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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发出声波信号,在10 s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______________。 (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 20 m/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_______ 。
(3)在月球上能否用声呐技术来测量物体间的距离?为什么?
如图甲所示,薄壁圆柱形容器放在水平台上,容器的底面积 ,质量均匀的圆柱体物块上表面中央用足够长的细绳系住,悬挂于容器中。以恒定速度向容器中缓慢注水(每分钟注入 ,直至注满容器为止,细绳的拉力大小与注水时间的关系图像如图乙所示。 ,常数 ,物块不吸水,忽略细绳体积、液体扰动等其它次要因素。
(1)求注水前圆柱体物块的下表面到容器底部的距离 ;
(2)当细绳的拉力为 时,求水对物块下表面的压强;
(3)若改为以恒定速度向容器中缓慢注入另一种液体(每分钟注入 , ,直至 时停止。求容器底部所受液体压强 与注液时间 分钟 的函数关系式。
在医院住院部,病人需要护理时,闭合床头开关,就能及时通知值班室里的护士。这个呼叫电路应该怎么设计呢?实验小组进行了模拟设计。
(1)设计呼叫电路时,下列因素中,不需要考虑的是
A. |
护士工作很忙,要用多种信号提醒 |
B. |
能够确定呼叫发出的位置 |
C. |
呼叫信号强弱合适 |
D. |
值班室是否有护士值班 |
(2)小李同学以一个病房只有一张病床为例,设计了如图1所示的电路。该电路能不能达到呼叫目的?答: 。
(3)当一个病房有三张病床时,小杨同学设计的电路如图2所示,小张同学设计的电路如图3所示。对比这两个电路,图3电路的优点是
(4)关于图3所示呼叫电路的器材选择,下列说法中,不合理的是 。
A. |
电源能长时间稳定供电 |
B. |
指示灯选用 的节能灯 |
C. |
电铃额定功率不宜太大 |
D. |
病房开关必须安全且使用方便 |
(5)进一步讨论发现,图3所示的呼叫电路还不够完善,应该继续改进。
暑假期间,小明和家人自驾去秦始皇兵马俑博物馆参观。
(1)全家人上车后,汽车对水平地面的压强比空载时 。
(2)若该车在某段水平路面上匀速行驶 ,牵引力做功 ,此过程中牵引力的功率是多大?
(3)到达目的地,他们将车停放在露天停车场后进入博物馆参观。参观完毕准备返回时,打开车门发现车内温度特别高,无法立刻进入。回家后小明想探究太阳暴晒对车内空气温度的影响,他回想起曾经看过的一档科普电视节目做过的实验,实验测得太阳暴晒下, 车内温度就能达到 。通过回看该节目,他获取了一组有关太阳辐射和小汽车的数据:夏天正午时,某城市地表上每秒每平方米获得的太阳辐射能量约 ,其中能使物体吸热升温的主要是红外辐射,其能量约占太阳辐射能量的一半,小汽车的有效吸热面积约为 ,车内空气体积约为 ,车内空气吸热效率约为 。
①小明根据节目所给数据,计算出了理论上一定时间内车内空气升高的温度,并通过查阅资料了解到车内空气升温受车辆散热、空气流通等诸多因素影响,综合分析得出节目实测结果是可信的。请你写出理论上 车内空气升高温度的计算过程 , ,结果保留一位小数 。
②若汽车不可避免地在太阳暴晒下停放较长时间,请你写出一条缓解车内气温快速上升的措施: 。
某型号煎烤机有上下两个加热盘,由两个开关控制其工作状态。 为下盘电热丝, 为上盘电热丝,两电热丝阻值相等,煎烤机的最大额定功率为 。如图为煎烤机的内部简化电路图(不考虑温度对电热丝阻值的影响)。
(1)按照安全用电的要求,将 、 两点接入家庭电路,完成连线。
(2)煎烤机正常工作时电路中的最大电流是多少?以最大额定功率工作时, 消耗多少电能?
(3)电热丝 的阻值是多大?
电给我们的生活带来了极大的便利,但不正确用电也会带来很大的危害。所以,一定要学会安全用电,让电更好地为我们服务。如图所示的家庭电路中,如果同时使用的用电器总功率过大,可能会引发火灾。请你用所学过的电学知识来解释原因。