Question

6．潛艇的“耳目”--聲吶    潛艇最大的特點是它的隱蔽性，作戰(zhàn)時需要長時間在水下潛航，這就決定它不能浮出水面使用雷達(dá)觀察，而只能依靠聲吶進(jìn)行探測，所以聲吶在潛艇上的重要性更為突出，被稱為潛艇的“耳目”．聲吶是利用水中聲波對水下目標(biāo)進(jìn)行探測、定位和通信的電子設(shè)備，是水聲學(xué)中應(yīng)用廣泛的一種重要裝置．聲吶能夠向水中發(fā)射聲波，聲波的頻率大多在10kHz～30kHz之間，由于這種聲波的頻率較高，可以形成較強的指向性．聲波在水中傳播時，如果遇到潛艇、水雷、魚群等目標(biāo)，就會被反射回來，反射回來的聲波被聲吶接收，根據(jù)聲信號往返時間可以確定目標(biāo)的距離．
    聲吶發(fā)出聲波碰到的目標(biāo)如果是運動的，反射回來的聲波（下稱“回聲”）的音調(diào)就會有所變化，它的變化規(guī)律是：如果回聲的音調(diào)變高，說明目標(biāo)正向聲吶靠攏；如果回聲的音調(diào)變低，說明目標(biāo)遠(yuǎn)離聲吶．
請回答以下問題：
（1）人耳能夠聽到聲吶發(fā)出的聲波的頻率范圍是10kHz到20kHz
（2）如果停在海水中的潛艇A發(fā)出的聲波信號在10s內(nèi)接收到經(jīng)潛艇B反射回來的信號，且信號頻率不變，潛艇B與潛艇A的距離S₁是7500m聲波在海水中傳播速度為1500m/s）
（3）在月球上能否用聲吶技術(shù)來測量物體間的距離？為什么？

Answer 1

分析 （1）超聲是指高于20000Hz的聲音，次聲是指低于20Hz的聲音．人耳無法聽到超聲和次聲．
（2）先算出超聲波從潛艇A傳到潛艇B的時間，再根據(jù)速度公式求兩者的距離；
（3）真空不能傳聲，所以無法使用聲吶．

解答 解：（1）人耳只能聽到20Hz到20000Hz之間的聲音，聲吶發(fā)出的聲波頻率大多在10kHz～30kHz之間；
因此人耳聽到的聲吶發(fā)出的聲波頻率為10000Hz～20000Hz，即10kHz～20kHz
（2）超聲波從潛艇A傳到潛艇B的時間：
t=$\frac{1}{2}$×10s=5s，
由v=$\frac{s}{t}$可得，潛艇B與潛艇A的距離：
s=vt=1500m/s×5s=7500m；
（3）不能；地球和月球之間是真空，因為真空不能傳聲，所以用聲吶技術(shù)無法測量地球和月球之間的距離．
故答案為：（1）10k；20k；（2）7500 m；（3）不能，因為真空不能傳播聲音．

點評 本題綜合性很強，考查學(xué)生對聲音知識的綜合運用能力．在計算距離時，注意回聲測距需要計算單程的長度，這一點容易失誤．