第三节 超声波与次声波（重难点专练）物理新教材沪科版八年级全一册

**基本信息** 以“概念辨析-特点应用-跨物种对比-计算-综合易错”为逻辑链，系统构建超声与次声专项训练体系，融合物理观念与科学思维 **专项设计** |模块|题量/典例|方法提炼|知识逻辑| |----|-----------|----------|----------| |人耳听觉与概念辨析|5题|频率分界（20/20000Hz）+介质依赖|从听觉范围切入，建立超声/次声本质区别| |超声波特点与应用|5题|方向性/穿透性/声能集中+反射原理|特点决定应用场景（导航/医学/工业）| |次声波特点与危害|5题|传播远/绕射强+共振危害机制|自然/人为来源→监测应用→安全防护| |跨物种频率对比|5题|核心数据表格+现象解释模型|通过动物听觉范围差异深化频率认知| |超声测距计算|5题|回声定位公式（s=vt/2）+介质声速取值|原理→公式→易错点（忘除2）递进| |综合易错题|5题|高频误区清单（频率/介质/速度混淆）|整合前5模块，强化科学论证与质疑创新|

第三节 超声波与次声波 题型01 人耳听觉范围与超声、次声概念辨析 题型02 超声波的特点与应用识别 题型03 次声波的特点、应用与危害 题型04 人与动物的发声和听觉频率对比 题型05 超声测距（回声定位）计算 题型06 超声与次声综合易错题 ▌题型01 人耳听觉范围与超声、次声概念辨析 1．人耳听觉范围：多数人能听到的声波频率范围约为20 Hz ~ 20 000 Hz。 2．超声波：频率高于 20 000 Hz的声波，简称超声，人耳无法直接听到。 3．次声波：频率低于 20 Hz的声波，简称次声，人耳同样无法直接听到。 4．易错提醒：超声波与次声波都属于声波，传播都需要介质，真空不能传声；二者的本质区别是频率不同，而非响度不同。 1．研究发现，声波的频率范围很宽，但多数人能听到声波的频率范围约为________Hz。次声波具有极大的破坏力，在强次声环境中，人会恶心、晕眩等，甚至人体内脏会破裂出血。自然界中，如________能产生次声波。（列举一例即可） 【答案】 20-20000 地震 【解析】[1][2]多数人能听到的声波频率范围是20～20000Hz。 频率低于20Hz的声波叫次声波，人耳无法听到； 频率高于20000 Hz的声波叫超声波，人耳也无法听到。次声波的频率低，能传播很远的距离。自然界中很多剧烈的自然现象都会产生次声波，例如： 地震、火山爆发、海啸、台风等。 2．下列关于超声波和次声波的说法正确的是（     ） A．超声波的传播速度比次声波快 B．人耳能听到超声波，不能听到次声波 C．利用超声波可以清洗精密仪器，说明声能传递能量 D．次声波的频率太高，人耳听不到 【答案】C 【解析】A．超声波和次声波在同种介质中、相同温度下的传播速度相同，故A错误； BD．人耳的听觉范围是20Hz~20000Hz，超声波的频率高于20000Hz，次声波的频率低于20Hz，它们的频率都不在人耳听觉范围内，故BD错误； C．利用超声波清洗精密仪器，是利用了声能传递能量，故C正确。 故选C。 3．（1）物体每秒内振动的次数称为________；低于的声音叫做次声波，高于人类听觉上限（）的声音称为_______；某种昆虫靠翅膀的振动发声。如果这种昆虫的翅膀在内振动了600次，频率是________，人类________听到该频率的声音（填“能”或“不能”）； （2）如果将此声波信号输入示波器，示波器展现的波形如图所示，若把另一种频率为声音信号输入同一设置的示波器，其波形可能是( )。 A．    B．    C．    D． 【答案】 振动频率 超声波 300 能 C 【解析】（1）[1]振动频率指的是物体每秒内振动的次数。 [2]由频率划分，低于的声音叫做次声波，高于人类听觉上限（）的声音称为超声波。 [3]这种昆虫的翅膀在内振动了600次，频率是 [4]人类的听觉范围为20~20000Hz，人类能听到该频率的声音。 （2）[5]声音的振动频率300Hz声音的两倍，若把另一种频率为声音信号输入同一设置的示波器，其波形可能是C图中的波形，故ABD不符合题意，C符合题意。 故选C。 4．下列声音中，人耳能够听到的是（　　） A．医院里做“B超”用的声波 B．五星红旗在风中的振动声（约50Hz） C．风暴发出的声波（10～15Hz） D．蝴蝶飞行时翅膀的振动声（2～3Hz） 【答案】B 【解析】人耳听到声音的频率有一定的范围，大多数人能够感受到的声音的频率范围是20赫兹到20000赫兹，不在这个范围内的声音，人耳是听不到的。 A．医院里做“B超”用的声波，是超声波，频率高于20000赫兹，人耳听不到，故A不符合题意； B．五星红旗在风中的振动声（约50赫兹），在人的听觉范围内，人耳能够听到，故B符合题意； C．风暴发出的声波（10～15赫兹），低于20赫兹，属于次声波，人耳听不到，故C不符合题意； D．蝴蝶飞行时翅膀的振动声（2～3赫兹），低于20赫兹，属于次声波，人耳听不到，故D不符合题意。 故选B。 5．关于超声波和次声波，下列说法正确的是（　　） A．超声波和次声波都能在真空中传播 B．超声波和次声波都是人耳听不到的声音 C．超声波和次声波在空气中的传播速度不同 D．超声波和次声波的振动频率都大于20000Hz 【答案】B 【解析】A．声音的传播需要介质，超声波和次声波的传播也需要介质，它们不能在真空中传播，故A错误； BD．人能够听到的声音的频率范围是20Hz~20000Hz，频率低于20 Hz的声波为次声波，频率高于20000 Hz的为超声波。超声波和次声波人耳都听不到，故B正确，D错误； C．声音的传播速度与介质的种类和温度有关，与声音的频率无关，所以超声波和次声波在相同温度的空气中的传播速度是相同的。故C错误。 故选B。 ▌题型02 超声波的特点与应用识别 1．超声波的核心特点：方向性好、穿透能力强、易于获得较集中的声能。 2．典型应用场景 ①导航测距：蝙蝠超声导航、声呐（探测海底深度、鱼群、潜艇）、倒车雷达、智能盲杖； ②医学应用：B 超（超声成像检查）、超声波击碎体内结石； ③工业应用：超声探伤仪检测金属内部缺陷； ④其他应用：超声波杀菌消毒、超声清洗。 3．共性原理：多数应用利用了超声波的反射（回声定位）或穿透特性。 6．蝙蝠在夜间飞行时不会撞到障碍物，是因为它在飞行时发出_____（选填“次声波”或“超声波”），这些声波碰到墙壁或昆虫时会_____回来，根据回声到来的方位和时间，它可以确定目标的位置和距离，蝙蝠所采用的这种方法叫做_____。根据这一原理，科学家发明了_____。 【答案】 超声波 反射 回声定位 声呐 【解析】[1][2][3][4]蝙蝠在飞行时能够发出超声波，超声波碰到蛾子、蚊子等昆虫或其它的障碍物反射回来，蝙蝠根据反射回来的超声波就可以对前方的物体做出判断，说明了声音可以传递信息，蝙蝠所采用的这种方法叫做回声定位．根据这一原理，科学家发明了声呐。 7．以下不属于利用超声的是（　　） A．利用声呐探测鱼群 B．用B超观察母体中的胎儿 C．利用声波信息对核爆炸进行监测 D．利用金属探伤仪探测金属内部的缺陷 【答案】C 【解析】A．利用声呐探测鱼群，利用了超声波传递信息，故A不符合题意； B．用B超观察母体中的胎儿，利用超声波传递信息，故B不符合题意； C．利用声波粉碎结石，核爆炸时会产生次声波，可利用次声波信息对核爆炸进行监测，故C符合题意； D．利用金属探伤仪探测金属内部的缺陷，是利用超声波传递金属内部是否存在缺陷这一信息，故D不符合题意。 故选C。 8．阅读材料，回答问题。 超声波指纹识别技术 传统指纹识别TouchID已成为智能手机的标配。随着黑科技是声波指纹识别技术SenserID的出现，屏下指纹的“全面屏”手机变得越来越普及。 与传统指纹识别不同，超声波指纹识别技术是通过发射超声波扫描紧贴屏幕的指纹，并根据接收到的反射波分析得出指纹的信息进行比对解锁的。 人类能够听到的声波频率范围大约是20Hz到20000Hz，超声波是频率超过人类听觉上限的声波，具有较强的穿透能力，能够穿透玻璃、铝、不锈钢、蓝宝石或塑料等。此外，超声波扫描不受手指上可能存在的污物影响，例如汗水、护手霜或凝露等，从而提供一种更稳定。更精确的认证方法。 （1）在空气传播过程中，超声波的速度与说话声音的速度_____（选填“相同”或“不同”）； （2）SenserID系统能置于手机内部，可以让超声波透过屏幕进行指纹识别，是因为超声波具有_____的特点； （3）超声波指纹识别是通过声波获取指纹信息的。以下各项应用中与此不相同的是（    ） A．医生利用“B”超检查病情 B．利用超声波清洗钟表等精密仪器 C．技工利用超声波给金属工件探伤 D．交警利用超声波测量汽车速度 （4）声呐是一种声学探测设备，舰船可以利用声呐水下通信和对水下目标进行定位。声呐是利用_____（选填“超声波”或“次声波”）来传递信息，声呐不能用于太空测距，这是因为______。 【答案】（1）相同；（2）穿透力强；（3）B；（4）超声波 太空为真空环境，真空不能传声 【解析】（1）超声波和说话声音的频率不同，声速与介质的种类和温度有关，所以两者在同一温度下同种介质中的传播速度是相同的。 （2）超声波具有穿透力强的特点，所以可以让超声波透过屏幕进行指纹识别。 （3）超声波指纹识别是通过声波获取指纹的信息，即利用了声可以传递信息； A．医生利用“B”超检查病情是利用声传递信息，故A不符合题意； B．利用超声波清洗钟表等精密仪器是利用声传递能量，故B符合题意； C．技工利用超声波给金属工件探伤是利用声传递信息，故C不符合题意； D．交警利用超声波测量汽车速度是利用声传递信息，故D不符合题意。 故选B。 （4）[1]声呐是利用超声波，根据回声定位原理进行测距定位的。 [2]太空为真空环境，而真空不能传声，所以声呐不能用于太空测距。 9．（多选）超声波是一种频率高于20000赫兹的声波，它的方向性好，穿透能力强，易于获得较集中的声能，在水中传播距离远，可用于测距、测速、清洗、焊接、碎石、杀菌消毒等。超声波传递能量的是（　　） A．医生用“B”超获取人体内部脏器的图像信息 B．超声波排除人体内的结石 C．超声波清洗机 D．汽车上应用到的倒车雷达 【答案】BC 【解析】超声波可以传递信息和能量，医生用“B”超获取人体内部脏器的图像信息，汽车上应用到的倒车雷达都属于利用超声波传递信息；超声波排除人体内的结石、超声波清洗机都属于利用超声波传递能量。故AD不符合题意，BC符合题意。 故选BC。 10．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。 ▌题型03 次声波的特点、应用与危害 1．次声波的特点：来源广、传播距离远、能绕过障碍物。 2．主要产生来源 ①自然现象：火山爆发、地震、海啸、风暴、龙卷风、雷暴； ②人类活动：核爆炸、导弹发射。 3．应用：监测自然灾害、气象预报、遥测核爆炸等，利用灾害发生前的次声波前兆实现预警。 4．危害：能量很大的次声波破坏力极强，可造成机器破裂、建筑垮塌；还会破坏人体平衡器官，引发恶心、晕眩，严重时可造成内脏破裂，危及生命。 11．地震是一种常见的自然灾害。发生地震时，被困人员可以敲击周围坚硬物体求救。下列有关说法错误的是（　　） A．地震时会产生次声波 B．声音在固体中传播更快 C．被困人员敲击物体发出的声音是由空气振动产生的 D．利用声学仪器可判断地震的方位和强度，说明声音可以传递信息 【答案】C 【解析】A．地震、台风、海啸都能产生次声波，故A正确，不符合题意； B．声音在固体中传播速度大于液体和气体，故B正确，不符合题意； C．被困人员敲击物体发出的声音是由物体振动产生的，故C错误，符合题意； D．声音可以传递信息，声音可以传递能量，利用声学仪器可判断地震的方位和强度，说明声音可以传递信息，故D正确，不符合题意。 故选C。 12．阅读下列材料，回答问题： 次声波的“神秘面纱” 次声波是频率低于20Hz的声波，它看不见、摸不着，却广泛存在于自然界和人类活动中、自然界中的火山爆发、地震、海啸、台风等灾害性事件，都会产生次声波；人类活动中，大型机械运转、火箭发射等也会产生次声波。 次声波的传播具有传播距离远、穿透能力强的特点。例如，一次强烈地震产生的次声波，可以绕地球传播好几圈，能穿透钢筋混凝土等坚固物体。正是由于这些特点，次声波在灾害预警中具有重要作用。科学家可以通过监测次声波的传播路径和强度，提前预判灾害的发生和影响范围。 此外，次声波对人体也有一定的影响。一定强度的次声波会干扰人体的神经系统和心血管系统，使人出现头晕、恶心、胸闷等不适症状，严重时甚至会危及生命。因此，在一些大型工业场所，需要采取措施减弱次声波的危害。 （1）次声波的频率范围是多少？ （2）请说出次声波的一个特点，并举例说明该特点的应用。 【答案】（1）频率低于20Hz；（2）特点：传播距离远（或穿透能力强）；应用：监测地震、海啸等灾害（利用传播距离远的特点） 【解析】（1）频率低于20Hz的声波是次声波。 （2）见答案 13．阅读材料，回答问题。 亚声 频率小于20Hz的声波叫做亚声，亚声看不见、听不见，可它却无处不在，地震、火山爆发、风暴、海浪冲击、热核爆炸等都会产生亚声，科学家借助仪器可以“听见”它。亚声的传播速度和可听声波相同，但它传播的距离较远，亚声还具有很强的穿透能力。可以穿透建筑物，掩蔽所等障碍物，甚至可以穿透十几米厚的钢筋混凝土。 亚声会干扰人的神经系统正常功能，危害人体健康。一定强度的亚声，能使人头晕、恶心。有人认为、晕车、晕船就是车、船在运行时产生的亚声引起的。人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。共振是指一个物理系统在特定频率下，以最大振幅做振动的情形，比如，有一队士兵整齐地走过一座桥。如果他们的步伐频率刚好和桥的固有频率相同，桥就会剧烈振动，这就是共振现象。桥的固有频率是由桥自身的结构（如长度、材质、形状等）决定的。 人体各器官也有自己的固有频率，当外界次声波的频率和人体器官的固有频率接近或一致时，器官就会发生共振。像人的心脏固有频率大致是5Hz左右，头部的固有频率是8﹣12Hz，如果外界存在相应频率的较强次声波，心脏、头部就可能产生共振，进面对人体造成损害。严重时，把内脏震坏而丧生。 亚声的应用大致有以下几个方面： ①研究自然亚声的特性和产生机制，预测自然灾害性事件。人们利用一种叫“水母耳”的仪器，监测风暴发出的亚声，即可在风暴到来之前发出警报； ②通过测定亚声在大气中传播的特性，可探测某些大规模气象过程的性质和规律。如沙尘暴，龙卷风以及大气中电磁波的扰动等； ③亚声在军事上的应用。利用亚声的强穿透性制造出能穿透坦克，装甲车的武器，亚声武器一般只伤害人员，不会造成环境污染。 请回答以下问题： （1）根据文中信息，关于亚声的叙述正确的是______； A．文中提到的亚声实际上就是超声波 B．亚声在15℃空气中的传播速度为340m/s C．5Hz的亚声肯定会使人的心脏损坏 （2）亚声除了可以传播能量外，还可以传播信息，文中亚声的哪一方面应用能说明传播信息______（请填写序号）； （3）在太空中能否利用亚声武器来克敌？为什么？______。 【答案】（1）B；（2）①；（3）亚声是声波，因为真空不能传声，所以在太空中不能利用亚声武器来克敌 【解析】（1）A．低于20Hz的声波叫次声波，根据题意，频率小于20Hz的声波叫做亚声，故文中提到的亚声就是次声波，故A错误； B．亚声的传播速度和可听声波相同，声音在15℃的空气中的传播速度为340m/s，故亚声在15℃空气中的传播速度为340m/s，故B正确； C．由文中信息可知，如果外界存在相应频率的较强次声波，心脏可能产生共振，进而对人体造成损害，人的心脏固有频率大致是5Hz，较强的5Hz的亚声，如果使心脏产生共振才会对人体造成损伤，故C错误。 故选B。 （2）声音可以传递信息和能量，由题意可知，人们利用一种叫“水母耳”的仪器，监测风暴发出的亚声，即可在风暴到来之前发出警报，利用了亚声传递信息，亚声在军事上的应用表示亚声能传递能量，故选①。 （3）亚声是声波，因为真空不能传声，所以在太空中不能利用亚声武器来克敌。 14．在地震发声前，常常会看到鸡、狗等动物烦躁不安．科学家研究发现，原来它们听到了来自地下深处的振动声，但此时人却一无所知，原因是（ ） A．动物的听力比人好，很小的声音它们就可以听到 B．动物比人更聪明，它们能先知先觉 C．动物能听到由于地震发出的次声波，人则不能听到 D．动物能听到由于地震发出的超声波，人则不能听到 【答案】C 【解析】因为地震来临之前会发出次声波，有些动物听到，就会出现烦躁不安甚至恐慌，但人听不到，不会有什么感觉。 故选C。 15．阅读下面短文，回答问题。 潜伏在身边的声波——次声波。地震爆发前，许多动物往往有异常反应，如老鼠逃出洞，牛马不入圈，鸡犬不宁等，这主要是由地震爆发前存在于我们身边的强烈的次声波引起的。 次声波的重要特性是传播过程中衰减较少，不容易被水或空气吸收，次声波的波长长达几百米甚至几万米。这种波很容易绕过障碍物向前传播，能传播得很远，而且无孔不入，建筑物、装甲车、飞机、潜艇都不能挡住次声波。 一定功率的次声波对建筑物有很大的破坏性。它能使侨梁、高大的楼群震裂甚至摆动。此外，当人听到2~10 Hz的次声波时，会产生恐惧、恶心、头晕等症状。其中5Hz的次声波对人危害最大，能引起神经错乱、大脑损伤、血压升高、四肢麻木，甚至内脏破裂。通过阅读这段文字，请你总结出有关次声波的两条规律或特性： （1） ________________________________________________； （2） ________________________________________________。 【答案】 传播过程中衰减较少 能绕过障碍物向前传播 【解析】[1][2]次声是指低于20Hz的声音，能量很高的次声波，具有极大的破坏力，地震可以产生次声，所以破坏力极大，会危及人的生命，次声波的重要特性是传播过程中衰减较少，不容易被水或空气吸收，次声的波长很长，所以传播的时候可以很容易的绕过障碍物，传播距离非常远，就连建筑物都无法挡住。 ▌题型04 人与动物的发声和听觉频率对比 1．不同生物的发声和听觉频率范围不同，多数动物的听觉范围比人类更广。 2．核心数据（教材表格） ①人：发声 85~1100 Hz，听觉 20~20 000 Hz； ②蝙蝠：发声 10 000~120 000 Hz，听觉 1 000~120 000 Hz，可听到高频超声； ③大象：发声 8~35 Hz，听觉 1~20 000 Hz，可听到次声波； ④狗：听觉 15~50 000 Hz，能听到部分超声波； ⑤海豚：听觉范围极广，可听到很高频率的超声波。 3．现象解释：灾害前动物异动，本质是它们能感知到人耳听不到的次声波。 16．你认为很静，没有任何声音时，狗却突然表现得非常警惕，这很可能为（　　） A．狗能准确辨认声源的位置 B．狗的发声频率范围比人的大 C．狗的听觉频率范围比人的大 D．同样的声音狗听起来响度大 【答案】C 【解析】正常人的听觉频率范围是，频率低于或高于的声音人无法听到，而狗的听觉频率范围远大于人的听觉范围，能听到人感知不到的声音，因此人觉得安静没有声音时，狗能听到声音因此变得警惕，故C符合题意，ABD不符合题意。 故选C。 17．超声波是频率超过人类听觉上限的声波，具有较强的穿透能力，能够穿透玻璃、铝、不锈锅或塑料等。目前（SenseID）已越来越普遍地应用于手机解锁，与传统指纹识别不同，并根据接收到的反射超声波分析得出指纹的信息，进行比对解锁超声波扫描能够不受手指上可能存在的污物影响，从而提供种更稳定、精确的认证方法。 动物 听觉范围 海豚 150~150000Hz 狗 15~50000Hz 大象 1~20000Hz （1）表格中给出了三种动物的听觉范围，其中不能听到超声波的动物是__________，不能听到次声波的动物是__________； （2）SenseID通过超声波获取指纹信息，以下各项应用中与此类似的是__________； A．超声波焊接器 B．超声波清洗器 C．渔船用声呐探测鱼群情况 D．医生用超声波击碎结石 （3）SenseID系统置于手机内部，能透过屏幕进行指纹识别，是因为超声波具有__________的特点； （4）SenseID系统利用了仿生学原理，它模仿的是__________； A．大象　　B．蜘蛛　　C．蝙蝠　　D．人 （5）某手机利用SenseID，从发出超声波至接收到指纹反射的超声波，用时间为8×10-6s，已知超声波在手机材料中传播速度为900m/s，则SenseID系统到指纹的距离为__________mm。 【答案】（1）大象 海豚；（2）C；（3）较强的穿透能力；（4）C；（5）3.6 【解析】（1）[1][2]人的听觉范围在20~20000Hz之间，高于20000Hz为超声波，低于20Hz的是次声波；由图表看出大象听到声音的最大频率是20000Hz，因此听不到超声波；海豚听到声音的最小频率是150Hz，因此听不到次声波。 （2）[3]SenseID通过超声波获取指纹信息是利用声音能传递信息，超声波焊接器、超声波清洗器、用超声波击碎结石都是通过超声波传递能量，用声呐探测鱼群情况是通过超声波传递信息，故C符合题意，ABD不符合题意。 故选C。 （3）[4]由题意可知，超声波能够穿透玻璃、铝、不锈锅或塑料等，SenseID系统置于手机内部，能透过屏幕进行指纹识别，是因为超声波具有较强的穿透能力。 （4）[5]由题意可知，SenseID系统利用了仿生学原理，利用了超声波，因此它模仿的是蝙蝠，故C符合题意，ABD不符合题意。 故选C。 （5）[6]由公式可知，从发出超声波至接收到指纹反射的超声波用时8×10-6s，所以，超声波到指纹的时间 超声波的速度是900m/s，则SenseID系统到指纹的距离s=vt=900m/s×4×10﹣6s=0.0036m=3.6mm 18．阅读材料，回答问题。 发声、听觉与频率 声音是由于物体的振动而产生的，物体振动使周围的介质（如空气）产生周期性的压缩、膨胀的波动，并以波的形式向外传播，称作声波。频率指发声物体每秒振动的次数，单位是赫兹，符号是。 人和动物可以发出声音，发声的频率范围各不相同。声波通过介质传递给动物的听觉器官，从而使动物能够产生听觉。人类的听觉器官即人耳所能接受的声音振动频率约为。低于的声音称为次声，高于的声音称为超声，这种声音一般是无法引起人的听觉的。人和动物的听觉频率范围也不相同，下表是人和一些动物的发声的频率范围和听觉频率范围。 动物 发声频率f/Hz 听声频率f/Hz 人 85~1100 20~20000 狗 452~1800 15~50000 青蛙 50~5000 50~8000 知更鸟 2000~13000 250~20000 蝙蝠 10000~120000 1000~120000 海豚 7000~120000 150~150000 （1）声音是以波的形式向外传播，称作________。 （2）蚊子的嗡嗡叫声令人厌烦，若蚊子的翅膀每分钟振动30000次，则蚊子翅膀的振动频率为________。 （3）人说话发出的声音是由于________的振动产生的；人能够听到海豚发出的声音的频率范围是________。 （4）根据表中信息，下列说法正确的是________（多选）。 A．人能够完全听到知更鸟发出的声音 B．狗不能听到次声 C．蝙蝠和海豚能够发出人耳听不见的超声 D．蝙蝠的听声频率范围比海豚的听声频率范围广 【答案】（1）声波；（2）500/；（3）声带 7000-20000；（4）AC 【解析】【小题1】声音在介质中传播时，以疏密相间的波动形式传播，这种波动称为声波。 【小题2】频率单位是赫兹（Hz），表示每秒振动的次数。蚊子的翅膀每分钟振动30000次，则其频率为 【小题3】[1]声音都是由物体振动产生的，同样人说话是靠声带振动发声的。 [2]由表可知，海豚发声频率7000～120000Hz，人类听觉范围20～20000Hz，所以人能听到的海豚声音频率范围是7000～20000Hz。 【小题4】A．由表可知，知更鸟发声频率2000～13000Hz，人耳听觉范围：20～20000Hz，2000～13000Hz 完全在人耳范围内，所以人能完全听到，故A正确； B．次声是指频率低于 20 Hz的声音，狗的听觉范围15～50000Hz，因此狗能听到部分次声，故B错误； C．超声是指频率高于20000Hz的声音，由表有蝙蝠发声频率范围为10000～120000Hz，显然有超出20000 Hz的部分，即能发出超声，海豚发声频率范围为7000～120000Hz，同样有超出20000 Hz 的部分，也能发出超声，且这些超声人耳听不到，故C正确； D．由表可知，蝙蝠听声范围1000～120000Hz，跨度为，海豚听声范围150～150000Hz，跨度为，显然海豚的听声范围更广，故D错误。 故选 AC。 19．人的听觉范围大于人的发声范围，这就启示我们要多听少说。如图是人和一些动物的发声频率和听觉频率范围。说法正确的是 （   ） 人和一些动物的发声和听觉的频率范围 A．人类听不到的次声波，某些动物可能能够听到 B．人的发声频率在听觉频率范围之内，人一定能听到别人发出的声音 C．大象之间的“交谈”用超声波，人类听不见但大象们能听清 D．地震来临前会产生超声波 【答案】A 【解析】A．由图知，人听不到小于20Hz的声音，但大象可以听到大于1Hz，小于20Hz的声音，故A正确； B．由图知，人的听觉频率在20~20000Hz之间，但人的发声频率在85~1100Hz之间，但当人与人之间距离较远，响度较小时，别人发出的声音一样听不到，故B错误； C．大象的发声频率在14~24Hz之间，不能发出超声波，不能用超声波交谈，故C错误； D．地震来临前会产生次声波，故D错误。 故选A。 20．发生地震前大地有时会有缓慢振动，会产生一种次声波，人类听不到但某些动物却能感知到，是因为（　　） A．次声波的频率大于20 Hz      B．缓慢振动发出的声音太小 C．次声波无法传到人耳      D．次声波的频率低于人耳能听到的频率范围 【答案】D 【解析】A．人们把低于20Hz的声音叫做次声波，故A错误，不符合题意； B．缓慢震动是频率低，它低于人类的听觉下限，和响度无关，故B错误，B不符合题意； CD．地震时伴有次声波产生，它低于人类的听觉下限，我们感知不到，并不是传不到。故C错误，C不符合题意，D正确，D符合题意。 故选D。 ▌题型05 超声测距（回声定位）计算 1．原理：回声定位。超声波发出后遇到障碍物反射回来，根据往返总时间和声速，计算声源到障碍物的距离。 2．核心公式： 是从发射到接收回波的总时间；除以 2 是因为声波走了往返路程，最终结果为单程距离。 3．易错提醒：海水中声速通常取 1500 m/s，空气中取 340 m/s；忘记除以 2 是最常见的计算错误。 21．在AI技术助力下，“智慧养老机器人”不断推陈出新，陪聊天、做家务、帮康复，样样精通。如图所示为老人与“机器人”相处时的情境。 （1）机器人监测到人的体温异常时，可以语音提示，说明声音可以传递_______；机器人在行进过程中，通过发射和接收________（填“超声波”或“次声波”）能较好地感知到障碍物，会自动减速或调整路线，巧妙避障。 （2）机器人3s内可移动2.4m，则机器人的运动速度是多大？ （3）某时刻机器人距障碍物8m，机器人以上面（2）中的速度向障碍物匀速直线行驶了9s后，系统才发出减速的指令，开始减速后，机器人最多运动0.3m可停下，请你通过计算说明，机器人是否会碰到障碍物？ 【答案】（1）信息 超声波；（2）0.8m/s；（3）不会 【解析】（1）语音提示体温异常，是利用声音传递人体体温的相关信息；机器人避障采用超声波测距，超声波方向性好、反射效果佳，次声波多用于监测地震、海啸等大型地质活动。 （2）机器人的运动速度为 （3）机器人匀速运动距离 机器人运动总距离 ，所以，机器人不会碰到障碍物。 22．声呐是利用水中声波对水下目标进行探测、定位和通信的电子设备， （1）它能对水下目标进行探测说明声能传递______（选填“信息”或“能量”）； （2）若声音在海水中的传播速度为1500m/s，利用回声定位原理从海面竖直向海底发射超声波，发出超声到接收回声所用时间为4s，那么该处海洋的深度为多少m。 【答案】（1）信息；（2）3000m 【解析】（1）声呐对水下目标进行探测，是通过声波获取目标的位置、距离等信息，说明声能传递信息。 （2）超声波从海面到海底再返回海面的总时间为4s，因此超声波从海面到海底的时间为总时间的一半，即 已知声音在海水中的传播速度，根据公式，则该处海洋的深度为 23．2023年1月22日，我国自主研发的“奋斗者”号载人潜水器（图甲所示）在印度洋蒂阿曼蒂那海沟成功坐底，下潜深度达到10909m。深渊科考队员还在位于海沟5810米深度处，利用机械手放置“兔年快乐”的标志物如图乙所示，以此恭贺中国农历新年。 （1）安装在“奋斗者”号上的声呐装置可发射_________（选填“超声波”或“次声波”）探测海沟深处地貌； （2）超声波在海水中传播的速度约。用声呐从海面竖直向海底10000m处发射超声波，则经过多少时间收到返回的声波？（结果保留一位小数） （3）在某次下潜实验中，从潜水器接触水面开始计时，前5s下潜了60m后，继续以的速度匀速下潜45s，求前50s的平均速度。 【答案】（1）超声波；（2）13.3s；（3）19.2m/s 【解析】（1）超声波频率高、方向性好，适合用于水下探测，声呐装置可发射超声波探测海沟深处地貌。 （2）海面到海底竖直距离为10000m，则超声波从海面到海底的往返路程 超声波经过的时间 （3）依题意前5s潜水器路程，后45s潜水器的路程 前50s的平均速度 24．如图所示，鱼儿能被它们喜欢的声音诱入渔网，请你根据图中情景回答下列问题： （1）这种现象说明声音可以在_________中传播，还可以说明声音可以传递_________。 （2）能不能用声呐测量地球和月球之间的距离？为什么？ 【答案】（1）液体/水 信息；（2）不能；月球到地球之间存在真空，而真空不能传声，所以不能用声呐测量月球到地球的距离 【解析】（1）[1]鱼儿能被它们喜欢的声音诱入渔鱼网，说明水中的鱼儿可以听到声音，这种现象说明声音可以在液体（水）中传播。 [2]鱼感知到喜欢的声音而被诱入渔网，说明声音可以传递信息。 （2）声音的传播需要介质，因为月球与地球之间存在真空，真空不能传声，所以不能用声呐测量地球和月球之间的距离。 25．阅读短文，回答问题。 超声波 超声波是频率高于20000Hz的声波，具有指向性好、反射能力强、能量集中等特点，可用于测距、测速、碎石等。 生活中超声波的应用有很多。如超声波加湿器，通过将超声波通入水罐中，产生剧烈的振动使罐中的水破碎成“白雾”，再用小风扇将雾滴吹入室内，增加室内空气的湿度。此外，超声波还经常应用于精密机械的清洗。 如图甲所示，是超声波测速的原理图。超声波测速仪每1.4s发出一个较强的超声波信号，它在空气中以340m/s速度传播，当遇到路面上的汽车时发生反射。测速仪会接收反射回来的超声波信号，同时记录发射、接收信号的时间，由此可以测定汽车移动的速度。图乙是某次超声波测速仪监测某车时的信息。 （1）超声波加湿器的应用，说明超声波可以传递___________； （2）分析图乙数据： ①测速仪第一次发射的超声波信号，经过___________s被接收； ②被监测的车辆第一次遇到超声波信号时距离测速仪___________m，监测过程中汽车正在___________测速仪（选填“远离”或“靠近”）； ③如果监测过程中汽车在做匀速直线运动，则该车行驶的速度约为___________m/s。（计算结果保留整数） 【答案】（1）能量；（2）0.6 102 靠近 26 【解析】（1）超声波可以传递能量和信息，超声波加湿器依靠超声波振动使水破碎成白雾，说明超声波可以传递能量。 （2）根据图乙的时间坐标，可知测速仪第一次发射超声波在0s，接收到反射信号在0.6s，因此经过0.6s被接收。 超声波从测速仪发出到遇到汽车再反射回测速仪，单程传播时间是发射接收总时间的一半，即第一次超声波单程传播时间为 则此时汽车与测速仪的距离为 第二次发射超声波在1.4s，接收在1.8s，总传播时间为 则第二次超声波单程传播时间为 此时汽车与测速仪的距离为 说明汽车正在靠近测速仪。 汽车行驶的路程为 汽车第一次遇到超声波的时刻为0.3s，第二次遇到的时刻为 行驶这段路程的时间 因此汽车速度 ▌题型06 超声与次声综合易错题 1．高频易错点：混淆超声、次声的频率分界点，颠倒二者的频率高低；误认为超声、次声不是声波，传播不需要介质；误认为超声波的传播速度比可听声快；回声测距计算时忘记除以 2；混淆超声波和次声波的应用场景。 2．解题关键：频率是区分超声、可听声、次声的唯一标准；二者都属于声波，遵循声波的所有传播规律。 26．目前，超声波指纹识别技术因其高安全性和对环境较强的抗干扰性，主要应用于对安全和可靠性要求较高的领域，其中在智能手机上的应用最为大众所熟知。超声波指纹识别技术利用了超声波具有穿透材料的能力，并且根据材料的不同，会产生不同强度和返回时间的回波。 （1）超声波是指频率________20000Hz的声波（选填“高于”或“等于”或“低于”），人耳通常________（选填“能”或“不能”）听到超声波。 （2）阅读情境材料可知，超声波传播遇到障碍物时________（选填“会”或“不会”）有一部分被反射回来形成回声。 （3）放大手指局部，表面是凹凸不平的。超声波指纹识别系统发出的超声波遇到手指上某点时，测得回波信号的时间为，试估算手指上该点与手机屏幕之间的距离。（超声波的传播速度取900m/s） （4）超声波指纹识别技术能够对手机进行解锁，主要利用的是声音能够传递________（选填“信息”或“能量”）。以下超声波的应用中，用到的原理与超声波指纹识别原理相同的是( )（多选） A．利用超声波勘测海底地貌    B．利用超声波击碎胆结石 C．利用超声波清洗钟表等精密仪器    D．利用超声波观察母体中胎儿发育情况 【答案】（1）高于 不能；（2）会；（3）；（4）信息 AD 【解析】（1）根据声学基础定义，人耳的听觉频率范围是，频率高于20000Hz的声波被定义为超声波，因此超声波不在人耳的听觉范围内，人耳通常不能听到超声波。 （2）根据题干描述，超声波指纹识别依靠接收障碍物反射回来的回波工作，说明超声波遇到障碍物时，会有一部分被反射回来形成回波（回声）。 （3）题干给出的回波总时间是超声波从手机屏幕到手指再返回屏幕的往返时间，因此超声波从屏幕到手指该点的单程时间为 该点与手机屏幕之间的距离 （4）声可以传递信息，也可以传递能量，超声波指纹识别是通过超声波获取指纹的轮廓信息，因此利用了声传递信息。 A.  利用超声波勘测海底地貌，是通过超声波获取地貌信息，利用声传递信息，故A符合题意； B.  利用超声波击碎胆结石，利用声传递能量，故B不符合题意； C.  利用超声波清洗钟表，利用声传递能量，故C不符合题意； D.  利用超声波观察胎儿发育情况，是通过超声波获取发育信息，利用声传递信息，故D符合题意。 故选AD。 27．根据所学内容完成填空： （1）小明在制作隔音房间模型的跨学科实践活动中，用纸盒充当“房间”，选取了无毒无害、隔音效果好的聚酯纤维作为隔音材料，做成隔音房模型； ①隔音房是采用了______（选填“防止噪声产生”“阻断噪声传播”或“防止噪声进入耳朵”）的方法减弱噪声； ②小明测试隔音房模型的隔音性能时，应选______（选填“音叉”或“机械闹钟”）作为声源；用手机分贝检测软件先测量声源在隔音房外时的音量为65dB，然后测量声源在隔音房内时的音量为52dB，手机到声源的距离应______（选填“相同”或“不同”）； （2）学校进行防震安全疏散演练，同学们听到警报声起，立即有序疏散，说明声音能传递______；医用的“B超”利用了______（选填“超声波”或“次声波”）传递信息。 【答案】（1）阻断噪声传播 机械闹钟 相同；（2）信息 超声波 【解析】（1）[1] 减弱噪声的三种途径为：防止噪声产生（从声源处减弱）、阻断噪声传播（从传播过程中减弱）、防止噪声进入耳朵（从人耳处减弱）。隔音房使用聚酯纤维隔音材料包裹纸盒，是在声音的传播路径上设置障碍，阻挡声音的传播，因此属于阻断噪声传播的方法。 [2] 测试隔音性能时，声源需要满足发声稳定、响度适中的特点。音叉的发声需要不断敲击，声音持续时间短且响度不稳定；而机械闹钟能持续、稳定地发声，无需额外操作，更适合作为测试隔音性能的声源。 [3] 手机到声源的距离会影响分贝检测的结果，距离越远，测得的音量越小，因此必须保证手机到声源的距离相同，才能确保实验结果的准确性。 （2）[1] 声音的利用分为两类：传递信息、传递能量。同学们听到警报声后有序疏散，是通过声音接收到“需要疏散”的提示，说明声音能传递信息。 [2] 超声波的频率高于 20000Hz，具有方向性好、穿透能力强的特点，适合用于人体内部的成像检测；次声波的频率低于 20Hz，传播距离远，常用于地震、海啸的预警。医用“B超”是利用超声波的反射来获取人体内部器官的图像信息，因此利用的是超声波传递信息。 28．凝聚着国人梦想的国产大飞机C919在江苏海门、启东等地上空首飞成功，中国大飞机飞出安全、更飞出志气和希望。 如图，C919全长38．9m，翼展（两机翼远端的最大距离），C919首飞返回现场时，现场见证者心情越发激动，随着飞机开始着陆，最终首飞取得圆满成功。C919研发专家们流下了激动和幸福的泪水；在研制C919时用到了先进的3D激光打印技术，使用钛合金、高强钢等金属材料，然后按构件形状打印成零件； （1）飞机起飞时，机场的工作人员需要佩戴耳罩，目的是在________（选填“声源处”“传播过程中”或“人耳处”）减弱噪声，从而降低噪声带来的伤害，这说明声音能传递________。 （2）C919巡航速度达到0.785马赫~0.82马赫（1马赫即1倍声速），标准航程4075km，上海至三亚的飞行距离为1944km，若C919以0.8马赫的速度飞行，需要多长时间（已知当时的声速为337.5m/s）？ （3）假设C919沿水平方向以972km/h的速度正常巡航时，发现正前方有一座山峰，为测定飞机与山峰间的距离，其搭载的声呐系统向山峰发出超声波后，经20s收到反射信号，则收到反射信号时飞机与山峰间距离多远（已知超声波在空气中的传播速度为340m/s）？ 【答案】（1）人耳处 能量；（2）2h；（3）700m 【解析】（1）[1][2]噪声可以在声源处、传播过程中、人耳处减弱。飞机起飞时，机场的工作人员需要佩戴耳罩，目的是在人耳处减弱噪声，从而降低噪声带来的伤害，这说明声音能传递能量。 （2）飞机的飞行速度 需要的时间为 （3）飞机速度 20s内，超声波传播的路程 20s内，飞机向山峰飞行的路程 收到反射信号时，超声波走的总路程等于“发出时飞机到山峰距离的2倍减去飞机前进的路程”，则收到信号时飞机与山峰的距离 29．现今汽车领域广泛利用AI语音助手智能系统来实现“人与车”的全场景自然交互。 （1）如图所示，当司机对着AI智能系统说：“请播放音乐”，系统可以根据用户语音指令完成指定操作，说明声音可以传递______（选填“信息”或“能量”）。司机在驾驶汽车进行倒车时，所使用的倒车雷达是通过______（选填“超声波”或“次声波”）来探测障碍物； （2）若将音乐播放速度调为1.5倍速，则此时声音的音调与正常速度播放的声音的音调相比______（选填“变高”、“变低”或“不变”），忽略温度等因素的影响，声波在空气中的传播速度______（选填“变大”、“变小”或“不变”）； （3）关于汽车AI语音助手智能系统，下列说法正确的是______。 A．AI语音助手发出的声音不是由振动产生的 B．减小声音音量实质是降低音调 C．人们依据音色来区分车载音乐中不同乐器的声音 D．语音助手发出的声音可以在真空中传播 【答案】（1）信息 超声波；（2）变高 不变；（3）C 【解析】（1）[1]声音可以传递信息和能量，语音指令携带操作信息，因此说明声音可以传递信息。 [2]倒车雷达利用方向性好的超声波探测障碍物，是超声波的典型应用。 （2）[1]音调由振动频率决定，1.5倍速播放时，相同时间内振动次数增加，频率升高，因此音调变高。 [2]声速只和介质种类、温度有关，忽略温度影响，声波在空气中的传播速度不变。 （3）A．所有声音都是由物体振动产生的，AI语音也不例外，故A错误； B．减小音量本质是降低声音的响度，不是降低音调，故B错误； C．不同发声体音色不同，人们依靠音色区分不同乐器的声音，故C正确； D．声音传播需要介质，真空不能传声，故D错误。 故选C。 30．阅读短文，回答问题。 材料一：雪花落入水中也会发出声波，声波频率在50000Hz到之间，高于人们能听见的声波频率。但是，海里的鲸鱼就能听到雪花落水所产生的声响，并且这些声响令鲸鱼异常烦躁。 材料二：关于声音的速度，课本上是这样描述的：“15℃时空气中的传播速度是340m/s”。 材料三：科考船对某海域的海底形状利用声呐系统进行了测绘。具体方法是：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0.30s、0.16s、0.30s、0.14s、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。 （1）雪花落水发出的声波属于________（选填“超声波”或“次声波”）；站在鲸鱼的角度看雪花落水发出的声响________（选填“是”或“不是”）噪声； （2）声音的传播速度与________和________有关 （3）则该海域海底的大致形状如图中的________（选填字母）。 A． B． C． D． （4）已知超声波在海水中的传播速度约为1500m/s，求A点到海底的竖直距离。（写出计算过程） 【答案】（1）超声波 是；（2）介质的种类 介质的温度；（3）A；（4） 【解析】（1）[1]雪花落入水中的声波频率在50000Hz到之间，大于20000Hz，因此雪花落水发出的声波属于超声波。 [2]雪花落水所产生的声响令鲸鱼异常烦躁，说明这种声音对鲸鱼来说属于噪声。 （2）从描述可知，声音传播的速度与介质的温度和介质的种类有关。 （3）由可知，声速一定的情况下，时间越长，该位置海水越深，所以根据回收信号的时间知道，A、C、E三个位置深度相同，且比B、D两个位置深，B位置比D深，D位置海水最浅，故A正确，BCD错误。 故选A。 （4）超声波发出到海底的时间为回收信号时间的一半，即 故A点到海底的竖直距离为 2 / 2 学科网（北京）股份有限公司 学科网（北京）股份有限公司 $ 第三节 超声波与次声波 ▌题型01 人耳听觉范围与超声、次声概念辨析 1．20~20000 地震 2．C 3．振动频率 超声波 300 能 C 4．B 5．B ▌题型02 超声波的特点与应用识别 6．超声波 反射 回声定位 声呐 7．C 8．（1）相同；（2）穿透力强；（3）B；（4）超声波 太空为真空环境，真空不能传声 9．BC 10．A ▌题型03 次声波的特点、应用与危害 11．C 12．（1）频率低于20Hz；（2）特点：传播距离远（或穿透能力强）；应用：监测地震、海啸等灾害（利用传播距离远的特点） 13．（1）B；（2）①；（3）亚声是声波，因为真空不能传声，所以在太空中不能利用亚声武器来克敌 14．C 15．传播过程中衰减较少 能绕过障碍物向前传播 ▌题型04 人与动物的发声和听觉频率对比 16．C 17．（1）大象 海豚；（2）C；（3）较强的穿透能力；（4）C；（5）3.6 18．（1）声波；（2）500/；（3）声带 7000-20000；（4）AC 19．A 20．D ▌题型05 超声测距（回声定位）计算 21．（1）信息 超声波；（2）0.8m/s；（3）不会 22．（1）信息；（2）3000m 解：（1）声呐对水下目标进行探测，是通过声波获取目标的位置、距离等信息，说明声能传递信息。 （2）超声波从海面到海底再返回海面的总时间为4s，因此超声波从海面到海底的时间为总时间的一半，即 已知声音在海水中的传播速度，根据公式，则该处海洋的深度为 23．（1）超声波；（2）13.3s；（3）19.2m/s 解：（1）超声波频率高、方向性好，适合用于水下探测，声呐装置可发射超声波探测海沟深处地貌。 （2）海面到海底竖直距离为10000m，则超声波从海面到海底的往返路程 超声波经过的时间 （3）依题意前5s潜水器路程，后45s潜水器的路程 前50s的平均速度 24．（1）液体/水 信息；（2）不能；月球到地球之间存在真空，而真空不能传声，所以不能用声呐测量月球到地球的距离 25．（1）能量；（2）0.6 102 靠近 26 解：（1）超声波可以传递能量和信息，超声波加湿器依靠超声波振动使水破碎成白雾，说明超声波可以传递能量。 （2）根据图乙的时间坐标，可知测速仪第一次发射超声波在0s，接收到反射信号在0.6s，因此经过0.6s被接收。 超声波从测速仪发出到遇到汽车再反射回测速仪，单程传播时间是发射接收总时间的一半，即第一次超声波单程传播时间为 则此时汽车与测速仪的距离为 第二次发射超声波在1.4s，接收在1.8s，总传播时间为 则第二次超声波单程传播时间为 此时汽车与测速仪的距离为 说明汽车正在靠近测速仪。 汽车行驶的路程为 汽车第一次遇到超声波的时刻为0.3s，第二次遇到的时刻为 行驶这段路程的时间 因此汽车速度 ▌题型06 超声与次声综合易错题 26．（1）高于 不能；（2）会；（3）；（4）信息 AD 27．（1）阻断噪声传播 机械闹钟 相同；（2）信息 超声波 28．（1）人耳处 能量；（2）2h；（3）700m 29．（1）信息 超声波；（2）变高 不变；（3）C 30．（1）超声波 是；（2）介质的种类 介质的温度；（3）A；（4） 2 / 2 学科网（北京）股份有限公司 学科网（北京）股份有限公司 $ 第三节 超声波与次声波 题型01 人耳听觉范围与超声、次声概念辨析 题型02 超声波的特点与应用识别 题型03 次声波的特点、应用与危害 题型04 人与动物的发声和听觉频率对比 题型05 超声测距（回声定位）计算 题型06 超声与次声综合易错题 ▌题型01 人耳听觉范围与超声、次声概念辨析 1．人耳听觉范围：多数人能听到的声波频率范围约为20 Hz ~ 20 000 Hz。 2．超声波：频率高于 20 000 Hz的声波，简称超声，人耳无法直接听到。 3．次声波：频率低于 20 Hz的声波，简称次声，人耳同样无法直接听到。 4．易错提醒：超声波与次声波都属于声波，传播都需要介质，真空不能传声；二者的本质区别是频率不同，而非响度不同。 1．研究发现，声波的频率范围很宽，但多数人能听到声波的频率范围约为________Hz。次声波具有极大的破坏力，在强次声环境中，人会恶心、晕眩等，甚至人体内脏会破裂出血。自然界中，如________能产生次声波。（列举一例即可） 2．下列关于超声波和次声波的说法正确的是（     ） A．超声波的传播速度比次声波快 B．人耳能听到超声波，不能听到次声波 C．利用超声波可以清洗精密仪器，说明声能传递能量 D．次声波的频率太高，人耳听不到 3．（1）物体每秒内振动的次数称为________；低于的声音叫做次声波，高于人类听觉上限（）的声音称为_______；某种昆虫靠翅膀的振动发声。如果这种昆虫的翅膀在内振动了600次，频率是________，人类________听到该频率的声音（填“能”或“不能”）； （2）如果将此声波信号输入示波器，示波器展现的波形如图所示，若把另一种频率为声音信号输入同一设置的示波器，其波形可能是( )。 A．    B．    C．    D． 4．下列声音中，人耳能够听到的是（　　） A．医院里做“B超”用的声波 B．五星红旗在风中的振动声（约50Hz） C．风暴发出的声波（10～15Hz） D．蝴蝶飞行时翅膀的振动声（2～3Hz） 5．关于超声波和次声波，下列说法正确的是（　　） A．超声波和次声波都能在真空中传播 B．超声波和次声波都是人耳听不到的声音 C．超声波和次声波在空气中的传播速度不同 D．超声波和次声波的振动频率都大于20000Hz ▌题型02 超声波的特点与应用识别 1．超声波的核心特点：方向性好、穿透能力强、易于获得较集中的声能。 2．典型应用场景 ①导航测距：蝙蝠超声导航、声呐（探测海底深度、鱼群、潜艇）、倒车雷达、智能盲杖； ②医学应用：B 超（超声成像检查）、超声波击碎体内结石； ③工业应用：超声探伤仪检测金属内部缺陷； ④其他应用：超声波杀菌消毒、超声清洗。 3．共性原理：多数应用利用了超声波的反射（回声定位）或穿透特性。 6．蝙蝠在夜间飞行时不会撞到障碍物，是因为它在飞行时发出_____（选填“次声波”或“超声波”），这些声波碰到墙壁或昆虫时会_____回来，根据回声到来的方位和时间，它可以确定目标的位置和距离，蝙蝠所采用的这种方法叫做_____。根据这一原理，科学家发明了_____。 7．以下不属于利用超声的是（　　） A．利用声呐探测鱼群 B．用B超观察母体中的胎儿 C．利用声波信息对核爆炸进行监测 D．利用金属探伤仪探测金属内部的缺陷 8．阅读材料，回答问题。 超声波指纹识别技术 传统指纹识别TouchID已成为智能手机的标配。随着黑科技是声波指纹识别技术SenserID的出现，屏下指纹的“全面屏”手机变得越来越普及。 与传统指纹识别不同，超声波指纹识别技术是通过发射超声波扫描紧贴屏幕的指纹，并根据接收到的反射波分析得出指纹的信息进行比对解锁的。 人类能够听到的声波频率范围大约是20Hz到20000Hz，超声波是频率超过人类听觉上限的声波，具有较强的穿透能力，能够穿透玻璃、铝、不锈钢、蓝宝石或塑料等。此外，超声波扫描不受手指上可能存在的污物影响，例如汗水、护手霜或凝露等，从而提供一种更稳定。更精确的认证方法。 （1）在空气传播过程中，超声波的速度与说话声音的速度_____（选填“相同”或“不同”）； （2）SenserID系统能置于手机内部，可以让超声波透过屏幕进行指纹识别，是因为超声波具有_____的特点； （3）超声波指纹识别是通过声波获取指纹信息的。以下各项应用中与此不相同的是（    ） A．医生利用“B”超检查病情 B．利用超声波清洗钟表等精密仪器 C．技工利用超声波给金属工件探伤 D．交警利用超声波测量汽车速度 （4）声呐是一种声学探测设备，舰船可以利用声呐水下通信和对水下目标进行定位。声呐是利用_____（选填“超声波”或“次声波”）来传递信息，声呐不能用于太空测距，这是因为______。 9．（多选）超声波是一种频率高于20000赫兹的声波，它的方向性好，穿透能力强，易于获得较集中的声能，在水中传播距离远，可用于测距、测速、清洗、焊接、碎石、杀菌消毒等。超声波传递能量的是（　　） A．医生用“B”超获取人体内部脏器的图像信息 B．超声波排除人体内的结石 C．超声波清洗机 D．汽车上应用到的倒车雷达 10．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 ▌题型03 次声波的特点、应用与危害 1．次声波的特点：来源广、传播距离远、能绕过障碍物。 2．主要产生来源 ①自然现象：火山爆发、地震、海啸、风暴、龙卷风、雷暴； ②人类活动：核爆炸、导弹发射。 3．应用：监测自然灾害、气象预报、遥测核爆炸等，利用灾害发生前的次声波前兆实现预警。 4．危害：能量很大的次声波破坏力极强，可造成机器破裂、建筑垮塌；还会破坏人体平衡器官，引发恶心、晕眩，严重时可造成内脏破裂，危及生命。 11．地震是一种常见的自然灾害。发生地震时，被困人员可以敲击周围坚硬物体求救。下列有关说法错误的是（　　） A．地震时会产生次声波 B．声音在固体中传播更快 C．被困人员敲击物体发出的声音是由空气振动产生的 D．利用声学仪器可判断地震的方位和强度，说明声音可以传递信息 12．阅读下列材料，回答问题： 次声波的“神秘面纱” 次声波是频率低于20Hz的声波，它看不见、摸不着，却广泛存在于自然界和人类活动中、自然界中的火山爆发、地震、海啸、台风等灾害性事件，都会产生次声波；人类活动中，大型机械运转、火箭发射等也会产生次声波。 次声波的传播具有传播距离远、穿透能力强的特点。例如，一次强烈地震产生的次声波，可以绕地球传播好几圈，能穿透钢筋混凝土等坚固物体。正是由于这些特点，次声波在灾害预警中具有重要作用。科学家可以通过监测次声波的传播路径和强度，提前预判灾害的发生和影响范围。 此外，次声波对人体也有一定的影响。一定强度的次声波会干扰人体的神经系统和心血管系统，使人出现头晕、恶心、胸闷等不适症状，严重时甚至会危及生命。因此，在一些大型工业场所，需要采取措施减弱次声波的危害。 （1）次声波的频率范围是多少？ （2）请说出次声波的一个特点，并举例说明该特点的应用。 13．阅读材料，回答问题。 亚声 频率小于20Hz的声波叫做亚声，亚声看不见、听不见，可它却无处不在，地震、火山爆发、风暴、海浪冲击、热核爆炸等都会产生亚声，科学家借助仪器可以“听见”它。亚声的传播速度和可听声波相同，但它传播的距离较远，亚声还具有很强的穿透能力。可以穿透建筑物，掩蔽所等障碍物，甚至可以穿透十几米厚的钢筋混凝土。 亚声会干扰人的神经系统正常功能，危害人体健康。一定强度的亚声，能使人头晕、恶心。有人认为、晕车、晕船就是车、船在运行时产生的亚声引起的。人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。共振是指一个物理系统在特定频率下，以最大振幅做振动的情形，比如，有一队士兵整齐地走过一座桥。如果他们的步伐频率刚好和桥的固有频率相同，桥就会剧烈振动，这就是共振现象。桥的固有频率是由桥自身的结构（如长度、材质、形状等）决定的。 人体各器官也有自己的固有频率，当外界次声波的频率和人体器官的固有频率接近或一致时，器官就会发生共振。像人的心脏固有频率大致是5Hz左右，头部的固有频率是8﹣12Hz，如果外界存在相应频率的较强次声波，心脏、头部就可能产生共振，进面对人体造成损害。严重时，把内脏震坏而丧生。 亚声的应用大致有以下几个方面： ①研究自然亚声的特性和产生机制，预测自然灾害性事件。人们利用一种叫“水母耳”的仪器，监测风暴发出的亚声，即可在风暴到来之前发出警报； ②通过测定亚声在大气中传播的特性，可探测某些大规模气象过程的性质和规律。如沙尘暴，龙卷风以及大气中电磁波的扰动等； ③亚声在军事上的应用。利用亚声的强穿透性制造出能穿透坦克，装甲车的武器，亚声武器一般只伤害人员，不会造成环境污染。 请回答以下问题： （1）根据文中信息，关于亚声的叙述正确的是______； A．文中提到的亚声实际上就是超声波 B．亚声在15℃空气中的传播速度为340m/s C．5Hz的亚声肯定会使人的心脏损坏 （2）亚声除了可以传播能量外，还可以传播信息，文中亚声的哪一方面应用能说明传播信息______（请填写序号）； （3）在太空中能否利用亚声武器来克敌？为什么？______。 14．在地震发声前，常常会看到鸡、狗等动物烦躁不安．科学家研究发现，原来它们听到了来自地下深处的振动声，但此时人却一无所知，原因是（ ） A．动物的听力比人好，很小的声音它们就可以听到 B．动物比人更聪明，它们能先知先觉 C．动物能听到由于地震发出的次声波，人则不能听到 D．动物能听到由于地震发出的超声波，人则不能听到 15．阅读下面短文，回答问题。 潜伏在身边的声波——次声波。地震爆发前，许多动物往往有异常反应，如老鼠逃出洞，牛马不入圈，鸡犬不宁等，这主要是由地震爆发前存在于我们身边的强烈的次声波引起的。 次声波的重要特性是传播过程中衰减较少，不容易被水或空气吸收，次声波的波长长达几百米甚至几万米。这种波很容易绕过障碍物向前传播，能传播得很远，而且无孔不入，建筑物、装甲车、飞机、潜艇都不能挡住次声波。 一定功率的次声波对建筑物有很大的破坏性。它能使侨梁、高大的楼群震裂甚至摆动。此外，当人听到2~10 Hz的次声波时，会产生恐惧、恶心、头晕等症状。其中5Hz的次声波对人危害最大，能引起神经错乱、大脑损伤、血压升高、四肢麻木，甚至内脏破裂。通过阅读这段文字，请你总结出有关次声波的两条规律或特性： （1） ________________________________________________； （2） ________________________________________________。 ▌题型04 人与动物的发声和听觉频率对比 1．不同生物的发声和听觉频率范围不同，多数动物的听觉范围比人类更广。 2．核心数据（教材表格） ①人：发声 85~1100 Hz，听觉 20~20 000 Hz； ②蝙蝠：发声 10 000~120 000 Hz，听觉 1 000~120 000 Hz，可听到高频超声； ③大象：发声 8~35 Hz，听觉 1~20 000 Hz，可听到次声波； ④狗：听觉 15~50 000 Hz，能听到部分超声波； ⑤海豚：听觉范围极广，可听到很高频率的超声波。 3．现象解释：灾害前动物异动，本质是它们能感知到人耳听不到的次声波。 16．你认为很静，没有任何声音时，狗却突然表现得非常警惕，这很可能为（　　） A．狗能准确辨认声源的位置 B．狗的发声频率范围比人的大 C．狗的听觉频率范围比人的大 D．同样的声音狗听起来响度大 17．超声波是频率超过人类听觉上限的声波，具有较强的穿透能力，能够穿透玻璃、铝、不锈锅或塑料等。目前（SenseID）已越来越普遍地应用于手机解锁，与传统指纹识别不同，并根据接收到的反射超声波分析得出指纹的信息，进行比对解锁超声波扫描能够不受手指上可能存在的污物影响，从而提供种更稳定、精确的认证方法。 动物 听觉范围 海豚 150~150000Hz 狗 15~50000Hz 大象 1~20000Hz （1）表格中给出了三种动物的听觉范围，其中不能听到超声波的动物是__________，不能听到次声波的动物是__________； （2）SenseID通过超声波获取指纹信息，以下各项应用中与此类似的是__________； A．超声波焊接器 B．超声波清洗器 C．渔船用声呐探测鱼群情况 D．医生用超声波击碎结石 （3）SenseID系统置于手机内部，能透过屏幕进行指纹识别，是因为超声波具有__________的特点； （4）SenseID系统利用了仿生学原理，它模仿的是__________； A．大象　　B．蜘蛛　　C．蝙蝠　　D．人 （5）某手机利用SenseID，从发出超声波至接收到指纹反射的超声波，用时间为8×10-6s，已知超声波在手机材料中传播速度为900m/s，则SenseID系统到指纹的距离为__________mm。 18．阅读材料，回答问题。 发声、听觉与频率 声音是由于物体的振动而产生的，物体振动使周围的介质（如空气）产生周期性的压缩、膨胀的波动，并以波的形式向外传播，称作声波。频率指发声物体每秒振动的次数，单位是赫兹，符号是。 人和动物可以发出声音，发声的频率范围各不相同。声波通过介质传递给动物的听觉器官，从而使动物能够产生听觉。人类的听觉器官即人耳所能接受的声音振动频率约为。低于的声音称为次声，高于的声音称为超声，这种声音一般是无法引起人的听觉的。人和动物的听觉频率范围也不相同，下表是人和一些动物的发声的频率范围和听觉频率范围。 动物 发声频率f/Hz 听声频率f/Hz 人 85~1100 20~20000 狗 452~1800 15~50000 青蛙 50~5000 50~8000 知更鸟 2000~13000 250~20000 蝙蝠 10000~120000 1000~120000 海豚 7000~120000 150~150000 （1）声音是以波的形式向外传播，称作________。 （2）蚊子的嗡嗡叫声令人厌烦，若蚊子的翅膀每分钟振动30000次，则蚊子翅膀的振动频率为________。 （3）人说话发出的声音是由于________的振动产生的；人能够听到海豚发出的声音的频率范围是________。 （4）根据表中信息，下列说法正确的是________（多选）。 A．人能够完全听到知更鸟发出的声音 B．狗不能听到次声 C．蝙蝠和海豚能够发出人耳听不见的超声 D．蝙蝠的听声频率范围比海豚的听声频率范围广 19．人的听觉范围大于人的发声范围，这就启示我们要多听少说。如图是人和一些动物的发声频率和听觉频率范围。说法正确的是 （   ） 人和一些动物的发声和听觉的频率范围 A．人类听不到的次声波，某些动物可能能够听到 B．人的发声频率在听觉频率范围之内，人一定能听到别人发出的声音 C．大象之间的“交谈”用超声波，人类听不见但大象们能听清 D．地震来临前会产生超声波 20．发生地震前大地有时会有缓慢振动，会产生一种次声波，人类听不到但某些动物却能感知到，是因为（　　） A．次声波的频率大于20 Hz      B．缓慢振动发出的声音太小 C．次声波无法传到人耳      D．次声波的频率低于人耳能听到的频率范围 ▌题型05 超声测距（回声定位）计算 1．原理：回声定位。超声波发出后遇到障碍物反射回来，根据往返总时间和声速，计算声源到障碍物的距离。 2．核心公式： 是从发射到接收回波的总时间；除以 2 是因为声波走了往返路程，最终结果为单程距离。 3．易错提醒：海水中声速通常取 1500 m/s，空气中取 340 m/s；忘记除以 2 是最常见的计算错误。 21．在AI技术助力下，“智慧养老机器人”不断推陈出新，陪聊天、做家务、帮康复，样样精通。如图所示为老人与“机器人”相处时的情境。 （1）机器人监测到人的体温异常时，可以语音提示，说明声音可以传递_______；机器人在行进过程中，通过发射和接收________（填“超声波”或“次声波”）能较好地感知到障碍物，会自动减速或调整路线，巧妙避障。 （2）机器人3s内可移动2.4m，则机器人的运动速度是多大？ （3）某时刻机器人距障碍物8m，机器人以上面（2）中的速度向障碍物匀速直线行驶了9s后，系统才发出减速的指令，开始减速后，机器人最多运动0.3m可停下，请你通过计算说明，机器人是否会碰到障碍物？ 22．声呐是利用水中声波对水下目标进行探测、定位和通信的电子设备， （1）它能对水下目标进行探测说明声能传递______（选填“信息”或“能量”）； （2）若声音在海水中的传播速度为1500m/s，利用回声定位原理从海面竖直向海底发射超声波，发出超声到接收回声所用时间为4s，那么该处海洋的深度为多少m。 23．2023年1月22日，我国自主研发的“奋斗者”号载人潜水器（图甲所示）在印度洋蒂阿曼蒂那海沟成功坐底，下潜深度达到10909m。深渊科考队员还在位于海沟5810米深度处，利用机械手放置“兔年快乐”的标志物如图乙所示，以此恭贺中国农历新年。 （1）安装在“奋斗者”号上的声呐装置可发射_________（选填“超声波”或“次声波”）探测海沟深处地貌； （2）超声波在海水中传播的速度约。用声呐从海面竖直向海底10000m处发射超声波，则经过多少时间收到返回的声波？（结果保留一位小数） （3）在某次下潜实验中，从潜水器接触水面开始计时，前5s下潜了60m后，继续以的速度匀速下潜45s，求前50s的平均速度。 24．如图所示，鱼儿能被它们喜欢的声音诱入渔网，请你根据图中情景回答下列问题： （1）这种现象说明声音可以在_________中传播，还可以说明声音可以传递_________。 （2）能不能用声呐测量地球和月球之间的距离？为什么？ 25．阅读短文，回答问题。 超声波 超声波是频率高于20000Hz的声波，具有指向性好、反射能力强、能量集中等特点，可用于测距、测速、碎石等。 生活中超声波的应用有很多。如超声波加湿器，通过将超声波通入水罐中，产生剧烈的振动使罐中的水破碎成“白雾”，再用小风扇将雾滴吹入室内，增加室内空气的湿度。此外，超声波还经常应用于精密机械的清洗。 如图甲所示，是超声波测速的原理图。超声波测速仪每1.4s发出一个较强的超声波信号，它在空气中以340m/s速度传播，当遇到路面上的汽车时发生反射。测速仪会接收反射回来的超声波信号，同时记录发射、接收信号的时间，由此可以测定汽车移动的速度。图乙是某次超声波测速仪监测某车时的信息。 （1）超声波加湿器的应用，说明超声波可以传递___________； （2）分析图乙数据： ①测速仪第一次发射的超声波信号，经过___________s被接收； ②被监测的车辆第一次遇到超声波信号时距离测速仪___________m，监测过程中汽车正在___________测速仪（选填“远离”或“靠近”）； ③如果监测过程中汽车在做匀速直线运动，则该车行驶的速度约为___________m/s。（计算结果保留整数） ▌题型06 超声与次声综合易错题 1．高频易错点：混淆超声、次声的频率分界点，颠倒二者的频率高低；误认为超声、次声不是声波，传播不需要介质；误认为超声波的传播速度比可听声快；回声测距计算时忘记除以 2；混淆超声波和次声波的应用场景。 2．解题关键：频率是区分超声、可听声、次声的唯一标准；二者都属于声波，遵循声波的所有传播规律。 26．目前，超声波指纹识别技术因其高安全性和对环境较强的抗干扰性，主要应用于对安全和可靠性要求较高的领域，其中在智能手机上的应用最为大众所熟知。超声波指纹识别技术利用了超声波具有穿透材料的能力，并且根据材料的不同，会产生不同强度和返回时间的回波。 （1）超声波是指频率________20000Hz的声波（选填“高于”或“等于”或“低于”），人耳通常________（选填“能”或“不能”）听到超声波。 （2）阅读情境材料可知，超声波传播遇到障碍物时________（选填“会”或“不会”）有一部分被反射回来形成回声。 （3）放大手指局部，表面是凹凸不平的。超声波指纹识别系统发出的超声波遇到手指上某点时，测得回波信号的时间为，试估算手指上该点与手机屏幕之间的距离。（超声波的传播速度取900m/s） （4）超声波指纹识别技术能够对手机进行解锁，主要利用的是声音能够传递________（选填“信息”或“能量”）。以下超声波的应用中，用到的原理与超声波指纹识别原理相同的是( )（多选） A．利用超声波勘测海底地貌    B．利用超声波击碎胆结石 C．利用超声波清洗钟表等精密仪器    D．利用超声波观察母体中胎儿发育情况 27．根据所学内容完成填空： （1）小明在制作隔音房间模型的跨学科实践活动中，用纸盒充当“房间”，选取了无毒无害、隔音效果好的聚酯纤维作为隔音材料，做成隔音房模型； ①隔音房是采用了______（选填“防止噪声产生”“阻断噪声传播”或“防止噪声进入耳朵”）的方法减弱噪声； ②小明测试隔音房模型的隔音性能时，应选______（选填“音叉”或“机械闹钟”）作为声源；用手机分贝检测软件先测量声源在隔音房外时的音量为65dB，然后测量声源在隔音房内时的音量为52dB，手机到声源的距离应______（选填“相同”或“不同”）； （2）学校进行防震安全疏散演练，同学们听到警报声起，立即有序疏散，说明声音能传递______；医用的“B超”利用了______（选填“超声波”或“次声波”）传递信息。 28．凝聚着国人梦想的国产大飞机C919在江苏海门、启东等地上空首飞成功，中国大飞机飞出安全、更飞出志气和希望。 如图，C919全长38．9m，翼展（两机翼远端的最大距离），C919首飞返回现场时，现场见证者心情越发激动，随着飞机开始着陆，最终首飞取得圆满成功。C919研发专家们流下了激动和幸福的泪水；在研制C919时用到了先进的3D激光打印技术，使用钛合金、高强钢等金属材料，然后按构件形状打印成零件； （1）飞机起飞时，机场的工作人员需要佩戴耳罩，目的是在________（选填“声源处”“传播过程中”或“人耳处”）减弱噪声，从而降低噪声带来的伤害，这说明声音能传递________。 （2）C919巡航速度达到0.785马赫~0.82马赫（1马赫即1倍声速），标准航程4075km，上海至三亚的飞行距离为1944km，若C919以0.8马赫的速度飞行，需要多长时间（已知当时的声速为337.5m/s）？ （3）假设C919沿水平方向以972km/h的速度正常巡航时，发现正前方有一座山峰，为测定飞机与山峰间的距离，其搭载的声呐系统向山峰发出超声波后，经20s收到反射信号，则收到反射信号时飞机与山峰间距离多远（已知超声波在空气中的传播速度为340m/s）？ 29．现今汽车领域广泛利用AI语音助手智能系统来实现“人与车”的全场景自然交互。 （1）如图所示，当司机对着AI智能系统说：“请播放音乐”，系统可以根据用户语音指令完成指定操作，说明声音可以传递______（选填“信息”或“能量”）。司机在驾驶汽车进行倒车时，所使用的倒车雷达是通过______（选填“超声波”或“次声波”）来探测障碍物； （2）若将音乐播放速度调为1.5倍速，则此时声音的音调与正常速度播放的声音的音调相比______（选填“变高”、“变低”或“不变”），忽略温度等因素的影响，声波在空气中的传播速度______（选填“变大”、“变小”或“不变”）； （3）关于汽车AI语音助手智能系统，下列说法正确的是______。 A．AI语音助手发出的声音不是由振动产生的 B．减小声音音量实质是降低音调 C．人们依据音色来区分车载音乐中不同乐器的声音 D．语音助手发出的声音可以在真空中传播 30．阅读短文，回答问题。 材料一：雪花落入水中也会发出声波，声波频率在50000Hz到之间，高于人们能听见的声波频率。但是，海里的鲸鱼就能听到雪花落水所产生的声响，并且这些声响令鲸鱼异常烦躁。 材料二：关于声音的速度，课本上是这样描述的：“15℃时空气中的传播速度是340m/s”。 材料三：科考船对某海域的海底形状利用声呐系统进行了测绘。具体方法是：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0.30s、0.16s、0.30s、0.14s、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。 （1）雪花落水发出的声波属于________（选填“超声波”或“次声波”）；站在鲸鱼的角度看雪花落水发出的声响________（选填“是”或“不是”）噪声； （2）声音的传播速度与________和________有关 （3）则该海域海底的大致形状如图中的________（选填字母）。 A． B． C． D． （4）已知超声波在海水中的传播速度约为1500m/s，求A点到海底的竖直距离。（写出计算过程） 2 / 2 学科网（北京）股份有限公司 学科网（北京）股份有限公司 $