利用回声测距 培优专题2026-2027学年浙教版科学八年级上册

该初中科学导学案以“利用回声测距”为核心主题，围绕回声原理及静态、动态测距应用构建知识体系，设计“概念归纳-例题解析-分层练习”的递进式学习路径，引导学生从基础原理理解逐步过渡到复杂情境下的问题解决。 亮点在于动态测距问题的深度探究设计，通过汽车测速、身高测量仪等真实情境例题，培养科学思维中的模型建构与推理论证能力，结合“课后作业+走进重高”分层任务，促进学生从知识应用到创新思维的提升，为教师单元复习提供系统的教学支持和针对性训练方案。

八年级上册科学 利用回声测距 培优专题 一、声音测距离知识点归纳： (1)声波在传播过程中，遇到障碍物被反射回来，再传入人耳，听到反射回来的声音叫做回声。 (2)静态回声测距：声源到障碍物的距离等于声音传播路程的，即 (3)①动态回声测距： ②动点回声测距——测汽车速度： 解：∵ S1=v声t1 S2=v声t2 ∴ S车= SAB = S2 - S1 又∵t车=t1+t2 ∴v车= 二、例题解析 例1：（2025•一模）若声音在空气中的传播速度为v1，在钢轨中的传播速度为v2，有人用锤子敲了一下钢轨的一端，另一人在另一端听到两次声音的时间间隔为t，下列说法中正确的是（　　） A．声音沿钢轨从一端传到另一端时间为 B．声音沿钢轨从一端传到另一端时间为 C．钢轨的长度为 D．钢轨的长度为（v2﹣v1）t 例2：图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。某同学站上测高台，感应器记录到信号从发射到接收所经历的时间为 5×10-3S已知感应器距测高台的高度为2.5m，空气中的声速取340 m/s，则该同学的身高为 （ ） A．1.70m B．1.65m C．0.85m D．0.80m 例3：下表是某些介质中的声速v： 介质 V/(m/s) 介质 V/(m/s) 水（5℃） 1450 冰 3230 水（15℃） 1470 软橡胶（常温） 40~50 水（20℃） 1480 软木 500 海水（25℃） 1531 铁（棒） 5200 （1）分析表格的信息，可推断出声速大小可能跟 （只写一点）有关，依据是 ； （2）小明随父母到山区爬山，他向着远处的山崖大喊一声，约1.6s听到回声，他们距山崖大约 m（声速按340 m/s计算）； （3）真空中声速是 m/s。 例4：一辆汽车以某一速度正对山崖匀速行驶，司机在距山崖355m处鸣笛后2s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s1。 （2）司机听到回声时距山崖的距离s2。 （3）汽车的速度v。 例5：如图(a)所示，停在公路旁的公安巡逻车利用超声波可以监测车速：巡逻车上的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就能测出车速。在图(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。设测速仪匀速扫描，P1 与 P2 之间的时间间隔为 0.9 秒，超声波在空气中传播的速度为 340 米/秒。则被测车的车速为(　　) A．20 米/秒 B．25 米/秒 C．30 米/秒 D．40 米/秒 例6：阅读材料，回答问题。 超声波测速 测距：如图甲所示，固定不动的超声波测速仪向静止的汽车发射超声波信号（简称信号）同时开始计时，信号传播过程中遇到汽车会被反射，测速仪接收到返回的信号停止计时，计算出汽车与测速仪之间的距离。图乙可表示信号传播过程的s—t图象，s表示信号与测速仪之间的距离，t表示信号传播的时间。 测速：测速仪向运动的汽车先后发射两次信号，根据汽车在两次遇到信号的时间段内所通过的距离，计算得出汽车的平均速度。（超声波速度取340m/s) （1）小科乘坐汽车在公路上行驶时，发现测速仪向他驶来，选定的参照物为　 　. （2）如图乙，若t0=0.8s，则静止的汽车与测速仪之间的距离为　 　米。 （3）某次对汽车进行测速时，向匀速驶来的汽车发射两次信号，两次发射信号的时间间隔是1.0秒，第一次发射信号到接收用时0.4秒，第二次发射信号到接收用时0.2秒，如图丙。请通过计算说明汽车在限速100千米/小时的高速路段行驶时是否超速。 课后作业 1.同学将耳朵贴在一根20m装满水的铁管的一端，乙同学在另一端用力敲一下铁管，甲同学能听到（已知空气中的声速为340m/s,水中声速为1500m/s,铁中声速为5200m/s，人耳能够区分两次声音的时间间隔0.1s）（　　） A．1次敲击声 B．2次敲击声 C．3次敲击声 D．多次敲击声 2.“李四光号”是我国第一艘具备定位、水深测量、重力、地形、地貌测绘等能力的海洋测量船。如图所示，假定船上方的发声器A和船底的发声器B同时发出声波，陆地上的山到船的距离和海底到船的距离相同（船的体积忽略不计）。根据声音在各种介质中传播的速度（忽略温度和压强的影响），下列说法正确的是（　　） 介质 传播速度/（m/s） 空气 约340 海水 约1530 A． 测量船先收到沿海水传回来的声波 B．测量船先收到沿空气传回来的声波 C．测量船同时收到沿海水和沿空气传回来的声波 D．哪个发声器发出的声音频率高，传回来的声波就先收到 3.国庆节期间，小明随父母去爬山，一座高山，看上去很近，走了好久还走不到，大约还有多远呢？小明想到可以利用回声来测量距离，他向山崖大喊一声，听一下回声，用手机上的秒表记下两声之间的时间间隔为1.5s,假设声音在空气中的速度约为340m/s,那么他到山崖的距离大约是（　　） A．510m B．255m C．340m D．1020m 4.声音在不同介质中传播速度一般是不同的。阅读下表回答问题： 介质 声速v（米/秒） 介质 声速v（米/秒） 空气(0 ℃) 331 蒸馏水(25 ℃) 1497 空气(15 ℃) 340 铝(25 ℃) 5000 空气(25 ℃) 346 铁(25 ℃) 5200 煤油(25 ℃) 1324 铜(25 ℃) 3750 （1）指出声音在介质中的传播速度可能有的规律： （写出一条即可）。 （2）某测量员在空气温度是 15 ℃的环境中利用回声测距离：他站在两平行峭壁间某一位置鸣枪，经过 1.00 秒钟第一次听到回声，又经过 0.50 秒钟再次听到回声，回声测距是利用了声波的 ，已知声速为 340 米/秒，则两峭壁间的距离多少米 ？（写出计算步骤） 二、回声问题计算 5.渔船向海底发射探测鱼群的超声波，经过2s收到回波信号，则鱼群与渔船的距离是：____________（声音在海水中传播速度是1500m/s）．神舟六号飞船在太空遨游时，地面的监测设备不能用这种方法来监控飞船与地球之间的距离，其原因是： 。 6．一辆客车在高速公路上经过某直线路段时，司机驾车做匀速直线运动。司机发现其正要通过正前方高山悬崖下的隧道，于是鸣笛，经t1＝6秒后听到回声，听到回声后又行驶t2＝16秒，司机第二次鸣笛，又经t3＝2秒后听到回声，请根据以上数据计算：（已知声音在空气中的传播速度为340米/秒） （1）客车匀速行驶的速度并判断客车是否超速行驶。（已知此高速路段最高限速为120千米/小时） （2）客车第一次鸣笛时与悬崖的距离。 7．一辆汽车向山崖开去，在离山崖540m时司机按了一下喇叭，经过了3秒钟他听到了回声，声音在空气中的传播速度为340m/s，求： （1）汽车的速度是多少？ （2）当司机所到回声时离山崖多远？ 8.如图所示是小方乘坐出租车前往回音谷游玩时的发票。 （1）根据发票信息，该出租车平均速度是 m/s。 （2）为了体验回声，司机停车并按响喇叭，2s后听到回声，则停车处距崖壁 m。 （3）为了近距离欣赏峡谷风光，出租车载着小方继续以某一恒定速度正对崖壁向前直线行驶。 当出租车距崖壁270m时，司机按响了喇叭，1.5s后听见回声，则出租车的速度为 m/s。（已知声音在空气中的速度为340m/s） 9．钓鱼岛是我国固有领土。如图所示，我国某海警船在钓鱼岛海域进行巡航工作。（声音在空气中的传播速度是340m/s） （1）海警船行驶的过程中鸣笛2s后听到回声，则从鸣笛到听到回声，声音所走的路程是多少？ （2）若海警船的速度为45km/h，正靠近山崖，则鸣笛时海警船距山崖的距离是多少？ 10.某兵工厂生产了一批新式步枪。为测试子弹飞行的平均速度，一士兵手持步枪在空旷的靶场瞄准510米外的靶子射击，枪筒旁边的声波探测器先后探测到两次较强声波，并在示波器上显示出来(如图所示)。已知第一次是枪响的声波，第二次是子弹击中靶的声波，示波器上每一大格时间相差1秒。求：(声音在空气中的传播速度是340 米/秒) (1)子弹击中靶的声音传到人耳处所需的时间。 (2)两次声音的时间间隔。 (3)子弹飞行的时间。 (4)子弹飞行的平均速度。 11.我们知道声音在不同介质中的传播速度一般不同，阅读下表中一些介质中的声速，回答问题。一些介质中的声速v单位m/s 空气（0℃） 331 冰 3230 空气（15℃） 340 钢棒 3750 煤油（25℃） 1324 铝棒 5000 水（常温） 1500 铁棒 5200 在长为750米的金属管的一端敲击一下，在另一端先后听到两个声音。 （1）声音在介质中的传播速度有什么规律？（写出两条） （2）请你结合所学知识解释先后听到两个声音的原因。 （3）从敲击到听到第一个声音用了0.2秒，该金属管可能是由什么材料制成？(写出过程） （4）声音有个“怪脾气”，它在温度均匀的空气里是笔直地走的：一旦碰到空气的温度 有高有低时，它就尽挑温度低的地方走，于是声音就拐弯了。你注意过高速列车通过时的声音吗？夜晚和早晨听到火车的汽笛声很清楚，一到白天就不太清楚了，有时甚至听不见，请根据上面的知识分析造成这种现象的主要原因是什么？ 走进重高 12.交通部门常用测速仪来检测车速。测速原理是测速仪前后两次发出并接收被测车反射回的超声波信号，再根据两次信号的时间差，测出车速，如图甲所示。某次测速中，测速仪发出与接收超声波的情况如图乙所示，x表示超声波与测速仪之间的距离，则该被测汽车的速度为(假设超声波的传播速度为340米/秒，且保持不变) (　　) A．28.33米/秒 B．13.60米/秒 C．14.78米/秒 D．14.17米/秒 13．如图，图a是在高速公路上用超声波测量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，测出被测的物体的速度；图b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△t=1.0s，超声波在空气中传播的速度是v=340m/s，若汽车是匀速行驶的，则根据图b可知，汽车的速度是　 　m/s(结果精确到0.1) 14．如图所示是在高速公路上用超声波测速仪测量车速的示意图，测速仪指向车辆发出超声波脉冲信号，并接收经车辆反射的超声波脉冲信号，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。在某次测速过程中，超声波测速仪对某一汽车共发射两次信号，接收两次信号，数据如下： 时刻/s 0 0.5 1 1.6 事件 发出第一次超声波信号 接收第一次 超声波信号 发出第二次超声波信号 接收第二次超声波信号 已知超声波在空气中传播的速度是340m/s，若汽车是沿直线匀速行驶： （1）求汽车在反射两个超声波信号之间的时间内前进的距离是　 ? 　， （2）求汽车的速度　 ?　m/s 。 (保留1位小数) 15．交通部门常用测速仪来检测车速。测速原理是测速仪前后两次发出并接收到被测车反射回的超声波信号，再根据两次信号的时间差，测出车速，如图甲。某次测速中，测速仪发出与接收超声波的情况如图乙所示，X表示超声波与测速仪之间的距离。（假设越声波的速度为340 m s，且保持不变）。求： （1）超声波第一次遇到被测汽车时被测汽车与测速仪之间的距离X1为多少？ （2）超声波第二次遇到被测汽车时被测汽车与测速仪之间的距离X2为多少？ （3）被测汽车在这段时间内的平均速度为多少？ （4）若此路段限速为50km/h，该被测汽车是否超速？ 16．如图（a）所示，停在公路旁的公安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脉冲信号，根据发出和接收到的信号间的时间差，就能测出车速。在图（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。设测速仪匀速扫描，P1与P2之间的时间间隔为0.9s，超声波在空气中传播的速度为340m/s，假设被测汽车沿直线匀速行驶。 （1）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是多少？ （2）测速仪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是多少？ （3）汽车的速度是多少m/s？ 17．如图甲所示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可测出车离测速仪的距离和车速。图乙中 P1、P2是测速仪发出的超声波信号， 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 秒，超声波在空气中的传播速度为v=340米/秒。试回答。 （1）根据图乙可知图甲中汽车的运动方向是 　 　(填“水平向左”或“水平向右”)。 （2）汽车在接收到 P1、P2两个信号之间的时间内前进的距离是多少米? （3）汽车的速度为多少米/秒?(计算结果保留一位小数) 八年级上册科学 利用回声测距 培优专题 一、声音测距离知识点归纳： (1)声波在传播过程中，遇到障碍物被反射回来，再传入人耳，听到反射回来的声音叫做回声。 (2)静态回声测距：声源到障碍物的距离等于声音传播路程的，即 (3)①动态回声测距： ②动点回声测距——测汽车速度： 解：∵ S1=v声t1 S2=v声t2 ∴ S车= SAB = S2 - S1 又∵t车=t1+t2 ∴v车= 二、例题解析 例1：（2025•一模）若声音在空气中的传播速度为v1，在钢轨中的传播速度为v2，有人用锤子敲了一下钢轨的一端，另一人在另一端听到两次声音的时间间隔为t，下列说法中正确的是（　　） A．声音沿钢轨从一端传到另一端时间为 B．声音沿钢轨从一端传到另一端时间为 C．钢轨的长度为 D．钢轨的长度为（v2﹣v1）t 【解答】解：（1）设钢轨的长度为L，声音在空气中传播的时间t1＝； 声音在钢轨中传播的时间为t2＝； 时间间隔t＝t1﹣t2＝﹣； 所以钢管的长度L＝；故C正确，D错误； （2）声音从钢轨从一端传到另一端所用时间为t2＝＝＝t； 故AB错误； 故选：C。 例2：图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。某同学站上测高台，感应器记录到信号从发射到接收所经历的时间为 5×10-3S已知感应器距测高台的高度为2.5m，空气中的声速取340 m/s，则该同学的身高为 （ ） A．1.70m B．1.65m C．0.85m D．0.80m 【答案】B 【解析】（1）速度公式的应用：速度的计算公式为 ，其中v表示速度，s表示路程，t表示时间。已知声速和超声波传播时间，可计算出超声波传播的路程 。 （2）路程与身高的关系：超声波从感应器发出到经人体反射返回感应器，传播的路程是感应器到人体头顶距离的 2 倍。用感应器距测高台的总高度减去超声波传播路程的一半，就能得到同学的身高 。 【解答】感应器记录到信号从发射到接收所经历的时间为 则超声波从感应器到人的头顶的传播时间为该时间的 ，即感应器到人的头顶的距离： 人的身高h=2.5m -0.85m=1.65m。 故答案为：B。 例3：下表是某些介质中的声速v： 介质 V/(m/s) 介质 V/(m/s) 水（5℃） 1450 冰 3230 水（15℃） 1470 软橡胶（常温） 40~50 水（20℃） 1480 软木 500 海水（25℃） 1531 铁（棒） 5200 （1）分析表格的信息，可推断出声速大小可能跟 （只写一点）有关，依据是 ； （2）小明随父母到山区爬山，他向着远处的山崖大喊一声，约1.6s听到回声，他们距山崖大约 m（声速按340 m/s计算）； （3）真空中声速是 m/s。 【答案】介质的温度；声音在5℃、15℃、20℃的水中的速度不同；（或：介质的种类； 声音在水、海水、冰、铁等不同物质中速度不同；）；272；0 【解析】（1）由表中信息可知，变量为介质和温度，可知声速与温度以及介质种类有关。 （2）听到回声，声音经过的距离是他们距山崖距离的2倍。 （3）声音的传播需要介质，可知声音不能在真空中传播，速度为零。【解答】（1）观察表中数据，不难发现：①声音在水、海水、冰、铁等不同介质中速度不同，说明声速大小和介质种类有关。 ②声音在 5℃、15℃、20℃的水中的速度不同，说明声速大小和温度有关。 （2）声音从小明这里到远处山崖时间为，根据可得 （3）因为声音不能在真空中传播，所以真空中声速是0m/s。 例4：一辆汽车以某一速度正对山崖匀速行驶，司机在距山崖355m处鸣笛后2s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s1。 （2）司机听到回声时距山崖的距离s2。 （3）汽车的速度v。 【答案】(1) 680m； (2) 325m； (3) 15m/s 【详解】解：（1）声音传播的距离 s1＝v声t＝340m/s×2s＝680m （2）车走过的距离 s车＝2s−s1＝2×355m−680m＝30m 司机听到回声时距山崖的距离 s2＝355m−30m＝325m （3）汽车的速度 答：（1）从司机鸣笛到听到回声，声音所走的路程为680m； （2）司机听到回声时距山崖的距离为325m； （3）汽车的速度为15m/s。 例5：如图(a)所示，停在公路旁的公安巡逻车利用超声波可以监测车速：巡逻车上的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就能测出车速。在图(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。设测速仪匀速扫描，P1 与 P2 之间的时间间隔为 0.9 秒，超声波在空气中传播的速度为 340 米/秒。则被测车的车速为(　　) A．20 米/秒 B．25 米/秒 C．30 米/秒 D．40 米/秒 【答案】A 例6：阅读材料，回答问题。 超声波测速 测距：如图甲所示，固定不动的超声波测速仪向静止的汽车发射超声波信号（简称信号）同时开始计时，信号传播过程中遇到汽车会被反射，测速仪接收到返回的信号停止计时，计算出汽车与测速仪之间的距离。图乙可表示信号传播过程的s—t图象，s表示信号与测速仪之间的距离，t表示信号传播的时间。 测速：测速仪向运动的汽车先后发射两次信号，根据汽车在两次遇到信号的时间段内所通过的距离，计算得出汽车的平均速度。（超声波速度取340m/s) （1）小科乘坐汽车在公路上行驶时，发现测速仪向他驶来，选定的参照物为　 　. （2）如图乙，若t0=0.8s，则静止的汽车与测速仪之间的距离为　 　米。 （3）某次对汽车进行测速时，向匀速驶来的汽车发射两次信号，两次发射信号的时间间隔是1.0秒，第一次发射信号到接收用时0.4秒，第二次发射信号到接收用时0.2秒，如图丙。请通过计算说明汽车在限速100千米/小时的高速路段行驶时是否超速。 【答案】（1）汽车或自己 （2）136 （3）根据图丙可知，两次测速仪与汽车之间的距离差S=68m-34m=34m 两次信号接触汽车的时间差t=1.1s-0.2s=0.9s 136km/h＞100km/h所以超速 【解析】（1）如果物体是运动的，那么它相对参照物的位置发生改变；如果物体是静止的，那么它相对参照物的位置保持不变。 （2）根据计算汽车到测速仪之间的距离。 （3）根据图像可知，第一次信号与汽车相遇时，汽车到测距仪的距离为64m，第二次到测距仪的距离为34m，二者相减计算出汽车行进的距离。这段距离对应的时间等于两次信号的相隔时间+第二次发射到接收时间的一半-第一次发射到接收时间的一半，最后根据计算即可。 【解答】（1）小科乘坐汽车在公路上行驶时，发现测速仪向他驶来，因为测速仪相对汽车的位置不断改变，因此选定的参照物为汽车或自己。 （2）静止的汽车与测速仪之间的距离为：。 课后作业 1.同学将耳朵贴在一根20m装满水的铁管的一端，乙同学在另一端用力敲一下铁管，甲同学能听到（已知空气中的声速为340m/s,水中声速为1500m/s,铁中声速为5200m/s，人耳能够区分两次声音的时间间隔0.1s）（　　） A．1次敲击声 B．2次敲击声 C．3次敲击声 D．多次敲击声 【答案】A 【解答】解：由于声音在不同介质中的传播速度不同，在固体传播最快，而在气体中传播最慢。当乙同学在一端用力敲一下铁管。甲同学将耳朵贴在一根长铁管的另一端时，声音会传播三次，即第一次是通过铁管这一固体传播过来的，另一次是通过水传播过来的，还有一次通过铁管周围的空气传播。 声音在铁、水、空气中传播20m所用的时间分别为： t1==≈0.004s； t2==≈0.0133s； t3==≈0.0588s。 分析上述数据，人耳能够区分两次声音的时间间隔0.1s,故能听到一次声音。 故选：A。 2.“李四光号”是我国第一艘具备定位、水深测量、重力、地形、地貌测绘等能力的海洋测量船。如图所示，假定船上方的发声器A和船底的发声器B同时发出声波，陆地上的山到船的距离和海底到船的距离相同（船的体积忽略不计）。根据声音在各种介质中传播的速度（忽略温度和压强的影响），下列说法正确的是（　　） 介质 传播速度/（m/s） 空气 约340 海水 约1530 A．测量船先收到沿海水传回来的声波 B．测量船先收到沿空气传回来的声波 C．测量船同时收到沿海水和沿空气传回来的声波 D．哪个发声器发出的声音频率高，传回来的声波就先收到 【答案】A 【解答】解：由表中数据可知，声波在海水中的传播速度大于在空气中的传播速度，陆地上的山到船的距离和海底到船的距离相同，根据v= 可知，声波在海水中的传播时间少，所以测量船先收到沿海水传回来的声波，与发声器发出的声音频率高低无关。故A正确、BCD错误。 故选：A。 3.国庆节期间，小明随父母去爬山，一座高山，看上去很近，走了好久还走不到，大约还有多远呢？小明想到可以利用回声来测量距离，他向山崖大喊一声，听一下回声，用手机上的秒表记下两声之间的时间间隔为1.5s,假设声音在空气中的速度约为340m/s,那么他到山崖的距离大约是（　　） A．510m B．255m C．340m D．1020m 【答案】B 【解答】解：由v=可知，声音传播的路程：s=vt=340m/s×1.5s=510m； 小明到山崖的距离：L=s=×510m=255m。 故选：B。 4.声音在不同介质中传播速度一般是不同的。阅读下表回答问题： 介质 声速v（米/秒） 介质 声速v（米/秒） 空气(0 ℃) 331 蒸馏水(25 ℃) 1497 空气(15 ℃) 340 铝(25 ℃) 5000 空气(25 ℃) 346 铁(25 ℃) 5200 煤油(25 ℃) 1324 铜(25 ℃) 3750 （1）指出声音在介质中的传播速度可能有的规律： （写出一条即可）。 （2）某测量员在空气温度是 15 ℃的环境中利用回声测距离：他站在两平行峭壁间某一位置鸣枪，经过 1.00 秒钟第一次听到回声，又经过 0.50 秒钟再次听到回声，回声测距是利用了声波的 ，已知声速为 340 米/秒，则两峭壁间的距离多少米 ？（写出计算步骤） 【答案】（1）声音在同种介质中的传播速度与温度有关 （2）反射；回声测距是利用了声波的反射。 经过1s后听到第一次回声， 则听到第二次回声时的时间为：t=1s+0.5s=1.5s； 两个峭壁之间的距离为：。 【解析】（1）将表格中的数据进行比较，从而找到声音的传播速度的规律； （2）根据回声测距的原理解答。在回声测距中，障碍物之间的距离等于声音传播路程的一半，即。 【解答】（1）比较第一列前三个数据可知，声音在同种介质中的传播速度与温度有关； 比较空气（25℃）、煤油（25℃），铝（25℃）可知：当温度相同时，声音在气体中传播速度最小，在固体中传播速度最大。 （2）回声测距是利用了声波的反射。 经过1s后听到第一次回声，则听到第二次回声时的时间为：t=1s+0.5s=1.5s； 两个峭壁之间的距离为：。 二、回声问题计算 5.渔船向海底发射探测鱼群的超声波，经过2s收到回波信号，则鱼群与渔船的距离是：____________（声音在海水中传播速度是1500m/s）．神舟六号飞船在太空遨游时，地面的监测设备不能用这种方法来监控飞船与地球之间的距离，其原因是： 。 【答案】见试题解答内容 【解答】解：（1）已知声音从海面传到海底鱼群的时间为t=×2s=1s,声音在海水中传播速度是v=1500m/s； 鱼群与渔船的距离：s=vt=1500m/s×1s=1500m。 （2）由于地球与月球之间是真空，而声音不能在真空中传播，所以不能用这种方法测量地球和月球之间的距离。 故答案为：1500m；地球与月球之间是真空，真空不能传声。 6．一辆客车在高速公路上经过某直线路段时，司机驾车做匀速直线运动。司机发现其正要通过正前方高山悬崖下的隧道，于是鸣笛，经t1＝6秒后听到回声，听到回声后又行驶t2＝16秒，司机第二次鸣笛，又经t3＝2秒后听到回声，请根据以上数据计算：（已知声音在空气中的传播速度为340米/秒） （1）客车匀速行驶的速度并判断客车是否超速行驶。（已知此高速路段最高限速为120千米/小时） （2）客车第一次鸣笛时与悬崖的距离。 解析：第一次鸣笛时客车到悬崖距离的2倍等于声音传播距离与汽车行驶距离之和，根据s＝vt得出等式，然后减去司机第一次鸣笛后到第二次鸣笛前行驶的距离，进一步得出客车到悬崖的距离，再根据司机第二次鸣笛时客车到悬崖的距离的2倍等于声音传播距离与汽车行驶距离之和得出等式，然后联立等式即可求出客车行驶的速度，然后与已知此高速路段最高限速为120千米/小时比较即可。 解：（1）设客车第一次鸣笛时与悬崖的距离为L，客车匀速行驶的速度为v。根据题意可知，第一次鸣笛时客车到悬崖距离的2倍等于声音传播距离与客车行驶距离之和，即： vt1+v声t1＝2L① 听到回声后客车继续行驶t2＝16秒，司机第二次鸣笛，此时客车距离悬崖的距离为：L﹣vt1﹣vt2， 根据题意可知，第二次鸣笛时客车到悬崖距离的2倍等于声音传播距离与客车行驶距离之和，即： vt3+v声t3＝2×（L﹣vt1﹣vt2）② ①式﹣②式则有： v＝×v声＝×340m/s＝34m/s＝34×3.6km/h＝122.4km/h； 因为122.4km/h＞120km/h。所以客车是超速行驶； （2）客车第一次鸣笛时与悬崖的距离为： L＝＝＝1122m。 答：（1）客车是超速行驶； （2）客车第一次鸣笛时与悬崖的距离为1122m。 7．一辆汽车向山崖开去，在离山崖540m时司机按了一下喇叭，经过了3秒钟他听到了回声，声音在空气中的传播速度为340m/s，求： （1）汽车的速度是多少？ （2）当司机所到回声时离山崖多远？ 解析：首先需要明确汽车的速度小于声音在空气中的传播速度。汽车在某处按喇叭后到听到回声，汽车行驶的路程和声音传播的路程之和是540m的2倍；即汽车和声音的速度和与3s的乘积就是离山崖540m的2倍，即可求出车速。根据时间3s，求出汽车行驶的总路程，根据A点离山崖540m，就可以求出B点离山崖的距离。 解：（1）设汽车的速度为v，声音在空气中的传播速度为340m/s， 根据题意得： （340m/s+v）×3s＝540m×2 解得：v＝20m/s。 （2）汽车行驶路程s＝vt＝20m/s×3s＝60m， 汽车听到回声时和山崖之间的距离是：540m﹣60m＝480m。 答：（1）汽车的速度是20m/s； （2）当司机听到回声时离山崖480m。 8.如图所示是小方乘坐出租车前往回音谷游玩时的发票。 （1）根据发票信息，该出租车平均速度是 m/s。 （2）为了体验回声，司机停车并按响喇叭，2s后听到回声，则停车处距崖壁 m。 （3）为了近距离欣赏峡谷风光，出租车载着小方继续以某一恒定速度正对崖壁向前直线行驶。 当出租车距崖壁270m时，司机按响了喇叭，1.5s后听见回声，则出租车的速度为 m/s。（已知声音在空气中的速度为340m/s） 【答案】（1）12.5；（2）340；（3）20。 【解答】解：（1）由图可知，出租车行驶的时间为：t=8：08-8：00=8min=480s,出租车行驶的路程为：s=6.0km=6000m, 则出租车行驶的平均速度为：v===12.5m/s； （2）根据v=可得，2s内声音传播的距离： s1=v1t=340m/s×2s=680m, 则停车处距崖壁的距离： s′=s1=680m=340m； （3）设汽车的速度为v,声音在空气中的传播速度为340m/s, 根据题意得：s声音+s车=2×270m,即v声音t+vt=2×270m,340m/s×1.5s+v×1.5s=2×270m, 解得：v=20m/s。 故答案为：（1）12.5；（2）340；（3）20。 9．钓鱼岛是我国固有领土。如图所示，我国某海警船在钓鱼岛海域进行巡航工作。（声音在空气中的传播速度是340m/s） （1）海警船行驶的过程中鸣笛2s后听到回声，则从鸣笛到听到回声，声音所走的路程是多少？ （2）若海警船的速度为45km/h，正靠近山崖，则鸣笛时海警船距山崖的距离是多少？ 解析：（1）已知声速和时间，可根据s＝vt求出从鸣笛到听到回声，声音所走的路程； （2）先求海警船通过的路程，鸣笛时海警船距山崖的距离等于鸣笛后声音和海警船运动距离的和的一半，即s＝。 解：（1）从鸣笛到听到回声，声音所走的路程是： s声＝v声t＝340m/s×2s＝680m； （2）海警船的速度：v船＝45km/h＝12.5m/s， 从鸣笛到听见回声时海警船行驶的距离是： s船＝v船t＝12.5m/s×2s＝25m； 鸣笛时海警船距山崖的距离是： 即s＝＝＝352.5m。 答：（1）从鸣笛到听到回声，声音所走的路程是680m； （2）鸣笛时海警船距山崖的距离是352.5m。 10.某兵工厂生产了一批新式步枪。为测试子弹飞行的平均速度，一士兵手持步枪在空旷的靶场瞄准510米外的靶子射击，枪筒旁边的声波探测器先后探测到两次较强声波，并在示波器上显示出来(如图所示)。已知第一次是枪响的声波，第二次是子弹击中靶的声波，示波器上每一大格时间相差1秒。求：(声音在空气中的传播速度是340 米/秒) (1)子弹击中靶的声音传到人耳处所需的时间。 (2)两次声音的时间间隔。 (3)子弹飞行的时间。 (4)子弹飞行的平均速度。 【提示】 解答此题需分清两个过程:子弹从射出到击中靶子的飞行过程和子弹击中靶的声波传播到声波探测器的过程。 【解析】　(1)由v＝得，子弹击中靶的声音传到人耳处所需时间t声＝＝＝1.5秒。 (2)示波器上每一大格时间相差1秒，每一小格为0.1秒，则两次声音的时间间隔Δt＝2.1秒。 (3)两次声音的时间间隔等于子弹的飞行时间加上中靶声的传播时间，即t子弹＋t声＝Δt，则子弹飞行的时间t子弹＝Δt－t声＝2.1秒－1.5秒＝0.6秒。 (4)子弹飞行的平均速度v子弹＝＝＝850米/秒。 【答案】　(1)1.5秒。　(2)2.1秒。　(3)0.6秒。　(4)850米/秒。 11.我们知道声音在不同介质中的传播速度一般不同，阅读下表中一些介质中的声速，回答问题。一些介质中的声速v单位m/s 空气（0℃） 331 冰 3230 空气（15℃） 340 钢棒 3750 煤油（25℃） 1324 铝棒 5000 水（常温） 1500 铁棒 5200 在长为750米的金属管的一端敲击一下，在另一端先后听到两个声音。 （1）声音在介质中的传播速度有什么规律？（写出两条） （2）请你结合所学知识解释先后听到两个声音的原因。 （3）从敲击到听到第一个声音用了0.2秒，该金属管可能是由什么材料制成？(写出过程） （4）声音有个“怪脾气”，它在温度均匀的空气里是笔直地走的：一旦碰到空气的温度 有高有低时，它就尽挑温度低的地方走，于是声音就拐弯了。你注意过高速列车通过时的声音吗？夜晚和早晨听到火车的汽笛声很清楚，一到白天就不太清楚了，有时甚至听不见，请根据上面的知识分析造成这种现象的主要原因是什么？ 【答案】（1）①一般情况下，声音在不同介质中的传播速度不同；②声音在固体中的传播速度比液体、气体中的大；③声音在同种介质中的传播速度与温度有关 （2）由题可知，把耳朵贴在金属管的一端，在另一端敲金属管，声音分别从金属、空气中传播，则可以听到两个声音；因为声音在金属中的传播速度比在空气中传播快，所以先听到的声音是从金属管传来，然后听到的声音是从空气中传来。 （3）解： = =3750m/s （4）因为夜间和早晨的温度低，声音喜欢在温度低的介质中传播，所以人们接受的声波多，也就听得清楚。而白天温度高，声音不喜欢温度高的介质，会往温度低的地方走，会转弯，人接受到的声波不多，也就听不清楚，甚至听不见。 【解析】（1）从表格中寻找对比数据，从而找到声音在介质中传播速度的大小规律； （2）根据公式可知，声音传播的距离相等，由于声速不同，那么声音传到人耳时的时间长短不同，自然听到前后两个声音； （3）根据计算出声速，然后与表格进行比较，从而确定金属的种类； （4）比较白天时的气温和早晚气温的不同，从而确定声音传播的不同，弄清传入人耳的声波强度的不同即可。 【解答】（1）①比较常温下的水、冰和碳棒可知：一般情况下，声音在不同介质中的传播速度不同 ②比较空气（15℃）、水和铁棒可知：声音在固体中的传播速度比液体、气体中的大； ③比较第一列前三个数据可知：声音在同种介质中的传播速度与温度有关。 走进重高 12.交通部门常用测速仪来检测车速。测速原理是测速仪前后两次发出并接收被测车反射回的超声波信号，再根据两次信号的时间差，测出车速，如图甲所示。某次测速中，测速仪发出与接收超声波的情况如图乙所示，x表示超声波与测速仪之间的距离，则该被测汽车的速度为(假设超声波的传播速度为340米/秒，且保持不变) (　　) A．28.33米/秒 B．13.60米/秒 C．14.78米/秒 D．14.17米/秒 【提示】 题图乙中，两段曲线的最高点表示此时超声波刚被汽车反射。 【解析】　超声波第一次与汽车相遇是在0.16秒，所用时间t1＝0.16秒，第一次相遇时测速仪和汽车之间的距离s1＝v声t1＝ 340米/秒×0.16秒＝54.4米。此后在0.16～1.00秒之间，汽车继续匀速前进。1.00秒时，测速仪第二次发出超声波，在1.12秒时与汽车相遇，所用时间t2＝1.12秒－1.00秒＝0.12秒，超声波在这段时间内经过的路程s2＝v声t2＝340米/秒×0.12秒＝40.8米。两次路程之差即汽车在0.16～1.12秒之间通过的路程Δs＝s1－s2＝ 54.4米－40.8米＝13.6米，所对应的时间间隔Δt＝1. 12秒－0.16秒＝0.96秒，所以汽车的速度v汽车＝＝≈14.17米/秒。 【答案】　D 13．如图，图a是在高速公路上用超声波测量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，测出被测的物体的速度；图b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△t=1.0s，超声波在空气中传播的速度是v=340m/s，若汽车是匀速行驶的，则根据图b可知，汽车的速度是　 　m/s(结果精确到0.1) 【答案】17.9 【解析】【分析】由题意可知，P1、P2的时间间隔为1秒，根据图B所示P1、P2的间隔的刻度值，以及P1、n1和P2、n2之间间隔的刻度值．可以求出P1、n1和P2、n2间的时间，即超声波由发出到接收所需要的时间．从而可以求出超声波前后两次从测速仪传到汽车所用的时间，结合声速，进而可以求出前后两次汽车到测速仪之间的距离． 由于汽车向着测速仪方向运动，所以两者之间的距离在减小．汽车前后两次到测速仪之间的距离之差即为汽车前进的路程．由于两次超声波发出的时间间隔为1秒．汽车运动的时间为从第一次与超声波相遇开始，到第二次与超声波相遇结束．求出这个时间，就是汽车运动的时间．根据汽车运动的距离和时间，即可求出汽车的运动速度。 【解答】根据图片可知，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到接受到反射信号n1间是12个格，则时间为：t1=12×s=0.4s， 此时超声波前进的距离：s1=vt1=×340m/s×0.4s=68m； 发出超声波信号P2到接受到反射信号n2的时间为：t2=9×s=0.3s， 此时超声波返回的距离：s2=vt2=×340m/s×0.3s=51m； 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：Δs=s1-s2=68m-51m=17m， 汽车运行17m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28.5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：t=28.5×s=0.95s； 故汽车的行驶速度。 14．如图所示是在高速公路上用超声波测速仪测量车速的示意图，测速仪指向车辆发出超声波脉冲信号，并接收经车辆反射的超声波脉冲信号，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。在某次测速过程中，超声波测速仪对某一汽车共发射两次信号，接收两次信号，数据如下： 时刻/s 0 0.5 1 1.6 事件 发出第一次超声波信号 接收第一次 超声波信号 发出第二次超声波信号 接收第二次超声波信号 已知超声波在空气中传播的速度是340m/s，若汽车是沿直线匀速行驶： （1）求汽车在反射两个超声波信号之间的时间内前进的距离是　 ? 　， （2）求汽车的速度　 ?　m/s 。 (保留1位小数) 【答案】（1）17m （2）16.2 【解析】【分析】（1）由题意可知，第一、二次发射与接收时间，即超声波由发出到接收所需要的时间，从而可以求出超声波前后两次从测速仪传到汽车所用的时间，结合声速，进而可以求出前后两次汽车到测速仪之间的距离； （2）由于汽车背着测速仪方向运动，所以两者之间的距离在增加．汽车前后两次到测速仪之间的距离之差即为汽车前进的路程，由于两次超声波发出的时间间隔为1秒，汽车运动的时间为从第一次与超声波相遇开始，到第二次与超声波相遇结束．求出这个时间，就是汽车运动的时间．根据汽车运动的距离和时间，即可求出汽车的运动速度。 【解答】 （1）由题意可知，零时刻发出第一次超声波，经过0.5秒接收到， 则汽车距离发射源的距离为x1=v声t1=340m/s×s=85m， 从1秒时刻发出第二次超声波，经过0.6秒接收到， 则汽车距离发射源的距离为x2=v声t2=340m/s× s=102m， 因此汽车在反射两个超声波信号之间的时间内前进的距离为d=x2-x1=102m-85m=17m； （2）汽车从第一次接收到信号到第二次接收到信号时间为： Δt=T1-T2=（1s+s）- s=1.3s-0.25s=1.05s 则汽车的速度 15．交通部门常用测速仪来检测车速。测速原理是测速仪前后两次发出并接收到被测车反射回的超声波信号，再根据两次信号的时间差，测出车速，如图甲。某次测速中，测速仪发出与接收超声波的情况如图乙所示，X表示超声波与测速仪之间的距离。（假设越声波的速度为340 m s，且保持不变）。求： （1）超声波第一次遇到被测汽车时被测汽车与测速仪之间的距离X1为多少？ （2）超声波第二次遇到被测汽车时被测汽车与测速仪之间的距离X2为多少？ （3）被测汽车在这段时间内的平均速度为多少？ （4）若此路段限速为50km/h，该被测汽车是否超速？ 【答案】（1）解：由图知，汽车第一次遇到测速仪发出的超声波时，经过的时间为t1=0.16s 由 可得汽车此时与测速仪之间的距离 答：超声波第一次遇到被测汽车时被测汽车与测速仪之间的距离X1为54.4m； （2）解：由图知，汽车第二次接收到超声波时，经过的时间为为0.12s，由 可得汽车此时与测速仪之间的距离 答：超声波第二次遇到被测汽车时被测汽车与测速仪之间的距离X2为40.8m （3）解：汽车遇到两次超声波信号距离测速仪的距离差 汽车遇到两次超声波信号经过的时间 则被测汽车在这段时间内的平均速度 答：被测汽车在这段时间内的平均速度为14.17m/s； （4）解：若此路段限速为 小于车的速度，所以被测汽车超速。 答：若此路段限速为50km/h，该被测汽车超速。 16．如图（a）所示，停在公路旁的公安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脉冲信号，根据发出和接收到的信号间的时间差，就能测出车速。在图（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。设测速仪匀速扫描，P1与P2之间的时间间隔为0.9s，超声波在空气中传播的速度为340m/s，假设被测汽车沿直线匀速行驶。 （1）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是多少？ （2）测速仪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是多少？ （3）汽车的速度是多少m/s？ 解析：（1）（2）由题意可知，P1、P2的时间间隔为0.9秒，根据图b所示P1、P2的间隔的格数，可求图b中每小格表示的时间；由图b可知P1、n1和P2、n2之间间隔的刻度值，可以求出P1、n1和P2、n2间的时间，即超声波由发出到接收所需要的时间。从而可以求出超声波前后两次从测速仪传到汽车所用的时间，结合声速，进而可以求出前后两次汽车到测速仪之间的距离。 （3）由于汽车向着测速仪方向运动，所以两者之间的距离在减小。汽车前后两次到测速仪之间的距离之差即为汽车前进的路程。由于两次超声波发出的时间间隔为0.9秒。汽车运动的时间为从第一次与超声波相遇开始，到第二次与超声波相遇结束。求出这个时间，就是汽车运动的时间。根据汽车运动的距离和时间，即可求出汽车的运动速度。 解：（1）图b中P1与P2之间的时间间隔为0.9s，每小格表示的时间为＝0.1s； 由图B可知，测速仪第一次发出的信号（超声波）到被测汽车，用的时间t1＝×0.3s＝0.15s， 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： s1＝vt1＝340m/s×0.15s＝51m； （2）由图B可知，测速仪第二次发出的信号到被测汽车，用的时间t2＝×0.2s＝0.1s， 测速仪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： s2＝vt2＝340m/s×0.1s＝34m； （3）汽车在两次与信号相遇的过程中，行驶的距离： s＝s1﹣s2＝51m﹣34m＝17m， 这段距离用时： t＝Δt+t2﹣t1＝0.9s+0.1s﹣0.15s＝0.85s， 汽车的速度： v汽车＝＝＝20m/s。 答：（1）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是51m； （2）测速仪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是34m； （3）汽车的速度是20m/s。 17．如图甲所示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可测出车离测速仪的距离和车速。图乙中 P1、P2是测速仪发出的超声波信号， 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 秒，超声波在空气中的传播速度为v=340米/秒。试回答。 （1）根据图乙可知图甲中汽车的运动方向是 　 　(填“水平向左”或“水平向右”)。 （2）汽车在接收到 P1、P2两个信号之间的时间内前进的距离是多少米? （3）汽车的速度为多少米/秒?(计算结果保留一位小数) 【答案】（1）水平向左 （2）1和p2之间共20格，每格的时间为， 汽车在接收到P1信号时距测速仪的距离是， 汽车在接收到P2信号时距测速仪的距离是， 汽车在接收到P1、P2两个信号之间的时间内前进的距离s=s2-s1=34m； （3）车在接收到P1、P2两个信号之间的时间：， 。 【解析】【分析】 （1）（2）p1和p2之间共20格，每格的时间为，根据，由图可知汽车在接收到P1信号时距测速仪的距离s1，汽车在接收到P2信号时距测速仪的距离是s2，汽车在接收到P1、P2两个信号之间的时间内前进的距离s=s2-s1；两者之间的距离在增大，判断图甲中汽车的运动方向； （3）汽车在接收到P1、P2两个信号之间的时间t=Δt-t1+t2，根据可得汽车的速度。 ( 1 ) 学科网（北京）股份有限公司 $