题目内容
【题目】阅读下面的短文,回答问题。
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,这种现象叫做多普调高效应Doppler effect。
(1)人耳能够听到 声呐发出的声波的频率范围是_____Hz到_____Hz。
(2)在月球上不能用 声呐技术来测量物体间的距离,因为_____。
(3)如果停在海水中的潜艇A发出的声波信号在10s后接收到经潜艇B反射回来的信号,且信号频率不变,则潜艇B与潜艇A的距离是_____km,(设声波在海水中传播速度为1500m/s。)
(4)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高的,则潜艇B是____(选填“远离”或“靠近”)潜艇A,现测出潜艇B的速度是10m/s且大小不变,方向始终在潜艇A、B的连线上,经过两分钟后潜艇B与潜艇A的距离为_____m。
【答案】10000 20000 真空中不能传声 7.5 靠近 6300
【解析】
(1)超声波是指高于20000Hz的声音,次声波是指低于20Hz的声音,人耳无法听到超声和次声,1kHz=1000Hz;(2)真空不能传声,所以无法使用声呐;(3)根据回声测量距离的原理,结合速度公式,来进行计算。
(1) 人耳只能听到20Hz到20000Hz之间的声音,声呐发出的声波频率大多在10kHz30kHz之间;因此人耳听到的声呐发出的声波频率为:10kHz20kHz即10000Hz;
(2)月球之上没有空气,是真空,因为真空不能传声,所以不能用声呐技术来测量物体间的距离;
(3) 声波在水中传播的总距离为:s=vt=1500m/s×10s=15000m由于声波是反射回来的信号,所以潜艇B与潜艇A的距离是s1=s2=15000m=7500m;
(4)由题意可知如果反射回来的声波频率是变高的,即音调变高,说明目标正向声呐靠近;潜艇B两分钟行驶的距离:潜艇B与潜艇A的距离为:7500m1200m=6300m.
【题目】在学校运动会上,采用无人机进行航拍如图,全方位展示了运动会的空前盛况。小白同学找到了无人机的部分参数,如表。((ρ木=0.72g/cm3,ρ塑料=1.2g/cm3,ρ碳纤维=1.8g/cm3))
起飞质量 | 1213g |
最大上升速度 | 5m/s |
最大下降速度 | 3m/s |
飞行时间 | 约25min |
镜头焦距 | 2.8mm |
影像传感器 | 有效像素1200万 |
螺旋桨(实心)质量 | 12g/支 |
(1)无人机从地面飞到21米的高空中下降到地面最少需要多少时间?
(2)无人机螺旋桨材料一般采用木、塑料或碳纤维,他用量筒测得一支螺旋桨的体积为10cm3,请你通过计算判断该螺旋桨的材料是什么?
(3)高端无人机的螺旋桨采用碳纤维包裹木的方式,既减少质量,又增加强度。现在用这种方法制作了与上一支样质量为9.9g的实心螺旋桨,若外层包裹的碳纤维体积为2.5cm3,则碳纤维的质量是多大?内层木的体积又是多少?