1. 我国自主研制的“奋斗者”号载人潜水器在马里亚纳海沟成功完成了万米级海试。潜水器配备了国际先进水平的声学系统,声学系统由母船部分和潜水器本体部分组成,为“奋斗者”号实现了水声通信、精细探测和定位导航。

水声通信是“奋斗者”号与母船之间唯一的沟通方式。由于可见光和电磁波在海水中传播时衰减很快,也无法通过一根连接母船的线缆来进行通信。所以科学家为“奋斗者”号量身定制了一套数字水声通信系统,如图所示,它将语言和文字等信息编码调制后,通过换能器进行发射和接收,实现数据交互,把所有的关键数据准确高效地与母船进行沟通。

   

精细探测为“奋斗者”号在水下航行和作业提供了安全保障。尽管马里亚纳海沟两侧都是非常陡峭的海山,但是“奋斗者”号安装有前视成像声呐设备,可对前方海山的距离和轮廓进行实时探测,帮助它精准避开障碍物。

定位导航使“奋斗者”号水下作业精准高效。由于水下没有卫星定位,必须使用声学定位。下潜之前,科学家通过设备的标定实验,使声学系统可以输出精确的速度等关键数据,再将定位与多普勒测速仪、惯性导航设备组合后进行导航,就能实现万米海底“大海捞针”,“奋斗者”号仅半小时就收回了之前在海底布放的一些目标物。

(1)由于可见光和电磁波在海水中传播时衰减很快,因此是“奋斗者”号与母船之间沟通的唯一方式;

(2)前视成像声呐设备能发出(选填“超声波”或“次声波”),让潜水器在漆黑的万米深海中精准避障。这说明声音能传递(选填“信息”或“能量”);

(3)请写出“奋斗者”号声学系统的一个优点:

【考点】
超声波与次声波;
【答案】

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3. 阅读材料,回答下列问题:

次声波

次声波的特点是来源广、传播远、能够绕过障碍物传得很远。次声的声波频率很低,一般均在20Hz以下,波长却很长,传播距离也很远。它比一般的声波、光波和无线电波都要传得远。例如,频率低于1Hz的次声波,可以传到几千以至上万千米以外的地方。次声波具有不仅可以穿透大气、海水、土壤,而且还能穿透坚固的钢筋水泥构成的建筑物,甚至连坦克、军舰、潜艇和飞机都不在话下。次声波在空气中传播速度为340m/s,由于次声波频率很低。大气对其吸收甚小,当次声波传播几千千米时,其吸收还不到万分之几,所以它传播的距离较远,能传到几千米至十几万千米以外。1883年8月,南苏门答腊岛和爪哇岛之间的克拉卡托火山爆发,产生的次声波绕地球三圈,全长十多万公里,历时108小时。1961年,苏联在北极圈内新地岛进行核试验激起的

次声波绕地球转了5圈。7000Hz的声波用一张纸即可阻挡,而7Hz的次声波可以穿透十几米厚的钢筋混凝土。许多灾害性现象如火山喷发在发生前可能会辐射出次声波,因此有可能利用这些前兆现象预测灾害事件。地震或核爆炸所产生的次声波可将岸上的房屋摧毁。

次声波如果和周围物体发生共振,能放出相当大的能量,如4~8Hz的次声波能在人的腹腔里产生共振,可使心脏出现强烈共振和肺壁受损,也可以用以摧毁特定目标。

(1)以下不属于次声波的特点的是

A.传播远                         B.能够绕过障碍物        C.频率高                         D.穿透力强

(2)次声波频率范围一般在,频率越的次声波穿透力越强;

(3)在海洋中,次声波比超声波能够传播的更(选填“远”或“近”);

(4)苏门答腊火山爆发产生的次声波绕地球三圈,时间约为100h,则这次次声波传播的路程约为km(设此时声速为340m/s);

(5)Hz的次声能在人的腹腔里产生共振,可使心脏出现强烈共振和肺壁受损。

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