Question

11．超聲波及其應用
人類的聽覺范圍很有限，而很多動物的聽覺范圍很廣．大象能夠聽到次聲波，而蝙蝠接收的是超聲波．
超聲波具有許多奇異特性：空化效應--超聲波能在水中產生氣泡，氣泡爆破時釋放出高能量，產生強沖擊力的微小水柱，它不斷沖擊物件的表面，使物件表面及縫隙申的污垢迅速剝落，從而達到凈化物件表面的目的．傳播特性--它的波長短，在均勻介質中能夠定向直線傳播，根據這一特性可以進行超聲探傷、測厚、測距、醫學診斷等．
（1）人耳聽覺的頻率范圍是20Hz-20000Hz．
（2）超聲波能夠清洗物件是因為聲波具有能量．由于具有方向性好、穿透能力強、易于獲得較集中的聲能特點，超聲波能夠探傷、測距等．
（3）宇航員在月球上不能利用超聲波測定兩山之間的距離，是由于真空不能傳聲．
（4）若聲音在海水中的傳播速度為l 500m/s，利用回聲定位原理從海面豎直向海底發射超聲波，到接收回聲所用時間為4.8s，那么該處海洋的深度為多少米？

Answer 1

分析 （1）人耳的聽覺頻率范圍通常在20Hz～20000Hz 之間； 頻率高于20000Hz的聲波叫超聲波，頻率低于20Hz的聲波叫次聲波；
（2）超聲波是聲波具有能量；
（3）超聲波是聲波，由于月球上沒有空氣，且真空中不能傳聲；
（4）根據v=$\frac{s}{t}$解答，t是接收到時間的一半．

解答 解：
（1）人耳的聽覺頻率范圍通常在20Hz～20000Hz 之間； 頻率高于20000Hz的聲波叫超聲波，頻率低于20Hz的聲波叫次聲波；因此超聲波的范圍是頻率高于20000Hz的聲波；
（2）超聲波是聲波具有能量；如利用超聲波擊碎人體內的結石；穿透能力強、易獲得較集中聲能等特點，能夠探傷、測距等．
（3）由于月球上沒有空氣，且真空中不能傳聲，故宇航員在月球上不能利用超聲波測定兩山之間的距離；
（4）聲音在海水中的傳播速度為1500m/s，來回的時間是4.8s，所以此時聲音走的總路程是：s=vt=1500m/s×4.8s=7200m
故海洋的深度為h=$\frac{S}{2}=\frac{7200m}{2}=3600m$．
故答案為：（1）20Hz-20000Hz；（2）能量；方向性好、穿透能力強、易于獲得較集中的聲能；（3）真空不能傳聲；（4）3600．

點評 決此題要結合超聲波和次聲波的定義去分析解答，知道人耳能夠聽到的聲音頻率范圍；聲音在傳播過程中遇到障礙物要發生反射，形成回聲現象．根據這一事實，我們可以根據s=vt測量高大障礙物的遠近、海底的深度、遠處冰山的距離等．