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雪花落水也有声
生活中的很多现象都是有科学道理的,但是却缺少发现它们的眼睛。一般的常识告诉我们,雪花落水静悄悄,毫无声响、不过,雪花落水真的发生声波,在3月份一期的《自然》杂志上,几个科学家联名发表文章,宣布了他们的上述结论。
首先要说明的是,雪花落水发出的声波频率在50000Hz到2×105Hz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、然而,请不要想当然,这些声音不是雪花与水面撞击发出的,而是……
冷战时期,当时美国海军要监视苏联潜水艇的活动,他们发现,在下雨的时候,水下声呐工作效果不好,常有噪声干扰,甚至干脆无法监听。
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是个奇才、普罗斯佩勒提断定,这些声音不是雨滴撞击水面发出,而是含在雨滴中的气泡振动发出的、克拉姆有一个设备:一个每秒可拍摄1000张照片的高速水下摄影机、利用这台摄影机,他们确实在下雨时发现水中产生气泡,这些气泡还在不断地收缩、膨胀、振动、普罗斯佩勒提的理论基础和数学能力也很高,他通过计算得出,下雨时哪些噪声的频率和衰减情况确实与气泡的振动状况协调一致,从而证实他们的理论完全正确、他还发现,大气泡振动产生低频声波,小气泡振动产生高频声波、普罗斯佩勒提通过理论分析指出,气泡是要将自己的体积与水的密度相适应,才不断收缩和膨胀的。
事情还没有结束,人们告诉他们,渔民常抱怨,在下雪时他们的声呐也常常侦听不到鱼群、一开始,他们也不信,因为雪花中含有90%以上的水,空气不多、但是,他们不是简单否认,而是要用实验来验证、在一个风雪的夜晚,他们在一个汽车旅馆的游泳池找到了证据,雪花落水时也产生气泡,同样,这些气泡也振动,从而发出声波、其实,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,都不是(或主要不是)来自石块及岩石与水的碰撞,而是由于气泡、你看,大自然是何等奇妙,而从事科研的人们在发现真理的时候又是多么幸福。
(1)雪花落水发出的声波属于 (选填“超声波”、“次声波”)。
(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.猫 C.狗 D.大象
(3)雪花落水发出的声音对人来讲不是噪音,站在鲸鱼的角度看 (是/不是)噪声。
(4)科学家们发现,不论是雪花落水,还是雨滴落水,都会引起气泡的 ,这个声音能被鲸鱼听到,说明 能传播声音。
(5)在探究雨滴落水产生声音的过程中,科学家们进行了下列的过程,请你把它们按正确的顺序排列起来 (填序号即可)。
A.归纳分析 B.进行实验 C.提出假设 D.得出结论
小文在做电路探究实验时遇到一个问题,实验室给定的电压表和电流表很旧,电压表的标志“V”、电流表的标志“A”均看不清.为了知道两只电表的种类,小文设计了如下实验:
将两只电表分别与灯泡串联和并联连入电路中,如图甲所示,当闭合开关S时,发现与电表A串联在一起的小灯泡没有亮,但电表指针有偏转;如图乙所示,闭合开关,与电表B并联的小灯泡没有亮,发现电表的指针偏转很大.
(1)在实验操作过程中,应及时将_________(填“甲”或“乙”)电路中的开关断开.
(2)可以断定电表A是_________表,电表B是___________表.
(3)此实验还说明________表对电路中电流的阻碍大,______表对电路中电流的阻碍小(填电压 或 电流)
阅读下面的短文
潜艇的“耳目”――――声呐
潜艇最大的特点是它的隐蔽性,作战时需要长时间在水下潜航,这就决定它不能浮出水面使用雷达观察,而只能依靠声呐进行探测,所以声呐在潜艇上的重要性更为突出,被称为潜艇的“耳目”。
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。
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_________kHz到_________kHz。
(2)①如果停在海水中的潜艇A发出的声波信号在10s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s1是__________________ m。(设声波在海水中传播速度为1500m/s)
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20m/s,方向始终在潜艇A、B的连线上,经一分钟后潜艇B与潜艇A的距离s2为_________________ m。(3)在月球上能否用声呐技术来测量物体间的距离?为什么?
如图所示,是某学生从室外取回来的一块冰在加热过程中温度随时间变化的图象,从图中可知:
(1)这块冰的初温是_____℃,熔点是___℃;
(2)加热____min后,冰开始熔化;
(3)加热3 min时,物质的状态是____;
(4)熔化过程需要_____min;
我国湘潭电机厂研制的直驱型风力发电机组处于国际领先地位。
(1)风能作为一种清洁的能源(选填“可再生”或“不可再生”)其蕴量巨大,比地球上可开发利用的水能大10倍。直驱型风力发电机是将风的能转化成的装置。
(2)我国仅陆地上一天的风能就有大约1.8×1016J,这相当于多少吨热值为3×107J/kg的煤完全燃烧所放出的热量?
如图所示,正在使用的弹簧测力计指针指在某一位置。这个弹簧测力计的量程是N,分度值是N。图中所示,手的拉力是N。