Question

10．医院常用到紫外线灭菌灯和B型超声波检测仪，科学家向月球发射激光，经过大约2.56s接受到返回的信号，那么地球到月球的距离大约3.9×10⁸米．月球上的两块平面镜的夹角是90°，才能把射向的激光偏折180°，沿原方向反射回去．科学家是否可以用超声波代替激光来测地月之间的距离？并说明理由不能，声音在真空中不能传播．

Answer 1

分析 （1）从地球向月球发射一束激光信号，激光信号到达月球后又被月球反射回来．此时激光经过的路程是地球和月球之间距离的两倍，故要求月球到地球的距离，用公式s=vt求出激光经过的路程后还要除以2．
（2）要解决此题，首先要掌握光的反射定律的内容：反射光线、入射光线和法线在同一平面内；反射光线和入射光线分居法线两侧；反射角等于入射角．
知道两块相互垂直的平面镜对光进行两次反射后，可以使光线传播方向偏转180°．
（3）超声波属于声波，声波的传播需要介质，不能在真空中传播，而月球表面是没有空气的．

解答 解：（1）已知光速为：v=3×10⁸m/s，
激光信号在地球向和月球间往返所用的时间为：t=2.6s，
由v=$\frac{s}{t}$可得，激光信号通过的路程为：s=vt=3×10⁸m/s×2.6s=7.8×10⁸m，
故月球到地球间的距离s′=$\frac{s}{2}$=$\frac{7.8×1{0}^{8}m}{2}$=3.9×10⁸m．
（2）设∠ABE=θ，则∠BDF=∠EBD=θ．
因为AB∥CD，所以∠ABD+∠BDC=180°，
则∠EBD+∠BDF=90°
所以∠BDF=∠EBD=θ=45°．
∠DBO=∠ODB=45°，
∠OBD+∠ODB=90°，因此两块镜面垂直．如图：

（3）月球周围没有空气，声波不能在真空中传播，故超声波不能到达月球，更不能利用声波的反射测出地球到月球的距离．
故答案为：3.9×10⁸； 90°； 不能，声音在真空中不能传播．

点评 本题主要考查了学生对光的反射、传播速度和回声测距离的了解与掌握，求出激光从地球到月球的时间（单趟时间）是本题的关键．