Question

15．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是1530m/s，请回答下列问题：
（1）此处海洋的深度是多少m？
（2）运用声波的反射，能否测量地球和月球之间的距离？为什么？
（3）若探测船在海上航行时，船上一气象学家将一只氢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，一只氢气球怎么能预报海上的风暴呢？试分析气象学家判断风暴的物理依据是什么．

Answer 1

分析 （1）知道超声波从海面到海底障碍物再返回海面的时间，可以求出超声波从海面到海底海底障碍物用的时间，又知道声音在海水中传播的速度，利用速度公式S=vt即可求海底障碍物到探测船的距离．
（2）声音的传播需要介质，真空不能传声．
（3）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）发出信号遇到海底障碍物4s后接收到返回的波，
声波从船所在的位置到障碍物的时间为：
t=$\frac{1}{2}$×4s=2s；
由v=$\frac{s}{t}$可得，障碍物到船的距离：
s=vt=1530m/s×2s=3060m；
（2）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．不能用超声波测量地月距离；
（3）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）此处海洋的深度是3060m．
（2）月球周围没有空气，声波不能在真空中传播，故声波不能到达月球，更不能利用声波的反射测出地球到月球的距离．
（3）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．

点评 本题考查了学生对超声波及其应用、次声波及其危害的了解与掌握，平时学习时多了解、多积累，提高分析这方面问题的能力．