四、人耳听不见的声音（导学案）物理苏科版2024八年级上册

本文围绕“人耳听不见的声音”展开，介绍超声波、次声波的特点及应用等核心知识。承接声音基础知识，为后续声学应用奠基，呼应物理学科主题。通过探究、举例等环节，培养学生物理观念、科学思维等核心素养。 该设计创新点在于利用频率计软件等直观教学。特色教法有探究法、列表总结法。其优势在于，学生能提升科学探究能力，教师获清晰授课路径，课堂有效突破声音传递信息与能量的区分这一难点。

四、人耳听不见的声音 （导学案） 【学习目标】 1．知道人耳的听觉频率范围；知道超声波和次声波的特点； 2．知道超声波和次声波在生产生活和科学研究等方面的应用； 3．知道声波能够传递信息和能量。 【学习重点】 1．超声波和次声波 2．超声波的主要特性和实际应用 3．次声波的主要特性和实际应用。 【学习难点】 1．理解超声波和次声波的概念及其特性与应用之间的关系。 2．区分实际例子中声音传递的是信息还是能量。 【自主预习】阅读教材，完成以下问题： 1．人耳能听到的声音叫作可听声波，它的频率范围通常为20~20000Hz。 2．超声波：频率高于20000Hz的声音叫作超声波。次声波：频率低于 20 Hz的声音叫作次声波。 3．次声波：频率低于 20 Hz的声音叫作次声波。 4．超声波的特点：方向性好、在水中传播距离远；穿透能力强、可以成像；能量很大； 5．超声波的应用 （1）超声波能用来回声定位、测距、测速。 （2）超声波可以成像，能用来诊断、探伤。 （3）超声波能用来切削、焊接、凿孔、清洗等。 6．次声波的来源：次声波广泛存在于我们的周围。许多自然现象都会产生次声波，人为产生次声波的现象也很多。 7．次声波的特点：次声波在传播过程中能量衰减较慢，且不易被建筑物遮挡，因而可以传播得很远。其危害主要是危害人体健康、危害机器设备、建筑物等。 【探究新知】 探究一、超声波 （一）人耳听觉的频率范围 1．人耳只能听到一定频率范围内的声音。 （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20~20000Hz。 （2）超声波：频率高于20000Hz的声音叫作超声波。 （3）次声波：频率低于 20 Hz的声音叫作次声波。 2．【体验不同频率的声波】利用频率计软件发出不同频率的声音，或者播放从次声波到超声波不同频率的声音视频。 【问题情境】 不同的人听觉的频率范围不完全相同。例如，有些年轻人就能听到频率低于 20Hz的声音。一般情况下，人的年龄越大，能听到的声音的频率范围越小。不同动物听觉的频率范围差别较大。 （1）图中能听到次声波的动物有哪些?（狗、大象） （2）图中能听到超声波的动物有哪些?（蝙蝠、海豚、猫、狗） （二）超声波的特性与应用 1．超声波的特点：方向性好、在水中传播距离远；穿透能力强、可以成像；能量很大，在介质中传播时能产生巨大的作用力； 2．超声波的应用： （1）超声波方向性好、在水中传播距离远，能用来回声定位、测距、测速。 回声测距公式（拓展） 从发出超声波到接收到回声的总时间为t，s为距离。 （2）超声波穿透能力强、可以成像，能用来诊断、探伤。 （3）超声波的能量很大，在介质中传播时能产生巨大的作用力，能用来切削、焊接、凿孔、清洗等。 3．列表总结： 特性 应用 超声波方向性好、在水中传播距离远 回声定位、测距、测速 超声波穿透能力强、可以成像 诊断、探伤 超声波的能量很大，在介质中传播时能产生巨大的作用力 切削、焊接、凿孔、清洗等 【例1】下列设备中，不是利用超声波工作的是（ ） A．用听诊器检查身体 B．蝙蝠利用声波导航 C．声波金属探伤仪 D．潜艇上的声呐系统 【答案】A 【解析】A．用听诊器检查身体没有用超声波，直接利用声音传递信息，故A符合题意； BCD．蝙蝠利用声波导航，声波金属探伤仪和潜艇上的声呐系统都利用了超声波，故BCD不符合题意。故选A。 探究二、次声波 次声波的特点和危害 1．次声波的来源：（1）次声波广泛存在于我们的周围。许多自然现象都会产生次声波，如狂风暴雨、电闪雷鸣、火山爆发、地震、海啸等。 （2）人为产生次声波的现象也很多，如核爆炸、火箭发射、飞机飞行和列车行驶等都会产生次声波。 2．次声波的特点：次声波在传播过程中能量衰减较慢，且不易被建筑物遮挡，因而可以传播得很远。强烈地震、火山爆发产生的次声波能绕地球传播2~3圈。 3．次声波的危害：较强的次声波会对人体产生严重损害，使人恶心、神经衰弱甚至内脏破裂。强度更大的次声波还会对机器设备、建筑物等造成破坏。 4．次声波的利用：目前，科学家正在研究、监测和控制次声波，以便有效避免它的危害，或从次声波中获取信息来预报地震、台风等。风暴生成后产生的次声波，传播速度远大于风暴移动速度，人们根据监测到的次声波，即可在风暴到来之前发出警报。人们还通过研究次声波在大气层中传播的特性，来探测某些大规模气象过程的性质和规律，预报沙尘暴、龙卷风等。 5．列表总结：声可以传递信息，也可以传递能量。 声能传递信息 声能传递能量 回声定位 超声波清洗 测距、测速 超声波碎石 B超 超声波雾化 金属探伤仪 超声波加湿器 监测自然灾害 次声波武器 【例2】地震预警系统可以监测地震产生的地震波，并向广大民众发出了预警信息，如图。地震预警系统监测到的地震波是（ B ） A．超声波 B．次声波 C．无线电 D．可听声波 【答案】B 【解析】A地震产生的声波是次声波，地震预警系统监测到的地震波是次声波，故B符合题意，ACD不符合题意。 故选B。 【课堂总结】 四、人耳听不见的声音 【课堂练习】 1．（2025·黑龙江·中考真题）关于声音的产生和传播，下列说法中正确的是（　　） A．物体不振动时能产生声音 B．声音可以从月球直接传播到地球 C．声音传播的速度一定是340m/s D．利用声呐可获得水中鱼群的信息 【答案】D 【解析】A．声音是由物体振动产生的，物体不振动时不能产生声音，故A错误； B．声音的传播需要介质，月球周围没有空气，声音不可以从月球直接传播到地球，故B错误； C．声音的传播速度与介质种类和温度有关，不同介质、温度下声音传播的速度不都是340m/s，故C错误； D．声音可以传递信息，利用声呐可获得水中鱼群的信息，故D正确。 故选D。 2．地震产生的次声波（ ） A．在空气中的传播速度比可听声更快 B．频率高于20000Hz C．不能绕过障碍物传播 D．人类耳朵无法直接听到 【答案】D 【解析】A．声音在同一温度下、同一介质中，传播速度相同，次声波在空气中的传播速度与可听声相同，故A不符合题意；     B．次声波的频率低于20Hz，故B不符合题意； C．次声波的声波较长，能绕过障碍物传播，故C不符合题意；     D．次声波不在人耳的听觉范围，人类耳朵无法直接听到，故D符合题意。 故选D。 3．如图所示，是人和蝙蝠的听觉频率范围，下列说法正确的是（ ） A．人有可能听到频率为10kHz的声波 B．人不可能听得到乙图的声波 C．200Hz的声波只要振幅足够大，蝙蝠有可能听得见 D．地震、海啸的预警中利用了频率高于20000Hz的超声波来传递信息 【答案】A 【解析】A．由图可知，人耳的听觉频率范围是20~20000Hz，所以人有可能听到频率为10kHz（10000Hz）的声波，故A正确； B．乙图的声波每毫秒振动一次，频率为1/0.001Hz=1000Hz 人耳的听觉频率范围是20~20000Hz，所以人能听得到乙图的声波，故B错误； C．由图可知，蝙蝠的听觉频率范围是1000~120000Hz，所以蝙蝠听不见200Hz的声波，故C错误； D．地震、海啸的预警中利用了频率低于20Hz的次声波来传递信息，故D错误。 故选A。 4．声在生活中有着广泛的应用。下列主要利用声音传递能量的是（ ） A．医院里的常见医疗设备“B超” B．探测鱼群所用的设备“声呐” C．中医诊病四个途径中的“闻” D．清洗眼镜的设备“超声波清洗机” 【答案】D 【解析】A．B超利用超声波反射成像，传递人体内部结构信息，属于传递信息，故A不符合题意； B．声呐通过接收反射声波探测鱼群位置，属于传递信息，故B不符合题意； C．中医“闻”是通过听声音获取病情信息，属于传递信息，故C不符合题意； D．超声波清洗机利用超声波振动能量去除污渍，属于传递能量，故D符合题意。 故选D。 5．以下跟声音有关的仪器，说法正确的是（ ） A．音叉在真空中振动不会产生声音 B．医院的B超诊断设备是利用次声波来传递信息 C．倒车雷达是利用电磁波来探测车后障碍物的 D．“公共场所不要大声说话”是要求人们说话时声音的响度要低一些 【答案】D 【解析】A．声音是由物体振动产生的，音叉在真空中振动会产生声音，但声音的传播需要介质，真空不能传声，所以在真空中我们听不到音叉振动产生的声音，而不是不产生声音，故A错误； B．医院的B超诊断设备是利用超声波来传递信息的，超声波具有方向性好、穿透能力强等特点，可用于医学检查等领域，而不是次声波，故B错误； C．倒车雷达是利用超声波来探测车后障碍物的，超声波遇到障碍物会反射回来，根据反射时间等信息可确定障碍物的位置等情况，而不是电磁波，故C错误； D．响度是指声音的强弱，“公共场所不要大声说话”，这里的“大声”指的是声音的响度大，所以是要求人们说话时声音的响度要低一些，故D正确。 故选D。 6．如图所示的是东非野生动物大迁徙时的情景，一路上动物的很多活动似乎在“悄无声息”中进行，实际上它们可以用低于20Hz的_________进行交流。蝙蝠是动物界的“高音冠军”，蝙蝠可以发出超声波，利用回声定位觅食，说明声音可以_________。 【答案】 次声波 传递信息 【解析】[1]野生动物进行交流的“声音”频率低于20Hz，是次声波，不在人耳能够听到声音的频率范围之内，人类听不到野生动物之间的交流“声音”； [2]声音可以传递信息，也可以传递能量，蝙蝠利用回声定位觅食，说明声音可以传递信息。 7．机器狗“铁蛋二号”在杭州亚运会上发挥了巨大作用，它可以通过发射和接收频率为25000Hz的________（填“次声波”或“超声波”）来探测周围5m内障碍物的情况，说明声音可以传递________（填“能量”或“信息”）。比赛会场禁止大声喧哗，这是在________控制噪声。 【答案】 超声波 信息 声源处 【解析】[1][2]高于20000Hz的声波叫超声波，即频率为25000Hz的声波属于超声波，用超声波来探测周围5m内障碍物的情况，说明声音可以传递信息。 [3]比赛会场禁止大声喧哗，这是在声源处控制噪声。 【课后反思】 本节课学习中，你有哪些收获，还有哪些问题？ / 学科网（北京）股份有限公司 $$ 四、人耳听不见的声音 （导学案） 【学习目标】 1．知道人耳的听觉频率范围；知道超声波和次声波的特点； 2．知道超声波和次声波在生产生活和科学研究等方面的应用； 3．知道声波能够传递信息和能量。 【学习重点】 1．超声波和次声波 2．超声波的主要特性和实际应用 3．次声波的主要特性和实际应用。 【学习难点】 1．理解超声波和次声波的概念及其特性与应用之间的关系。 2．区分实际例子中声音传递的是信息还是能量。 【自主预习】阅读教材，完成以下问题： 1．人耳能听到的声音叫作_______，它的频率范围通常为______________。 2．超声波：频率高于20000Hz的声音叫作_______。次声波：频率低于 20 Hz的声音叫作_______。 3．次声波：频率低于 20 Hz的声音叫作_______。 4．超声波的特点：__________、______________；_________、可以成像；_________； 5．超声波的应用 （1）超声波能用来________、_______、_______。 （2）超声波可以成像，能用来_______、_______。 （3）超声波能用来_______、_______、_______、_______等。 6．次声波的来源：次声波广泛存在于我们的周围。许多自然现象都会产生_______，人为产生次声波的现象也很多。 7．次声波的特点：次声波在传播过程中能量衰减较_______，且不易被_______遮挡，因而可以传播得很_______。其危害主要是危害_______、危害_______、_______等。 【探究新知】 探究一、超声波 （一）人耳听觉的频率范围 1．人耳只能听到一定频率范围内的声音。 （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20~20000Hz。 （2）超声波：频率高于20000Hz的声音叫作超声波。 （3）次声波：频率低于 20 Hz的声音叫作次声波。 2．【体验不同频率的声波】利用频率计软件发出不同频率的声音，或者播放从次声波到超声波不同频率的声音视频。 【问题情境】 不同的人听觉的频率范围不完全相同。例如，有些年轻人就能听到频率低于 20Hz的声音。一般情况下，人的年龄越大，能听到的声音的频率范围越小。不同动物听觉的频率范围差别较大。 （1）图中能听到次声波的动物有哪些?（狗、大象） （2）图中能听到超声波的动物有哪些?（蝙蝠、海豚、猫、狗） （二）超声波的特性与应用 1．超声波的特点：方向性好、在水中传播距离远；穿透能力强、可以成像；能量很大，在介质中传播时能产生巨大的作用力； 2．超声波的应用： （1）超声波方向性好、在水中传播距离远，能用来回声定位、测距、测速。 回声测距公式（拓展） 从发出超声波到接收到回声的总时间为t，s为距离。 （2）超声波穿透能力强、可以成像，能用来诊断、探伤。 （3）超声波的能量很大，在介质中传播时能产生巨大的作用力，能用来切削、焊接、凿孔、清洗等。 3．列表总结： 特性 应用 超声波方向性好、在水中传播距离远 回声定位、测距、测速 超声波穿透能力强、可以成像 诊断、探伤 超声波的能量很大，在介质中传播时能产生巨大的作用力 切削、焊接、凿孔、清洗等 【例1】下列设备中，不是利用超声波工作的是（ ） A．用听诊器检查身体 B．蝙蝠利用声波导航 C．声波金属探伤仪 D．潜艇上的声呐系统 探究二、次声波 次声波的特点和危害 1．次声波的来源：（1）次声波广泛存在于我们的周围。许多自然现象都会产生次声波，如狂风暴雨、电闪雷鸣、火山爆发、地震、海啸等。 （2）人为产生次声波的现象也很多，如核爆炸、火箭发射、飞机飞行和列车行驶等都会产生次声波。 2．次声波的特点：次声波在传播过程中能量衰减较慢，且不易被建筑物遮挡，因而可以传播得很远。强烈地震、火山爆发产生的次声波能绕地球传播2~3圈。 3．次声波的危害：较强的次声波会对人体产生严重损害，使人恶心、神经衰弱甚至内脏破裂。强度更大的次声波还会对机器设备、建筑物等造成破坏。 4．次声波的利用：目前，科学家正在研究、监测和控制次声波，以便有效避免它的危害，或从次声波中获取信息来预报地震、台风等。风暴生成后产生的次声波，传播速度远大于风暴移动速度，人们根据监测到的次声波，即可在风暴到来之前发出警报。人们还通过研究次声波在大气层中传播的特性，来探测某些大规模气象过程的性质和规律，预报沙尘暴、龙卷风等。 5．列表总结：声可以传递信息，也可以传递能量。 声能传递信息 声能传递能量 回声定位 超声波清洗 测距、测速 超声波碎石 B超 超声波雾化 金属探伤仪 超声波加湿器 监测自然灾害 次声波武器 【例2】地震预警系统可以监测地震产生的地震波，并向广大民众发出了预警信息，如图。地震预警系统监测到的地震波是（ B ） A．超声波 B．次声波 C．无线电 D．可听声波 【课堂总结】 四、人耳听不见的声音 【课堂练习】 1．（2025·黑龙江·中考真题）关于声音的产生和传播，下列说法中正确的是（　　） A．物体不振动时能产生声音 B．声音可以从月球直接传播到地球 C．声音传播的速度一定是340m/s D．利用声呐可获得水中鱼群的信息 2．地震产生的次声波（ ） A．在空气中的传播速度比可听声更快 B．频率高于20000Hz C．不能绕过障碍物传播 D．人类耳朵无法直接听到 3．如图所示，是人和蝙蝠的听觉频率范围，下列说法正确的是（ ） A．人有可能听到频率为10kHz的声波 B．人不可能听得到乙图的声波 C．200Hz的声波只要振幅足够大，蝙蝠有可能听得见 D．地震、海啸的预警中利用了频率高于20000Hz的超声波来传递信息 4．声在生活中有着广泛的应用。下列主要利用声音传递能量的是（ ） A．医院里的常见医疗设备“B超” B．探测鱼群所用的设备“声呐” C．中医诊病四个途径中的“闻” D．清洗眼镜的设备“超声波清洗机” 5．以下跟声音有关的仪器，说法正确的是（ ） A．音叉在真空中振动不会产生声音 B．医院的B超诊断设备是利用次声波来传递信息 C．倒车雷达是利用电磁波来探测车后障碍物的 D．“公共场所不要大声说话”是要求人们说话时声音的响度要低一些 6．如图所示的是东非野生动物大迁徙时的情景，一路上动物的很多活动似乎在“悄无声息”中进行，实际上它们可以用低于20Hz的_________进行交流。蝙蝠是动物界的“高音冠军”，蝙蝠可以发出超声波，利用回声定位觅食，说明声音可以_________。 7．机器狗“铁蛋二号”在杭州亚运会上发挥了巨大作用，它可以通过发射和接收频率为25000Hz的________（填“次声波”或“超声波”）来探测周围5m内障碍物的情况，说明声音可以传递________（填“能量”或“信息”）。比赛会场禁止大声喧哗，这是在________控制噪声。 【课后反思】 本节课学习中，你有哪些收获，还有哪些问题？ / 学科网（北京）股份有限公司 $$