Question

3．1912年，英国大商船“泰坦尼克”号在自己的第一次航行中，发生了与冰山相撞沉没的悲剧，这次海难时间引起了全世界的关注，为了寻找沉船，美国科学家设计并制造出第一台测量水下目标的回声探测仪，于1914年成功地发现了3km以外的冰山．第一次世界大战时，德国潜水艇击沉了协约国大量战舰、船只，几乎中断了横跨大西洋的海上运输线．当时潜水艇潜在水下，看不见，摸不着，横行无敌．法国著名物理学家朗之万等人研究并制造了第一部主动式声呐，使得德军潜艇无处藏身，遭受了灭顶之灾．
（1）利用声呐测量海底的深度，必须知道的一个物理量是速度，必须测量的一个物理量是时间，海底距离的表达式l=$\frac{1}{2}$vt．
（2）科学工作者为了探测海底某处的深度，向海底垂直发射超声波，经过4s收到回波信号，海洋中该处的深度是多少米？（声音在海水中传播速度是1500m/s）
（3）这种方法不能用来测量月亮与地球之间的距离，其原因是什么？

Answer 1

分析 （1）回声是指声音发射出去后，被障碍物反射回来的现象，可以用来计算声源到障碍物的距离．
（2）知道超声波从海面到海底再返回海面的时间，可以求出超声波从海面到海底用的时间，又知道声速，利用速度公式求海底的深度．
（3）声音的传播需要介质，真空不能传声．

解答 解：
（1）根据路程公式s=vt知，利用声呐定海深需要知道声音在水的传播速度v和所用的时间t，海底距离的表达式l=$\frac{1}{2}$vt；
（2）超声波从海面到海底用的时间：
t=$\frac{1}{2}$×4s=2s，
根据v=$\frac{s}{t}$可知，
海洋中该处的深度：s=vt=1500m/s×2s=3000m．
（3）地球与月球之间有真空，超声波也属于声音，而真空不能传声．
故答案为：（1）速度；时间；$\frac{1}{2}$vt；（2）海洋中该处的深度是3000m；（3）真空不能传声．

点评 本题考查了回声测距的原理以及对声音传播需要介质的运用，注意海的深度是声音通过路程的一半．