课时1.4 人耳听不到的声音（新教材）-【帮课堂】2024-2025学年八年级物理上册同步学与练（苏科版2024）

第一章 声现象 课时1.4 人耳听不到的声音 2024年课程标准 物理素养 1、了解人与一些动物的可听觉范围。 2、知晓什么是超声波，什么是次声波。 3、把握超声波与次声波的运用。 物理观念：认识超声波和次声波。 科学思维：了解人耳可听到的声音范围。 科学探究：通过分析声呐，理解声呐是利用回声来定位，测距的。 科学态度与责任：熟练掌握超声波和次声波在生活中的应用。 知识点一、超声波 1、把频率高于20000 Hz的声音叫做超声。 2、超声波的特点：方向性好；穿透力强；易于获得较集中的声能。 B、超声波的应用：超声波能传递信息和能量。 （1）回声定位：超声波碰到障碍物会反射回来，根据回声到来的方位和时间，可以确定目标的位置和距离。 （2）声呐：向水中发射各种形式的声信号，碰到需要定位的目标时产生反射波，接收反射波并进行信号分析；处理，除掉干扰，从而显示出目标所在的方位和距离。 （3）B超：观察母体内的胎儿。 （4）超声波去除结石。 超声波特点应用总结：探伤、测厚、测距、医学诊断和成像。 特别提醒 1、超声波的波长比可闻声波波长短得多，它基本上沿直线传播。 2、超声波的穿透能力很强，能穿透几米厚的金属。 3、超声波在液体中传播时，可使液体内部产生相当大的液压冲击。 4、超声波可以用来制造各种乳胶，颗粒极细，而且均匀。 如图所示为倒车雷达，倒车雷达是利用 　 　（选填“超声波”或“次声波”）来工作的；如果倒车雷达发出信号后，0.01s接收到回声，则障碍物距汽车为 　 m。 知识点二、次声波 1、把频率低于20Hz的声音叫做次声。自然界中的火山爆发、龙卷风、地震、风暴等都能产生次声，核爆炸，导弹发射等也能产生次声。 2、次声的特点：没有什么障碍物能阻挡它；传播过程中很难被介质吸收，能量损耗少。 3、次声的危害： （1）能使机器设备破裂、飞机解体、建筑物遭到破坏。 （2）破坏人的平衡器官的功能，会产生恶心，晕眩、旋转感等症状，严重的会造成内脏出血破裂，危及生命。 4、采取的措施：尽量防止次声的产生；尽量远离次声源。 5、次声的应用 （1）利用它的破坏性，如制成次声武器。 （2）制造次声驱蚊器，用于防止蚊虫叮咬。 特别提醒 （1）次声波又称亚声波，它是一种频率低于人的可听声波频率范围的声波；次声波的频率范围大致为10-4Hz～20Hz。 （2）次声波的传播距离较远；地震、台风、核爆炸、火箭起飞都能产生次声波。 2024年春晚，安达乐队演唱蒙古族歌曲节目时，轻拉“马头琴”的琴弓是为了改变声音的 　 　；2023年12月2日凌晨1时36分，在云南省德宏傣族景颇族自治州芒市西山乡发生了一次5.0级地震，我国地震网是通过接收到的 　 　波来测定地震震级的，从而提前做好疏散预防。 问题一：超声波 【角度1】超声波的特点 【典例1】超声手术刀是通过从不同角度向病变组织发射多束超声波，从而实现准确“烧死”病变细胞。手术过程中，与医生、护士之间的说话声相比，超声波具有的特点是（　　） A．振动频率高，方向性好，能量集中 B．振动频率高，方向性差，能量分散 C．振动频率低，方向性好，能量集中 D．振动频率低，方向性差，能量分散 1、超声波是频率高于20000Hz的声波，其穿透力强，方向性好等特点。 【变式1-1】“B超”机是利用超声波来诊断病情的，但是人们却听不到它发出的声音，是因为（　　） A．声音响度太大 B．声音的频率太高 C．声音振幅太小 D．声音的频率太低 【变式1-2】植物被切断时是否也会像人一样发出痛苦的声音呢？英国科学家进行了研究，在切断番茄植株的茎时，没有引起人耳任何听觉．但在靠近茎的切口处用录音机录音，然后用超大音量、超低速度播放，居然能清晰地听到“尖叫”声．这说明，番茄植株遭受伤害后，会发出（　　） A．响度很小的超声 B．响度很大的超声 C．响度很小的次声 D．响度很大的次声 【角度2】超声波的应用 【典例2】如图所示是一款新型的折叠导盲杖，使用时导盲杖会持续发出超声波，若前进方向上遇到障碍物，导盲杖会接收到反射信号并产生提示音，离障碍物越近提示音越尖锐，提醒盲人绕开障碍物。关于导盲杖发出的超声波与提示音进行比较，下列叙述正确的是（ ） A．超声波不是由物体振动产生的 B．超声波的传播不需要介质 C．超声波的频率比提示音的频率高 D．人耳能听见超声波 （1）人耳能听到的声音的频率范围是20～20000Hz，低于20Hz的叫次声波，高于20000Hz叫超声波。 （2）超声波和次声波都是人耳听不到的。 （3）超声波（声波）既能传递信息，也可以传递能量。 【变式1-1】声在日常生活中有很多用途，下列事例中属于利用超声波的是（　　） A．播放歌曲 B．教师讲课 C．洁牙 D．敲打西瓜鉴别生熟 【变式1-2】声音按频率可分超声、可听声和次声，人们利用 　 　（选填“次声”或“超声”）把普通的水“打碎”成直径仅为几微米的小水珠，变成雾扩散到空气中，增加空气的湿度；人耳不能够感知到超声和次声，人耳能够听到声音的频率范围是 　 　Hz。 问题二：次声波 【角度1】次声波的特点 【典例1】现在有一种新概念武器——次声波武器。次声波武器能发射频率至少低于 　　Hz的次声波，使其与人体发生共振，致使器官造成损伤。次声波武器 　 　（选填“能”或“不能”）应用在科幻小说的太空大战中。 地震、海啸、台风、核爆会产生次声波；次声波的振动频率低于20Hz，不在人耳的听觉频率范围之内。 【变式1-1】我们听不到蝴蝶飞行的声音，因为蝴蝶飞行时翅膀每秒振动5～6次，产生的声音属于（　　） A．可听声波 B．超声波 C．次声波 D．噪声 【变式1-2】地震发生前期，由于地壳轻微的 　 　会产生次声波，这些次声波会使一些动物有异常表现，而人却听不到，说明人能听到声音的 　 　范围和动物不同。 【角度2】次声波的应用 【典例2】下列事例是利用次声波的是（　　） A．蝙蝠靠声波发现昆虫 B．医生用B超查看胎儿的发育情况 C．利用声波清洗机清洗眼镜上的污渍 D．利用声波预报火山爆发 （1）地震、海啸等自然灾害常伴有次声波产生。 （2）次声波的频率低于20Hz，具有很强的穿透能力，一些动物可以听到次声波，科学家可以用仪器监听到海啸、台风和地震时产生次声波。 【变式2-1】3月19日11时3分，滨海县海域发生了3.5级地震，地震监测的是（　　） A．红外线 B．次声波 C．超声波 D．紫外线 【变式2-2】北京时间2023年9月11日18时15分在山西晋中市昔阳县（北纬37.48度，东经113.67度）发生2.9级地震，震源深度10千米。地震时会伴有 　 　（选填“次声波”或“超声波”）的产生，一般情况下，声波在地面下岩石中的传播速度比在空气中的传播速度 　 　（选填“快”或“慢”）。 【基础强化】 1．声波在生产、医疗和科学研究等方面有广泛的应用。关于声波的应用，下列说法正确的是（　　） A．B超是利用次声波检查身体 B．声纹锁是通过响度进行识别 C．在月球上利用超声波进行交流 D．超声波可用来探测鱼群的位置 2．如图是第19届杭州亚运会女子500米龙舟比赛时的场景，运动员喊着号子、和着鼓点有节奏地划桨。比赛中有关声现象的知识，下列说法中正确的是（　　） A．铿锵的鼓声是由空气振动产生的 B．鼓声是通过空气传播到运动员耳朵中的 C．鼓声属于超声波，号子声属于次声波 D．观众主要根据音调区分号子声和鼓声 3．如图所示的物体或情景在工作或发生过程中产生次声波的是（　　） A．通过“B超”检查身体 B．倒车雷达 C．超声加湿器 D．核爆炸 4．2023年12月18日23时59分，临夏州积石山县发生6.2级地震。各方力量火速集结，紧急驰援，彰显我大国优势。地震发生时会伴随次声波的发生，关于次声波，下列判断正确的是（　　） A．震时“轰隆隆”的声音是次声波 B．振幅较大的次声波人耳能听到 C．次声波的频率高于20000Hz D．次声波不能在真空中传播 5．图中的倒车雷达是利用 　 　（选填“超声波”或“次声波”）来传递信息的，它在真空中传播 　 　（选填“能”或“不能”）。 6．说明下列描述中包含的声学知识：杭州亚运会现场经常响起热烈的掌声 　 　，中国国歌在运动场内回荡 　 　；用AI（人工智能）技术模仿他人声音 　 　；医生用B超查看胎儿的发育情况 　 　。 7．声音在生活中有许多应用，驾驶员利用“倒车雷达”来判断车与物体间的距离，“倒车雷达”是利用 　 　（选填“超声波”或“次声波”）来工作的。如果以后我们登陆月球，在月球上开车，这种“倒车雷达”就不灵了，原因是 　 　。 【素养提升】 8．如图所示是一款变频超声波驱蚊器，该驱蚊器通过发出不同的声音，干扰蚊子的感觉和行为，从而达到驱蚊的效果，对于该驱蚊器使用分析正确的是（　　） A．该驱蚊器调至频率最高挡时，声音振幅会增大 B．该驱蚊器可以在真空环境使用 C．该驱蚊器发出的声音不在人耳能够感受的频率范围内 D．该驱蚊器发声时，声音传播的距离越远，声速越小 9．赛龙舟是端午节的一项传统活动，比赛中队员们喊着号子，和着鼓点，场面非常热闹。关于赛龙舟活动中与声现象有关的说法正确的是（　　） A．鼓声是由鼓面振动产生的 B．震耳欲聋的鼓声属于超声波 C．鼓声在空气中的传播速度比水中大 D．岸上观众是通过音调分辨出鼓声和号子声的 10．如图所示，是央视《国家宝藏》节目中展示的世界上最早可吹奏的乐器——贾湖骨笛，比古埃及出现的笛子要早2000年。关于笛声的说法正确的是（　　） A．笛声只能在空气中传播 B．我们听到的笛声是超声波 C．笛声是由笛子内空气柱的振动产生的 D．按住不同的笛孔吹出的笛声音色不同 11．不少市民的手机都开通了地震预警功能。当地震发生时，几乎瞬间把地震预警信号发送到手机，而破坏力强的地震横波传播速度仅为3.9km/s，这为地震避险赢得宝贵的时间。某日，离震中39km的泸州市民收到地震预警信号 　 　s后地震横波才能到达。若住底楼的小明收到地震预警信号后，经1s的反应时间，开始向室外50m的安全地带撤离，他至少不低于 　 　m/s的速度才能跑到安全区。地震时还会产生次声波，次声波的频率范围是 　 　。 12．如图所示为狗和大象的发声和听觉频率范围。某种蝴蝶飞行时在1min内翅膀振动480次。蝴蝶发出的声音能被 　 　（选填“狗”或“大象”）听到。这种声音属于 　 　（选填“超声波”或“次声波”）。 13．在飞机失事搜寻过程中，搜救舰船在定位和测量海深时都要用到超声测位仪（如图所示），声音在海水中的传播速度是1500m/s。 （1）超声波是指频率大于 　 　Hz的声音，超声波具有 　 　（写出一个即可）等的特点。 （2）超声测位仪不能测出地球和月球的距离，原因是 　 　。 （3）若测位仪从海面向海底发射信号到接收到返回来的信号用了6s，则此处海水的深度是多少？ 【能力培优】 14．最近流行一种音乐棒棒糖，只要将棒棒糖的音乐开关打开，它就会振动，只有把它含在嘴里时，该振动就能通过骨头传至耳蜗，从而听到清晰的音乐。下列说法正确的是（　　） A．音乐在骨头中的传播速度为340m/s B．音乐棒棒糖的声音是由于舌头振动产生的 C．含着棒棒糖听音乐是为了听到超声波的信息 D．含着棒棒糖才能听到清晰音乐是利用固体传声效果比气体好 15．如图所示为一种我国自主研发的超声导盲手杖。它可以发射超声波探测周围5米内障碍物的情况，并处理成语音信号及时播放出来，达到“以听代视”的效果。该手杖可帮助盲人辨别障碍物的方位、距离、大小甚至形状等信息。下列说法中正确的是（　　） A．超声波的频率低于20Hz B．超声波信号会对使用者造成很大的辐射危害 C．超声波信号遇到障碍物后不会发生反射现象 D．该导盲杖对障碍物的定位原理与蝙蝠的定位原理相同 16．小明是钓鱼爱好者，最近购买了钓具的新设备——冰上声呐探鱼器（如图甲）。 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，可以形成较强指向性声波，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。 小明通过说明书发现，探鱼器声呐工作面内部是一个超声波发生器，利用超声波的特点可以测量各种距离，如河道宽、水深、冰层厚度等。选择不同模式，就可测对应模式下的距离。小明选了测水深模式测量自家院子宽度，将其尾部紧靠院子一侧墙壁，对准另一侧院墙按下开关，结果显示135m，明显与实际情况不符，换用合适的测量模式后得到了合理的测量结果。 在冰钓钓场的冰面上，选择计时模式测量冰面的厚度（记录从超声波发射到接收的时间），如图乙所示紧贴冰面并与冰面齐平，按下开关，显示数值为t1＝0.02s。 （1）声呐利用超声波进行水下探测，是因为超声波具有 　 　 的特点。 （2）若声音在水中的传播速度v水＝1530m/s是空气中声速v空的4.5倍，不计设备自身长度，则小明家院子的实际宽度为 　 　m。 （3）若小明测量冰面的厚度时没有将探鱼器与冰面齐平（倾斜放置），则显示的数值将 　 　 0.02s（选填“小于”、“等于”或“大于”），可能的原因是 　 　 。 17．同学们已经知道，渔船上安装的声呐不仅可以探测海洋的深度和过往的鱼群，还可以探测冰山或暗礁的存在。 （1）声呐装置是利用 　 　声波来传递 　（信息/能量）的。 （2）如果声呐向暗礁发出声波信号10s后接收到了回波，则暗礁到船的距离大约有多远？（假设这种波在海水中传播的速度为500m/s） （3）小明知道“嫦娥一号”卫星正在探测月球的消息后，他想把声呐也装到“嫦娥一号”卫星上，从而增加一种探测的手段。你认为他的想法可行吗？为什么？ 18．阅读短文，回答问题。 超声波指纹识别技术 传统指纹识别TouchID已成为智能手机的标配。随着黑科技超声波指纹识别技术SenseID的出现，屏下指纹的全面屏手机变得越来越普及。 与传统指纹识别不同，超声波指纹识别技术是通过发射超声波扫描紧贴屏幕的指纹，并根据接收到的反射超声波分析得出指纹的信息，进行比对解锁。 超声波是频率超过人类听觉上限的声波，具有较强的穿透能力，能够穿透玻璃、铝、不锈钢、蓝宝石或塑料等。此外，超声波扫描能够不受手指上可能存在的污物影响，例如汗水、护手霜或凝露等，从而提供一种更稳定、更精确的认证方法。 请根据短文内容，回答下列问题： （1）超声波 　 　（选填“能”或“不能”）在真空中传播。 （2）SenseID系统能置于手机内部，是因为超声波具有 　 　。 （3）SenseID是利用了超声波传递 　 　（选填“信息”或“能量”）的特性。 （4）SenseID系统利用了仿生学原理，它模仿了下列哪个选项的生物 　 　。 A．蝙蝠 B．蜘蛛 C．青蛙 D．猫 （5）SenseID系统向手指上若干个位置发射超声波，检测到被手指反射的信号时所需的时间随位置的变化情况如图1所示，由图可知这些位置指纹的大致形状，图2选项最符合的是 　 　。 原创精品资源学科网独家享有版权，侵权必究！12 学科网（北京）股份有限公司 学科网（北京）股份有限公司 $$ 第一章 声现象 课时1.4 人耳听不到的声音 2024年课程标准 物理素养 1、了解人与一些动物的可听觉范围。 2、知晓什么是超声波，什么是次声波。 3、把握超声波与次声波的运用。 物理观念：认识超声波和次声波。 科学思维：了解人耳可听到的声音范围。 科学探究：通过分析声呐，理解声呐是利用回声来定位，测距的。 科学态度与责任：熟练掌握超声波和次声波在生活中的应用。 知识点一、超声波 1、把频率高于20000 Hz的声音叫做超声。 2、超声波的特点：方向性好；穿透力强；易于获得较集中的声能。 B、超声波的应用：超声波能传递信息和能量。 （1）回声定位：超声波碰到障碍物会反射回来，根据回声到来的方位和时间，可以确定目标的位置和距离。 （2）声呐：向水中发射各种形式的声信号，碰到需要定位的目标时产生反射波，接收反射波并进行信号分析；处理，除掉干扰，从而显示出目标所在的方位和距离。 （3）B超：观察母体内的胎儿。 （4）超声波去除结石。 超声波特点应用总结：探伤、测厚、测距、医学诊断和成像。 特别提醒 1、超声波的波长比可闻声波波长短得多，它基本上沿直线传播。 2、超声波的穿透能力很强，能穿透几米厚的金属。 3、超声波在液体中传播时，可使液体内部产生相当大的液压冲击。 4、超声波可以用来制造各种乳胶，颗粒极细，而且均匀。 如图所示为倒车雷达，倒车雷达是利用 　超声波　（选填“超声波”或“次声波”）来工作的；如果倒车雷达发出信号后，0.01s接收到回声，则障碍物距汽车为 　1.7　m。 【答案】超声波；1.7。 【分析】（1）人们可以利用超声波传递信息，如利用回声定位制造的倒车雷达； （2）利用速度公式计算二者之间的距离，求出声波从汽车传到障碍物（走单趟）的距离。 【解答】解：超声波可以传递信息，倒车雷达是利用超声波来工作的。 声音传播的路程s声＝vt＝340m/s×0.01s＝3.4m， 则障碍物到汽车的距离 。 故答案为：超声波；1.7。 知识点二、次声波 1、把频率低于20Hz的声音叫做次声。自然界中的火山爆发、龙卷风、地震、风暴等都能产生次声，核爆炸，导弹发射等也能产生次声。 2、次声的特点：没有什么障碍物能阻挡它；传播过程中很难被介质吸收，能量损耗少。 3、次声的危害： （1）能使机器设备破裂、飞机解体、建筑物遭到破坏。 （2）破坏人的平衡器官的功能，会产生恶心，晕眩、旋转感等症状，严重的会造成内脏出血破裂，危及生命。 4、采取的措施：尽量防止次声的产生；尽量远离次声源。 5、次声的应用 （1）利用它的破坏性，如制成次声武器。 （2）制造次声驱蚊器，用于防止蚊虫叮咬。 特别提醒 （1）次声波又称亚声波，它是一种频率低于人的可听声波频率范围的声波；次声波的频率范围大致为10-4Hz～20Hz。 （2）次声波的传播距离较远；地震、台风、核爆炸、火箭起飞都能产生次声波。 2024年春晚，安达乐队演唱蒙古族歌曲节目时，轻拉“马头琴”的琴弓是为了改变声音的 　响度　；2023年12月2日凌晨1时36分，在云南省德宏傣族景颇族自治州芒市西山乡发生了一次5.0级地震，我国地震网是通过接收到的 　次声　波来测定地震震级的，从而提前做好疏散预防。 【答案】见试题解答内容 【分析】声音的三个特征分别是：音调、响度、音色，是从不同角度描述声音的，音调指声音的高低，由振动频率决定；响度指声音的强弱或大小，与振幅和距离发声体的远近有关；音色是由发声体本身决定的一个特性； 地震、海啸等自然灾害伴有次声波产生。 【解答】解：轻拉琴弓是为了减小用力的力度，改变弦振动的幅度，改变响度； 地震时会伴有次声波产生，通过接收到的次声波来测定地震震级的，从而提前做好疏散预防。 故答案为：响度；次声。 问题一：超声波 【角度1】超声波的特点 【典例1】超声手术刀是通过从不同角度向病变组织发射多束超声波，从而实现准确“烧死”病变细胞。手术过程中，与医生、护士之间的说话声相比，超声波具有的特点是（　　） A．振动频率高，方向性好，能量集中 B．振动频率高，方向性差，能量分散 C．振动频率低，方向性好，能量集中 D．振动频率低，方向性差，能量分散 【答案】A 【解答】解：超声波具有振动频率高、方向性好、穿透力强、能量集中破碎能力强等特点，故A正确，BCD错误。 故选：A。 1、超声波是频率高于20000Hz的声波，其穿透力强，方向性好等特点。 【变式1-1】“B超”机是利用超声波来诊断病情的，但是人们却听不到它发出的声音，是因为（　　） A．声音响度太大 B．声音的频率太高 C．声音振幅太小 D．声音的频率太低 【答案】B 【解答】解：医用B超利用的是超声波，不在人的听觉频率范围内，比人的正常听觉频率范围要高，所以人们听不见。 故选：B。 【变式1-2】植物被切断时是否也会像人一样发出痛苦的声音呢？英国科学家进行了研究，在切断番茄植株的茎时，没有引起人耳任何听觉．但在靠近茎的切口处用录音机录音，然后用超大音量、超低速度播放，居然能清晰地听到“尖叫”声．这说明，番茄植株遭受伤害后，会发出（　　） A．响度很小的超声 B．响度很大的超声 C．响度很小的次声 D．响度很大的次声 【答案】A 【解答】解：根据题目中描述“用超大音量、超低速度播放，居然能清晰地听到‘尖叫’声”可以看出，用超大音量播放表示原来的响度小，超低速度播放表示原来的声音音调高，所以番茄植株遭受伤害后，会发出响度很小的超声。故A符合题意。 故选：A。 【角度2】超声波的应用 【典例2】如图所示是一款新型的折叠导盲杖，使用时导盲杖会持续发出超声波，若前进方向上遇到障碍物，导盲杖会接收到反射信号并产生提示音，离障碍物越近提示音越尖锐，提醒盲人绕开障碍物。关于导盲杖发出的超声波与提示音进行比较，下列叙述正确的是（　　） A．超声波不是由物体振动产生的 B．超声波的传播不需要介质 C．超声波的频率比提示音的频率高 D．人耳能听见超声波 【答案】C 【解答】解：A、一切正在发声的物体都在振动，故A错误； B、一切声的传播都需要介质，故B错误； C、超声波的频率高于20000Hz，提示音能被人听到，频率在20Hz到20000Hz之间，所以超声波的频率比提示音的频率高，故C正确； D、超声波的频率高于人的听觉频率范围，所以人听不到超声波，故D错误。 故选：C。 （1）人耳能听到的声音的频率范围是20～20000Hz，低于20Hz的叫次声波，高于20000Hz叫超声波。 （2）超声波和次声波都是人耳听不到的。 （3）超声波（声波）既能传递信息，也可以传递能量。 【变式1-1】声在日常生活中有很多用途，下列事例中属于利用超声波的是（　　） A．播放歌曲 B．教师讲课 C．洁牙 D．敲打西瓜鉴别生熟 【答案】C 【解答】解：超声波人耳是听不到的，而播放的歌曲、教师讲课、敲打西瓜鉴别生熟这些现象人们都可以听到，不是超声波，洁牙是利用了超声波。ABD错误，C正确。 故选：C。 【变式1-2】声音按频率可分超声、可听声和次声，人们利用 　超声　（选填“次声”或“超声”）把普通的水“打碎”成直径仅为几微米的小水珠，变成雾扩散到空气中，增加空气的湿度；人耳不能够感知到超声和次声，人耳能够听到声音的频率范围是 　20～20000　Hz。 【答案】超声；20～20000。 【解答】解：利用超声可以把普通的水“打碎”，成直径仅为几微米的小水珠，变成雾扩散到空气中，增加空气的湿度，这就是声“加湿器”的基本原理。 人耳朵的听觉频率范围是20Hz到20000Hz之间，高于20000Hz的属于超声波，低于20Hz的是次声波，这两种声波都是人耳朵无法听到的。 故答案为：超声；20～20000。 问题二：次声波 【角度1】次声波的特点 【典例1】现在有一种新概念武器——次声波武器。次声波武器能发射频率至少低于 　20　Hz的次声波，使其与人体发生共振，致使器官造成损伤。次声波武器 　不能　（选填“能”或“不能”）应用在科幻小说的太空大战中。 【答案】20；不能。 【解答】解：次声波武器能发射频率至少低于20Hz的次声波。 太空中是真空，真空不能传声，所以次声波武器不能应用在科幻小说的太空大战中。 故答案为：20；不能。 地震、海啸、台风、核爆会产生次声波；次声波的振动频率低于20Hz，不在人耳的听觉频率范围之内。 【变式1-1】我们听不到蝴蝶飞行的声音，因为蝴蝶飞行时翅膀每秒振动5～6次，产生的声音属于（　　） A．可听声波 B．超声波 C．次声波 D．噪声 【答案】C 【解答】蝴蝶飞行时翅膀每秒振动5～6次，即振动的频率是5～6Hz＜20Hz，频率低于20Hz的声波叫次声波，人耳是听不到的。 故选：C。 【变式1-2】地震发生前期，由于地壳轻微的 　振动　会产生次声波，这些次声波会使一些动物有异常表现，而人却听不到，说明人能听到声音的 　频率　范围和动物不同。 【答案】振动；频率。 【解答】解：地震发生前期，由于地壳轻微的振动会产生次声波，次声波人听不到，说明人能听到声音的频率范围和动物不同。 故答案为：振动；频率。 【角度2】次声波的应用 【典例2】下列事例是利用次声波的是（　　） A．蝙蝠靠声波发现昆虫 B．医生用B超查看胎儿的发育情况 C．利用声波清洗机清洗眼镜上的污渍 D．利用声波预报火山爆发 【答案】D 【解答】解：A、蝙蝠靠发出超声波利用回声定位发现昆虫，故A错误； B、医生查看胎儿的发育情况用的“B超”是利用超声波工作的，故B错误； C、利用声波清洗机清洗眼镜上的污渍，是利用超声波工作的，故C错误； D、火山喷发会发出次声波，所用仪器应利用次声波工作，故D正确。 故选：D。 （1）地震、海啸等自然灾害常伴有次声波产生。 （2）次声波的频率低于20Hz，具有很强的穿透能力，一些动物可以听到次声波，科学家可以用仪器监听到海啸、台风和地震时产生次声波。 【变式2-1】3月19日11时3分，滨海县海域发生了3.5级地震，地震监测的是（　　） A．红外线 B．次声波 C．超声波 D．紫外线 【答案】B 【解答】解：由于地震时会产生次声波，所以地震监测的是次声波，故B正确。 故选：B。 【变式2-2】北京时间2023年9月11日18时15分在山西晋中市昔阳县（北纬37.48度，东经113.67度）发生2.9级地震，震源深度10千米。地震时会伴有 　次声波　（选填“次声波”或“超声波”）的产生，一般情况下，声波在地面下岩石中的传播速度比在空气中的传播速度 　快　（选填“快”或“慢”）。 【答案】次声波；快。 【解答】解：地震时产生频率低于20Hz的声波，是次声波。 一般情况下，声在固体中的传播速度大于气体中的传播速度，所以声波在地面下岩石中的传播速度比在空气中的传播速度快。 故答案为：次声波；快。 【基础强化】 1．声波在生产、医疗和科学研究等方面有广泛的应用。关于声波的应用，下列说法正确的是（　　） A．B超是利用次声波检查身体 B．声纹锁是通过响度进行识别 C．在月球上利用超声波进行交流 D．超声波可用来探测鱼群的位置 【答案】D 【解答】解：A、B超是利用超声波检查身体，故A错误； B、声纹锁是通过音色进行识别，故B错误； C、月球表面是真空，真空不能传声，在月球上不能利用超声波进行交流，故C错误； D、超声波可用来探测鱼群的位置，故D正确。 故选：D。 2．如图是第19届杭州亚运会女子500米龙舟比赛时的场景，运动员喊着号子、和着鼓点有节奏地划桨。比赛中有关声现象的知识，下列说法中正确的是（　　） A．铿锵的鼓声是由空气振动产生的 B．鼓声是通过空气传播到运动员耳朵中的 C．鼓声属于超声波，号子声属于次声波 D．观众主要根据音调区分号子声和鼓声 【答案】B 【解答】解：A、铿锵的鼓声是由鼓面振动产生的，故A错误； B、鼓声是通过空气传播到运动员耳朵中的，故B正确； C、鼓声和号子声都属于可听声，故C错误； D、观众主要根据音色区分号子声和鼓声，故D错误。 故选：B。 3．如图所示的物体或情景在工作或发生过程中产生次声波的是（　　） A．通过“B超”检查身体 B．倒车雷达 C．超声加湿器 D．核爆炸 【答案】D 【解答】解：ABC．通过“B超”检查身体、倒车雷达、超声加湿器等，它们都是应用超声波工作的，故ABC不符合题意； D．振动频率低于20Hz的声波是次声波，核爆炸时会随着有次声波产生，故D符合题意。 故选：D。 4．2023年12月18日23时59分，临夏州积石山县发生6.2级地震。各方力量火速集结，紧急驰援，彰显我大国优势。地震发生时会伴随次声波的发生，关于次声波，下列判断正确的是（　　） A．震时“轰隆隆”的声音是次声波 B．振幅较大的次声波人耳能听到 C．次声波的频率高于20000Hz D．次声波不能在真空中传播 【答案】D 【解答】解： A．震时“轰隆隆”的声音是次声，故A错误； B．无论次声波的振幅大小，人都听不到次声波，故B错误； C．次声波是指低于20Hz的声音，与人耳能听到的声音相比，次声波频率低，故C错误； D．次声波也是声音，声音不能在真空中传播，故D正确。 故选：D。 5．图中的倒车雷达是利用 　超声波　（选填“超声波”或“次声波”）来传递信息的，它在真空中传播 　不能　（选填“能”或“不能”）。 【答案】超声波；不能。 【分析】超声波指频率高于20000Hz的声波；声音的传播需要介质，真空不能传声。 【解答】解：倒车雷达是利用超声波来传递信息；超声波不能在真空中传播。 故答案为：超声波；不能。 6．说明下列描述中包含的声学知识：杭州亚运会现场经常响起热烈的掌声 　声音的产生　，中国国歌在运动场内回荡 　回声　；用AI（人工智能）技术模仿他人声音 　音色　；医生用B超查看胎儿的发育情况 　超声波　。 【答案】声音的产生；回声；音色；超声波。 【解答】解：杭州亚运会现场经常响起热烈的掌声这是说声音的产生；中国国歌在运动场内回荡这里包含回声知识；用AI（人工智能）技术模仿他人声音这里包含音色；医生用B超查看胎儿的发育情况这里利用了超声波知识。 故答案为：声音的产生；回声；音色；超声波。 7．声音在生活中有许多应用，驾驶员利用“倒车雷达”来判断车与物体间的距离，“倒车雷达”是利用 　超声波　（选填“超声波”或“次声波”）来工作的。如果以后我们登陆月球，在月球上开车，这种“倒车雷达”就不灵了，原因是 　真空不能传声　。 【答案】见试题解答内容 【解答】解：倒车雷达是利用超声波传递信息来测量车尾到障碍物的距离；如果以后我们登陆月球，在月球上开车，由于月球上没有空气，真空不能传声，超声波不能传播，故这种“倒车雷达”就不灵了。 故答案为：超声波；真空不能传声。 【素养提升】 8．如图所示是一款变频超声波驱蚊器，该驱蚊器通过发出不同的声音，干扰蚊子的感觉和行为，从而达到驱蚊的效果，对于该驱蚊器使用分析正确的是（　　） A．该驱蚊器调至频率最高挡时，声音振幅会增大 B．该驱蚊器可以在真空环境使用 C．该驱蚊器发出的声音不在人耳能够感受的频率范围内 D．该驱蚊器发声时，声音传播的距离越远，声速越小 【解答】解：A、该驱蚊器调至频率最高挡时，声音的音调增大，故A错误； B、该驱蚊器不能在真空环境使用，因为真空不能传声，故B错误； C、该驱蚊器发出的声音高于20000Hz，不在人耳能够感受的频率范围内，故C正确； D、该驱蚊器发声时，声音传播的距离越远，声速不变，故D错误。 故选：C。 9．赛龙舟是端午节的一项传统活动，比赛中队员们喊着号子，和着鼓点，场面非常热闹。关于赛龙舟活动中与声现象有关的说法正确的是（　　） A．鼓声是由鼓面振动产生的 B．震耳欲聋的鼓声属于超声波 C．鼓声在空气中的传播速度比水中大 D．岸上观众是通过音调分辨出鼓声和号子声的 【答案】A 【解答】解：A、鼓声是由鼓面振动产生的，故A正确； B、震耳欲聋的鼓声不属于超声波，超声波人耳听不见，故B错误； C、声在空气中的传播速度比水中小，故C错误； D、岸上观众是通过音色分辨出鼓声和号子声的，故D错误。 故选：A。 10．如图所示，是央视《国家宝藏》节目中展示的世界上最早可吹奏的乐器——贾湖骨笛，比古埃及出现的笛子要早2000年。关于笛声的说法正确的是（　　） A．笛声只能在空气中传播 B．我们听到的笛声是超声波 C．笛声是由笛子内空气柱的振动产生的 D．按住不同的笛孔吹出的笛声音色不同 【答案】C 【解答】解：A、笛声不只在空气中传播，故A不符合题意； B、超声波的振动频率很高，不在人耳的听觉频率范围之内，故B错误； C、笛声是由笛子内空气柱的振动产生的，故C正确； D、按住不同的笛孔吹出的笛声音调不同，故D错误。 故选：C。 11．不少市民的手机都开通了地震预警功能。当地震发生时，几乎瞬间把地震预警信号发送到手机，而破坏力强的地震横波传播速度仅为3.9km/s，这为地震避险赢得宝贵的时间。某日，离震中39km的泸州市民收到地震预警信号 　10　s后地震横波才能到达。若住底楼的小明收到地震预警信号后，经1s的反应时间，开始向室外50m的安全地带撤离，他至少不低于 　5.6　m/s的速度才能跑到安全区。地震时还会产生次声波，次声波的频率范围是 　低于20Hz　。 【答案】10；5.6；低于20Hz。 【解答】解：横波传播到收到地震预警信号的时间为：； 住底楼的小明收到地震预警信号后，经1s的反应时间，开始向室外50m的安全地带撤离，他至少奔跑的速度为：； 地震时还会产生次声波，次声波的频率范围是低于20Hz。 故答案为：10；5.6；低于20Hz。 12．如图所示为狗和大象的发声和听觉频率范围。某种蝴蝶飞行时在1min内翅膀振动480次。蝴蝶发出的声音能被 　大象　（选填“狗”或“大象”）听到。这种声音属于 　次声波　（选填“超声波”或“次声波”）。 【答案】大象；次声波。 【解答】解：某种蝴蝶飞行时在1min内翅膀振动480次。则蝴蝶翅膀的振动频率为；蝴蝶发出的声音能被大象听到。这种声音属于次声波。 故答案为：大象；次声波。 13．在飞机失事搜寻过程中，搜救舰船在定位和测量海深时都要用到超声测位仪（如图所示），声音在海水中的传播速度是1500m/s。 （1）超声波是指频率大于 　20000　Hz的声音，超声波具有 　方向性好　（写出一个即可）等的特点。 （2）超声测位仪不能测出地球和月球的距离，原因是 　声音不能在真空中传播　。 （3）若测位仪从海面向海底发射信号到接收到返回来的信号用了6s，则此处海水的深度是多少？ 【答案】（1）20000；方向性好； （2）声音不能在真空中传播； （3）4500m。 【解答】解：（1）超声波是指频率大于20000Hz的声音，超声波具有方向性好等特点。 （2）超声测位仪不能测出地球和月球的距离，原因是声音不能在真空中传播。 （3）从海面发射信号到海底的时间为； 此处海水的深度为：s＝vt＝1500m/s×3s＝4500m。 故答案为：（1）20000；方向性好； （2）声音不能在真空中传播； （3）4500m。 【能力培优】 14．最近流行一种音乐棒棒糖，只要将棒棒糖的音乐开关打开，它就会振动，只有把它含在嘴里时，该振动就能通过骨头传至耳蜗，从而听到清晰的音乐。下列说法正确的是（　　） A．音乐在骨头中的传播速度为340m/s B．音乐棒棒糖的声音是由于舌头振动产生的 C．含着棒棒糖听音乐是为了听到超声波的信息 D．含着棒棒糖才能听到清晰音乐是利用固体传声效果比气体好 【答案】D 【解答】解：A、声音在15℃空气中的传播速度为340m/s，在骨头中的传播速度大于340m/s，故A错误； B、音乐棒棒糖振动发声是因为里面有一个小的扬声器。不是让舌头振动发声，故B错误； C、含着棒棒糖听音乐不是为了听到超声波，因为超声波的频率太高，人耳听不见，故C错误； D、含着棒棒糖才能听到声音是利用固体传声效果比气体好，故D正确。 故选：D。 15．如图所示为一种我国自主研发的超声导盲手杖。它可以发射超声波探测周围5米内障碍物的情况，并处理成语音信号及时播放出来，达到“以听代视”的效果。该手杖可帮助盲人辨别障碍物的方位、距离、大小甚至形状等信息。下列说法中正确的是（　　） A．超声波的频率低于20Hz B．超声波信号会对使用者造成很大的辐射危害 C．超声波信号遇到障碍物后不会发生反射现象 D．该导盲杖对障碍物的定位原理与蝙蝠的定位原理相同 【答案】D 【解答】解：A、振动频率高于20000Hz的声波是超声波，低于20Hz的声波叫做次声波，故A错误； B、电磁波有辐射，会对人的健康产生危害，而超声波不会造成电磁波辐射危害，故B错误； C、所有声波在传播的过程中遇到障碍物会反射回来，通常称为回声，故C错误； D、超声导盲手杖是利用回声定位探测道路上的障碍物，与蝙蝠的定位原理相同，故D正确。 故选：D。 16．小明是钓鱼爱好者，最近购买了钓具的新设备——冰上声呐探鱼器（如图甲）。 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，可以形成较强指向性声波，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。 小明通过说明书发现，探鱼器声呐工作面内部是一个超声波发生器，利用超声波的特点可以测量各种距离，如河道宽、水深、冰层厚度等。选择不同模式，就可测对应模式下的距离。小明选了测水深模式测量自家院子宽度，将其尾部紧靠院子一侧墙壁，对准另一侧院墙按下开关，结果显示135m，明显与实际情况不符，换用合适的测量模式后得到了合理的测量结果。 在冰钓钓场的冰面上，选择计时模式测量冰面的厚度（记录从超声波发射到接收的时间），如图乙所示紧贴冰面并与冰面齐平，按下开关，显示数值为t1＝0.02s。 （1）声呐利用超声波进行水下探测，是因为超声波具有 　方向性好、穿透能力强、易于获得较集中的声能　的特点。 （2）若声音在水中的传播速度v水＝1530m/s是空气中声速v空的4.5倍，不计设备自身长度，则小明家院子的实际宽度为 　30　m。 （3）若小明测量冰面的厚度时没有将探鱼器与冰面齐平（倾斜放置），则显示的数值将 　大于　0.02s（选填“小于”、“等于”或“大于”），可能的原因是 　超声波通过的距离不只是冰的厚度　。 【答案】故答案为：（1）方向性好、穿透能力强、易于获得较集中的声能；（2）30；（3）大于（1分）超声波通过的距离不只是冰的厚度。 【解答】解：（1）超声波具有方向性好、穿透能力强、易于获得较集中的声能等特点； （2）选错模式时，测量的时间是准确的，而声音在水中的速度是空气中声速v空的4.5倍，因而所测距离是空气中距离的4.5倍，故院子的实际宽度为＝30m； （3）速度不变，超声波通过的距离不只是冰的厚度，所以时间增大。 故答案为：（1）方向性好、穿透能力强、易于获得较集中的声能；（2）30；（3）大于（1分）超声波通过的距离不只是冰的厚度。 17．同学们已经知道，渔船上安装的声呐不仅可以探测海洋的深度和过往的鱼群，还可以探测冰山或暗礁的存在。 （1）声呐装置是利用 　超　声波来传递 　信息　（信息/能量）的。 （2）如果声呐向暗礁发出声波信号10s后接收到了回波，则暗礁到船的距离大约有多远？（假设这种波在海水中传播的速度为500m/s） （3）小明知道“嫦娥一号”卫星正在探测月球的消息后，他想把声呐也装到“嫦娥一号”卫星上，从而增加一种探测的手段。你认为他的想法可行吗？为什么？ 【答案】（1）超；信息；（2）暗礁到船的距离为7500m；（3）不可行，因为声音不能在真空中传播。 【解答】解：（1）声呐装置是利用超声波来传递信息； （2）超声波从发出到返回共走的路程为：s＝vt＝500m/s×10s＝5000m，那么暗礁到船的距离为：s'＝0.5×s＝×0.5×5000m＝2500m， （3）不可行，因为声音不能在真空中传播。 答：（1）超；信息；（2）暗礁到船的距离为7500m；（3）不可行，因为声音不能在真空中传播。 18．阅读短文，回答问题。 超声波指纹识别技术 传统指纹识别TouchID已成为智能手机的标配。随着黑科技超声波指纹识别技术SenseID的出现，屏下指纹的全面屏手机变得越来越普及。 与传统指纹识别不同，超声波指纹识别技术是通过发射超声波扫描紧贴屏幕的指纹，并根据接收到的反射超声波分析得出指纹的信息，进行比对解锁。 超声波是频率超过人类听觉上限的声波，具有较强的穿透能力，能够穿透玻璃、铝、不锈钢、蓝宝石或塑料等。此外，超声波扫描能够不受手指上可能存在的污物影响，例如汗水、护手霜或凝露等，从而提供一种更稳定、更精确的认证方法。 请根据短文内容，回答下列问题： （1）超声波 　不能　（选填“能”或“不能”）在真空中传播。 （2）SenseID系统能置于手机内部，是因为超声波具有 　较强穿透力　。 （3）SenseID是利用了超声波传递 　信息　（选填“信息”或“能量”）的特性。 （4）SenseID系统利用了仿生学原理，它模仿了下列哪个选项的生物 　A　。 A．蝙蝠 B．蜘蛛 C．青蛙 D．猫 （5）SenseID系统向手指上若干个位置发射超声波，检测到被手指反射的信号时所需的时间随位置的变化情况如图1所示，由图可知这些位置指纹的大致形状，图2选项最符合的是 　A　。 【答案】（1）不能；（2）较强穿透力；（3）信息；（4）A；（5）A。 【解答】解： （1）超声波属于声音，超声波的传播需要介质，不能在真空中传播； （2）SenseID系统能置于手机内部，是因为超声波具有较强的穿透能力； （3）声音能够传递信息和能量，SenseID是利用了超声波传递信息的特性； （4）超声波指纹识别装置是利用仿生学原理制成的，在选项中的几类动物中，蝙蝠可以发出超声波，会利用回声定位捕捉昆虫和躲避障碍，因此，它模仿的是蝙蝠，而蜘蛛、青蛙、猫都不能发出超声波，故A正确； （5）检测到被手指反射的信号时所需的时间随位置的变化情况如图1所示，超声波的传播速度一定，距离越远，则接收到的超声波所用的时间越长，所以与1图对应的指纹的特点是A。 故答案为：（1）不能；（2）较强穿透力；（3）信息；（4）A；（5）A。 原创精品资源学科网独家享有版权，侵权必究！12 学科网（北京）股份有限公司 学科网（北京）股份有限公司 $$