Question

12．阅读下面的短文，回答问题．
潜艇的“耳目”--声呐
潜艇最大的特点是它的隐蔽性，作战时需要长时间在水下潜航，这就决定它不能浮出水面使用雷达观察，而只能依靠声呐进行探测，所以声呐在潜艇上的重要性更为突出，被称为潜艇的“耳目”．
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．
声呐能够向水中发射声波，某声呐发出声波的频率范围是10kHz-30kHz，由于这种声波的频率较高，可以形成较强指向性．声波在水中传播时，如果遇到潜艇、水雷、鱼群等目标，就会被反射回来，反射回来的声波被声呐接收，根据声信号往返时间可以确定目标的距离．
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10kHz～20kHz．
（2）对于这种声呐发出的声波，下列说法错误的是C．
A．定向性好            B．易获得较集中的声能
C．属于次声波          D．在海水的速度比空气的快得多
（3）声呐不能（能/不能）用于测量月球到地球的距离．
（4）①如果停在海水中的潜艇A发出的声波信号在8s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6000m．（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高的，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5400m．

Answer 1

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）根据题干提供的信息分析判断；
（3）真空不能传声，据此回答；
（4）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．

解答 解：（1）人耳只能听到20Hz到20000Hz之间的声音，声呐发出的声波频率大多在10kHz～30kHz之间；因此人耳听到的声呐发出的声波频率为：10kHz～20kHz．
（2）声呐发出的声波为超声波，超声波的定向性好、易获得较集中的声能，且在在海水的速度比空气的快得多，故ABD正确、C错；故选C；
（3）由于真空不能传声，在月球附近没有传播声音的介质，所以不能测月球到地球的距离；
（4）①由v=$\frac{s}{t}$得声波在水中传播的总距离为：
s=vt=1500m/s×8s=12000m
由于声波是反射回来的信号，所以两艘潜艇之间的距离：
s₁=$\frac{1}{2}$s=$\frac{1}{2}$×12000m=6000m；
②因为声波频率变高，所以潜艇B是靠近声呐，
t=1min=60s．
1min后，潜艇B行驶的路程s_B=v_Bt=10m/s×60s=600m
现在两艘潜艇之间的距离s₂=s₁-s_B=6000m-600m=5400m；
故答案为：（1）10kHz～20；
（2）C；
（3）不能；
（4）①6000m；②5400m．

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距离，这一点容易失误．