题目内容
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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。w W w .X k b 1.c O m
声呐能够向水中发射声波,声波的频率大多为10 kHz~30 kHz,由于这种声波的频率较高,可以形成较强的指向性。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,说明目标正向声呐靠拢;如果回声的音调变低,说明目标正远离声呐。
(1)人耳能够听到声呐发出的声波的频率范围是_____kHz到______kHz。
(2)①如果停在海水中的潜艇
发出的声波信号在10 s内接收到经潜艇
反射回来的信号,且信号频率不变,潜艇
与潜艇
的距离s1是_______(设声波在海水中传播速度为1 500 m/s)。
②停在海水中的潜艇
继续监控潜艇
,突然接到潜艇
反射回来的声波频率是变低的,且测出潜艇
的速度是20 m/s,方向始终在潜艇
、
的连线上,经
后潜艇B与潜艇
的距离s2为_________。
(3)在月球上能否用声呐技术来测量物体间的距离?为什么?
(1)10(1分) 20(1分) (2)7 500 m(1分) 8 700 m(1分) (3)不能。(1分)因为月球周围是真空,真空不能传播声音。(1分)
解析:(1)人耳只能听到频率范围为20 Hz~20 000 Hz的声音,声呐发出的声波频率大多为10 kHz~30 kHz;因此人耳听到的声呐发出的声波频率范围为
。
(2)声波在水中传播的总距离为:![]()
由于声波是反射回来的信号,所以两艘潜艇之间的距离
=
=
=7 500 m
=60 s
1
后,潜艇B行驶的路程
=
=20 m/s×60 s=1 200 m
现在两艘潜艇之间的距离
=
+
=7 500 m+1 200 m=8 700 m。
(3)月球周围是真空,因为真空不能传声,所以用声呐技术无法测量月球表面物体之间的距离。