Question

5．已知空气中的声速为340m/s，海水中的声速为1500m/s，光速为3×10⁸m/s回答下列问题：
（1）人在峡谷呼喊之后，会听到回声，如果从呼喊到听到回声用了3s，则反射声音的峭壁距呼喊者0.51km．回声到达人耳的时间比原声晚0.1s，人才能听到自己的回声，则人若要听到自己的回声，人距障碍物至少要17m．
（2）运用声纳系统可以探测海洋的深度，在与海平面垂直的方向上，利用声纳向海底发射超声波，如果经3s接收到来自大海海底的回波信号，则该处的海洋深度为2.25km．但是超声波声纳却不能用于太空测距，比如无法用声纳来测量地月之间的距离，这是因为真空不能传播声音．
（3）太阳发出的光需要经过约8min才能到达地球，请你计算一下太阳到地球大约距离1.44×10¹¹m．
（4）在人和山之间有一条铁路穿过，当一列火车行到人与山之间时拉响了汽笛．人看见拉汽笛冒出的白烟1s后听到汽笛声，忽略光传播的时间，又经过1.2s听到从汽笛的回声，求人与山之间的距离．

Answer 1

分析 （1）人发出的声音经峭壁反射后再传到人耳（回声），知道整个过程用的时间，可以求出声音从峭壁传到人耳的时间，再利用速度公式求峭壁离喊话的人的距离；
（2）已知声速为340m/s，当测得声音从发出到反射回来的时间间隔，根据速度公式变形s=vt就可求出人离障碍物至少的距离；先算出声波从海面传到海底的时间，再根据速度公式v=$\frac{s}{t}$就可求出海底的深度；由声音传播的条件就可解答此题；
（3）已知光速与光的传播时间，由速度公式的变形公式可以求出太阳到地球的距离；
（4）由于光的速度远大于声音的传播速度，所以由“人看见火车冒出烟1s后听到汽笛声”，可得到声音从鸣笛处传播到人耳处共用时1s；“又经过1.2s后听到山反回来的声音”，说明了声音从鸣笛处传到山再返回人耳处共用时（1+1.2）s；声音走过的这两段距离之和，正好是2倍的人到山崖的距离，通过列方程不难得解．

解答 解：
（1）声音从峭壁传到人耳的时间：
t=$\frac{1}{2}$×3s=1.5s，
声音在空气中的传播速度v=340m/s，
因为v=$\frac{s}{t}$，所以峭壁离喊话的人的距离：
s=vt=340m/s×1.5s=510m=0.51km．
（2）时间间隔为t=$\frac{0.1s}{2}$=0.05s，人离障碍物至少的距离：s=vt=340m/s×0.05s=17m；
根据题意由于经过4s后收到回波，那么声波从海面传到海底的时间为t=$\frac{1}{2}$×3s=1.5s，
那么海底的深度为s=vt=1500m/s×1.5s=2250m=2.25km，
由于声音的传播需要介质，所以声音不能在真空中传播；
（3）因为v=$\frac{s}{t}$，
所以太阳与地球间的距离：
s=ct=3×10⁸m/s×480s=1.44×10¹¹m；
故太阳到地球之间的距离大约是1.44×10¹¹m；
（4）如图，鸣笛处→人，声音传播用时1s；鸣笛处→山崖→人，声音传播用时（1+1.2）s=2.2s；

设人到山崖的距离为S，则：
2S=340m/s×1s+340m/s×（1+1.2）s
得出S=544m．
故答案为544m．
故答案为：（1）0.51；17；（2）2.25；真空不能传播声音；（3）1.44×10¹¹；（4）人与山之间的距离为544m．

点评 本题考查了学生对速度公式、回声测距的了解与掌握，为了好理解，可以画图说明．