Question

18．潜艇的“耳目”--声呐
潜艇最大的特点是它的隐蔽性，作战时需要长时间在水下潜航，这就决定它不能浮出水面使用雷达观察，而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”． 声呐是利用水中声波对水下目标进行探测、定位和通信的电子设备，是水声学中应用广泛的一种重要装置．
声呐能够向水中发射声波，声波的频率大多在10kHz-30kHz（千赫兹）之间，由于这种声波的频率较高，可以形成较强指向性．
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．
请回答以下问题：
（1）人耳能够听到声呐发出的声波的频率范围是10kHz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．（声波在海水中传播速度为1 500m/s）．

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；
（2）先算出超声波从潜艇A传到潜艇B的时间，再根据速度公式求两者的距离．

解答 解：（1）人耳只能听到20Hz到20000Hz之间的声音，声呐发出的声波频率大多在10kHz～30kHz之间；因此人耳听到的声呐发出的声波频率为10kHz～20kHz．
（2）超声波从潜艇A传到潜艇B的时间：
t=$\frac{1}{2}$×10s=5s，
因为v=$\frac{s}{t}$，所以潜艇B与潜艇A的距离：
s=vt=1500m/s×5s=7500m．
故答案为：（1）10；20；（2）7500m．

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．