利用回声可以测量声源到障碍物的距离。科学工作者为了探测海底某-优题课

利用回声可以测量声源到障碍物的距离。科学工作者为了探测海底某处的深度，从海面向海底垂直发射超声波，经过4秒后接到回波信号。已知声音在海水中的传播速度为1530m/s，请回答下列问题：
（1）人耳能听到超声波吗？为什么？
（2）海洋的深度是多少？
（3）运用声波的反射，能否测量地球和月球之间的距离？为什么？
（4）请你再列举二个超声波在生产实际中的应用。

科目物理题型计算题难度未知

知识点：声音的传播条件回声测距离的应用人耳感知声音的过程及听到声音的条件声与能量

用如图所示的装置将浸没在水中、质量为 $0.85 kg$ 的物体以 $0.1 m / s$ 的速度匀速提升 $0.2 m$ ，弹簧测力计的示数为 $3 N$ ，不计绳子和滑轮的重及摩擦，假设物体始终未露出水面。（已知 $ρ_{水} = 1.0 \times 10^{3} kg / m^{3}$ ， $g$ 取 $10 N / kg)$ 求：

（1）物体受到的浮力；

（2）物体的密度；

（3）拉力的功率。

可燃冰是一种新型能源，它是水和天然气在高压低温情况下形成的类冰状结晶物质，主要成分是甲烷，其开采是世界难题，据中央电视台2017年5月18日报道，我国可燃冰已试采成功，技术处于世界领先，用燃气锅炉烧水时，把质量为 $500 kg$ ，初温为 $20^{°} C$ 的水加热到 $100^{°} C$ ，共燃烧了 $12 m^{3}$ 天然气，已知水的比热容 $c_{水} = 4.2 \times 10^{3} J / (kg \cdot^{\circ} C})$ ，天然气热值 $q = 4.2 \times 10^{7} J / m^{3}$ ，可燃冰的热值为同体积天然气的160倍，求：

（1）水吸收的热量；

（2）燃气锅炉烧水时的效率；

（3）若换用可燃冰，应使用多少 $m^{3}$ 可燃冰。

如图所示，闭合开关 $S$ 后，滑动变阻器的滑片置于最左端时电流表的示数 $I_{1} = 0.5 A$ ，电压表示数 $U_{1} = 6 V$ ；滑动变阻器的滑片置于最右端时电流表的示数 $I_{2} = 0.25 A$ ，若电源电压不变，求：

（1）待测电阻 $R_{x}$ 的阻值；

（2）滑动变阻器的滑片置于最右端时电压表的示数 $U_{2}$ ；

（3）滑动变阻器的滑片置于最右端时，待测电阻 $R_{x}$ 消耗的电功率 $P_{2}$ 。

目前，世界上能够制造潜水深度6000米潜水器的国家仅有中国、美国、日本、法国和俄罗斯，我国研制的“蛟龙号”潜水器曾经载人深潜7062米，创造了世界同类作业型潜水器最大下潜深度记录，取 $ρ_{海水} = 1.0 \times 10^{3} kg / m^{3}$ ，求：

（1）在 $7000 m$ 的深度，潜水器受到的海水压强为多少，合多少个标准大气压；

（2）若“蛟龙号”上有一个 $50 c m^{2}$ 的观察窗，在 $7000 m$ 深度时观察窗受到的海水压力为多大；

（3）若“蛟龙号”从 $7000 m$ 深度上浮至水面用时6小时56分40秒，它上浮的平均速度。

某品牌轿车的质量为 $M$ （含驾乘人员），车的钢质外壳密度为 $ρ_{1}$ 、质量为 $m$ ，发动机的效率为 $η_{1}$ ．若该车在平直道路上匀速行驶受到地面的摩擦力为车总重的 $k$ 倍 $(k < 1$ ，为常数），受到的空气阻力为 $f$ ，忽略其他摩擦阻力。经过技术革新，厂家将车外壳换成了等体积，密度为 $ρ_{2}$ 的新材料 $(ρ_{2} < ρ_{1})$ ，并对车子的流线型进行了优化，使车子受到的空气阻力降低了 $2 %$ ，还将车子的发动机效率提高到了 $η_{2}$ ．改进后汽车以相同的速度匀速行驶，求改进后汽车的耗油量 $m_{2}$ 与改进前的耗油量 $m_{1}$ 的比。（设改进前后汽车行驶的路况、路程、驾乘人员相同。不带单位计算）

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