Question

休魚期結(jié)束后的第一天，張華同學(xué)隨爸爸一起乘捕撈船出海．航行30min進(jìn)入作業(yè)區(qū)，聲吶回波顯示前方發(fā)現(xiàn)魚群，發(fā)射超聲波到接收回波的時(shí)間為4s．2min后再次發(fā)射超聲波到接收到回波的時(shí)間變?yōu)?s，如圖所示，超聲波通過海水的傳播速度約為1500m/s．
（1）捕撈船應(yīng)用聲吶作為探測(cè)器，利用了超聲波的什么特點(diǎn)？
（2）發(fā)現(xiàn)魚群時(shí)，魚群距離捕撈船多少km？
（3）魚群相對(duì)漁船運(yùn)動(dòng)的速度是多少m/s（建立模型：捕撈船是靜止的，魚群是運(yùn)動(dòng)的）？

Answer 1

分析：（1）超聲波的優(yōu)點(diǎn)：方向性好，穿透能力強(qiáng)，易于獲得較集中的聲能；
（2）知道超聲波從海面到海底再返回海面的時(shí)間，可以求出超聲波從海面到海底用的時(shí)間，又知道聲速，利用速度公式求海洋中該處的深度．
（3）首先求出2min后魚群距離捕撈船的距離，然后可求得魚群運(yùn)動(dòng)的距離，求出超聲波兩次發(fā)射間魚群運(yùn)動(dòng)時(shí)間，然后求得魚群相對(duì)漁船運(yùn)動(dòng)的速度．

解答：解：
（1）利用超聲波具有方向性好和在水中傳播距離遠(yuǎn)的特點(diǎn)制成聲吶．
（2）超聲波從海面到海底用的時(shí)間：
t=

1

2

×4s=2s，
∵v=

s

t

，
∴海洋中該處的深度：
h=vt=1500m/s×2s=3000m．
（3）∵v=

s

t

，
∴2min后魚群距離捕撈船
s'=

vt′

2

=

1500m/s×3s

2

=2250m；
魚群運(yùn)動(dòng)的距離：s_魚=s-s'=3000m-2250m=750m，
超聲波兩次發(fā)射間魚群運(yùn)動(dòng)時(shí)間：t_魚=60×2=120s
則魚群相對(duì)漁船運(yùn)動(dòng)的速度是v_魚=

s魚

t魚

=

750m

120s

=6.25m/s．
故答案為：（1）方向性好，在水中傳播距離遠(yuǎn)；
（2）發(fā)現(xiàn)魚群時(shí)，魚群距離捕撈船3km；
（3）魚群相對(duì)漁船運(yùn)動(dòng)的速度是6.25m/s．

點(diǎn)評(píng)：本題考查了學(xué)生對(duì)速度公式的掌握和運(yùn)用，求出超聲波單趟（從海面到海底）用的時(shí)間是本題的關(guān)鍵．