Question

電影《冰島沉船》描述的是1912年一艘名叫“泰坦尼克號”的大船，因為跟冰山相撞而沉沒的悲劇．為了避免悲劇的再次發生，科學家發明了一種利用聲音傳播規律制成的探測裝置安裝在船上，利用它能較早地發現冰山或暗礁的存在．
（1）你能說出這種裝置的名稱嗎？請簡要說明它的工作原理．
（2）如果這種裝置發出的信號遇到暗礁5s后收到返回的信號，則暗礁到船的距離至少有多遠？（聲音在海水中的速度：1500m/s）
（3）這種裝置可用來探測月球等太空的奧秘嗎？為什么？
（4）請你再列舉兩個超聲波在生產實際中的應用．

Answer 1

分析：（1）受蝙蝠利用超聲導航的啟示，人們制成了超聲雷達，又叫回聲測位儀、聲吶，用它來探測海底深度、海中暗礁等．
（2）利用回聲計算海底深度：先找到超聲波從水面傳到海底的時間，再利用公式s=vt計算海底的深度．
（3）聲波的傳播特點：真空不能傳聲．
（4）超聲波能傳遞信息，還能傳遞能量，在生產生活中有很多重要的應用．

解答：解：（1）該探測裝置名稱：回聲測位儀；原理：用它發出超聲波，然后用儀器接收障礙物反射回來聲波信號．測量出發出信號和接收信號之間時間，根據在水中的聲速可以計算出到障礙物距離．
（2）從發出超聲波到接受到返回信號所花時間是5s，則超聲波從水下目標傳到船的時間t=

1

2

×5s=2.5s．
∵v=

s

t

，超聲波在海水中的速度v=1500m/s，
∴水下目標到船的距離：
s=vt=1500m/s×2.5s=3750m．
（3）因為聲音不能在真空中傳播，而月球上沒有空氣，所以不能利用超聲波探究月球等太空中的奧秘．
（4）超聲波除了利用聲吶系統測海深外，還可以應用在B超，清洗機械，除去人體內的結石等方面．
答：（1）題中所指探測裝置的名稱是聲吶．工作原理同上．
（2）水下目標到船的距離為3750m．
（3）該裝置能不能用來探究月球等太空中的奧秘，因為月球上是真空，聲音不能在真空中傳播．
（4）B超，超聲清洗器．

點評：本題的解題關鍵有三個：①了解聲吶的用途；②知道超聲波傳到海底的時間是總時間的一半；③知道超聲波是聲波和真空不能傳聲的知識．