题目内容

【题目】阅读下面的短文,回答问题。

超声波及声呐应用

人能够听到声音的频率范围有限。低于20Hz的声波叫次声波,高于20000Hz的声波叫超声波。

超声波具有许多奇异特性:空化效应——超声波能在水中产生气泡,气泡爆破时释放出高能量,产生强冲击力的微小水柱。它不断冲击物件的表面,使物体表面及缝隙中的污垢迅速剥落,从而达到净化物件表面的目的。传播特性——它的波长短,在均匀介质中能够定向直线传播,根据这一特性可以进行超声探伤、测厚、测距、医学诊断等。

声呐系统是超声波应用的一种,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。

(1)人耳能听到的频率范围是___________。

(2)超声波能够清洗物件是因为声波具有________。

(3)宇航员在月球上不能利用超声波测定两山之间的距离,是由于___________。

(4)假设开始停在海水中的潜艇A发出的声波信号,在10s内接收到经B潜艇反射回来的信号,且此时信号频率不变,此时潜艇B与潜艇A的距离为_____m(声波在海水中传播速度为1500m/s,且传播速度不变)。接下来停在海水中的潜艇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低的,说明此时潜艇B在向潜艇A______(选填“靠拢”或“远离”),且测出潜艇B的速度是20m/s,方向始终在潜艇A、B的连线上,请问声波频率变低1分钟后,潜艇B与潜艇A的距离为________m。

【答案】20Hz-20000Hz 能量 真空不能传声 7500 远离 8700

【解析】

(1)[1]由材料可知,人耳只能听到20Hz到20000Hz之间的声音,人耳能听到的频率范围是20Hz-20000Hz;

(2)[2]由于超声波具有能量,所以超声波能够清洗物件;

(3)[3]宇航员在月球上不能利用超声波测定两山之间的距离,是由于月球上是真空,真空不能传声;

(4)[4]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,所以两艘潜艇之间的距离

s1==7500m;

[5]由材料可知,如果回声的音调变低,说明目标远离声呐,潜艇A接到潜艇B反射回来的声波频率是变低的,说明此时潜艇B远离潜艇A;

[6]1分钟后,潜艇B行驶的路程

sB=vBt=20m/s×60s=1200m,

潜艇B与潜艇A之间的距离

s2=s1+sB=7500m+1200m=8700m。

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(4)在实际实验中,测出的h2总小于h1,导致这一现象的主要原因是 .

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