）1020m；（2）24m/s；（3）35s 【详解】解：（1）由得，声音传播的距离 s声＝v声t＝340m/s×3s＝1020m （2）根据题意，火车走过的距离 s车＝2s﹣s声＝2×546m﹣1020m＝72m 火车的速度 （3）该列车全部在隧道里的路程等于隧道的长度减去列车的长度，即 s′＝s隧道﹣s车长＝980m﹣140m＝840m 由得，该列车全部在隧道里的时间 答：（1）从司机鸣笛到听到回声，声音所走过的总路程为1020m； （2）火车的运动速度为24m/s； （3）该列车全部在隧道里的时间是35秒。 20．熙熙乘坐一辆速度为15m/s的小轿车迅速驶向一座山崖，某一时刻鸣笛后，汽车继续行驶了90m听到回声；一段时间后，司机第二次鸣笛，经过2s听到回声。计算： （1）第一次鸣笛经过多长时间能听到回声； （2）第一次鸣笛时距离山崖的距离； （3）两次回声的时间间隔。 【答案】（1）6s；（2）1065m；（3）43.33s 【详解】解：（1）第一次鸣笛到能听到回声的时间等于汽车行驶90m需要的时间 （2）第一次鸣笛后声音在6s内传播的距离与小轿车在6s内行驶距离之和等于第一次鸣笛时距离山崖距离的2倍，，则第一次鸣笛时距离山崖的距离 (3) 听到第一次鸣笛的回声时小轿车到山崖的距离 第二次鸣笛后，声音在2s内传播的距离与小轿车在2s内行驶距离之差等于听到第二次鸣笛的回声时小轿车距离山崖距离的2倍 则听到第二次鸣笛的回声时距离山崖距离 两次回声的时间间隔内，小轿车行驶的距离 两次回声的时间间隔 答： （1）第一次鸣笛经过6s时间能听到回声； （2）第一次鸣笛时距离山崖的距离为1065m； （3）两次回声的时间间隔43.33s。 试卷第1页，共3页 原创精品资源学科网独家享有版权，侵权必究！6 试卷第1页，共3页 学科网（北京）股份有限公司 $$