Question

1．閱讀短文，回答文后問題．
                                                     超聲波“看”世界
       蝙蝠是利用超聲波的高手，它長有一雙眼睛，視覺很差，被認為是動物界的“盲人”．
       為了研究蝙蝠如何在黑暗的夜晚捕食昆蟲，17世紀末，意大利科學家將蝙蝠和貓頭鷹一起放在完全黑暗的密室里．研究發現，蝙蝠能輕易地分辨方位、躲避障礙物，而貓頭鷹會撞上障礙物．后來科學家通過實驗發現，如果將蝙蝠的一只耳朵堵住，它就會喪失方向感，不能躲避障礙物．
        直到1930年，哈佛大學的一位大學生才利用儀器探測到蝙蝠發出的超聲波，從而揭開了蝙蝠捕食之謎．原來，黑暗中飛行的蝙蝠通過鼻腔每秒發射10-20次超聲波，這種聲波可以探察到很小的障礙物，聲波遇到障礙物后便會發射，就像我們在大廳里拍手會聽到回聲一樣，蝙蝠根據這種回聲的方向和時間，就能了解周圍環境，辨別位置和捕食昆蟲．
       科學家受到回聲定位的啟發，發明了超聲波測速儀．圖甲是公路上用超聲波測速儀測量車速的示意圖，測速儀每隔一定的時間發射一次超聲波，顯示屏上能顯示發出和接收到的超聲波信號．并能讀出兩個信號的時間差，從而測出被測物體的位置和速度．如果發出的超聲波遇不到反射物，顯示屏上只顯示發出的超聲波，如圖乙中的p₁、p₂所示；如果測速儀正前方有一輛汽車，測速儀將接收到汽車反射回來的超聲波，p₁、p₂的反射波n₁、n₂如圖丙所示．

（1）頻率高于20000Hz的聲音叫作超聲波，頻率低于20Hz的聲音叫作次聲波；
（2）科學家將蝙蝠和貓頭鷹一起放在完全黑暗的密室里，發現蝙蝠能輕易地分辨方位、躲避障礙物．這一過程屬于科學探究中的C
A．提出問題         B．猜想假設        C．進行實驗        D．得出結論
（3）蝙蝠用來接收反射超聲波的器官是B
A．眼睛            B．耳朵             C．鼻子             D．嘴巴
（4）如果圖乙和丙中的p₁、p₂之間的時間間隔△t=0.5s，則測速儀每秒鐘發射2次超聲波，圖丙中p₁、n₁之間的時間間隔t₁=0.2s，超聲波在空氣中傳播的速度是v=340m/s，可知超聲波第一次反射時汽車離測速儀的距離為34 m；
（5）圖丙中p₂、n₂之間的時間間隔t₂小于p₁、n₁之間的時間間隔t₁，由此可以判斷汽車的運動情況是B
A．靜止              B．向左運動           C．向右運動        D．無法判斷．

Answer 1

分析 （1）人耳的聽覺范圍和超聲波、次聲波的定義屬于識記的內容．
（2）科學探究的一般環節包括提出問題，假設問題，設計與分析，實驗，檢驗實驗，表達與交流．
（3）根據各器官的作用即可判斷．
（4）根據p₁、p₂之間的時間間隔即可求出每秒鐘發射超聲波的次數；
根據P₁、n₁之間的時間，即超聲波由發出到接收所需要的時間．從而可以求出超聲波前后兩次從測速儀汽車所用的時間，結合聲速，進而可以求出汽車到測速儀之間的距離．
（5）超聲波由發出到接收所需要的時間．從而可以求出超聲波前后兩次從測速儀汽車所用的時間，結合聲速，進而可以求出前后兩次汽車到測速儀之間的距離．

解答 解：（1）人耳的聽覺范圍是20Hz-20000Hz，其中高于20000Hz的聲波是超聲波，低于20Hz的聲波叫做次聲波；
（2）科學家將蝙蝠和貓頭鷹一起放在完全黑暗的密室里，發現蝙蝠能輕易地分辨方位、躲避障礙物．這一過程屬于科學探究中的進行實驗．故選C；
（3）蝙蝠用來接收反射超聲波的器官是耳朵；
（4）如果圖乙和圖丙中的p₁、p₂之間的時間間隔△t=0.5s，則測速儀每秒鐘發射超聲波次數為：n=$\frac{1s}{0.5s/次}$=2次；
已知圖丙中p₁、n₁之間的時間間隔t₁=0.2s，則超聲波第一次發射后到汽車接到P₁時所用時間為t=$\frac{1}{2}$t₁=$\frac{1}{2}$×0.2s=0.1s，
由v=$\frac{s}{t}$得：超聲波第一次發射后到汽車接到P₁時，超聲波通過的路程為s=vt=340m/s×0.1s=34m；
即超聲波第一次發射時汽車離測速儀的距離為34m；
（5）已知t₂＜t₁，則超聲波發射后到汽車接到時所用時間為t₂′＜t₁′，
根據v=$\frac{s}{t}$得s=vt可知：汽車離測速儀的距離s₂′＜s₁′，即汽車離測速儀的距離在變小，由甲圖可知是汽車是向左運動．
故答案為：（1）20000；20；（2）C；（3）B；（4）2；34；（5）B．

點評 本題綜合考查超聲波和次聲波的定義、速度已及聲波的計算，確定聲音傳播的時間是本題的難點，注意緊扣公式然后找出相關物理量才是解答本題的關鍵．