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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,这就决定了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10~30kHz之间,由于这种声波的频率较高,有较好的指向性,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,根据声信号的往返时间就可以确定目标的距离。声呐发出的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近;如果回声的音调变低,说明目标正在远离声呐。
(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在发出声波信号后10s接收到经潜艇B反射回来的信号,且信号频率没有改变,潜艇B与潜艇A的距离是_____________m;(设声波在海水中的传播速度为1500m/s)
②停在海水中的潜艇A继续监视潜艇B,突然接收到经潜艇B反射回来的声波频率是变低的,说明潜艇B在_________(远离/靠近)潜艇A。若测出潜艇B的速度是20m/s,方向始终在潜艇A、B的连线上,经1min后潜艇B与潜艇A的距离是_____________m;
(3)在月球上________(能/不能)用声呐技术来测量物体间的距离,原因是________________。
小明与小芳为了探究泡沫塑料和棉絮的保温性能的好坏,两人设计并做了这样的实验,他们用这两种材料分别包着装有热水的密闭烧瓶,让它们自然冷却,利用温度计和计时器定时测量两烧瓶中的水温随时间变化的情况.
(1)为保证实验的科学性,除了取大小、厚度相同的泡沫塑料和棉絮外,还应考虑影响水温变化的其他因素,即保持烧瓶相同、环境因素相同、水的初温度相同和________相同.
(2)按照计划操作,小明与小芳把实验测得的时间和温度数据记录在下表中.
时间(min) | 0 | 10 | 20 | 30 | 40 | … | 150 | 180 |
泡沫塑料组水温(℃) | 90 | 74 | 65 | 60 | 57 | … | 21 | 20 |
棉絮组水温(℃) | 90 | 70 | 55 | ? | 33 | … | 20 | 20 |
分析实验数据可知,他们实验时室内的温度是_______℃;从计时开始到40min后,泡沫塑料包的水温度降低了_______℃,而棉絮包的水温度降低了_____℃,由此你能看出,在这两种材料中,保温效果比较好的是__________.
(3)小明与小芳是采用了“在相同的时间内,比较水温降低多少”的方法来比较两种材料的保温性能的,你还可以采用“______________”的方法来比较两种材料的保温性能.
(4)已知水温下降的特点:温度较高时,水温下降得较快.
①根据这一特点,时间为30min时,棉絮组的水温可能是下列选项中的哪一个(______)
A.46℃ B.43℃ C.39℃ D.36℃
②下列图象中能表示其温度T随时间t变化关系的(_____)
学习了光学知识后,爱动脑筋的小桐和小朵想自己探究小孔成像现象.如图所示,她们给两个空罐的底部中央分别打上一个圆孔和一个方孔,再用两片半透明的塑料膜蒙在空罐的口上.分别将小孔对着烛焰和灯丝,可以看到烛焰和灯丝通过小孔所成的像.
(1)分析比较甲、乙两图,可以得出怎样的结论? ________
(2)分析比较甲、丙两图,可以得出怎样的结论? ___________
(3)通过实验,可以看到烛焰和灯丝在塑料膜上成的都是_______(填“正立”或“倒立”)的实像,说明小孔成像的原理是_____________.
在“观察水的沸腾”的实验中。
(1)某个小组的实验装置有不当之处,如图甲所示。其不当之处是_____________________;
(2)实验某时刻温度计如图乙所示,温度计的示数是_____________℃;
(3)其中有两个实验小组选用的实验装置完全相同,但水加热到沸腾用的时间不同,温度随时间变化的图像如图丙所示。分析图像可知:两个实验小组所加水的_________________相同,_____________不同,水的沸点是________℃;
(4)此外有三个实验小组的实验操作均正确,但测出水沸腾时的温度分别为97℃、93℃、102℃,有同学猜想导致这种现象的原因可能是各组的温度计刻度有偏差,请你设计一个简单的方法检验这个猜想:_________________________________________________________________。
在学习吉他演奏的过程中,小华发现琴弦发出声音的音调高低是受各种因素影响的,他对此进行了研究.经过和同学们讨论,他提出了以下猜想:
猜想一:琴弦发出声音的音调高低,可能与琴弦的横截面积有关;
猜想二:琴弦发出声音的音调高低,可能与琴弦的长短有关;
猜想三:琴弦发出声音的音调高低,可能与琴弦的材料有关.
为了验证上述猜想是否正确,他找到了下表所列9种规格的琴弦,因为音调高低取决于声源振动的频率,于是借来一个能够测量振动频率的仪器进行实验.
编号 | 材料 | 长度(cm) | 横截面积(mm2) | 编号 | 材料 | 长度(cm) | 横截面积(mm2) |
A | 铜 | 60 | 0.76 | F | 铜 | 100 | 0.76 |
B | 铜 | 60 | 0.89 | G | 钢 | 80 | 1.02 |
C | 铜 | 60 | 1.02 | H | 尼龙 | 80 | 1.02 |
D | 铜 | 80 | 0.76 | I | 尼龙 | 100 | 1.02 |
E | 铜 | 100 | 1.02 | J | 铜 |
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(1)小华选用了H、I两根琴弦,是为了研究音调的高低与________的关系;同组的小惠选用A、D、F三根琴弦来进行实验,你认为能研究音调与该因素的关系吗?________ (选填“能”或“不能”).
(2)小惠想选用三根琴弦来验证音调的高低与琴弦横截面积的关系,应选________(填写编号)的琴弦.
(3)小华认为:如果想选用三根琴弦来验证音调的高低与琴弦的材料的关系,还要添加一根铜琴弦J,请写出它的长度为________cm和横截面积________mm2.
小明将正在发声的手机悬挂在广口瓶内,用抽气筒将广口瓶中的空气抽出。
(1)抽气一段时间后,小明发现听到的手机声音没有明显变化,造成这一现象的可能原因是________;
A.手机声音的响度太大
B.手机声音的频率太高
C.未塞紧瓶塞,存在漏气
D.插入广口瓶中的导管不够长
(2)调整器件使之完好后,再次用抽气筒有效地向外抽气,随着瓶内空气逐渐稀薄,小明发现听到的手机声音的音调_____________(变高/不变/变低),响度_____________(变大/不变/变小);
(3)小明用抽气筒不停地向外抽气,经过较长的时间后,小明将___________________(不能听到/还能听到微弱的)手机声音,由此现象_____________(可以/不可以)直接得出真空不能传声的结论。