Question

7．閱讀短文，回答問題：
超聲測速儀   如圖甲所示是公路旁覺的超聲波測速儀，它向行駛的車輛發射頻率為f₀（一般為30kHz～100kHz）的超聲波，當車輛向它靠近時，車輛反射回來的超聲波頻率f增大；當車輛遠離時，反射回來的超聲波頻率f減小，變化的頻率△f=|f₀-f|與車輛速度v關系如圖乙所示．

   超聲波測速儀內部工作原理如圖丙所示，P、Q是壓電超聲換能器，在外力作用下發生形變時會產生電壓，形變消失后，電壓隨之消失；反之，當在其上加一定電壓就會發生形變，電壓消失后，形變隨之消失．超聲波測速儀內部振蕩電路產生高頻交流電壓加到P上，P產生相同頻率的超聲波；被車輛反射回來的超聲波在Q上產生交流電壓，其頻率與反射波的頻率相同，比較電路將振蕩電路和放大電路的兩種頻率的交流電壓進行比較，計算出它們的差值△f=|f₀-f|，由△f就能知道車輛的速度．
（1）當車輛靠近超聲波測速儀時，反射回來的超聲波頻率f大于（大于/等于/小于）f₀；
（2）超聲小測速儀工作時，壓電超聲換能器D．
A．均將形變轉換成電壓B．P將形變轉換成電壓，Q將電壓轉換成形變
C．均將電壓轉換成電流D．P將電壓轉換成形變，Q將形變轉換成電壓
（3）為使超聲波測速儀正常工作，振蕩電路中產生交流電的圖象可能是圖中的D．

（4）汽車先后以v₁和v₂的速度遠離超聲波測速儀時，反射回來超聲波的頻率分別為f₁和f₂，且f₁大于f₂，則v₁小于（大于/等于/小于）v₂．
（5）汽車行駛中，超聲波測速儀監測到△f與它們之間的距離r關系如圖丁所示，以測速儀為參照物，該汽車的運動情況是加速遠離測速儀或減速靠近測速儀．

Answer 1

分析 （1）（2）根據短文內容解答即可；
（3）超聲波的頻率是大于20000Hz，據此可求得時間，然后對照圖象即可作出選擇；
（4）根據“當車輛向它靠近時，車輛反射回來的超聲波頻率f增大；當車輛遠離時，反射回來的超聲波頻率f減小”可知△f₁＜△f₂，由圖乙可知，變化的頻率△f與車速v成正比，然后可得出結論；
（5）根據變化的頻率△f與車速v成正比，可知汽車做變速運動，然后可知以測速儀為參照物，該汽車的運動情況．

解答 解：
（1）由短文可知，當車輛向它靠近時，車輛反射回來的超聲波頻率f增大，
所以f 大于f₀；
（2）超聲波測速儀內部振蕩電路產生高頻交流電壓加到P上，P產生相同頻率的超聲波，
被車輛反射回來的超聲波在Q上產生交流電壓，其頻率與反射波的頻率相同，
所以壓電超聲換能器P將電壓轉換成形變，Q將形變轉換成電壓；故應選D．
（3）超聲波測速儀內部振蕩電路產生高頻交流電壓加到P上，P產生相同頻率的超聲波；
超聲波的頻率f＞20000Hz，
所以，交流電的頻率也大于20000HZ，其周期T＜$\frac{1}{f}$=$\frac{1}{20000Hz}$=5×10^-5s，
故只有D圖象符合；
（4）汽車先后以v₁和v₂的速度遠離超聲波測速儀時，反射回來超聲波的頻率分別為f₁和f₂，且f₁大于f₂，
當車輛遠離時，反射回來的超聲波頻率f減小，
則△f₁＜△f₂，
由圖乙可知，變化的頻率△f與車速v成正比，
所以，v₁＜v₂；
（5）汽車行駛中，超聲波測速儀監測到△f與它們之間的距離r關系如圖丁所示，
因為變化的頻率△f與車速v成正比，
所以可知汽車做變速運動，以測速儀為參照物，該汽車的運動情況是加速遠離測速儀或減速靠近測速儀．
故答案為：（1）大于；（2）D；（3）D；（4）小于；（5）加速遠離測速儀或減速靠近測速儀．

點評 本題考查學生運用圖象分析解決問題的能力，此類問題的出現給傳統的物理習題教學帶來了強烈的沖擊，我們必須抓住該類題型的特點，充分發揮學生主體作用，不斷提高學生的創新能力，只有這樣才能適應時代發展的需要．