Question

14．利用超聲波遇到物體發(fā)生反射的特性，可測(cè)定物體運(yùn)動(dòng)的有關(guān)參量．圖甲中儀器A和B通過(guò)電纜線連接，B為超聲波發(fā)射與接收一體化裝置，儀器A提供超聲波信號(hào)源而且能將B接收到的超聲波信號(hào)進(jìn)行處理并在屏幕上顯示其波形．現(xiàn)固定裝置B，并將它對(duì)準(zhǔn)勻速行駛的小車C，使其每隔固定時(shí)間T₀發(fā)射一短促的超聲波脈沖，圖乙中1、2、3為B發(fā)射的超聲波信號(hào)，1′、2′、3′為對(duì)應(yīng)的反射波信號(hào)．接收的反射波滯后時(shí)間已在圖中標(biāo)出，其中T₀和△T為已知量．又知該測(cè)定條件下超聲波在空氣中的速度為V₀，則根據(jù)所給信息可判斷小車的運(yùn)動(dòng)方向和速度大小為（　　）

• A． 向右，$\frac{{{v_0}△T}}{{2{T_0}+△T}}$
• B． 向左，$\frac{{2{v_0}△T}}{{{T_0}+△T}}$
• C． 向右，$\frac{{2{v_0}△T}}{{{T_0}+2△T}}$
• D． 向左，$\frac{{{v_0}△T}}{{{T_0}+2△T}}$

Answer 1

分析 超聲波在空中勻速傳播，根據(jù)發(fā)射和接收的時(shí)間差求出速度．通過(guò)的位移與所用時(shí)間比值，來(lái)確定小車的速度．

解答 解：由屏幕上顯示的波形可以看出，反射波滯后于發(fā)射波的時(shí)間越來(lái)越長(zhǎng)，說(shuō)明小車離信號(hào)源的距離越來(lái)越遠(yuǎn)，小車向右運(yùn)動(dòng)．
由題中圖2可得，小車相鄰兩次反射超聲波脈沖的時(shí)間
t=T₀+$\frac{1}{2}$（T+△T）-$\frac{1}{2}$T=T₀+$\frac{1}{2}$△T    ①
小車在此時(shí)間內(nèi)前進(jìn)的距離為
s=v₀•$\frac{△T}{2}$     ②
小車的速度為v=$\frac{s}{t}$=$\frac{{v}_{0}\frac{△T}{2}}{{T}_{0}+\frac{△T}{2}}$=$\frac{{{v_0}△T}}{{2{T_0}+△T}}$．所以選項(xiàng)A正確．
 故選：A

點(diǎn)評(píng) 本題是實(shí)際應(yīng)用問(wèn)題，考查應(yīng)用物理知識(shí)分析、理解現(xiàn)代科技裝置原理的能力，同時(shí)能根據(jù)題意正確建立物理模型，再根據(jù)所學(xué)物理規(guī)律正確求解即可．