超声波测速

8．（2021广东，6分）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。

测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 　不能　（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、　反射能力强　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  68 m。

（3）通过计算，在图丙中，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  51  m，跑车的速度大小为  60  m/s。

解：（1）人耳可听声的频率范围是：20Hz～20000Hz，超声波是振动频率高于20000Hz的声波，故人耳不能听到超声波；超声波具有指向性好、反射能力强、能量集中等特点，可用于测距、测速等；

（2）汽车遇到超声波时的时间为：t＝0.5t₀＝0.5×0.4s＝0.2s，

车与测速仪之间的距离为s＝vt＝0.2s×340m/s＝68m；

（3）第一次超声波传播的距离为：s₁＝v₁t₁＝0.6s×340m/s＝204m，

第二次超声波传播的距离为：s₂＝v₂t₂＝0.3s×340m/s＝102m，

图像如图所示；

测速过程中，跑车通过的路程为：s_车＝0.5（s₁﹣s₂）＝0.5×（204m﹣102m）＝51m，

跑车行驶的时间为：t_车＝0.5（t₁+t₂）+t_间﹣t₁＝0.5×（0.6s+0.3s）+1.0s﹣0.6s＝0.85s，

跑车的速度为：

答案（1）不能；反射能力强；（2）68；（3）图像如上图所示；51；60。