13. 科学家为了探测海底某处的深度，向海底竖直发射超声波，经过4 s后收到回波信号。声音在海水中的传播速度是1 500 m/s。
（1）海洋中该处深度是多少？
（2）科学家发现这种方法不能用来测量月球与地球的距离，其原因是什么？该用何种方法测量呢？
（3）月光到达地球需要1.2 s，月球与地球之间的距离有多远？

13. 解（1）超声波从海面到海底的时间
$t_1=\frac{1}{2}×4\ \mathrm{s}=2\ \mathrm{s}$，
根据$v=\frac{s}{t}$可得，海洋中该处深度
$s=vt_1=1\ 500\ \mathrm{m/s}×2\ \mathrm{s}=3\ 000\ \mathrm{m}$。
（2）太空中没有空气，声音不能在真空中传播，故超声波不能到达月球，更不能利用声波的反射测出月球到地球的距离。可以用激光测距。
（3）根据$v=\frac{s}{t}$可得，月球与地球之间的距离
$s_2=ct_2=3×10^8\ \mathrm{m/s}×1.2\ \mathrm{s}=3.6×10^8\ \mathrm{m}$。

【分析】
本题分三小问，解题思路如下：（1）利用超声波测海底深度时，超声波往返总时间为4s，需先算出单程时间，再结合速度公式计算深度；（2）声音传播需要介质，真空无法传声，地月间是真空，故超声波不能用，需用可在真空中传播的光测距；（3）已知光的传播速度和单程时间，直接用速度公式计算地月距离。
【解析】
（1）超声波从海面到海底的单程时间：$t_1=\frac{1}{2}×4\ \mathrm{s}=2\ \mathrm{s}$，根据速度公式$v=\frac{s}{t}$，可得海洋中该处深度：$s=vt_1=1500\ \mathrm{m/s}×2\ \mathrm{s}=3000\ \mathrm{m}$；
（2）声音的传播需要介质，真空不能传声，月球与地球之间是真空环境，超声波无法在真空中传播，因此不能用超声波测量地月距离；光可以在真空中传播，所以可以用激光测距法测量；
（3）光在真空中的传播速度$c=3×10^8\ \mathrm{m/s}$，根据速度公式$v=\frac{s}{t}$，可得月球与地球之间的距离：$s_2=ct_2=3×10^8\ \mathrm{m/s}×1.2\ \mathrm{s}=3.6×10^8\ \mathrm{m}$。
【答案】
（1）3000 m；（2）原因是声音不能在真空中传播，可用激光测距；（3）$3.6×10^8$ m
【知识点】
声的传播条件、速度公式应用、光的传播
【点评】
本题结合超声波测距、声音传播特性及光速测距，考查基础物理知识的应用，需注意超声波测距离时的单程时间处理，以及声与光传播介质的区别，属于初中物理基础应用类题目。
【难度系数】
0.3