Question

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

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10kHz-30kHz之间，由于这种声波的频率较高，可以形成较强指向性．声波在水中传播时，如果遇到潜艇、水雷、鱼群等目标，就会被反射回来，反射回来的声波被声呐接收，根据声信号往返时间可以确定目标的距离．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）在月球上能否用声呐技术来测量物体间的距离？为什么？（2）如果停在海水中的潜艇A发出的声波信号在10s内接收到经B潜艇反射回来的信号，且信号频率不变，则潜艇B与潜艇A的距离s1是多少（设声波在海水中传播速度为1500m/s）（3）停在海水中的潜艇A继续监控潜艇B，突然接到潜艇B反射回来的声波频率是变低的，且测出潜艇B的速度是20m/s，方向始终在潜艇A、B的连线上，经一分钟后潜艇B与潜艇A的距离s2为多少．

Answer 1

（1）在月球上不能用声呐技术来测量物体间的距离，因为月球上是真空，而声音不能在真空中传播．
（2）超声波从潜艇A传到潜艇B的时间：
t=

1

2

×10s=5s，
∵v=

s

t

∴潜艇B与潜艇A的距离：
s=vt=1500m/s×5s=7500m；
（3）1分钟后，潜艇B行驶的路程s_B=v_Bt=20m/s×60s=1200m
因为声波频率变低，所以潜艇B是远离声呐，
现在两艘潜艇之间的距离s₂=s₁+s_B=7500m+1200m=8700m．
答：（1）不能，因为月球上是真空，而声音不能在真空中传播；
（2）潜艇B与潜艇A的距离s₁是7500m；
（3）经一分钟后潜艇B与潜艇A的距离s₂为8700m．