Question

16．利用回聲可以測量聲源到障礙物的距離．科學工作者為了探測海底某處的深度，從海面向海底垂直發(fā)射超聲波，經(jīng)過4秒后接到回波信號．已知聲音在海水中的傳播速度為每秒傳播1530米，請回答下列問題：
（1）人耳能聽到超聲波嗎？為什么？
（2）海洋的深度是多少？
（3）運用聲波的反射，能否測量地球和月球之間的距離？為什么？
（4）若探測船在海上航行時，船上一氣象學家將一只氣球湊近耳朵聽了聽，馬上向大家緊急報告：“海上風暴即將來臨”．就在當天夜里，海上發(fā)生了強烈的風暴，試分析氣象學家判斷風暴的物理依據(jù)是什么？

Answer 1

分析 （1）人耳的聽覺范圍在20～20000Hz之間，能否聽到超聲波，根據(jù)超聲波的頻率是否在人的聽覺范圍以內判斷．
（2）聲音在海水中的速度和從發(fā)射到接受的時間已知，利用S=vt可以得到海水的深度．
（3）聲音的傳播需要介質，真空不能傳聲．
（4）次聲是指低于20Hz的聲音，它的波長很長，人耳無法聽到次聲；風暴來臨前一般會產(chǎn)生次聲波，次聲波引起氣球內空氣振動，人耳能聽到球內氣體振動發(fā)出的聲音，從而推測出風暴是否來臨．

解答 解：
（1）超聲波指頻率在20000Hz以上的聲音，因為超出了人的聽覺上限，所以人耳不能聽到超聲波．
（2）聲音到達海底的時間為t=$\frac{1}{2}$×4s=2s
海水的深度為S=vt=1530m/s×2s=3060m
（3）超聲波的傳播需要介質，因為地球到月亮之間是真空，所以超聲波不能傳播．
（4）風暴來臨前一般會產(chǎn)生次聲波，次聲波引起氣球內空氣振動，人耳不能聽到球內氣體振動發(fā)出的聲音，可以將氫氣球在臉上貼一下，感覺到氣流的振動，從而推測出風暴是否來臨．
答：
（1）不能聽到，因為超聲波的頻率超過了人的聽覺上限；
（2）海水的深度為3060m；
（3）不能用超聲波測量地月距離，因為超聲波不能在真空中傳播；
（4）利用風暴來臨時，會產(chǎn)生次聲波．

點評 此題第二小題屬于易錯題，出錯的原因是誤把4s當成聲音從海面到海底的時間．