Question

16．利用回声可以测量声源到障碍物的距离．科学工作者为了探测海底某处的深度，从海面向海底垂直发射超声波，经过4秒后接到回波信号．已知声音在海水中的传播速度为每秒传播1530米，请回答下列问题：
（1）人耳能听到超声波吗？为什么？
（2）海洋的深度是多少？
（3）运用声波的反射，能否测量地球和月球之间的距离？为什么？
（4）若探测船在海上航行时，船上一气象学家将一只气球凑近耳朵听了听，马上向大家紧急报告：“海上风暴即将来临”．就在当天夜里，海上发生了强烈的风暴，试分析气象学家判断风暴的物理依据是什么？

Answer 1

分析 （1）人耳的听觉范围在20～20000Hz之间，能否听到超声波，根据超声波的频率是否在人的听觉范围以内判断．
（2）声音在海水中的速度和从发射到接受的时间已知，利用S=vt可以得到海水的深度．
（3）声音的传播需要介质，真空不能传声．
（4）次声是指低于20Hz的声音，它的波长很长，人耳无法听到次声；风暴来临前一般会产生次声波，次声波引起气球内空气振动，人耳能听到球内气体振动发出的声音，从而推测出风暴是否来临．

解答 解：
（1）超声波指频率在20000Hz以上的声音，因为超出了人的听觉上限，所以人耳不能听到超声波．
（2）声音到达海底的时间为t=$\frac{1}{2}$×4s=2s
海水的深度为S=vt=1530m/s×2s=3060m
（3）超声波的传播需要介质，因为地球到月亮之间是真空，所以超声波不能传播．
（4）风暴来临前一般会产生次声波，次声波引起气球内空气振动，人耳不能听到球内气体振动发出的声音，可以将氢气球在脸上贴一下，感觉到气流的振动，从而推测出风暴是否来临．
答：
（1）不能听到，因为超声波的频率超过了人的听觉上限；
（2）海水的深度为3060m；
（3）不能用超声波测量地月距离，因为超声波不能在真空中传播；
（4）利用风暴来临时，会产生次声波．

点评 此题第二小题属于易错题，出错的原因是误把4s当成声音从海面到海底的时间．