2025年暑假作业安徽教育出版社八年级物理通用版S第13页答案
16. (2024北京)交通运输部门常用测速仪来检测车速,测速原理是测速仪前后两次发出并接收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,如图甲所示。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:(假设超声波的传播速度为340m/s,且保持不变)

(1)超声波信号第一次探测到汽车时,汽车离测速仪的距离$x_{1}$是多少?
(2)被测汽车速度多大?若上述测速路段限速为50km/h,则被测汽车是否超速?

答案

【解析】:
(1)由图乙可知,超声波第一次从测速仪发出到与汽车相遇经过的时间$t_{1}=\frac{0.32s}{2}=0.16s$。
根据$v = \frac{s}{t}$(其中$v$为速度,$s$为路程,$t$为时间),已知超声波速度$v = 340m/s$,则汽车离测速仪的距离$x_{1}=v\times t_{1}=340m/s\times0.16s = 54.4m$。
(2)超声波第二次从测速仪发出到与汽车相遇经过的时间$t_{2}=\frac{1.28s - 1.00s}{2}=0.14s$。
此时汽车离测速仪的距离$x_{2}=v\times t_{2}=340m/s\times0.14s = 47.6m$。
那么汽车在两次与超声波相遇的过程中行驶的距离$\Delta x=x_{1}-x_{2}=54.4m - 47.6m = 6.8m$。
汽车行驶这段距离所用的时间$\Delta t = 1.12s - 0.16s = 0.96s$。
根据速度公式$v_{车}=\frac{\Delta x}{\Delta t}=\frac{6.8m}{0.96s}\approx7.08m/s$。
因为$1m/s = 3.6km/h$,所以$v_{车}=7.08m/s\times3.6\approx25.5km/h$。
由于$25.5km/h\lt50km/h$,所以被测汽车没有超速。
【答案】:
(1)$\boldsymbol{54.4m}$
(2)被测汽车速度约为$\boldsymbol{7.08m/s}$,被测汽车$\boldsymbol{没有}$超速。