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。请回答以下问题:
(1)人耳能够听到声呐发出的声波的频率范围是
(2)①如果停在海水中的潜艇A发出的声波信号在6s内接收到经B潜艇反射回来的信号,且信号频率不变,潜艇B与潜艇A的距离是
②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,方向始终在潜艇A、B的连线上,经2分钟后潜艇B与潜艇A的距离为
(3)在月球上能否用声呐技术来测量物体间的距离?答:
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材料一:如果把一些同样的玻璃杯盛不同深度的水用一根细棒依次敲打杯子,可以发现声音的音调和盛水量有关。如果调节适当,可演奏简单的乐谱,由此我们不难知道古代“编钟”的道理。
材料二:声音的传播路径与气温分布有关。在温度高低不均匀时,声音是由高温向低温的地方传播,晴天的中午,地表温度高,它上层空气温度低,声音在地表附近的传播路径不是直线而是弯曲的。
材料三:声呐被称为潜艇的“耳目”,声呐能够向水中发射超声波,超声波在水中传播时,如果遇到潜艇、水雷、鱼群等目标,就会被反射回来,反射回来的超声波被声呐接收,根据声信号往返时间可以确定目标的距离。
(1)在材料一中,用相同的力量敲击水杯,就可以发出不同的音调,此时发声体是
(2)结合材料二,请解释“白天在沙漠里,两个相距不远的人彼此交流要大声,否则听不清”这一现象?
(3)一般情况下,超声波在空气中的传播速度约为
(4)若声音在海水中的传播速度为1500m/s,某潜艇的声呐从向鱼群发射超声波,到接收到回声所用时间为2s,则鱼群距潜艇的距离约为多少m?
北京时间 2015 年 12 月 29 日 0 时 4 分,我国成功将“高分 4 号”卫星发射到远离大气层 的距地面高 3.6 万千米的圆形轨道绕地球运行,如图所示是卫星的在轨照片.“高分 4 号”卫 星绕地球一周的时间为 24 小时,与地球自转周期相同,是地球的同步卫星,所以能够对地 面上的移动目标长期“凝视”,获取动态变化过程数据.该卫星的成功发射,使我国初步形成 全天候、全天时、全球覆盖的陆地、大气、海洋对地观测能力,具有重大的战略意义.
(1)发射卫星的火箭使用的液态燃料,与家用液化气相似,都是通过
(2)“高分 4 号”卫屋夜间照相时,利用的是
(3)从照片可以看到,卫星的两翼装有电池板,电池板吸收太阳光为卫星提供动力,可见 光具有
(4)以地球为参照物,该卫星是
超声波指纹识别技术
传统指纹识别TouchlD已成为智能手机的标配。随着黑科技超声波指纹识别技术SenselD的出现,屏下指纹的全面屏手机变得越来越普及。
与传统指纹识别不同,超声波指纹识别技术是通过发射超声波扫描紧贴屏幕的指纹,并根据接收到的反射超声波分析得出指纹的信息,进行比对解锁。此外,超声波扫描能够不受手指上可能存在的污物影响,例如汗水、护手霜或凝露等,从而提供一种更稳定、更精确的认证方法。
请根据短文内容,回答下列问题:
(1)超声波
(2)SenselD系统利用了仿生学原理,它模仿了下列哪个选项的生物
A.蝙蝠 B.蜘蛛 C.青蛙 D.猫
(3)SenselD系统向手指上若干个位置发射超声波,检测到被手指反射的信号时所需的时间随位置的变化情况如图1所示,由图可知这些位置指纹的大致形状,图2选项最符合的是
超声波及其应用
人能够听到声音的频率范围从20Hz到20000Hz,低于20Hz的声音叫次声波,高于20000Hz的声音叫超声波。
超声波具有许多奇异特性:空化效应——超声波能在水中产生气泡,气泡爆破时释放出高能量,产生强冲击力的微小水柱,使物件表面及缝隙中的污垢迅速剥落,从而达到净化物件表面的目的,在均匀介质中能够定向直线传播,根据这一特性可以进行超声探伤、测厚、测距、医学诊断等。
(1)超声波的频率范围是
(2)超声波能够清洗物件是因为声波能够传递
(3)在日常工作生活中,超声波还应用在哪些领域
(4)若声音在海水中的传播速度为1500m/s,利用回声定位原理从海面竖直向海底发射超声波,到接收回声所用时间为4s。则此处海水的深度为
手机如果用的时间够久的话,指纹识别模块(Home键或手机背盖处的指纹识别模块)会发生磨损,手指上有汗或手指脱皮,指纹识别也容易失效了。
利用超声波指纹识别,就不会出现上面说的哪些情况。具体来讲,超声波指纹识别属于第三代指纹识别技术,其工作原理与声呐探测海底深度类似。超声波能穿透材料,而且材料的不同,超声波被反射、吸收的情况会有变化,产生的回波自然也就不同,皮肤与空气对超声波的阻抗不同,就可以区分指纹波峰和波谷的位置,也就做出指纹的三维图象。超声波指纹识别的优点很明显:首先,手指无直接触指纹模块,也就不会出现指纹模块被磨损的情况,这也意味着超声波指纹识别模块可以隐在手机内部,手机外观也就会得到提升;其次,超声波的识别深度是可以穿过手指表皮的,手指脱皮也不用怕识别不了,如果手指有水或汗液,照样能识别;最后,在安全性上,因为超声波识别的是三维图象,像以前那样只需一张指纹平面图是无法蒙混过关的。
(1)超声波指纹识别是通过超声波获取指纹信息,以下各项应用中与此类似的是
A.超声波焊接器
B.超声波清洗器
C.医生用B超诊断病情
D.医生用超声波击碎结石
(2)已知超声波在海水中的传播速度约为1500m/s,向海底垂直发射超声波,若6s后收到回声信号,则海底深度为
(3)放大手指局部,表面是凸凹不平的。图甲是超声波指纹识别系统,手机发出超声波遇到手指上A、B、C、D、E五个位置,测得回收信号的时间分别为0.30ms、0.36ms、0.30ms、0.36ms、0.26ms,根据时间,求出手指与手机平面的距离,就可以绘出指纹的大致形状,则该处指纹的大致形状是图乙中的
(4)现在的手机都能够上网,传输原理和以下哪几种更接近?
A.声呐的原理
B.光的传播
C.倒车雷达
D.倒车影像
E.有线电话
F.纸杯土电话
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,可以形成较强的指向性。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)声呐发出的声波大多属于
(2)若声波在海水中的传播速度为v,停在海水中的潜艇A发出声波信号,经过时间t接收到由潜艇B反射回来的信号,且信号频率不变,则两艘潜艇之间的距离是
(3)停在海水中的潜艇A继续监控潜艇B,发现接到潜艇B反射回来的声波频率在变低,说明两艘潜艇之间的距离在
(4)在月球上
超声波测速
超声波是振动频率高于20000Hz的声波,它具有指向性好、反射能力强、能量集中等特点,可用于测距、测速等。
测距是测速的基础,如图甲所示,超声波测速仪向静止的汽车发射超声波信号(简称信号),同时开始计时,信号传播过程中遇到汽车会被反射,测速仪接收到返回的信号就停止计时,根据记录的时间及其与路程、速度的关系,可计算出汽车与测速仪之间的距离,图乙是信号传播过程的s—t图像,s表示信号与测速仪之间的距离,t表示信号传播的时间。
测速仪测量汽车速度的原理是:测速仪向运动的汽车先后发射两次信号,根据汽车在两次遇到信号之间所通过的路程及所用的时间,由速度公式可得出汽车的平均速度。一天早上测速仪在高架路上对小明家的轿车进行测速,向匀速驶来的轿车发射两次信号,两次发射信号的时间间隔是1.9s,第一次发射信号到接收用时0.6s,第二次发射信号到接收用时0.2s,经测速仪测定,该车超速,驾驶员爸爸受到交警部门处罚。(超声波速度取340m/s)
(1)人耳
(2)如图乙所示,若t₀=0.7s,则静止的汽车与测速仪之间的距离为
(3)小明家匀速行驶的轿车在两次遇到信号之间的速度大小为
新能源智能汽车
新能源智能汽车已进入许多家庭,随着科技发展,计算芯片、人工智能、大数据、云计算、信息通信等多个高新技术产业,已成为汽车产业发展战略方向,如图是某款新能源智能汽车,车窗采用“智能玻璃”,除了可实现调节温度和透明度(透过玻璃的光照度与入射光照度之比),可以从车内看到车外景象,而车外看不见车内景象,充分提高了行车的安全性。
(1)汽车雷达启动后发出
(2)薄膜式太阳能电板应设计成
(3)冬天行车时,汽车挡风玻璃的
(4)汽车挡风玻璃是倾斜的,目的是使车内物体通过挡风玻璃所成的像位于
(5)驾驶员从发现情况到采取制动所需要的时间叫反应时间,已知驾驶员的反应时间为0.5s。车在平直公路上匀速行驶的过程中,驾驶员突然发现前方70m处有障碍物,采取制动4.5s后,汽车行驶60m刚好停在障碍物处,则制动前该车行驶速度为
(6)驾驶员也可以采用挂空挡滑行的方式让车子停下来,经多次实验得出该车空挡滑行距离与初速度的关系见表。
实验次数 | 1 | 2 | 3 | 4 | 5 |
初速度v/(m•s﹣1) | 0 | 5 | 10 | 15 | 20 |
滑行距离s/m | 0 | 6.25 | 25 | 56.25 | 100 |
雪花落水也有声
生活常识告诉我们,雪花落水静悄悄,毫无声响,但科学家却发现雪花落水真的能发出声波。首先要说明的是,雪花落水发出的声波频率在50000Hz到之间,高于人们能听见的声波频率。但是,海里的鲸鱼就能听到雪花落水所产生的声响,并且这些声响令鲸鱼异常烦躁。
冷战时期,当时美国海军要监视苏联潜艇的活动,他们发现,水下声呐工作效果不好,常有噪声干扰,著名的约翰·霍甫金斯大学机械工程系的普罗斯佩勒提教授断定,这些声音不是雨滴撞击水面发出的,而是含在雨滴中的气泡振动发出的,下雨时水中确实产生气泡,这些气泡还在不断地收缩、膨胀、振动。经过理论分析和数学计算,下雨时产生的噪声的频率和衰减情况确实与气泡的振动情况一致,而且大气泡振动产生低频声波。
渔民也常抱怨,在下雪时他们的声呐也常常侦听不到鱼群,经过实验验证,这些气泡也振动,无论是人们打水漂时所听到的细微声响,还是瀑布的隆隆震响(或主要不是)来自石块及岩石与水的碰撞,而是由于气泡。
(1)雪花落水发出的声波属于
(2)声呐装置是利用仿生学原理制成的,它模仿的是下列哪种生物
A.蝙蝠 B.人 C.狗 D.大象
(3)雪花落水发出的声音对人来讲不是噪声,站在鲸鱼的角度看
(4)科学家发现,不论是雪花落水发声,还是雨滴落水,都会引起气泡的
(5)若声音在海水中的传播速度为1500m/s。某潜艇的声呐从向鱼群发射起声波,到接收到回声所用时间为4s,则鱼群距潜艇的距离约为