内容正文:
《声音的利用与噪声的控制》
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延时文字
基础通关 —— 1.声与信息
声音与信息
听到下课铃声,同学们知道下课了;
医生用听诊器了解人体器官的健康状况;
妈妈会从婴儿的啼哭声中发现宝宝情绪的变化;
铁路工人用铁锤敲击钢轨,从异常的声音中发现松动的螺栓。
总结:声音可以传递信息。
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延时文字
基础通关 —— 1.声与信息
次声波与信息
交流:一些动物就是利用次声波来交流的。(如大象)
预测地震、火山喷发、台风、海啸:次声波传播的距离很远,几千千米以外,使用灵敏的声学仪器也能接收到它们产生的次声波。处理这些信息,就可以确定它们发生的方位和强度。同样许多动物也可以接收到它们产生的次声波,从而表现出异常反应,如老鼠逃出洞,牛马不入圈,鸡犬不宁等。
总结:次声波可以传递信息。
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延时文字
基础通关 —— 1.声与信息
超声波与信息
回声定位:蝙蝠在飞行时会发出超声波,这些超声波碰到墙壁或昆虫时会反弹回来,根据回声到来的方位和时间,蝙蝠可以确定目标的位置。
回声定位应用: 声呐 倒车雷达 超声导盲仪
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延时文字
基础通关 —— 1.声与信息
超声波与信息
B超:医生用B型超声波诊断仪向人体内发射超声波,然后接收体内脏器的反射波,反射波携带的信息经过处理后显示在屏幕上。这就是常说的“B 超”。
超声波在生产中的应用:超声波探伤仪 超声波测厚仪 超声波测速仪
总结:超声波可以传递信息。
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延时文字
基础通关 —— 1.声与信息
声与信息
声音可以传递信息
次声波能传递信息
超声波能传递信息
声波能传递信息
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基础通关 ——声与信息
例1 汉代王充在其所著的《论衡》中指出:“琴弦缓”是天雨的征兆,表示将要下雨时,大气湿度增大,拉紧的琴弦吸了水分,就会变长而呈松弛,其发出声音的特性会变化,进而预测天气,说明声音可以传递__________。(选填“信息”或“能量”)
信息
解析:声音在生活中有两个应用,即声音可以传递信息、声音能够传递能量,琴声可以预测天气,利用了声音传递信息。
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延时文字
基础通关 —— 2.声与能量
思考:把一块石头扔进水里,可以看到一圈一圈的波纹向四周散去,水面上的树叶也随之起伏。我们说,扔石头的能量通过水波传给了树叶。声波是一种波动,那么,声波能传递能量吗?
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延时文字
基础通关 —— 2.声与能量
实验:将扬声器对准烛焰,播放音乐,你看到了什么现象?这说明了
什么问题?
现象:烛焰跳动。
结论:声波能传递能量。
探究
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延时文字
基础通关 —— 2.声与能量
声音与能量
狮吼功
低音频(30-60HZ)灭火器
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延时文字
基础通关 —— 2.声与能量
次声波与能量
“器官型”次声波武器发射的声波能引起人体器官的共振,导致器官变形、移位、甚至破裂,从而达到杀伤敌人的目的。
次声波武器
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延时文字
基础通关 —— 2.声与能量
超声波与能量
超声波碎石机
超声波清洗机
超声波加湿器
超声波除尘器
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基础通关 ——声与能量
例2 清洗眼镜的超声清洗机如图所示。它工作时,站在旁边人能听到“滋滋”的声音,这种“滋滋”的声音______(选填“是”或“不是”)超声,超声清洗机能把眼镜清洗干净是因为超声可以传递_______(选填“能量”或“信息”)。
不是
解析:人类的听觉频率范围是20~20000Hz,超声波超出了人耳的听觉范围,所以当超声清洁器在工作时,产生的“滋滋”的声音不是超声。
超声波在液体中传播时,能使液体产生剧烈的振动,从而达到清洗的效果,因此,说明声音能传递能量。
能量
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基础通关 ——声与能量
例3 现在次声波还被研发成武器,受到这种武器攻击的人会东倒西歪,这说明次声波可以传递________ 。其实,抵御这种新型武器也不难,只要在它面前设置一条真空带即可,这是因为_______________。
真空中不能传声
解析:声音可以传递信息和能量。次声波武器攻击会导致人东倒西歪,说明次声波可以传递能量。声音的传播需要介质,真空不能传声。所以抵御这种新型武器也不难,只要在它面前设置一条真空带即可。
能量
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延时文字
基础通关 —— 3.噪声
乐音和噪声的区分
乐音 噪音
物理角度 发声体做规则振动
发出的声音 发声体做无规则振动
发出的声音
环境保护角度 凡是妨碍人们正常休息、学习和工作、
对人们要听的声音产生干扰的声音,都属于噪声
波形
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延时文字
基础通关 —— 3.噪声
噪声的来源
交通运输噪声:各种交通工具的喇叭声、汽笛声、刹车声、排气声、机械运转声等;
工业噪声:纺织厂、印刷厂、机械车间的噪声等;
施工噪声:筑路、盖楼、装修时发出的噪声等;
社会生活噪声:家庭噪声,娱乐场所、商店、集贸市场里的喧哗声等。
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基础通关 ——区分噪声和乐声
例4 我们生活在声音的世界里,声音无处不在。下列声音:①工厂车间机器的轰鸣声;②剧场里京剧表演的演奏声;③清展公园里小鸟的鸣叫声;④装修房子的电钻声;⑤学校附近人家放的爆竹声;⑥山涧小溪潺潺的流水声。其中属于噪声的是______________。
①④⑤
解析:从环境保护的角度来说,噪声是指影响人们正常的学习、生活、休息和对要听到的声音起干扰作用的声音。由此可知,工厂车间机器的轰鸣声;装修房子的电钻声;学校附近人家放的爆竹声影响了人们的正常生活、工作和学习,即属于噪声的是①④⑤。
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延时文字
基础通关 —— 3.噪声
噪声强弱的等级
单位:在声学上,人们用分贝作为单位来表示声音强弱的等级,分贝的符号是dB。
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基础通关 ——噪声强弱
例5 城区步行街上安装了如图所示的噪声监测装置,图中读数为35____(填单位),该装置显示了噪声的________(选填“音调”“响度”或“音色”),如图所示是两种声音的波形图,从图形可知:图________是噪声的波形。
dB
响度
丙
解析:城区步行街上安装了如图所示的噪声监测装置,可以监测声音的强弱等级,图中读数为35dB,它显示了噪声的响度。乙图的波形是有规则的,是乐音;丙图的波形是无规则的,是噪声。
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人对不同强度的声音的感觉:为了保护听力,声音不能超过90dB ;为了保证工作和学习,声音不能超过70dB ;为了保证休息和睡眠,声音不能超过50dB。
延时文字
基础通关 —— 3.噪声
噪声强弱的等级
声音的等级/dB 人的感觉 声音的等级/dB 人的感觉
0 刚刚引起听觉 70~ 90 较吵
10~ 30 极静 90~ 110 很吵
30 ~ 50 安静 110~ 130 感到疼痛
50~ 70 较静 130~150 无法忍受
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延时文字
基础通关 —— 3.噪声
噪声的危害
心理影响:使人烦躁、精力不集中,妨碍睡眠和休息;
生理影响:使人耳聋、头痛、消化不良、视觉模糊等,严重的神志不清、休克或死亡;
物理效应:高强度的噪声能够损坏建筑物。
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基础通关 ——噪声的危害
例6 如图所示,在城市的繁华路段旁常竖有噪声显示装置,从装置上显示的分贝数大小可知( )
A.此时的噪声能使人失去听力
B.此时的噪声会妨碍人们的工作和学习
C.此时的噪声会妨碍人们的休息和睡眠
D.此处是较理想的安静环境
C
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基础通关 ——噪声的危害
解析:从噪声监测器上可以直接读出53dB,它代表声音的响度。
A.超过150dB的噪声环境,鼓膜会破裂出血,双耳完全失去听力,故A不符合题意;
B.为了保证工作和学习,声音不超过70分贝的噪声,故B不符合题意;
C.为了保证休息和睡眠,声音不能超过50分贝的声音,故C符合题意;
D.30∼40dB是较为理想的安静环境,故D不符合题意。
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延时文字
基础通关 —— 4.控制噪声
声音从产生到引起听觉有三个阶段
噪声的产生过程:
声源的振动产生声音
空气等介质的传播
鼓膜的振动
控制噪声的途径:
防止噪声产生(声源处)
阻断噪声的传播(传播过程中)
防止噪声进入耳朵(人耳处)
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延时文字
基础通关 —— 4.控制噪声
防止噪声产生----在声源处控制
如:在声源处安装消声器、禁止鸣喇叭。
汽车消声器
禁止鸣笛标志
枪管消声器
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延时文字
基础通关 —— 4.控制噪声
阻断噪声的传播-----在传播过程中控制
如: 隔声板、植树种草(吸收噪声)、关门窗。
公路隔声屏障
公路两旁植树
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延时文字
基础通关 —— 4.控制噪声
防止噪声进入人耳朵----在人耳处控制
如:戴耳罩、用手捂住耳朵。
捂耳朵
戴耳罩
耳塞
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延时文字
基础通关 —— 5.噪声的应用
噪声的应用
噪声除草:科学家根据不同植物对不同噪声的敏感程度不同制造出噪声除草器,其发出的噪声使杂草的种子提前萌发,这样就可以在作物生长之前用药物除掉杂草;
噪声除尘:美国科研人员研制出一种功率为2 kW的除尘器,它能发出频率为2 000 Hz、声强为160 dB的噪声,这种装置可以用于烟囱除尘,控制高温、高压、高腐蚀环境中的尘粒和大气污染;
此外还利用噪声发电、噪声制冷、噪声克敌等先进技术为人类服务。
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延时文字
声音的利用
区分记忆 举例
声传递信息 “告诉” 1.从异常声音中获取信息
(1)医生通过听诊器诊断疾病;
(2)汽车修理师傅根据发动机的声音判断故障;
(3)铁路工人用铁锤敲击铁轨发现松动的螺栓等;
2.利用超声波传递信息回声定位、倒车雷达、B超、声呐;
3.利用次声波传递信息:地震、海啸等
声传递能量 “改变” 超声波碎石、超声波清洗物体、超声波除尘、次声波武器等
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题型一 声音传递信息与传递能量辨析
母题1 某科研团队开发了一种“声能回收”技术,可将城市交通噪声转化为电能供路灯使用。下列选项中,与该项技术利用声音的性质最相似的是( )
A.渔民利用声呐探测鱼群位置
B.医生通过超声成像检查人体器官
C.超声波加湿器将水雾化以加湿空气
D.超声导盲杖帮助视障人士探测障碍物
C
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题型一 声音传递信息与传递能量辨析
解析:利用“声能回收”技术,将城市交通噪声转化为电能供路灯使用,是利用了声音的能量。A.渔民利用声呐探测鱼群位置,是利用声音来传递信息,故A不符合题意;B.医生通过超声成像检查人体器官,是利用声音来传递信息,故B不符合题意;C.超声波加湿器将水雾化以加湿空气,是利用声音来传递能量,故C符合题意;D.超声导盲杖帮助视障人士探测障碍物,是利用声音来传递信息,故D不符合题意。
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题型一 声音传递信息与传递能量辨析
变形1 随着科学技术和社会的发展,超声波已广泛应用于各个领域。下列事例中利用超声波传递信息的是( )
A.生活中利用超声波清洗眼镜
B.工程师利用金属超声波探伤仪检测金属内部是否有缺陷
C.玩具厂的工人利用超声波焊接器焊接塑料玩具
D.医院的医生利用超声波粉碎结石
B
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题型一 声音传递信息与传递能量辨析
解析:A.因声音可以传递能量,因此生活中可以利用超声波清洗眼镜上的污渍,故A不符合题意;B.用超声波给金属工件探伤,获得工件内部构造信息,利用了超声波可以传递信息,故B符合题意;C.超声波焊接器,利用超声波来焊接,是因为超声波能传递能量,故C不符合题意;D.用超声波粉碎人体内的结石,击打结石需要能量,所以这是利用超声波传递能量的,故D不符合题意。
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题型二 噪声的控制
母题2 2024年6月6日,列车“静音”车厢车票开始发售。在“静音”车厢内须遵守:使用各类电子设备时,须关闭声源外放功能或佩戴耳机等约定,共建共享文明、温馨、安静的列车旅行环境。关闭声源外放功能,这种控制噪声的措施属于( )
A.防止噪声产生 B.监测噪声强弱
C.减弱噪声的传播 D.防止噪声进入耳朵
A
解析:关闭声源外放功能,属于在声源处减弱噪声,即从噪声的产生处减弱,故A符合题意,BCD不符合题意。
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题型二 噪声的控制
变形2-1 当学校附近建楼、修路时,产生的噪声会严重影响教师给学生讲课,为了使教室内的学生免受环境噪声的干扰,下面方法中最有效、合理的是( )
①强烈要求工地停工
②学校教室安装双层隔音玻璃
③在学校与工地中间植树
④教室内安装噪声监测仪
A. ①② B. ①③ C. ②③ D. ③④
C
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题型二 噪声的控制
解析:学校教室安装双层隔音玻璃和在学校与工地中间植树,是在传播过程中减弱噪声,故②③符合题意;强烈要求工地停工是不可能的,故①不符合题意;教室内安装噪声监测仪,能监测噪声的强弱,不能减弱噪声,故④不符合题意。故选C。
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题型二 噪声的控制
变形2-2 如图与声有关的四幅图中,属于在声源处控制噪声的是( )
A. 居民区街道禁鸣喇叭 B. 飞机旁的工作人员戴有耳罩的头盔
C. 高架路某些路段两侧设有透明板墙 D. 街头设置的噪声监测仪
A
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题型二 噪声的控制
解析:A.居民区街道禁鸣喇叭可以防止噪声的产生,属于在声源处减弱噪声,故A符合题意;
B.飞机旁的工作人员戴有耳罩的头盔可以防止噪声进入人耳,属于在人耳处减弱噪声,故B不符合题意;
C.高架路某些路段两侧设有透明板墙可以阻断噪声的传播,属于在传播过程中减弱噪声,故C不符合题意;
D.街头设置的噪声监测仪只能监测噪声的强度,不能减弱噪声,故D不符合题意。
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延时文字
隔音材料与吸音材料
隔音材料 吸音材料
特征 质地坚硬的材料 纤维状、颗粒状或发泡材料形成多孔的疏松结构
举例 钢板、玻璃等 海绵、羽绒、泡沫等
防噪声原理 声音传播到它们表面时易发生反射,从而起到阻碍噪声直接传播的作用 声音遇到这种材料时会引起微孔中的空气振动,使声音的能量衰减,从而起到吸音作用
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题型三 制作隔音房间模型
母题3 项目式学习:制作隔音房间模型。
(1)活动任务一:选择房间模型
小明选取了容易获取,且有盖方便放置隔音材料的鞋盒,进行房间模型的制作。
(2)活动任务二:选择声源
老师给同学们提供了:①音叉,②闹钟。
根据所学知识,你认为更适合做声源的是 __________(填序号)。
②
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题型三 制作隔音房间模型
母题3 项目式学习:制作隔音房间模型。
(3)活动任务三:选择和安装隔音材料
①小明从家中找出一些材料开始研究:一些报纸、一件羽绒服、一些包装家电的泡沫板、一些棉花和一些棉布。
②小明打算将这些材料裁剪至大小合适、厚度相同,并贴在房间模型的内部,以下做法合理的是_________。
A.只贴在“房间”的四面墙壁上
B.贴在“房间”的四面墙壁和地面上
C.贴在“房间”的四面墙壁、地面和顶面上
C
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题型三 制作隔音房间模型
母题3 项目式学习:制作隔音房间模型。
(4)活动任务四:测试隔音性能
①小明将分贝仪放在与“房间”的距离______(选填“相同”或“不同”)处,此处用到的研究方法是__________。将每次实验测得的数据填在表中。
相同
材料 报纸 羽绒服 泡沫板 棉花 棉布
分贝仪显示声音的大小/dB 83 68 72 78 75
②根据实验数据可知,这些材料中隔音性能最好的是_________ 。
控制变量法
羽绒服
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题型三 制作隔音房间模型
解析:(2)根据所学知识有控制变量法思想,且为了发声更稳定,故更适合做声源的是闹钟。(3)ABC.因声音的传播可通过墙壁、地面及顶面,故AB不符合题意,C符合题意。故选C。(4)小明必须将分贝仪放在与“房间”的距离相同处,使传播在房间时声音的响度保持不变,此处用到的研究方法是控制变量法。根据实验数据可知,测得羽绒服的分贝数最小,故其隔音性能最好。
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题型三 制作隔音房间模型
变形3 在“制作隔音房间模型”跨学科实践活动中,小明用播放音乐的手机作为声源开展探究。
(1)选用厚度相同的不同材料制成规格相同的模型。保持手机发出声音的 __________(选填“响度”或“音调”)相同;
(2)把手机放置在不同材料制成的模型内,逐步远离声源,直至_______为止,记录数据如表1所示,得出结论:不同材料的隔音性能是_______的;
听不到声音
响度
材料 纸板 棉布 塑料板 泡沫板
距离/m 7 4 8 5
不同
表1
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题型三 制作隔音房间模型
(3)小明猜想材料的隔音性能还与材料的表面粗糙程度有关。于是把塑料板加工成:两面光滑、一面光滑一面粗糙、两面粗糙三种;用三种材料制成模型进行探究,记录数据如表2所示,得出结论:隔音性能与材料
表面的粗糙程度有关,且材料粗糙面向着声源处时隔音效果______ ;
(4)厚度和粗糙程度相同的海绵和纸板相比,________的隔声性能要好,判断的依据是__________________________ 。
好
海绵
材料 两面光滑 一面光滑
(光滑向里) 一面粗糙
(粗糙向里) 两面粗糙
距离/m 8 6 4 3
表2
海绵比纸板疏松
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题型三 制作隔音房间模型
解析:(1)选用厚度相同的不同材料制成规格相同的模型,根据控制变量法思想,应保持手机发出声音的响度相同。
(2)把手机放置在不同材料制成的模型内,逐步远离声源,听到的声音会越来越小,直至听不到声音为止,记录数据如表1所示,根据表格数据,比较听不到声音的距离,可得出结论:不同材料的隔音性能是不同的。
(3)根据表2数据可知隔音性能与材料表面的粗糙程度有关,当材料粗糙面向着声源处时,听不见声音的距离越短,说明隔音效果越好。
(4)厚度和粗糙程度相同的海绵和纸板相比,海绵的隔声性能要好,由于海绵比纸板疏松,能够吸收部分声音。
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延时文字
和超声波测速仪有关的两次信号反射问题
表现形式:题中给出超声波测速仪相关信息及声速大小,让进行距离、
车速或时间的求解。
核心:找等量关系
(1)信号到物体所用时间等于物体运动所用的时间等于发出信号到
接收信号所用时间的一半, 即 ;
(2)信号一去一回运动的距离等于2倍两物体间的距离,即s信=2s间距。
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和超声波测速仪有关的两次信号反射问题
母题1 为了督促司机遵守限速规定,交管部门在公路上设置了固定测速仪。
如图所示,汽车向放置在路中的测速仪匀速驶来,测速仪向汽车发出两次超声波信号,第一次发出信号到接收到反射回来的信号用时0.5s,第二次发出信号到接收到反射回来的信号用时0.4s。若测速仪发出两次信号的时间间隔是0.9s,超声波的速度是340m/s,下列说法中正确的是( )
A.汽车接收到第一次信号时,距测速仪170m
B.汽车两次接收到信号时位置相距34m
C.在该测速区内,汽车的速度是8.9m/s
D.在该测速区内,汽车的速度是20m/s
D
测速仪
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和超声波测速仪有关的两次信号反射问题
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和超声波测速仪有关的两次信号反射问题
变形1-1 超声测速仪与被测汽车在同一水平直线上,某次测速时,测速仪前后两次向汽车发出并接收到被汽车反射回来的超声波信号,该过程超声波与测速仪之间的距离s随时间t的变化如图所示,已知超声波的速度为340m/s,超声波的速度与车速均保持不变。下列说法正确的是( )
A.汽车正在驶向测速仪
B.汽车的速度约为34m/s
C.图中s1为68m
D.测速仪两次收到超声波的时间差为0.9s
B
50
和超声波测速仪有关的两次信号反射问题
51
和超声波测速仪有关的两次信号反射问题
B
52
和超声波测速仪有关的两次信号反射问题
53
$