题文

声音在海水中的传播速度是1530m/s，为了开辟新航道，某科学探测船装有回声探测仪器，探测水下有无暗礁，有一探测船发出的声音信号0.6s被探测仪器接收． （1）探测船发出的声音为了有更好的回收效果，最好用什么声波？为什么？ （2）通过计算说明海底障碍物到探测船舱底的距离是多少？ （3）探测船在海上航行时，轮船上的一位气象学家将一只氢气球凑近耳朵听了听，马上向大家发出紧急报告：“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学依据是什么？

题型：问答题  难度：中档

答案

（1）利用超声波方向性好的特点制成的，用声呐可以探测海底沉船、鱼群，测海底深度等； （2）因为发出信号遇到暗礁0.6s后接收到返回的波， 所以超声波从船所在的位置到暗礁的时间为：t= 1 2 ×0.6s=0.3s， 暗礁到船的距离：s=vt=1530m/s×0.3s=459m； 答：暗礁到船的距离是459m． （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．

据专家权威分析，试题“声音在海水中的传播速度是1530m/s，为了开辟新航道，某科学探测船..”主要考查你对  超声波和次声波的定义，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：

超声波和次声波的定义回声及回声测距离的应用

考点名称：超声波和次声波的定义

• 超声波和次声波：
  

  知识点	频率范围	特点	利用与危害
  超声波	高于200000Hz	定向性好，穿透能力强	利用：①超声探伤、测厚、测距、医学诊断和成像：②超声处理，如进行加工、清洗、焊接、乳化、粉碎、脱气、医疗、种子处理等
  次声波	低于 20Hz	传播过程中衰减少，波长较长，能绕过障碍物；传播距离大，强大的次声波破坏性大	利用：预报俞风、地震和检测核爆炸危害：对建筑物有很大破坏性，能震裂建筑物甚至使建筑物摆动，对人体有危害，当人处在 2～10Hz次声波环境中时，会产生失明、恶心、神经错乱等症状

• 示波器和波形图：
       借助示波器，人们可以更加准确地找出不同声音的区别。如图所示，先用麦克风接收声音，将声音信号转变为电信号输入到示波器中，通过示波器的处理就能在示波器的荧光屏上显示出与声波相对应的图形，即波形图。
  
     
       在波形图中，波峰(波谷)出现的个数的多少，表示声源振动频率的高低；振幅的大小，对应着声源振动幅度的大小。波形的具体形状反映了声源发声的特色。
     
       从物理角度看，乐音是声源有规则振动产生的，其波形图也有规则；噪声是由声源没有规则的振动产生的，其波形图杂乱无章，没有规则。
  补充：把声音显示出来。声音信号通过话筒，可以转换成电信号，再通过一种叫示波器的仪器，在显示屏上显示出来(如图)。
  
  
  

考点名称：回声及回声测距离的应用

• 定义：
  声音在传播过程中遇到障碍物要发生反射，人们把声音遇到障碍物反射回来的声音叫回声
  
  

• 区别回声与原声：
  

  回声的概念	回声是由于声音被高墙、山崖反射而产生的，对着远处的高墙、山崖呼喊能够听到回声
  区分回声与原声的条件	若回声到达人耳比原声晚0．1s以上，人耳就能把回声和原声区分开来。在空气中，讲话人与反射物间距离必须在17m以上，否则，回声与原声混在一起，使原声加强

• 人耳辨别出回声的条件：
  人耳辨别出回声的条件：也就是人耳区分两次声音的条件是：反射回来的声音到达人耳比原声晚0.1秒以上，否则原声和回声混合在一起使原声加强，这就是在屋里说话为什么比在旷野里说话听起来响的原因。
  
  回声测距离的例题剖析：
  例：汽车沿平直公路匀速使向一座高山，汽车的速度为10m/s,声速为340m/s，行进途中按一次喇叭，2s后司机听到回声，求司机按喇叭处距山脚距离是多少
  剖析：发出声听到回声这段时间走的路程为s₁=v₁t，而汽车在这段时间走的路程为s₂=v₂t，
  鸣笛处到山脚距离s=（s₁+s₂）=（v₁t+v₂t）=(10m/s+340m/s)×2s=350m，
  所以答案为：350m。

• 回声定位：
    蝙蝠在飞行时会发出超声波，这些超声波碰到墙壁或昆虫时会反射回来，根据回声传来的方位和时间，蝙蝠可以确定目标的位置和距离。蝙蝠采用的这种方法叫做回声定位(如图所示)。
  
  
  回声的应用：
  利用回声可以测量距离，如：海底的深度、河宽以及回声定位