Question

【題目】有一種示波器可以同時顯示兩列波形．對于這兩列波，顯示屏上橫向每格代表的時間間隔相同．利用此種示波器可以測量液體中的聲速，實驗裝置的一部分如圖甲所示：管內盛滿液體，音頻信號發(fā)生器所產生的脈沖信號由置于液體內的發(fā)射器發(fā)出，被接收器所接收．圖乙為示波器的顯示屏，屏上所顯示的上、下兩列波形分別為發(fā)射信號與接收信號．若已知發(fā)射的脈沖信號頻率為f＝2 000 Hz，發(fā)射器與接收器的距離為x＝1.30 m，求管內液體中的聲速．(已知所測聲速應在1 300 m/s～1 600 m/s之間．結果保留兩位有效數字)

Answer 1

【答案】設脈沖信號的周期為T，從示波器顯示的波形可以看出，圖乙中橫向每一分度(即兩條長豎線間的距離)所表示的時間間隔為 ①
其中 ②
對比圖乙中上、下兩列波形，可知信號在液體中從發(fā)射器傳播至接收器接收所用的時間為 ③
其中
液體中的聲速為 ④
聯(lián)立①②③④式，代入已知條件并考慮到所測聲速應在1 300 m/s～1 600 m/s之間，得
v＝＝ m/s
當 時，解得 在其范圍之間．
【解析】假設脈沖信號的周期為T，分析信號在液體中從發(fā)射器傳播到接受器所用的時間的表達式，由液體中的聲速公式 ，結合聲速范圍在1300～1600m/s之間，求解液體中的聲速。
【考點精析】掌握波長、波速和頻率的關系是解答本題的根本，需要知道振動在一個周期里在介質中傳播的距離等于一個波長；機械波的傳播速率由介質決定，與波源無關；波的頻率始終等于波源的振動頻率，與介質無關；三者關系:v=λf．