Question

【題目】閱讀下面的短文：

潛艇的“耳目”﹣﹣﹣﹣﹣﹣聲吶

潛艇最大的特點是它的隱蔽性，作戰時需要長時間在水下潛航，這就決定它不能浮出水面使用雷達觀察，而只能依靠聲吶進行探測，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水下目標進行探測、定位和通信的電子設備，是水聲學中應用廣泛的一種重要裝置．聲吶能夠向水中發射聲波，聲波的頻率大約為10kHz﹣30kHz之間，由于這種聲波的頻率較高，可以形成較好的指向性．聲波在水中傳播時，如果遇到潛艇、水雷、魚群等目標，就會被反射回來，反射回來的聲波被聲吶接收，根據聲信號的往返時間可以確定目標的距離．

聲吶發出聲波碰到的目標如果是運動的，反射回來的聲波（下稱“回聲”）的音調就會有所變化，它的變化規律是：如果回聲的音調變高，說明目標正向聲吶靠攏；如果回聲的音調變低，說明目標遠離聲吶．

請回答以下問題：

（1）人耳能夠聽到聲吶發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A發出的聲波信號在8s內接收到經B潛艇反射回來的信號，且信號頻率不變，潛艇B與潛艇A的距離s1是_____m．（設聲波在海水中傳播速度為1500m/s）

②停在海水中的潛艇A繼續監控潛艇B，突然接到潛艇B反射回來的聲波頻率是變低的，且測出潛艇B的速度是10m/s，方向始終在潛艇A、B的連線上，經1分鐘后潛艇B與潛艇A的距離s2為_____m．

（3）在月球上能否用聲吶技術來測量物體間的距離？_____

Answer 1

【答案】 10 20 6000 6600 不能

【解析】（1）人耳只能聽到20Hz到20000Hz之間的聲音，聲吶發出的聲波頻率大多在10kHz～30kHz之間；因此人耳聽到的聲吶發出的聲波頻率為：10kHz～20kHz；

（2）①聲波在水中傳播的總距離為：s=vt=1500m/s×8s=12000m由于聲波是反射回來的信號，所以兩艘潛艇之間的距離s1 =s/2=12000m/2=6000m

②1分鐘后，潛艇B行駛的路程sB =vB t=10m/s×60s=600m

因為聲波頻率變低，所以潛艇B是遠離聲吶，現在兩艘潛艇之間的距離s2 =s1 +sB =6000m+600m=6600m；

（3）地球和月球之間是真空，因為真空不能傳聲，所以用聲吶技術無法測量地球和月球之間的距離。