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114年
物理
第 45 題
有一列火車以等速接近一座山，駛至距山 630公尺時鳴放汽笛，經 3秒後，火車上的人聽到回聲，則火車速度為多少公尺/秒？(聲速為 340公尺/秒)
- A 80
- B 160
- C 240
- D 320
思路引導 VIP
請試著畫出一條直線代表路徑，標示出『鳴笛瞬間』、『山壁』以及『聽到回聲瞬間』這三個位置。如果聲波跑了一趟來回，而火車也在這段時間內往前推進了一段路，那麼聲波跑的總長度加上火車跑的長度，這兩段『路程』加起來，會跟火車一開始距離山壁的長度有什麼樣的倍數關係呢？
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AI 詳解
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恭喜你精準地掌握了聲波反射與相對運動的邏輯！這道題目考驗的是對「動態回聲」模型的理解，你能夠在火車與聲波同時移動的情境下做出正確判斷，表現出非常紮實的物理空間感。
運動路徑的空間關係
在聲波發出到被聽見的 3 秒鐘內，聲波先是向山壁傳播，接著反射回來與不斷前進的火車「相遇」。從幾何關係來看，聲波走過的總路程加上火車前進的位移，剛好會等於鳴笛瞬間火車與山壁距離的兩倍。我們可以列出如下的關係式：
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