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1、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与测量运动车辆的加速度.若B为测速仪，A为汽车，两者相距3 55 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/h110km/h，则该汽车刹车前的 行驶速度是否合法？答案：(1) 10m/s2；(2) v=72km/h，合法。解析：(1)根据题意，超声波和汽车运动过程的示意
2、图，如图所示。设超声波往返的时间为2t，汽车在2t时间内，刹车的位移为x = a (2t)2 =20m2当超声波与A车相遇后，A车继续前进的时间为t，位移为x = at2 =5m22则超声波在2t内的路程为2 X(335+5) m=680m，由声速为340m/s，得t=1s，解得汽车的加速度a=10 m/s2v2(2)由A车刹车过程中的位移x =才2a解得刹车前的速度v0= 20 m/s=72km/h车速在规定X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
3、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。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。和AT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。，求小车的速度大小。答案:ATv02T +AT0解析：超声波两次与汽车相遇时，汽车前进的距离为Ax = ATv0前进该距离所用时间为At = T0 +ATAxAtATv02T +AT03如
4、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，P、P2是测速仪发出的超声波信号，片、气分别是气、P2由汽车反射回来的信号。设测速 仪匀速扫描，P、P2之间的时间间隔At =1.0 s,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可知，汽车在接收到气、P2两个信号之间的时间内前进 的距离是m,汽车的速度 m/so（第二空保留三位有效数字）（图a）1 1 1 ! 1 11 j 1 1 1 LJLJLL1 1 I 1 1 1 1 f tJ X L L LJ l.LJ
5、L 1 t 1 1 1 1 1 ! 1 II 1A2T3 A* A.PHi（图b）分析：由题意可知，P2的时间间隔为08s，根据图b所示P2的间 隔的刻度值，即可求出图中每小格表示的时间；以与P、巴和P2、巳之间间隔 的刻度值可以求出P、巴和P2、巳之间的时间，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P，P2之间时间间隔为10s，标尺记录有30小格，故每小格为30s;其次应看出汽车两次接收（并反射）超声波的时间间隔：P发出后经接
6、 收到汽车反射的超声波，故在P发出后经30s被车接收，发出P后，经s发 射p2,可知汽车接到P后，经t =-30s= 3Js发出p2,而从发出p2到汽车接收到p2并反射所历时间为12=3.5s，故汽车两次接收到超声波的时间间隔为28.5 6 4.5t=t + t2=-3S,求出汽车两次接收超声波的位置之间间隔：s= (30S- 30S)V1.5s28.5声=(命)X340=17m,故可算出V汽=匚=17三(飞代)=17.9m/s . 声 30汽 t30答案： (1) 17,(2) 17.9点评：本题综合考查速度已与声波的计算,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
