Question

5．已知空氣中的聲速為340m/s，海水中的聲速為1500m/s，光速為3×10⁸m/s回答下列問題：
（1）人在峽谷呼喊之后，會聽到回聲，如果從呼喊到聽到回聲用了3s，則反射聲音的峭壁距呼喊者0.51km．回聲到達人耳的時間比原聲晚0.1s，人才能聽到自己的回聲，則人若要聽到自己的回聲，人距障礙物至少要17m．
（2）運用聲納系統(tǒng)可以探測海洋的深度，在與海平面垂直的方向上，利用聲納向海底發(fā)射超聲波，如果經(jīng)3s接收到來自大海海底的回波信號，則該處的海洋深度為2.25km．但是超聲波聲納卻不能用于太空測距，比如無法用聲納來測量地月之間的距離，這是因為真空不能傳播聲音．
（3）太陽發(fā)出的光需要經(jīng)過約8min才能到達地球，請你計算一下太陽到地球大約距離1.44×10¹¹m．
（4）在人和山之間有一條鐵路穿過，當(dāng)一列火車行到人與山之間時拉響了汽笛．人看見拉汽笛冒出的白煙1s后聽到汽笛聲，忽略光傳播的時間，又經(jīng)過1.2s聽到從汽笛的回聲，求人與山之間的距離．

Answer 1

分析 （1）人發(fā)出的聲音經(jīng)峭壁反射后再傳到人耳（回聲），知道整個過程用的時間，可以求出聲音從峭壁傳到人耳的時間，再利用速度公式求峭壁離喊話的人的距離；
（2）已知聲速為340m/s，當(dāng)測得聲音從發(fā)出到反射回來的時間間隔，根據(jù)速度公式變形s=vt就可求出人離障礙物至少的距離；先算出聲波從海面?zhèn)鞯胶５椎臅r間，再根據(jù)速度公式v=$\frac{s}{t}$就可求出海底的深度；由聲音傳播的條件就可解答此題；
（3）已知光速與光的傳播時間，由速度公式的變形公式可以求出太陽到地球的距離；
（4）由于光的速度遠大于聲音的傳播速度，所以由“人看見火車冒出煙1s后聽到汽笛聲”，可得到聲音從鳴笛處傳播到人耳處共用時1s；“又經(jīng)過1.2s后聽到山反回來的聲音”，說明了聲音從鳴笛處傳到山再返回人耳處共用時（1+1.2）s；聲音走過的這兩段距離之和，正好是2倍的人到山崖的距離，通過列方程不難得解．

解答 解：
（1）聲音從峭壁傳到人耳的時間：
t=$\frac{1}{2}$×3s=1.5s，
聲音在空氣中的傳播速度v=340m/s，
因為v=$\frac{s}{t}$，所以峭壁離喊話的人的距離：
s=vt=340m/s×1.5s=510m=0.51km．
（2）時間間隔為t=$\frac{0.1s}{2}$=0.05s，人離障礙物至少的距離：s=vt=340m/s×0.05s=17m；
根據(jù)題意由于經(jīng)過4s后收到回波，那么聲波從海面?zhèn)鞯胶５椎臅r間為t=$\frac{1}{2}$×3s=1.5s，
那么海底的深度為s=vt=1500m/s×1.5s=2250m=2.25km，
由于聲音的傳播需要介質(zhì)，所以聲音不能在真空中傳播；
（3）因為v=$\frac{s}{t}$，
所以太陽與地球間的距離：
s=ct=3×10⁸m/s×480s=1.44×10¹¹m；
故太陽到地球之間的距離大約是1.44×10¹¹m；
（4）如圖，鳴笛處→人，聲音傳播用時1s；鳴笛處→山崖→人，聲音傳播用時（1+1.2）s=2.2s；

設(shè)人到山崖的距離為S，則：
2S=340m/s×1s+340m/s×（1+1.2）s
得出S=544m．
故答案為544m．
故答案為：（1）0.51；17；（2）2.25；真空不能傳播聲音；（3）1.44×10¹¹；（4）人與山之間的距離為544m．

點評 本題考查了學(xué)生對速度公式、回聲測距的了解與掌握，為了好理解，可以畫圖說明．