1.  阅读下面的短文,并回答问题。

潜艇的“耳目”一声呐

声呐是利用水中声波对水下目标进行探测、定位和通信的电子设备,是水声学中应用广泛的一种重要装置。

声呐能够向水中发射声波,声波的频率大多在10~30 kHz,声呐发出声波碰到的目标如果是运动的,反射回来的声波(下称“回声”)的音调就会有所变化,它的变化规律是:如果回声的音调变高,说明目标正向声呐靠拢;如果回声的音调变低,说明目标远离声呐。

(1) 人耳能够听到声呐发出的声波的频率范围是 
(2) 在月球上不能用声呐技术来测量物体间的距离,这是因为
(3) 如图所示是一艘静止军舰上的声呐装置的显示器所显示出声波信号发出与接收的情况,图中P1、P2是声呐发出的信号,n1、n2分别是P1、P2被不明物体反射回来的信号。从图中可知,显示器接到不明物体反射回来的音调是(填“变低”“变高”或“不变”)的。

(4) 如果P1、P2之间的时间间隔△t=1. 0 s,声波在海水中的传播速度v= 1500 m/s。求:

①信号P1遇到不明物体时,该物体到军舰的距离。

②不明物体运动的速度。

【考点】
声音传播的条件; 超声波与次声波; 速度公式及其应用;
【答案】

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3. 声音在各种介质中的传播速度都很快,所以声速的测量体现了科学家们超凡的智慧。
(1) 历史上第一个测出空气中的声速的人是英国人德罕姆。1708年的一个晚上,德罕姆站在一座教堂的顶端,注视着远处正在发射的炮弹,先后不同的炮弹都落在距离教堂19.32公里的同一个山顶上。他在看到炮弹爆炸所发出闪光后计时,听见炮弹爆炸声后停止计时,通过计算就可以得到声速;并且通过测量多次,(填减小误差的方法),作为最后的结果。
(2) 历史上第一次测量水中的声速是在1827年,由瑞士物理学家科拉顿和他的助手在日内瓦湖上进行的。两位测量者分乘在两只船上,先测出两船的距离。然后其中一只船在水下放一个钟,当钟敲响时,船上的火药同时发光。另一只船上则在水里放一个听音器,他看到火药发光后开始计时,听到了水下钟声停止计时,测量的时间为9.6s。实验结束后,科拉顿通过计算,得出了水中声速为1435m/s的结论。如图所示,请问科拉顿此次实验时两船的距离为多少?(计算时忽略船的长度对距离的影响)
(3) 历史上第一次测得声音在金属中的速度是在法国巴黎进行的。当时人们拿来一根长为931米的铸铁造的管子,在管的一端敲击一下,在管的另一端就会听到两次响声。两次响声间隔2.5秒。人们为什么可以听到两次响声?
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