2025年 苏科版(2024) 物理八年级暑假衔接班讲义 第4讲 人耳听不到的声音

八年级暑假 第04讲 人耳听不到的声音 学习目标导航 1. 掌握超声波的次声波的定义和特点 2. 了解声音在传递信息和能力的应用 课前预习 1、人耳感知声音的过程及听到声音的条件 （1）人耳的构造：外耳、中耳、内耳 （2）声音的传导途径：声波→外耳道→鼓膜→听小骨链→内耳 （3）声音传到两耳的时间不同形成的双耳效应（双耳效应是人们依靠双耳间的音量差、时间差和音色差判别声音方位的效应） （4）我们能够听到的声音，正确的传播途径是：物体振动--介质--良好的耳朵 （5）人能听到的声音条件有三： ①声源 且发声振动的频率在20Hz-20000Hz之间； ②有传声的介质：如空气等 ； ③有良好的听力。 2、超声波与次声波 （1）超声波与次声波：人的听觉所能听到的声音频率范围在20Hz到20000Hz之间。高于20000Hz叫超声波（很多动物能够利用超声波交流），低于20Hz叫次声波。 （2）超声波与次声波产生与利用 ①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； ②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； ③超声波的穿透能力很强，能穿透几米厚的金属； ④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； ⑤超声波可以用来制造各种乳胶，颗粒极细，而且均匀； ⑥超声波在诊断、医疗和卫生工作中，也有广泛的应用。 3、声与信息 关系：声可以传递信息。 应用：B 超，回声定位(声呐)，预报地震、海啸、台风等。 声音能够传递信息。 人们说话进行交流，医生用听诊器查病，敲击铁轨判断故障等，都是声音传递信息的例子。 4、声与能量 关系：声可以传递能量。 应用：超声波清洗物体、超声波除去人体内的结石等。 知识点详解 知识点一： 超声波和次声波 （1）超声波的特点及应用 1．方向性好、在水中传播距离远。应用：声纳、回声定位(超声导盲仪、倒车雷达)。 2．穿透能力强，能够成像。应用：B超、超声探伤。 3．易获得较集中的声能。应用：超声波清洗器、超声波洁牙、超声波碎石。 4．生理作用强。应用：缩短种子发芽时间，提高发芽率。 5．能使塑料薄膜之间摩擦生热，从而粘合在一起。应用：超声波焊接器。 （2）次声波的特点、危害及应用 1．次声波的来源：地震、火山爆发、核爆炸、台风、雷电、导弹发射等。 2．次声波的特点：能够绕过障碍物传得很远，几乎无孔不入。 3．次声波的危害：能量很高的次声波具有很大的破坏力。强次声波能使机器设备破裂、飞机解体、建筑物遭到破坏；次声波对人有极大的危害。在强次声波环境中，人的平衡器官的功能将受到破坏，会产生恶心、眩晕等症状，严重时会造成内账出血破裂，危及生命。 4．次声波的应用：预报(监测)地震、火山喷发、台风等自然灾害，次声波武器。 【例1】地震时产生的_________（选填“超声波”或“次声波”）对建筑物、人的平衡器官功能的破坏性很大，使人产生恶心、晕眩、旋转感等症状，严重的会造成内脏出血破裂，危及生命。由于它的破坏性大，并且它的频率低于_________Hz，因而人无法直接听到，所以要尽量远离地震源。 【例2】江西是候鸟迁徙的主要路经地，许多候鸟可以通过频率_________（选填“高于”或“低于”）20Hz的次声波相互交流信息。游客经常能听见候鸟的鸣叫声，鸣叫声是通过_________传到游客耳朵的。 知识点二 声与信息 ( 现象：远处隆隆的雷声 说明：大雨就要到来 ) ( 现象：下课铃声 说明：下课时间到了 )1.声可以传递信息 ( 现象： 人们利用灵敏的声学仪器接收到的次声波 说明： 地震、台风的位置及强度 ) ( 现象：铁路工人用铁锤敲击钢轨 , 钢轨发出的异常声音 说明：哪颗螺丝松动了 ) ( 现象：医生通过听诊器听心跳的声音 说明：心脏的健康状况 ) 共同点：当人们感知到不同的声音时，就会传递给人们不同的信息。 归纳总结：声可以传递信息。 2. 回声定位 图1：回声定位：蝙蝠在飞行时会发出超声波，这些声波碰到障碍物或昆虫时会反射回来，根据回声到来的方位和时间，蝙蝠可以确定目标的位置。人们称这种根据回声探测目标的方法为“回声定位”。 回声定位实际上就是利用声音的反射传递信息的一种应用。 图2：超声导盲仗：可以探测前进道路上的障碍物，以帮助盲人出行 图3：倒车雷达：利用超声波探测汽车后方的障碍物 图4：声呐：利用声呐系统可以探知海洋的深度、获得水中鱼群的信息 1 2 3 4 3.“B 超”原理 中医诊病通过“望、闻、问、切”四个途径，其中“闻”有听的意思，是利用声音进行诊病。 用超声波检查身体时，医生用B型超声波诊断仪向人体内发射超声波，然后接收体内脏器的反射波，反射波所携带的信息经过计算机处理后，可以清楚地将人体内部器官的结构显示在屏幕上，这就是常说的“B超”。医生可利用B超为孕妇检查胎儿的发育情况。 【例1】听到雷声就知道可能要下雨，这说明了声音传递________（选填“信息”或“能量”）；倒车雷达是利用________（选填“超声波”或“次声波”）。 【例2】图为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的情况。下列说法正确的是（　　） A．超声波不是由物体的振动产生 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 知识点三 声与能量 实验器材 一端去盖、另一端扎有小孔的罐头盒，橡皮膜，蜡烛，火柴。 实验步骤 如图所示，将罐头盒去盖的一端蒙上橡皮膜，并用橡皮筋扎紧，另一端放一支点燃的蜡烛，对着烛焰敲击橡皮膜，观察烛焰的情况。 实验现象 敲击橡皮膜时，橡皮膜发声，观察到烛焰随着敲击橡皮膜而发生摇摆。 实验结论 声能传递能量。 超声波去污 利用超声波使清洗液产生剧烈振动，把物体上的污垢敲下来而不损坏被清洗的物体，可以用来清洗机器零件、精密仪器、医疗设备。 超声波碎石 用高能、高频、方向性极强的超声波对准结石，不断地向它发出冲击波，将结石击成细小粉末，在药物作用下，顺利排出体外。 超声波焊接 由于超声波有热效应，所以人们研制了超声波焊接机，利用这种焊接机可以焊接塑料制品、缝制化纤纺织品等。 超声波育种 经过超声波处理的种子可以提前发芽，且抗病性强。 次声波武器 由于次声波传播的路程远、穿透能力强，且较低频率的次声波达到一定强度时可以致人死亡，所以在科技发达的今天，次声波可以作为武器。 【例】世界“吼王”杰米·温德拉曾“吼”出超过100分贝的声音他的“吼”声能将玻璃杯震碎下列声音的利用方式与此相同的是（　　） A．利用声呐探测鱼群 B．超声波金属探伤仪 C．医生利用听诊器诊病 D．超声波粉碎胆结石 课堂作业 1. 如图所示是人和动物的发声频率和听觉频率，如人能发出的声音频率大约在65～1100赫，能听到的声音频率大约在20～20000赫，下列有关说法正确的是（　　） A．蝙蝠可以发出频率为200赫的声音 B．猫能听到海豚发出的所有频率的声音 C．蚱蜢的声音只要振幅足够大，狗是完全能听到的 D．人听觉频率范围比人发声频率范围要大 2. 2021年7月，我国南海海域，齿鲸发出巨大的超声波震晕一群小鱼，在齿鲸旁观察的潜水员却没有听到齿鲸发出的声音，齿鲸发出的声音（　　） 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 3. 2021年，云南野象群北迁引发全球关注，人与象的和谐相处让全世界看到了中国在保护野生动物方面的成果。迁徙途中，一只小象因误食酒糟“醉酒”而掉队十余公里，仍能够通过次声波与象群取得联系并最终“归队”。象群交流使用的次声波人却听不见，这是因为（　　） A．人与象距离太远 B．次声波的响度太小 C．次声波的频率太低 D．次声波的音调太高 4. 有一种电动牙刷，它能发出超声波，直达牙刷棕毛刷不到的地方，这样刷牙既干净又舒服，则下列说法中正确的是（　　） A．电动牙刷发出的超声波不能在空气中传播 B．超声波不是由物体振动产生的 C．超声波的音调很低所以人听不到 D．上述牙刷是利用超声波传递能量 5. 港珠澳大桥在修建过程中，利用超声波进行海底探测，选择超声波的原因不包括（　　） A．超声波方向性好 B．超声波传播速度快 C．超声波能量集中 D．超声波穿透能力强 6. 下列说法错误的是（　　） A．我们把高于20000赫兹的声音叫做超声波，高于20赫兹的声音叫做次声波 B．医生可用超声波检查胎儿的发育情况，超声波还可以用来清洗牙齿等 C．蝙蝠利用超声波捕食， 大象利用次声波交流 D．人们可以利用监测次声波来预报地震、台风和海啸 7. 蚊子飞行时，翅膀在2分钟内振动了60000次，则它振动的频率是_________Hz，此声音属于_________（选填“可听声”、“次声波”、“超声波”）。 8. 科学家利用超声波定向性好、在水中传播距离远的特点制成_________装置，用于发现潜艇、鱼群等水下目标，测绘海底地形；利用次声波能够_________，传得很远的特点，获取地震、台风信息，有效地避免自然灾害产生的损失。 9. 2022年9月5日，我国四川泸定发生6.8级地震给泸定人民带来了很大的危害。地震时，会伴随着_________的产生（选填“次声波”或“超声波”），此声波人耳_________（选填“能”或“不能”）听到。 10. 阅读短文，回答问题． 超声波指纹识别技术 如果手机用的时间够久的话，指纹识别模块（Home键或手机背美上的指纹识别模块）是不是已经磨损了?或者手指上有汗或手指脱皮，是不是指纹识别就失效了?利用超声波指纹识别，就不会出现上面说的那些情况． 具体来讲，超声波指纹识别属于第三代指纹识别技术，其工作原理与声呐探测海底深度类似，超声波能穿选材料，而且随着材料的不同．超声波被反射，吸收的情况会有变化，产生的回波自然也就不同，皮肤与空气对超声波的阻抗不同，就可以区分指纹波峰和波谷的位置，也就做出指线的三维图像。 超声波指纹识别的优点很明显；首先，手指无需接触指纹模块，也就不会出现指纹模块被府损的情况。这也意味看超声波指纹识别模块可以隐在手机内部，手机外观也就会得到提升；其次，超声波的识别深度是可以穿过手指表皮的，手指脱皮也不用怕识别不了，如果手指有水或汗液，照样能识别；最后，在安全性上，因为超声波识别的是三维图像，像以前那样只需一张指纹平而图是无法蒙混过关约． （1）超声波在空气中传播速度约为_________m/s． （2）超声波指纹识别是通过超声波获取指纹信息，以下各项应用中与此类似的是_________。 A．超声波焊接器 B．超声波清洗器 C．医生用B超诊断病情 D．医生用超声波击碎结石 （3）已知超声波在海水中的传播速度约为1500 m/s，向海底垂直发射超声波，若6 s后收到回声信号，则海底深度为_________m；在月球上_________（选填“能”或“不能”）用超声波技术测量月球表面物体间距离，理由是___________________________． （4）放大手指局部，表面是凸凹不平的．下面是超声波指纹识别系统，手机发出超声波遇到手指上A、B、C、D、E五个位置，测得回收信号的时间分别为0.30ms、.36ms．0.30ms．0.36ms，0.26ms，根据时间，求出手指与手机平面的距离，就可以绘出指纹的大致形状，则该处指纹的大致形状是_________（选填“图一”、“图二”、“图三”或“图四”）。（1ms=10-3s） 课后练习 1．下列关于超声波和次声波说法正确的是（　　） A．超声波就是传播速度超过340m/s的声音 B．人耳听不到次声波是因为次声波声音太弱 C．超声波可以透过一定厚度的真空向前传播 D．不论超声波还是次声波，它们产生都是由于振动而产生 2．2021年7月，我国南海海域，齿鲸发出巨大的超声波震晕一群小鱼，在齿鲸旁观察的潜水员却没有听到齿鲸发出的声音，齿鲸发出的声音（　　） 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 3．随着科学技术和社会的发展，超声波已广泛应用于各个领域。下列事例中利用超声波传递信息的是（　　） A．用超声波电动牙刷刷牙 B．用超声波给金属工件探伤 C．用超声波清洗眼镜片 D．用超声波震碎玻璃 4．如图所示为超声导盲手杖。它可以发射超声波探测人体周围障碍物的情况，并处理成语音信号及时播放出来，提醒盲人行路安全。下列说法中正确的是（　　） A．超声波的频率很低所以人耳听不到 B．在空气中，与汽车喇叭声相比，超声波的速度更快 C．该导盲杖利用了超声波穿透能力强的原理 D．该导盲杖对障碍物的定位原理与蝙蝠利用回声定位原理相同 5．超声手术刀通过超声发射器，从不同方向向身体内的病变组织发射多束超声波，利用其能量准确“烧死”病变细胞，以下超声波的特点与该手术刀的治疗功能无关的是（　　） A．方向性好 B．穿透力强 C．能量集中 D．遇物反射 6．人的听觉范围大于人的发声范围，这就启示我们要多听少说。如图是人和一些动物的发声频率和听觉频率范围。说法正确的是 （　　） 人和一些动物的发声和听觉的频率范围 A．人类听不到的次声波，某些动物可能能够听到 B．人的发声频率在听觉频率范围之内，人一定能听到别人发出的声音 C．大象之间的“交谈”用超声波，人类听不见但大象们能听清 D．地震来临前会产生超声波 7．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 B．响度很大的超声 C．响度很小的次声 D．响度很大的次声 8．现代科学家已成功研制出一种叫做“水母耳”的海上警报器，用来接收_________声波，它的频率低于_________Hz，从而预报海上风暴；科研人员还设计制造了一种模仿蝙蝠的声波发射器，这种声波属于_________声波，放在农田或粮仓里播放，老鼠听到后就惊恐不安，甚至发疯相残，人却不受影响，这是因为这种声波的频率高于_________Hz，人耳感觉不到。 9．考场内翻阅试卷的声音是由纸张的_________产生的．倒车雷达利用_________（选填“超声波”或“次声波”）探测障碍物，帮助司机倒车．声呐也是利用它来工作的，但我国“嫦娥三号”月球探测器却不用声呐来探测周围目标，原因是__________________． 10．地震，给人民群众造成了重大损失，地震时产生的声音人听不到，而一些动物却能听到，原因是地震产生的是_________（选填“超声波“或“次声波”），倒塌房屋中的一些被困人员，通过敲击物体使其_________发出声音，被及时获救。在地震废墟中，遇难人员不盲目叫喊而采取敲击固体物来吸引救援人员的注意，不仅节省体力，而且这也是利用声音可以在_________（填“固体”、“液体”或“气体”）中传播且传声效果好的道理；这个例子也说明声音可以传递_________。 11．在飞机失事搜寻过程中，各国舰船在定位和测量海深时都要用到声呐（如图所示）。声呐是利用频率 ______________Hz的超声波可以在液体中传播来工作的。若海的深度是6750m，声音在海水中的速度是1500m/s，则需经过_________s才能接收到信号。 12．阅读短文《超声波指纹识别技术》，回答问题。 不知道你的手机用多久了？如果用的时间够久的话，指纹识别模块（Home键或手机背盖处的指纹识别模块）是不是已经磨损了？或者你的手指上有汗或手指脱皮，是不是指纹识别就失效了？利用超声波指纹识别，就不会出现上面说的那些情况。具体来讲，超声波指纹识别属于第三代指纹识别技术，其工作原理与声呐探测海底深度类似。超声波能穿透材料，而且材料的不同，超声波被反射、吸收的情况会有变化，产生的回波自然也就不同，皮肤与空气对超声波的阻抗不同，就可以区分指纹波峰和波谷的位置，也就做出指纹的三维图像。超声波指纹识别的优点很明显：首先，手指无需接触指纹模块，也就不会出现指纹模块被磨损的情况，这也意味着超声波指纹识别模块可以隐在手机内部，手机外观也就会得到提升；其次，超声波的识别深度是可以穿过手指表皮的，手指脱皮也不用怕识别不了，如果手指有水或汗液，照样能识别；最后，在安全性上，因为超声波识别的是三维图像，像以前那样只需一张指纹平面图是无法蒙混过关的。 （1）超声波指纹识别是通过超声波获取指纹信息，以下各项应用中与此类似的是 _________； A．超声波焊接器 B．超声波清洗器 C．医生用B超诊断病情 D．医生用超声波击碎结石 （2）已知超声波在海水中的传播速度约为1500m/s，向海底垂直发射超声波，若6s后收到回声信号，则海底深度为_________m； （3）放大手指局部，表面是凸凹不平的。图甲是超声波指纹识别系统，手机发出超声波遇到手指上 A、B、C、D、E五个位置，测得回收信号的时间分别为0.30ms、0.36ms、0.30ms、0.36ms、0.26ms，根据时间，求出手指与手机平面的距离，就可以绘出指纹的大致形状，则该处指纹的大致形状是图乙中的_________（1ms＝0.001s）。 2 学科网（北京）股份有限公司 $$八年级暑假 第04讲 人耳听不到的声音 学习目标导航 1. 掌握超声波的次声波的定义和特点 2. 了解声音在传递信息和能力的应用 课前预习 1、人耳感知声音的过程及听到声音的条件 （1）人耳的构造：外耳、中耳、内耳 （2）声音的传导途径：声波→外耳道→鼓膜→听小骨链→内耳 （3）声音传到两耳的时间不同形成的双耳效应（双耳效应是人们依靠双耳间的音量差、时间差和音色差判别声音方位的效应） （4）我们能够听到的声音，正确的传播途径是：物体振动--介质--良好的耳朵 （5）人能听到的声音条件有三： ①声源 且发声振动的频率在20Hz-20000Hz之间； ②有传声的介质：如空气等 ； ③有良好的听力。 2、超声波与次声波 （1）超声波与次声波：人的听觉所能听到的声音频率范围在20Hz到20000Hz之间。高于20000Hz叫超声波（很多动物能够利用超声波交流），低于20Hz叫次声波。 （2）超声波与次声波产生与利用 ①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； ②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； ③超声波的穿透能力很强，能穿透几米厚的金属； ④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； ⑤超声波可以用来制造各种乳胶，颗粒极细，而且均匀； ⑥超声波在诊断、医疗和卫生工作中，也有广泛的应用。 3、声与信息 关系：声可以传递信息。 应用：B 超，回声定位(声呐)，预报地震、海啸、台风等。 声音能够传递信息。 人们说话进行交流，医生用听诊器查病，敲击铁轨判断故障等，都是声音传递信息的例子。 4、声与能量 关系：声可以传递能量。 应用：超声波清洗物体、超声波除去人体内的结石等。 知识点详解 知识点一： 超声波和次声波 （1）超声波的特点及应用 1．方向性好、在水中传播距离远。应用：声纳、回声定位(超声导盲仪、倒车雷达)。 2．穿透能力强，能够成像。应用：B超、超声探伤。 3．易获得较集中的声能。应用：超声波清洗器、超声波洁牙、超声波碎石。 4．生理作用强。应用：缩短种子发芽时间，提高发芽率。 5．能使塑料薄膜之间摩擦生热，从而粘合在一起。应用：超声波焊接器。 （2）次声波的特点、危害及应用 1．次声波的来源：地震、火山爆发、核爆炸、台风、雷电、导弹发射等。 2．次声波的特点：能够绕过障碍物传得很远，几乎无孔不入。 3．次声波的危害：能量很高的次声波具有很大的破坏力。强次声波能使机器设备破裂、飞机解体、建筑物遭到破坏；次声波对人有极大的危害。在强次声波环境中，人的平衡器官的功能将受到破坏，会产生恶心、眩晕等症状，严重时会造成内账出血破裂，危及生命。 4．次声波的应用：预报(监测)地震、火山喷发、台风等自然灾害，次声波武器。 【例1】地震时产生的_________（选填“超声波”或“次声波”）对建筑物、人的平衡器官功能的破坏性很大，使人产生恶心、晕眩、旋转感等症状，严重的会造成内脏出血破裂，危及生命。由于它的破坏性大，并且它的频率低于_________Hz，因而人无法直接听到，所以要尽量远离地震源。 【答案】 次声波 20 【解析】[1][2]声音是由物体振动产生的，地震时由于地壳振动会产生能量很大的次声波，这种声音对人体危害极大，人耳的听觉范围为20Hz~20000Hz，由于次声波的频率低于20Hz，人无法直接听到，所以一旦受到伤害，后果就很严重。 【例2】江西是候鸟迁徙的主要路经地，许多候鸟可以通过频率_________（选填“高于”或“低于”）20Hz的次声波相互交流信息。游客经常能听见候鸟的鸣叫声，鸣叫声是通过_________传到游客耳朵的。 【答案】 低于 空气 【解析】[1]次声波的频率低于20Hz，因此候鸟可以通过频率低于20Hz的次声波相互交流信息。 [2]声音可以在固体、液体和气体中传播。游客经常能听见候鸟的鸣叫声，鸣叫声是通过空气传到游客耳朵的。 知识点二 声与信息 ( 现象：远处隆隆的雷声 说明：大雨就要到来 ) ( 现象：下课铃声 说明：下课时间到了 )1.声可以传递信息 ( 现象： 人们利用灵敏的声学仪器接收到的次声波 说明： 地震、台风的位置及强度 ) ( 现象：铁路工人用铁锤敲击钢轨 , 钢轨发出的异常声音 说明：哪颗螺丝松动了 ) ( 现象：医生通过听诊器听心跳的声音 说明：心脏的健康状况 ) 共同点：当人们感知到不同的声音时，就会传递给人们不同的信息。 归纳总结：声可以传递信息。 2. 回声定位 图1：回声定位：蝙蝠在飞行时会发出超声波，这些声波碰到障碍物或昆虫时会反射回来，根据回声到来的方位和时间，蝙蝠可以确定目标的位置。人们称这种根据回声探测目标的方法为“回声定位”。 回声定位实际上就是利用声音的反射传递信息的一种应用。 图2：超声导盲仗：可以探测前进道路上的障碍物，以帮助盲人出行 图3：倒车雷达：利用超声波探测汽车后方的障碍物 图4：声呐：利用声呐系统可以探知海洋的深度、获得水中鱼群的信息 1 2 3 4 3.“B 超”原理 中医诊病通过“望、闻、问、切”四个途径，其中“闻”有听的意思，是利用声音进行诊病。 用超声波检查身体时，医生用B型超声波诊断仪向人体内发射超声波，然后接收体内脏器的反射波，反射波所携带的信息经过计算机处理后，可以清楚地将人体内部器官的结构显示在屏幕上，这就是常说的“B超”。医生可利用B超为孕妇检查胎儿的发育情况。 【例1】听到雷声就知道可能要下雨，这说明了声音传递________（选填“信息”或“能量”）；倒车雷达是利用________（选填“超声波”或“次声波”）。 【答案】 信息 超声波 【答案】[1]声音可以传递信息和能量，听到雷声就知道可能要下雨，这说明了声音可以传递信息。 [2]倒车雷达是利用超声波来探测障碍物的，利用超声波来传递车的周围路面情况的信息。 【例2】图为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的情况。下列说法正确的是（　　） A．超声波不是由物体的振动产生 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 【答案】C 【答案】A．声音是由物体振动产生的，超声波也是由物体的振动产生，故A错误； B．声音的传播都需要介质，超声波也是声波，它的传播也需要介质，故B错误； C．感知附近海域情况是利用声呐系统发出的超声波在传递信息，故C正确； D．超声波是振动频率大于20000Hz的声音，超出了人的感知范围，潜艇上的舰员不能够听见，故D错误。故选C。 知识点三 声与能量 实验器材 一端去盖、另一端扎有小孔的罐头盒，橡皮膜，蜡烛，火柴。 实验步骤 如图所示，将罐头盒去盖的一端蒙上橡皮膜，并用橡皮筋扎紧，另一端放一支点燃的蜡烛，对着烛焰敲击橡皮膜，观察烛焰的情况。 实验现象 敲击橡皮膜时，橡皮膜发声，观察到烛焰随着敲击橡皮膜而发生摇摆。 实验结论 声能传递能量。 超声波去污 利用超声波使清洗液产生剧烈振动，把物体上的污垢敲下来而不损坏被清洗的物体，可以用来清洗机器零件、精密仪器、医疗设备。 超声波碎石 用高能、高频、方向性极强的超声波对准结石，不断地向它发出冲击波，将结石击成细小粉末，在药物作用下，顺利排出体外。 超声波焊接 由于超声波有热效应，所以人们研制了超声波焊接机，利用这种焊接机可以焊接塑料制品、缝制化纤纺织品等。 超声波育种 经过超声波处理的种子可以提前发芽，且抗病性强。 次声波武器 由于次声波传播的路程远、穿透能力强，且较低频率的次声波达到一定强度时可以致人死亡，所以在科技发达的今天，次声波可以作为武器。 【例】世界“吼王”杰米·温德拉曾“吼”出超过100分贝的声音他的“吼”声能将玻璃杯震碎下列声音的利用方式与此相同的是（　　） A．利用声呐探测鱼群 B．超声波金属探伤仪 C．医生利用听诊器诊病 D．超声波粉碎胆结石 【答案】D 【解析】A．世界“吼王”杰米·温德拉的“吼”声能将玻璃杯震碎是利用声音传递能量，利用声呐探测鱼群是利用声音传递信息，故A选项不符合题意； B．超声波金属探伤仪是利用声音传递信息，故B选项不符合题意； C．医生利用听诊器诊病是利用声音传递信息，故C选项不符合题意； D．超声波粉碎胆结石是利用声音传递能量，故D选项符合题意。 故选D。 课堂作业 1. 如图所示是人和动物的发声频率和听觉频率，如人能发出的声音频率大约在65～1100赫，能听到的声音频率大约在20～20000赫，下列有关说法正确的是（　　） A．蝙蝠可以发出频率为200赫的声音 B．猫能听到海豚发出的所有频率的声音 C．蚱蜢的声音只要振幅足够大，狗是完全能听到的 D．人听觉频率范围比人发声频率范围要大 【答案】C 【解析】A．蝙蝠的发声频率在10000Hz～12000Hz之间，不能发出200Hz的声音，故A错误； B．由图可知，猫的听觉范围在70000Hz以下，而海豚的发声频率接近于120000Hz，所以猫只能听到海豚发出的一部分声音，故B错误； C． 蚱蜢最高能发出100000Hz的声音，但狗最高只能听到70000Hz以下的声音，故C错误； D．人的听觉范围是20Hz～20000Hz，但人的发声频率范围大约在65Hz～1100hHz，所以人的听觉频率范围比人的发声频率范围要大，故D正确。故选D。 2. 2021年7月，我国南海海域，齿鲸发出巨大的超声波震晕一群小鱼，在齿鲸旁观察的潜水员却没有听到齿鲸发出的声音，齿鲸发出的声音（　　） 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 【答案】A 【解析】BD．频率高于20000Hz的声音称为超声波，所以齿鲸发出的声音频率高，故BD不符合题意；AC．齿鲸发出巨大的超声波，表示声音的响度大，故A符合题意，C不符合题意。故选A。 3. 2021年，云南野象群北迁引发全球关注，人与象的和谐相处让全世界看到了中国在保护野生动物方面的成果。迁徙途中，一只小象因误食酒糟“醉酒”而掉队十余公里，仍能够通过次声波与象群取得联系并最终“归队”。象群交流使用的次声波人却听不见，这是因为（　　） A．人与象距离太远 B．次声波的响度太小 C．次声波的频率太低 D．次声波的音调太高 【答案】C 【解析】因为大象的“声音”是一种次声波，次声波是指频率低于20Hz的声音，其不在人耳能够听到的声音频率范围之内，所以人类听不到大象之间的交流的声音，但是大象却能听见，故C符合题意，ABD不符合题意。故选C。 4. 有一种电动牙刷，它能发出超声波，直达牙刷棕毛刷不到的地方，这样刷牙既干净又舒服，则下列说法中正确的是（　　） A．电动牙刷发出的超声波不能在空气中传播 B．超声波不是由物体振动产生的 C．超声波的音调很低所以人听不到 D．上述牙刷是利用超声波传递能量 【答案】D 【解析】A．超声波能在空气中传播，故A错误； B．声音是由物体的振动产生的，超声波是由物体振动产生的，故B错误； C．超声波的频率高于20000Hz，频率很高，音调很高，不在人耳的听觉范围之内，所以听不到超声波，故C错误； D．声音能传递信息和能量，超声波可传递能量，故D正确。 故选D。 5. 港珠澳大桥在修建过程中，利用超声波进行海底探测，选择超声波的原因不包括（　　） A．超声波方向性好 B．超声波传播速度快 C．超声波能量集中 D．超声波穿透能力强 【答案】B 【解析】根据超声波的特点可知，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，但超声波的传播速度与可听声的传播速度一样，所以选择超声波的原因不包括超声波传播速度快，故ACD不符合题意，B符合题意。故选B。 6. 下列说法错误的是（　　） A．我们把高于20000赫兹的声音叫做超声波，高于20赫兹的声音叫做次声波 B．医生可用超声波检查胎儿的发育情况，超声波还可以用来清洗牙齿等 C．蝙蝠利用超声波捕食， 大象利用次声波交流 D．人们可以利用监测次声波来预报地震、台风和海啸 【答案】A 【解析】A．我们把频率高于20000赫兹的声音叫做超声波，频率低于20赫兹的声音叫做次声波，故A错误，符合题意；B．超声波可以传递信息和能量，例如：医生可用超声波检查胎儿的发育情况，超声波还可以用来清洗牙齿等，故B正确。不符合题意；C．蝙蝠利用超声波利用回声定位的原理进行捕食， 大象之间利用次声波交流，故C正确，不符合题意；D．地震、台风等大型自然灾害中往往伴随着次声波的产生，因此人们可以利用监测次声波来预报地震、台风和海啸，故D正确，不符合题意。故选A。 7. 蚊子飞行时，翅膀在2分钟内振动了60000次，则它振动的频率是_________Hz，此声音属于_________（选填“可听声”、“次声波”、“超声波”）。 【答案】 500 可听声 【解析】[1]由题意知，蚊子飞行时翅膀振动的频率 [2]人的听觉频率范围为20Hz~20000Hz，蚊子飞行时翅膀振动的频率500Hz，在人的听觉频率范围之内，所以此声音属于可听声。 8. 科学家利用超声波定向性好、在水中传播距离远的特点制成_________装置，用于发现潜艇、鱼群等水下目标，测绘海底地形；利用次声波能够_________，传得很远的特点，获取地震、台风信息，有效地避免自然灾害产生的损失。 【答案】 声呐 绕过障碍物 【解析】[1]科学家超声波定向性好、在水中传播距离远的提点制成声呐装置，进而来获得不容易探测的信息。[2]次声波的频率很小，波长很长，能够绕过障碍物，传播距离远等特点。 9. 2022年9月5日，我国四川泸定发生6.8级地震给泸定人民带来了很大的危害。地震时，会伴随着_________的产生（选填“次声波”或“超声波”），此声波人耳_________（选填“能”或“不能”）听到。 【答案】 次声波 不能 【解析】[1][2]伴随着地震可以产生能量很大的次声，这种声音对人体危害极大，由于次声波的频率低于20Hz，声波人耳是不能直接听到的。 10. 阅读短文，回答问题． 超声波指纹识别技术 如果手机用的时间够久的话，指纹识别模块（Home键或手机背美上的指纹识别模块）是不是已经磨损了?或者手指上有汗或手指脱皮，是不是指纹识别就失效了?利用超声波指纹识别，就不会出现上面说的那些情况． 具体来讲，超声波指纹识别属于第三代指纹识别技术，其工作原理与声呐探测海底深度类似，超声波能穿选材料，而且随着材料的不同．超声波被反射，吸收的情况会有变化，产生的回波自然也就不同，皮肤与空气对超声波的阻抗不同，就可以区分指纹波峰和波谷的位置，也就做出指线的三维图像。 超声波指纹识别的优点很明显；首先，手指无需接触指纹模块，也就不会出现指纹模块被府损的情况。这也意味看超声波指纹识别模块可以隐在手机内部，手机外观也就会得到提升；其次，超声波的识别深度是可以穿过手指表皮的，手指脱皮也不用怕识别不了，如果手指有水或汗液，照样能识别；最后，在安全性上，因为超声波识别的是三维图像，像以前那样只需一张指纹平而图是无法蒙混过关约． （1）超声波在空气中传播速度约为_________m/s． （2）超声波指纹识别是通过超声波获取指纹信息，以下各项应用中与此类似的是_________。 A．超声波焊接器 B．超声波清洗器 C．医生用B超诊断病情 D．医生用超声波击碎结石 （3）已知超声波在海水中的传播速度约为1500 m/s，向海底垂直发射超声波，若6 s后收到回声信号，则海底深度为_________m；在月球上_________（选填“能”或“不能”）用超声波技术测量月球表面物体间距离，理由是___________________________． （4）放大手指局部，表面是凸凹不平的．下面是超声波指纹识别系统，手机发出超声波遇到手指上A、B、C、D、E五个位置，测得回收信号的时间分别为0.30ms、.36ms．0.30ms．0.36ms，0.26ms，根据时间，求出手指与手机平面的距离，就可以绘出指纹的大致形状，则该处指纹的大致形状是_________（选填“图一”、“图二”、“图三”或“图四”）。（1ms=10-3s） 【答案】 340 C 4500 不能 真空不能传声 图一 【解析】（1）[1]超声波也是声波，在空气中的传播速度约为340m/s。 （2）[2]超声波指纹识别是通过超声波获取指纹信息，说明声能传递信息。 A．超声波焊接器，是超声波焊接器发出超声波，超声波的振动传递到两个需焊接的物体表面，在加压的情况下，使两个物体表面相互摩擦而形成分子层之间的熔合，超声波引起物体振动，这属于声能传递能量，故A不符合题意； B．超声波清洗器，是超声波清洗器发出超声波，超声波引起水的振动，水的振动引起污垢振动，污垢脱离机械，达到清洗的目的，说明声能传递能量，故B不符合题意； C．医生用B超诊断病情，B超向人体发出超声波，超声波碰到人体的内部器官发射回来，通过发射回来的超声波得到一些人体内部的器官状况，说明声能传递信息，故C符合题意； D．医生用超声波击碎结石，是碎石机发出超声波，超声波的振动引起结石振动，结石被振碎，随尿液排出体外，这是超声波引起结石的运动，属于声能传递能量，故D不符合题意。故选C。 （3）[3]由于超声波在海水中的传播速度约为1500m/s，向海底垂直发射超声波，若6s后收到回声信号，由知道，超声波运动路程为s'=vt=1500m/s×6s=9000m 所以海底深度为 [4][5]月球上是真空，真空不能传声，所以在月球上不能用超声波技术测量月球表面物体间距离。 （4）[6]手机发出超声波遇到手指上A、B、C、D、E五个位置，测得回收信号的时间分别为0.30ms、0.36ms、0.30ms、0.36ms、0.26ms，超声波在空气中传播速度相同，由知道，手机到B和D点距离最大，并且这两点到手机距离相等，手机到A和C点距离变小，并且这两点到手机距离相等，手机到E点距离最小。 图一中，B和D到手机距离最大，并且两点到手机距离相等，A和C到手机距离变小，并且两点到手机距离相等，E点到手机的距离最小，故符合题意； 图二中，B到手机距离最大，并且两点到手机距离不相等，故不符合题意； 图三中，B和D到手机距离最小，故不符合题意； 图四中，D到手机距离最小，故不符合题意。 课后练习 1．下列关于超声波和次声波说法正确的是（　　） A．超声波就是传播速度超过340m/s的声音 B．人耳听不到次声波是因为次声波声音太弱 C．超声波可以透过一定厚度的真空向前传播 D．不论超声波还是次声波，它们产生都是由于振动而产生 【答案】D 【解析】A．超声波是振动频率高于20000Hz的声音，但是传播速度与可听声相同，故A错误； B．人耳听不到次声波是因为次声波的频率低于人的听力范围，故B错误； C．超声波的传播需要介质，不能透过真空向前传播，故C错误； D．声音是由物体的振动产生，不论超声波还是次声波，它们是由于振动而产生，故D正确。故选D。 2．2021年7月，我国南海海域，齿鲸发出巨大的超声波震晕一群小鱼，在齿鲸旁观察的潜水员却没有听到齿鲸发出的声音，齿鲸发出的声音（　　） 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 【答案】A 【解析】BD．频率高于20000Hz的声音称为超声波，所以齿鲸发出的声音频率高，故BD不符合题意；AC．齿鲸发出巨大的超声波，表示声音的响度大，故A符合题意，C不符合题意。故选A。 3．随着科学技术和社会的发展，超声波已广泛应用于各个领域。下列事例中利用超声波传递信息的是（　　） A．用超声波电动牙刷刷牙 B．用超声波给金属工件探伤 C．用超声波清洗眼镜片 D．用超声波震碎玻璃 【答案】B 【解析】A．利用超声波刷牙，是做功过程，是利用声波传递能量。故A不符合题意； B．通过超声波反映了金属内部的情况，是利用声波传递信息。故B符合题意； C．利用超声波清洗镜片，是做功过程，是利用超声波传递了能量。故C不符合题意； D．震碎玻璃，是做功过程，说明超声波能够传递能量。故D不符合题意。故选B。 4．如图所示为超声导盲手杖。它可以发射超声波探测人体周围障碍物的情况，并处理成语音信号及时播放出来，提醒盲人行路安全。下列说法中正确的是（　　） A．超声波的频率很低所以人耳听不到 B．在空气中，与汽车喇叭声相比，超声波的速度更快 C．该导盲杖利用了超声波穿透能力强的原理 D．该导盲杖对障碍物的定位原理与蝙蝠利用回声定位原理相同 【答案】D 【解析】A．超声波的频率很高所以人耳听不到，故A错误； B．在空气中，相同情况下，不同声音的传播速度相同，故B错误； CD．该导盲杖利用了超声波遇到障碍物被反射回来，被超声导盲手杖接收，理成语音信号及时播放出来，这与蝙蝠利用回声定位原理相同，故C错误，D正确。故选D。 5．超声手术刀通过超声发射器，从不同方向向身体内的病变组织发射多束超声波，利用其能量准确“烧死”病变细胞，以下超声波的特点与该手术刀的治疗功能无关的是（　　） A．方向性好 B．穿透力强 C．能量集中 D．遇物反射 【答案】D 【解析】从不同方向向身体内的病变组织发射多束超声波，利用其能量准确“烧死”病变细胞，说明超声波的方向性、穿透力强、能量集中，不能说明遇物反射这一特点，故应选D． 6．人的听觉范围大于人的发声范围，这就启示我们要多听少说。如图是人和一些动物的发声频率和听觉频率范围。说法正确的是 （　　） 人和一些动物的发声和听觉的频率范围 A．人类听不到的次声波，某些动物可能能够听到 B．人的发声频率在听觉频率范围之内，人一定能听到别人发出的声音 C．大象之间的“交谈”用超声波，人类听不见但大象们能听清 D．地震来临前会产生超声波 【答案】A 【解析】A．由图知，人听不到小于20Hz的声音，但大象可以听到大于1Hz，小于20Hz的声音，故A正确； B．由图知，人的听觉频率在20~20000Hz之间，但人的发声频率在85~1100Hz之间，但当人与人之间距离较远，响度较小时，别人发出的声音一样听不到，故B错误； C．大象的发声频率在14~24Hz之间，不能发出超声波，不能用超声波交谈，故C错误； D．地震来临前会产生次声波，故D错误。 故选A。 7．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 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 【解析】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音调高，番茄植株遭受伤害后，会发出响度很小的超声，故A正确，BCD错误。故选A。 8．现代科学家已成功研制出一种叫做“水母耳”的海上警报器，用来接收_________声波，它的频率低于_________Hz，从而预报海上风暴；科研人员还设计制造了一种模仿蝙蝠的声波发射器，这种声波属于_________声波，放在农田或粮仓里播放，老鼠听到后就惊恐不安，甚至发疯相残，人却不受影响，这是因为这种声波的频率高于_________Hz，人耳感觉不到。 【答案】 次 20 超 20000 【解析】[1]风暴会产生次声，人们利用次声的接收预报风暴。 [2]人耳的听声范围是20-20000Hz，低于20Hz的声音称为次声波。 [3][4]蝙蝠可以发出超声波，频率高于20000Hz，人耳感觉不到，但是老鼠可以听到，所以老鼠听到后会惊恐不安。 9．考场内翻阅试卷的声音是由纸张的_________产生的．倒车雷达利用_________（选填“超声波”或“次声波”）探测障碍物，帮助司机倒车．声呐也是利用它来工作的，但我国“嫦娥三号”月球探测器却不用声呐来探测周围目标，原因是__________________． 【答案】 振动     超声波 真空不能传声 【解析】翻阅试卷的声音是由纸张的振动产生的；倒车雷达是利用超声波传递信息来确定障碍物的远近．月球探测器却不用声呐来探测周围目标，原因是月球上是真空，真空不能传声． 10．地震，给人民群众造成了重大损失，地震时产生的声音人听不到，而一些动物却能听到，原因是地震产生的是_________（选填“超声波“或“次声波”），倒塌房屋中的一些被困人员，通过敲击物体使其_________发出声音，被及时获救。在地震废墟中，遇难人员不盲目叫喊而采取敲击固体物来吸引救援人员的注意，不仅节省体力，而且这也是利用声音可以在_________（填“固体”、“液体”或“气体”）中传播且传声效果好的道理；这个例子也说明声音可以传递_________。 【答案】 次声波 振动 固体 信息 【解析】[1]地震、海啸伴有次声波产生，而次声波在人耳的听觉范围之外，所以人耳听不到，但在一些动物的听觉频率范围内，所以一些动物能够听到并做出反应。 [2][3]倒塌房屋中的被困人员，通过敲击物体使其振动发出声音，向营救人员传递信息，而不是盲目叫喊来吸引救援人员的注意，这是因为声音在固体中的传播效果更好。 [4]营救人员听到听到被困人员传递的信息，从而进行救援，说明声音能够传递信息。 11．在飞机失事搜寻过程中，各国舰船在定位和测量海深时都要用到声呐（如图所示）。声呐是利用频率 ______________Hz的超声波可以在液体中传播来工作的。若海的深度是6750m，声音在海水中的速度是1500m/s，则需经过_________s才能接收到信号。 【答案】 大于20000 9 【解析】[1]声呐是利用频率大于20000Hz的超声波来工作的。 [2]海的深度是6750m，则声音一个来回的路程为 s=6750m×2＝13500m 声音在海水中传播的速度是1500m/s，由公式v＝得超声波传播的时间 t＝＝9s 从声呐发出超声波到接收到信号需9s。 12．阅读短文《超声波指纹识别技术》，回答问题。 不知道你的手机用多久了？如果用的时间够久的话，指纹识别模块（Home键或手机背盖处的指纹识别模块）是不是已经磨损了？或者你的手指上有汗或手指脱皮，是不是指纹识别就失效了？利用超声波指纹识别，就不会出现上面说的那些情况。具体来讲，超声波指纹识别属于第三代指纹识别技术，其工作原理与声呐探测海底深度类似。超声波能穿透材料，而且材料的不同，超声波被反射、吸收的情况会有变化，产生的回波自然也就不同，皮肤与空气对超声波的阻抗不同，就可以区分指纹波峰和波谷的位置，也就做出指纹的三维图像。超声波指纹识别的优点很明显：首先，手指无需接触指纹模块，也就不会出现指纹模块被磨损的情况，这也意味着超声波指纹识别模块可以隐在手机内部，手机外观也就会得到提升；其次，超声波的识别深度是可以穿过手指表皮的，手指脱皮也不用怕识别不了，如果手指有水或汗液，照样能识别；最后，在安全性上，因为超声波识别的是三维图像，像以前那样只需一张指纹平面图是无法蒙混过关的。 （1）超声波指纹识别是通过超声波获取指纹信息，以下各项应用中与此类似的是 _________； A．超声波焊接器 B．超声波清洗器 C．医生用B超诊断病情 D．医生用超声波击碎结石 （2）已知超声波在海水中的传播速度约为1500m/s，向海底垂直发射超声波，若6s后收到回声信号，则海底深度为_________m； （3）放大手指局部，表面是凸凹不平的。图甲是超声波指纹识别系统，手机发出超声波遇到手指上 A、B、C、D、E五个位置，测得回收信号的时间分别为0.30ms、0.36ms、0.30ms、0.36ms、0.26ms，根据时间，求出手指与手机平面的距离，就可以绘出指纹的大致形状，则该处指纹的大致形状是图乙中的_________（1ms＝0.001s）。 【答案】 C 4500 A 【解析】（1）[1]超声波指纹识别是通过超声波获取指纹信息，说明声能传递信息。 A．超声波焊接器，超声波引起物体振动，这属于声能传递能量，故A不符合题意； B．超声波清洗器，是超声波清洗器发出超声波达到清洗的目的，说明声能传递能量，故B不符合题意； C．医生用B超诊断病情，B超向人体发出超声波，超声波碰到人体的内部器官发射回来，通过发射回来的超声波得到一些人体内部的器官状况，说明声能传递信息，故C符合题意； D．医生用超声波击碎结石，是碎石机发出超声波，超声波的振动引起结石振动，结石被振碎，随尿液排出体外，这是超声波引起结石的运动，属于声能传递能量，故D不符合题意。故选C。 （2）[2]根据 得，超声波传播的路程为所以海底深度为 （3）[3]手机发出超声波遇到手指上A、B、C、D、E五个位置，测得回收信号的时间分别为0.30ms、0.36ms、0.30ms、0.36ms、0.26ms，超声波在空气中传播速度相同，根据可知，手机到B和D点距离最大，并且这两点到手机距离相等，手机到A和C点距离较小，并且这两点到手机距离相等，手机到E点距离最小。 A．如图，B和D到手机距离最大，并且两点到手机距离相等，A和C到手机距离变小，并且两点到手机距离相等，E点到手机的距离最小，故A符合题意； B．如图，B到手机距离最大，并且两点到手机距离不相等，故B不符合题意； C．如图，B和D到手机距离最小，故C不符合题意； D．如图，D到手机距离最小，故D不符合题意。故选A。 2 学科网（北京）股份有限公司 $$