内容正文:
第二章 声的世界
专题4 回声测距的应用
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方法上分
声源移动问题的解题思路
由题可知汽车行驶过程中从发声开始到听到回声时经过的时间与声
音传播的时间是相等的。
画出汽车沿直线行驶过程中声音传播的示意图,分析声音传播的距
离、汽车运动的距离、鸣笛时汽车到障碍物的距离的关系。听到回
声时汽车到障碍物的距离 。
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类型1 声源、障碍物都不动
1.用雷达测定某云层的厚度的过程中记录了下列数据:从地面垂直向
云层发射一束超声波,同时开始计时,经过 收到第一次回声,又
经过收到第二次回声,已知超声波在空气中的传播速度是 ,
在云层中的平均传播速度约为 。超声波的频率______
,此时云层最上层到地面的距离为_______ 。
大于
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2.图1是一种身高测量仪,图2是其简化图,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。某同学
站上测高台,感应器从发射到接收信号所用的时间为 ,已
知感应器距测高台的距离为,空气中的声速取 。
图1
图2
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(1)测高台上没有人或物品时,感应器向下发射的超声波到达测高
台需要的时间是多少秒?
解:已知感应器和测高台之间的距离为 ,则测高台上没有人或
物品时,感应器向下发射的超声波到达测高台需要的时间是
。
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(2)该同学测身高时,感应器发出的信号经过同学头顶反射回来所
传播的路程是多少?测得的该同学的身高是多少米?
感应器从发射到接收信号所用的时间为 ,感应器发出的信
号经过同学头顶反射回来所传播的路程是
,
感应器到该同学头顶之间的距离为 ,
该同学的身高是 。
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类型2 只有声源在动
3. 如图是贵州省安顺市境内连接东西两岸的
高速通道——坝陵河大桥,大桥线路全长2 237米,桥
(1)此大货车过桥,车全部在桥上的时间是多少秒?
解:大货车过桥,车全部在桥上的路程为
,大货车的速度为
,车全部在桥上的时间为 。
面为双向四车道高速公路,设计速度为80千米/小时。已知一大货车
以的速度匀速行驶,大货车车长为。 已知声音在空气中
的传播速度
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(2)若在桥对面不远处有一座山崖,大货车以 的速度匀速行
驶,大货车在桥上某处时,鸣笛一声继续行驶, 后司机听到回声,
则鸣笛处离山崖多少米?司机听到鸣笛回声时距离山崖还有多少米?
鸣笛处与山崖的距离为 ,
司机听到鸣笛回声时距离山崖还有
。
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4.十一假期小军爸爸开车带一家人出去游玩,行驶途中遇到一座山,
汽车以某一速度沿直线向远离山的方向匀速行驶,小军爸爸在距山
处鸣笛, 后听到回声。已知声音在空气中的传播速度是
,求:
(1)从鸣笛到听到回声,声音传播的距离。
解:由 知,从鸣笛到听到回声,声音传播的距离为
。
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(2)汽车的行驶速度。
从鸣笛到听到回声,汽车行驶的距离为
,汽车行驶的速度为
。
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类型3 障碍物移动
5.如图是模拟交警测速的简化示意图。 为超声波测速仪,它能发射
短暂的超声波脉冲信号,并能接收反射信号。模拟测速时,一辆小
车沿水平长直路面背离做匀速直线运动。假设在 时开始发
射信号,时接收到运动的小车反射回来的信号; 时
再次发射信号, 时又接收到反射回来的信号。已知超声波在
空气中的传播速度为,该路段限速 。求:
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(1)信号第一次发出后时小车与 的距离。
解:在时开始发射信号, 时接收到运动的小车反射回
来的信号,即超声波经 往返一次,所以传到小车所用时间
,信号第一次发出后时小车与 的距离
。
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(2)该小车通过此路段是否超速。
时再次发射信号, 时又接收到反射回来的信号,则
第二次发出的信号遇到小车的时间为 ,此
时小车距测速仪的距离为 ,则小
车在反射两次信号的间隔过程中行驶的距离为
,所用时间为
,小车匀速运动的速度为
,故小车通过此路
段没有超速。
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