Question

10．醫(yī)院常用到紫外線滅菌燈和B型超聲波檢測(cè)儀，科學(xué)家向月球發(fā)射激光，經(jīng)過大約2.56s接受到返回的信號(hào)，那么地球到月球的距離大約3.9×10⁸米．月球上的兩塊平面鏡的夾角是90°，才能把射向的激光偏折180°，沿原方向反射回去．科學(xué)家是否可以用超聲波代替激光來測(cè)地月之間的距離？并說明理由不能，聲音在真空中不能傳播．

Answer 1

分析 （1）從地球向月球發(fā)射一束激光信號(hào)，激光信號(hào)到達(dá)月球后又被月球反射回來．此時(shí)激光經(jīng)過的路程是地球和月球之間距離的兩倍，故要求月球到地球的距離，用公式s=vt求出激光經(jīng)過的路程后還要除以2．
（2）要解決此題，首先要掌握光的反射定律的內(nèi)容：反射光線、入射光線和法線在同一平面內(nèi)；反射光線和入射光線分居法線兩側(cè)；反射角等于入射角．
知道兩塊相互垂直的平面鏡對(duì)光進(jìn)行兩次反射后，可以使光線傳播方向偏轉(zhuǎn)180°．
（3）超聲波屬于聲波，聲波的傳播需要介質(zhì)，不能在真空中傳播，而月球表面是沒有空氣的．

解答 解：（1）已知光速為：v=3×10⁸m/s，
激光信號(hào)在地球向和月球間往返所用的時(shí)間為：t=2.6s，
由v=$\frac{s}{t}$可得，激光信號(hào)通過的路程為：s=vt=3×10⁸m/s×2.6s=7.8×10⁸m，
故月球到地球間的距離s′=$\frac{s}{2}$=$\frac{7.8×1{0}^{8}m}{2}$=3.9×10⁸m．
（2）設(shè)∠ABE=θ，則∠BDF=∠EBD=θ．
因?yàn)锳B∥CD，所以∠ABD+∠BDC=180°，
則∠EBD+∠BDF=90°
所以∠BDF=∠EBD=θ=45°．
∠DBO=∠ODB=45°，
∠OBD+∠ODB=90°，因此兩塊鏡面垂直．如圖：

（3）月球周圍沒有空氣，聲波不能在真空中傳播，故超聲波不能到達(dá)月球，更不能利用聲波的反射測(cè)出地球到月球的距離．
故答案為：3.9×10⁸； 90°； 不能，聲音在真空中不能傳播．

點(diǎn)評(píng) 本題主要考查了學(xué)生對(duì)光的反射、傳播速度和回聲測(cè)距離的了解與掌握，求出激光從地球到月球的時(shí)間（單趟時(shí)間）是本題的關(guān)鍵．