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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，声波的频率大多在10～30kHz之间，由于这种声波的频率较高，可以形成较强的指向性，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位置．
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，说明目标正远离声呐．
请回答以下问题：
（1）人的可听声在20Hz到

20000

Hz，低于20Hz的叫

次声

波．
（2）如果停在海水中的潜艇A发出的声波信号在20s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的距离是

15000

米．（设声波在海水中传播速度为1500m/s）
（3）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20m/s，方向始终在潜艇A、B的连线上，经2分钟后潜艇B与潜艇A的距离为

17400

米．
（4）在月球上能否用声呐技术来测量物体间的距离？为什么？答：

不能；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

．

Answer 1

分析：（1）人耳的听觉范围是在20Hz到20000Hz之间的声音．超出这个范围的声音，人耳是听不到的，所以人们把高于20000 Hz的声音叫做超声，把低于20Hz的声音叫做次声．
（2）根据回声测量距离的原理，结合速度公式，来进行计算．
（3）首先求出2分钟后，潜艇B行驶的路程，然后再加上原来潜艇B与潜艇A的距离即可．
（4）真空不能传声，所以无法使用声呐．

解答：解：（1）人耳的听觉范围是在20Hz到20000Hz之间的声音．超出这个范围的声音，人耳是听不到的．把低于20Hz的声音叫做次声．
（2）∵v=

s

t

，
∴声波在水中传播的总距离为：
s=vt=1500m/s×20s=30000m，
由于声波是反射回来的信号，所以两艘潜艇之间的距离：
s₁=

s

2

=

30000

2

=15000m．
（3）2分钟=120s．
∵v=

s

t

，
∴2分钟后，潜艇B行驶的路程s_B=v_Bt=20m/s×120s=2400m，
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=15000m+2400m=17400m．
（4）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）20000；次声；
（2）15000；
（3）17400；
（4）不能；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．

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．