有关超声波测速的几个典型题
超声波测速仪测量车速

超声波测速仪测量车速
例题:如图所示A是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,根据发出的和接收的超声波信号间的时间差,测出被测物体的速度,图B 中P1、P2 是测速仪发出的超声波信号。
n1、n2分别是P1、P2由汽车反射回来的超声波信号。
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速度是v=340m/s,若汽车是匀速行驶的,则根据图B可知,汽车在接收到两个信号之间的时间内前进的距离是多少?汽车的速度是多少?(图B中所标数值为测速仪上显示屏上n1、n2 P1、P2各点之间距离。
)
设第一次发射到接受所需的时间为t1,(由图B可知1.0s对应3大格的长度)
1
2.1
0.1
3
t
=t1=0.4s
则汽车第一次接受到超声波时测速仪距离汽车的距离为s1
s1=
2
1
t
×340=68m
第二次发射到接受所需的时间为t2
2
9.0
0.1
3
t
=t2=0.3s
t1
t2
1.0s
t
0.2s
0.2s
0.15s
0.15s
s1
s2
汽车第二次接受到超声波时测速仪距离汽车的距离为s 2 S 2=2
3.0×340=51m 则两次汽车接受到超声波时相互之间的距离为 S 1- S 2=68m-51m=17m
两次汽车接受到超声波时的时间间隔为t
t=1.0s-0.2s+0.15s=0.95s
所以汽车的速度为v
V=
s
m 95.017=17.8m/s。
超声波测速题目解答原理

超声波测速题目解答原理一、选择题(1 - 10)1. 超声波测速利用的是超声波的()A. 能量大。
B. 方向性好。
C. 能在真空中传播。
D. 传播速度快。
答案:B。
解析:超声波测速是利用超声波方向性好的特点,发射出去的超声波可以沿着特定方向传播,遇到物体反射回来,从而可以确定物体的位置、距离等信息,进而计算速度。
超声波不能在真空中传播,能量大不是用于测速的主要特性,虽然超声波传播速度相对较快,但这不是其用于测速的关键原理,关键是方向性好。
2. 超声波测速仪向行驶中的汽车发射一束超声波,经反射后接收到回波的时间为t,已知超声波在空气中的传播速度为v,汽车与测速仪之间的距离s的表达式为()A. s = vt.B. s=(1)/(2)vt.C. s = 2vt.D. s=(v)/(t)答案:B。
解析:超声波从测速仪到汽车再反射回测速仪,经过的路程是汽车与测速仪之间距离的2倍。
根据路程 = 速度×时间,可得2s = vt,所以s=(1)/(2)vt。
3. 在超声波测速中,如果两次测量汽车与测速仪之间距离的时间间隔为Δt,超声波速度为v,那么汽车速度v车的表达式(假设汽车做匀速直线运动)为()A. v车=(vΔt)/(2)B. v车=(2v)/(Δt)C. v车=(v)/(2Δt)D. v车=(2Δt)/(v)答案:C。
解析:设第一次测量时汽车与测速仪距离为s1=(1)/(2)v t1,第二次测量时汽车与测速仪距离为s2=(1)/(2)v t2,两次测量时间间隔为Δt=t2 - t1。
汽车在Δt时间内行驶的距离Δs = s1 - s2=(1)/(2)v(t1 - t2)=(1)/(2)vΔt。
根据速度公式v =(Δs)/(Δt),汽车速度v车=(v)/(2Δt)。
4. 超声波测速时,测速仪发出的超声波频率为f0,经汽车反射回来后接收到的频率为f1,如果汽车向着测速仪运动,那么()A. f1 = f0.B. f1<f0.C. f1>f0.D. 无法确定。
关于超声波测速的试题
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1、超声波测速仪通过向被测物体发射超声波并接收其反射波来测量速度。
当超声波测速仪向一辆行驶的汽车发射超声波时,如果汽车正在靠近测速仪,则接收到的反射波频率与发射波频率相比会:A. 更高B. 更低C. 相同D. 无法确定(答案:A)2、使用超声波测速仪测量流体速度时,若流体静止不动,则超声波在流体中的传播速度与在相同介质但流体流动时的传播速度相比:A. 静止时更快B. 流动时更快C. 两者相同D. 取决于流体密度(答案:C)3、超声波测速技术常用于监测:A. 声音的响度B. 物体的质量C. 流体的流速D. 光的强度(答案:C)4、在超声波测速应用中,为了提高测量精度,通常会采取的措施是:A. 增加超声波的频率B. 减少超声波的振幅C. 改变超声波的波形D. 使用更长的测量时间(答案:A)5、超声波测速仪在测量河流流速时,若河流中有障碍物阻挡了部分超声波的传播路径,这可能导致:A. 测速结果偏高B. 测速结果偏低C. 测速结果不受影响D. 测速仪无法工作(答案:B)6、下列哪项不是超声波测速仪的优点?A. 非接触式测量,不影响被测物体运动B. 适用于各种流体和固体的速度测量C. 测量精度高,受环境因素影响小D. 操作简便,成本低廉(答案:B)7、超声波测速仪在测量风中的声速时,如果风速增加,那么超声波在风中的实际传播速度会:A. 随风速增加而增加B. 随风速增加而减少C. 保持不变,与风速无关D. 无法预测(答案:C)8、在超声波测速系统中,为了获得更远的测量距离,可以:A. 降低超声波的频率B. 增加超声波的功率C. 改变超声波的发射角度D. 使用更敏感的接收器(答案:B)9、超声波测速仪在测量血液流速时,若血液中存在气泡或杂质,这可能对测量结果产生:A. 正向影响,使测速更准确B. 负向影响,导致测速误差C. 无影响,因为超声波能穿透气泡D. 无法确定影响(答案:B)10、超声波测速仪的工作原理主要基于:A. 多普勒效应B. 光电效应C. 电磁感应D. 热胀冷缩原理(答案:A)。
超声波测速物理题

超声波测速物理题一、超声波测速物理题1. 题目示例一辆汽车朝着超声波测速仪匀速行驶,测速仪发出的超声波频率为f1,被汽车反射回来的超声波频率为f2,已知空气中声速为v,求汽车的速度。
2. 解题思路这题啊,就抓住超声波的多普勒效应。
测速仪发出超声波,汽车相当于一个运动的接收器,接收频率会发生变化。
当超声波被汽车反射回来时,汽车又相当于一个运动的波源,再次影响频率。
设汽车速度为u,根据多普勒效应公式,当汽车接收超声波时,接收频率f2'=(v + u)/(v)f1。
当反射波返回测速仪时,测速仪接收到的频率f2=(v)/(v - u)f2'。
把f2'代入f2的表达式中,就可以得到关于u的方程,然后解这个方程就能求出汽车速度u啦。
3. 答案与解析答案:u = v(f2 - f1)/(f2 + f1)。
解析:首先按照前面说的,根据多普勒效应得到两个关系式。
把f2'=(v + u)/(v)f1代入f2=(v)/(v - u)f2'中,得到f2=(v)/(v - u)×(v + u)/(v)f1。
然后对这个等式进行化简,f2=(v + u)/(v - u)f1。
交叉相乘得到f2(v - u)=f1(v + u)。
展开式子得到f2v - f2u = f1v+ f1u。
移项得到f2v - f1v = f1u + f2u。
合并同类项得到v(f2 - f1)=u(f1 + f2)。
最后解得u = v(f2 - f1)/(f2 + f1)。
这道超声波测速物理题是不是还挺有趣的呢?只要把原理搞清楚,按照公式一步步来,就很容易解出来啦。
物理测速仪经典例题

物理测速仪经典例题一、测速仪原理相关例题1. 例题- 一辆汽车以108km/h的速度在公路上行驶,前方有个测速仪,测速仪向汽车发出超声波信号,超声波遇到汽车后反射回来,测速仪从发出信号到接收到反射信号所用时间为0.5s,已知超声波在空气中的传播速度为340m/s,求汽车接收到超声波信号时离测速仪的距离。
- 解析- 首先将汽车速度v_车=108km/h = 108×(1000)/(3600)m/s = 30m/s。
- 设汽车接收到超声波信号时离测速仪的距离为s。
- 测速仪发出信号到接收到反射信号所用时间t = 0.5s,在这段时间内,超声波传播的路程s_声=v_声t = 340×0.5m=170m,汽车行驶的路程s_车=v_车t' ,这里t'是汽车行驶的时间,由于超声波从测速仪到汽车再反射回测速仪,所以汽车行驶的时间t'=(t)/(2)=0.25s,则s_车=30×0.25m = 7.5m。
- 根据s=frac{s_声-s_车}{2}(因为s_声是超声波往返的路程,s_车是汽车在超声波往返时间内行驶的路程,两者差值的一半就是汽车接收到超声波时离测速仪的距离),可得s=(170 - 7.5)/(2)m=(162.5)/(2)m = 81.25m。
2. 例题- 公路上的测速仪发射出的超声波频率为f = 30000Hz,一辆汽车以v_1=36km/h的速度朝着测速仪匀速行驶,已知声速v = 340m/s,求测速仪接收到的反射波频率f'。
- 解析- 先将汽车速度v_1=36km/h=36×(1000)/(3600)m/s = 10m/s。
- 根据多普勒效应公式,当波源静止,观察者朝着波源运动时,接收频率f'=(1+frac{v_0}{v})f,这里v_0是观察者(汽车)相对于波源(测速仪)的速度,v是波速,f是波源发出的频率。
超声波测速

•1、如图1所示的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,测出被测物体的速度.图2中P1、P2是测速仪发出的超声波信号,n1、n2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Δt=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2求:(1)汽车在接收到P1、P2两个信号之间的时间内前进的距离;(2)汽车的速度.答案 1、见分析【试题分析】【解析】从题中的图2可以看出,发出超声波信号P1到接收到反射信号n1的时间为:t1=12×s=0.4s,此时汽车离测速距离为x1=vt1=68m;同样可求得信号P2到接收到反射信号n2的时间为: t2=9×s=0.3s,x2=vt2=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Δx1=x1-x2=17m设汽车运行17m的时间为t,也就是汽车接收到P1与P2两个信号之间的时间间隔,图2可知为t=Δt-t1+t2=0.95s,所以汽车行驶速度v==17.9m/s.超声波测速超声波测速适合作流动物质中含有较多杂质的流体的流速测量,超声多普勒法只是其中一种,还有频差法和时差法等等。
时差法测量沿流体流动的正反两个不同方向发射的超声播到达接收端的时差。
需要突出解决的难题是这种情况下,由于声速参加运算(作为分母,公式不好写,我积分不够没法贴图),而声速收温度的影响变化较大,所以不适合用在工业环境下等温度变化范围大的地方。
频差法是时差法的改进,可以把分母上的声速转换到分子上,然后在求差过程中约掉,这就可以避开声速随温度变化的影响,但测频由于存在正负1误差,对于精度高的地方,需要高速计数器。
还有就是回鸣法了,可以有效改进由于计数器正负1误差带来的测量误差。
以上这些东东都是关于流体的流速的超声测量方法。
对于移动物体的速度测量多采用超声多谱勒法。
人教版八年级第一章速度计算超声波测速专题(部分有答案)

速度计算超声波测速专题1如图(a),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之间的时间间隔为秒,超声波在空气中传播的速度为340米/秒,假设被测汽车沿直线匀速行驶.(1)图b中每小格表示的时间是 s.(2)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?(3)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?(4)汽车的速度是多少m/s2.高速公路上常用超声波测速仪来测量汽车速度。
某次检测时,第一次发出信号到接收到超声波返回信号,用时,如图所示。
第二次发出到接收到返回信号用时,两次发出信号时间间隔是1s。
(假设超声波的速度为340m/s,且保持不变)求:(1)题目中被测汽车第一次接收到超声波时,汽车到超声波测速仪的距离S1是多少(2)被测汽车两次接收到超声波的距离差S3是多少(3)被测汽车的速度是多大3.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4.交通部门常用测速仪检测车速。
测速原理是测速仪前后两次发出并接受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。
有关超声波测速的几个典型 题
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有关超声波测速的几个典型题1.如图所示,在京昆高速公路266 km处安装了一台500万像素的固定雷达测速仪,可以准确抓拍超速车辆以及测量运动车辆的加速度.若B为测速仪,A为汽车,两者相距355 m,此时刻B发出超声波,同时A 由于紧急情况而急刹车,当B接收到反射回来的超声波信号时,A恰好停止,且此时A、B相距335 m,已知声速为340 m/s。
(1)求汽车刹车过程中的加速度;(2)若该路段汽车正常行驶时速度要求在60km/h~110km/h,则该汽车刹车前的行驶速度是否合法?答案:(1)10m/s2;(2)v0 = 72 km/h,合法。
解析:(1)根据题意,超声波和汽车运动过程的示意图,如图所示。
设超声波往返的时间为2 t,汽车在 2 t时间内,刹车的位移为=20m 当超声波与A车相遇后,A车继续前进的时间为t,位移为=5m则超声波在2 t内的路程为2×(335+5)m = 680 m,由声速为340 m/s,得t = 1 s,解得汽车的加速度a = 10 m/s2(2)由A车刹车过程中的位移解得刹车前的速度v0 = 20 m/s = 72 km/h 车速在规定范围内,是合法的。
2.在高速公路上常使用“超声波测速仪”测定车速,从而判断汽车是否超速行驶。
“超声波测速仪”其实就是一种传感器,测速仪发出并接收超声波脉冲信号,根据发出和接收到信号的时间差的变化,测出被测物体速度。
下图甲中仪器A和B通过电缆线连接,B为超声波发射与接收一体化装置,仪器A能够将装置B发出和接收到的超声波以脉冲波形显示在屏幕上。
现固定装置B,并将它对准直线匀速行驶的小车C的尾部,使其每隔固定时间T0发射一短促超声波脉冲,下图乙中幅度较大的波形。
反射波(图乙中幅度较小的波形)滞后的时间已在图中标出,其中T0和△T为已知量,另外还知道该测定条件下超声波在空气中的速度为v0,求小车的速度大小。
\答案:解析:超声波两次与汽车相遇时,汽车前进的距离为前进该距离所用时间为所以3.如图a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。
超声波测车速练习(供参考)

超声波测车速1如图(a),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0.9秒,超声波在空气中传播的速度为340米/秒,假设被测汽车沿直线匀速行驶.(1)图b中每小格表示的时间是s.(2)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?(3)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?(4)汽车的速度是多少m/s?2.高速公路上常用超声波测速仪来测量汽车速度。
某次检测时,第一次发出信号到接收到超声波返回信号,用时0.4s,如图所示。
第二次发出到接收到返回信号用时0.3s,两次发出信号时间间隔是1s。
(假设超声波的速度为340m/s,且保持不变)求:(1)题目中被测汽车第一次接收到超声波时,汽车到超声波测速仪的距离S1是多少?(2)被测汽车两次接收到超声波的距离差S3是多少?(3)被测汽车的速度是多大?3.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0.9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4.(2013•绍兴)交通部门常用测速仪检测车速。
测速原理是测速仪前后两次发出并接受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。
人教版八年级第一章速度计算超声波测速专题(部分有答案)

速度计算超声波测速专题1如图(a),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0.9秒,超声波在空气中传播的速度为340米/秒,假设被测汽车沿直线匀速行驶.(1)图b中每小格表示的时间是s.(2)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?(3)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?(4)汽车的速度是多少m/s?2.高速公路上常用超声波测速仪来测量汽车速度。
某次检测时,第一次发出信号到接收到超声波返回信号,用时0.4s,如图所示。
第二次发出到接收到返回信号用时0.3s,两次发出信号时间间隔是1s。
(假设超声波的速度为340m/s,且保持不变)求:(1)题目中被测汽车第一次接收到超声波时,汽车到超声波测速仪的距离S1是多少?(2)被测汽车两次接收到超声波的距离差S3是多少?(3)被测汽车的速度是多大?3.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0.9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4.交通部门常用测速仪检测车速。
测速原理是测速仪前后两次发出并接受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。
高一利用超声波测速的试题

1、超声波测速仪是利用什么原理来测量物体速度的?A、多普勒效应B、回声测距C、光的折射D、电磁感应解析:超声波测速仪通常利用多普勒效应来测量物体的速度。
当超声波遇到移动的物体时,反射波的频率会发生变化,这种频率的变化与物体的速度有关。
因此,A选项正确。
(答案)A2、下列哪个因素不会影响超声波测速的准确性?A、空气的温度B、空气的湿度C、超声波的频率D、测速仪与物体的距离解析:超声波在空气中的传播速度会受到温度和湿度的影响,而超声波的频率也会影响其穿透力和测量精度。
然而,测速仪与物体的距离在合理范围内时,对测速的准确性影响较小。
但考虑到实际测量中,距离过远可能导致信号衰减,影响测量。
在此题中,相对而言,空气的湿度对超声波测速的准确性影响较小,因此B选项相对最不可能影响测速准确性。
(答案)B3、超声波测速仪发射的超声波在遇到物体后会怎样?A、被物体吸收B、穿透物体继续传播C、反射回来D、消失不见解析:超声波在遇到物体表面时,会发生反射现象,即超声波会被物体反射回来,测速仪通过接收这些反射波来测量物体的速度。
因此,C选项正确。
(答案)C4、如果超声波测速仪显示的物体速度为负值,这可能意味着什么?A、物体正在向测速仪移动B、物体正在远离测速仪C、测速仪出现故障D、超声波频率设置错误解析:在超声波测速中,速度的正负通常表示物体的移动方向。
如果测速仪显示的物体速度为负值,这可能意味着物体正在向测速仪移动,因为反射波的频率会增加,导致计算出的速度为负。
因此,A选项正确。
(答案)A5、超声波测速仪在测量高速运动的物体时,可能会遇到什么问题?A、测量精度降低B、无法测量速度C、测速仪损坏D、超声波无法发射解析:超声波测速仪在测量高速运动的物体时,由于多普勒效应的影响加剧,可能会导致测量精度降低。
特别是在物体速度接近或超过超声波在空气中的传播速度时,测量将变得非常困难。
因此,A选项正确。
(答案)A6、下列哪种情况下,超声波测速仪可能无法准确测量物体的速度?A、物体表面非常光滑B、物体表面粗糙C、物体在测速仪的正前方移动D、物体在测速仪的侧面移动解析:超声波测速仪依赖于反射波来测量物体的速度。
八年级物理超声波测速计算题

八年级物理超声波测速计算题1.问题:一个超声波在空气中的传播速度为340m/s,如果超声波在介质中的传播速度为1700m/s,求该介质的折射率。
答案:折射率=传播速度/空气中的传播速度=1700m/s/340m/s=52.问题:一个超声波从空气射入水中,入射角为30°,已知水的折射率为4/3,求折射后的角度。
答案:折射角=arcsin(折射率*sin(入射角))=arcsin((4/3)*sin(30°))≈48.59°3.问题:一个超声波在某介质中的频率为200kHz,传播距离为2m,求该超声波的波长。
答案:波长=传播速度/频率=传播距离/周期数=2m/(200,000Hz)=0.01m4.问题:一个超声波在某介质中的频率为100kHz,波长为0.02m,求该超声波的传播速度。
答案:传播速度=波长*频率=0.02m*(100,000Hz)=2000m/s5.问题:一个超声波在空气中的传播速度为340m/s,如果超声波在水中的传播速度为1480m/s,求该介质的折射率。
答案:折射率=传播速度/空气中的传播速度=1480m/s/340m/s≈4.356.问题:一个超声波从水中射入玻璃中,入射角为60°,已知玻璃的折射率为1.5,求折射后的角度。
答案:折射角=arcsin(折射率*sin(入射角))=arcsin(1.5*sin(60°))≈71.57°7.问题:一个超声波在某介质中的频率为10kHz,传播距离为0.5m,求该超声波的波长。
答案:波长=传播速度/频率=传播距离/周期数=0.5m/(10,000Hz)=0.05m8.问题:一个超声波在某介质中的频率为50kHz,波长为0.04m,求该超声波的传播速度。
答案:传播速度=波长*频率=0.04m*(50,000Hz)=2000m/s9.问题:一个超声波在空气中的传播速度为340m/s,如果超声波在铝中的传播速度为6400m/s,求该介质的折射率。
初二超声波测速物理题

初二超声波测速物理题
题目:一个汽车在行驶时发射出一束超声波,该声波在空气中的速度为340m/s。
当驾驶员听到声波的回声时,这时汽车距障碍物的距离已经为20m。
问汽车的速度是多少?
解题思路:根据超声波返回时间和声波在空气中传播速度之间的关系,可以利用以下公式来解题:
速度 = 距离 ÷时间
其中,时间是超声波发射出去,然后回声返回所经过的时间。
假设汽车的速度为v,声波的时间为t,则有以下关系:
超声波行程时间 = 发射时间 + 返回时间 = 2 ×发射时间
发射时间 = 距离 ÷速度 = 20m ÷ v
因此,超声波行程时间 = 2 × (20m ÷ v) = 40m ÷ v
又根据声波在空气中的传播速度,我们知道声波返回所经过的距离为:340m/s × t = 340m/s × (40m ÷ v)
最后,根据题目中给出的声波回声距离为20m,我们可以得到以下等式:
340m/s × (40m ÷ v) = 20m
解题计算:
340m/s × (40m ÷ v) = 20m 340m/s × 40m = 20m × v 13600 = 20v
v = 13600 ÷ 20
v = 680
所以,汽车的速度为680m/s。
超声波测车速练习

精心整理超声波测车速1如图(a),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0.9秒,超声波在空气中传播的速度为340米/秒,假设被测汽车沿直线匀速行驶.(1)图b中每小格表示的时间是s.(2)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?(3)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?(4)汽车的速度是多少m/s?2.高速公路上常用超声波测速仪来测量汽车速度。
某次检测时,第一次发出信号到接收到超声波返回信号,用时0.4s,如图所示。
第二次发出到接收到返回信号用时0.3s,两次发出信号时间间隔是1s。
(假设超声波的速度为340m/s,且保持不变)求:(1)题目中被测汽车第一次接收到超声波时,汽车到超声波测速仪的距离S1是多少?(2)被测汽车两次接收到超声波的距离差S3是多少?(3)被测汽车的速度是多大?3.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0.9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()4.(2013?绍兴)交通部门常用测速仪检测车速。
测速原理是测速仪前后两次发出并接受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。
则该被测汽车速度是(假设超声波的速度为340米/秒,且保持不变)(??)DA.28.33米/秒B.13.60米/秒C.14.78米/秒D.14.17米/秒5.测量员是这样利用回声测距离的:他站在峭壁之前某一位置鸣枪,经过1.00s听到回声,已知声速为340m/s,则测量员能测出他与峭壁间的距离为170m.与此类似,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事件第一次发出信号第一次接收信号第二次发出信号第二次接收信号已知在空气中传播是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(2)求汽车的速度(保留1位小数)16.2m/s6.小明乘汽车去60千米外杭州一路上,车上计指针从未超过图(a)所示位置问:(1)到达杭州至少需多少时间?(2)如果汽车按计上示数匀速直线行驶时,汽车功率是72千瓦,则汽车受到阻力多大?(3)为监控是否超过规定最高车速,交通部常用来检如图(b)所示,如果某次检车速时,第一次从至到用了0.4秒,第二次从至到用了0.3秒,时间间隔是1秒,则汽车是米/秒(假设为340米/秒,且保持不变)7.这是在高速公路上用量车速示意图,B脉冲,和到,物体设小车向右运动先后经过P、Q两点,小车经P点时,B第一个脉冲小车反射,B,B从发射到历时t1=0.30s,小车经Q点时,B发射第二个脉冲历时t2=0.40s,相邻发射脉冲时间间隔△t=1.0s,在空气中传播v=340m/s,若汽车是匀速行驶,求小车先后反射脉冲时间内位移△x和汽车8.如图是在高速公路上用量车速示意图,脉冲,和到间,物体现对距其x=380m匀速行驶中汽车,从到反射回来时间间隔△t=2.0s,在空气中传播是v声=340m/s,则汽车v=m/s,当到反射回来时,汽车前进了m,汽车距测试仪m;若这段高速公路限定时速为120km/h,该汽车是否超速?9.图A是在高速公路上用量车速示意图,脉冲,和到间,物体图B中p1、p2是,n1、n2是p1、p2由汽车反射回来设匀速扫描,p1、p2之间时间间隔△t=1.0s,在空气中传播是v=340m/s,若汽车是匀速行驶,则图B可知,汽车在到p1、p2两个之间时间内前进距离是m,汽车是m/s解:本题首先要看懂B图中标尺所记录的时间每一小格相当于多少:由于P1,P2?之间时间间隔为1.0s,标尺记录有30小格,故每小格为1/30s其次应看出汽车两次接收(并反射)超声波的时间间隔:P1发出后经12/30s接收到汽车反射的超声波,故在P1发出后经6/30s车接收,发出P1后,经1s发射P2,可知汽车接到P1后,经t1=1-6/30=24/30s发出P2,而从发出P2到汽车接收到P2并反射所历时间为t2=4.5/30s,故汽车两次接收到超声波的时间间隔为t=t1+t2=28.5/30s,求出汽车两次接收超声波的位置之间间隔:s=(6/30-4.5/30)v声=17m,故可算出v=s/t=17÷(28.5/30s)=17.9m/s.汽10如图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,测出被测物体的速度.图b中P1、P2是测速仪发出的超声波,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=0.8s,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,图中每小格表示的时间是秒,汽车在接收到P1、P2两个信号之间的时间内前进的距离是米.分析:由题意可知,P1、P2的时间间隔为0.8秒,根据图b所示P1、P2的间隔的刻度值,即可求出图中每小格表示的时间;以及P1、n1和P2、n2之间间隔的刻度值.可以求出P1、n1和P2、n2之间的时间,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.解答:解:P1、P2的间隔的刻度值为30个格,时间长为0.8秒,因此图中每小格表示的时间为t=0.8/30s=0.027s;因为P1、n1之间间隔的刻度值为12,所以对应的时间为0.32秒;P2、n2之间间隔的刻度值9,所以对应的这两点之间对应的时间为0.24秒.P1、n1之间的时间为超声波第一次从测速仪发出后遇到行进的汽车又回来所用的时间,所以超声波传播到汽车所用的时间t1为0.16秒.由此可以求出汽车在接收到p1的信号时汽车与测速仪之间距离:S1=vt1=340m/s×0.16s=54.4m;同理可求出汽车在接收P2信号时汽车与测速仪之间的距离:S2=vt2=340m/s×0.12s=40.8m.由此可知,汽车在接收到P1、P2两个信号之间的时间内前进的距离:S=54.4m-40.8m=13.6m.3.为监控车辆是否超过规定的最高车速,交通部常用测速仪来检测.测速原理如图乙所示,测速仪前后两次发出并接收超声波信号,再根据两次信号的时间差,测出被测车辆的速度.如果某次检测车速时,第一次从发出至接收到超声波信号用了0.4s,第二次从发出至接收到超声波信号用了0.3s,两次信号发出时间间隔是1s,则汽车经过的路程是m,被测汽车速度是m/s.(假设超声波的速度为347m/,且保持不变,汽车匀速行驶分析:(1)由题意可知,P1、P2的时间间隔为0.9s,根据图乙所示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.(2)由于两次超声波发出的时间间隔为0.9s.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.(3)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:解:(1)P1、P2的间隔的刻度值为4.5个格,时间长为0.9s,P1、n1之间间隔的刻度值为1.5个格,所以对应的时间为0.3s;测速仪第一次发出超声波时,经过了0.15s到达了汽车处,而信号从汽车处返回测速仪,也行驶了0.15s的时间;P2、n2之间间隔的刻度值1个格,所以对应的这两点之间对应的时间为0.2s,测速仪第二次发出超声波时,经过了0.1s到达了汽车处,而信号从汽车处返回测速仪,也行驶了0.1s的时间;测速仪第一次发出的信号从汽车处返回到测速仪时,汽车距测速仪:s1=v声t1=340m/s×0.15s=51m;第二次发出的信号从汽车处返回到测速仪时,汽车距测速仪:s2=v声t2=340m/s×0.1s=34m;因此汽车在两次与信号相遇的过程中,行驶了:s′=s1-s2=51m-34m=17m;(2)这17m共用了:t′=△t-t1/2+t2/2=0.9s-0.15s+0.1s=0.85s;(3)所以汽车的车速为:v′=s/t=17m/0.85s=20m/s。
有关超声波测速的几个典型 题

有关超声波测速的几个典型题1.如图所示,在京昆高速公路266 km处安装了一台500万像素的固定雷达测速仪,可以准确抓拍超速车辆以及测量运动车辆的加速度.若B为测速仪,A为汽车,两者相距355 m,此时刻B发出超声波,同时A 由于紧急情况而急刹车,当B接收到反射回来的超声波信号时,A恰好停止,且此时A、B相距335 m,已知声速为340 m/s。
(1)求汽车刹车过程中的加速度;(2)若该路段汽车正常行驶时速度要求在60km/h~110km/h,则该汽车刹车前的行驶速度是否合法?答案:(1)10m/s2;(2)v0 = 72 km/h,合法。
解析:(1)根据题意,超声波和汽车运动过程的示意图,如图所示。
设超声波往返的时间为2 t,汽车在 2 t时间内,刹车的位移为=20m 当超声波与A车相遇后,A车继续前进的时间为t,位移为=5m则超声波在2 t内的路程为2×(335+5)m = 680 m,由声速为340 m/s,得t = 1 s,解得汽车的加速度a = 10 m/s2(2)由A车刹车过程中的位移解得刹车前的速度v0 = 20 m/s = 72 km/h 车速在规定范围内,是合法的。
2.在高速公路上常使用“超声波测速仪”测定车速,从而判断汽车是否超速行驶。
“超声波测速仪”其实就是一种传感器,测速仪发出并接收超声波脉冲信号,根据发出和接收到信号的时间差的变化,测出被测物体速度。
下图甲中仪器A和B通过电缆线连接,B为超声波发射与接收一体化装置,仪器A能够将装置B发出和接收到的超声波以脉冲波形显示在屏幕上。
现固定装置B,并将它对准直线匀速行驶的小车C的尾部,使其每隔固定时间T0发射一短促超声波脉冲,下图乙中幅度较大的波形。
反射波(图乙中幅度较小的波形)滞后的时间已在图中标出,其中T0和△T为已知量,另外还知道该测定条件下超声波在空气中的速度为v0,求小车的速度大小。
\答案:解析:超声波两次与汽车相遇时,汽车前进的距离为前进该距离所用时间为所以3.如图a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。
难点微专题5超声波测车速(原卷版)

难点微专题5——超声波测车速A. 方法点拨:1.超声波测速问题的第一个难点是因为涉及到了两个物体的运动,即声波和汽车,所以画出 非常重要。
2.注意超声波发出信号时汽车正在向和超声波相遇的位置运动,即超声波发出时汽车 和超声波相遇的位置。
如题:如图是模拟交警测速的简化示意图。
B 为超声波测速仪,它能发射短暂的超声波脉冲信号,并能接收反射信号。
模拟测速时,一辆小车一直沿水平长直路面背离B 匀速运动。
假设B 在t 0=0s 时开始发射信号,t 1=0.4s 时接收到运动的小车反射回来的信号;t 2=3.8s 时再次发射信号,t 3=4.6s 时又接收到反射回来的信号。
已知超声波的速度为340m/s 。
则小车匀速运动的速度为 m/s 。
解法一:画示意图ms s s m t t v S m s s s m t t v S 1362)8.36.4(/3402)(682)04.0(/3402)(232011=-⨯=-==-⨯=-=声声第一次相遇的时刻在s ss t t t 2.0204.02014=-=-=第二次相遇的时刻在s ss s t t t t 2.428.36.48.322325=-+=-+= 两次相遇的时间间隔s s s t t t 42.02.445=-=-=车这段时间内汽车行驶的路程m m m s s d 686813612=-=-=小车匀速运动的速度s m sm t d v /17468===车车 解法二:画示意图ms s s m t t v S m s s s m t t v S 1362)8.36.4(/3402)(682)04.0(/3402)(232011=-⨯=-==-⨯=-=声声两次相遇的时间内汽车行驶的路程m m m s s d 686813612=-=-=超声波第一次发出时汽车在A 处,第二次发出时汽车在C 处,所以汽车从A 处运动至C 处的时间s s s t t t AC 8.308.302=-=-=汽车从A 运动至B 与超声波从E 传至B 的时间相等s ss t t t AB 2.0204.0201=-=-= 汽车从C 运动至D 与超声波从E 传至D 的时间相等s s s t t t CD4.028.36.4223=-=-=汽车从B 运动至D 所用时间s s s s t t t t CD AB AC BD 44.02.08.3=+-=+-= 小车匀速运动的速度s m smt d v /17468===车车 B. 例题讲解:题型一:求车速1.如图,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。
【AAA】有关超声波测速的几个典型题

【AAA】有关超声波测速的几个典型题以下是关于超声波测速的几个典型题目:1. 一个超声波波速为 1400 m/s,一个超声波传感器被放置在一个距离声源 50 cm 的位置上。
超声波传感器探测到来自声源的超声波共花费了多长时间?解答:超声波的速度是 1400 m/s,距离声源的距离是 50 cm,即0.5 m。
根据速度等于距离除以时间的公式,时间 = 距离 / 速度。
所以时间 = 0.5 m / 1400 m/s = 0.000357 s。
2. 一个声源发出一个超声波信号,两个超声波传感器被放置在距离声源的位置上。
如果这两个超声波传感器之间的距离为 20 cm,超声波传感器 1 接收到超声波信号后的时间间隔是 0.5 s,超声波传感器 2 接收到超声波信号后的时间间隔是 0.75 s。
求声源到超声波传感器 1 和超声波传感器 2 的距离。
解答:对于超声波传感器 1,声源到超声波传感器 1 的距离等于超声波传感器 1 接收到超声波信号后的时间间隔乘以超声波速度。
所以距离 = 时间 ×速度 = 0.5 s × 1400 m/s = 700 m。
同理,声源到超声波传感器 2 的距离等于超声波传感器 2 接收到超声波信号后的时间间隔乘以超声波速度。
所以距离 = 时间 ×速度 = 0.75 s ×1400 m/s = 1050 m。
因此,声源到超声波传感器 1 的距离是 700 m,声源到超声波传感器 2 的距离是 1050 m。
3. 超声波测速仪的样品厚度为 2 cm。
超声波波速为 2400 m/s。
如果超声波从探头进入样品后的时间间隔为2 μs,超声波从探头离开样品后的时间间隔为3 μs。
求样品中传播超声波的路径长度。
解答:根据超声波波速为 2400 m/s,超声波从探头进入样品后的时间间隔为2 μs,超声波从探头离开样品后的时间间隔为3 μs,以及超声波在样品中传播的路径长度等于样品厚度的两倍。
超声波测速

如图4,为利用超声波测量距离时,测距仪发出超 声波的运动路程与时间的变化关系图像:
第1段图像,表示超声波从测距仪出 发开始匀速远离测距仪;第2段图像, 表示超声波遇到障碍物,开始返回, 最终被测距仪接收。由于发出和返 回的超声波在空气中的速度不变, 故两段图像的倾斜程度相同,与横 坐标夹角相同,图像关于图中虚线 对称,则虚线所对应的时间为t1的 1/2,利用超声波的速度乘以1/2t1即 可求得障碍物到测距仪的距离, S=1/2v声t1。
• 如果能确定超声波第一次与汽车相遇的地 点A和第二次与汽车相遇的地点B之间的距 离sAB,并能得到此过程所用的时间,就能 得到汽车行驶的速度.
• 图(a)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时间差,测出汽车 的速度.图(b)中是测速仪发出的超声波信 号,n 1 、n 2 分别是由汽车反射回来的信 号.设测速仪匀速扫描,p 1 、p 2 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,汽车在接收到p 1 、p 2 两个信号 之间的时间内前进的距离是______m,汽车的 速度是______m/s.
• 图A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问的时间差,测出被 测物体的速度。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、n1、P2、 n2对应的时间分别为T1、T2、T3、T4,超声波在 空气中传播的速度是v,若汽车是匀速行驶的, 则根据图B可知,汽车运动速度为多大?并说明 可以根据图B中的哪些量判断汽车运动方向?
高中物理利用超声波测车速典型考题及解答

1、图1—9中的A 是在高速公路上用超声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,测出被测物体的速度,图B 中P 1、P 2是测速仪发出的超声波信号,n 1、n 2分别是P 1、P 2由汽车反射回来的信号,设测速仪匀速扫描,P 1、P 2之间的时间间隔△t =1.0s ,超声波在空气中传播的速度v =340m/s ,若汽车是匀速行驶的,则根据图中可知,汽车在接收到P 1、P 2两个信号之间的时间内前进的距离是_________m ,汽车的速度是________m/s .图11.解:设测速仪扫描速度为v ′,因P 1、P 2在标尺上对应间隔为30小格,所以3030v t'==∆格/s . 测速仪发出超声波信号P 1到接收P 1的反射信号n 1.从图B 上可以看出,测速仪扫描12小格,所以测速仪从发出信号P 1到接收其反射信号n 1所经历时间120.4s t v '=='. 汽车接收到P 1信号时与测速仪相距1168m 2t S v ==声. 同理,测速仪从发出信号P 2到接收到其反射信号n 2,测速仪扫描9小格,故所经历时间290.3s t v =='.汽车在接收到P 2信号时与测速仪相距2251m 2t S v ==声. 所以,汽车在接收到P 1、P 2两个信号的时间内前进的距离△S =S 1-S 2=17m .从图B 可以看出,n 1与P 2之间有18小格,所以,测速仪从接收反射信号n 1到超声信号P 2的时间间隔3180.6s t v=='. 所以汽车接收P 1、P 2两个信号之间的时间间隔为1230.95s 22t tt t ∆=++=. ∴汽车速度17.9Sv t∆==∆m/s . 2、利用超声波遇到物体发生反射,可测定物体运动的有关参量,图1—10(a )中仪器A 和B 通过电缆线连接,B 为超声波发射与接收一体化装置,仪器A 和B 提供超声波信号源而且能将B 接收到的超声波信号进行处理并在屏幕上显示其波形.现固定装置B ,并将它对准匀速行驶的小车C ,使其每隔固定时间T 0发射一短促的超声波脉冲,如图1—10(b )中幅度较大的波形,反射波滞后的时间已在图中标出,其中T 和△T 为已知量,另外还知道该测定条件下超声波在空气中的速度为v 0,根据所给信息求小车的运动方向和速度大小.A B(a )2.解:从B 发出第一个超声波开始计时,经2T 被C 车接收.故C 车第一次接收超声波时与B 距离102TS v =.第二个超声波从发出至接收,经T +△T 时间,C 车第二车接收超声波时距B 为202T TS v +∆=,C 车从接收第一个超声波到接收第二个超声波内前进S 2-S 1,接收第一个超声波时刻12Tt =,接收第二个超声波时刻为202T T t T +∆=+.所以接收第一和第二个超声波的时间间距为2102T t t t T ∆∆=-=+.故车速0021002222C v TTv S Sv T Tt T T ∆∆-===+∆∆+∆.车向右运动.3. 省交管总局规定,“2002年1月1日开始在高速公路上行驶的大客车、大货车行驶速度不得超过 。
超声测速问题专项训练

超声测速问题专项训练
1.某高速公路自动测速仪装置如图甲所示,雷达向汽车驶来的方向发射不连续的无线电波,每次发射时间为10-6 s,相邻两次发射的时间间隔为t。
当雷达向汽车发射无线电波时,在显示屏上呈现一个尖波形;在收到反射回来的无线电波时,在显示屏上呈现第二个尖波形。
根据两个波形的距离,可以计算
出汽车距雷达的距离,根据自动打下的纸带(如图乙所示),可
求出车速。
请根据t1、t2、t、c求出汽车车速的表达式。
2.驾车行驶在公路上时经常会看到测速设备,如图所示。
测速仪固定,一辆汽车正在向测速仪做匀速直线运动,某一时刻t=0时,测速仪发出一超声波脉冲,t1=0.6s时测速仪接收到经汽车反射的超声波脉冲,t2=1.8s时测速仪再次发出一超声波脉冲,t3=2.2s时测速仪再次接收到经汽车反射的第二个超声波脉冲。
假设超声波的速度为340m/s,根据以上测量数据,请问被测汽车的车速是多少?
3.汽车在高速公路上超速是非常危险的,为防止汽车超速,高速公路都装有测汽车速度的装置。
如图甲所示为超声波测速仪测汽车速度的示意图,测速仪A 可发出并接收超声波信号,根据发出和接收到的信号可以推测出被测汽车的速度。
如图乙所示是以测速仪所在位置为参考点,测速仪连续发出的两个超声波信号的x—t图象,则()
A.汽车离测速仪越来越远
B.在测速仪发出两个超声波信号的时间
间隔内,汽车通过的位移为x2-x1
C.汽车在t1~t2时间内的平均速度为
D.超声波信号的速度是。
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有关超声波测速的几个典型题 1.如图所示,在京昆高速公路266 km 处安装了一台500万像素的固定雷达测速仪,可以准确抓拍超速车辆以及测量运动车辆的加速度.若B 为测速仪,A 为汽车,两者相距355 m ,此时刻B 发出超声波,同时A 由于紧急情况而急刹
车,当B 接收到反射回来的超声波信号时,A 恰好停止,且
此时A 、B 相距335 m ,已知声速为340 m/s 。
(1)求汽车刹车过程中的加速度;
(2)若该路段汽车正常行驶时速度要求在60km/h~110km/h ,则该汽车刹车前的行驶速度是否合法?
答案:(1)10m/s 2;(2)v 0 = 72 km/h ,合法。
解析:(1)根据题意,超声波和汽车运动过程的示意图,
如图所示。
设超声波往返的时间为2 t ,汽车在 2 t 时间内,刹车的位移为2221)(t a x =
=20m 当超声波与A 车相遇后,A 车继续前进的时间为t ,位移为222
1at x =
=5m 则超声波在2 t 内的路程为2×(335+5)m = 680 m ,
由声速为340 m/s ,得t = 1 s ,解得汽车的加速度a = 10 m/s 2
(2)由A 车刹车过程中的位移 a v x 220= 解得刹车前的速度 v 0 = 20 m/s = 72 km/h 车速在规定范围内,是合法的。
2.在高速公路上常使用“超声波测速仪”测定车速,从而判断汽车是否超速行驶。
“超声波测速仪”其实就是一种传感器,测速仪发出并接收超声波脉冲信号,根据发出和接收到信号的时间差的变化,测出被测物体速度。
下图甲中仪器A 和B 通过电缆线连接,B 为超声波发射与接收一体化装置,仪器A 能够将装置B 发出和接收到的超声波以脉冲波形显示在屏幕上。
现固定装置B ,并将它对准直线匀速行驶的小车C 的尾部,使其每隔固定时间T 0发射一短促超声波脉冲,下图乙中幅度较大的波形。
反射波(图乙中幅度较小的波形)滞后的时间已在图中标出,其中T 0和△T 为已知量,另外还知道该测定条件下超声波在空气中的速度为v 0,求小车的速度大小。
\
答案:T
T Tv ∆+∆002 解析:超声波两次与汽车相遇时,汽车前进的距离为02v T x ∆=
∆ 前进该距离所用时间为20T T t ∆+
=∆ 所以T
T Tv t x v ∆+∆=∆∆=
002
3.如图a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。
根据发出信号和接收反射信号间的时间差,测出汽车运动的速度。
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 = 1.0 s,超声波在空气中传播的速度是v = 340 m/s。
若汽车是匀速行驶的,则根据图2可知,汽车在接收到P1、P2两个信号之间的时间内前进的距离是____________m,汽车的速度是___________m/s。
(第二空保留三位有效数字)
(图a)
(图b)
分析:由题意可知,P1、P2的时间间隔为0.8s,根据图b所示P1、P2的间隔的刻度值,即可求出图中每小格表示的时间;以及P1、n1和P2、n2之间间隔的刻度值.可以求出P1、n1和P2、n2之间的时间,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.
解:本题首先要看懂b图中标尺所记录的时间,每一小格相当于多少:由于
P1,P2之间时间间隔为1.0s,标尺记录有30小格,故每小格为
1
30s ;
其次应看出汽车两次接收(并反射)超声波的时间间隔:P1发出后经12 30s
接收到汽车反射的超声波,故在P1发出后经
6
30s 被车接收,发出P1后,经1s
发射P2,可知汽车接到P1后,经t1 = 1 -
6
30s =
24
30s 发出P2,而从发出P2到汽
车接收到P2并反射所历时间为t2 = 4.5
30s ,故汽车两次接收到超声波的时间间隔
为t = t1 + t2 = 28.5
30s ,求出汽车两次接收超声波的位置之间间隔:s=(
6
30s -
4.5
30s )v声=(1.5
30)×340=17m,故可算出v汽=
s
t=17÷(
28.5
30)=17.9m/s.
答案:(1)17,(2)17.9
点评:本题综合考查速度已及声波的计算,确定声音传播的时间是本题的难点,注意紧扣公式然后找出相关物理量才是解答本题的关键.。