Question

1．潜艇的“耳目”--声呐
潜艇作战时需要长时间在水下潜航，这就决定它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，说明目标正向潜艇靠拢；如果回声的音调变低，说明目标远离．
请回答以下问题：
（1）人耳能够听到声呐发射的声波的频率范围是0.02kHz到20kHz．
（2）如果停在海水中的潜艇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，且信号频率不变，潜艇B与潜艇A的距离是7500m．（设声波在海水中传播速度为1500m/s）
（3）由上述材料可以分析，当火车鸣着笛驶向我们时，我们听到的笛声的音调会变高（选填“变高”或“变低”）．
（4）在月球上不能（选填“能”或“不能”）用声呐技术来测量物体间的距离，理由是：真空不能传声．
（5）小亮在关注大海中的潜艇时还发现海水不容易结冰，为了探究这个问题，小亮同学用纯水、淡盐水、浓盐水制得质量均为lkg的纯冰、淡盐冰、浓盐冰，在相同加热条件下测量三者的温度变化，并得到图二的三条温度变化曲线（纯冰对应曲线①、淡盐冰对应曲线②、浓盐冰对应曲线③）
a、由②号图象可知，淡盐冰在10min时开始熔化（填物态变化的名称），此过程需要吸热（选填“吸热”或“放热”）．
b、分析三条曲线我们可知下雪天在路面撒盐是为了降低（选填“升高”或“降低”）水的凝固点．

Answer 1

分析 （1）超声是指高于20000Hz的声音，次声是指低于20Hz的声音．人耳无法听到超声和次声．1kHz=1000Hz
（2）根据回声测量距离的原理，结合速度公式，来进行计算．
（3）据“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，说明目标正向潜艇靠拢；如果回声的音调变低，说明目标远离”分析即可．
（4）据真空不能传声分析即可；
（5）a、晶体在熔化过程中吸热当温度不升高，故据此分析即可判断；
b、分析图象中三种物质的熔化温度的不同即可判断．

解答 解：（1）人耳只能听到20Hz到20000Hz之间的声音，人耳朵听到的声波频率大多在0.02kHz～20kHz之间；
（2）因为v=$\frac{s}{t}$，
所以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=$\frac{s}{2}$=$\frac{15000m}{2}$=7500m．
（3）根据“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，说明目标正向潜艇靠拢；如果回声的音调变低，说明目标远离”可知，当火车鸣着笛驶向我们时，我们听到的笛声的音调会变大；
（4）由于月球上是真空，所以在月球上不能用声呐技术来测量物体间的距离；
（5）a、由②号图象可知，淡盐冰在10min时开始温度不变，故从该时刻开始熔化，该过程是吸热的；
b、分析三条曲线我们可知，浓盐冰对应曲线③熔点最低，故其对应的凝固点最低，所以下雪天在路面撒盐是为了降低水的凝固点．
故答案为：（1）0.02；20；（2）7500m；（3）变高；（4）不能；真空不能传声；（5）熔化；吸热；降低．

点评 本题综合性很强，考查学生对声音知识的综合运用能力．在计算距离时，注意回声测距需要计算单程的长度，这一点容易失误．