2.3 超声波与次声波-【拔尖特训】2024-2025学年新教材八年级上册物理(沪科版2024)

26 第三节　超声波与次声波 ▶ “答案与解析”见P13 1. 某种昆虫的翅膀在20s内振动了7000次,则 它振动的频率是 Hz,人类 (选填“能”或“不能”)听到这种声音。 (第2题) 2. 如图所示为一种新概念武器——— 次声武器。次声武器能发射频率 低于 Hz的声波,该声波 与人体某些器官振动频率相同, 使器官形成共振,造成损伤甚至导致人死亡。 次声武器 (选填“能”或“不能”)用在 科幻小说的太空大战中,理由是 。 3. (2022·常州)某海域的一只抹香鲸发出巨大 的超声波震晕一群小鱼,在抹香鲸旁观察的 潜水员却没有听到抹香鲸发出的声音。抹香 鲸发出的声音 ( ) A. 响度大、频率高 B. 响度大、频率低 C. 响度小、频率高 D. 响度小、频率低 4. 下列关于超声波与次声波的特点与应用的说 法,错误的是 ( ) A. 人们根据超声波方向性好、在水中传播距 离远等特点制成声呐 B. 超声波能够成像,可以制成B型超声波诊 断仪 C. 利用次声波可以预报地震、台风,或为监 测核爆炸提供依据 D. 次声波能够绕过障碍物传得很远,且传播 不需要介质,几乎无孔不入 5. 蝙蝠在夜间飞行时不会撞到障碍物,是因为 它在飞行时发出 (选填“次声波”或 “超声波”),这些声波碰到墙壁或昆虫时会 回来,根据回声到来的方位和时间, 它可以确定目标的位置和距离,蝙蝠所采用 的这种方法叫做 。根据这一原理, 科学家发明了 。 答案讲解 6. 如图所示为人和一些动物发声和听 觉的频率范围。他们所发出的声音 都是由于发声部位 而产生 的。地震前通常有次声波产生,人、海豚和大 象中能最先感觉到地震的是 。 (第6题) (第7题) 7. ★(2023·株洲)如图所示 为094型核潜艇,它是我国 国防力量的重要组成部分。 它在水下航行时是通过声 呐系统发出的超声波感知附近海域情况的。 下列说法中,正确的是 ( ) A. 超声波不是由物体的振动产生的 B. 超声波的传播不需要介质 C. 感知附近海域情况是利用超声波传递信息 D. 潜艇上的舰员能够听见超声波 8. 气象部门常通过监测次声波来预报海上风暴, 从而为渔业、航海等服务。这是因为 ( ) A. 次声波的方向性好,穿透力强 B. 次声波在海水中的传播速度比超声波快 C. 产生风暴的同时会产生次声波,并且次声 波的传播距离远 D. 次声波的频率太高,人耳听不见 9. 下列实例中,利用声传递能量的是 ( ) A. 通过声学仪器接收到的次声波判断地震 的方位 B. 利用超声导盲仪探测前进道路上的障 碍物 C. 利用超声波击碎人体内的结石 D. 利用超声波给金属工件探伤 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 物理(沪科版)八年级上 知 识 讲 解 27 10. 阅读短文,回答问题。 超声波及其应用 人能够听到声音的频率范围是20~ 20000Hz。低于20Hz的声波叫次声波, 高于20000Hz的声波叫超声波。 超声 波 具 有 许 多 奇 异 特 性:空 化 效 应———超声波能在水中产生气泡,气泡破裂 时释放出高能量,产生强冲击力的微小水柱。 它们不断冲击物件的表面,使物件表面及缝 隙中的污垢迅速剥落,从而达到净化物件表 面的目的。传播特性———它的波长短,在均 匀介质中能够定向直线传播,根据这一特性 可以进行超声探伤、测厚、测距、医学诊断等。 (1) 超声波的频率范围是 。 (2) 超声波能够清洗物件是因为声波具有 。 (3) 航天员在月球上不能利用超声波测定 两山之间的距离,是由于 。 (4) 若 声 音 在 海 水 中 的 传 播 速 度 为 1500m/s,利用回声定位原理从海面竖直 向海底发射超声波,到接收到回声所用的时 间为4s,则该处海洋的深度为多少米? (第11题) 11. 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。 若倒车雷达发出信号后0.04s 接收到回声,已知声波在空气中的传播速度 为340m/s,则障碍物距汽车 m。 12. 两艘潜艇相距s,以相同的速度v1成单纵队 同向航行,后艇的超声定位器发出信号到达 前艇并被反射回来,声音在水中传播的速度 为v2,则后艇发出信号和收到回声两时刻 之间的时间间隔为 。 13. 英国科学家切断番茄植株的茎,用人耳倾听 没有引起任何听觉。但在靠近茎的切口处 放置录音机录音,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. 响度很小的超声波 B. 响度很大的超声波 C. 响度很小的次声波 D. 响度很大的次声波 答案讲解 14. 汽车驶出高速公路后,进入某国 道,如图所示为此国道某直线路段 的一处测速仪,测速仪内有能发射 和接收超声波的传感器。在汽车以某一速 度v远离测速仪时,此时汽车到测速仪的距 离L=64m,此时测速仪发出超声波经汽车 反射后接收到超声波信号的时间为0.4s。 已知此路段限速为80km/h,超声波的速度 为340m/s。试计算并说明汽车在此路段 是否超速。 (第14题) 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 第二章　声的世界 部位,A、C在相对于鼓面圆心等距的 位置,则敲A、B、C 三个部位可发出 2个频率的音调。 13. 音调 响度 [解析]吹口琴时, 声音是由铜片的振动产生的,对不同 气孔吹气,振动铜片的长短、厚薄都不 同,铜片的长度越短、厚度越薄,振动 频率就越高,而发声体的振动频率只 影响音调,所以对不同的气孔吹气,改 变了声音的音调;在同一气孔处用不 同的力度吹气,所用力度越大,铜片的 振幅越大,而振幅只影响声音的响度, 故改变了声音的响度。 14. 空气柱 右 [解析]对着瓶口吹 气,声音是由瓶内空气柱振动产生的。 空气柱长度越短,音调越高,则最右边 的瓶子发出声音的音调最高。 15. A 16. C [解析]使用听诊器可以减少 传播过程中声音的分散,所以使用听 诊器是为了增强人听到声音的响度, C正确。 17. A [解析]魔术师通过控制声音 的频率使其与红酒杯的频率相同达到 共振而震碎红酒杯,因为音调与物体 振动的频率有关,频率越大,音调越 高,所以,魔术师表演中调节的是声音 的音调,故A正确,B、C、D错误。 18. C [解析]当患者腹部有积水时, 敲击患者腹部,振动频率会发生变化, 音调就不同,所以可以根据声音的音 调判断患者腹部是否有积水。 19. D [解析]吹奏时按压不同位置 的气孔,则发声的空气柱长度不同,振 动频率不同,主要改变声音的音调,故 A错误;用不同的力度吹奏,主要使发 声体的振幅不同,因而发出声音的响 度不同,故B错误;唢呐前端的喇叭 主要使声波集中向前传播,减少声音 的分散,改变声音的响度,故C错误; 任何声音的传播都需要借助介质,真 空不能传声,故D正确。 20. C [解析]用手指按压同一根弦 的不同位置,弦振动部分的长度不同, 振动的频率不同,发声的音调不同,故 A不符合题意;手指按压在弦的相同 位置,从摩擦内弦换到摩擦外弦,由于 两根弦的粗细不同,振动的频率不同, 发声的音调不同,故B不符合题意; 加大摩擦弦的力量,可使弦的振幅不 同,发声的响度不同,不能影响音调, 故C符合题意;旋转弦轴,增加弦的 松紧程度,可使弦振动的频率加快,音 调提高,故D不符合题意。 第三节　超声波与次声波 1. 350 能 2. 20 不能 真空不能传声 3. A 4. D 5. 超声波 反射 回声定位 声呐 [解析]蝙蝠在飞行时能够发出超声 波,超声波碰到昆虫或其他障碍物会 反射回来,蝙蝠根据反射回来的超声 波就可以对前方的物体作出判断,说 明了声音可以传递信息,蝙蝠所采用 的这种方法叫做回声定位。根据这一 原理,科学家发明了声呐。 6. 振动 大象 [解析]声音都是由 发声体的发声部位振动产生的。次声 波是频率低于20Hz的声波,由题图 可知只有大象能够接收次声波,因此 最先感觉到地震的是大象。 7. C [解析]声音是由物体振动产生 的,超声波也是由物体的振动产生的, A错误;声音的传播都需要介质,超声 波的传播也需要介质,B错误;感知附 近海域情况是利用声呐系统发出的超 声波传递信息,C正确;超声波是振动 频率大于20000Hz的声音,超出了 人的感知范围,潜艇上的舰员不能听 见超声波,D错误。 可听声波与不可听声波的比较 可听声波、超声波和次声波都 属于声,它们只是频率不同而已, 它们的振幅(即响度)可能相同。 它们都是由物体振动产生的,都需 要借助介质才能传播,传播的过程 都是能量或信息传递的过程,它们 在相同的介质中传播的速度是相 同的。 8. C [解析]超声波具有方向性好、 穿透力强、易于获得较集中的声能等 特点,故A错误;在同种介质中超声 波和次声波的传播速度是相同的,故 B错误;台风、地震、海啸等自然灾害 中会产生次声波,人们就是通过监测 次声波来监测台风、地震、海啸等自然 灾害的,故C正确;次声波是频率低 于20Hz的声音,所以应该是频率较 低,故D错误。 9. C [解析]声传递能量可使物体发 生某些变化,声传递信息可使人们知 道或发现一些情况。A实例是利用次 声波传递信息的,B、D两实例是利用 超声波传递信息的,C实例是利用超 声波传递能量的。 10. (1) 高于20000Hz (2) 能量 (3) 真空不能传声 (4) 3000m [解析](1) 频率高于20000Hz的声 波叫做超声波。(2) 超声波具有高能 量,所以能够清洗物件。(3) 超声波 也是声波的一种,声波不能在真空中 传播。月球上没有空气,因此在月球 上不能利用超声波测距离。(4) 该处 海 洋 的 深 度 h = 12vt= 1 2 × 1500m/s×4s=3000m。 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 31 11. 超声波 6.8 [解析]倒车雷达 可以发出超声波,利用超声波方向性 好、遇物反射的特点来工作。由题意 可知,超声波到达障碍物所用的时间 t=12×0.04s=0.02s ,声波在空气 中的传播速度为340m/s,所以障碍 物到汽车的距离s=vt=340m/s× 0.02s=6.8m。 12. 2v2s v22-v12 [解析]设后艇发出声 音信号到前艇的时间为t1,声音由前 艇反射回后艇所经历的时间为t2;因 为s一定,两艘潜艇保持相同的速度 v1 同向前进,信号向前面的艇传播 时,相对于前艇的速度为v2-v1,所 以信号到前艇的时间t1= s v2-v1 ;信 号返回时,相对于后艇的速度为v2+ v1,所需时间t2= s v2+v1 ,所以总时 间t=t1+t2= s v2-v1+ s v2+v1= 2v2s v22-v12 。 13. A [解析]“用人耳倾听没有引起 任何听觉”有三种可能性:一是没有发 出声音;二是发出声音,但响度极小; 三是发出声音的频率(音调)极高或极 低,属于超声波或次声波。录音机录 到的声音用超大音量、超低速度播放 时能听到,超大音量说明原声的响度 很小;超低速度播放使得原声的频率 降低了很多,这说明原声的频率比听 到的“尖叫”声的频率还要高很多,属 于超声波。综合判断,番茄植株受到 伤害后,会发出响度很小的超声波,A 正确。 14. [解 析]1 2s声 =L +s车 ,即 1 2v声t=L+ 1 2v车t ,代入数据得 1 2×340m /s×0.4s=64m+12× v车×0.4s,解 得 v车 =20m/s= 72km/h<80km/h,故该车没有超速。 第四节　噪声控制与 健康生活 1. 无规则 强度 乙 甲 2. 声源 传播途 人耳 3. 分贝(dB) 增大 4. D 5. D 6. 声源 响度 [解析]特种兵所穿 的消音靴能够在声源处减弱噪声,从 声音的三个特性来分析,这主要是减 小声音的响度,即防止因响度过大而 暴露目标。 7. 声 源 吸 收 传 播 过 程 [解析]减小汽车颠簸→振动(振幅)减 小,响度减小,噪声减小→在声源处减 弱噪声;多孔→可吸收声音→在传播 过程中减弱噪声。 8. A [解析]居民区街道禁鸣喇叭是 在声源处控制噪声;飞机旁的工作人 员戴有耳罩的头盔,是在人耳处控制 噪声;街头设置的噪声监测仪只能显 示噪声的强弱,不能控制噪声;高架路 某些路段两侧设有透明板墙是在传播 过程中控制噪声。 9. C [解析]减弱噪声有三种方式, 一是在声源处减弱,二是在传播过程 中减弱,三是在人耳处减弱。将教室 的门窗关闭,室内同学听到的室外噪 声减弱,这是在传播过程中减弱噪声, C选项正确;室外噪声还会产生,A选 项错误;噪声音调不会改变,B选项错 误;噪声的传播速度也不会改变,D选 项错误。 10. D [解析]老师讲话声音大一些, 即声音的响度大一些,老师讲话时声 带的振幅就要大一些,一方面老师的 声带易损伤,另一方面学生的听觉易 疲劳,会影响听课,显然,这种方法不 可行。每名学生都戴一个防噪声耳 罩,虽然可以减弱传入人耳的噪声,但 会影响听课,这种方法不可行。教室 内安装噪声监测装置,只能显示噪声 响度的大小,而不能控制噪声,这种方 法不可行。在教室周围植树,树木可 以吸收、反射噪声的部分声波,减弱向 教室内传播的噪声,这种方法可行。 11. (3) ① 控制变量法 ② 由实验 可以得出:噪声可以在声源处减弱,且 不同的物体在声源处减弱噪声的能力 不同;噪声还可以在传播过程中及人 耳处减弱 [解析](3) ① 声强计是 测量声音响度大小的仪器,声音响度 的大小与声源振幅的大小和声强计与 声源之间距离的大小都有关。为了探 究将声源放在一些物体上能否减弱噪 声,本题的实验中控制了影响声音响 度大小的两个因素未变。② 实验表 明,噪声可以在声源处减弱,且不同的 物体在声源处减弱噪声的能力不同。 因为声音从产生到引起听觉有三个阶 段,所以相应的减弱噪声有三条途径。 12. 空气 高 音色 传播途中 [解析]风声是由空气振动产生的;缝 隙越小,空气振动越快,呼啸声的音调 就越高;依据音色辨别声音,能区分开 “蝉”和“鸟”的叫声;茂密的森林有吸 声、消声的作用,这是在传播途中减弱 噪声。 13. B [解析]从环保的角度讲,凡是 影响人们正常生活、工作、学习的声音 都可以称为噪声,考场周围大声播放 音乐,影响考试,所以属于噪声,A错 误;考场附近禁止车辆行驶和鸣笛,是 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 41