Question

16．利用回聲可以測(cè)量聲源到障礙物的距離．科學(xué)工作者為了探測(cè)海底某處的深度，從海面向海底垂直發(fā)射超聲波，經(jīng)過(guò)4秒后接到回波信號(hào)．已知聲音在海水中的傳播速度為每秒傳播1530米，請(qǐng)回答下列問(wèn)題：
（1）人耳能聽(tīng)到超聲波嗎？為什么？
（2）海洋的深度是多少？
（3）運(yùn)用聲波的反射，能否測(cè)量地球和月球之間的距離？為什么？
（4）若探測(cè)船在海上航行時(shí)，船上一氣象學(xué)家將一只氣球湊近耳朵聽(tīng)了聽(tīng)，馬上向大家緊急報(bào)告：“海上風(fēng)暴即將來(lái)臨”．就在當(dāng)天夜里，海上發(fā)生了強(qiáng)烈的風(fēng)暴，試分析氣象學(xué)家判斷風(fēng)暴的物理依據(jù)是什么？

Answer 1

分析 （1）人耳的聽(tīng)覺(jué)范圍在20～20000Hz之間，能否聽(tīng)到超聲波，根據(jù)超聲波的頻率是否在人的聽(tīng)覺(jué)范圍以?xún)?nèi)判斷．
（2）聲音在海水中的速度和從發(fā)射到接受的時(shí)間已知，利用S=vt可以得到海水的深度．
（3）聲音的傳播需要介質(zhì)，真空不能傳聲．
（4）次聲是指低于20Hz的聲音，它的波長(zhǎng)很長(zhǎng)，人耳無(wú)法聽(tīng)到次聲；風(fēng)暴來(lái)臨前一般會(huì)產(chǎn)生次聲波，次聲波引起氣球內(nèi)空氣振動(dòng)，人耳能聽(tīng)到球內(nèi)氣體振動(dòng)發(fā)出的聲音，從而推測(cè)出風(fēng)暴是否來(lái)臨．

解答 解：
（1）超聲波指頻率在20000Hz以上的聲音，因?yàn)槌�出了人的�?tīng)覺(jué)上限，所以人耳不能聽(tīng)到超聲波．
（2）聲音到達(dá)海底的時(shí)間為t=$\frac{1}{2}$×4s=2s
海水的深度為S=vt=1530m/s×2s=3060m
（3）超聲波的傳播需要介質(zhì)，因?yàn)榈厍虻皆铝林�間是真空，所以超聲波不能傳播．
（4）風(fēng)暴來(lái)臨前一般會(huì)產(chǎn)生次聲波，次聲波引起氣球內(nèi)空氣振動(dòng)，人耳不能聽(tīng)到球內(nèi)氣體振動(dòng)發(fā)出的聲音，可以將氫氣球在臉上貼一下，感覺(jué)到氣流的振動(dòng)，從而推測(cè)出風(fēng)暴是否來(lái)臨．
答：
（1）不能聽(tīng)到，因?yàn)槌�聲波的頻率超過(guò)了人的聽(tīng)覺(jué)上限；
（2）海水的深度為3060m；
（3）不能用超聲波測(cè)量地月距離，因?yàn)槌�聲波不能在真空中傳播�?br />（4）利用風(fēng)暴來(lái)臨時(shí)，會(huì)產(chǎn)生次聲波．

點(diǎn)評(píng) 此題第二小題屬于易錯(cuò)題，出錯(cuò)的原因是誤把4s當(dāng)成聲音從海面到海底的時(shí)間．