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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10000Hz~30000Hz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。

请回答以下问题： （1）人耳能够听到声呐发出的声波的频率范围是                   Hz到                    Hz。 （2）如果停在海水中的潜艇A发出的声波信号在10s内接收到经B潜艇反射回来的信号，且信号频率不变，潜艇B与潜艇A的距离s1是                     。（设声波在海水中传播速度为1500m/s） （3）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低的，且测出潜艇B的速度是20m/s，方向始终在潜艇A、B的连线上，经一分钟后潜艇B与潜艇A的距离s2为                       。 （4）在月球上                   （填“能”或“不能”）用声呐技术来测量物体间的距离？原因是：                                                                。

题型：探究题  难度：中档

答案

（1）10000，20000 （2）7500m （3）8700m （4）不能；因为月球表面是真空的，而真空不能传声

据专家权威分析，试题“阅读下面的短文潜艇的“耳目”――――声呐潜艇最大的特点是它的隐蔽性..”主要考查你对  动物的发声和听觉的频率范围，声音的传播，回声及回声测距离的应用  等考点的理解。关于这些考点的“档案”如下：

动物的发声和听觉的频率范围声音的传播回声及回声测距离的应用

考点名称：动物的发声和听觉的频率范围

• 人能感受的声音频率范围：
  人能感受的声音频率有一定的范围。大多数人能够听到的频率范围从20Hz到20000Hz。
  把高于20000Hz的声音叫做超声波，因为它们已超过人类听觉的上限；
  把低于20Hz的声音叫做次声波，因为它们已低于人类听觉的下限。
  动物的听觉范围通常和人不同。一些动物对高频声波反应灵敏，有些动物对低频声波有很好的反应
  
  一些动物的发声和听觉的频率范围：
  

考点名称：声音的传播

•  介质
  能够传播声音的物质叫做声的介质。任何固体、液体和气体都是声音传播的介质。真空不能传声。
  
  声音的传播
  

  传播条件		声音的传播需要介质，真空不能传声
  介质状态	固体	隔墙有耳
  	液体	说话声吓跑游鱼
  	气体	人与人相互交谈

  
  

• 声波水波类比
  

  	水波(铅笔轻点水面)	声波(击鼓)
  振动源	铅笔	鼓面
  传播介质	水	空气
  现象	形成一圈一圈的波动向外传播	形成疏密相间的波动向外传播

• 理想化实验法研究声的传播：
    理想化实验法就是在观察实验的基础上，忽略次要因素，进行合理的推理，得出结论，达到认识事物本质的目的。在物理学中，我们会经常遇到一些由于受到各种外界因素的影响，不可能直接通过实验进行验证或探究的物理规律。应用这种科学方法探究和认识物理规律时往往分两步：
  (1)根据实验目的尽量创造条件．设计并操作实验，为探究或验证某一物理规律取得可靠的实验事实；
  
  (2)在获取可靠实验事实的基础上，通过假想在理想状态下进行实验，并通过科学的推理得出实验结果(或结论)。如在“研究声音的传播”实验中，实验现象是：随着罩内空气的不断抽出，听到的铃声越来越弱。但最后还是能听到声音，主要原因是实验设备总是很难将玻璃罩内抽成真空状态，以及周围的固体还能传声。这时推理就显得很重要了，它能够突破实验条件的限制，抓住主要因素，忽略次要因素，得出结论。
  例 关于下面所示四幅图片的说法中，正确的是 (  )
  
  A．图片a所示的实验表明，真空不能传声
  B．图片b所示的实验表明，频率越高，音调越低
  C．图片c所示的实验表明，噪声可以在入耳处减弱
  D．图片d中的蝙蝠利用发出的电磁波导航
  解析 在用抽气机逐渐抽出玻璃罩里面空气的过程中，可以发现里面闹钟发出的声音越来越小，如果玻璃罩里面的空气被抽光，我们就无法听到声音，这说明声音的传播需要空气，进一步研究说明声音的传播需要介质。而B是用转换法表明声音是由振动产生的。C项实验表明音调与物体的振动频率有关。D项中蝙蝠利用回声定位，故A正确。