Question

【题目】阅读下面的短文，回答问题。

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。

声呐能够向水中发射声波，声波的频率大多在10kHz～30kHz之间，由于这种声波的频率较高，可以形成较指向性。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，说明目标远离声呐，这种现象叫做多普调高效应Doppler effect。

（1）人耳能够听到 声呐发出的声波的频率范围是_____Hz到_____Hz。

（2）在月球上不能用 声呐技术来测量物体间的距离，因为_____。

（3）如果停在海水中的潜艇A发出的声波信号在10s后接收到经潜艇B反射回来的信号，且信号频率不变，则潜艇B与潜艇A的距离是_____km，（设声波在海水中传播速度为1500m/s。）

（4）停在海水中的潜艇A继续监控潜艇B，突然接到潜艇B反射回来的声波频率是变高的，则潜艇B是____（选填“远离”或“靠近”）潜艇A，现测出潜艇B的速度是10m/s且大小不变，方向始终在潜艇A、B的连线上，经过两分钟后潜艇B与潜艇A的距离为_____m。

Answer 1

【答案】10000 20000 真空中不能传声 7.5 靠近 6300

【解析】

（1）超声波是指高于20000Hz的声音，次声波是指低于20Hz的声音，人耳无法听到超声和次声，1kHz=1000Hz；（2）真空不能传声，所以无法使用声呐；（3）根据回声测量距离的原理，结合速度公式，来进行计算。

(1) 人耳只能听到20Hz到20000Hz之间的声音，声呐发出的声波频率大多在10kHz30kHz之间；因此人耳听到的声呐发出的声波频率为：10kHz20kHz即10000Hz；

(2)月球之上没有空气，是真空，因为真空不能传声，所以不能用声呐技术来测量物体间的距离；

(3) 声波在水中传播的总距离为：s=vt=1500m/s×10s=15000m由于声波是反射回来的信号，所以潜艇B与潜艇A的距离是s1=s2=15000m=7500m；

(4)由题意可知如果反射回来的声波频率是变高的，即音调变高，说明目标正向声呐靠近；潜艇B两分钟行驶的距离：潜艇B与潜艇A的距离为：7500m1200m=6300m.