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期末总复习专题训练:(计算题)回声测距---2025-2026学年北师大版八年级上册物理
姓名:___________班级:___________考号:___________
计算题:
1.1827年在日内瓦湖进行的第一次测出声音在水中的传播速度实验:实验人员将两只船开到湖里去,两只船相距3000m,甲船上实验员敲响水里的钟同时点燃船上的火药,乙船上实验员往水里放一个声呐装置,用来听取水里传来的钟声,结果测得在看见火药闪光后2s听到钟声,如图所示,光传播的时间可忽略。
(1)求声波在水中传播的速度。
(2)若实验员在船上向水底发射声波,经过1s收到回波信号,求此处水的深度。
2.利用声呐系统向海底垂直发射声波,经后收到回波。已知声音在海水中传播的平均速度为。问:
(1)此处海水的深度为多少?
(2)利用此种方法不能测量地球和月球之间的距离,为什么?
3.2020年11月,我国“奋斗者”号载人潜水器潜入深海中,坐底马里亚纳海沟。其下潜的速度为20m/s,从接触水面开始计时,50s时悬停(停在此处不动),求:
(1)潜水器下潜50s的深度是多少?
(2)潜水器在悬停处向海底发射一束超声波,12s后收到信息,求潜水器悬停处距海底的距离?(超声波在海水中的速度是1500m/s)
(3)“奋斗者”号还需多长时间才能潜到海底?
4.周末小明和同学约好一起去沈阳故宫拍摄雪后的美景。小明选择打车前往,如图甲所示是小明乘坐的出租车发票。求:
上车07:10
下车07:28
单价2.60元
里程4.2km
金额1520元
甲
(1)在小明乘车的全过程中,出租车的平均速度是多少?
(2)出租车行驶过程中,如果按如图乙所示的速度行驶了1.8min,求这段时间所通过的路程;
(3)出租车以速度v驶出某直线路段时,有一处测速仪,测速仪内有能发射和接收超声波的传感器,如图丙。在出租车行驶距离测速仪为66m时,测速仪发出超声波,超声波会被汽车反射,0.4s后测速仪接收到反射回来的超声波信号,则该出租车在此路段是否超速?(此路段限速为40km/h,超声波的速度为340m/s)
5.如图所示,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2237米,桥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72km/h的速度匀速行驶,大货车完全通过大桥需要112.4s。(已知:v声=340m/s)
(1)此大货车的长度为多少米?
(2)此大货车过桥,车全部在桥上的时间是多少秒?
(3)若在河对面不远处有一座山崖,大货车以相同的速度匀速行驶,当大货车驶上桥梁某处时,鸣笛一声继续行驶,8s后司机听到回声,则鸣笛处离山崖的距离为多少米?
6.有一山谷宽度为L=1700m,两旁都是竖直峭壁,在山谷内敲打石块,2s后听到从左边峭壁反射回来的第一次回声,声音传播的路径如图所示,当时的声速为340m/s。
(1)敲石处距左、右两边峭壁的距离分别是多少?
(2)敲打石块后听到第二次回声的时间是多少?
(3)若敲打发出的声音最多可以传播3500m,则一共可以听到的回声次数是多少?
7.如图所示,长度为150m的火车在笔直的轨道上匀速行驶在从山崖驶向大桥的过程中,在火车头距离桥头200m处鸣笛,鸣笛5s后,火车头到达桥头,此时车头的司机听到来自山崖的回声,听到回声30s后,火车尾驶过桥尾(声音在空气中的传播速度340m/s)。求:
(1)火车的速度为多少m/s?
(2)大桥的长为多少m?
(3)山崖到桥头的距离?
8.深圳湾大桥监测中,静止在水面的监测船向深圳湾大桥桥墩发射超声波,经过0.8s收到回声,已知超声波在海水中的传播速度为1500m/s。求:
(1)桥墩距船的距离;
(2)若船在(1)所在位置匀速远离桥墩的同时通过空气水平向桥墩发射超声波,经4s后接收到回声,求船航行的距离(设当时气温为15℃,无风)。
9.学校组织春游,同学们来到了一个山谷里。两侧山崖近似平行,物理老师站在山谷里的某一位置(如图所示),他大叫一声后听到了第一次回声,又过了他听到了第二次回声,声音在空气中传播的速度为。
(1)老师此时离A山崖的距离是多少米?
(2)两个山崖之间的距离是多少米?
10.海岭又称海底山脉,一般在海面以下。如图所示是对某海岭进行勘测,勘探船停在该海岭底部的A处正上方并向海底发出声波,8s后收到回波信号。之后勘探船沿直线行驶到达海岭最高点B处正上方该船再次向海底发出声波。已知声音在海水中的传播速度为1500m/s。求:
(1)海底A处的深度;
(2)若B处比A处高3750m,勘探船向B处发出信号后多长时间收到回波信号。
11.超声波雷达是一种利用超声波测算距离的雷达传感器装置,在倒车入库,慢慢挪动车子的过程中,在驾驶室内能听到“滴滴滴”的声音。其中UPA超声波雷达主要用于探测汽车前后方的障碍物,其探测距离为15~255cm,常用探头的工作频率有40kHz、48kHz和58kHz三种。常温时,空气中的声速。求:
(1)40kHz探头工作时,每0.5秒钟振动的次数;
(2)UPA超声波雷达在最大测距时,超声波从发出到接收所用的时间;
(3)如果UPA超声波雷达从发出信号到接收到障碍物反射回的信号一共经过了0.005s,则此时障碍物与汽车之间相距多远?
12.近几年来,我军开展常态化海上联合演习。如图所示,是某舰艇发现距离舰艇远的目标,舰艇发射火箭炮后经过击中目标,同时看到爆炸的火光(不计光的传播时间,声音在空气中的速度为)。求:
(1)火箭弹的飞行速度;
(2)火箭弹发射后多长时间舰艇人员能听到爆炸声;
(3)为了探测该海域海水的深度,舰艇人员利用船载声呐系统垂直向海底发射声信号,测出从发射到接收反射回来的信号所用时间是,该海域的海水深度。(声音在海水中的传播速度是)
13.国庆中秋长假期间,小沙一家人从重庆市万州区乘坐火车到湖北宜昌市旅游,途经万宜铁路万州长江大桥,该万州长江大桥是世界跨度最大的铁路拱桥,如图所示,大桥全长约1200m。已知一列车长160m,以144km/h的速度匀速行驶,求:
(1)此列车9s内通过的路程为多少米?
(2)此列车过桥时,全部通过桥的时间是多少秒?
(3)若在江对面不远处有一座山崖,列车以60m/s的速度匀速行驶,当列车驶上桥梁时,车头的汽笛鸣笛一声,经4s司机听到了来自前方山崖的回声,声音传播速度取340m/s,则鸣笛处离山崖的距离为多少?
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《期末总复习专题训练:(计算题)回声测距---2025-2026学年北师大版八年级上册物理》参考答案
1.(1)1500m/s
(2)750m
【详解】(1)已知两只船相距3000m,在看见火药闪光后2s听到钟声,光传播的时间可忽略,因此声波在水中传播的速度
(2)已知实验员在船上向水底发射声波,经过1s收到回波信号,则此处水的深度
2.(1)3062m
(2)见解析
【详解】(1)声音到达海底的时间为
此处海水的深度
(2)声音的传播需要介质,因为地球到月球之间是真空,真空不能传声,不能用声呐系统测量地月距离。
3.(1)1000m
(2)9000m
(3)450s
【详解】(1)由知道,潜水器下潜50s的深度
s1=v1t1=20m/s×50s=1000m
(2)由知道,超声波在海水中传播的路程
s2=v2t2=1500m/s×12s=18000m
潜水器悬停处距海底的距离
(3)由知道, “奋斗者”号潜到海底的时间
4.(1)14km/h
(2)1.8km
(3)不超速
【详解】(1)由车票数据可知:,小明从上车到下车,出租车行驶的时间为
根据得,出租车全过程的平均速度为
(2)由速度盘可知:,且
由得,这段时间所通过的路程为
(3)0.4s后测速仪接收到反射回来的超声波信号,则超声波从测速仪发出经0.2s遇到汽车,根据得,超声波在0.2s内通过的距离为
汽车0.2s通过的距离为
根据得,汽车行驶的速度为
因为36km/h<40km/h,故该汽车没有超速。
5.(1)11 m
(2)111.3 s
(3)1440 m
【详解】(1)已知大货车通过大桥的速度v=72km/h=20m/s
大货车完全通过大桥行驶的路程为s=vt=20m/s×112.4s=2248m
则大货车的长度为L车=s−L桥=2248m−2237m=11m
(2)车全部在桥上行驶的路程为s′=L桥−L车=2237m−11m=2226m
车全部在桥上行驶的时间为
(3)鸣笛后8s的时间内大货车向前行驶的路程s车=v车t=20m/s×8s=160m
鸣笛声传播的路程s声=v声t=340m/s×8s=2720m
大货车鸣笛处离山崖的距离
6.(1)
敲石处距左边峭壁的距离是340m,距右边峭壁的距离是1360m。
(2)
敲打石块后听到第二次回声的时间是8s。
(3)
一共可以听到3次回声。
【详解】(1)声音从敲石处到左边峭壁再返回,用时,则声音到左边峭壁的单程时间
根据速度公式,敲石处到左边峭壁的距离
山谷总宽度,因此敲石处到右边峭壁的距离
(2)第二次回声是声音从敲石处到右边峭壁再返回的时间。声音到右边峭壁的单程时间
因此往返总时间(即听到第二次回声的时间)
(3)声音最多传播3500m,需要判断声音往返的路程是否不超过3500m。
第一次回声(左边):往返路程,可听到;
第二次回声(右边):往返路程,可听到;
第三次回声:声音从左边峭壁反射后到右边峭壁再反射回来(或声音从右边峭壁反射后到左边峭壁再反射回来),往返路程为,可听到;
第四次回声:其最小值为声音经左、右、左峭壁三次反射后传回,往返路程为,
所以不可听到。
因此,一共可以听到3次回声。
7.(1)
40m/s
(2)
1050m
(3)
950m
【详解】(1)设火车的速度为,火车头从鸣笛处到桥头的距离为,火车头达到桥头所用时间为,根据速度公式可得,火车的速度
(2)火车完全通过大桥的路程为
则大桥的长度为
(3)由公式可得,鸣笛5s声音传播的路程为
声音传播的路程等于鸣笛时车头到山崖的距离,加上山崖到听到回声时车头位置的距离。设山崖到桥头的距离为,则可以得到等量关系为,则山崖到桥头的距离为
8.(1)600m
(2)160m
【详解】(1)超声波传播的总路程为
桥墩距船的距离为
(2)船在(1)所在位置匀速远离桥墩的同时通过空气水平向桥墩发射超声波,经4s后接收到回声,这4s内声音传播的距离为
这4s内船通过距离为,则有
故船航行的距离
9.(1)
(2)
【详解】(1)第一次回声是由较近的山崖(A山崖)反射形成的。声音从老师处传播到A山崖再返回到老师处。声音从发出到听到第一次回声的时间为,声音在空气中的传播速度为,根据速度公式得,在这段时间内,声音传播的总路程
老师此时离A山崖的距离
(2)第二次回声是由较远的山崖(B山崖)反射形成的。声音从发出到听到第二次回声所用的总时间
在这段时间内,声音传播的总路程
老师此时离B山崖的距离
两个山崖之间的距离
10.(1)6000m
(2)3s
【详解】(1)海底A处的深度
(2)B处深度
勘探船向B处发出信号后收到回波信号的时间
11.(1)
2×104次
(2)
0.015s
(3)
0.85m
【详解】(1)频率f=40kHz,表示每秒振动4×104次。0.5s时间内振动次数为4×104次/s×0.5s=2×104次
(2)最大测距为255cm=2.55m
超声波往返路程为s=2×2.55m=5.1m
时间为
(3)超声波往返路程为
障碍物距离为
12.(1)680m/s
(2)12s
(3)1800m
【详解】(1)由题意可得,火箭弹的飞行速度为
(2)爆炸声从目标处传到舰艇所需的时间为
舰艇人员从发射到听到爆炸声的总时间为火箭弹飞行时间和声音传播时间之和,即
(3)声呐信号从发射到接收的总时间为2.4s,声音在海水中的传播速度为1500m/s。声信号从舰艇传播到海底所用的时间为总时间的一半,即
该海域的海水深度为
13.(1)360m
(2)34s
(3)800m
【详解】(1)列车速度
根据速度公式可得,列车9s内通过的路程为
(2)列车全部通过大桥,行驶的总路程
根据速度公式可得,列车全部通过桥的时间为
(3)在这段时间内,声音传播的路程为
列车行驶的路程为
鸣笛处离山崖的距离为
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