Question

8．我國海軍在東海某區域進行相關軍事演習．在演習過程中，一架距海面170米高處的直升飛機垂直向海面發射超聲波，分別收到海面和海面下行駛的潛水艇的2次反射訊號．
（超聲波在空氣中的傳播速度v₁=340m/s；超聲波在海水中的傳播速度v₂=1500m/s；參考計算公式：v=$\frac{s}{t}$）
求：①直升飛機收到海面反射訊號的時間t₁；
②若直升飛機收到海面下行駛的潛水艇的反射訊號時間t為1.2秒，則潛水艇在海面下的深度s₂為多少．

Answer 1

分析 （1）已知直升飛機距離海面的距離和超聲波在空氣中的傳播速度，利用速度公式變形可求得直升飛機收到海面反射訊號的時間；
（2）已知直升飛機垂直向海面發射超聲波，分別收到海面和海面下行駛的潛水艇的2次反射訊號，則聲波在水中走一趟的時間為$\frac{1.2s-1s}{2}$，然后利用速度公式變形求得潛水艇在海面下的深度．

解答 解：①由v=$\frac{s}{t}$可得，
直升飛機收到海面反射訊號的時間t₁=$\frac{{s}_{1}}{{v}_{1}}$=$\frac{2×170m}{340m/s}$=1s，
②聲波在水中走一趟的時間t₂=$\frac{1.2s-1s}{2}$=0.1s，
由v=$\frac{s}{t}$可得潛水艇在海面下的深度s₂=v₂t₂=1500m/s×0.1s=150m．
答：①直升飛機收到海面反射訊號的時間t₁為1s；
②若直升飛機收到海面下行駛的潛水艇的反射訊號時間t為1.2秒，則潛水艇在海面下的深度s₂為150m．

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時間，這一點容易失誤．