Question

10．潛艇作戰(zhàn)時需要長時間在水下潛航，它不能浮出水面使用雷達觀察，而只能依靠聲吶進行探測，聲吶能夠向水中發(fā)射聲波，聲波參水中傳播時，如果遇到潛艇、水雷、魚群等目標，就會被反射回來，被聲吶接收后根據(jù)聲信號往返時間可以確定目標的距離，如果目標是靜止的，反射回來的信號音調(diào)不會變化；如果目標是運動的，反射回來的信號音調(diào)就會有所變化，它的變化規(guī)律是：如果音調(diào)變高，說明目標正向聲吶靠攏；如果音調(diào)變低，說明目標遠離聲吶．
（1）如果停在海水中的潛艇A發(fā)出的聲波信號在20s內(nèi)接收到經(jīng)B潛艇反射回來的信號，且信號音調(diào)不變，潛艇B與潛艇A的距離是多少？（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(xù)監(jiān)控潛艇B，突然接到潛艇B反射回來的聲波音調(diào)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(jīng)5min后潛艇B與潛艇A的距離是多少？

Answer 1

分析 （1）先算出超聲波從潛艇A傳到潛艇B的時間，再根據(jù)速度公式求兩者的距離；
（2）首先算出1分鐘內(nèi)潛艇B通過的距離，根據(jù)聲波頻率的變化分析出潛艇AB之間的距離變化，從而計算出二者之間的距離．

解答 解：
（1）超聲波從潛艇A傳到潛艇B的時間：
t=$\frac{1}{2}$×20s=10s，
由v=$\frac{s}{t}$得潛艇B與潛艇A的距離：
s₁=vt=1500m/s×10s=15000m；
（2）5分鐘后，潛艇B行駛的路程s_B=v_Bt=10m/s×300s=3000m
因為聲波頻率變低，所以潛艇B是遠離聲吶，
現(xiàn)在兩艘潛艇之間的距離s₂=s₁+s_B=15000m+3000m=18000m．
答：（1）潛艇B與潛艇A的距離是15000m；
（2）經(jīng)5min后潛艇B與潛艇A的距離是18000m．

點評 本題綜合性很強，考查學生對聲音知識的綜合運用能力．在計算距離時，注意回聲測距需要計算單程的長度，這一點容易失誤．