Question

【题目】历史上第一次测定水中的声速是1827年在瑞士和法国边境的日内瓦湖上进行的。如图两位测量者分别坐在两只船上，两船相距14km，在一只船上系上一口钟并将钟沉入水下，当敲响钟时，船上的火药同时发光，在另一只船上系上一个听音器并沉入水下，这只船上的测量者在看到火药发光10s后，从听音器听到水下传来的钟声。求：

（1）此次测量出的水中的声速?（忽略实验误差）

（2）若声音在海水中的传播速度为该实验测量所得，利用回声定位原理从海面竖直向海底发射声波，到接收回声所用时间为4s，那么该处海洋的深度为多少m?

（3）无法利用声波来探测月球与地球之间的距离，原因是什么? 可用什么物质代替声波来实现月球与地球距离的探测?

Answer 1

【答案】（1）1400m/s（2）2800m（3）真空不能传声，可以用电磁波探测月球与地球距离

【解析】

（1）钟声和光同时产生，光速传播速度非常快，光传播需要的时间可以忽略，故声音在水中的传播速度为：

；

（2）声音在海水中的传播速度为l400m/s，来回的时间是4s，单程所用时间为2s，由得，该处海洋的深度为：

s’=vt’=1400m/s×2s=2800m，

（3）声波的传播需要介质，不能在真空中传播，所以无法利用声波来探测月球与地球之间的距离；电磁波可以在真空中传播，故可以利用电磁波代替声波来实现月球与地球距离的探测。

答：（1）此次测量出的水中的声速为1400m/s；

（2）该处海洋的深度为2800m；

（3）真空不能传声，可以用电磁波探测月球与地球距离。