题目
感应器-|||-2.5m-|||-测高台图示为一种身高测量仪,其顶部的感应器竖直向下发射超声波信号,经下方物体反射后返回,被感应器接收。某同学站上测高台,感应器记录信号从发射到接收所经历的时间为5×10-3s。已知感应器距测高台的高度为2.5m,空气中的声速取340m/s,则该同学的身高为( )A. 1.70mB. 1.65mC. 0.85mD. 0.80m
图示为一种身高测量仪,其顶部的感应器竖直向下发射超声波信号,经下方物体反射后返回,被感应器接收。某同学站上测高台,感应器记录信号从发射到接收所经历的时间为5×10-3s。已知感应器距测高台的高度为2.5m,空气中的声速取340m/s,则该同学的身高为( )- A. 1.70m
- B. 1.65m
- C. 0.85m
- D. 0.80m
题目解答
答案
B. 1.65m
解析
考查要点:本题主要考查对匀速直线运动中时间、路程、速度关系的理解,以及如何将实际问题转化为物理公式的能力。
解题核心思路:
超声波信号从感应器发射到接收的过程包含两次传播(下传到头顶和上传回感应器),总路程为两倍的感应器到头顶的距离。利用公式 $t = \frac{\text{总路程}}{v}$ 建立方程,结合已知条件求解身高。
破题关键点:
- 明确总路程:超声波传播的总路程为 $2 \times (2.5 \, \text{m} - h)$,其中 $h$ 为同学的身高。
- 正确代入公式:将总时间、声速代入公式,解方程即可得到身高。
步骤1:确定总路程
超声波从感应器到头顶的距离为 $2.5 \, \text{m} - h$,往返总路程为:
$\text{总路程} = 2 \times (2.5 - h)$
步骤2:建立时间方程
总时间 $t = 5 \times 10^{-3} \, \text{s}$,声速 $v = 340 \, \text{m/s}$,根据公式 $t = \frac{\text{总路程}}{v}$,得:
$5 \times 10^{-3} = \frac{2 \times (2.5 - h)}{340}$
步骤3:解方程求身高
- 两边同乘340:
$5 \times 10^{-3} \times 340 = 2 \times (2.5 - h)$
计算得:
$1.7 = 2 \times (2.5 - h)$ - 两边除以2:
$0.85 = 2.5 - h$ - 移项得:
$h = 2.5 - 0.85 = 1.65 \, \text{m}$