2 第3节 声的利用-【教材笔记】2026-2027学年八年级上册物理课前预习笔记（人教版·新教材）

第3节 声的利用 学习目标 1.知道声可以传递信息和能量，并能举例说明声传递信息和能量。 2.通过学习声在现代技术中的应用，体会科学、技术与社会的联系。 (?问题 人从呱呱坠地时起，就开始利用声音来表达自己的 情绪和需求。人们在优美的音乐中愉悦身心，从彼此的 对话中获得信息…除了人类，动物也能利用声。例 如，大象就可以用人类听不到的“声音”进行交流（图 图2.3-1“无声”交流的大象 2.3-1)。你能举出其他一些例子吗？ ,一些鸟类利用声向同类示警， 吼猴利用声吓退敌人等 知识点1>声与信息 不同的动物感受声波的频率范围不同。有些动物 对高频声波的反应很灵敏，有些动物则容易感受到低 频声波。大象就可以发出次声波，并通过次声波互相 交流。 大自然的许多活动，如地震、火山爆发（图2.3-2)、 台风、海啸等，都伴有次声波产生。一些机器在工作 时，也会产生人耳听不到的次声波。次声波传播的距 离很远，发生地震、台风、核爆炸时，即使在几千千 米以外，使用灵敏的声学仪器也能接收到它们产生的 图2.3-2火山爆发会产生 次声波。处理这些信息，可以确定这些活动发生的方 次声波 位和强度。 ·次声波传递信息 蝙蝠通常只在夜间出来活动、觅食，但它们不会撞 到墙壁、树枝，并且能准确定位。它们的这些“绝技” 42 教材笔记物理八年级上册RJ 靠的是什么？原来，蝙蝠在飞行时会发出超声波（图 2.3-3),超声波碰到墙壁或昆虫时会反射回来，根据 回声到来的方位和时间，蝙蝠就可以确定目标的位置。 蝙蝠采用的方法叫作回声定位。现在，利用这个 方法制成的超声导盲仪可以探测前进道路上的障碍 图2.3-3蝙蝠靠超声波发现昆虫 物，以便帮助视障人士出行。有的倒车雷达也是利用 超声波来定位的（图2.3-4)。科学家利用这个方法 还发明了声呐。利用声呐系统，人们可以探知海洋 的深度，绘出水下数千米处的地形图，捕鱼时还可 以获得水中鱼群的信息。 医生利用听诊器捕获人体内的声音信息来诊断疾 图2.3-4利用超声波定位的 病。而借助超声波，医生还可以准确地获得人体内部 倒车雷达 脏器的图像信息。医生用B型超声波诊断仪向 就诊者体内发射超声波，然后接收体内脏 器的反射波，反射波携带的信息经过处理 后显示在屏幕上。这就是常说的“B超”。 在图2.3-5中，医生正在用B超查看胎儿 的发育情况。中医诊病通过“望、闻、问 切”四个途径，其中“闻”也有听的意思。 图2.3-5B超检查 在生产实践中，超声波检测技术应用很广。例 如，利用超声波可以检测出锅炉有没有裂纹，甚至还人能道过声获取信息的原因： ①声在产生时可以携带一定 可以知道裂纹有多大、多深。 的信息；②声的音调、音色、响度也可以传递一 些信息；③声波被反射时，回声可以传递信息。 知识点2》>声与能量 把一块石头扔进水里，可以看到一圈一圈的波纹 向四周散去，水面上的树叶也随之起伏。我们说，扔 石头的能量通过水波传给了树叶。声波也是一种波 动，那么声波能传递能量吗？ 第二章声现象 43 7> 演示 探究声波传递能量时，借助烛焰的颤动，间接使 我们看到声泼能够传递能量，此处运用了转换法 声波能否传递能量 如图2.3-6所示，将扬声器对准烛焰，播放音乐， 你看到了什么现象？这说明了什么问题？ 扬声器旁的烛焰发生颤动，说明声波能传递能量。 图2.3-6扬声器旁的 烛焰 声波传递能量的性质应用在社会生活的很多方面。 例如，超声波常被用来清洗物体（图2.3-7）。把待清洗 的物体放在清洗液里，超声波会引起液体激烈的振动， 图2.3-7超声波清洗机 振动把物体上的污垢敲击下来而不会损坏被清洗的物 超声波的方向性 体。医生常利用超声波振动除去人体内的某些结石：向 好，穿透力强 结石发射超声波，结石会被击成细小的粉末，从而可以 顺畅地排出体外。 始建于明永乐十八年(1420年)，世界文化遗产，全国重点文物保护单位 科学世界 建筑声学的杰作 驰名中外的北京天坛，是明清皇帝祈谷、祈雨、祈天的地方，其中的回音壁、 三音石、圜丘三处建筑都有非常美妙的声音现象。 圜丘在天坛公园的南部（图2.3-8），始建于明嘉靖九年（公元1530年），是 44教材笔记物理八年级上册RJ 一座分成三层的圆形平台，每层周边都有汉白玉栏板，每层平台的台面都由光滑 的石板铺成。第三层台面高出地面约5m,半径约为11.5m,第三层中心是一块圆 形大理石，俗称天心石。当你站在天心石上说话或唱歌时，你会觉得声音特别洪 亮。但是站在天心石以外的人听起来，却没有这种感觉，站在天心石以外说话或 唱歌，也没有这种感觉。 这种奇妙的现象是声音反射形成的音响效果。圜丘第三层台面中心略高（图 2.3-9),四周微微向下倾斜。当有人在台面中心说话时，传向四周的声音有一部 分被四周的石栏板反射，射到稍有倾斜的台面后又被反射到台面中心。因为圜丘 第三层台面的半径仅约为11.5m,从发声到回声返回台面中心所需的时间约为0.07s, 所以回声跟原来的声音混在一起，分辨不开，让人觉得声音格外响亮，似乎觉得 还有声音从地下传来。 只有大于0.1s,人们才能把回声与原声区分开 台面中心巡 水平线 栏板 图2.3-9圜丘反射声音的示意图 圜丘等建筑反映出我国古代高水平的建筑声学成就。现在，人们也经常在设 计礼堂、音乐厅（图2.3-10）等建筑时进行特别的声学设计，使听众听到的声音 更加饱满、悦耳。 图2.3-10国家大剧院音乐厅 第二章声现象 练习与应用 1.用超声测位仪向海底垂直发射声波，经过4§后收到回波。若海水中声音的平均 传播速度为1500m/s,则此处海水约有多深？ 声波从测位仪传播到海底经历的时间 1 =2×4s=28 此处海水的深度 s=vt=1500m/s×2s=3000m 2.请你分析下列事例是利用声传递能量，还是利用声传递信息。 (1)利用超声波给金属工件探伤。 (2)医生通过听诊器给病人诊病。 (3)通过声学仪器接收到的次声波等信息判断地震的方位和强度。 (4)利用超声波排除人体内的结石。 (1)(2)(3)是利用声传递信息；(4)是利用声传递能量。 3.除了课本中的事例，请你根据对周围生活的观察，再举一个利用声音的例子，并 说明这个例子应用了声音的什么性质。 略。 4.声音在传播过程中遇到障碍物会发生反射。我国古代建 筑师利用这一特点建造了许多神奇的建筑。例如北京天 坛的回音壁、重庆潼南大佛寺的石琴、山西永济普救寺 的莺莺塔（图2.3-11)等。请你查阅资料，向同学们 介绍并展示我国古代建筑应用声学知识的实例。 提示：解决本题的关键是掌握声音传播的规律和回 声的知识。 5.我国有些地方修筑了“音乐公路”。当汽车以一定速 度匀速行驶时，就会奏出一段悦耳的乐曲。音乐公路 的路面上分布着许多横向凹槽，如图2.3-12所示。 图2.3-11 汽车每经过一个凹槽，就会上下振动一次。路面上凹 槽的分布比较密，汽车行进时振动很快，于是就发出 了声音。凹槽的疏密可以根据乐曲的音调高低来设 计，假设某音乐公路规定的行驶速度是54km/h,设 定乐曲为《歌唱祖国》，第一个音符“s0”的频率为 392Hz,汽车发出这个音时，所对应的相邻凹槽之间 的距离是多少？ 图2.3-12 对应的相邱凹槽之间的距离是3.8cm。 46 教材笔记物理八年级上册RJ