内容正文:
1.4 人耳听不到的声音
【学习目标】
1、熟记人耳听觉频率范围,区分超声波、次声波的频率区间
2、掌握超声波、次声波的特点、产生来源与生活应用
3、掌握人耳听到声音的四个必备条件,区分「物体振动」与「人耳听到声音」
4、能辨析生活实例属于超声 / 次声,解决中考填空、选择题
【学习重难点】
重点:超声波、次声波的频率范围及应用
难点:人听到声音的四个条件;超声、次声特点辨析
【课前预习・自主填空】
1、人耳能够听到的声波频率范围: Hz~ Hz。
2、频率高于 Hz 的声波叫超声波;频率低于 Hz 的声波叫次声波。
3、人耳 能 / 不能)听到超声波和次声波。
4、超声波特点:方向性 、穿透能力 、声能易 。
5、次声波特点:传播距离 、穿透能力强,主要由大型自然活动产生。
【课堂导入】
思考:蝴蝶翅膀在振动,我们却听不到声音;蚊子振动能听到,原因是什么?
答:蝴蝶翅膀振动频率 ,属于 ,人耳无法感知。
【课堂探究・核心新知】
探究 1:声波分类对比表(课堂填写)
声波分类
频率范围
人耳能否听见
核心特点
次声波
可听声
超声波
探究 2:超声波应用分类(课堂归纳)
(1)传递信息:
(2)传递能量:
探究 3:次声波来源与作用
1. 自然来源: 、 、 、火山爆发
2. 人为来源:核爆炸、大型爆破、火箭发射
3. 主要用途:
4. 危害:强次声波会损伤人体器官、破坏建筑物
探究 4:人耳听到声音的四个必备条件(缺一不可)
①
②
③
④
【易错辨析・判断题】(课堂当堂判断)
1、物体振动,人一定能听到声音 ( )
2、超声波音调太高,所以人听不到 ( )
3、次声波传播距离近,容易被障碍物阻挡 ( )
4、同种介质中,超声波、可听声、次声波传播速度相同 ( )
【当堂训练・分层练习】
基础题(全员必做)
1、下列频率的声波,人耳能够听到的是( )
A. 8Hz B. 650Hz C. 21000Hz D. 16Hz
2、医院 B 超检查利用的是( )
A. 次声波 B. 超声波 C. 光波 D. 电磁波
3、灾害监测(地震、台风)利用 ;眼镜精密清洗利用 。
4、太空中发生剧烈爆炸,地面人听不到声音,原因是:
提升题(中考进阶)
1、关于超声波和次声波,下列说法正确的是( )
A. 超声波传播速度大于可听声
B. 次声波不具有能量
C. 声呐探测海底深度利用超声波
D. 次声波频率高,人耳听不到
2、为什么敲击音叉产生振动,但在真空罩内我们听不到声音?
【课堂小结・必背清单】
1、人耳听觉范围: ~ Hz
2、超声波:频率 ,应用:信息类 ;能量类
3、次声波:频率 ,主要用途:
4、听到声音四条件: 、 、 、
【课后作业】
1、熟记可听声、超声波、次声波频率范围及典型应用;
2、完成配套练习册全部习题;
3、抄写「人听到声音的四个条件」3 遍,整理第一章声现象易错点。
1.4 人耳听不到的声音 同步作业
一.选择题
1.自然界中的大象、鲸鱼是能发出次声波的动物,这些动物发出的次声波无法被人耳听到,原因是次声波的( )
A.响度太小 B.振幅太大 C.速度太快 D.频率太低
2.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.响度很小的超声波 B.响度很大的超声波
C.响度很小的次声波 D.响度很大的次声波
3.2017年8月8日,在四川省北部阿坝州九寨沟县发生7.0级地震,地震造成25人死亡(其中24名遇难者身份已确认),525人受伤,6人失联,176492人(含游客)受灾,73671间房屋不同程度受损(其中倒塌76间)。但令人感到惊讶的是,地震过后,人们没有发现野生动物大规模死亡的情况。如果从物理知识的角度分析,其中的原因可能是( )
A.动物反应灵敏
B.有些动物能听到超声波
C.有些动物能听到次声波
D.动物能观察到地面的变化
4.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
5.当轿车倒车时,尾部在非安全距离内遇到人或障碍物,倒车雷达就会发出警报,方便司机判断车尾与后部障碍物间的距离。在倒车雷达工作的过程中,会应用到下列物理知识中的哪几项①声的反射②超声波③声波可以传递信息④声波可以传递能量( )
A.只有③ B.只有④ C.只有①②③ D.只有①②④
二.填空题
1.如图,医生正在用听诊器为病人诊病。听诊器运用了声音 (填“具有能量”或“传递信息”)的道理;来自患者的声音通过橡皮管传送到医生的耳朵,这样可以提高声音的 (填“音调”或“响度”)。
2.声在生活中有着广泛的应用。眼镜店清洗眼镜的设备是利用 (选填“超声波”或“次声波”)使清洗液发生剧烈振动达到去污的效果,这是利用了声可以传递 。
3.习总书记在青岛考察时指出,发展海洋科研是推动强国战略的重要方向。我国自主研发的深海水声学探测器,安装了包括导航、水声通信测速、图像信号传输等多部不同功能的声呐,由此可以说明声音可以传递 ,声呐使用时发出的是 (填“超声波”或“次声波”),这种声波在水中的传播速度 (填“大于”、“等于”或“小于”)在空气中的传播速度。
4.云南北迁亚洲象群牵动全国人民的心,如图是亚洲象迁移时的情景,象群之间通过频率 (填“大于”或“小于”)20Hz的次声波相互交流,这是利用声传递 。为了监测亚洲象的行踪,云南有关部门使用无人机进行24h不间断监测,在夜晚无人机可以通过大象辐射的 线,对其行踪进行监测。
5.随着人工智能的发展,机器人送餐成为时尚。如图所示,机器人可以灵活地避开障碍物是通过体内的雷达发射 ,然后接收障碍物的反射波,确定障碍物的位置。客人可以通过语言来操控机器人,说明声可以传递 。
3. 实验探究题
1.阅读材料
(1)蝙蝠在黑暗中能自由地飞翔,如果用蜡封住其耳朵,虽然把它放在明亮的房间里,仍像喝醉酒一样,一次一次地碰到障碍物,后来,物理学家证实了蝙蝠能发出①波,靠这种波的回声来确定目标和距离,蝙蝠采用的方法叫②。
(2)如果把八只同样的玻璃杯盛不同深度的水用一根细棒依次敲打杯子,可以发现声音的③和盛水量有关。如果调节适当,可演奏简单的乐谱,由此我们不难知道古代“编钟”的道理。
(3)许多年前,“马可波罗”号帆船在“火地岛”失踪,经过多年的研究,揭开了“死亡之谜”,他们都死于亚声,这是一种人耳听不到的声音,频率低于20Hz,而人的内脏的固有频率和亚声波极为相似,当二者相同时,会形成内脏的共振,严重时,把内脏震坏而丧生。
请回答
(1)请你将上面短文中①、②和③处补上恰当的文字:① ,② ;③ ;
(2)亚声是指我们学过的 ;
(3)从短文(3)中可以看出,人体内脏的固有频率大致是 左右,亚声具有 。
(4)从短文(2)中可以看出,所填的物理量③与 有关,关系是 。
2.如图1的导盲杖说明书如表所示,导盲杖发出的声遇到障碍物后反射回来,手柄接收回波后通过振动提醒盲人前方有障碍物。人、蝙蝠发声和听觉频率范围如图2所示。(15℃时声速为340m/s)
说明书(节选)
声频率
40000Hz
与障碍物距离/m
1~1.5
0.5~1
[0﹣0.5
手柄每秒振动次数
1
2
3
(1)导盲杖发出的是 (选填“超声波”或“次声波”)。
(2)导盲杖主要利用了声可以传递 (“信息”或“能量”)。
(3)若气温15℃时导盲杖发出声后0.005s接收到回波,则它与障碍物的距离是 m,根据表中信息推断此时导盲杖手柄每秒振动 次。
(4)蝙蝠 (选填“能”或“不能”)发出与导盲杖相同频率的声波。
(5)导盲杖、蝙蝠都利用了回声定位技术测距离,该技术是否能用于测量宇宙飞船与其他星球之间的距离? ,理由是 。
参考答案与试题解析
一.选择题
1.【解答】解:自然界中的大象、鲸鱼是能发出次声波的动物,次声波的振动频率低于20Hz,不在人耳的听觉频率范围之内,故D正确,ABC错误。
故选:D。
2.【解答】解: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。
3.【解答】解:当海啸发出次声波时,次声波产生的频率低于20Hz不在人耳的听觉范围之内(人能听到的声音频率范围是20Hz~20000Hz),而动物的听力比人强,许多动物可以听见,所以野生动物提前逃跑或隐藏,很少大规模死亡。故ABD错误、C正确。
故选:C。
4.【解答】解:
超声波具有声音的特点可以传播信息和能量,另外还具有方向性好、穿透力强、能量集中、遇物反射等特点,超声波手术刀就是应用方向性好、穿透力强、能量集中的特点,所以超声波的特点与该手术刀的治疗功能无关的是遇物反射。
故选:D。
5.【解答】解:倒车雷达,即倒车防撞雷达,也叫泊车辅助装置,它能以声音或更为直观的显示告知司机车辆周围是否有障碍物,倒车时,利用超声波原理,由装置在车尾保险杠上的探头发送超声波撞击障碍物后反射此声波,计算出车体与障碍物间的实际距离,然后提示给司机,使停车或倒车更容易、更安全,所以说倒车雷达应用了回声定位的原理,获得一些信息。所以倒车雷达工作过程中,应用了超声波、回声、声音可以传递信息,没涉及到声音可以传递能量部分。
故应用的物理知识有①声音的反射;②超声波; ③声波可以传递信息。
故选:C。
二.填空题
1.【解答】解:医生用听诊器为病人诊病,是因为声音能传递信息,来自患者的声音通过橡皮管传送到医生的耳朵,橡胶管减少了声音的分散,提高了响度;
故答案为:传递信息;响度。
2.【解答】解:眼镜店清洗眼镜的设备是利用超声波使清洗液发生剧烈振动达到去污的效果,这是利用了声可以传递能量,使得液体振动的。
故答案为:超声波;能量。
3.【解答】解:
(1)导航、水声通信测速、图象信号传输等多部不同功能的声呐,可以说明声音可以传递信息;
(2)声呐是利用超声波来对目标进行探测、定位和通信的一种电子设备;
声音在不同介质中的传播速度不同,一般来说,在固体中传播速度最大,在液体中次之,在气体中最慢;所以,这种声波在水中的传播速度大于在空气中的传播速度。
故答案为:信息;超声波;大于。
4.【解答】解:次声波的频率小于20Hz,象群依靠次声波相互交流,说明声音能传递信息;夜晚无人机能监测大象,是因为大象辐射的红外线。
故答案为:小于;信息;红外。
5.【解答】解:由题意知,机器人可以灵活地避开障碍物是利用了回声定位,其体内的雷达可以发射超声波,通过接收反射波,确定障碍物的位置;
通过语言来操控机器人,说明声可以传递信息。
故答案为:超声波;信息。
三.实验探究题
1.【解答】解:(1)蝙蝠是利用超声波进行探测信息和定位,靠这种波的回声来确定目标和距离,蝙蝠采用的方法叫回声定位;所以①应是:超声;②应是:回声定位。
用一根细棒依次敲打杯子,杯子中的水量不同,杯子与水振动的快慢不同,杯子与水的振动产生的声音音调不同,所以③应是:音调;
(2)频率低于20Hz的声波叫次声波,所以亚声是指我们学过的次声波。
(3)只有当两个物体的振动频率相同时才能产生共振现象,亚声波的振动频率低于20Hz,所以人体内脏的固有频率大致是20Hz左右。
因为声波能够把内脏振坏,所以声波具有能量。
(4)声音的音调与频率有关;声源振动的频率越高,声音的音调越高。
故答案为:(1)①超声;②回声定位;③音调;(2)次声波;(3)20Hz;能量;(4)频率;声源振动的频率越高,声音的音调越高。
2.【解答】解:(1)导盲杖发出的是超声波;
(2)盲杖主要利用了声可以传递信息;
(3)s=vt=340m/s×0.005s0.85m,由表可知导盲杖手柄每秒振动2次;
(4)由导盲杖的说明书可知,导盲杖发出声波的频率为40000Hz;根据图2可知,蝙蝠发声的频率范围为10000~120000Hz(包含40000Hz),所以蝙蝠能发出与导盲杖相同频率的声波;
(5)声音的传播需要介质,真空不能传声,所以该技术是不能用于测量宇宙飞船与其他星球之间的距离,太空中没有空气。
故答案为:(1)超声波;(2)信息;(3)0.85;2;(4)能;(5)不能,真空不能传声
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