第04讲 人耳听不到的声音-【暑假自学课】2025年新八年级物理暑假提升精品讲义（苏科版2024）

第04讲 人耳听不到的声音 内容导航——预习三步曲 第一步：学 析教材 学知识：教材难点疑点讲析、全方位预习 练习题 讲典例：典型例题学解题、快速掌握解题方法 练考点 强知识：核心考点精准练 第二步：记 串知识 识框架：思维导图助力掌握知识框架、学习目标复核内容掌握 第三步：测 过关测 稳提升：小试牛刀检测预习效果、查漏补缺快速提升 知识点1 超声波 问题：人耳听到声音的条件是什么： 提示：人能够听到声音需要四个条件： 一是有声波到达人耳，即声源振动产生声波，且有传声介质。 二是声音响度达到一定的声强级，即大于等于0分贝。 三是声音的频率在某一范围内．即声波的频率在20Hz~20000Hz之间。 这三个条件必须同时满足，人才能听到声音．所以即使不是聋子，也无法听到自然界的所有声音． 1.可听声波： 人耳能听到的声音叫作可听声波，它的频率范围通常为 20 ~ 20 000 Hz。 不同动物的听觉范围是不同，如：蝙蝠、海豚等能听到频率高于20 000 Hz的声波，而大象、狗却能听到频率低于20 Hz的声波. 2.超声波 频率高于 20 000 Hz 的声音叫作超声波 （1）超声波的产生： 自然界中的超声波产生，动物的发声机制，许多动物通过生理结构产生超声波用于通信、导航或捕食，如蝙蝠、海豚、 鲸类等。自然现象中的超声波，气象与地质活动、生物运动与摩擦。 日常生活中的超声波产生，家用设备中的超声波，如超声清洗机、超声波加湿器、超声驱蚊器 / 驱虫器等，再如电子与智能设备产生的超声波，如手机 / 相机的超声对焦、车载超声波传感器、倒车雷达等 工业与医疗场景的产生博产生，厨房与食品加工，如超声切割刀、超声乳化，再如美容与健康，超声洁面仪、超声波美容仪等。 （2）自然界和人工产生的超声波的比较： 特征 自然界超声波 人工产生超声波 频率范围 多集中在 20kHz~150kHz（动物） 可覆盖 20kHz~ 数 GHz（工业 / 医疗） 能量强度 通常较低（依赖生物体能） 可调节，从微瓦级（检测）到千瓦级（焊接） 方向性 动物通过身体结构聚焦（如蝙蝠嘴部） 人工可通过换能器设计实现强方向性 应用目的 生存（导航、捕食、通信） 功能性需求（清洁、检测、成像） 知识点2：超声波的特点及应用 问题：为什么用超声波能实现测距、清洁等目的？ 提示：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。 1.超声波的特性： （1）方向性好 （2）穿透能力强 （3） 能量集中 2．超声波的应用 （1）声呐：利用超声波方向性好，制成声呐。如图，舰船上的声呐向水中发射超声波，超声波遇到鱼群、潜艇、海底山峦和礁石时反射回来，经声呐系统处理，从而确定它们的位置、距离等。 （2）B 超：利用超声波方向性好、穿透力强，如图利用 B 型超声诊断仪（简称 B 超）可以观察母体内的胎儿。 （3）超声探伤仪：利用超声波穿透力强，可以用它探测铁轨内部是否存在裂纹、气孔和杂质等。 （4）超声清洗机，利用超声波能量集中，如图超声清洗机对物品进行清洗。 （5）超声电机：如图数码相机常见的光学镜头中的超声电机，能把超声振动的形式转换为移动的形式，比传统电机体积更小，并具有低速、高精度等优点。 知识点3：次声波及其应用与危害 问题： 什么情况下会产生次声波？ 提示： 次声波是指频率低于 20 赫兹的声波，在日常生活中，一些自然现象或人为活动可能会产生次声波。 自然现象产生次声波，如：气象活动中的风暴与雷电、海浪冲击，地质活动中地震与火山喷发、雪崩与山体滑坡，生物活动中大型动物发声，部分动物（如大象、鲸鱼）通过次声波进行交流，人类呼吸与心跳等。 人为活动产生次声波，如：机械振动与交通工具中工业设备、交通工具，建筑与工程活动中爆破作业、高层建筑与桥梁共振，音响与声学实验中低频音响设备、声学实验室，军事与航空航天中导弹发射与航天器起降、核武器试验等。 1.次声波的特点 （1）频率范围：频率低于 20 赫兹的声波 （2）传播特性：次声波在传播过程中能量衰减较慢，且不易被障碍物遮挡，可绕开障碍物（如山脉、建筑物）传播很远距离（可达数千公里）。 2.次声波的危害 （1）对人体的影响。 低强度次声波通常无害，但高强度次声波（如超过 120 分贝）可能引发人体内脏共振，导致恶心、头痛、平衡感失调等不适，甚至可能损伤器官。 日常生活中，自然或人为产生的次声波强度通常较低，无需过度担忧，但需警惕工业设备、军事活动等场景中的高强度次声波暴露。 （2）对设备和建筑的影响。 强度很大的次声波还会对机器设备、建筑物等造成破坏。 3.次声波的应用 （1）自然灾害监测与预警。地震监测、火山活动监测、风暴与海啸预警。 （2）军事与安防领域。次声武器、次声监测与侦查。 典型例题1 例1．某种昆虫靠翅膀振动发声，若这种昆虫的翅膀在3分钟内振动了54000次，则它的振动频率是 　 　 Hz，人类 　 　 听到该频率的声音（选填“能”或“不能”）。蝙蝠发出的声音频率很高，使它可以在黑暗中飞行，却不在人耳的听觉范围内，蝙蝠发出的声音属于 　 　 （选填“超声波”或“次声波”）。 昆虫的翅膀在3分钟内振动了54000次，则它的振动频率为，人类能听到的频率范围为20Hz～20000Hz，所以人类能听到；蝙蝠发出的声音频率很高，使它可以在黑暗中飞行，却不在人耳的听觉范围内，蝙蝠发出的声音属于超声波。 【答案】300；能；超声波 典型例题2 例2．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 超声波是频率高于20000Hz的声波，其具有振动频率高、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。 【答案】A 典型例题3 例3．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 ③防止噪声进入耳朵 超声波可以用于医疗和制作声波；声音的传播需要介质，真空不能传声；声纹锁通过音色进行辨别。B超是利用超声波检查身体，故A错误；声纹锁是通过音色进行识别，故B错误；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；超声波可用来探测鱼群的位置，故D正确。 【答案】D / 考点一 超声波与次声波 1．蝴蝶飞行时翅膀每秒振动5～6次，蚊子飞行时翅膀每秒振动300～600次。我们凭听觉不能发现飞行的 　 　 ，是因为人耳能听到的频率范围通常为 　 　 Hz到20000Hz，它的翅膀发出的波属于 　 　 （填“超声波”或“次声波”）。 2．小明的手臂每秒挥动2次，手臂挥动时产生的声波属于　 　 声，人耳　 　 （选填“听见”或者“听不见”） 考点二 超声波的应用 3．养狗成为一种“时尚”，但遛狗伤人事故也时有发生，超声驱狗器应运而生（如图所示）。当对着狗一按开关，狗好像听到巨大的噪声而躲开，而旁边的人什么也没听见。下列分析正确的是（　　） A．人没听见，是因为它发出声音的响度小 B．人没听见，是因为它发出的声波不能在空气中传播 C．人没听见，是因为它发出的声音不是由振动产生的 D．人没听见，是因为它发出超声波的频率不在人耳的听觉频率范围内 4．如图所示，其中利用了超声波的是（　　） A．小孩对着山壁喊话 B．蝙蝠探测飞行中的障碍物 C．工人用电钻钻墙 D．敲击编钟发声 5．医院里用“B超”诊断胎儿发育是否正常，“B超”是 　 　 （选填“超声波”或“次声波”）；用超声波击碎病人体内的结石，说明超声波具有 　 　 。地震、台风、火山喷发时发出人类所感知不到的 　 　 （选填“超声波”或“次声波”），但一些动物听得到。 考点三 次声波的应用与危害 6．中国地震台网中心正式测定：2024年09月18日20时08分，在安徽合肥市肥东县（北纬31.98度，东经117.6度）发生4.7级地震，震源深度12公里。地震发生后，合肥全市各地震监测台站加强了震情监测，震情主要监测的是（　　） A．红外线 B．次声波 C．超声波 D．紫外线 7．人们把频率低于20Hz的声波叫次声波，高于20000Hz的声波叫超声波，下列事实中，应用了次声波的是（　　） A．用仪器监测台风、地震、海啸等自然灾害 B．用声呐测海底的深度 C．海豚判断物体的位置和大小 D．蝙蝠确定目标的方向和距离 8．如图是一种新概念武器——次声武器，次声武器能发射频率 　低于　 （选填“低于”或“高于”）20Hz的次声，使其与人体发生共振，致使共振的器官造成损伤甚至导致人死亡。你认为次声武器 　不能　 （选填“能”或“不能”）用在科幻小说的太空大战中。 知识导图记忆 知识目标复核 1.了解常见动物（蝙蝠、狗、大象等）有关超声和次声的现象。 2.了解超声波的特点及其应用，了解我国“奋斗者”号深潜器有关超声应用，体会我国现代科技的进步。 3.举例说明常见的次声波来源和危害。 一．选择题 1．“B超”是利用超声波来诊断病情的，但人却听不到它发出的声音，这是因为它发出的声音（　　） A．响度太大 B．频率太高 C．频率太低 D．速度太快 2．以下利用了超声波来获取信息的是（　　） A．大象的“声音”交流 B．蝙蝠的“回声”定位 C．外科医生对结石病人的“超声”排石 D．预报台风、地震或监测核试验 3．如图所示，现在买东西可以用声波支付了。声波支付的原理是用户通过手机向售货机发出一段超声波，售货机“听”到这段声波后进行自动处理，用户再在自己手机上输入密码，售货机就会“吐”出商品，下列相关说法正确的是（　　） A．超声波在空气中的传播速度是3×108m/s B．手机声波支付功能不能在真空环境中使用 C．手机发出的超声波不是由物体振动产生的 D．只要环境安静，人耳就能听到超声波 4．潜艇是海上隐形杀手，能够在水下执行侦察、打击、防御等多种任务，是国家海权的重要保障力量。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．超声波在海水中的传播速度大于其他声波 B．声呐可以用来测量地球与月球的距离 C．潜艇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 5．人们把频率低于20Hz的声波叫次声波，高于20000Hz的声波叫超声波，下列事实中，应用了次声波的是（　　） A．用仪器监测台风、地震、海啸等自然灾害 B．用声呐测海底的深度 C．海豚判断物体的位置和大小 D．蝙蝠确定目标的方向和距离 6．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 二．填空题（共8小题） 7．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”）。 8．如图所示是一款电动声波牙刷，其振动频率为31000次/min﹣41000次/min，该牙刷正常工作时发出的 　 　 （选填“是”或“不是”）超声波，当调节挡位时，听到牙刷发出的声音变尖了，说明此时 　 　 （选填“响度”或“音调”）发生了变化。 9．大象有自己的“语言”，野生亚洲象在迁徙时经常通过频率小于20Hz的 　 　 声波相互交流。研究人员录下象群“语言”，发现以2倍速度快速播放录音时，人耳能听到正常播放时听不到的声音，这是因为快速播放后声波的频率 　 　 （变大/变小/不变）。 10．倒车雷达是利用 　 　 （选填“超声波”或“次声波”）来工作的，这种声波 　 　 （能/不能）在真空中传播；如果倒车雷达发出信号后，0.02s接收到回声，已知声波在空气中的传播速度为340m/s，则障碍物距离汽车 　 　 m。 11．警犬训练时，训犬员常使用如图所示的训犬笛对警犬发号施令。将调节杆适当旋进或旋出并固定后，可改变笛声的 　 　 （选填“音调”、“响度”或“音色”）。某次训犬笛发出25000Hz的声，此时犬笛发出的是 　 　 声波，人耳 　 　 （选填“能”或“不能”）听到。 12．眼镜店清洗眼镜的设备利用了 　 　 （选填“超”或“次”）声波使清洗液发生剧烈振动达到去污作用，它工作时振动的频率高于 　 　 Hz。某种昆虫在飞行时，5s内翅膀振动2000次，人类 　 　 （填“能”或“不能”）听到该频率的声音。 13．声音无处不在，随着时代的发展，也被应用于生活的各个领域： （1）在海洋勘察和军事方面有一种重要的仪器——声呐，它是一种能定向发射和接收 　 　 波（选填“超声”或“次声”）的设备。 （2）如图所示是一款电动声波牙刷，其每分钟振动31000～41000次，该牙刷正常工作时发出的 　 　 （选填“是”或“不是”）超声波。 （3）图示为一种身高测量仪，其原理是通过顶部的感应器竖直向下发射、接收超声波信号来测量身高。某同学站上测高台，感应器记录信号从发射到接收信号，所经历的时间为4×10﹣3s，则该同学的身高为 　 　 m。（空气中的声速：340m/s） 14．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 　 　 。 2 / 14 学科网（北京）股份有限公司 $$ 第04讲 人耳听不到的声音 内容导航——预习三步曲 第一步：学 析教材 学知识：教材难点疑点讲析、全方位预习 练习题 讲典例：典型例题学解题、快速掌握解题方法 练考点 强知识：核心考点精准练 第二步：记 串知识 识框架：思维导图助力掌握知识框架、学习目标复核内容掌握 第三步：测 过关测 稳提升：小试牛刀检测预习效果、查漏补缺快速提升 知识点1 超声波 问题：人耳听到声音的条件是什么： 提示：人能够听到声音需要四个条件： 一是有声波到达人耳，即声源振动产生声波，且有传声介质。 二是声音响度达到一定的声强级，即大于等于0分贝。 三是声音的频率在某一范围内．即声波的频率在20Hz~20000Hz之间。 这三个条件必须同时满足，人才能听到声音．所以即使不是聋子，也无法听到自然界的所有声音． 1.可听声波： 人耳能听到的声音叫作可听声波，它的频率范围通常为 20 ~ 20 000 Hz。 不同动物的听觉范围是不同，如：蝙蝠、海豚等能听到频率高于20 000 Hz的声波，而大象、狗却能听到频率低于20 Hz的声波. 2.超声波 频率高于 20 000 Hz 的声音叫作超声波 （1）超声波的产生： 自然界中的超声波产生，动物的发声机制，许多动物通过生理结构产生超声波用于通信、导航或捕食，如蝙蝠、海豚、 鲸类等。自然现象中的超声波，气象与地质活动、生物运动与摩擦。 日常生活中的超声波产生，家用设备中的超声波，如超声清洗机、超声波加湿器、超声驱蚊器 / 驱虫器等，再如电子与智能设备产生的超声波，如手机 / 相机的超声对焦、车载超声波传感器、倒车雷达等 工业与医疗场景的产生博产生，厨房与食品加工，如超声切割刀、超声乳化，再如美容与健康，超声洁面仪、超声波美容仪等。 （2）自然界和人工产生的超声波的比较： 特征 自然界超声波 人工产生超声波 频率范围 多集中在 20kHz~150kHz（动物） 可覆盖 20kHz~ 数 GHz（工业 / 医疗） 能量强度 通常较低（依赖生物体能） 可调节，从微瓦级（检测）到千瓦级（焊接） 方向性 动物通过身体结构聚焦（如蝙蝠嘴部） 人工可通过换能器设计实现强方向性 应用目的 生存（导航、捕食、通信） 功能性需求（清洁、检测、成像） 知识点2：超声波的特点及应用 问题：为什么用超声波能实现测距、清洁等目的？ 提示：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。 1.超声波的特性： （1）方向性好 （2）穿透能力强 （3） 能量集中 2．超声波的应用 （1）声呐：利用超声波方向性好，制成声呐。如图，舰船上的声呐向水中发射超声波，超声波遇到鱼群、潜艇、海底山峦和礁石时反射回来，经声呐系统处理，从而确定它们的位置、距离等。 （2）B 超：利用超声波方向性好、穿透力强，如图利用 B 型超声诊断仪（简称 B 超）可以观察母体内的胎儿。 （3）超声探伤仪：利用超声波穿透力强，可以用它探测铁轨内部是否存在裂纹、气孔和杂质等。 （4）超声清洗机，利用超声波能量集中，如图超声清洗机对物品进行清洗。 （5）超声电机：如图数码相机常见的光学镜头中的超声电机，能把超声振动的形式转换为移动的形式，比传统电机体积更小，并具有低速、高精度等优点。 知识点3：次声波及其应用与危害 问题： 什么情况下会产生次声波？ 提示： 次声波是指频率低于 20 赫兹的声波，在日常生活中，一些自然现象或人为活动可能会产生次声波。 自然现象产生次声波，如：气象活动中的风暴与雷电、海浪冲击，地质活动中地震与火山喷发、雪崩与山体滑坡，生物活动中大型动物发声，部分动物（如大象、鲸鱼）通过次声波进行交流，人类呼吸与心跳等。 人为活动产生次声波，如：机械振动与交通工具中工业设备、交通工具，建筑与工程活动中爆破作业、高层建筑与桥梁共振，音响与声学实验中低频音响设备、声学实验室，军事与航空航天中导弹发射与航天器起降、核武器试验等。 1.次声波的特点 （1）频率范围：频率低于 20 赫兹的声波 （2）传播特性：次声波在传播过程中能量衰减较慢，且不易被障碍物遮挡，可绕开障碍物（如山脉、建筑物）传播很远距离（可达数千公里）。 2.次声波的危害 （1）对人体的影响。 低强度次声波通常无害，但高强度次声波（如超过 120 分贝）可能引发人体内脏共振，导致恶心、头痛、平衡感失调等不适，甚至可能损伤器官。 日常生活中，自然或人为产生的次声波强度通常较低，无需过度担忧，但需警惕工业设备、军事活动等场景中的高强度次声波暴露。 （2）对设备和建筑的影响。 强度很大的次声波还会对机器设备、建筑物等造成破坏。 3.次声波的应用 （1）自然灾害监测与预警。地震监测、火山活动监测、风暴与海啸预警。 （2）军事与安防领域。次声武器、次声监测与侦查。 典型例题1 例1．某种昆虫靠翅膀振动发声，若这种昆虫的翅膀在3分钟内振动了54000次，则它的振动频率是 　 　 Hz，人类 　 　 听到该频率的声音（选填“能”或“不能”）。蝙蝠发出的声音频率很高，使它可以在黑暗中飞行，却不在人耳的听觉范围内，蝙蝠发出的声音属于 　 　 （选填“超声波”或“次声波”）。 昆虫的翅膀在3分钟内振动了54000次，则它的振动频率为，人类能听到的频率范围为20Hz～20000Hz，所以人类能听到；蝙蝠发出的声音频率很高，使它可以在黑暗中飞行，却不在人耳的听觉范围内，蝙蝠发出的声音属于超声波。 【答案】300；能；超声波 典型例题2 例2．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 超声波是频率高于20000Hz的声波，其具有振动频率高、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。 【答案】A 典型例题3 例3．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 ③防止噪声进入耳朵 超声波可以用于医疗和制作声波；声音的传播需要介质，真空不能传声；声纹锁通过音色进行辨别。B超是利用超声波检查身体，故A错误；声纹锁是通过音色进行识别，故B错误；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；超声波可用来探测鱼群的位置，故D正确。 【答案】D / 考点一 超声波与次声波 1．蝴蝶飞行时翅膀每秒振动5～6次，蚊子飞行时翅膀每秒振动300～600次。我们凭听觉不能发现飞行的 　蝴蝶　 ，是因为人耳能听到的频率范围通常为 　20　 Hz到20000Hz，它的翅膀发出的波属于 　次声波　 （填“超声波”或“次声波”）。 【分析】次声波指频率低于20Hz的声波；人耳的听力范围为20Hz～20000Hz。 【解析】解：人耳的听觉频率范围是20～20000Hz，蚊子飞行时翅膀每秒振动300～600次，其频率为300～600Hz，在人耳的听觉频率范围内，所以人能听到蚊子飞行时发出的声音：蝴蝶飞行时翅膀每秒振动5～6次，其频率是5～6Hz，低于20Hz，人耳无法听到；蝴蝶飞行时频率是5～6Hz，低于20Hz，属于次声波。 故答案为：蝴蝶；20；次声波。 2．小明的手臂每秒挥动2次，手臂挥动时产生的声波属于　次　 声，人耳　听不见　 （选填“听见”或者“听不见”） 【分析】人的听觉范围在20赫兹到20000赫兹，低于20赫兹的是次声波，高于20000赫兹的超声波，无论次声波和超声波，人耳都听不见。 【解析】解：小明的手臂每秒挥动2次，频率为2Hz，振动频率低，是次声波，发出的声音在人的听觉频率范围以外，因此人听不到手臂振动发出的声音。 故答案为：次；听不见。 考点二 超声波的应用 3．养狗成为一种“时尚”，但遛狗伤人事故也时有发生，超声驱狗器应运而生（如图所示）。当对着狗一按开关，狗好像听到巨大的噪声而躲开，而旁边的人什么也没听见。下列分析正确的是（　　） A．人没听见，是因为它发出声音的响度小 B．人没听见，是因为它发出的声波不能在空气中传播 C．人没听见，是因为它发出的声音不是由振动产生的 D．人没听见，是因为它发出超声波的频率不在人耳的听觉频率范围内 【分析】超声波是指高于20000Hz的声音，次声波是指低于20Hz的声音。人耳无法听到超声和次声。 人的听觉范围是20Hz～20000Hz，狗的听觉范围是15Hz～50000Hz。 【解析】解：人的听觉范围是20Hz～20000Hz，狗的听觉范围是15Hz～50000Hz，人什么也没听见，是因为驱狗器发出声波的频率不在人耳能够感受的频率范围内，而在狗的听觉范围之内，所以对着狗一按开关，狗好像听到巨大的噪声而躲开，而旁边的人什么也没听见，故D正确，ABC错误。 故选：D。 4．如图所示，其中利用了超声波的是（　　） A．小孩对着山壁喊话 B．蝙蝠探测飞行中的障碍物 C．工人用电钻钻墙 D．敲击编钟发声 【分析】解决此题要知道人能听到的声音频率范围是20Hz～20000Hz，而超声波的频率高于20000Hz，人类听不到超声波的频率声音，结合题意看人耳能否听到声音，凡是能够听到的都不是超声波的声音频率范围。 【解析】解：A、小孩在山谷里对着山壁喊话时，会有回声现象，不是超声波，不符合题意； B、蝙蝠发出的声音频率范围是10000～120000Hz，此范围是大多数是超声波，因为声波可以传递信息，所以可以判断障碍物的距离，符合题意； C、电钻钻墙壁发出的声音能够听到，会产生难听的噪声，不是超声波，不符合题意； D、敲击编钟，编钟因振动发出声音；不是超声波，不符合题意； 故选：B。 5．医院里用“B超”诊断胎儿发育是否正常，“B超”是 　超声波　 （选填“超声波”或“次声波”）；用超声波击碎病人体内的结石，说明超声波具有 　能量　 。地震、台风、火山喷发时发出人类所感知不到的 　次声波　 （选填“超声波”或“次声波”），但一些动物听得到。 【分析】（1）超声波的频率超过20000Hz，具有穿透力强，可以用超声波测距离、测速度、做B超；超声波的破碎力强，可以用来碎石；说明超声波具有能量； （2）振动低于20Hz的声音是次声波，次声波频率低，传播时能量损失慢，会传得较远，利用这些特点我们可以做成海轮上的雾号声，同时可以预报地震、海啸。 【解析】解：医院里用“B超”诊断胎儿发育是否正常，“B超”是超声波；用超声波击碎病人体内的结石，说明超声波具有能量。 地震、台风、火山喷发时发出人类所感知不到的次声波，但一些动物听得到。 故答案为：超声波；能量；次声波。 考点三 次声波的应用与危害 6．中国地震台网中心正式测定：2024年09月18日20时08分，在安徽合肥市肥东县（北纬31.98度，东经117.6度）发生4.7级地震，震源深度12公里。地震发生后，合肥全市各地震监测台站加强了震情监测，震情主要监测的是（　　） A．红外线 B．次声波 C．超声波 D．紫外线 【分析】地震、海啸、台风、核爆时会产生次声波。 【解析】解：在地震、海啸、核爆等灾害发生时，会产生频率低于20Hz人耳听不到的次声波，但可以通过地震监测台站仪器监测，故震情主要监测的是次声波。故B符合题意，ACD不符合题意。 故选：B。 7．人们把频率低于20Hz的声波叫次声波，高于20000Hz的声波叫超声波，下列事实中，应用了次声波的是（　　） A．用仪器监测台风、地震、海啸等自然灾害 B．用声呐测海底的深度 C．海豚判断物体的位置和大小 D．蝙蝠确定目标的方向和距离 【分析】超声波是指高于20000Hz的声音，次声是指低于20Hz的声音，人耳都无法听到； 超声的特点包括定向性强、穿透能力强等，人们可以利用超声来方便生活； 自然界中，火山爆发、地震、风暴等都能产生次声。 【解析】解：A、海啸可以发出次声，用仪器监测次声，可以预防海啸带来的灾害。 B、声呐，又称超声雷达，利用超声定向性强的特点。 C、海豚可以发出超声，利用超声定向性强的特点。 D、蝙蝠发出超声来定位，利用超声定向性强的特点。 故选：A。 8．如图是一种新概念武器——次声武器，次声武器能发射频率 　低于　 （选填“低于”或“高于”）20Hz的次声，使其与人体发生共振，致使共振的器官造成损伤甚至导致人死亡。你认为次声武器 　不能　 （选填“能”或“不能”）用在科幻小说的太空大战中。 【分析】（1）次声波是声音频率低于20Hz的声波。 （2）太空是真空，真空不能传声。 【解析】解：（1）次声波是声音频率低于20Hz的声波，次声武器能发射频率低于20Hz的次声。 （2）太空是真空，次声波武器不能出现在科幻小说的太空大战中。 故答案为：（1）低于；（2）不能。 知识导图记忆 知识目标复核 1.了解常见动物（蝙蝠、狗、大象等）有关超声和次声的现象。 2.了解超声波的特点及其应用，了解我国“奋斗者”号深潜器有关超声应用，体会我国现代科技的进步。 3.举例说明常见的次声波来源和危害。 一．选择题 1．“B超”是利用超声波来诊断病情的，但人却听不到它发出的声音，这是因为它发出的声音（　　） A．响度太大 B．频率太高 C．频率太低 D．速度太快 【答案】B 【分析】超声波的频率高于20000Hz，此声音的频率范围超过人耳能听到的频率范围。 【解析】解：人耳能听到的声音频率在20Hz﹣20000Hz之间，超声波的频率高于2万Hz，超出了人耳能听到的频率范围，所以无法听到，故B正确。 故选：B。 2．以下利用了超声波来获取信息的是（　　） A．大象的“声音”交流 B．蝙蝠的“回声”定位 C．外科医生对结石病人的“超声”排石 D．预报台风、地震或监测核试验 【答案】B 【分析】（1）人能听到的声音频率范围是20Hz～20000Hz，频率低于20Hz的声音叫次声波，频率高于20000Hz的声音叫超声波； （2）声音可以传递信息，声音可以传递能量。 【解析】解：A、大象用次声波传递信息，不符合题意； B、蝙蝠的“回声”定位，是利用超声波的反射来获取信息，符合题意； C、外科医生对结石病人的“超声”排石，是利用声音来传递能量，不符合题意； D、预报台风、地震或监测核试验，是利用次声波传递信息，不符合题意。 故选：B。 3．如图所示，现在买东西可以用声波支付了。声波支付的原理是用户通过手机向售货机发出一段超声波，售货机“听”到这段声波后进行自动处理，用户再在自己手机上输入密码，售货机就会“吐”出商品，下列相关说法正确的是（　　） A．超声波在空气中的传播速度是3×108m/s B．手机声波支付功能不能在真空环境中使用 C．手机发出的超声波不是由物体振动产生的 D．只要环境安静，人耳就能听到超声波 【答案】B 【分析】（1）声波都是物体振动产生的。 （2）声传播需要介质，真空不能传声。 （3）声速跟介质种类和温度有关。 【解析】解：A、超声波在空气中的传播速度是340m/s，故A错误。 B、真空不能传声，所以手机声波支付不能在真空环境中使用，故B正确。 C、手机发出的声波是由物体振动产生的，故C错误。 D、人不能听到超声波，故D错误。 故选：B。 4．潜艇是海上隐形杀手，能够在水下执行侦察、打击、防御等多种任务，是国家海权的重要保障力量。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．超声波在海水中的传播速度大于其他声波 B．声呐可以用来测量地球与月球的距离 C．潜艇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 【分析】不同频率的声音在同种介质中的传播速度相同。 声音的传播需要介质，真空不能传声。 声音可以传递信息。 超声波的振动频率高于20000Hz。 【解析】解：A、超声波在海水中的传播速度和其他声波的传播速度相同，故A错误； B、声音的传播需要介质，声呐不能用来测量地球与月球的距离，故B错误； C、潜艇感知附近海域情况是利用超声波传递信息，故C正确； D、超声波的频率高于20000Hz，不在人耳的听觉频率范围之内，潜艇上的舰员不能够听见超声波，故D错误。 故选：C。 5．人们把频率低于20Hz的声波叫次声波，高于20000Hz的声波叫超声波，下列事实中，应用了次声波的是（　　） A．用仪器监测台风、地震、海啸等自然灾害 B．用声呐测海底的深度 C．海豚判断物体的位置和大小 D．蝙蝠确定目标的方向和距离 【答案】A 【分析】超声波是指高于20000Hz的声音，次声是指低于20Hz的声音，人耳都无法听到； 超声的特点包括定向性强、穿透能力强等，人们可以利用超声来方便生活； 自然界中，火山爆发、地震、风暴等都能产生次声。 【解析】解：A、海啸可以发出次声，用仪器监测次声，可以预防海啸带来的灾害。 B、声呐，又称超声雷达，利用超声定向性强的特点。 C、海豚可以发出超声，利用超声定向性强的特点。 D、蝙蝠发出超声来定位，利用超声定向性强的特点。 故选：A。 6．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 【分析】（1）人耳的听觉范围是20Hz～20000Hz，频率超出该范围的声，人耳无法感知；我们把高于20000Hz的声波叫超声波，把低于20Hz的声波叫做次声波； （2）电磁波有辐射，会对人的健康产生危害； （3）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；其应用：回声定位、探测鱼群和探测海底的深度等。 【解析】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。 二．填空题 7．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。 【分析】次声波的振动频率低于20Hz；根据狗和大象的听觉频率范围进行分析。 【解析】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。 8．如图所示是一款电动声波牙刷，其振动频率为31000次/min﹣41000次/min，该牙刷正常工作时发出的 　不是　 （选填“是”或“不是”）超声波，当调节挡位时，听到牙刷发出的声音变尖了，说明此时 　音调　 （选填“响度”或“音调”）发生了变化。 【答案】不是；音调。 【分析】超声波是指高于20000Hz的声波，次声波是指低于20Hz的声波； 音调的高低与发声物体振动快慢有关，物体振动越快，音调越高。 【解析】解：频率即物体每1s振动的次数，由题可知，电动声波牙刷，其振动频率为31000次/min﹣41000次/min，即振动频率约为517次/s﹣683次/s，超声波的频率大于20000Hz，所以该牙刷正常工作时发出的不是超声波。 物体振动发声时，振动的频率越大，发出的声音越尖锐。牙刷发出的声音变尖了，即牙刷振动的频率变大了，说明此时音调发生了变化。 故答案为：不是；音调。 9．大象有自己的“语言”，野生亚洲象在迁徙时经常通过频率小于20Hz的 　次　 声波相互交流。研究人员录下象群“语言”，发现以2倍速度快速播放录音时，人耳能听到正常播放时听不到的声音，这是因为快速播放后声波的频率 　变大　 （变大/变小/不变）。 【答案】次；变大 【分析】次声波指频率小于20Hz的声波；人耳的听力范围是20Hz到20000Hz的声波。 【解析】解：野生亚洲象交流的频率小于20Hz，它们的交流的声波是次声波；以2倍速度快速播放录音时，人耳能听到正常播放时听不到的声音，说明声音的频率比原来更高。 故答案为：次；变大。 10．倒车雷达是利用 　超声波　 （选填“超声波”或“次声波”）来工作的，这种声波 　不能　 （能/不能）在真空中传播；如果倒车雷达发出信号后，0.02s接收到回声，已知声波在空气中的传播速度为340m/s，则障碍物距离汽车 　3.4　 m。 【答案】超声波；不能；3.4。 【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）求出声波从汽车传到障碍物（走单趟）所用的时间，再利用速度公式计算二者之间的距离； 【解析】解：（1）倒车雷达是利用超声波传递信息来工作的；这种声波不能在真空中传播； （2）由题知，超声波到达障碍物所用的时间：t0.01s； 声波在空气中的传播速度为340m/s；所以障碍物距车的距离为：s＝vt＝340m/s×0.01s＝3.4m； 故答案为：超声波；不能；3.4。 11．警犬训练时，训犬员常使用如图所示的训犬笛对警犬发号施令。将调节杆适当旋进或旋出并固定后，可改变笛声的 　音调　 （选填“音调”、“响度”或“音色”）。某次训犬笛发出25000Hz的声，此时犬笛发出的是 　超　 声波，人耳 　不能　 （选填“能”或“不能”）听到。 【答案】音调；超；不能 【分析】音调与发声体振动的频率有关； 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； 超声波和次声波都是人耳听不到的。 【解析】解：将调节杆适当旋进或旋出并固定后，可以改变空气柱的长度，而改变振动频率，可改变笛声的音调； 训犬笛发出25000Hz的声，25000Hz＞20000Hz，此时犬笛发出的是超声波，人耳不能听到。 故答案为：音调；超；不能。 12．眼镜店清洗眼镜的设备利用了 　超　 （选填“超”或“次”）声波使清洗液发生剧烈振动达到去污作用，它工作时振动的频率高于 　20000　 Hz。某种昆虫在飞行时，5s内翅膀振动2000次，人类 　能　 （填“能”或“不能”）听到该频率的声音。 【答案】能；20000；能。 【分析】（1）超声波是发生频率大于2万赫兹，次声波是发生频率低于20赫兹。 （2）人的听觉频率范围：人能够感受到的声音频率有一定的范围。多数人能听到的频率范围大约从20Hz到20000Hz。 【解析】解：眼镜店清洗眼镜的设备利用了超声波使清洗液发生剧烈振动达到去污作用，它工作时振动的频率高于20000Hz。某种昆虫在飞行时，5s内翅膀振动2000次，翅膀振动频率f4000Hz，人类能听到该频率的声音。 故答案为：能；20000；能。 13．声音无处不在，随着时代的发展，也被应用于生活的各个领域： （1）在海洋勘察和军事方面有一种重要的仪器——声呐，它是一种能定向发射和接收 　超声　 波（选填“超声”或“次声”）的设备。 （2）如图所示是一款电动声波牙刷，其每分钟振动31000～41000次，该牙刷正常工作时发出的 　不是　 （选填“是”或“不是”）超声波。 （3）图示为一种身高测量仪，其原理是通过顶部的感应器竖直向下发射、接收超声波信号来测量身高。某同学站上测高台，感应器记录信号从发射到接收信号，所经历的时间为4×10﹣3s，则该同学的身高为 　1.72　 m。（空气中的声速：340m/s） 【答案】（1）超声；（2）不是；（3）1.72 【分析】（1）声呐的原理是超声波的运用； （2）超声波的频率是高于20000Hz的声波； （3）根据速度公式计算超声波通过的距离，再计算出人的高度。 【解析】解：（1）在海洋勘察和军事方面，声呐发射的是超声波。 （2）每分钟振动31000～41000次，则每秒内振动的次数为517Hz﹣683Hz，这属于可听声，故该牙刷正常工作时发出的不是超声波。 （3）超声波通过的路程为： ； 感应器到人头部的距离为： ； 该同学的身高为： h人＝h总﹣h＝2.4m﹣0.68m＝1.72m。 故答案为：（1）超声；（2）不是；（3）1.72。 14．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。 【分析】（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）（3）根据时间相同，路程与速度成正比计算。 【解析】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。 2 / 14 学科网（北京）股份有限公司 $$