题目列表(包括答案和解析)
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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 kHz~30 kHz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_____kHz到______kHz。
(2)①如果停在海水中的潜艇发出的声波信号在10 s内接收到经潜艇反射回来的信号,且信号频率不变,潜艇与潜艇的距离s1是_______(设声波在海水中传播速度为1 500 m/s)。
②停在海水中的潜艇继续监控潜艇,突然接到潜艇反射回来的声波频率是变低的,且测出潜艇的速度是20 m/s,方向始终在潜艇、的连线上,经一分钟后潜艇B与潜艇的距离s2为_________。
(3)在月球上能否用声呐技术来测量物体间的距离?为什么?
阅读材料:
超声波及其应用人耳最高只能感觉到大约20 000 Hz的声波,频率更高的声波就是超声波了.超声波广泛地应用在多种技术中.超声波有两个特点,一个是能量大,一个是沿直线传播.它的应用就是按照这两个特点展开的.
理论研究表明,在振幅相同的情况下,一个物体振动的能量跟振动频率的二次方成正比.超声波在介质中传播时,介质质点振动的频率很高,因而能量很大.在我国北方干燥的冬季,如果把超声波通入水罐中,剧烈的振动会使罐中的水破碎成许多小雾滴,再用小风扇把雾滴吹入室内,就可以增加室内空气的湿度.这就是超声波加湿器的原理.对于咽喉炎、气管炎等疾病,药力很难达到患病的部位.利用加湿器的原理,把药液雾化,让病人吸入,能够增进疗效.利用超声波的巨大能量还可以把人体内的结石击碎.
金属零件、玻璃和陶瓷制品的除垢是件麻烦事,如果在放有这些物品的清洗液中通入超声波,清洗液的剧烈振动冲击物品上的污垢,能够很快清洗干净.
俗话说“隔墙有耳”,这说明声波能够绕过障碍物.但是,波长越短,这种绕射现象越不明显,因此,超声波基本上是沿直线传播的,可以定向发射,如果渔船载有水下超声波发生器,它旋转着向各个方向发射超声波,超声波遇到鱼群会反射回来,渔船探测到反射波就知道鱼群的位置了.这种仪器叫做声呐.声呐也可以用来探测水中的暗礁、敌人的潜艇以及测量海水的深度.
根据同样的道理也可以用超声波探测金属、陶瓷、混凝土制品,甚至水库大坝,检查内部是否有气泡、空洞和裂纹.人体各个内脏的表面对超声波的反射能力是不同的,健康内脏和病变内脏的反射能力也不一样.平常说的“B超”就是根据内脏反射的超声波进行造影,帮助医生分析体内的病变.
有趣的是,很多动物都有完善的发射和接收超声波的器官.以昆虫为食的蝙蝠,视觉很差,飞行中不断发出超声波的脉冲,依靠昆虫身体的反射波来发现食物.海豚也有完善的“声呐”系统,使它能在混浊的水中准确地确定远处小鱼的位置.
现代的无线电定位器——雷达,质量有几十、几百、几千千克,蝙蝠的超声定位系统只有几分之一克,而在一些重要性能上,如确定目标方位的精确度、抗干扰的能力等都远优于现代的无线电定位器.深入研究动物身上各种器官的功能和构造,将获得的知识用来改进现有的设备和创制新的设备,这是近几十年来发展起来的一门新学科,叫做仿生学.
各写出一个超声传递信息、超声传递能量的实例.
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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10kHz~30kHz之间,由于这种声波的频率较高,可以形成较指向性.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________kHz到________kHz.
(2)①如果停在海水中的潜艇A发出的声波信号在10 s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________.(设声波在海水中传播速度为1500 m/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20 m/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________.
(3)在月球上能否用声呐技术来测量物体间的距离?为什么?
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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10kHz~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______kHz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 。(设声波在海水中的传播速度为1500m/s)
(3)在月球上能否用声呐技术来测量物体间的距离?为什么?
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