Question

10．人們利用超聲波的方向性好，在水中傳播距離遠(yuǎn)等特點(diǎn)制成聲吶裝置安裝在探測船上，利用它發(fā)出的超聲波碰到水下物體反射所形成的回聲，可以發(fā)現(xiàn)魚群、潛艇等水下目標(biāo)．
（1）科技人員為了探測海底的深度，向海底垂直發(fā)射超聲波，經(jīng)過3s收到回聲信號，已知聲音在海水中的傳播速度是1500m/s，那么該處海洋深度是多少？
（2）既然利用聲吶裝置能探測海底的深度，那么能否利用它測量月球與地球之間的距離呢？談?wù)勀愕目捶ǎ?br />（3）探測船上的一位氣象學(xué)家將一只氫氣球貼于臉頰，感到了劇烈的震蕩，但氣球震動的頻率不到20Hz，于是他馬上向大家發(fā)出緊急報告：“海上風(fēng)暴即將來臨”．就在當(dāng)天夜里，海上發(fā)生了強(qiáng)烈的風(fēng)暴．一只氫氣球怎么能預(yù)報海上的風(fēng)暴呢？試分析氣象學(xué)家判斷風(fēng)暴的物理學(xué)依據(jù)．

Answer 1

分析 （1）知道超聲波從海面到海底再返回海面的時間，可以求出超聲波從海面到海底用的時間，又知道聲速，利用速度公式求海水的深度．
（2）超聲波屬于聲波，聲波的傳播需要介質(zhì)，不能在真空中傳播，而月球表面是沒有空氣的；電磁波可以在真空中傳播．
（3）遠(yuǎn)處發(fā)生風(fēng)暴產(chǎn)生次聲波，次聲波傳播速度比風(fēng)浪速度快得多，并引起氣球的振動，從而使接近氫氣球的人感受到強(qiáng)烈震動，并以此判斷風(fēng)暴．

解答 解：（1）超聲波從海面到海底用的時間：
t=$\frac{1}{2}$×3s=1.5s；
由v=$\frac{s}{t}$可得，
該處海水的深度：
h=vt=1500m/s×1.5s=2250m；
（2）月球周圍沒有空氣，聲波不能在真空中傳播，故超聲波不能到達(dá)月球，更不能利用聲波的反射測出地球到月球的距離；
（3）風(fēng)暴來臨前一般會產(chǎn)生次聲波，次聲波引起氣球內(nèi)空氣振動，人耳不能聽到球內(nèi)氣體振動發(fā)出的聲音，可以將氫氣球在臉頰上貼一下，感覺到氣流的振動，從而推測出風(fēng)暴是否來臨．
答：（1）該處海洋深度是2250m；
（2）不能否利用它測量月球與地球之間的距離；因?yàn)樵虑蛑車鷽]有空氣，聲波不能在真空中傳播．
（3）風(fēng)暴來臨前一般會產(chǎn)生次聲波，次聲波引起氣球內(nèi)空氣振動，人耳不能聽到球內(nèi)氣體振動發(fā)出的聲音，可以氫氣球在臉頰上貼一下，感覺到氣流的振動，從而推測出風(fēng)暴是否來臨．

點(diǎn)評 本題考查了學(xué)生對超聲波及其應(yīng)用、次聲波及其危害的了解與掌握，平時學(xué)習(xí)時多了解、多積累，提高分析這方面問題的能力．