Question

11．（1）聲速與介質種類和介質溫度有關，聲音在海水中的傳播速度是1300m/s，某探測船利用聲吶從海面處垂直向海底發(fā)射超聲波，經(jīng)0.6s接收到反射回來的聲音信號．估算海底障礙物到海面的距離是多少？
（2）運動會百米賽跑時，計時員聽到槍聲才開始計時，他記錄的這名運動員的成績是12.81秒，問這名運動員的真實成績是多少？
（3）測速儀器用超聲波從車的正前方測汽車速度，第一次發(fā)出的超聲波經(jīng)過0.4秒接收到汽車反射回來的超聲波，第二次發(fā)出超聲波經(jīng)過0.3秒接收到返回的超聲波，兩次超聲波發(fā)出的時間間隔為1秒，超聲波的速度為340米/秒，求汽車速度？

Answer 1

分析 （1）聲音的傳播速度與介質性質、介質溫度有關；由速度公式的變形公式求出超聲波的路程，然后求出障礙物到海面的距離；
（2）如果計時員聽到槍聲才開始計時，說明槍聲已經(jīng)傳播100米到達終點時才開始計時，所測時間肯定少了，所以運動員的實際成績是：測得的百米跑成績加聲音傳播100m的時間；
（3）求汽車的速度必須知道行駛的距離和相應的時間：
①測速儀第一次發(fā)出超聲波時，經(jīng)過了0.2s到達了汽車處，而信號從汽車處返回測速儀，也行駛了0.2s的時間；
②在第二次發(fā)出的信號，在與汽車相遇返回到測速儀時，超聲波行駛了0.15s；
③這兩次汽車與測速儀的距離差就是汽車行駛的距離，再找出行駛這段時間所用的時間（汽車運動的時間為從第一次與超聲波相遇開始，到第二次與超聲波相遇結束．求出這個時間，就是汽車運動的時間），利用速度公式即可得解．

解答 解：（1）聲速與傳播介質和溫度有關；
因為v=$\frac{s}{t}$，
所以超聲波的路程：
s′=v′t=1300m/s×0.6s=780m，
障礙物到海面的距離：
h=$\frac{s′}{2}$=$\frac{780m}{2}$=390m；
（2）因為v=$\frac{s}{t}$，
所以聲音傳播100m所需時間：t_聲=$\frac{s}{v}$=$\frac{100m}{340m/s}$≈0.294s，
運動員的運動時間：
t_運動員=t+t_聲=12.81s+0.294s≈13.10s；
（3）由v=$\frac{s}{t}$得，汽車接收到第一次信號時，汽車距測速儀：
s₁=v_聲t₁=340m/s×0.2s=68m；
汽車接收到第二次信號時，汽車距測速儀：
s₂=v_聲t₂=340m/s×0.15s=51m；
因此汽車在兩次信號的間隔過程中，行駛了：s′=s₁-s₂=68m-51m=17m；
這17m共用了：t′=△t-t₁+t₂=1s-0.2s+0.15s=0.95s，
所以汽車的車速為：v′=$\frac{s′}{t′}$=$\frac{17m}{0.95s}$≈17.9m/s．
故答案為：（1）介質種類；介質溫度；海底障礙物到海面的距離是390m；（2）運動員的真實成績是13.10秒；（3）汽車速度是17.9米/秒．

點評 本題考查了學生對速度公式的應用，（3）問題如何確定汽車運動的時間，是此題的難點．