Question

電影《泰坦尼克號》描述的是1912年一艘名叫“泰坦尼克號”的大游輪，因為跟冰山相撞而沉沒的悲劇，為了避免悲劇的重演，科學(xué)家發(fā)明了一種利用聲音傳播規(guī)律制成的探測裝置，把這種探測裝置安裝在船上，利用它能較早地發(fā)現(xiàn)冰山或暗礁的存在．
（1）你能說出這種裝置的名稱嗎？它發(fā)出的聲音為了有更好的回收效果，最好用什么聲波？為什么？
（2）如圖，如果這種裝置發(fā)出信號遇到暗礁5S后接收到返回的波，則暗礁到船的距離是多少？（設(shè)這種波在海水中的傳播速度為1500m/s）
（3）若探測船在海上航行時，輪船上的一位氣象學(xué)家將一只氫氣球湊近耳朵聽了聽，馬上向大家發(fā)出緊急報告：“海上風(fēng)暴即將來臨”．就在當天夜里，海上發(fā)生了強烈的風(fēng)暴，一只氫氣球怎么能預(yù)報海上的風(fēng)暴呢？試分析氣象學(xué)家判斷風(fēng)暴的物理學(xué)依據(jù)是什么？

Answer 1

分析：（1）根據(jù)回聲定位的原理，科學(xué)家發(fā)明了聲吶，利用聲吶系統(tǒng)，人們可以探知海洋的深度；超聲是指高于20000Hz的聲音，超聲具有單向傳播性好、穿透能力強的特點；
（2）利用回聲計算與障礙物（暗礁）的距離：先求出超聲波從船所在的位置到暗礁的時間，再利用速度公式求暗礁到船的距離；
（3）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(fēng)暴來臨前一般會產(chǎn)生次聲波，次聲波引起氣球內(nèi)空氣振動，人耳能聽到球內(nèi)氣體振動發(fā)出的聲音，從而推測出風(fēng)暴是否來臨．

解答：解：（1）這種裝置叫聲吶，是受蝙蝠利用超聲波定位的啟示，利用超聲波方向性好的特點制成的，用聲吶可以探測海底沉船、魚群，測海底深度等；
（2）∵發(fā)出信號遇到暗礁5S后接收到返回的波，
∴超聲波從船所在的位置到暗礁的時間
t=

1

2

×5s=2.5s，
暗礁到船的距離：
s=vt=1500m/s×2.5s=3750m；
答：暗礁到船的距離是3750m．
（3）風(fēng)暴來臨前一般會產(chǎn)生次聲波，次聲波引起氣球內(nèi)空氣振動，人耳能聽到球內(nèi)氣體振動發(fā)出的聲音，從而推測出風(fēng)暴是否來臨．

點評：本題考查了學(xué)生對超聲波及其應(yīng)用、次聲波及其危害的了解與掌握，平時學(xué)習(xí)時多了解、多積累，提高分析這方面問題的能力．