Question

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潛艇的“耳目”——聲吶

潛艇最大的特點(diǎn)是它的隱蔽性，作戰(zhàn)時(shí)需要長(zhǎng)時(shí)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(cè)，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(duì)水下目標(biāo)進(jìn)行探測(cè)、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。w    W  w .X k b 1.c O m
    聲吶能夠向水中發(fā)射聲波，聲波的頻率大多為10 kHz～30 kHz，由于這種聲波的頻率較高，可以形成較強(qiáng)的指向性。聲波在水中傳播時(shí)，如果遇到潛艇、水雷、魚群等目標(biāo)，就會(huì)被反射回來(lái)，反射回來(lái)的聲波被聲吶接收，根據(jù)聲信號(hào)往返時(shí)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(yùn)動(dòng)的，反射回來(lái)的聲波（下稱“回聲”）的音調(diào)就會(huì)有所變化，它的變化規(guī)律是：如果回聲的音調(diào)變高，說(shuō)明目標(biāo)正向聲吶靠攏；如果回聲的音調(diào)變低，說(shuō)明目標(biāo)正遠(yuǎn)離聲吶。
（1）人耳能夠聽到聲吶發(fā)出的聲波的頻率范圍是_____kHz到______kHz。
（2）①如果停在海水中的潛艇發(fā)出的聲波信號(hào)在10 s內(nèi)接收到經(jīng)潛艇反射回來(lái)的信號(hào)，且信號(hào)頻率不變，潛艇與潛艇的距離s₁是_______（設(shè)聲波在海水中傳播速度為1 500 m/s）。
②停在海水中的潛艇繼續(xù)監(jiān)控潛艇，突然接到潛艇反射回來(lái)的聲波頻率是變低的，且測(cè)出潛艇的速度是20 m/s，方向始終在潛艇、的連線上，經(jīng)后潛艇B與潛艇的距離s₂為_________。
（3）在月球上能否用聲吶技術(shù)來(lái)測(cè)量物體間的距離？為什么？

Answer 1

（1）10（1分）  20（1分）  （2）7 500 m（1分）  8 700 m（1分）  （3）不能。（1分）因?yàn)樵虑蛑車�是真空，真空不能傳播聲音。�?分）
解析：（1）人耳只能聽到頻率范圍為20 Hz～20 000 Hz的聲音，聲吶發(fā)出的聲波頻率大多為10 kHz～30 kHz；因此人耳聽到的聲吶發(fā)出的聲波頻率范圍為。
（2）聲波在水中傳播的總距離為：
由于聲波是反射回來(lái)的信號(hào)，所以兩艘潛艇之間的距離＝＝＝7 500 m
＝60 s
1后，潛艇B行駛的路程＝＝20 m/s×60 s＝1 200 m
現(xiàn)在兩艘潛艇之間的距離＝＋＝7 500 m＋1 200 m＝8 700 m。
（3）月球周圍是真空，因?yàn)檎婵詹荒軅髀�，所以用聲吶技術(shù)無(wú)法測(cè)量月球表面物體之間的距離。