Question

声呐是利用水中声波对水下目标进行探测、定位和通信的电子设备，是水声学中应用广泛的一种重要装置．声呐发出声波碰到的目标如果是运动的，反射回来的声波（下称“回声”）的音调就会有所变化，它的变化规律是：如果回声的音调变高，说明目标正向声呐靠拢；如果回声的音调变低，说明目标远离声呐．请回答以下问题：
（1）人耳能够听到声呐发出的声波的频率范围是20Hz到______kHz．
（2）①如果停在海水中的潜艇A发出的声波信号在10s内接收到经B潜艇反射回来的信号，且信号频率不变，潜艇B与潜艇A的距离s₁是______m．（设声波在海水中传播速度为1500m/s）
②停在海水中的潜艇A继续监控潜艇B，突然接到潜艇B反射回来的声波频率是变低的，且测出潜艇B的速度是10m/s，方向始终在潜艇A、B的连线上，经一分钟后潜艇B与潜艇A的距离s₂为______m．
（3）在月球上不能用声呐技术来测量物体间的距离，原因是______．

Answer 1

解：（1）人耳只能听到20Hz到20000Hz之间的声音，即人耳能够听到声呐发出的声波的频率范围是20Hz到20kHz；
（2）①超声波从潜艇A传到潜艇B的时间：
t=×10s=5s，
潜艇B与潜艇A的距离：
s=vt=1500m/s×5s=7500m；
②1分钟=60s．
1分钟后，潜艇B行驶的路程s_B=v_Bt=10m/s×60s=600m
因为声波频率变低，所以潜艇B是远离声呐，
现在两艘潜艇之间的距离s₂=s₁+s_B=7500m+600m=8100m；
（3）地球和月球之间是真空，因为真空不能传声，所以用声呐技术无法测量地球和月球之间的距离．
故答案为：（1）20；
（2）①7500；②8100；
（3）月球上是真空，声音不能在真空中传播．
分析：（1）超声是指高于20000Hz的声音，次声是指低于20Hz的声音．人耳无法听到超声和次声．
（2）①先算出超声波从潜艇A传到潜艇B的时间，再根据速度公式求两者的距离；
②注意：1分钟后，潜艇之间的位置发生了改变；
（3）真空不能传声，所以无法使用声呐．
点评：本题综合性很强，考查学生对声音知识的综合运用能力．在计算距离时，注意回声测距需要计算单程的长度，这一点容易失误．