内容正文:
2.3 声的利用
【核心素养目标】
1、物理观念:区分声传递信息、声传递能量两类应用;掌握超声波、次声波的典型应用
2、科学思维:根据现象判断声的利用类型
3、社会责任:了解声学技术在医疗、军事、工业中的应用,体会物理价值
【学习重难点】
重点:声传递信息、声传递能量的实例区分
难点:同类场景下信息与能量的辨析
【课前预习】
1、声的两大利用:传递________、传递________。
2、传递信息(无明显做功、无物体形变):回声定位、、、次声波预警。
3、传递能量(产生振动、破碎、清洗等效果):超声波清洗、、。
4、回声定位:蝙蝠利用________导航,人类据此发明________。
【课堂探究】
探究1:声传递信息
实例归类:
①B超检查身体 ②声呐探测海底深度 ③倒车雷达 ④次声波预测地震、台风
共性:通过声音获取信息,不改变物体本身状态。
探究2:声传递能量
演示实验:扬声器对准烛焰,播放大声声波,烛焰晃动。
实例归类:
①超声波清洗眼镜 ②超声波击碎人体内结石 ③声波吹灭蜡烛
共性:声音对物体做功,改变物体形态、运动状态。
【知识梳理】
1、传信息:B超、声呐、倒车雷达、次声波预警、听诊器
2、传能量:超声清洗、超声碎石、声波驱雾
3、区分技巧:看是否产生破坏/清洁/形变效果,有则传能量,无则传信息
【当堂检测】
1、下列属于声传递能量的是( )
A. 医生用B超查体 B. 利用声呐探鱼群
C. 超声波清洗首饰 D. 倒车雷达报警
2、蝙蝠导航利用________,该原理发明了________。
3、地震、火山爆发会产生________声波,可提前预警。
【课后作业】
基础:各列举5个传信息、传能量的生活实例
提升:说明B超和超声碎石的原理区别
【易错警示】
B超是传递信息;超声碎石是传递能量,二者同为超声波,用途不同
2.3 声的利用
一.选择题(共10小题)
1.2015年6月1日晚,“东方之星”客轮在长江水域监利段发生翻沉,客轮倒扣在江面上。为了尽快救出被困者,搜救队员用铁锤敲击露在水面的船体并将耳朵贴在船体上听。下列有关说法正确的是( )
A.敲击船体是为了使铁锤振动发声
B.敲击船体是利用声向被困者传递能量
C.贴在船体上听是为了听到求救的超声波信号
D.贴在船体上听是利用固体传声效果比气体好
2.在探究人耳怎样听到声音时,可以用肥皂膜模拟人耳的鼓膜。如图所示,当喇叭发声时,肥皂膜将( )
A.振动 B.静止不动
C.一直向右运动 D.一直向左运动
3.下列有关声现象知识应用的说法正确的是( )
A.超声波可以将人体内的结石击成细小的粉末,这是利用声波可以传递信息
B.发生地震时,声学仪器能接收到地震产生的超声波从而确定地震的方位和强度
C.音乐家贝多芬失去听觉后是利用骨传导的方式继续创作的
D.演奏同一乐曲时,人能分辨出二胡和小提琴发出的声音,主要是因为它们的响度不同
4.如图所示,汽车领域广泛利用AI(人工智能)语音助手实现“人与车”全场景自然交互,下列说法正确的是( )
A.语音助手发出的声音不是振动产生的
B.减小声音音量实质是降低音调
C.人们能分辨出车载音乐中不同乐器的声音,依据是声音的音色
D.根据用户语音指令完成指定操作,说明声音可以传递能量
5.以下各项中属于声音可以传递信息的是( )
①隆隆的雷声预示着一场可能的大雨;②声呐捕鱼;③超声波碎石
④B超探病;⑤用声波来清洗眼镜片;⑥用听诊器了解病人心、肺的情况。
A.①⑤⑥ B.②③④ C.③⑤ D.①②④⑥
6.一艘科考船行驶在某海域,并对该海域的海底形状利用声呐系统进行了测绘。方法是:在经过该海域水平面等间距的A、B、C、D、E五个位置时,向海底定向发射超声波,测得回收信号的时间分别为0.305s、0.12s、0.185s、0.13s、0.30s,根据时间,求出海底与海平面的距离,就可以绘出海底的大致形状,该海域海底的大致形状如图中的( )
A. B.
C. D.
7.下列关于声现象的说法中正确的是( )
A.调节电视机的音量是为了改变声音的音调
B.“闻其声知其人”是根据声音的响度来区分
C.宇航员在月球上可以不借助其他设备直接用语言交流
D.超声波粉碎结石是利用声波具有能量
8.下列事例中,属于利用声传递信息的是( )
①汽车上的倒车雷达
②医用B超诊断仪
③超声波清洗眼镜
④超声波排除人体内结石
⑤利用声呐探测鱼群位置
⑥铁路工人用铁锤敲击钢轨检查螺栓是否松动
A.①②③④ B.②③⑤⑥ C.③④⑤⑥ D.①②⑤⑥
9.有一种随身携带的“声波盒”,它利用47000Hz超声波使液体高频振动产生无数微小的气泡,再立即使其破裂,这个短暂的过程,会产生强烈冲击力,将物体表面的污渍、油脂撞击、剥离下来,达到高效清洁的目的。下列说法正确的是( )
A.超声波不是由物体振动产生的
B.超声波只能在水中传播
C.利用超声波清洗物品说明声波具有能量
D.超声波和人耳可听到的声波在同种情况下传播的速度不同
10.如图所示,在南海、钓鱼岛等海域执行任务的“海巡01”配备有强声设备,可遥控定向远距离发射高达150分贝的警示音、语音等声波。根据以上信息,下列说法中错误的是( )
A.声波具有能量
B.强声设备发出的声波是超声波
C.声波能传递信息
D.声波定向发射器的喇叭状外观可以减少声音分散,增大响度
二.填空题(共5小题)
11.如图所示,将点燃的蜡烛放在发声喇叭前方,可以看到烛焰随着声音晃动。喇叭的纸盆由于 产生声音,声音通过 传播到烛焰处,烛焰晃动说明声音具有 。
12.中医经常通过“望、闻、问、切”四步诊法来诊断患者。其中 是最早利用声音诊断病情的例子。医生还经常用听诊器为病人诊病,其中听诊器是运用了声音 (选填“具有能量”或“传递信息”)的道理;来自患者的声音通过橡胶管传送到医生的耳朵,这样可以提高声音的 (选填“音调”或“响度”)。
13.外科医生可以利用超声波击碎人体内的结石,这是利用了声音可以传递 ;平时说的“B超”也是超声波,可利用它为病人做常规检查,这是利用了声音可以传递 。(选填“信息”、“能量”)
14.长时间大音量用耳机听音乐会使耳膜受损,是因为声音能够传递 ,为此需要减小声音的 。
15.人工智能为日常生活带来美好体验。当人对智能车机播放系统说“请将歌声调大”,车机播放系统将改变声音的 (选填“音调”或“响度”或“音色”),这种人机交互说明了声音能够传递 (选填“信息”或“能量”)。
三.实验探究题(共2小题)
16.声,看不见,摸不着,有的声(如超声波和次声波)人们甚至无法听到。那么声真的能传递能量吗?为了弄清这个问题,小宇自己动手设计了一个简单的实验,但在实验设计时,小宇遇到两个问题,请你帮他解决:
(1)选取什么作为声源?
小宇有一个袖珍收音机、一支音叉、一套大功率组合音响,你认为小宇应选用 作为声源,理由是 。
(2)如何直观地表现声的能量?小宇想到了两种直观表现声能的方案:第一种,如图甲所示,在声源前放一个轻小的纸条,通过观察纸条是否运动来作出分析与判断;第二种,如图乙所示,在声源前放一支点燃的蜡烛,通过观察烛焰是否运动来作出分析与判断。你认为第 种方案较好。理由是 。
17.小红做了几个与声音有关的实验,如图所示,这些实验说明了:
(1)发声的扬声器旁的烛焰晃动,说明声音可以传递 。
(2)不能听到真空罩闹钟的闹铃声,说明 。
(3)发声的音叉将乒乓球弹开,说明 ;加大敲击的力度,乒乓球弹起的力度更大,由此可得出声音的响度与 有关。
(4)用纸片接触转动的齿轮。与齿数较多的轮盘接触时纸片振动较 (填“快”或“慢”),发出声音的音调较 (填“高”或“低”)。
参考答案与试题解析
一.选择题(共10小题)
1.【解答】解:
A、敲击船体是为了使船体振动产生声音。此选项错误;
B、敲击船体是利用声向被困者传递信息,希望被困者做出回应。此选项错误;
C、贴在船体上听是为了更清晰地听到求救的信号,但不是超声波。此选项错误;
D、贴在船体上听是利用固体传声效果比气体好,更容易发现信息。此选项正确。
故选:D。
2.【解答】解:当喇叭振动会发出声音后,声音经过空气传播到肥皂膜处,由于声音有能量可以使肥皂膜产生振动。故A正确,BCD错误。
故选:A。
3.【解答】解:A、超声波可以将人体内的结石击成细小的粉末,这是利用声波可以传递能量,故A错误;
B、发生地震时,声学仪器能接收到地震产生的“次声波”从而确定地震的方位和强度,这是利用声音可以传递信息和能量,故B错误;
C、固体是可以传递声音的,故音乐家贝多芬失去听觉后是利用骨传导的方式继续创作的,故C正确;
D、不同乐器的音色是不同的,所以演奏同一乐曲时,人能分辨出二胡和小提琴发出的声音,主要是因为它们的音色不同,故D错误;
故选:C。
4.【解答】解:A、语音助手发出的声音是振动产生的,故A错误;
B、减小声音音量实质是降低响度,故B错误;
C、人们能分辨出车载音乐中不同乐器的声音,依据是声音的音色,故C正确;
D、根据用户语音指令完成指定操作,说明声音可以传递信息,故D错误。
故选:C。
5.【解答】解:①雷声是下雨的信息,说明声音可以传递信息。
②用声呐可以探测鱼群的信息,说明声音可以传递信息。
③医生用超声振动除去人体内结石。说明声音能传递能量。
④B超是利用超声波,可以获得人体内是否有疾病的信息。说明声音能传递信息。
⑤清洗眼镜片是利用声音传递能量的特点来完成工作的,说明声音可以传递能量。
⑥用听诊器了解病人心、肺的情况,说明声音能传递信息。
故选:D。
6.【解答】解:声音都在海水中传播,所以速度相同,根据公式s=vt可知,当速度一定时,时间越长通过的路程越长,由题知0.305s>0.30s>0.185s>0.13s>0.12s,所以sA>sE>sC>sD>sB,故D符合题意。
故选:D。
7.【解答】解:
A、调节电视机的音量,是为了改变声音的强弱(或大小),即改变声音的响度,故A错误;
B、音色是由发声体自身特点决定的,是判断发声体的依据,“闻其声,知其人”是根据声音的音色区分的,故B错误;
C、当宇航员在太空中时,由于没有声音传播需要的介质,所以不能直接对话,需要借助于可以在真空中传播的电磁波来传递信息,故C错误;
D、用超声波能粉碎人体内的结石,说明超声波具有能量,故D正确。
故选:D。
8.【解答】解:①汽车上的倒车雷达,利用的是声音传递信息;
②医用B超诊断仪,利用的是声音传递信息;
③超声波清洗眼镜,利用的是声音传递能量;
④超声波排除人体内结石,利用的是声音传递能量;
⑤利用声呐探测鱼群位置,利用的是声音传递信息;
⑥铁路工人用铁锤敲击钢轨检查螺栓是否松动利用的是声音传递信息。
综上分析可知,属于利用声传递信息的是①②⑤⑥。
故选:D。
9.【解答】解:A、超声波也是由物体振动产生的,故A错误;
B、超声波可以在固体、液体以及气体中传播,故B错误;
C、利用超声波清洗物品说明声波具有能量,故C正确;
D、超声波和人耳可听到的声波在同种情况下传播的速度相同,故D错误。
故选:C。
10.【解答】解:
A、“海巡01”利用声波震慑、驱赶海盗,说明声波能传递能量,该选项说法正确;
B、强声设备发出的声波是高频声波,是人耳能够听到的,因此不是超声波,该选项说法不正确;
C、发射高分贝的声波可对不法分子起到震慑作用,说明声波能传递信息,该选项说法正确;
D、声波定向发射器喇叭状外观可以减少声音的分散,从而增大响度,该选项说法正确。
故选:B。
二.填空题(共5小题)
11.【解答】解:当喇叭发出较强的声音时,可以看到烛焰随着音乐的节奏晃动。喇叭的纸盆由于振动发出声音,声音通过空气传到烛焰处,烛焰的晃动说明声音具有能量。
故答案为:振动;空气;能量。
12.【解答】解:(1)中医中的“望、闻、问、切”四步诊法中,望,指观气色;闻,指听声音;问,指询问症状;切,指摸脉象。其中的“闻”是声音传递信息的典型应用。
医生用听诊器为病人诊断,是因为声音能传递信息。
(2)来自患者的声音通过橡胶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:闻;传递信息;响度。
13.【解答】解:声音在传播过程中能够传递信息和能量,比如:利用超声波的破碎能力除去人体结石,这就说明声音能够传递能量;利用超声波检查人体疾病就是利用声音能够传递信息。
故答案为:能量;信息。
14.【解答】解:声音能够传递能量,因此音量太大会使耳膜受损,音量太大是指声音的响度太大;为此减小声音的音量,需要减小声音的响度。
故答案为:能量;响度。
15.【解答】解:当人对智能车机播放系统说“请将歌曲调大”,车机播放系统将改变声音的响度,因为“调大”通常指的是声音的强弱,也就是响度。这种人机交互说明了声音能够传递信息,通过声音指令车机做出相应操作,体现了声音传递信息的作用。故答案为:响度;信息。
三.实验探究题(共2小题)
16.【解答】解:(1)选择响度较大的声源,这种声源的声音响度大,现象明显,故选组合音响;
(2)方案一中,纸条运动幅度小时,很难观察出来;而方案二中,火焰跳动,很容易观察到,效果明显。故选方案二。
故答案为:(1)组合音响;声音大,现象明显。(2)二;火焰跳动,效果明显。
17.【解答】解:(1)扬声器发声时,放在旁边的烛焰晃动,说明声波能传递能量。
(2)真空不能传声,抽取玻璃罩内的空气,听不到罩内的声音,说明声音的传播需要介质,即真空不能传声;
(3)一切声音都是由物体振动产生的,即发声的音叉将乒乓球弹开,就说明声音是由物体振动产生的;加大敲击的力度,乒乓球弹起的力度越大,振幅越大,所以声音的响度与振幅有关;
(4)纸片与齿数较多的轮盘接触时,纸片振动较快,频率较大,则发出声音的音调较高。
故答案为:(1)能量;(2)声音不能在真空中传播;(3)声音是由物体振动产生的;振幅;(4)快;高
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