專題03：利用回聲測(cè)距離及聲速的計(jì)算【解析版】

專題03利用回聲測(cè)距離及聲速的計(jì)算一、知識(shí)精講一、知識(shí)精講一、聲與信息 1.聲音傳遞信息：是指通過(guò)分析聲音或回聲可以得到某些信息。2.聲傳遞信息的應(yīng)用：蝙蝠捕食、倒車?yán)走_(dá)、聲吶、超聲導(dǎo)盲儀、“B”超等。（1）回聲定位與測(cè)距①回聲定位：蝙蝠在飛行過(guò)程中，會(huì)發(fā)出超聲波，這些聲波遇到障礙物或昆蟲(chóng)時(shí)會(huì)反射回來(lái)，根據(jù)回事到來(lái)的方位和時(shí)間，蝙蝠可以確定目標(biāo)的位置，這叫回聲定位。②回聲測(cè)距：當(dāng)聲源靜止時(shí)，聲音從發(fā)出到碰到障礙物反射回聲源處所走過(guò)的距離，是聲源到障礙物距離的兩倍，即，其中t為從發(fā)聲到接收到回聲的時(shí)間，v聲為聲音的傳播速度。（2）倒車?yán)走_(dá)：利用超聲波探測(cè)汽車后方障礙物的距離，告知駕駛員周圍障礙物的情況；（3）聲吶設(shè)備：利用聲波在水中的傳播和反射特性，對(duì)水下目標(biāo)進(jìn)行探測(cè)，廣泛用于魚(yú)群探測(cè)、船舶導(dǎo)航和海底地質(zhì)地貌的勘測(cè)等。二、題型先知二、題型先知TOC\o"1-1"\h\u一．聲音在不同介質(zhì)中的傳播速度（共6小題） 1二．回聲測(cè)距離的應(yīng)用（共20小題） 2三、實(shí)戰(zhàn)演練三、實(shí)戰(zhàn)演練一．聲音在不同介質(zhì)中的傳播速度（共6小題）1．某課外活動(dòng)小組的同學(xué)為了體驗(yàn)聲音在不同介質(zhì)是傳播速度不同的物理現(xiàn)象，小紅在輸送水的直鐵管道（充滿水）上敲擊一下，使鐵管發(fā)出清脆的聲音；小明沿鐵管在水管的某一位置耳朵貼近鐵管聽(tīng)聲（已知聲音在空氣中的傳播速度是v氣＝340m/s，在水中的傳播速度是v水＝1700m/s，在鋼鐵中的傳播速度是v鐵＝5100m/s），若實(shí)驗(yàn)中小明只能聽(tīng)到一次響聲，則小明的位置到敲擊點(diǎn)的距離范圍是（）A．s≤42.5m B．s＜36.43m C．s≤255m D．255m＞s≥36.4m【解答】解：聲音到達(dá)人耳的先后順序（傳聲物質(zhì)）依次是：鐵、水、空氣。設(shè)聲音傳播的距離為s米。要分辨（相鄰的）空氣和水傳來(lái)的聲音，應(yīng)有：，解得：s1≥42.5m，要分辨（相鄰的）水和鐵傳來(lái)的聲音，應(yīng)有：，解得：s2≥255m，要分辨（相鄰的）空氣和鐵傳來(lái)的聲音，應(yīng)有：，解得：s3≥36.4m，所以小明的位置到敲擊點(diǎn)的距離：s≥255m時(shí)，三種物質(zhì)傳播的聲音到達(dá)聽(tīng)音者的時(shí)間間隔均等于或大于0.1s，能聽(tīng)到三次敲擊聲。小明的位置到敲擊點(diǎn)的距離：255m＞s≥42.5m時(shí)，水和鐵傳播的聲音到達(dá)聽(tīng)音者的時(shí)間間隔小于0.1s（不能區(qū)分），但水和空氣傳播的時(shí)間間隔仍然等于或大于0.1s，能聽(tīng)到兩次敲擊聲。小明的位置到敲擊點(diǎn)的距離：當(dāng)36.4m≤s＜42.5m時(shí)，雖然空氣和鐵傳來(lái)的聲音時(shí)間間隔大于等于0.1s，但兩次聲音中夾雜著一次從水中傳來(lái)的聲音，使得相鄰的兩次聲音時(shí)間間隔小于0.1s，所以，只能聽(tīng)見(jiàn)一次聲音。實(shí)驗(yàn)中小明只聽(tīng)到一次響聲，則小明的位置距離敲擊點(diǎn)的距離范圍是s≤42.5m。故選：A。2．甲同學(xué)將耳朵貼在一根15m鐵管的一端，乙同學(xué)在另一端用力敲一下鐵管，甲同學(xué)能聽(tīng)到（空氣中聲速為340m/s，鐵中聲速為5200m/s）（）A．1次敲擊聲 B．3次敲擊聲 C．4次敲擊聲 D．5次敲擊聲【解答】解：由于聲音在不同介質(zhì)中的傳播速度不同，在固體傳播最快，而在氣體中傳播最慢。當(dāng)乙同學(xué)在一端用力敲一下鐵管。甲同學(xué)將耳朵貼在一根長(zhǎng)鐵管的另一端時(shí)，聲音會(huì)傳播兩次，即第一次是通過(guò)鐵管這一固體傳播過(guò)來(lái)的，另一次是通過(guò)鐵管周圍的空氣傳播過(guò)來(lái)的。由于鐵管長(zhǎng)15m，故其通過(guò)鐵管傳播的時(shí)間是，據(jù)v＝可知，t＝＝≈0.00288s；同理聲音通過(guò)空氣傳播的時(shí)間是：t＝＝≈0.0441s；分析上述數(shù)據(jù)，可知聲音通過(guò)空氣和鐵管的傳播時(shí)間之差小于0.1s，所以此時(shí)人耳朵是不能區(qū)分開(kāi)這兩次聲音的，故只能聽(tīng)到一次聲音。故選：A。3．同學(xué)將耳朵貼在一根20m裝滿水的鐵管的一端，乙同學(xué)在另一端用力敲一下鐵管，甲同學(xué)能聽(tīng)到（已知空氣中的聲速為340m/s，水中聲速為1500m/s，鐵中聲速為5200m/s）（）A．1次敲擊聲 B．2次敲擊聲 C．3次敲擊聲 D．多次敲擊聲【解答】解：由于聲音在不同介質(zhì)中的傳播速度不同，在固體傳播最快，而在氣體中傳播最慢。當(dāng)乙同學(xué)在一端用力敲一下鐵管。甲同學(xué)將耳朵貼在一根長(zhǎng)鐵管的另一端時(shí)，聲音會(huì)傳播三次，即第一次是通過(guò)鐵管這一固體傳播過(guò)來(lái)的，另一次是通過(guò)水傳播過(guò)來(lái)的，還有一次通過(guò)鐵管周圍的空氣傳播。聲音在鐵、水、空氣中傳播20m所用的時(shí)間分別為：t1＝＝≈0.004s；t2＝≈0.0133s；t3＝＝≈0.0588s。分析上述數(shù)據(jù)，人耳能夠區(qū)分兩次聲音的時(shí)間間隔0.1s，故能聽(tīng)到一次聲音。故選：A。4．甲同學(xué)將耳朵貼在一根20m鐵管的一端，乙同學(xué)在另一端用力敲一下鐵管，甲同學(xué)能聽(tīng)到（空氣中聲速為340m/s，鐵中聲速為5200m/s）（）A．1次敲擊聲 B．2次敲擊聲 C．3次敲擊聲 D．4次敲擊聲【解答】解：由于聲音在不同介質(zhì)中的傳播速度不同，在固體傳播最快，而在氣體中傳播最慢。當(dāng)乙同學(xué)在一端用力敲一下鐵管。甲同學(xué)將耳朵貼在一根長(zhǎng)鐵管的另一端時(shí)，聲音會(huì)傳播兩次，即第一次是通過(guò)鐵管這一固體傳播過(guò)來(lái)的，另一次是通過(guò)鐵管周圍的空氣傳播過(guò)來(lái)的。由于鐵管長(zhǎng)20m，故其通過(guò)鐵管傳播的時(shí)間是，據(jù)v＝可知，t＝＝≈0.00385s；同理聲音通過(guò)空氣傳播的時(shí)間是：t＝＝≈0.0588s分析上述數(shù)據(jù)，可知聲音通過(guò)空氣和鐵管的傳播時(shí)間之差小于0.1s，所以此時(shí)人耳朵是不能區(qū)分開(kāi)這兩次聲音的，故只能聽(tīng)到一次聲音。故選：A。5．一根長(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(tīng)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(guò)鋼管（選填“空氣”或“鋼管”）傳遞過(guò)來(lái)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?，所以先聽(tīng)到的那次響聲是通過(guò)鋼管傳來(lái)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(tīng)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；。6．某中學(xué)八年級(jí)課外活動(dòng)小組的同學(xué)為了體驗(yàn)“聲音在不同介質(zhì)中傳播速度不同”的物理現(xiàn)象，他們請(qǐng)一位同學(xué)在輸送水的直鐵管道（充滿水）上敲擊一下，使鐵管發(fā)出清脆的聲音，其余同學(xué)沿鐵管分別在不同位置耳朵貼近鐵管聽(tīng)聲。實(shí)驗(yàn)結(jié)束以后，A同學(xué)只聽(tīng)到一次響聲；B同學(xué)聽(tīng)到2次響聲；C同學(xué)聽(tīng)到3次響聲。已知聲音在空氣中的傳播速度是v氣＝340m/s，在水中的傳播速度是v水＝1700m/s，在鐵中的傳播速度是v鐵＝5100m/s。若A、B、C三位同學(xué)的位置到敲擊點(diǎn)的距離分別為xA、xB、xC，則它們的大小分別滿足的條件是xA＜42.5m；42.5m≤xB＜255m；xC≥255m。（請(qǐng)按照xA、xB、xC的順序填空）【解答】解：聲音到達(dá)人耳的先后順序（傳聲物質(zhì)）依次是：鐵、水、空氣。設(shè)聲音傳播的距離為x。要分辨（相鄰的）空氣和水傳來(lái)的聲音，應(yīng)有：﹣≥0.1s，解得：xA≥42.5m；要分辨（相鄰的）水和鐵傳來(lái)的聲音，應(yīng)有：﹣≥0.1s，解得：xB≥255m；結(jié)論：C同學(xué)與敲擊點(diǎn)處的距離：xC≥255m時(shí)，三種物質(zhì)傳播的聲音到達(dá)聽(tīng)音者的時(shí)間間隔均等于或大于0.1s，能聽(tīng)到三次敲擊聲。B同學(xué)與敲擊點(diǎn)處的距離：255m＞xB≥42.5m時(shí)，水和空氣傳播的時(shí)間間隔等于或大于0.1s（可以分辨）；空氣和鐵傳播的時(shí)間間隔等于或大于0.1s（可以分辨）；水和鐵傳播的聲音到達(dá)聽(tīng)音者的時(shí)間間隔小于0.1s（不能區(qū)分）；A同學(xué)與敲擊點(diǎn)處的距離：xA＜42.5m時(shí)，任意兩種物質(zhì)傳播的聲音到達(dá)聽(tīng)音者的時(shí)間間隔均小于0.1s，只能聽(tīng)到一次敲擊聲。故答案為：xA＜42.5m；42.5m≤xB＜255m；xC≥255m。二．回聲測(cè)距離的應(yīng)用（共20小題）7．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(shuō)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＝×0.4s×2＝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(shuō)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(guò)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。8．為了監(jiān)督司機(jī)是否遵守限速規(guī)定，交管部門在公路上安裝了固定測(cè)速儀。如圖所示，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(lái)的信母用時(shí)0.3s，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(lái)的信號(hào)用時(shí)0.5s，若發(fā)出兩次信號(hào)的時(shí)間間隔是1.6s，超聲波的速度是340m/s。則下列說(shuō)法正確的是（）A．汽車遇到第一次信號(hào)時(shí)，距測(cè)速儀102m B．汽車是向靠近測(cè)速儀方向行駛的 C．汽車在兩次遇到信號(hào)間隔過(guò)程中，行駛了68m D．該汽車在此次監(jiān)測(cè)過(guò)程中沒(méi)有超速【解答】解：A、根據(jù)題意可知，第一次發(fā)出信號(hào)到汽車遇到第一次信號(hào)的時(shí)間t1＝×0.3s＝0.15s，由v＝可知，汽車遇到第一次信號(hào)時(shí)，距測(cè)速儀的距離：s1＝vt1＝340m/s×0.15s＝51m，故A錯(cuò)誤；B、根據(jù)題意可知，第二次發(fā)出信號(hào)到汽車遇到第二次信號(hào)的時(shí)間t2＝×0.5s＝0.25s，由于t1＜t2，所以汽車是向遠(yuǎn)離測(cè)速儀方向行駛的，故B錯(cuò)誤；C、由v＝可知，汽車遇到第二次信號(hào)時(shí)，距測(cè)速儀的距離：s2＝vt2＝340m/s×0.25s＝85m，則汽車在兩次遇到信號(hào)間隔過(guò)程中，行駛的路程：Δs＝s2﹣s1＝85m﹣51m＝34m，故C錯(cuò)誤；D、汽車在兩次遇到信號(hào)間隔過(guò)程中所用的時(shí)間：Δt＝1.6s﹣t1+t2＝1.6s﹣0.15s+0.25s＝1.7s，汽車的行駛速度：v′＝＝＝20m/s＝72km/h，由圖可知，該路段汽車的限速為100km/h，所以該汽車在此次監(jiān)測(cè)過(guò)程中沒(méi)有超速，故D正確。故選：D。9．國(guó)之重器“海斗一號(hào)”為全海深自主遙控潛水器。當(dāng)它靜止在海面時(shí)，向海底發(fā)出超聲波，經(jīng)t1時(shí)間接收到反射回來(lái)的回聲；若潛水器在海面上發(fā)出超聲波脈沖的同時(shí)，豎直向下做勻速直線運(yùn)動(dòng)，t2后接收到反射回來(lái)的回聲。已知超聲波在海水中的速度是v，則潛水器下潛的速度為（）A． B． C． D．【解答】解：已知超聲波在海水中的速度是v，海底的深度為：s深＝vt1，潛艇下潛時(shí)，超聲波傳播的距離加上潛艇下潛的距離等于海深的2倍，即vt2+v艇t2＝2××vt1，潛艇下潛的速度：v艇＝。故選：A。10．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(lái)，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(lái)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(lái)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(shuō)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(méi)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(méi)有超速，故C準(zhǔn)確，D錯(cuò)誤。故選：C。11．超聲測(cè)速儀向障礙物發(fā)射時(shí)間極短的脈沖超聲波，根據(jù)接收到的反射信號(hào)時(shí)間關(guān)系可以測(cè)量物體速度，如圖所示，測(cè)速儀B向迎面勻速行駛的汽車A發(fā)射兩次脈沖波的時(shí)間間隔為4.5s。發(fā)射第一個(gè)脈沖后1.4s收到反射信號(hào)，發(fā)射第二個(gè)脈沖后0.4s收到反射信號(hào)，則汽車接收第一次信號(hào)時(shí)，汽車距測(cè)速儀的距離為238m，汽車接收第二次信號(hào)時(shí)，汽車距測(cè)速儀的距離為68m，汽車兩次接收到信號(hào)的時(shí)間間隔為4s，汽車行駛的速度42.5m/s。（超聲波在空氣中傳播的速度為340m/s）【解答】解：由v＝可得，測(cè)速儀第一次發(fā)出的信號(hào)與汽車相遇時(shí)，汽車距測(cè)速儀的距離：s1＝v聲×＝340m/s×＝238m；第二次發(fā)出的信號(hào)與汽車相遇時(shí)，汽車距測(cè)速儀的距離：s2＝v聲×＝340m/s×＝68m；則汽車行駛的路程：s′＝s1﹣s2＝238m﹣68m＝170m；汽車行駛的時(shí)間：t′＝Δt﹣+＝4.5s﹣0.7s+0.2s＝4s，則汽車行駛的速度：v′＝＝＝42.5m/s。故答案為：238；68；4；42.5。12．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，汽車向放置在道路中間的測(cè)速儀勻速駛來(lái)，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)0.2s，第二次發(fā)出信號(hào)到測(cè)速儀接收到信號(hào)用時(shí)0.05s。若發(fā)出兩次信號(hào)的時(shí)間間隔是1.85s，汽車在兩次接受信號(hào)間隔過(guò)程中行駛的距離是25.5m，汽車的速度是14.37m/s。（超聲波的傳播速度是340m/s）【解答】解：（1）第一次發(fā)出信號(hào)到測(cè)速儀接收到信號(hào)用時(shí)0.1s，所以第一次信號(hào)到達(dá)汽車的時(shí)間為0.1s，由v＝得，汽車接收到第一次信號(hào)時(shí)，汽車距測(cè)速儀：s1＝v聲t1＝340m/s×0.1s＝34m，第二次發(fā)出信號(hào)到測(cè)速儀接收到信號(hào)用時(shí)0.025s，所以第二次信號(hào)到達(dá)汽車的時(shí)間為0.025s，s2＝v聲t2＝340m/s×0.025s＝8.5m汽車在兩次信號(hào)的間隔過(guò)程中，行駛了：s′＝s1﹣s2＝34m﹣8.5m＝25.5m；（2）這25.5m共用時(shí)間：t′＝Δt﹣t1+t2＝1.85s﹣0.1s+0.025s＝1.775s，所以汽車的車速為：v′＝＝≈14.37m/s。故答案為：25.5；14.37。13．汽車勻速行駛，在距離隧道右側(cè)入口165m處開(kāi)始鳴笛，司機(jī)經(jīng)過(guò)1s聽(tīng)到隧道入口處山崖反射回來(lái)的回聲，則汽車的行駛速度是15m/s。此時(shí)，他看到這條長(zhǎng)150m的隧道內(nèi)有一工人正在檢修設(shè)備，立即亮燈提醒工人離開(kāi)。恰好工人正好處在向左、向右跑都能安全脫險(xiǎn)的位置。為了安全脫險(xiǎn)，工人奔跑的最小速度是5m/s。（當(dāng)時(shí)聲音的速度v聲＝315m/s）?！窘獯稹拷猓海?）笛聲傳播的路程和汽車行駛的路程的總和：s總＝165m×2＝330m，笛聲傳播的路程：s聲＝v聲t＝315m/s×1s＝315m，汽車行駛的路程：s車＝s總﹣s聲＝330m﹣315m＝15m，汽車的速度為：v車＝＝＝15m/s，（2）此時(shí)汽車到隧道右出口的距離：s＝165m﹣15m＝150m，由v＝得汽車到達(dá)隧道右出口的時(shí)間：t右＝＝＝10s，汽車到達(dá)隧道左出口的時(shí)間：t左＝＝＝20s，設(shè)工人距右出口的距離為s右，則距離左出口的距離為150m﹣s右，設(shè)最小奔跑速度為v，則向右跑時(shí)：v＝，向左跑時(shí)：v＝＝，＝，即：＝，解得：s右＝50m，最小奔跑速度：v＝＝＝5m/s。故答案為：15；5。14．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(guò)t1時(shí)間接收到回聲；發(fā)出第二束超聲波后，經(jīng)過(guò)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(guò)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：。15．高速路上安裝了測(cè)速儀來(lái)監(jiān)控道路上的違章行駛。測(cè)速儀對(duì)著前方行駛而來(lái)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(guò)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(guò)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(guò)程中，行駛了：s＝s1﹣s2＝34m﹣17m＝17m，這17m共用了：t＝Δt+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。16．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(lái)的時(shí)間間隔Δt1，第二次超聲波信號(hào)從發(fā)出到被反射回來(lái)的時(shí)間間隔Δt2，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(guò)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。17．如圖所示，汽車向放置在道路中間的測(cè)速儀勻速駛來(lái)，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(guò)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(guò)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(guò)程中，汽車的行駛時(shí)間：t＝Δt﹣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′＝Δt﹣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(guò)程中行駛的距離為s'＝vt′＝34m/s×0.9s＝30.6m。故答案為：30.6。18．如圖為超聲波測(cè)速裝置：超聲波測(cè)速儀每秒發(fā)出一個(gè)較強(qiáng)的超聲波脈沖，它在空氣中以340m/s速度傳播，當(dāng)它遇到障礙物后，超聲波被反射回來(lái)，被超聲波測(cè)速儀接收到一個(gè)較弱的脈沖信號(hào)。由此可以測(cè)定障礙物移動(dòng)的速度。如圖是超聲波測(cè)速儀監(jiān)測(cè)某車時(shí)的信息。（1）該車在靠近測(cè)速儀（選填“遠(yuǎn)離”或“靠近”）。（2）汽車在接收到兩個(gè)信號(hào)之間的時(shí)間內(nèi)前進(jìn)的距離34m。（3）該車行駛速度為37.78m/s?！窘獯稹拷猓海?）由圖可知，第一次發(fā)出信號(hào)到接收到超聲波返回信號(hào)用時(shí)0.4s；第二次發(fā)出信號(hào)到接收到返回信號(hào)用時(shí)0.2s，則第二次發(fā)出信號(hào)到接收到返回信號(hào)用時(shí)短，則汽車是在靠近測(cè)速儀；（2）由v＝可知，第一次接受到信號(hào)汽車到測(cè)速儀的距離：s1＝v聲×t1＝340m/s××0.4s＝68m，第二次接受到信號(hào)汽車到測(cè)速儀的距離：s2＝v聲×t2＝340m/s××0.2s＝34m，汽車在接收到兩個(gè)信號(hào)之間的時(shí)間內(nèi)前進(jìn)的距離是：Δs＝s1﹣s2＝68m﹣34m＝34m；（3）由圖可知，發(fā)出兩次信號(hào)的時(shí)間間隔是1s，汽車接收第一次信號(hào)到接收第二次信號(hào)的時(shí)間：t＝t0﹣t1+t2＝1s﹣×0.4s+×0.2s＝0.9s，則汽車的速度：v＝＝≈37.78m/s。故答案為：（1）靠近；（2）34；（3）37.78。19．利用聲吶探測(cè)海深時(shí)，是利用回聲的原理。如圖所示，當(dāng)探測(cè)船到達(dá)探測(cè)海面時(shí)，由船上的發(fā)聲儀器發(fā)出聲音，在6s后，接收到回聲，請(qǐng)求出此處海的深度？（v海水＝1500米/秒）【解答】解：超聲波從海面到海底用的時(shí)間：t＝×6s＝3s，由v＝得海的深度：s＝v海水t＝1500m/s×3s＝4500m。答：此處海的深度為4500m。20．如圖所示火車在筆直的軌道上勻速行駛，在從山崖駛向大橋的過(guò)程中，當(dāng)火車頭距離橋頭150m處鳴笛，鳴笛5s后火車頭到達(dá)橋頭，此時(shí)車頭的司機(jī)聽(tīng)到來(lái)自山崖的回聲。（聲音在空氣中的傳播速度按330m/s計(jì)算）（1）計(jì)算火車的速度；（2）鳴笛時(shí)，火車車頭到山崖的距離?！窘獯稹拷猓海?）火車的速度：v車＝＝＝30m/s；（2）聲音傳播的路程：s聲＝v聲t＝330m/s×5s＝1650m，司機(jī)鳴笛時(shí)車到山崖的距離為s，則：2s＝s聲﹣s車，所以s＝＝＝750m。答：（1）火車的速度為30m/s；（2）鳴笛時(shí)，火車車頭到山崖的距離為750m。21．潛艇靜止在馬里亞那海溝（世界上最深的海溝）的海面，向海溝發(fā)出超聲波，14.0s后接收到反射回來(lái)的回聲；若潛艇在海面上發(fā)出超聲波脈沖的同時(shí)，豎直向下做勻速直線運(yùn)動(dòng)，13.9s后接收到反射回來(lái)的回聲。已知超聲波在水中的速度是1500m/s．求：（1）超聲波到達(dá)海底所用時(shí)間；（2）馬里亞那海溝距海平面的深度；（3）潛艇向下做勻速直線運(yùn)動(dòng)的速度?！窘獯稹拷猓海?）超聲波從潛艇傳到海底的時(shí)間：t1＝s＝7s；（2）由v＝可得，馬里亞那海溝的深度：s＝vt＝1500m/s×7s＝10500m；（3）回聲從海底返回到潛艇所用時(shí)間：t2＝t﹣t1＝13.9s﹣7s＝6.9s，6.9s內(nèi)回聲的路程為：s1＝vt2＝1500m/s×6.9s＝10350m，13.9s內(nèi)潛艇向下運(yùn)動(dòng)的路程：s2＝s﹣s1＝10500m﹣10350m＝150m，潛艇向下做勻速直線運(yùn)動(dòng)的速度：v′＝＝≈10.8m/s。答：（1）超聲波到達(dá)海底所用時(shí)間為7s；（2）馬里亞那海溝距海平面的深度為10500m；（3）潛艇向下做勻速直線運(yùn)動(dòng)的速度為10.8m/s。22．我國(guó)海軍在東海某區(qū)域進(jìn)行相關(guān)軍事演習(xí)。在演習(xí)過(guò)程中，一架距海面170米高處的直升飛機(jī)垂直向海面發(fā)射超聲波，分別收到海面和海面下行駛的潛水艇的2次反射訊號(hào)。（超聲波在空氣中的傳播速度v1＝340m/s；超聲波在海水中的傳播速度v2＝1500m/s；參考計(jì)算公式：v＝）求：①直升飛機(jī)收到海面反射訊號(hào)的時(shí)間t1；②若直升飛機(jī)收到海面下行駛的潛水艇的反射訊號(hào)時(shí)間t為1.2秒，則潛水艇在海面下的深度s2為多少。【解答】解：①由v＝可得，直升飛機(jī)收到海面反射訊號(hào)的時(shí)間t1＝＝＝1s，②聲波在水中走一趟的時(shí)間t2＝＝0.1s，由v＝可得潛水艇在海面下的深度s2＝v2t2＝1500m/s×0.1s＝150m。答：①直升飛機(jī)收到海面反射訊號(hào)的時(shí)間t1為1s；②若直升飛機(jī)收到海面下行駛的潛水艇的反射訊號(hào)時(shí)間t為1.2秒，則潛水艇在海面下的深度s2為150m。23．小明同學(xué)向遠(yuǎn)處的大樓大喊一聲，經(jīng)4秒后收聽(tīng)到回聲，已知空氣中聲音傳播的速度為340米/秒，則：（1）小明距離大樓多少米？（2）這種方法能否用來(lái)測(cè)量月亮與地球之間的距離？其原