專題突破一：回聲測(cè)距離的應(yīng)用【解析版】

目錄TOC\o"1-1"\h\u一．選擇題（共4小題） 1二．填空題（共6小題） 4三．計(jì)算題（共7小題） 9四．解答題（共3小題） 13一．選擇題（共4小題）1．如圖所示是交管部門在公路上設(shè)置的限速牌和固定測(cè)速儀，測(cè)速儀發(fā)出并接收超聲波脈沖信號(hào)，根據(jù)發(fā)出和接收到的信號(hào)間的時(shí)間差，測(cè)出被測(cè)物體的速度。汽車向放置在道路中間的測(cè)速儀勻速駛來，測(cè)速儀向汽車發(fā)出兩次短促的超聲波信號(hào)。第一次發(fā)出信號(hào)到測(cè)速儀接收到經(jīng)汽車反射回來的信號(hào)用時(shí)0.5s，第二次發(fā)出信號(hào)到測(cè)速儀接收到經(jīng)汽車反射回來的信號(hào)用時(shí)0.4s，若測(cè)速儀發(fā)出兩次信號(hào)的時(shí)間間隔是0.85s，超聲波的速度是340m/s，下列說法正確的是（）A．汽車第一次碰到信號(hào)的位置距測(cè)速儀170m B．汽車兩次碰到信號(hào)的位置相距為34m C．該汽車在這段時(shí)間內(nèi)沒有超速行駛 D．汽車兩次碰到信號(hào)的時(shí)間間隔為0.85s【解答】解：A、測(cè)試儀第一次發(fā)出的信號(hào)到達(dá)汽車的時(shí)間：t1＝×0.5s＝0.25s，由v＝可知，測(cè)速儀此時(shí)與汽車的距離s1＝v聲t1＝340m/s×0.25s＝85m，故A錯(cuò)誤；B、測(cè)試儀第二次發(fā)出的信號(hào)到達(dá)汽車的時(shí)間：t2＝×0.4s＝0.2s，由v＝可知，汽車第二次碰到信號(hào)時(shí)測(cè)速儀與汽車的距離s2＝v聲t2＝340m/s×0.2s＝68m，則汽車兩次碰到信號(hào)的位置相距：Δs＝s1﹣s2＝85m﹣68m＝17m，故B錯(cuò)誤；CD、汽車兩次碰到信號(hào)的時(shí)間間隔是：Δt＝0.85s﹣0.25s+0.2s＝0.8s，則汽車這段時(shí)間的速度：v車＝＝＝21.25m/s＝76.5km/h＜80km/h，沒有超速，故C準(zhǔn)確，D錯(cuò)誤。故選：C。2．如圖（a）所示，停在公路旁的公安巡邏車?yán)贸暡梢员O(jiān)測(cè)車速：巡邏車上測(cè)速儀發(fā)出并接收超聲波脈沖信號(hào)，根據(jù)發(fā)出和接收到的信號(hào)間的時(shí)間差，就能測(cè)出車速。在圖（b）中，P1、P2是測(cè)速儀先后發(fā)出的兩次超聲波信號(hào)，n1、n2分別是測(cè)速儀檢測(cè)到的P1、P2經(jīng)反射后的信號(hào)。設(shè)測(cè)速儀勻速掃描，P1與P2之間的時(shí)間間隔為3.6s，超聲波在空氣中傳播的速度為340m/s，假設(shè)被測(cè)汽車沿直線勻速行駛，則下列說法正確的是（）A．圖b中每小格表示的時(shí)間是0.2s B．測(cè)速儀第一次發(fā)出的信號(hào)到被測(cè)汽車收到時(shí)，汽車距測(cè)速儀的距離是408m C．測(cè)速儀第二次發(fā)出的信號(hào)到被測(cè)汽車收到時(shí)，汽車距測(cè)速儀的距離是136m D．汽車的行駛速度是40m/s【解答】解：（1）圖b中P1與P2之間的時(shí)間間隔為3.6s，每小格表示的時(shí)間t＝＝0.4s；故A錯(cuò)誤；（2）由圖b可知，測(cè)速儀第一次發(fā)出的信號(hào)（超聲波）到被測(cè)汽車所用的時(shí)間t1＝×0.4s×3＝0.6s，因?yàn)関＝，所以測(cè)速儀第一次發(fā)出的信號(hào)到被測(cè)汽車收到時(shí)，汽車距測(cè)速儀的距離：s1＝vt1＝340m/s×0.6s＝204m，故B錯(cuò)誤；（3）由圖b可知，測(cè)速儀第二次發(fā)出的信號(hào)到被測(cè)汽車所用的時(shí)間t2＝×0.4×2s＝0.4s，因?yàn)関＝，所以測(cè)速儀第二次發(fā)出的信號(hào)到被測(cè)汽車收到時(shí)，汽車距測(cè)速儀的距離：s2＝vt2＝340m/s×0.4s＝136m，故C正確；由于汽車距測(cè)速儀的距離在逐漸減小，說明汽車逐漸靠近測(cè)試儀；（4）汽車在兩次與信號(hào)相遇的過程中，行駛的距離：s＝s1﹣s2＝204m﹣136m＝68m，這段距離用時(shí)：t＝Δt+t2﹣t1＝3.6s+0.4s﹣0.6s＝3.4s，汽車的速度：v汽車＝＝20m/s，故D錯(cuò)誤。故選：C。3．觀察者靜止在路旁，一列動(dòng)車以速度v向觀察者駛來，動(dòng)車發(fā)出的鳴笛聲頻率為f0，觀察者聽到的聲音頻率為f，聲音的速度為u，f與f0的關(guān)系正確的是（）A．f＝f0 B．f＝f0 C．f＝f0 D．f＝f0【解答】解：動(dòng)車發(fā)出的鳴笛聲頻率為f0，設(shè)觀察者接收到的頻率為f，當(dāng)波以速度u通過接收者時(shí)，時(shí)間t內(nèi)通過的完全波的個(gè)數(shù)為n＝，因而單位時(shí)間內(nèi)通過接收者的完全波的個(gè)數(shù)，即接收的頻率為f＝。波源朝向觀察者以速度v運(yùn)動(dòng)，由于波長(zhǎng)變短為λ0＝λ﹣vt，而使得單位時(shí)間內(nèi)通過波的個(gè)數(shù)增多，即f0＝＝，（動(dòng)車的速度小于聲速）。則f＝n′＝f0。故選：B。4．為了監(jiān)督司機(jī)遵守限速規(guī)定，交管部門在公路上設(shè)置了固定測(cè)速儀。如圖所示，汽車向放置在路中的測(cè)速儀勻速駛來，測(cè)速儀向汽車發(fā)出兩次短促的（超聲波）信號(hào)，第一次發(fā)出信號(hào)到測(cè)速儀接收到信號(hào)用時(shí)0.5s，第二次發(fā)出信號(hào)到測(cè)速儀接收到信號(hào)用時(shí)0.3s，若發(fā)出兩次信號(hào)的時(shí)間間隔是0.9s，超聲波的速度是340m/s。則（）A．汽車接收到第一次信號(hào)時(shí)，距測(cè)速儀170m B．汽車接收到第二次信號(hào)時(shí)，距測(cè)速儀50m C．汽車的速度是26.2m/s D．汽車的速度是42.5m/s【解答】解：A、汽車接收到第一次信號(hào)時(shí)，距測(cè)速儀的距離s1＝v×＝340m/s×＝85m，故A錯(cuò)誤。B、汽車接收到第二次信號(hào)時(shí)，距測(cè)速儀的距離s2＝v×＝340m/s×＝51m，故B錯(cuò)誤。CD、在兩次信號(hào)時(shí)間間隔內(nèi)汽車通過的距離s＝s1﹣s2＝85m﹣51m＝34m，34m內(nèi)汽車用時(shí)t＝△t﹣＝0.9s﹣0.25s+0.15s＝0.8s，所以汽車的速度為v＝＝＝42.5m/s，故C錯(cuò)誤，D正確。故選：D。二．填空題（共6小題）5．演繹式探究：液體中的聲速與溫度有關(guān)，關(guān)系式為v1＝v0+a（t﹣t0），其中vt表示溫度為t時(shí)的聲速，t0為表格中指出的溫度，v0表示溫度為t0時(shí)的聲速，a為溫度系數(shù)。序號(hào)液體t0（℃）v0（m?s﹣1）a（m?s﹣1?C﹣1）1水2515002.52甘油201923﹣1.83水銀201452﹣0.464酒精201180﹣3.6（1）根據(jù)資料和表可知，聲音在水中的傳播速度的大小與溫度的變化的關(guān)系是：隨著溫度逐漸升高，聲音在水中的傳播速度變大（選填“變大”“變小”或“不變”）。（2）如圖所示，是酒精、水和水銀中聲速隨溫度變化圖象，其中c（a或b或c）表示酒精中聲速的規(guī)律。（3）用回聲可以幫助船只測(cè)量水深，因此在考察船上都裝有聲吶。某次測(cè)量時(shí)水溫為15℃，聲吶發(fā)出聲音2s后接收到了回聲，這里的水深為多少？【解答】解：（1）由表格提供的數(shù)據(jù)可知，水的溫度系數(shù)α是一個(gè)正數(shù)，所以當(dāng)溫度升高時(shí)，由v1＝v0+a（t﹣t0）可知，聲音在水中的傳播速度會(huì)變大；（2）由表格提供的數(shù)據(jù)可知：水銀、酒精的溫度系數(shù)α都是負(fù)數(shù)，當(dāng)溫度升高時(shí)，聲音在水銀、酒精中的傳播速度會(huì)減小；而酒精和水銀相比，由于酒精的溫度系數(shù)α的絕對(duì)值更大，所以聲音在酒精中速度減小得更快，故c圖象符合要求。（3）由題意可得，15℃時(shí)水中的聲速：v＝v0+a（t﹣t0）＝1500m/s+2.5m/（s?℃）×（15℃﹣25℃）＝1475m/s，聲音從海面?zhèn)鞯胶５椎臅r(shí)間：t＝×2s＝1s，因v＝，這里的水深：s＝vt＝1475m/s×1s＝1475m。答：（1）變大；（2）c；（3）這里的水深為1475m。6．一根長(zhǎng)為L(zhǎng)的直鋼管，當(dāng)在其中一端敲擊一下時(shí)，其同學(xué)在另外一端聽到了兩次響聲，并用秒表測(cè)量出時(shí)間間隔為t；第一次的響聲是通過鋼管（選填“空氣”或“鋼管”）傳遞過來的，已知聲音在空氣中傳播速度為v0，則聲音在鋼管中傳播的速度表達(dá)式v1＝（用題目中的字符表達(dá)）?！窘獯稹拷猓郝曇粼阡摴苤袀鞑サ乃俣却笥谠诳諝庵袀鞑サ乃俣龋韵嚷牭降哪谴雾懧暿峭ㄟ^鋼管傳來的；由v＝可得，聲音在空氣中傳播的時(shí)間為：t0＝，聲音在鋼管中傳播的時(shí)間為：t1＝，由于聲音在空氣中的速度較慢，所以聲音在空氣中傳播的時(shí)間較長(zhǎng)，則聽到兩次響聲的時(shí)間間隔t＝t0一t1，t＝﹣，解之可得聲音在鋼管中傳播的速度：v1＝。故答案為：鋼管；。7．如圖所示，某超聲波測(cè)速儀在某次測(cè)速中，每隔一定周期T發(fā)出一束超聲波，超聲波遇車發(fā)生反射，并被測(cè)速儀接收。已知發(fā)出第一束超聲波后，經(jīng)過t1時(shí)間接收到回聲；發(fā)出第二束超聲波后，經(jīng)過t2時(shí)間接收到回聲。（超聲波在空氣中傳播的速度為v聲，被測(cè)汽車沿直線勻速行駛）求：汽車的速度是（用題中字母表示）?！窘獯稹拷猓簻y(cè)速儀第一次發(fā)出超聲波時(shí)到達(dá)了汽車處所用時(shí)間t1；測(cè)速儀第一次發(fā)出的信號(hào)從汽車處返回到測(cè)速儀時(shí)，汽車距測(cè)速儀：s1＝v聲t1；測(cè)速儀第二次發(fā)出超聲波時(shí)到達(dá)了汽車處所用時(shí)間t2；第二次發(fā)出的信號(hào)從汽車處返回到測(cè)速儀時(shí)，汽車距測(cè)速儀：s2＝v聲t2；因此汽車在兩次與信號(hào)相遇的過程中，行駛了：s′＝s1﹣s2＝v聲（t1﹣t2）；汽車行駛這段路程共用時(shí)間t′＝T+﹣；所以汽車的車速為：v′＝＝＝。故答案為：。8．在高速公路上常用超聲波測(cè)速儀測(cè)量汽車的車速。它是根據(jù)測(cè)速儀發(fā)出并接收超聲波脈沖信號(hào)的時(shí)間差，測(cè)出汽車的速度。如圖所示，某次固定的超聲波測(cè)速儀測(cè)出汽車正以40m/s的速度勻速向右行駛。設(shè)超聲波測(cè)速儀連續(xù)發(fā)出兩次脈沖信號(hào)的時(shí)間間隔為1.5s，那么該超聲波測(cè)速儀所收到的這兩次脈沖信號(hào)的時(shí)間間隔為1.9s。（超聲波在空氣中傳播的速度為340m/s）【解答】解：設(shè)第一次超聲波信號(hào)從發(fā)出到被反射回來的時(shí)間間隔△t1，第二次超聲波信號(hào)從發(fā)出到被反射回來的時(shí)間間隔△t2，超聲波測(cè)速儀所接收到的脈沖信號(hào)的時(shí)間間隔為t，則第一次發(fā)出的超聲波與汽車相遇時(shí)超聲波前進(jìn)距離為：s1＝v聲Δt1，第二次發(fā)出的超聲波與汽車相遇時(shí)超聲波前進(jìn)距離為：s2＝v聲Δt2，汽車運(yùn)動(dòng)的時(shí)間：t′＝1.5s+（Δt2﹣Δt1）則汽車在t′s內(nèi)通過的路程：Δs＝s2﹣s1＝v聲（Δt2﹣Δt1），兩次脈沖運(yùn)動(dòng)的時(shí)間差：Δt2﹣Δt1＝t﹣1.5s已知汽車的速度為40m/s，則汽車的速度：v車＝＝＝＝40m/s，解答：Δt2﹣Δt1＝0.4s，則超聲波測(cè)速儀所收到的這兩次脈沖信號(hào)的時(shí)間間隔：t＝（Δt2﹣Δt1）+1.5s＝0.4s+1.5s＝1.9s。故答案為：1.9。9．如圖所示，汽車向放置在道路中間的測(cè)速儀勻速駛來，測(cè)速儀向汽車發(fā)出短促的（超聲波）信號(hào)。第一次發(fā)出信號(hào)到測(cè)速儀回收到信號(hào)用時(shí)0.6s，第二次發(fā)出信號(hào)到測(cè)速儀回收到信號(hào)用時(shí)0.4s，若發(fā)出兩次信號(hào)的時(shí)間間隔是1.1s，則汽車在測(cè)速儀兩次接收信號(hào)間隔過程中行駛的距離是30.6m。（超聲波在空氣中的速度是340m/s）【解答】解：第一次發(fā)出信號(hào)到測(cè)速儀接收到信號(hào)用時(shí)0.6s，所以第一次信號(hào)到達(dá)汽車的時(shí)間為t1＝×0.6s＝0.3s，由v＝可得：汽車接收到第一次信號(hào)時(shí)，汽車距測(cè)速儀距離：s1＝v聲t1＝340m/s×0.3s＝102m；第二次發(fā)出信號(hào)到測(cè)速儀接收到信號(hào)用時(shí)0.4s，所以第二次信號(hào)到達(dá)汽車的時(shí)間為t2＝×0.4s＝0.2s，汽車接收到第二次信號(hào)時(shí)，汽車距測(cè)速儀：s2＝v聲t2＝340m/s×0.2s＝68m；汽車在接收到兩次信號(hào)的間隔過程中，行駛的距離：s車＝s1﹣s2＝102m﹣68m＝34m。汽車從接收到第一次信號(hào)到接收到第二次信號(hào)過程中，汽車的行駛時(shí)間：t＝△t﹣t1+t2＝1.1s﹣0.3s+0.2s＝1s，所以汽車的車速為：，由下圖可知，測(cè)速儀兩次接收信號(hào)的時(shí)間間隔t′＝△t﹣2t1+2t2＝1.1s﹣0.6s+0.4s＝0.9s，所以汽車在測(cè)速儀兩次接收信號(hào)間隔過程中行駛的距離為s'＝vt′＝34m/s×0.9s＝30.6m。故答案為：30.6。10．高速路上安裝了測(cè)速儀來監(jiān)控道路上的違章行駛。測(cè)速儀對(duì)著前方行駛而來的汽車連續(xù)兩次發(fā)射超聲波。測(cè)速儀第一次發(fā)射超聲波到接收汽車反射的超聲波經(jīng)過了0.2s，則汽車第一次反射超聲波時(shí)距測(cè)速儀34m；測(cè)速儀兩次發(fā)射超聲波間隔0.8s，從第二次發(fā)射到接收汽車的反射波經(jīng)過了0.1s，則測(cè)到的車速是22.67m/s。（聲速取340m/s）【解答】解：（1）測(cè)速儀第一次發(fā)出超聲波時(shí)到達(dá)汽車處所用的時(shí)間：t1＝＝0.1s，當(dāng)汽車第一次反射信號(hào)時(shí)距測(cè)速儀的距離：s1＝v聲t1＝340m/s×0.1s＝34m；（2）測(cè)速儀第二次發(fā)出超聲波時(shí)到達(dá)汽車處所用的時(shí)間：t2＝＝0.05s，當(dāng)汽車第二次反射信號(hào)時(shí)距測(cè)速儀的距離：s2＝v聲t2＝340m/s×0.05s＝17m；汽車在兩次與信號(hào)相遇的過程中，行駛了：s＝s1﹣s2＝34m﹣17m＝17m，這17m共用了：t＝△t+t2﹣t1＝0.8s+0.05s﹣0.1s＝0.75s所以汽車車速為：v＝＝≈22.67m/s。故答案為：34；22.67。三．計(jì)算題（共7小題）11．司機(jī)駕車做勻速直線運(yùn)動(dòng)，看到路旁指示牌標(biāo)有距障礙物0.9km字樣，便鳴笛一聲，5s后聽到回聲，又繼續(xù)行駛22s，司機(jī)再次鳴笛并聽到回聲。（此時(shí)聲速為340m/s）求：（1）第一次鳴笛到聽到回聲車前進(jìn)多少m？（2）汽車的速度為多少m/s？（3）第二次鳴笛后聽到回聲經(jīng)過多少s？【解答】解：（1）由v＝可得，聲音在5s內(nèi)傳播的路程：s聲＝v聲t1＝340m/s×5s＝1700m，由題意知，s1+s聲＝2s，則有：s1＝2s﹣s聲＝2×0.9×103m﹣1700m＝100m；（2）汽車的速度：v車＝＝＝20m/s；（3）汽車從第一次鳴笛到第二次鳴笛前進(jìn)的時(shí)間：t2＝5s+22s＝27s，汽車從第一次鳴笛到第二次鳴笛前進(jìn)的距離：s2＝v車t2＝20m/s×27s＝540m，第二次鳴笛處距離障礙物的距離：s3＝s﹣s2＝900m﹣540m＝360m，則有：2s3＝v車t3+v聲t3，解得：t3＝＝＝2s。答：（1）第一次鳴笛到聽到回聲車前進(jìn)的距離為100m；（2）汽車的速度為20m/s；（3）第二次鳴笛后聽到回聲的時(shí)間為2s。12．司機(jī)朝著山崖以20m/s的速度行駛，看到前方有丁字形路口，便鳴笛一聲以示警告將要上路的行人或車輛（車速保持不變），鳴笛后經(jīng)對(duì)面山崖的反射4s后便聽到了回聲，已知聲音在空氣中的傳播速度是340m/s，求：（1）4s內(nèi)車行駛的路程是多少？（2）鳴笛時(shí)車離山崖有多遠(yuǎn)？（3）聽到回聲時(shí)車離山崖有多遠(yuǎn)？【解答】解：（1）由v＝可得在t＝4s的時(shí)間內(nèi)，貨車行駛的距離：s1＝v1t＝20m/s×4s＝80m，（2）聲音傳播的距離：s2＝v2t＝340m/s×4s＝1360m，設(shè)司機(jī)鳴笛時(shí)貨車到山崖的距離為s，則：2s＝s1+s2，s＝（s1+s2）＝（80m+1360m）＝720m；（3）司機(jī)聽到回聲時(shí)車距山崖：s′＝s﹣s1＝720m﹣80m＝640m。答：（1）4s內(nèi)車行駛的路程是80m；（2）鳴笛時(shí)車離山崖有720m；（3）聽到回聲時(shí)車離山崖有640m。13．利用回聲可以測(cè)量聲源到障礙物的距離?？茖W(xué)工作者為了探測(cè)海底某處的深度，從海面向海底垂直發(fā)射超聲波，經(jīng)過4s后接到回波信號(hào)。已知聲音在海水中的傳播速度為1530m/s，請(qǐng)回答下列問題：（1）超聲波在15℃的空氣中傳播速度為340m/s，人耳不能（選填“能”或“不能”）聽到超聲波。（2）海洋的深度是多少？（3）運(yùn)用聲波的反射，能否測(cè)量地球和月球之間的距離？為什么？【解答】解：（1）超聲波在15℃的空氣中傳播速度為340m/s；超聲波指頻率在20000Hz以上的聲音，因?yàn)槌隽巳说穆犛X上限，所以人耳不能聽到超聲波。（2）聲音到達(dá)海底的時(shí)間為t＝×4s＝2s海水的深度為S＝vt＝1530m/s×2s＝3060m（3）超聲波的傳播需要介質(zhì)，因?yàn)榈厍虻皆铝林g是真空，所以超聲波不能傳播。答：（1）340m/s；不能；（2）海水的深度為3060m；（3）不能用超聲波測(cè)量地月距離，因?yàn)槌暡ú荒茉谡婵罩袀鞑ァ?4．聲音在海水中的傳播速度是1530m/s，為了開辟新航道，某科學(xué)探測(cè)船裝有回聲探測(cè)儀器，探測(cè)水下有無暗礁，如圖測(cè)所示，探測(cè)船發(fā)出的聲音信號(hào)0.8s后被探測(cè)儀器接收。（1）探測(cè)船發(fā)出的聲音為了有更好的回收效果，最好用什么聲波？（2）這種方法能不能用來測(cè)量月亮到地球的距離？為什么？（3）通過計(jì)算說明海底障礙物到探測(cè)船艙底的距離是多少？【解答】解：（1）最好用超聲波，因?yàn)槌暡ň哂卸ㄏ蛐院谩⒋┩改芰?qiáng)的特點(diǎn)。（2）月球周圍沒有空氣，聲波不能在真空中傳播，故超聲波不能到達(dá)月球，更不能利用聲波的反射測(cè)出地球到月球的距離。（3）發(fā)出的聲音信號(hào)0.8s后被探測(cè)儀器接收，超聲波從船所在的位置到暗礁的時(shí)間t＝×0.8s＝0.4s，由v＝可得，海底障礙物到探測(cè)船艙底的距離：s＝vt＝1530m/s×0.4s＝612m。答：（1）探測(cè)船發(fā)出的聲音為了有更好的回收效果，最好用超聲波；（2）這種方法不能用來測(cè)量月亮到地球的距離，因?yàn)樵虑蛑車鷽]有空氣，聲波不能在真空中傳播；（3）海底障礙物到探測(cè)船艙底的距離是612m。15．在某金屬管的一端敲一下鐘，在管的另一端聽到兩次聲音（第一次是由金屬管傳來的，第二次是由空氣傳來的），管長(zhǎng)1020m，兩次響聲相隔2.5s．如果當(dāng)時(shí)空氣中的聲速是340m/s，求該金屬中的聲速。【解答】解：因?yàn)関＝，所以聲音的傳播時(shí)間：t空氣＝＝＝3s，由題意知：t空氣﹣t金屬＝2.5s，聲音在金屬中的傳播時(shí)間：t金屬＝t空氣﹣2.5s＝3s﹣2.5s＝0.5s，聲音在金屬中的傳播速度v金屬＝＝＝2040m/s；答：金屬中的聲速是2040m/s。16．國(guó)慶期間，金明中學(xué)西校區(qū)的小虎跟隨父母前往江西旅游，小虎乘坐著一艘速度為10m/s的汽艇勻速駛向一座山崖，他向山崖大喊一聲“祖國(guó)好”，歷時(shí)5s聽到回聲，已知聲音在空氣中傳播的速度為340m/s．求：（1）5s內(nèi)，聲音在空氣中傳播的路程是多少；（2）他聽到回聲時(shí)離山崖有多遠(yuǎn)?！窘獯稹拷猓海?）由v＝可得，5s內(nèi)聲音在空氣中傳播的路程：s聲＝v聲t＝340m/s×5s＝1700m；（2）5s內(nèi)汽艇行駛的路程：s汽艇＝v汽艇t＝10m/s×5s＝50m，如圖所示：因聲音傳播的距離減去汽艇前進(jìn)的距離等于他聽到回聲時(shí)離山崖距離的2倍，所以，他聽到回聲時(shí)離山崖的距離：s＝＝＝825m。答：（1）5s內(nèi)聲音在空氣中傳播的路程是1700m；（2）他聽到回聲時(shí)離山崖為825m。17．一輛客車在某高速公路上行駛，在經(jīng)過某直線路段時(shí)，司機(jī)駕車做勻速直線運(yùn)動(dòng)。司機(jī)發(fā)現(xiàn)其正要通過正前方高山懸崖下的隧道，于是鳴笛，經(jīng)t1＝6秒后聽到回聲，聽到回聲后又行駛t2＝16秒，司機(jī)第二次鳴笛，又經(jīng)t3＝2秒后聽到回聲，請(qǐng)根據(jù)以上數(shù)據(jù)計(jì)算：（1）客車第一次鳴笛時(shí)與懸崖的距離；（2）客車勻速行駛的速度并判斷客車是否超速行駛。（已知此高速路段最高限速為120千米/小時(shí)，聲音在空氣中的傳播速度為340米/秒）【解答】解：設(shè)客車第一次鳴笛時(shí)與懸崖的距離為L(zhǎng)，客車勻速行駛的速度為v，整個(gè)過程如圖所示：因第一次鳴笛時(shí)客車到懸崖距離的2倍等于聲音傳播距離與汽車行駛距離之和，所以，由v＝可得：2L＝v聲t1+vt1﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣①聽到回聲后又行駛t2＝16s時(shí)，客車離懸崖的距離為L(zhǎng)﹣vt1﹣vt2，因司機(jī)第二次鳴笛時(shí)客車到懸崖的距離的2倍等于聲音傳播距離與汽車行駛距離之和，所以有2（L﹣vt1﹣vt2）＝v聲t3+vt3﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣②①式﹣②式可得：v＝v聲＝×340m/s＝34m/s＝122.4km/h，客車第一次鳴笛時(shí)與懸崖的距離：L＝（v聲+v）t1＝×（340m/s+34m/s）×6s＝1122m，因122.4km/h＞120km/h，所以，客車勻速行駛的速度是超速行駛。答：（1）客車第一次鳴笛時(shí)與懸崖的距離為1122m；（2）客車勻速行駛的速度為122.4km/h，客車是超速行駛。四．解答題（共3小題）18．現(xiàn)有一根長(zhǎng)為8.5m的鐵管，小琳將耳朵貼在鐵管的一端，小明去敲擊一下鐵管的另一端。已知聲音在空氣中的傳播速度為340m/s，在鐵中傳播速度為5200m/s，人耳能區(qū)分兩次聲音的時(shí)間間隔為0.1s以上，請(qǐng)解答如下問題：（1）求敲擊聲由空氣傳入小琳的耳朵需要多長(zhǎng)時(shí)間？（2）請(qǐng)簡(jiǎn)要分析說明，小琳會(huì)聽到幾次敲打的聲音？【解答】解：（1）因?yàn)楣荛L(zhǎng)s＝8.5m，空氣中的聲速是340m/s，則由v＝得：聲音在空氣中的傳播時(shí)間：t＝＝＝0.025s；（2）由于音在不同介質(zhì)中的傳播速度不同，一般來說，在固體中傳播最快，在氣體中最慢，所以聲音在鐵管中的傳播時(shí)間一定小于0.025s，則兩次聲音的間隔一定小于0.1s．此時(shí)人耳無法分辨兩次聲音，故只能聽到一次敲打聲。答：（1）敲擊聲由空氣傳入小琳的耳朵需要的時(shí)間為0.025s；（2）聲音在空氣和鐵管中的傳播時(shí)間間隔小于0.1s，故只能聽到一次敲打聲。19．閱讀短文，回答文后問題。超聲波“看”世界蝙蝠是利用超聲波的高手，它長(zhǎng)有一雙眼睛，視覺很差，被認(rèn)為是動(dòng)物界的“盲人”。為了研究蝙蝠如何在黑暗的夜晚捕食昆蟲，17世紀(jì)末，意大利科學(xué)家將蝙蝠和貓頭鷹一起放在完全黑暗的密室里。研究發(fā)現(xiàn)，蝙蝠能輕易地分辨方位、躲避障礙物，而貓頭鷹會(huì)撞上障礙物。后來科學(xué)家通過實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)，如果將蝙蝠的一只耳朵堵住，它就會(huì)方向感，不能躲避障礙物。直到1930年，哈佛大學(xué)的一位大學(xué)生才利用儀器探測(cè)到蝙蝠發(fā)出的超聲波，從而揭開了蝙蝠捕食之謎。原來，黑暗中飛行的蝙蝠通過鼻腔每秒發(fā)射10﹣20次超聲波，這種聲波可以探察到很小的障礙物，聲波遇到障礙物后便會(huì)發(fā)射，就像我們?cè)诖髲d里拍手會(huì)聽到回聲一樣，蝙蝠根據(jù)這種回聲的方向和時(shí)間，就能了解周圍環(huán)境，辨別位置和捕食昆蟲?？茖W(xué)家受到回聲定位的啟發(fā)，發(fā)明了超聲波測(cè)速儀。圖甲是公路上用超聲波測(cè)速儀測(cè)量車速的示意圖，測(cè)速儀每隔一定的時(shí)間發(fā)射一次超聲波，顯示屏上能顯示發(fā)出和接收到的超聲波信號(hào)。并能讀出兩個(gè)信號(hào)的時(shí)間差，從而測(cè)出被測(cè)物體的位置和速度。如果發(fā)出的超聲波遇不到反射物，顯示屏上只顯示發(fā)出的超聲波，如圖乙中的p1、p2所示；如果測(cè)速儀正前方有一輛汽車，測(cè)速儀將接收到汽車反射回來的超聲波，p1、p2的發(fā)射波n1、n2如圖丙所示。（1）頻率高于20000Hz的聲音叫作超聲波，頻率低于20Hz的聲音叫作次聲波；（2）科學(xué)家將蝙蝠和貓頭鷹一起放在完全黑暗的密室里，發(fā)現(xiàn)蝙蝠能輕易地分辨方位、躲避障礙物。這一過程屬于科學(xué)探究中的CA．提出問題B．猜想假設(shè)C．進(jìn)行實(shí)驗(yàn)D．得出結(jié)論（3）蝙蝠用來接收反射超聲波的器官是BA．眼睛B．耳朵C．鼻子D．嘴巴（4）如果圖乙和圖丙中的p1、p2之間的時(shí)間間隔△t＝0.5s，則測(cè)速儀每秒鐘發(fā)射2次超聲波，圖丙中p1、n1之間的時(shí)間間隔t1＝0.2s，超聲波在空氣中傳播速度是v＝340m/s，可知超聲波第一次反射時(shí)汽車離測(cè)速儀的距離為34m；（5）圖丙p2、n2之間的時(shí)間間隔△t2小于之p1、n1之間間隔△t1，由此可以判斷汽車的運(yùn)動(dòng)情況是BA．靜止B．向左運(yùn)動(dòng)C．向右運(yùn)動(dòng)D．無法判斷。【解答】解：（1）人耳的聽覺范圍是20Hz﹣20000Hz，其中高于20000Hz的聲波是超聲波，低于