3.4 声波的应用 2025-2026学年北师大版（2024）八年级上册物理

2025-2026学年新北师大版（2024）八年级上学期 3.4 声波的应用习题 一阶知识巩固 核心知识点 1.人耳听觉频率范围与声波分类： 多数人能够听到的声音频率范围大约是 20Hz-20000Hz。 频率高于 20000Hz 的声波称为超声波，频率低于 20Hz 的声波称为次声波。 2.超声波的特点及应用： 特点：超声波频率高，波长短，方向性好，几乎沿直线传播，易发生反射，在水中传播距离远，穿透能力强，并且具有很强的振荡、冲击和破坏作用。 应用：一是可传递信息，例如声呐利用超声波回声定位来探测海洋深度以及鱼群、礁石和敌方潜艇的方位等，汽车倒车雷达也基于此原理；超声检查则利用超声波在人体不同组织交界面反射形成图像，用于医疗诊断；超声探伤仪能凭借超声波的穿透力，探查出金属零件内部裂纹等隐患。二是可传递能量，像医院用超声碎石来击碎病人体内结石；超声波加湿器通过让超声波使水破碎成小雾滴以增加室内湿度；超声波清洗器利用超声波让清洗液剧烈振荡来清洁眼镜片、首饰等物品。 3.次声波的特点及应用 ： 特点：次声波频率低，传播距离远，不容易被吸收，同时具有很强的穿透能力。 应用：由于次声波传播速度大于风暴等灾害移动速度，可利用仪器监测风暴等发出的次声波，来对火山爆发、雷暴等自然灾害进行预警；也可通过测定次声波在大气中的传播特性，进行气象监测，掌握沙尘暴、龙卷风和大气中电磁波扰动等气象活动的性质和规律；此外，大气层内核爆炸会产生强次声波，所以可用高灵敏度装置探测远方核爆炸的强度和位置。 4.语音识别技术： 原理：利用了每种声音的音色不同这一特征。 应用：包括根据声音特征验证用户身份、语音控制机器人，以及应用于智能家居、手机语音输入系统等方面。 【学霸笔记】 1.区分声波传递信息与能量：若声波应用是侧重于获得某种情况、数据、图像等资料内容，基本属于传递信息，例如 B 超成像、声呐探测位置；要是利用声波引发其他物体产生物理上的变化，像是让物体破碎、振荡、运动等，通常是在传递能量，比如超声碎石、超声波清洗。 2.理解超声波与次声波的应用逻辑：需联系超声波和次声波各自特点去领会其用途。比如超声波方向性好，才有了声呐等回声定位应用；次声波传播远，所以能用于对远处灾害预警以及核试验监测等方面。 3.解答声波应用相关习题要点：做题时先明确题目所述的声波是超声波还是次声波，再回忆对应特性，然后判断其应用类型是传递信息或能量，或者涉及其他相关知识要点，如语音识别技术原理等，最终结合题目选项或者问题要求去分析作答。 二阶针对训练 一、选择题 1．下列事例中，利用声来传递信息的是（　　） A．利用强超声波对金刚石等坚硬物品钻孔 B．超声波使液体微粒剧烈振动，加速溶质溶解 C．人暴露在150dB的噪声环境中，耳内鼓膜会破裂出血 D．母象与小象通过次声波交流 2．如图所示，是一款“超声波传感器”智能拐杖，通过超声波传感器加蜂鸣器实现距离报警，可以帮助盲人自信出行，下列说法正确的是（　　） A．利用超声波测距说明声音能够传递能量 B．人耳能听到这种超声波 C．这种超声波的发声体振动特别快 D．蜂鸣报警声比较尖锐指的是声音的响度 3．如图所示，是一台声波灭火装置。通过发出30～60赫兹的低频音波，能够在短短数秒之内扑灭火焰，令人大开眼界。下列关于低频音波说法正确的是（　　） A．不是由物体振动产生的 B．传播需要介质 C．能灭火说明声音可以传递信息 D．是次声波 4．我们身边的世界存在着各种各样的声音，生活中很多地方都要利用声。下列说法中，错误的是（　　） A．两个音叉共鸣时，其振动频率是相同的 B．利用人体发出的微弱噪声可以探测病灶 C．人们利用声波传递能量制成了“倒车雷达” D．监测自然灾害发生前发出的次声波可以预报灾害 5．下列对于声音的利用，可行的是（　　） ①通过声波的反射测量地球与月球的距离； ②利用骨传导制作助听器； ③用内含真空层的玻璃进行隔音； ④通过测量振动频率来判断声音的强弱。 A．①②③ B．①④ C．②③ D．②③④ 6．赛龙舟不仅是一项体育娱乐活动，更体现了我国悠久历史文化传承。如图所示为揭阳某场龙舟比赛的场景，下列说法正确的是（　　） A．电视中能传出的龙舟比赛声音，是因为声音的传播不需要介质 B．鼓声震耳欲聋，说明此时鼓声的响度大 C．划手通过鼓手的鼓声保持划桨的节奏，说明声能传递能量 D．同在一条船上的划手看到鼓手敲击鼓面的瞬间就听到了鼓声，说明声音的传播不需要时间 二、填空题 7．物理课堂上，老师给同学们表演“狮吼功”：他竭尽全力发出“狮吼声”震碎了酒杯。酒杯被震碎说明声音能够传递 　 　 （选填“信息”或“能量”），老师的吼声是通过 　 　 传播到同学们耳中的。 8．弹钢琴时手指按压不同的琴键是为了改变声音的 　 　 ；若发生地震时，被困人员敲击身边硬物向外界发出求救信号，那是利用了声音可以传递 　 　 的原理。 9．篮球比赛中，当球员扣篮时，现场观众发出震耳欲聋的喝彩声，通过 　 　 传到球员耳中，喝彩声使球员们士气大振，说明声音能传递 　 　 。 10．《最强大脑》节目中，有一位神奇的挑战者，他把嘴靠近红酒杯发声，就能将红酒杯震碎，震惊了所有人。这个表演说明声音能够传递 　 　 ，其中魔术师发出的声音是通过 　 　 传到红酒杯的。 11．海岭又称海脊，有时也称“海底山脉”，是狭长延绵的大洋底部的高地，一般在海面以下，高出两侧海底可达3km～4km。如图所示，对某海岭进行勘测时，某勘探船停在该海岭底部的A处正上方，向海底发出声呐信号，6s后收到回波信号。当到达B处正上方时，发现海面上的前方有一不明物体，好像监视自己，勘探船停下后立即向它发出声呐信号，经3s后收到回波信号。已知声音在海水中的传播速度为1500m/s，在空气中的传播速度为340m/s。则： （1）利用超声波感知附近海域情况是利用超声波传递 　 　 。这种信号潜艇上的舰载员 　 　 （选填“能”或“不能”）直接听到。 （2）A处海水的深度。 （3）不明物体离勘探船的距离。 三阶思维拓展训练 12．山路驾驶时有较多的急弯、S弯，特别是一些外侧是悬崖的弯道，通常在过这些弯时大多数人会选择压线往路中央走，在进入弯道前需要先按喇叭，为防止对向有来车，适当鸣喇叭提醒能有效减少交通事故的发生。如图所示，一辆汽车以72km/h的速度匀速驶向正前方的山崖，鸣笛3s后听到回声，已知声音在空气中的传播速度为340m/s，请问： （1）汽车鸣笛提醒说明声音可以传递 　 　 ； （2）鸣笛声从发出到反射传回驾驶员耳中，3s通过的路程是多少？ （3）汽车听到回声时到山崖的距离是多少？ 13．2023年12月18日我国甘肃省积石山发生6.2级地震，地震发生后，各方救援力量紧急驰援，如图是救援人员在积石山县大河家镇进行救援的现场。小明从网上得知，利用地震波中纵波和横波的传播速度不同可以监测震源的位置。图示两条直线分别表示这两种波从震源开始传播的距离（s）与所用时间（t）的关系，若测得这两种波先后到达某监测站的时间间隔为10s，则 （1）地震造成的房倒屋塌，说明声能传递 　 　 ； （2）纵波和横波的传播速度各为多少？ （3）震源到该监测站的距离为多少？ 2025-2026学年新北师大版（2024）八年级上学期 3.4 声波的应用习题 一阶知识巩固 核心知识点 1.人耳听觉频率范围与声波分类： 多数人能够听到的声音频率范围大约是 20Hz-20000Hz。 频率高于 20000Hz 的声波称为超声波，频率低于 20Hz 的声波称为次声波。 2.超声波的特点及应用： 特点：超声波频率高，波长短，方向性好，几乎沿直线传播，易发生反射，在水中传播距离远，穿透能力强，并且具有很强的振荡、冲击和破坏作用。 应用：一是可传递信息，例如声呐利用超声波回声定位来探测海洋深度以及鱼群、礁石和敌方潜艇的方位等，汽车倒车雷达也基于此原理；超声检查则利用超声波在人体不同组织交界面反射形成图像，用于医疗诊断；超声探伤仪能凭借超声波的穿透力，探查出金属零件内部裂纹等隐患。二是可传递能量，像医院用超声碎石来击碎病人体内结石；超声波加湿器通过让超声波使水破碎成小雾滴以增加室内湿度；超声波清洗器利用超声波让清洗液剧烈振荡来清洁眼镜片、首饰等物品。 3.次声波的特点及应用 ： 特点：次声波频率低，传播距离远，不容易被吸收，同时具有很强的穿透能力。 应用：由于次声波传播速度大于风暴等灾害移动速度，可利用仪器监测风暴等发出的次声波，来对火山爆发、雷暴等自然灾害进行预警；也可通过测定次声波在大气中的传播特性，进行气象监测，掌握沙尘暴、龙卷风和大气中电磁波扰动等气象活动的性质和规律；此外，大气层内核爆炸会产生强次声波，所以可用高灵敏度装置探测远方核爆炸的强度和位置。 4.语音识别技术： 原理：利用了每种声音的音色不同这一特征。 应用：包括根据声音特征验证用户身份、语音控制机器人，以及应用于智能家居、手机语音输入系统等方面。 【学霸笔记】 1.区分声波传递信息与能量：若声波应用是侧重于获得某种情况、数据、图像等资料内容，基本属于传递信息，例如 B 超成像、声呐探测位置；要是利用声波引发其他物体产生物理上的变化，像是让物体破碎、振荡、运动等，通常是在传递能量，比如超声碎石、超声波清洗。 2.理解超声波与次声波的应用逻辑：需联系超声波和次声波各自特点去领会其用途。比如超声波方向性好，才有了声呐等回声定位应用；次声波传播远，所以能用于对远处灾害预警以及核试验监测等方面。 3.解答声波应用相关习题要点：做题时先明确题目所述的声波是超声波还是次声波，再回忆对应特性，然后判断其应用类型是传递信息或能量，或者涉及其他相关知识要点，如语音识别技术原理等，最终结合题目选项或者问题要求去分析作答。 二阶针对训练 一、选择题 1．下列事例中，利用声来传递信息的是（　　） A．利用强超声波对金刚石等坚硬物品钻孔 B．超声波使液体微粒剧烈振动，加速溶质溶解 C．人暴露在150dB的噪声环境中，耳内鼓膜会破裂出血 D．母象与小象通过次声波交流 【答案】D 【解答】解：A、利用强超声波对金刚石等坚硬物品钻孔，是利用了声传递能量，故A错误； B、超声波使液体微粒剧烈振动，加速溶质溶解，是利用了声传递能量，故B错误； C、人暴露在150dB的噪声环境中，耳内鼓膜会破裂出血，是利用了声传递能量，故C错误； D、母象与小象通过次声波交流，是利用了声传递信息，故D正确。 故选：D。 2．如图所示，是一款“超声波传感器”智能拐杖，通过超声波传感器加蜂鸣器实现距离报警，可以帮助盲人自信出行，下列说法正确的是（　　） A．利用超声波测距说明声音能够传递能量 B．人耳能听到这种超声波 C．这种超声波的发声体振动特别快 D．蜂鸣报警声比较尖锐指的是声音的响度 【答案】C 【解答】解：A、利用超声波测距说明声音能够传递信息，故A错误； B、超声波的振动频率高于20000Hz，不在人耳的听觉频率范围之内，人耳听不见，故B错误； C、这种超声波的发声体振动特别快，频率高，音调高，故C正确； D、蜂鸣报警声比较尖锐指的是声音的音调，故D错误。 故选：C。 4．如图所示，是一台声波灭火装置。通过发出30～60赫兹的低频音波，能够在短短数秒之内扑灭火焰，令人大开眼界。下列关于低频音波说法正确的是（　　） A．不是由物体振动产生的 B．传播需要介质 C．能灭火说明声音可以传递信息 D．是次声波 【答案】B 【解答】解：A.灭火装置发声也必须是由物体的振动产生的，故A错误； B.声音的传播需要介质，真空不能传声，所以低频音波传播需要介质，故B正确； C.声音可以灭火说明声音可以传递能量，故C错误； D.灭火装置发出的30～60赫兹的声音不属于次声波，故D错误。 故选：B。 5．我们身边的世界存在着各种各样的声音，生活中很多地方都要利用声。下列说法中，错误的是（　　） A．两个音叉共鸣时，其振动频率是相同的 B．利用人体发出的微弱噪声可以探测病灶 C．人们利用声波传递能量制成了“倒车雷达” D．监测自然灾害发生前发出的次声波可以预报灾害 【答案】C 【解答】解：A、两个音叉共鸣时，其振动频率是相同的，故A正确； B、利用人体发出的微弱噪声可以探测病灶，故B正确； C、利用声波传递信息人们制成了“倒车雷达”，故C错误； D、监测自然灾害发生前发出的次声可以预报灾害，故D正确。 故选：C。 6．下列对于声音的利用，可行的是（　　） ①通过声波的反射测量地球与月球的距离； ②利用骨传导制作助听器； ③用内含真空层的玻璃进行隔音； ④通过测量振动频率来判断声音的强弱。 A．①②③ B．①④ C．②③ D．②③④ 【答案】C 【解答】解：①地球与月球之间的太空是真空区域，声波无法传播，所以无法通过声波的反射测量地球与月球的距离，故①错误； ②有些具有听力障碍的人是传导障碍，可以通过骨传导来听到声音，故②正确； ③声音无法在真空中传播，所以可以用内含真空层的玻璃进行隔音，故③正确； ④判断声音的强弱应通过振动幅度而不是振动频率，故④错误。 综上分析，ABD错误，C正确。 故选：C。 7．赛龙舟不仅是一项体育娱乐活动，更体现了我国悠久历史文化传承。如图所示为揭阳某场龙舟比赛的场景，下列说法正确的是（　　） A．电视中能传出的龙舟比赛声音，是因为声音的传播不需要介质 B．鼓声震耳欲聋，说明此时鼓声的响度大 C．划手通过鼓手的鼓声保持划桨的节奏，说明声能传递能量 D．同在一条船上的划手看到鼓手敲击鼓面的瞬间就听到了鼓声，说明声音的传播不需要时间 【答案】B 【解答】解：A、我们能在电视上看到如图所示的龙舟比赛，是因为电磁波的传播不需要介质，故A错误； B、鼓声震耳欲聋，说明此时鼓声的响度大，故B正确； C、划手通过鼓手的鼓声保持划桨的节奏，说明声能传递信息，故C错误； D、同在一条船上的划手看到鼓手敲击鼓面的瞬间就听到了鼓声，只能说明声音传播需要的时间比较短，故D错误。 故选：B。 8．物理课堂上，老师给同学们表演“狮吼功”：他竭尽全力发出“狮吼声”震碎了酒杯。酒杯被震碎说明声音能够传递 　能量　 （选填“信息”或“能量”），老师的吼声是通过 　空气　 传播到同学们耳中的。 【答案】能量；空气。 【解答】解：酒杯被震碎说明声音能够传递能量； 老师的吼声是通过空气传播到同学们耳中的。 故答案为：能量；空气。 9．弹钢琴时手指按压不同的琴键是为了改变声音的 　音调　 ；若发生地震时，被困人员敲击身边硬物向外界发出求救信号，那是利用了声音可以传递 　信息　 的原理。 【答案】音调；信息。 【解答】解：（1）弹钢琴时手指按压不同的琴键是为了改变琴弦的长度，改变琴弦的振动频率，从而改变声音的音调； （2）若发生地震时，被困人员敲击身边硬物向外界发出求救信号，是利用了声音可以传递信息的原理。 故答案为：音调；信息。 10．篮球比赛中，当球员扣篮时，现场观众发出震耳欲聋的喝彩声，通过 　空气　 传到球员耳中，喝彩声使球员们士气大振，说明声音能传递 　信息　 。 【答案】空气；信息。 【解答】解：喝彩声通过空气传到球员的耳朵；球员通过喝彩声获得了观众的反馈信息，因此说明了声音可以传递信息。 故答案为：空气；信息。 11．《最强大脑》节目中，有一位神奇的挑战者，他把嘴靠近红酒杯发声，就能将红酒杯震碎，震惊了所有人。这个表演说明声音能够传递 　能量　 ，其中魔术师发出的声音是通过 　空气　 传到红酒杯的。 【答案】能量；空气。 【解答】解：《最强大脑》节目中，有一位神奇的挑战者，他把嘴靠近红酒杯发声，就能将红酒杯震碎，震惊了所有人。这个表演说明声音能够传递能量，此时杯子和魔术师之间是空气，魔术师发出的声音是通过空气传到红酒杯的。 故答案为：能量；空气。 三阶思维拓展训练 12．海岭又称海脊，有时也称“海底山脉”，是狭长延绵的大洋底部的高地，一般在海面以下，高出两侧海底可达3km～4km。如图所示，对某海岭进行勘测时，某勘探船停在该海岭底部的A处正上方，向海底发出声呐信号，6s后收到回波信号。当到达B处正上方时，发现海面上的前方有一不明物体，好像监视自己，勘探船停下后立即向它发出声呐信号，经3s后收到回波信号。已知声音在海水中的传播速度为1500m/s，在空气中的传播速度为340m/s。则： （1）利用超声波感知附近海域情况是利用超声波传递 　信息　 。这种信号潜艇上的舰载员 　不能　 （选填“能”或“不能”）直接听到。 （2）A处海水的深度。 （3）不明物体离勘探船的距离。 【答案】（1）信息；不能； （2）A处海水的深度为4500m； （3）不明物体离勘探船的距离为510m 【解答】解：（1）利用超声波感知附近海域情况是利用超声波传递信息；超声波超出了人的听觉范围，所以这种信号潜艇上的舰载员不能听到； （2）由可知，勘探船停在该海岭底部的A处正上方，向海底发出的声呐信号传播的路程：s1＝v1t1＝1500m/s×6s＝9000m， A处海水的深度：。 （3）勘探船离向不明物体的距离为声音在3s内空气中传播距离的一半： s'2。 答：（1）信息；不能； （2）A处海水的深度为4500m； （3）不明物体离勘探船的距离为510m。00m； （3）不明物体离勘探船的距离为510m。 13．山路驾驶时有较多的急弯、S弯，特别是一些外侧是悬崖的弯道，通常在过这些弯时大多数人会选择压线往路中央走，在进入弯道前需要先按喇叭，为防止对向有来车，适当鸣喇叭提醒能有效减少交通事故的发生。如图所示，一辆汽车以72km/h的速度匀速驶向正前方的山崖，鸣笛3s后听到回声，已知声音在空气中的传播速度为340m/s，请问： （1）汽车鸣笛提醒说明声音可以传递 　信息　 ； （2）鸣笛声从发出到反射传回驾驶员耳中，3s通过的路程是多少？ （3）汽车听到回声时到山崖的距离是多少？ 【答案】（1）信息；（2）鸣笛声从发出到反射传回驾驶员耳中，3s通过的路程是1020m；（3）汽车听到回声时到山崖的距离是480m。 【解答】解：（1）汽车鸣笛提醒说明声音可以传递信息。 （2）鸣笛声从发出到反射传回驾驶员耳中，3s通过的路程是：s1＝v1t＝340m/s×3s＝1020m； （3）汽车的速度为：v2＝72km/h＝20m/s；3s内汽车行驶的路程为：s2＝v2t＝20m/s×3s＝60m。 依题意有，汽车鸣笛时距山崖距离为：。 汽车听到回声时到山崖的距离为：s'＝s﹣s2＝540m﹣60m＝480m。 答：（1）信息；（2）鸣笛声从发出到反射传回驾驶员耳中，3s通过的路程是1020m；（3）汽车听到回声时到山崖的距离是480m。 14．2023年12月18日我国甘肃省积石山发生6.2级地震，地震发生后，各方救援力量紧急驰援，如图是救援人员在积石山县大河家镇进行救援的现场。小明从网上得知，利用地震波中纵波和横波的传播速度不同可以监测震源的位置。图示两条直线分别表示这两种波从震源开始传播的距离（s）与所用时间（t）的关系，若测得这两种波先后到达某监测站的时间间隔为10s，则 （1）地震造成的房倒屋塌，说明声能传递 　能量　 ； （2）纵波和横波的传播速度各为多少？ （3）震源到该监测站的距离为多少？ 【答案】（1）能量； （2）纵波和横波的传播速度分别为5km/s、3km/s； （3）震源到该监测站的距离为75km。 【解答】解：（1）地震造成的房倒屋塌，说明声能传递能量； （2）由图中数据可知，纵波的速度为：v15km/s； 横波的速度为：v23km/s； （3）测得这两种波先后到达某监测站的时间间隔为10s，由题意可得： 10s， 即：10s， 解得：s＝75km。 故答案为：（1）能量； （2）纵波和横波的传播速度分别为5km/s、3km/s； （3）震源到该监测站的距离为75km。 学科网（北京）股份有限公司 $$