1. 阅读下列短文,回答问题。

超声波测速

超声波是振动频率高于20000Hz的声波,它具有指向性好、反射能力强、能量集中等特点,可用于测距、测速等。

测距是测速的基础,如图甲所示,超声波测速仪向静止的汽车发射超声波信号(简称信号),同时开始计时,信号传播过程中遇到汽车会被反射,测速仪接收到返回的信号就停止计时,根据记录的时间及其与路程、速度的关系,可计算出汽车与测速仪之间的距离,图乙是信号传播过程的s-t图象,s表示信号与测速仪之间的距离,t表示信号传播的时间。

则速仪测量汽车速度的原理是:测速仪向运动的汽车先后发射两次信号,根据汽车在两次遇到信号之间所通过的路程及所用的时间,由速度公式可得出汽车的平均速度测速仪在公路上对某跑车进行测速时,向匀速驶来的跑车发射两次信号,两次发射信号的时间间隔是1.0s,第一次发射信号到接收用时0.6s,第二次发射信号到接收用时0.3s。经测速仪测定,该跑车超速,驾驶员将受到交警部门处罚.(超声波速度取340m/s)

(1) 人耳(选填“能”或“不能”)听到超声波.超声波测速是利用了超声波的指向性好、能量集中、等特点。
(2) 如图乙所示,若t0=0.4s,则静止的汽车与测速仪之间的距离为m。
(3) 通过计算,在图中,大致画出测速仪对该跑车发射的两次信号传播过程的s-t图象(t从第一次发射信号开始计时).跑车在两次遇到信号之间通过的路程为m,跑车的速度大小为m/s.
【考点】
速度公式及其应用; 超声波与次声波;
【答案】

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3. 太阳光在通过透镜时会被会聚或发散,那么声音在传播途中遇到不同介质时,会不会像光一样也被会聚或发散呢?在老师的帮助下,同学们用音叉、三个相同的气球(内部充有不同气体)、示波器、麦克风等器材设计了如图所示的实验装置,并进行了如下探究:

   

(1)调整音叉和麦克风之间的距离,让音叉发出的声音只通过空气传播,用麦克风将声音信号输入示波器,观察并记录此时的波形如图甲所示;

(2)分别将充有二氧化碳气体、空气和氢气的气球,依次放在音叉和麦克风之间,保持音叉和气球之间的距离不变,让音叉发出声音,记录示波器显示的波形如图乙、丙、丁所示

分析以上实验过程和现象可知:

(1)实验过程中,敲击音叉,使其发声,且应控制音叉发出声音的响度(选填“相同”或“不同”).

(2)比较如图的乙与甲、发现声波在通过充有二氧化碳气体的气球后,麦克风接收到的声音响度(选填变大、变小或不变),此时充有二氧化碳气体的气球对声波具有作用,相当于一个透镜,比较丁与甲后,发现充有氢气的气球对声波具有作用,由此可见,声音与光之间存在某种对应关系.

(3)实验后,同学们查阅资料了解到,生物体组织在激光照射下,会因升温膨胀而产生频率高于20000Hz的声波,生物医学上通过特殊介质和装置使这种声波集中并成像,克服纯光学成像的不足,更加有效地进行病情诊断、跟踪和治疗.

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