Question

18．閱讀下面的短文，
潛艇的“耳目”--聲吶
潛艇最大的特點(diǎn)是它的隱蔽性，作戰(zhàn)時(shí)需要長時(shí)間在水下潛航，這就決定它不能浮出水面使用雷達(dá)觀察，而只能依靠聲吶進(jìn)行探測(cè)，所以聲吶在潛艇上的重要性更為突出，被稱為潛艇的“耳目”．
聲吶是利用水中聲波對(duì)水下目標(biāo)進(jìn)行探測(cè)、定位和通信的電子設(shè)備，是水聲學(xué)中應(yīng)用廣泛的一種重要裝置．
聲吶能夠向水中發(fā)射聲波，聲波的頻率大多在10kHz～30kHz之間，由于這種聲波的頻率較高，可以形成較好的指向性．聲波在水中傳播時(shí)，如果遇到潛艇、水雷、魚群等目標(biāo)，就會(huì)被反射回來，反射回來的聲波被聲吶接收，根據(jù)聲信號(hào)往返時(shí)間可以確定目標(biāo)的距離．
聲吶發(fā)出聲波碰到的目標(biāo)如果是運(yùn)動(dòng)的，反射回來的聲波（下稱“回聲”）的音調(diào)就會(huì)有所變化，它的變化規(guī)律是：如果回聲的音調(diào)變高，說明目標(biāo)正向聲吶靠攏；如果回聲的音調(diào)變低，說明目標(biāo)遠(yuǎn)離聲吶．
請(qǐng)回答以下問題：
（1）人耳能夠聽到聲吶發(fā)出的聲波的頻率范圍是10kHz～20kHz？
（2）在月球上能否用聲吶技術(shù)來測(cè)量物體間的距離？為什么？
（3）如果停在海水中的潛艇A發(fā)出的聲波信號(hào)在10s內(nèi)接收到經(jīng)B潛艇反射回來的信號(hào)，且信號(hào)頻率不變，潛艇B與潛艇A的距離s是多少（設(shè)聲波在海水中傳播速度為15O0m/s）？

Answer 1

分析 （1）超聲是指高于20000Hz的聲音，次聲是指低于20Hz的聲音，人耳無法聽到超聲和次聲；
（2）真空不能傳聲，所以無法使用聲吶；
（3）先算出超聲波從潛艇A傳到潛艇B的時(shí)間，再根據(jù)速度公式求兩者的距離．

解答 解：（1）人耳只能聽到20Hz到20000Hz之間的聲音，聲吶發(fā)出的聲波頻率大多在10kHz～30kHz之間；
因此人耳聽到的聲吶發(fā)出的聲波頻率為10kHz～20kHz．
（2）地球和月球之間是真空，因?yàn)檎婵詹荒軅髀�，所以用聲吶技術(shù)無法測(cè)量地球和月球之間的距離．
（3）超聲波從潛艇A傳到潛艇B的時(shí)間：
t=$\frac{1}{2}$×10s=5s，
由v=$\frac{s}{t}$可得，所以潛艇B與潛艇A的距離：
s=vt=1500m/s×5s=7500m；
故答案為：（1）10kHz～20kHz；（2）不能，因?yàn)檎婵罩胁荒軅鞑ヂ曇�；�?）艇B與潛艇A的距離s是7500m．

點(diǎn)評(píng) 本題綜合性很強(qiáng)，考查學(xué)生對(duì)聲音知識(shí)的綜合運(yùn)用能力，在計(jì)算距離時(shí)，注意回聲測(cè)距需要計(jì)算單程的長度，這一點(diǎn)容易造成失誤．