专项 声速相关的计算（提升练）

原创精品资源学科网独家享有版权，侵权必究！ 1 1．一位游客对着一座大山大喊一声，2 秒后听到了自己的回声，那么他距大山 m（声音 在空气中的传播速度为 340m/s） 2．【变式】用声速知识可以解决很多问题。小可同学郊游时，遇到大雷阵雨，他注意到：打 雷和闪电是同时发生的，但总是先看到闪电后听到雷声（空气中的声速是 340m/s）。 （1）若他看到某次闪电时立即计时，经 5s后听到雷声，则他距闪电处约多远 （2）声速与介质、温度有关。为了开辟海洋新航道，探测船装上回声探测仪器，可探测水下 有无暗礁，如图所示。某次探测时，超声波在海水中传播的速度为 1500m/s，声呐发射超声波， 经过 0.2s后收到反射的回波，暗礁离船底的距离为多少 m 专项 声速相关的计算 ； 3．如图是解放军某舰进行实弹演习时发射火箭弹的场景，发射后经过 4s击中目标，同时看到 爆炸的火光，而在发射后经过了 9s才听到爆炸声，已知声速 340m/s，不计光的传播时间，试 求： （1）该舰距爆炸目标有多远？ （2）火箭弹飞行的平均速度是多少？ 考点 1 回声测距 考点 2 回声测速 模块导航 考点 1 回声测距 原创精品资源学科网独家享有版权，侵权必究！ 2 4．（23-24八年级上·福建龙岩·期末）如图所示为一种身高测量仪，其顶部的感应器竖直 向下发射超声波信号，经下方物体反射后返回，被感应器接收。小龙站上测高台，感应器记录 信号从发射到接收所经历的时间为 34 10 s。已知感应器到测高台的距离为 2.5m，空气中的声 速取 340m/s，则小龙的身高为（ ） A．0.68m B．1.14m C．1.36m D．1.82m 5．一辆汽车以 15m/s的速度正对山崖行驶，鸣笛后 2s听到回声，则鸣笛处距山崖 m。 6．【变式】如图所示，一辆汽车以 20m/s 的速度面向一座高山匀速行驶，经过一路碑时鸣笛 一声继续行驶，6s后听到了回声（已知声音在空气中的传播速度为 340m/s），求： （1）鸣笛后 6s的时间内汽车向前行驶的路程是多少米？ （2）汽车鸣笛时的路碑处距离高山多少米？ （3）汽车听到鸣笛回声时距离高山还有多少米？ 7．（23-24八年级上·江苏镇江·阶段练习）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 原创精品资源学科网独家享有版权，侵权必究！ 3 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 1．海面上有一艘大型轮船，为了探测某处海洋的深度，静止在海面上向海底发出超声波，经 过 4.0s接收到反射回来的回声。已知超声波在海水中的传播速度为 1500m/s。求： （1）超声波探测海洋深度时到达海底所用时间？ （2）探测处的海洋深度？ （3）当轮船在海面上匀速直线前进时，发现前方 1575m 处有一山崖，于是向山崖发出超声波 信号，9s 后接收到返回来的信号。已知超声波在空气中的传播速度为 340m/s，请问这艘轮船 当时的速度为多少？ 2.潜艇静止在海面上，向海底发出超声波，10s后接收到反射回来的回声。若潜艇在海面上发 出超声波脉冲的同时，9.9s 后接收到反射回来的回声。已知超声波在水中的速度是 1500m/s， 求： （1）海的深度； （2）潜艇向下做匀速直线运动的速度（结果在小数点后保留一位数字）。 考点 2 回声测速 原创精品资源学科网独家享有版权，侵权必究！ 4 3．为了监测超速行驶这种违法行为，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。当行驶的小轿车与测速仪距离 OA=45m 时（如 图甲），测速仪向小轿车发出超声波，超声波“追上”小轿车时，小轿车刚好运动到 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共用时 0.3s。已知此路段限速为 80km/h，超声波的速度为 340m/s。则： （1）小车运动的路程（图乙中的 s）？ （2）求出小轿车的速度并判断其在此路段是否超速？ 4．（23-24八年级上·四川雅安·期末）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 1 10st  ，第二次发出信号到接收到信号用时 2 9.8st  ，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 5．【变式 1】（23-24八年级上·江苏南京·期末）如图甲所示，某型号测速仪使用超声波对 汽车进行测速，在某次测量中，测速仪向匀速行驶的汽车发出两次短促的信号，如图乙所示是 原创精品资源学科网独家享有版权，侵权必究！ 5 测速仪前两次发出与接收信号的情况，s表示信号与测速仪之间的距离，已知信号在空气中速 度为 340m/s，则汽车遇到第一次信号时，距测速仪的距离是 m，汽车遇到两次超 声波信号时的地点相距 m，汽车的行驶速度是 m/s。 6．【变式 2】在某段区间测速路段，交管部门在公路上设置了固定测速仪。如图所示，汽车 向放置在路中的测速仪匀速驶来，第一次发出信号到测速仪接收到信号用时 0.8s，第二次发 出信号到测速仪接收到信号用时 0.6s。若两次发出信号的间隔是 1.1s，求： （1）超声波在空气中传播 0.8s通过的路程； （2）汽车反射第一次信号时距离测速仪多远？ （3）汽车从反射第一次信号到反射第二次信号间行驶的路程； （4）汽车行驶的速度。 7．（23-24八年级上·四川内江·期中）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 原创精品资源学科网独家享有版权，侵权必究！ 6 D．汽车的速度为 17m/s 8.【变式】（23-24八年级上·广东汕头·期中）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 原创精品资源学科网独家享有版权，侵权必究！ 1 1．【答案】 专项 声速相关的计算 340 【解析】游客对着一座大山大喊一声，2秒后听到了自己的回声，则他离大山距离 s = 1 2 vt = 1 2 × 340m/s × 1s = 340m。 2．【答案】（1）1700m；（2）150m 【解析】解：（1）他距闪电处约的距离为 s = v声t =340m/s × 5s=1700m （2）暗礁离船底的距离为 s' = 1 2 v海水t' = 1 2 × 1500m/s × 0.2s= 150m 3．【答案】（1）1700m；（2）425m/s 【解析】解：（1）由题知，火箭弹到击中目标的时间为 4s，所以火箭弹爆炸发出的声音传 到该舰的时间 t1＝9s﹣4s＝5s 由v = s t可得该舰与目标的距离 s＝v 声t1＝340m/s×5s＝1700m （2）因为火箭弹通过的路程即为该舰与目标的距离s弹 = s = 1700m 火箭弹的速度v弹 = s弹 t弹 = 1700m 4s = 425m/s 4．【答案】D 【解析】小龙的头顶到感应器的高度 3 1 1 1340m/s 4 10 s 0.68m 2 h vt       小龙的身高 h=h2-h1=2.5m-0.68m=1.82m 故 ABC不符合题意，D符合题意。 故选 D。 5．【答案】355 【解析】解：根据v = s t可知，汽车行驶的路程为 s车 = v车t = 15m/s × 2s = 30m 声音传播的距离为 s声 = v声t = 340m/s × 2s = 680m 则司机鸣笛时车到山崖的距离为 考点 1 回声测距 原创精品资源学科网独家享有版权，侵权必究！ 2 s = s车 + s声 2 = 30m + 680m 2 = 355m 6．【答案】（1）120m；（2）1080m；（3）960m 【解析】解：（1）鸣笛后 6s的时间内汽车向前行驶的路程 s = vt= 20m/s × 6s= 120m （2）鸣笛后 6s的时间内声音经过的路程 s' = v't= 340m/s × 6s= 2040m 汽车鸣笛时的路碑处距离高山的距离 s路碑= 1 2 (s + s') = 1 2 (120m + 2040m) = 1080m （3）汽车听到鸣笛回声时距离高山的距离 s″ = s路碑−s = 1080m −120m = 960m 7．【答案】D 【解析】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 1 1 1.4s 0.7s 2 t   ＝ 由 sv t  得，汽车 B距测速仪 1 1 340m/s 0.7s 238ms v t 声＝ ＝ ＝ 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 2 1 3.0s .5s 2 t   ＝1 汽车 B收到两次信号的时间间隔是 1 2 4.5s 0.7s+1.5s 5.3s 2 2 t tt t    ＝ ﹣ ＝ 故 D符合题意，ABC不符合题意。 故选 D。 1．【答案】（1）2s；（2）3000m；（3）10m/s 【解析】解：（1）依题意得，超声波探测海洋深度时到达海底所用时间 考点 2 回声测速 原创精品资源学科网独家享有版权，侵权必究！ 3 t = 1 2 t' = 1 2 × 4.0s= 2s （2）由v = s t得，探测处的海洋深度 ℎ = vt = 1500m /s × 2.0s=3000m （3）由v = s t得 s = 1 2 s总 = 1 2 v声波 + v船 t ″ = 1 2 × 340m/s + v船 × 9s=1575m 解得这艘轮船当时的速度为v = 10m/s 2.【答案】（1）7500m；（2）15.2m/s 【解析】解：（1）由v＝ s t可知，海的深度 s1＝vt1＝1500m /s × 1 2 × 10s＝7500m （2）由v＝ s t可知，9.9s超声波通过的路程 s2＝vt2＝1500m/s×9.9s＝14850m 潜艇运动的路程 s3＝2s1﹣s2＝2×7500m﹣14850m＝150m 潜艇的速度 v2＝ s3 t2 = 150m 9.9s 3．【答案】（1）6m；（2）40m/s ≈ 15.2m /s ，超速 【解析】解：（1）超声波追上小轿车所用时间 t = 1 2 × 0.3s = 0.15s 超声波追上小轿车通过的距离 s1 = v声t = 340m/s × 0.15m = 51m 此过程小车运动的路程 s=s1-sOA=51m-45m=6m （2）小轿车的速度 v车 = s t = 6m 0.15m/s = 40m/s = 144km/h > 80km/h 所以小轿车超速。 4．【答案】C 原创精品资源学科网独家享有版权，侵权必究！ 4 【解析】A．不明物体第一次与超声波信号相遇时，距潜水艇距离为 1 1 1 11500m / s 10s 7500m 7.5 2 2 s v t km      声 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 1 2 1 1 1 1Δ 3s 10s 9.8s 2.9s 2 2 2 2 t t t t         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  1 2 1 2 1 1 11500m / s 10s 9.8s 150m 2 2 2 s s s v t v t          声 声 不明物体的行驶速度为 150m 51.7m / s 2.9s sv t    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。 5．【答案】 170 34 20 【解析】[1]由图乙可知，测速仪向汽车发出信号到汽车遇到第一次信号的时间为 0.5s，则 汽车遇到第一次信号时，距测速仪的距离为 1 1 340m / s 0.5s 170ms vt    [2]由图乙可知，测速仪第二次向汽车发出信号到汽车遇到第二次信号的时间为 2.2s-1.8s=0.4s 则汽车遇到第二次信号时，距测速仪的距离为 2 2 340m / s 0.4s 136ms vt    汽车在两次信号的间隔过程中，行驶的距离为 1 2' 170m 136m 34ms s s     [3]由图可知，汽车在受到两次信号之间的间隔时间是 ' 2.2s 0.5s 1.7st    则汽车的速度为 原创精品资源学科网独家享有版权，侵权必究！ 5 ' 34m' 20m / s ' 1.7s sv t    6．【答案】（1）272m；（2）136m；（3）34m；（4）34m/s。 【解析】解：（1）第一次发出信号到测速仪接收到信号用时 0.8s，超声波在空气中传播 0.8s通过的路程 s1=v 声t==340m/s×0.8s=272m （2）汽车反射第一次信号时，汽车距测速仪 s1' = 1 2 s1 = 1 2 × 272m = 136m （3）第二次发出信号到测速仪接收到信号用时 0.6s，所以第二次信号到达汽车的时间为 t2' = 1 2 t2 = 1 2 × 0.6s = 0.3s 汽车反射第二次信号时，汽车距测速仪 s2=v 声t2'=340m/s×0.3s=102m 汽车从反射第一次信号到反射第二次信号间行驶的路程 s'=s1-s2=136m-102m=34m （4）这 34m共耗用时间 t'=1.1s-0.4s+0.3s=1s 所以汽车的车速为 v' = s' t' = 34m 1s = 34 m s 7．【答案】D 【解析】由 sv t  得：汽车接收到第一次信号时，汽车距测速仪 1 1 0.3s340m/s 51m 2 s v t   声 汽车接收到第二次信号时，汽车距测速仪 2 2 0.4s340m/s 68m 2 s v t   声 汽车接收到两次信号的时间内行驶的路程为 2 1 68m 51m 17ms s s      汽车接收到两次信号的时间间隔为 0.95s 0.15s 0.2s 1st     汽车的速度为 原创精品资源学科网独家享有版权，侵权必究！ 6 17m 17m/s 1s sv t      综上分析知，故 D正确，ABC错误。 故选 D。 8.【答案】D 【解析】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 1 1 0.3s 0.15s 2 t    由 sv t  可知，汽车遇到第一次信号时，距测速仪的距离为 1 1 340m/s 0.15s=51ms vt   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 2 1 0.5s 0.25s 2 t    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 sv t  可知，汽车遇到第二次信号时，距测速仪的距离 2 2 340m/s 0.25s=85ms vt   则汽车在两次遇到信号间隔过程中，行驶的路程为 2 1 85m 51m 34ms s s      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 3 1 2 1.6s 0.15s 0.25s 1.7st t t t        由 sv t  可知，汽车的行驶速度为 3 34m= =20m/s=72km/h 1.7s sv t   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。