第三节 超声波与次声波（分层作业）物理新教材沪科版八年级全一册

**基本信息** 本同步练习通过A组巩固过关、B组能力进阶、C组思维拔高三级分层，覆盖声音与信息能量、超声波次声波应用等核心知识点，从基础概念辨析到综合情境探究，适配新授课知识巩固与科学素养提升。 **分层设计** |层次|知识覆盖|设计特色| |----|----------|----------| |A组巩固过关|4个单一知识点（声音与信息能量、超声波/次声波应用、发声听觉频率范围）|以选择、填空为主，直接考察概念（如超声波清洗机能量传递），夯实物理观念| |B组能力进阶|知识点综合应用（声呐测距、回声测速）|计算题与实验分析（如防疫机器人避障计算），培养科学思维与推理| |C组思维拔高|跨知识点情境探究（超声波指纹识别、导盲杖原理）|阅读材料分析与复杂问题解决（如蝙蝠回声定位与测速仪关联），提升科学探究能力|

第三节 超声波与次声波 目 录 A组 巩固过关 知识点1：声音与信息、能量 知识点2：超声波及其应用 知识点3：次声波及其应用 知识点4：熟悉人和一些动物的发声和听觉频率范围 B组 能力进阶 C组 思维拔高 声音与信息、能量知识点1 1．声在生活中有着广泛的应用。下列主要利用声音传递能量的是（　　） A．医院里的常见医疗设备“B超” B．探测鱼群所用的设备“声呐” C．中医诊病四个途径中的“闻” D．清洗眼镜的设备“超声波清洗机” 【答案】D 【解析】 A．B超利用超声波反射成像，传递人体内部结构信息，属于传递信息，故A不符合题意； B．声呐通过接收反射声波探测鱼群位置，属于传递信息，故B不符合题意； C．中医“闻”是通过听声音获取病情信息，属于传递信息，故C不符合题意； D．超声波清洗机利用超声波振动能量去除污渍，属于传递能量，故D符合题意。 故选D。 2．下列事例是利用声传递能量的是（   ） A．利用超声波给金属工件探伤 B．医生通过听诊器给病人诊病 C．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 D．利用超声波排除人体内的结石 【答案】D 【解析】利用超声波给金属工件探伤，医生通过听诊器给病人诊病，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；都属于利用声音传递信息。利用超声波排除人体内的结石，属于利用声音传递能量。 故ABC不符合题意，D符合题意。 故选D。 3．如图所示，将扬声器对准烛焰，播放音乐，烛焰随音乐节奏颤动，扬声器的纸盆由于________发出声音；烛焰颤动说明声波能传递________。 【答案】 振动 能量 【解析】[1]声音是由物体振动产生的，扬声器的纸盆由于振动发出声音。 [2]声音可以传递信息与能量，将扬声器对准烛焰，播放音乐，烛焰颤动说明声波能传递能量。 4．下列声现象中，说明声音能传递能量的是（　　） A．蝙蝠靠超声波发现昆虫 B．倒车雷达 C．超声加湿器 D．B超诊疗 【答案】C 【解析】A．蝙蝠靠超声波发现昆虫，说明声音能传递信息，故A不符合题意； B．倒车雷达利用超声波测量车与障碍物的距离，说明声音能传递信息，故B不符合题意； C．超声加湿器利用超声波将水打散成小颗粒，说明声音能传递能量，故C符合题意； D．B超诊疗利用超声波获得病人病情，说明声音能传递信息，故D不符合题意。 故选C。 超声波及其应用知识点2 5．如图所示是我国研制的防疫机器人，不仅可以测量人群的体温，还能智能避障。机器人在运动过程中可通过发射、接收超声波来侦测障碍物的位置，如果前方有障碍物，机器人就会自动减速或调整路线，巧妙避障。请回答： （1）超声波在生产、生活中还可以应用在什么方面？（写出1条即可）。 （2）防疫机器人2s内可移动1.6m，则机器人的运动速度是多少？ （3）某时刻机器人距障碍物0.5m，机器人以0.5m/s的速度向障碍物匀速直线行驶了0.2s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，机器人是否会碰到障碍物？请你通过计算说明。 【答案】（1）超声波在生活中可以用来清洗精密仪器、击碎人体内的结石等。（2）0.8m/s；（3）机器人不会碰到障碍物 【解析】（1）略。 （2）机器人的运动速度为 （3）0.2s机器人运动的距离 则机器人运动的总距离 所以机器人不会碰到障碍物。 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。具体方法是：在经过该海域水平面等间距的、、、、五个位置时，向正下方海底定向发射超声波，测得回收信号的时间分别为、、、、。由此判断，该海域海底的大致形状为（　　） A． B． C． D． 【答案】A 【解析】根据可知，声音在海水中传播的速度相同，时间越长，距离越大，因此0.5s声音运动的距离大于0.35s声音运动的距离，且由于回收信号的时间交替相等，即声音走过的路程交替相等，故A符合题意，BCD不符合题意。 故选A。 7．阅读短文，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。随着黑科技超声波指纹识别技术SenseID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超声波分析得出指纹的信息，进行比对解锁。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，超声波扫描能够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）SenseID是利用了超声波传递________（选填“信息”或“能量”）的特性； （2）SenseID系统利用了仿生学原理，它模仿了下列哪个选项的生物（　　） A．蝙蝠 B．蜘蛛 C．青蛙 D．猫 （3）某手机利用SenseID，从发出超声波到接收到指纹反射的超声波，用时，可知SenseID系统到手机屏幕表面的距离为________mm；（超声波传播的速度取900m/s，不计SenseID系统的大小） （4）SenseID系统向手指上若干个位置发射超声波，检测到被手指反射的信号时所需的时间随位置的变化情况如图1所示，由图可知这些位置指纹的大致形状，图选项最符合的是（　　） A． B． C． 【答案】（1）信息；（2）A；（3）3.6；（4）A 【解析】（1）声音能够传递信息和能量，SenseID是利用了超声波传递信息的特性。 （2）超声波指纹识别装置是利用仿生学原理制成的，在选项中的几类动物中，蝙蝠可以发出超声波，会利用回声定位捕捉昆虫和躲避障碍，因此，它模仿的是蝙蝠，而蜘蛛、青蛙、猫都不能发出超声波，故选A。 （3）从发出超声波到接收到指纹反射的超声波，用时8×10-6s，则超声波到达指纹的时间为t=4×10-6s，SenseID系统到手机屏幕表面的距离为s=vt=900m/s×4×10-6s=3.6×10-3m=3.6mm （4）检测到被手指反射的信号时所需的时间随位置的变化情况如图1所示，超声波的传播速度一定，距离越远，则接收到的超声波所用的时间越长，所以与1图对应的指纹的特点是A。 8．阅读下面的短文。 潜艇的“耳目”——声呐 潜艇（如图）最大的特点是它的隐蔽性，作战时需要长时间在水下潜航，这就决定它不能浮出水面使用雷达观察，而只能依靠声呐进行探测，所以声呐在潜艇上的重要性更为突出，被称为潜艇的“耳目”。 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，是水声学中应用广泛的一种重要装置。声呐能够向水中发射声波，声波的频率大多在10kHz-30kHz之间，由于这种声波的频率较高，可以形成较强指向性。声波在水中传播时，如果遇到潜艇、水雷、鱼群等目标，就会被反射回来，反射回来的声波被声呐接收，根据声信号往返时间可以确定目标的距离。 声呐发出声波碰到的目标如果是运动的，反射回来的声波（下称“回声”）的音调就会有所变化，它的变化规律是：如果回声的音调变高，说明目标正向声呐靠拢；如果回声的音调变低，说明目标远离声呐。 请回答以下问题： （1）根据所学人耳能听到声音的频率范围以及上文关于声呐的介绍，人耳_______（选填“能部分”、“能全部”或“一点也不能”）听到声呐发出的声波。人耳能够听到声呐发出的声波的频率范围是______kHz到______kHz。 （2）①若停在海水中的潜艇A发出的声波信号后10s接收到经B潜艇反射回来的信号，B与潜艇A的距离是______。（设声波在海水中传播速度为1500m/s） ②若停在海水中的潜艇A继续监控潜艇B，突然接到潜艇B反射回来的声波频率是变低的，说明两潜艇的距离在_______。（选填“增大”、“减小”或“不变”） （3）在月球上不能用声呐技术来测量物体间的距离，原因是_______。 【答案】（1）能部分 10 20；（2）7500 增大；（3）真空不能传声 【解析】（1）[1][2][3]人耳只能听到20Hz到20000Hz之间的声音，声呐发出的声波频率大多在10kHz-30kHz之间，因此人耳听到的声呐发出的声波频率为：10kHz-20kHz之间，所以人耳能部分听到声呐发出的声波。 （2）[1]声波在水中传播的总距离为s=vt=1500m/s×10s=15000m 由于声波是反射回来的信号，所以两艘潜艇之间的距离 [2]由材料可知：回声的音调变高，说明目标正向声呐靠拢；如果回声的音调变低，说明目标远离声呐；停在海水中的潜艇A继续监控潜艇B，突然接到潜艇B反射回来的声波频率是变低的，说明潜艇B与潜艇A的距离是增大。 （3）月球上是真空，因为真空不能传声，所以在月球上不能用声呐技术测量物体间的距离。 次声波及其应用知识点3 9．地震时会产生_____声波，这种声波也会让远在地震中心千里之外不少居民出现头晕、恶心等症状，这说明声音能够传递_______。 【答案】 次 能量 【解析】[1]自然界中的地震会产生次声波，具有极强的破坏力。 [2]这种声波也会让远在地震中心千里之外不少居民出现头晕、恶心等症状，这说明声音能够传递能量。 10．超声波和次声波在科学领域和生活中有着重要的作用，汽车车尾的“倒车雷达”发出的是________声，该声________（选填“是”或“不是”）由于物体振动而产生的；利用________声监测仪进行监测，可以预报火山喷发、龙卷风、雷暴、泥石流等自然灾害。 【答案】 超 是 次 【解析】[1][2]声是由物体的振动产生的，汽车车尾的“倒车雷达”发出的是超声，超声波的振动频率高于20000Hz，该声是由于物体振动而产生的。 [3]火山喷发、龙卷风、雷暴、泥石流等自然灾害发生时，可以产生次声波，利用次声监测仪进行监测，可以预报这些自然灾害。 11．下列有关次声波的事实描述中，说法不正确的是（   ） A．通过监测次声波，可预报海啸、台风 B．火山爆发、地震、海啸、雷电均能产生次声波 C．次声波的频率低对人体有伤害作用 D．次声波可以传得很远，但不容易绕过障碍物 【答案】D 【解析】AB．火山爆发、地震、海啸、雷电等自然灾害均能产生次声波，所以可以通过监测次声波来预报海啸、台风，故AB正确，不符合题意； C．次声波的频率低对人体有伤害作用，所以不能长期接触次声波，故C正确，不符合题意； D．次声波的频率低，波长较长，容易绕过障碍物，传得很远，故D错误，符合题意。 故选D。 12．超声波和次声波人能够听到声音的频率范围从20Hz到20000Hz。低于20Hz的声音叫次声波，高于20000Hz的声音叫超声波。 超声波具有指向性好、反射能力强、能量集中等特点，可用于测距、测速等。测距是测速的基础，超声波测速仪向静止的汽车发射超声波信号（简称信号），同时开始计时，信号传播过程中遇到汽车会被反射，测速仪接收到返回的信号停止计时，根据记录的时间及其与路程、速度的关系，可计算出汽车与测速仪之间的距离。 如图为猫和大象的发声和听觉的频率范围，请你从图中所给信息来回答下列问题。 （1）超声波测速是利用了超声波的指向性好、能量集中、_________等特点； （2）宇航员在月球上_________（选填“能”或“不能”）利用超声波测定两山之间的距离； （3）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，则该海域海底的大致形状如图中的（　　）（选填字母）； A． B． C． D． （4）大象与猫之间是否能完成语言沟通吗？_________（选填“能”或“不能”）； （5）大象发声的频率主要是集中在_________（选填“超声波”或“次声波”）所在的频率范围内； （6）如果有地震发生，能感知到地震发出的声是大象，还是猫？_________（选填“大象”或“猫”）。 【答案】（1）反射能力强；（2）不能；（3）A；（4）不能；（5）次声波；（6）大象 【解析】（1）超声波具有指向性好、反射能力强、能量集中等特点。 （2）超声波需要在介质中传播，月球上没有空气，没有介质不能传声，因此不能利用超声波测定两山之间的距离。 （3）根据的变形公式s＝vt可知，速度一定时，时间越长，通过的路程越大，海底与海平面的距离越大，因为0.30s＞0.16s＞0.14s，所以sA＝sC＝sE＞sB＞sD，故A符合题意，BCD不符合题意。 故选A。 （4）由图可知，猫的发声频率范围为760Hz～1500Hz，听觉的范围为60～65000Hz；大象的发声频率范围为14～24Hz，听觉的范围为1～20000Hz；猫发出的声音大象能听到，而大象发出的声音，猫无法听到，故大象与猫之间是不能完成语言沟通。 （5）大象的发声频率范围为14～24Hz，低于20Hz的是次声波，所以大象发声的频率主要是集中在次声波所在的频率范围内。 （6）如果有地震发生，地震发出的是次声波，大象能听到次声波，故能感知到地震发出的声是大象。 熟悉人和一些动物的发声和听觉频率范围知识点4 13．如图所示，是人和蝙蝠的听觉频率范围，下列说法正确的是（   ） A．人有可能听到频率为10kHz的声波 B．人不可能听得到乙图的声波 C．200Hz的声波只要振幅足够大，蝙蝠有可能听得见 D．地震、海啸的预警中利用了频率高于20000Hz的超声波来传递信息 【答案】A 【解析】A．由图可知，人耳的听觉频率范围是，所以人有可能听到频率为10kHz（）的声波，故A正确； B．乙图的声波每毫秒振动一次，频率为 人耳的听觉频率范围是，所以人能听得到乙图的声波，故B错误； C．由图可知，蝙蝠的听觉频率范围是，所以蝙蝠听不见200Hz的声波，故C错误； D．地震、海啸的预警中利用了频率低于20Hz的次声波来传递信息，故D错误。 故选A。 14．用超声波清洗牙齿，是利用声可以传递______。在发生地震等自然灾害时，一般会伴有______的产生（选填“次声波”或“超声波”）。某种昆虫靠翅膀的振动发声，如果这种昆虫的翅膀在1s内振动了300次，人类______听到该频率的声音（选填“能”或“不能”）。 【答案】 能量 次声波 能 【解析】[1]声音可以传递信息和能量，用超声波可以清洗牙齿，利用的是声可以传递能量。 [2]在发生地震等自然灾害时，一般会伴有次声波的产生。因此可以通过监测次声波来监测自然灾害。 [3]人耳的听觉频率范围是。昆虫的翅膀在1s内振动了300次，则频率为，所以人类能听到该频率的声音。 15．如图所示的倒车雷达利用声呐来判断汽车与障碍物的距离，若倒车雷达探头的频率为40000Hz，人耳______（选填“能”或“不能”）听到倒车雷达发出的声音；利用声呐_______（选填“能”或“不能”）测量地月之间的距离；若倒车雷达在发出声音0.01s后收到回波，则障碍物离汽车的距离为_______m。（声音在空气中的声速为340m/s）。 【答案】 不能 不能 1.7 【解析】[1]人能够听到声音的频率范围是20Hz~20000Hz，倒车雷达探头的频率为40000Hz，属于超声波，不在人耳的听觉频率范围内，故人耳不能听到倒车雷达发出的声音。 [2]声音的传播需要介质，真空不能传声，月球的表面没有空气，声音无法传播，因此不能利用声呐测定地月之间的距离。 [3]若倒车雷达在发出声音0.01s后收到回波，则障碍物离汽车的距离为 16．阅读短文，回答问题。 一般的常识告诉我们，雪花落水静悄悄，毫无声响。不过，雪花落水真的会发出声波，在《自然》杂志上，几个科学家宣布了他们的上述结论。雪花落水发出的声波频率在50000Hz到之间，人们不能听见这个声，但海里的鲸鱼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。然而，这些声音是雪花与水面撞击发出的吗？ 冷战时期，海军发现，在下雨的时候，水下声呐工作效果不好，常有噪声干扰，无法监听。普罗斯·佩勒提教授提出猜想：他认为这些声音不是雨滴撞击水面发出，而是含在雨滴中的气泡振动发出的。利用高速水下摄影机，在下雨时发现水中产生气泡，这些气泡还在不断地收缩、膨胀、振动。佩勒提教授通过计算得出，下雨时那些噪声的频率和衰减情况确实与气泡的振动状况协调一致。通过实验也找到证据，发现雪花落水时也产生气泡，这些气泡也不断变化、振动，从而发出声波。 （1）雪花落水发出的声波属于___________（选填“超声波”或“次声波”）；赫兹是___________的单位。 （2）雪花落水发出的声音对鲸鱼来讲是噪音，陆地上的大象能否听见该声音___________（选填“能”或“不能”）； （3）科学家们发现，不论是雪花落水，还是雨滴落水，都会引起气泡的___________，这个声音都能被鲸鱼听到，说明___________能传播声音。 【答案】（1）超声波 频率；（2）不能；（3）振动 液体 【解析】（1）[1]由短文可知，雪花落水发出的声波频率在50000Hz到2×105Hz之间，高于人能听见的声波频率，属于超声波。 [2]赫兹是频率的单位，简称赫，符合为Hz。 （2）雪花落水发出的声波频率在50000Hz到2×105Hz之间，大象听觉的频率范围为1Hz到20000Hz，故大象不能听见该声音。 （3）[1][2]不论是雪花落水，还是雨滴落水，都会引起气泡振动，从而发出声音，然后通过水传播出去，被鲸鱼听到，说明液体能传播声音。 17．秦岭终南山公路隧道内采用回声测速。回声测速利用的是（　　） A．电磁波 B．超声波 C．次声波 D．可听声波 【答案】B 【解析】 A．回声测速利用的是声波的反射原理，并非电磁波，雷达测速才利用电磁波，故A错误； B．超声波具有方向性好、穿透能力强的特点，回声测速正是利用超声波的反射来测量距离，进而计算出速度，故B正确； C．次声波频率低，易发生衍射现象，无法精准完成测速所需的反射测距，故C错误； D．可听声波易受环境干扰，方向性较差，不适合用于隧道内的回声测速，故D错误。 故选B。 18．如图，某款变频超声波驱蚊器能够发出不同频率的超声波，干扰蚊子的感觉和行为，达到驱蚊效果。关于驱蚊器发声的分析，下列说法正确的是（　　） A．驱蚊器发声体不是通过振动发出声音 B．驱蚊器发出的声音能够在空气中传播 C．调高驱蚊器振动频率，声音的响度变大 D．驱蚊器发出的声音可以被人听到 【答案】B 【解析】A．声音是由物体振动产生的，驱蚊器发声体也是通过振动发出声音的，故A错误； B．声音传播需要介质，空气可以作为传声的介质，因此驱蚊器发出的声音能够在空气中传播，故B正确； C．声音的音调由振动频率决定，响度由振幅决定，调高驱蚊器振动频率，声音的音调会变高，故C错误； D．该驱蚊器发出超声波的频率高于20000Hz，人耳听觉频率范围为20~20000Hz，因此人不能听到驱蚊器发出的声音，故D错误。 故选B。 19．声波能传递信息和能量。下列事例主要利用声波传递能量的是（    ） A．利用超声波给金属工件探伤 B．利用超声波排出人体内的结石 C．通过声学仪器接收到的次声波等信息判断地震发生的方位和强度 D．医生通过听诊器给就诊者诊病 【答案】B 【解析】利用超声波给金属工件探伤，通过声学仪器接收到的次声波等信息判断地震发生的方位和强度，医生通过听诊器给病人诊病，都属于利用声音传递信息；利用超声波排出人体内的结石，属于利用声音传递能量。 故ACD不符合题意，B符合题意。 故选B。 20．某款电子驱蚊器通电时发出蚊虫天敌的声音，其频率在22000~55000之间，该声音（　　） A．是次声波 B．是超声波 C．能被人耳听到 D．能在真空中传播 【答案】B 【解析】A．低于20的声音叫做次声波，因此频率在22000~55000之间，不属于次声波，故A不符合题意； B．高于20000的声音叫做超声波，因此频率在22000~55000之间，属于超声波，故B符合题意； C．高于20，低于20000的声是能被人耳听到，而22000~55000之间的频率高于人耳能听到的频率范围，故C不符合题意； D．声音的传播需要介质，频率在22000~55000之间属于声波，因此不能在真空中传播，故D不符合题意。 故选B。 21．中华古诗词中蕴含着丰富的物理知识，例如诗句“蝉噪林逾静，鸟鸣山更幽”中，是根据声音的______（选填“音调”“响度”或“音色”）辨别出是蝉和鸟的鸣叫声，同时这句诗还说明声音可以传递______（选填“信息”或“能量”）；诗词“明月松间照，清泉石上流”中，以泉水为参照物，“石”是______（选填“静止”或“运动”）的。 【答案】 音色 信息 运动 【解析】[1]音色是由发声体的材料和结构决定的，不同发声体发出声音的音色不同。蝉和鸟发声部位的材料和结构不同，所以发出声音的音色不同，我们能根据音色辨别出是蝉和鸟的鸣叫声。 [2]通过听蝉和鸟的鸣叫声，我们能知道是蝉还是鸟在叫，这表明声音可以传递信息。 [3]以流动的泉水为参照物，“石”相对于泉水的位置发生了改变，所以“石”是运动的。 22．蝴蝶的翅膀一般每秒钟振动五次，它所发出的声音频率是_______Hz，为________波（此空选填“超声”或“次声”）。上述频率的声音，人耳________听见（此空选填“能”或“不能”）。人耳能听到的频率范围是________Hz至_______Hz。 【答案】 5 次声 不能 20 20000 【解析】[1][2][3][4][5]发声体1s内振动的次数叫频率。人耳感受到声音的频率范围为20Hz至20000Hz，高于20000Hz叫超声波；低于20Hz叫次声波。蝴蝶的翅膀每秒钟振动五次，它所发出的声音为5Hz，是次声波，超声波和次声波人耳都不能听到。 23．随着AI语音技术发展，小明家的智能音箱能通过“声纹识别”精准区分家人指令。小明和爸爸用相同音量对音箱说“打开灯光”，相同音量是指________相同，音箱能准确识别出说话人，这是因为两人声音的_____不同（以上两空选填“音调”、“响度”或“音色”），这也能说明声音可以传递________（选填“信息”或“能量”）。 【答案】 响度 音色 信息 【解析】[1]声音的大小用响度表示，相同音量，就是声音的大小相同，即声音的响度相同。 [2]音箱能够识别主人的声音主要是因为不同人的音色不同，其主人有其独有的音色。 [3]声音可以传递信息和能量，音箱能准确识别出说话人，说明声音可以传递信息。 24．如图所示，被誉为“火焰之声”的飞碟无人机，在无人机底部装有一套声波设备，能定向发出频率为30Hz至60Hz的声波灭火，这说明声音可以传递_______，该声波是_______，该声音是由物体_______产生的。 【答案】 能量 可听声波 振动 【解析】[1]利用发出频率为30Hz至60Hz之间的声波灭火，是利用声波携带的能量去影响火势，这说明声音可以传递能量。 [2]人耳的听觉范围是20~20000Hz，故30Hz至60Hz的声波在20~20000Hz之内，属于可听声波。 [3]声音都是由物体的振动产生的，可知该声音是由物体振动产生的。 25．如图所示，蝙蝠在飞行时会发出_____（选填“超声波”或“次声波”），这些声波碰到墙壁或昆虫时会反射回来，根据回声的方位和时间，可以确定目标的位置和距离，蝙蝠采用的方法叫_____，说明声可传递_____。 【答案】 超声波 回声定位 信息 【解析】[1][2]根据所学知识知道，蝙蝠飞行时发出的是超声波；蝙蝠利用超声波的回声判断障碍物的位置的方法叫做回声定位。 [3]根据声音辨别障碍物的位置，说明了声音可以传递信息。 26．我国新能源汽车的发展已经走在世界的前列。如图为某国产新能源纯电动汽车，续航里程可达510km，某次行驶时，汽车从静止加速到100km/h用时3.5s，行驶了49m，此后保持80km/h的速度行驶，试求： （1）为了增强泊车能力，汽车车身上安装有12个超声波雷达探测头，这是利用了声能够传递______； （2）汽车加速行驶过程的平均速度； （3）汽车匀速行驶2h的路程。 【答案】（1）信息；（2）；（3） 【解析】（1）超声波雷达通过发射超声波，接收反射回来的信号，根据回声的时间差，计算障碍物距离；这是利用声音传递信息（如距离、位置等）。 （2）由题可知，汽车从静止加速到100km/h用时3.5s，行驶了49m，所以平均速度 （3）根据可得，汽车以80km/h的速度匀速行驶2h通过的路程为 27．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___________（选填“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。 【答案】（1）超声波；（2）信息；（3）0.85 2；（4）能 【解析】（1）超声波的频率大于20000Hz，由表格数据可知，导盲杖发出的声音频率为40000Hz，为超声波。 （2）声音可以传递信息和能量，盲杖主要利用了声可以传递信息。 （3）[1][2]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 由表格可知，此时导盲杖手柄每秒振动2次。 （4）由图可知，蝙蝠的发声频率为10000~120000Hz，导盲杖的发声频率为40000Hz，因此蝙蝠能发出与导盲杖相同频率的声波。 28．地震来临时，一些动物会烦躁不安，图甲为人和一些动物的听觉频率范围（单位为）。地震预警系统为保护人民生命财产安全赢得了宝贵时间，如图乙所示为某次地震发生时震源产生的纵波和横波传播的距离随时间变化的图像，这两种波到达地震监测站的时间间隔为。下列分析正确的是（　　） A．地震来临时发出的声波猫可以听到 B．纵波比横波先到达监测站 C．横波的传播速度为 D．震源距离监测站 【答案】B 【解析】A．地震产生次声波，次声波的频率小于20Hz，猫的听觉频率范围是60~65000Hz，地震来临时发出的声波猫不能听到，故A错误； B．由图乙可知，横波25s时间内传播的路程为75km，纵波15s时间内传播的路程为75km，由可知，纵波传播速度大于横波，震源到监测站的路程相等，由可知纵波所用的时间小于横波所用的时间，纵波比横波先到达监测站，故B正确； C．由图乙可知，横波25s时间内传播的路程为75km，横波的传播速度为 故C错误； D．纵波15s时间内传播的路程为75km，纵波的传播速度为 测得这两种波先后到达某监测站的时间间隔为12s，由题意可得 即 解得，故D错误。 故选B。 29．关于超声波与次声波，下列说法正确的是（　　） A．倒车雷达是利用了次声波来识别障碍 B．医学中“超声波碎石”是利用声音传递信息 C．相同介质中超声波的速度大于次声波的速度 D．超声波和次声波都不能在真空中传播 【答案】D 【解析】A．声音可以传递信息和能量，倒车雷达是利用了超声波来识别障碍，是其信息方面的应用，故A错误； B．利用超声波可以传递能量的特点，粉碎人体内的结石，故B错误； C．超声波和次声波都属于声波，因此相同介质中超声波的速度等于次声波的速度，故C错误； D．声音的传播需要介质，真空不能传声，所以超声波和次声波都不能在真空中传播，故D正确。 故选D。 30．生活中遛狗伤人事故时有发生，一款超声波驱狗器应运而生。如图所示，对着狗一按开关，狗好像听到巨大的噪声而躲开，而旁边的人听不见这种声音。下列说法正确的是（　　） A．人听不见这种声音，是因为这种声音的响度小 B．人听不见这种声音，是因为这种声音不是振动产生的 C．人听不见这种声音，是因为这种声音的频率高于20000Hz D．人听不见这种声音，是因为这种声音不能在空气中传播 【答案】C 【解析】AC．人的听觉范围是20Hz~20000Hz，狗的听觉范围是15Hz~50000Hz，超声驱狗器发出的是超声波，其频率高于20000Hz，狗能听到，而人听不到，所以对着狗一按开关，狗好像听到巨大的噪声而躲开，旁边的人什么也没听见，而不是发出声音的响度小，故A错误，C正确； B．声音是由物体的振动产生的，驱狗器的声音也是由振动产生的，故B错误； D．声音的传播需要介质，空气可以传声，驱狗器发出的声音是超声波，能在空气中传播，故D错误。 故选C。 31．如图，将矿泉水瓶子从中间剪开，将小音箱放在瓶内，在瓶盖上钻一小孔。当打开音箱时，看到前方蜡烛的烛焰在晃动，用钻有孔的纸板替代矿泉水瓶后，烛焰几乎不晃动。下列有关说法正确的是（　　） A．利用水瓶发声时烛焰晃动比纸板更明显，是因为水瓶对声波有会聚作用 B．离瓶盖较远的蜡烛，烛焰晃动幅度较小，说明声波的频率在变低 C．烛焰在晃动，说明声音能够传递信息 D．若要增大烛焰晃动的幅度，可降低音箱声音的响度 【答案】A 【解析】A．水瓶对声波有会聚作用，所以利用水瓶时烛焰晃动，用钻有孔的纸板替代矿泉水瓶后，烛焰几乎不晃动，故A正确； B．响度与振幅有关。音调与频率有关，离瓶盖较远的蜡烛，烛焰晃动幅度较小，说明声波的响度越小，故B错误； C．声音能传递信息和能量，烛焰在晃动，说明声音能够传递能量，故C错误； D．响度与振幅有关，若要增大烛焰晃动的幅度，可提高音箱声音的响度，故D错误。 故选A。 32．阅读下列材料，按要求完成后面提出的问题。 如图所示是国之重器——“奋斗者”号载人潜水器，它在马里亚纳海沟成功坐底，创造了我国载人深潜的新纪录。为了探测海底某处深度，“奋斗者”号从海面向海底垂直发射一束超声波，经过6 s后收到回波信号，已知超声波在海水中的速度是1500m/s。 （1）海洋中该处的深度是___________m，它是利用声音可以在__________________中传播来工作的。 （2）运用超声波的反射___________（选填“能”或“不能”）测量地球和月球之间的距离，因为______________________。 【答案】（1）4500 液体；（2）不能 声音不能在真空中传播 【解析】（1）超声波到达海底的时间为 该处的深度 声波的传播需要介质，声音可以在固体、液体、气体中传播，探测海底某处深度是利用声音可以在液体中传播来工作的。 （2）月球表面没有空气，是真空状态，而声音的传播需要介质，真空不能传声，所以这种测量方法不能测量地球和月球之间的距离。 33．人们利用回声原理测量距离，声呐系统向海底垂直发射 ___________ （超声波/次声波），经2秒收到回波。若此时海水中的声速为1500m/s，则海底深度为 __________  米，回声到达人耳比原声晚至少0.1s，人才能听到自己的回声，因此，人对着山崖喊话，要想听到自己的回声，人距离山崖至少 _________m。 【答案】 超声波 1500/ 17 【解析】[1]超声波具有方向性好、穿透能力强的特点，声呐系统利用超声波进行回声测距。 [2]2秒是声波往返海底的总时间，因此声波从海面到海底的单程时间为 根据公式可得海底深度 [3]0.1s是声音往返人耳和山崖的最小总时间，单程时间 15℃的空气中声速为340m/s，因此人到山崖的最小距离 34．如图所示为一种身高测量仪，其顶部的感应器竖直向下发射超声波信号，经下方物体反射后返回，被感应器接收。某同学站上测高台，感应器记录信号从发射到接收所经历的时间为。已知感应器距测高台的高度为2.8m，此时空气中的声速取340m/s，则该同学的身高为______m；已知空气中的声速随温度的升高而变大，若气温升高时仍用以上数据测算人的身高会______（选填“偏高”“偏低”）；此台设备______（选填“能”“不能”）在月球上测量人的身高。 【答案】 1.95 偏高 不能 【解析】[1]感应器到该同学头顶的距离为 则该同学的身高为 [2]气温升高，声速变大，在测量同一个人的身高时超声波用时变短，会使得测量的感应器到该同学头顶的距离偏小，因此人的身高会偏高。 [3]真空不能传声，所以此台设备不能在月球上测量人的身高。 35．小华在两端开口圆筒的一端蒙上橡皮膜，在橡皮膜中央贴一块小平面镜。一束固定的激光射向镜面，在后方光屏上出现一个反射光斑。对着圆筒开口发出声音，会观察到光斑变成曲线，如图。该现象证明声音是由物体________产生的，也可说明声音能传递________；为了用该器材在月球表面环境进行实验时仍能看到清楚的实验现象，可采取的措施是________。 【答案】 振动 能量 直接敲击橡皮膜 【解析】[1][2]对着圆筒开口发出声音时，声音引起橡皮膜振动，带动小平面镜振动，导致反射光斑移动变成曲线，证明声音是由物体振动产生的。声音使橡皮膜振动，说明声音能传递能量。 [3]为了让该实验可以在月球操作，由于真空不能传声。人对着圆筒开口发出声音，不会引起橡皮膜振动，可采取的措施是直接敲击橡皮膜。 36．2025年8月13日，中山大学天琴测距台站科研团队探测到月球新一代激光反射镜NGLR-1回波信号，并确认测距实验成功。激光雷达发射一束激光脉冲，激光遇到障碍物后会___________回来，被雷达接收。已知激光在空气中的传播速度约为，雷达从发射激光到接收反射激光的时间间隔约为2.54s，则地球与月球之间的距离约为___________m。同样的方法，我们却不能向月球发射超声波，利用超声波的速度和传播时间来测量地球和月球之间的距离，理由是___________。 【答案】 反射 超声波不能在真空中传播 【解析】[1]激光雷达通过发射激光束并接收反射信号来测量物体距离和位置，当激光遇到障碍物后，会发生反射。 [2]激光往返的总距离为 地球与月球之间的距离为 [3]月球和地球之间有真空地带，真空不能传声，超声波不能在真空中传播，我们不能向月球发射超声波，利用超声波的速度和传播时间来测量地球和月球之间的距离。 37．下列是物理中声现象的相关实验，请补充完整。 （1）如图甲，敲响音叉后，用悬吊着的乒乓球接触发声的音叉时，乒乓球会被弹起，这个实验说明正在发声的物体在________；在实验中，我们把不可见、不易见的现象转换成可见、易见的现象，这里运用到的物理研究方法是________法。 （2）如图乙，打开音响播放乐曲将一支点燃的蜡烛放在音响前，会看到烛焰在晃动，此现象说明_________； （3）如图丙，小明先将衣架悬挂在细绳的中央，当同伴用铅笔轻轻敲击衣架时，他听到了轻微的声音；他将细绳两端分别绕在两只手的食指上，再用食指堵住双耳，当同伴再次用相同的力度敲击衣架时，小明听到较大的声音，据此你能得到的结论是固体的传声效果比空气________； （4）如图丁，不改变钢尺伸出桌面的长度，用不同的力度拨动钢尺，观察钢尺的振动情况，同时听钢尺发出的声音，是为了探究________与__________的关系。 【答案】（1）振动 转换；（2）声音可以传递能量；（3）好；（4）响度 振幅 【解析】（1）[1]声音是由物体振动产生的，如图甲，敲响音叉后，用悬吊着的乒乓球接触发声的音叉时，乒乓球会被弹起，这个实验说明正在发声的物体在振动。 [2]实验中可以利用转换法，把不可见、不易见的现象转换成可见、易见的现象。 （2）声音可以传递信息，也可以传递能量，如图乙，打开音响播放乐曲，将一支点燃的蜡烛放在音响前，会看到烛焰在晃动，此现象说明声音可以传递能量。 （3）如图丙，小明先将衣架悬挂在细绳的中央，当同伴用铅笔轻轻敲击衣架时，他听到了轻微的声音，他将细绳两端分别绕在两只手的食指上，再用食指堵住双耳，当同伴再次用相同的力度敲击衣架时，小明听到较大的声音，对比可知，空气的传声对比固体传声效果来得差一些，据此你能得到的结论是固体的传声效果比空气好。 （4）[1][2]声音的大小叫响度，响度与振幅和距离声源的远近有关。如图丁，不改变钢尺伸出桌面的长度，用不同的力度拨动钢尺，观察钢尺的振动情况，同时听钢尺发出的声音，是为了探究响度与振幅的关系。 38．超声波是频率超过人类听觉上限的声波，具有穿透力强的特点，能够穿透玻璃、铝、不锈钢、塑料等物质。一种新型的超声波指纹识别技术（SenseID）开始应用于智能手机（如图甲所示），与传统指纹识别技术不同，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，并把接收到的反射的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（例如汗水、护手霜、凝露等）的影响，从而提供一种更稳定、更精确的认证方法。 （1）SenseID系统能置于手机内部，是因为超声波具有_______的特点； （2）某手机利用SenseID系统，从发出超声波到接收到指纹反射的超声波用时，由此可知，SenseID系统到手机屏幕表面的距离为多少mm（超声波的传播速度取340m/s）； （3）手指触摸手机屏幕时，SenseID系统向手指上若干个位置发射超声波，系统检测到被手指反射的信号时，所需的时间随位置变化的情况如图乙所示，可知手指上指纹的大致形状最可能是图中丙的_______（填字母序号）。 【答案】（1）穿透能力强；（2）1.02mm；（3）B 【解析】（1）题干明确说明超声波能穿透玻璃、金属等多种物质，具有穿透力强的特点，因此SenseID系统可以置于手机内部，让超声波穿透屏幕到达指纹。 （2）某手机利用SenseID，从发出超声波到接收到指纹反射的超声波，用时，故超声波从SenseID系统到手机屏幕表面传播的时间为，从SenseID系统到手机屏幕表面的距离为 （3）由图可知，超声波的传播速度一定，接收到的超声波所用的时间越长，说明距离越远，指纹的大致形状可能是图B。 39．蝙蝠与测速仪 蝙蝠是利用超声波的高手，它长有一双眼睛，视觉很差，被认为是动物界的“盲人”。为了研究蝙蝠如何在黑暗的夜晚捕食昆虫，17世纪末，意大利科学家将蝙蝠和猫头鹰一起放在完全黑暗的密室里。研究发现，蝙蝠能轻易地分辨方位、躲避障碍物，而猫头鹰会撞上障碍物。后来科学家通过实验发现，如果将蝙蝠的耳朵堵住，它就会丧失方向感不能躲避障碍物。 直到1930年，哈佛大学的一位大学生才利用仪器探测到蝙蝠发出的是超声波，从而解开了蝙蝠捕食之谜。原来，黑暗中飞行的蝙蝠通过鼻腔每秒发射10～20次超声波，这种声波可以探索到很小的障碍物，声波遇到障碍物后便会发生反射。蝙蝠根据接收到反射回来声音的方向和时间间隔，就能了解周围环境，辨别位置和捕食昆虫。这种利用声波在传播过程中有反射现象的原理探测物体方位和距离的方式叫回声定位。 科学家受到回声定位的启发，发明了超声波测速仪。图甲是公路上用超声波测速仪测量车速的示意图，测速仪每隔一定的时间发射一次超声波，显示屏上能显示发出和接收到的超声波信号，并能读出两个信号的时间差，从而测出被测物体的位置和速度。如果发出的超声波遇不到反射物，显示屏上只显示发出的超声波，如图乙中的p1、p2所示，如果测速仪正前方有一辆汽车，测速仪将接收到汽车反射回来的超声波，p1、p2的反射波n1、n2如图丙所示。 （1）频率高于________Hz的声音叫作超声波，黑暗中飞行的蝙蝠通过鼻腔每秒发射10～20次超声波，人_________（选填“能”或“不能”）听到这种声音； （2）蝙蝠用来接收反射回来超声波的器官是（     ） A．眼睛 B．耳朵 C．鼻腔 D．嘴巴 （3）如果图乙和图丙中的p1、p2之间的时间间隔t=0.5s，则测速仪每秒钟发射_______次超声波，图丙中p1、n1之间的时间间隔t1=0.2s，超声波在空气中传播速度是v=340m/s，可知超声波第一次反射时汽车离测速仪的距离为_______m； （4）图丙p2、n2之间的时间间隔t2小于p1、n1之间间隔t1，由此可以判断汽车的运动情况（        ） A．静止 B．向左运动 C．向右运动 D．无法判断 【答案】（1）20000 不能；（2）B；（3）2 34；（4）B 【解析】（1）[1]频率高于20000Hz的声音叫作超声波。 [2]人的听觉频率范围为20~20000Hz，蝙蝠通过鼻腔每秒发射10～20次超声波不在人耳的听觉频率范围之内，所以人不能听到这种声音。 （2）由题意可知，蝙蝠的鼻腔发射超声波，用耳朵来接收反射回来的超声波，故选B。 （3）[1]由题意可知，图乙和图丙中的p1、p2之间的时间间隔是t=0.5s，则测速仪每秒钟发射超声波次数 [2]因为图丙中p1、n1间的时间间隔t1 =0.2s，则超声波第一次发射后到汽车接收到p1时所用时间 根据，超声波第一次反射时汽车离测速仪的距离s=vt=340m/s×0.1s=34m （4）图丙p2、n2之间的时间间隔t2小于p1、n1之间间隔t1，说明第二次超声波从发射到接收所用时间更短，根据s=vt可知，汽车离测速仪的距离在变小，由甲图可知汽车向左运动，故选B。 1 / 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 目 录 A组 巩固过关 知识点1：声音与信息、能量 知识点2：超声波及其应用 知识点3：次声波及其应用 知识点4：熟悉人和一些动物的发声和听觉频率范围 B组 能力进阶 C组 思维拔高 声音与信息、能量知识点1 1．声在生活中有着广泛的应用。下列主要利用声音传递能量的是（　　） A．医院里的常见医疗设备“B超” B．探测鱼群所用的设备“声呐” C．中医诊病四个途径中的“闻” D．清洗眼镜的设备“超声波清洗机” 2．下列事例是利用声传递能量的是（   ） A．利用超声波给金属工件探伤 B．医生通过听诊器给病人诊病 C．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 D．利用超声波排除人体内的结石 3．如图所示，将扬声器对准烛焰，播放音乐，烛焰随音乐节奏颤动，扬声器的纸盆由于________发出声音；烛焰颤动说明声波能传递________。 4．下列声现象中，说明声音能传递能量的是（　　） A．蝙蝠靠超声波发现昆虫 B．倒车雷达 C．超声加湿器 D．B超诊疗 超声波及其应用知识点2 5．如图所示是我国研制的防疫机器人，不仅可以测量人群的体温，还能智能避障。机器人在运动过程中可通过发射、接收超声波来侦测障碍物的位置，如果前方有障碍物，机器人就会自动减速或调整路线，巧妙避障。请回答： （1）超声波在生产、生活中还可以应用在什么方面？（写出1条即可）。 （2）防疫机器人2s内可移动1.6m，则机器人的运动速度是多少？ （3）某时刻机器人距障碍物0.5m，机器人以0.5m/s的速度向障碍物匀速直线行驶了0.2s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，机器人是否会碰到障碍物？请你通过计算说明。 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。具体方法是：在经过该海域水平面等间距的、、、、五个位置时，向正下方海底定向发射超声波，测得回收信号的时间分别为、、、、。由此判断，该海域海底的大致形状为（　　） A． B． C． D． 7．阅读短文，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。随着黑科技超声波指纹识别技术SenseID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超声波分析得出指纹的信息，进行比对解锁。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，超声波扫描能够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）SenseID是利用了超声波传递________（选填“信息”或“能量”）的特性； （2）SenseID系统利用了仿生学原理，它模仿了下列哪个选项的生物（　　） A．蝙蝠 B．蜘蛛 C．青蛙 D．猫 （3）某手机利用SenseID，从发出超声波到接收到指纹反射的超声波，用时，可知SenseID系统到手机屏幕表面的距离为________mm；（超声波传播的速度取900m/s，不计SenseID系统的大小） （4）SenseID系统向手指上若干个位置发射超声波，检测到被手指反射的信号时所需的时间随位置的变化情况如图1所示，由图可知这些位置指纹的大致形状，图选项最符合的是（　　） A． B． C． 8．阅读下面的短文。 潜艇的“耳目”——声呐 潜艇（如图）最大的特点是它的隐蔽性，作战时需要长时间在水下潜航，这就决定它不能浮出水面使用雷达观察，而只能依靠声呐进行探测，所以声呐在潜艇上的重要性更为突出，被称为潜艇的“耳目”。 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，是水声学中应用广泛的一种重要装置。声呐能够向水中发射声波，声波的频率大多在10kHz-30kHz之间，由于这种声波的频率较高，可以形成较强指向性。声波在水中传播时，如果遇到潜艇、水雷、鱼群等目标，就会被反射回来，反射回来的声波被声呐接收，根据声信号往返时间可以确定目标的距离。 声呐发出声波碰到的目标如果是运动的，反射回来的声波（下称“回声”）的音调就会有所变化，它的变化规律是：如果回声的音调变高，说明目标正向声呐靠拢；如果回声的音调变低，说明目标远离声呐。 请回答以下问题： （1）根据所学人耳能听到声音的频率范围以及上文关于声呐的介绍，人耳_______（选填“能部分”、“能全部”或“一点也不能”）听到声呐发出的声波。人耳能够听到声呐发出的声波的频率范围是______kHz到______kHz。 （2）①若停在海水中的潜艇A发出的声波信号后10s接收到经B潜艇反射回来的信号，B与潜艇A的距离是______。（设声波在海水中传播速度为1500m/s） ②若停在海水中的潜艇A继续监控潜艇B，突然接到潜艇B反射回来的声波频率是变低的，说明两潜艇的距离在_______。（选填“增大”、“减小”或“不变”） （3）在月球上不能用声呐技术来测量物体间的距离，原因是_______。 次声波及其应用知识点3 9．地震时会产生_____声波，这种声波也会让远在地震中心千里之外不少居民出现头晕、恶心等症状，这说明声音能够传递_______。 10．超声波和次声波在科学领域和生活中有着重要的作用，汽车车尾的“倒车雷达”发出的是________声，该声________（选填“是”或“不是”）由于物体振动而产生的；利用________声监测仪进行监测，可以预报火山喷发、龙卷风、雷暴、泥石流等自然灾害。 11．下列有关次声波的事实描述中，说法不正确的是（   ） A．通过监测次声波，可预报海啸、台风 B．火山爆发、地震、海啸、雷电均能产生次声波 C．次声波的频率低对人体有伤害作用 D．次声波可以传得很远，但不容易绕过障碍物 12．超声波和次声波人能够听到声音的频率范围从20Hz到20000Hz。低于20Hz的声音叫次声波，高于20000Hz的声音叫超声波。 超声波具有指向性好、反射能力强、能量集中等特点，可用于测距、测速等。测距是测速的基础，超声波测速仪向静止的汽车发射超声波信号（简称信号），同时开始计时，信号传播过程中遇到汽车会被反射，测速仪接收到返回的信号停止计时，根据记录的时间及其与路程、速度的关系，可计算出汽车与测速仪之间的距离。 如图为猫和大象的发声和听觉的频率范围，请你从图中所给信息来回答下列问题。 （1）超声波测速是利用了超声波的指向性好、能量集中、_________等特点； （2）宇航员在月球上_________（选填“能”或“不能”）利用超声波测定两山之间的距离； （3）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，则该海域海底的大致形状如图中的（　　）（选填字母）； A． B． C． D． （4）大象与猫之间是否能完成语言沟通吗？_________（选填“能”或“不能”）； （5）大象发声的频率主要是集中在_________（选填“超声波”或“次声波”）所在的频率范围内； （6）如果有地震发生，能感知到地震发出的声是大象，还是猫？_________（选填“大象”或“猫”）。 熟悉人和一些动物的发声和听觉频率范围知识点4 13．如图所示，是人和蝙蝠的听觉频率范围，下列说法正确的是（   ） A．人有可能听到频率为10kHz的声波 B．人不可能听得到乙图的声波 C．200Hz的声波只要振幅足够大，蝙蝠有可能听得见 D．地震、海啸的预警中利用了频率高于20000Hz的超声波来传递信息 14．用超声波清洗牙齿，是利用声可以传递______。在发生地震等自然灾害时，一般会伴有______的产生（选填“次声波”或“超声波”）。某种昆虫靠翅膀的振动发声，如果这种昆虫的翅膀在1s内振动了300次，人类______听到该频率的声音（选填“能”或“不能”）。 15．如图所示的倒车雷达利用声呐来判断汽车与障碍物的距离，若倒车雷达探头的频率为40000Hz，人耳______（选填“能”或“不能”）听到倒车雷达发出的声音；利用声呐_______（选填“能”或“不能”）测量地月之间的距离；若倒车雷达在发出声音0.01s后收到回波，则障碍物离汽车的距离为_______m。（声音在空气中的声速为340m/s）。 16．阅读短文，回答问题。 一般的常识告诉我们，雪花落水静悄悄，毫无声响。不过，雪花落水真的会发出声波，在《自然》杂志上，几个科学家宣布了他们的上述结论。雪花落水发出的声波频率在50000Hz到之间，人们不能听见这个声，但海里的鲸鱼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。然而，这些声音是雪花与水面撞击发出的吗？ 冷战时期，海军发现，在下雨的时候，水下声呐工作效果不好，常有噪声干扰，无法监听。普罗斯·佩勒提教授提出猜想：他认为这些声音不是雨滴撞击水面发出，而是含在雨滴中的气泡振动发出的。利用高速水下摄影机，在下雨时发现水中产生气泡，这些气泡还在不断地收缩、膨胀、振动。佩勒提教授通过计算得出，下雨时那些噪声的频率和衰减情况确实与气泡的振动状况协调一致。通过实验也找到证据，发现雪花落水时也产生气泡，这些气泡也不断变化、振动，从而发出声波。 （1）雪花落水发出的声波属于___________（选填“超声波”或“次声波”）；赫兹是___________的单位。 （2）雪花落水发出的声音对鲸鱼来讲是噪音，陆地上的大象能否听见该声音___________（选填“能”或“不能”）； （3）科学家们发现，不论是雪花落水，还是雨滴落水，都会引起气泡的___________，这个声音都能被鲸鱼听到，说明___________能传播声音。 17．秦岭终南山公路隧道内采用回声测速。回声测速利用的是（　　） A．电磁波 B．超声波 C．次声波 D．可听声波 18．如图，某款变频超声波驱蚊器能够发出不同频率的超声波，干扰蚊子的感觉和行为，达到驱蚊效果。关于驱蚊器发声的分析，下列说法正确的是（　　） A．驱蚊器发声体不是通过振动发出声音 B．驱蚊器发出的声音能够在空气中传播 C．调高驱蚊器振动频率，声音的响度变大 D．驱蚊器发出的声音可以被人听到 19．声波能传递信息和能量。下列事例主要利用声波传递能量的是（    ） A．利用超声波给金属工件探伤 B．利用超声波排出人体内的结石 C．通过声学仪器接收到的次声波等信息判断地震发生的方位和强度 D．医生通过听诊器给就诊者诊病 20．某款电子驱蚊器通电时发出蚊虫天敌的声音，其频率在22000~55000之间，该声音（　　） A．是次声波 B．是超声波 C．能被人耳听到 D．能在真空中传播 21．中华古诗词中蕴含着丰富的物理知识，例如诗句“蝉噪林逾静，鸟鸣山更幽”中，是根据声音的______（选填“音调”“响度”或“音色”）辨别出是蝉和鸟的鸣叫声，同时这句诗还说明声音可以传递______（选填“信息”或“能量”）；诗词“明月松间照，清泉石上流”中，以泉水为参照物，“石”是______（选填“静止”或“运动”）的。 22．蝴蝶的翅膀一般每秒钟振动五次，它所发出的声音频率是_______Hz，为________波（此空选填“超声”或“次声”）。上述频率的声音，人耳________听见（此空选填“能”或“不能”）。人耳能听到的频率范围是________Hz至_______Hz。 23．随着AI语音技术发展，小明家的智能音箱能通过“声纹识别”精准区分家人指令。小明和爸爸用相同音量对音箱说“打开灯光”，相同音量是指________相同，音箱能准确识别出说话人，这是因为两人声音的_____不同（以上两空选填“音调”、“响度”或“音色”），这也能说明声音可以传递________（选填“信息”或“能量”）。 24．如图所示，被誉为“火焰之声”的飞碟无人机，在无人机底部装有一套声波设备，能定向发出频率为30Hz至60Hz的声波灭火，这说明声音可以传递_______，该声波是_______，该声音是由物体_______产生的。 25．如图所示，蝙蝠在飞行时会发出_____（选填“超声波”或“次声波”），这些声波碰到墙壁或昆虫时会反射回来，根据回声的方位和时间，可以确定目标的位置和距离，蝙蝠采用的方法叫_____，说明声可传递_____。 26．我国新能源汽车的发展已经走在世界的前列。如图为某国产新能源纯电动汽车，续航里程可达510km，某次行驶时，汽车从静止加速到100km/h用时3.5s，行驶了49m，此后保持80km/h的速度行驶，试求： （1）为了增强泊车能力，汽车车身上安装有12个超声波雷达探测头，这是利用了声能够传递______； （2）汽车加速行驶过程的平均速度； （3）汽车匀速行驶2h的路程。 27．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___________（选填“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。 28．地震来临时，一些动物会烦躁不安，图甲为人和一些动物的听觉频率范围（单位为）。地震预警系统为保护人民生命财产安全赢得了宝贵时间，如图乙所示为某次地震发生时震源产生的纵波和横波传播的距离随时间变化的图像，这两种波到达地震监测站的时间间隔为。下列分析正确的是（　　） A．地震来临时发出的声波猫可以听到 B．纵波比横波先到达监测站 C．横波的传播速度为 D．震源距离监测站 29．关于超声波与次声波，下列说法正确的是（　　） A．倒车雷达是利用了次声波来识别障碍 B．医学中“超声波碎石”是利用声音传递信息 C．相同介质中超声波的速度大于次声波的速度 D．超声波和次声波都不能在真空中传播 30．生活中遛狗伤人事故时有发生，一款超声波驱狗器应运而生。如图所示，对着狗一按开关，狗好像听到巨大的噪声而躲开，而旁边的人听不见这种声音。下列说法正确的是（　　） A．人听不见这种声音，是因为这种声音的响度小 B．人听不见这种声音，是因为这种声音不是振动产生的 C．人听不见这种声音，是因为这种声音的频率高于20000Hz D．人听不见这种声音，是因为这种声音不能在空气中传播 31．如图，将矿泉水瓶子从中间剪开，将小音箱放在瓶内，在瓶盖上钻一小孔。当打开音箱时，看到前方蜡烛的烛焰在晃动，用钻有孔的纸板替代矿泉水瓶后，烛焰几乎不晃动。下列有关说法正确的是（　　） A．利用水瓶发声时烛焰晃动比纸板更明显，是因为水瓶对声波有会聚作用 B．离瓶盖较远的蜡烛，烛焰晃动幅度较小，说明声波的频率在变低 C．烛焰在晃动，说明声音能够传递信息 D．若要增大烛焰晃动的幅度，可降低音箱声音的响度 32．阅读下列材料，按要求完成后面提出的问题。 如图所示是国之重器——“奋斗者”号载人潜水器，它在马里亚纳海沟成功坐底，创造了我国载人深潜的新纪录。为了探测海底某处深度，“奋斗者”号从海面向海底垂直发射一束超声波，经过6 s后收到回波信号，已知超声波在海水中的速度是1500m/s。 （1）海洋中该处的深度是___________m，它是利用声音可以在__________________中传播来工作的。 （2）运用超声波的反射___________（选填“能”或“不能”）测量地球和月球之间的距离，因为______________________。 33．人们利用回声原理测量距离，声呐系统向海底垂直发射 ___________ （超声波/次声波），经2秒收到回波。若此时海水中的声速为1500m/s，则海底深度为 __________  米，回声到达人耳比原声晚至少0.1s，人才能听到自己的回声，因此，人对着山崖喊话，要想听到自己的回声，人距离山崖至少 _________m。 34．如图所示为一种身高测量仪，其顶部的感应器竖直向下发射超声波信号，经下方物体反射后返回，被感应器接收。某同学站上测高台，感应器记录信号从发射到接收所经历的时间为。已知感应器距测高台的高度为2.8m，此时空气中的声速取340m/s，则该同学的身高为______m；已知空气中的声速随温度的升高而变大，若气温升高时仍用以上数据测算人的身高会______（选填“偏高”“偏低”）；此台设备______（选填“能”“不能”）在月球上测量人的身高。 35．小华在两端开口圆筒的一端蒙上橡皮膜，在橡皮膜中央贴一块小平面镜。一束固定的激光射向镜面，在后方光屏上出现一个反射光斑。对着圆筒开口发出声音，会观察到光斑变成曲线，如图。该现象证明声音是由物体________产生的，也可说明声音能传递________；为了用该器材在月球表面环境进行实验时仍能看到清楚的实验现象，可采取的措施是________。 36．2025年8月13日，中山大学天琴测距台站科研团队探测到月球新一代激光反射镜NGLR-1回波信号，并确认测距实验成功。激光雷达发射一束激光脉冲，激光遇到障碍物后会___________回来，被雷达接收。已知激光在空气中的传播速度约为，雷达从发射激光到接收反射激光的时间间隔约为2.54s，则地球与月球之间的距离约为___________m。同样的方法，我们却不能向月球发射超声波，利用超声波的速度和传播时间来测量地球和月球之间的距离，理由是___________。 37．下列是物理中声现象的相关实验，请补充完整。 （1）如图甲，敲响音叉后，用悬吊着的乒乓球接触发声的音叉时，乒乓球会被弹起，这个实验说明正在发声的物体在________；在实验中，我们把不可见、不易见的现象转换成可见、易见的现象，这里运用到的物理研究方法是________法。 （2）如图乙，打开音响播放乐曲将一支点燃的蜡烛放在音响前，会看到烛焰在晃动，此现象说明_________； （3）如图丙，小明先将衣架悬挂在细绳的中央，当同伴用铅笔轻轻敲击衣架时，他听到了轻微的声音；他将细绳两端分别绕在两只手的食指上，再用食指堵住双耳，当同伴再次用相同的力度敲击衣架时，小明听到较大的声音，据此你能得到的结论是固体的传声效果比空气________； （4）如图丁，不改变钢尺伸出桌面的长度，用不同的力度拨动钢尺，观察钢尺的振动情况，同时听钢尺发出的声音，是为了探究________与__________的关系。 38．超声波是频率超过人类听觉上限的声波，具有穿透力强的特点，能够穿透玻璃、铝、不锈钢、塑料等物质。一种新型的超声波指纹识别技术（SenseID）开始应用于智能手机（如图甲所示），与传统指纹识别技术不同，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，并把接收到的反射的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（例如汗水、护手霜、凝露等）的影响，从而提供一种更稳定、更精确的认证方法。 （1）SenseID系统能置于手机内部，是因为超声波具有_______的特点； （2）某手机利用SenseID系统，从发出超声波到接收到指纹反射的超声波用时，由此可知，SenseID系统到手机屏幕表面的距离为多少mm（超声波的传播速度取340m/s）； （3）手指触摸手机屏幕时，SenseID系统向手指上若干个位置发射超声波，系统检测到被手指反射的信号时，所需的时间随位置变化的情况如图乙所示，可知手指上指纹的大致形状最可能是图中丙的_______（填字母序号）。 39．蝙蝠与测速仪 蝙蝠是利用超声波的高手，它长有一双眼睛，视觉很差，被认为是动物界的“盲人”。为了研究蝙蝠如何在黑暗的夜晚捕食昆虫，17世纪末，意大利科学家将蝙蝠和猫头鹰一起放在完全黑暗的密室里。研究发现，蝙蝠能轻易地分辨方位、躲避障碍物，而猫头鹰会撞上障碍物。后来科学家通过实验发现，如果将蝙蝠的耳朵堵住，它就会丧失方向感不能躲避障碍物。 直到1930年，哈佛大学的一位大学生才利用仪器探测到蝙蝠发出的是超声波，从而解开了蝙蝠捕食之谜。原来，黑暗中飞行的蝙蝠通过鼻腔每秒发射10～20次超声波，这种声波可以探索到很小的障碍物，声波遇到障碍物后便会发生反射。蝙蝠根据接收到反射回来声音的方向和时间间隔，就能了解周围环境，辨别位置和捕食昆虫。这种利用声波在传播过程中有反射现象的原理探测物体方位和距离的方式叫回声定位。 科学家受到回声定位的启发，发明了超声波测速仪。图甲是公路上用超声波测速仪测量车速的示意图，测速仪每隔一定的时间发射一次超声波，显示屏上能显示发出和接收到的超声波信号，并能读出两个信号的时间差，从而测出被测物体的位置和速度。如果发出的超声波遇不到反射物，显示屏上只显示发出的超声波，如图乙中的p1、p2所示，如果测速仪正前方有一辆汽车，测速仪将接收到汽车反射回来的超声波，p1、p2的反射波n1、n2如图丙所示。 （1）频率高于________Hz的声音叫作超声波，黑暗中飞行的蝙蝠通过鼻腔每秒发射10～20次超声波，人_________（选填“能”或“不能”）听到这种声音； （2）蝙蝠用来接收反射回来超声波的器官是（     ） A．眼睛 B．耳朵 C．鼻腔 D．嘴巴 （3）如果图乙和图丙中的p1、p2之间的时间间隔t=0.5s，则测速仪每秒钟发射_______次超声波，图丙中p1、n1之间的时间间隔t1=0.2s，超声波在空气中传播速度是v=340m/s，可知超声波第一次反射时汽车离测速仪的距离为_______m； （4）图丙p2、n2之间的时间间隔t2小于p1、n1之间间隔t1，由此可以判断汽车的运动情况（        ） A．静止 B．向左运动 C．向右运动 D．无法判断 1 / 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 声音与信息、能量知识点1 1．D 2．D 3．振动 能量 4．C 超声波及其应用知识点2 5．（1）超声波在生活中可以用来清洗精密仪器、击碎人体内的结石等。（2）0.8m/s；（3）机器人不会碰到障碍物 6．A 7．（1）信息；（2）A；（3）3.6；（4）A 8．（1）能部分 10 20；（2）7500 增大；（3）真空不能传声 次声波及其应用知识点3 9．次 能量 10．超 是 次 11．D 12．（1）反射能力强；（2）不能；（3）A；（4）不能；（5）次声波；（6）大象 熟悉人和一些动物的发声和听觉频率范围知识点4 13．A 14．能量 次声波 能 15．不能 不能 1.7 16．（1）超声波 频率；（2）不能；（3）振动 液体 17．B 18．B 19．B 20．B 21．音色 信息 运动 22．5 次声 不能 20 20000 23．响度 音色 信息 24．能量 可听声波 振动 25．超声波 回声定位 信息 26．（1）信息；（2）；（3） 解：（1）超声波雷达通过发射超声波，接收反射回来的信号，根据回声的时间差，计算障碍物距离；这是利用声音传递信息（如距离、位置等）。 （2）由题可知，汽车从静止加速到100km/h用时3.5s，行驶了49m，所以平均速度 （3）根据可得，汽车以80km/h的速度匀速行驶2h通过的路程为 27．（1）超声波；（2）信息；（3）0.85 2；（4）能 28．B 29．D 30．C 31．A 32．（1）4500 液体；（2）不能 声音不能在真空中传播 33．超声波 1500/ 17 34．1.95 偏高 不能 35．振动 能量 直接敲击橡皮膜 36．反射 超声波不能在真空中传播 37．（1）振动 转换；（2）声音可以传递能量；（3）好；（4）响度 振幅 38．（1）穿透能力强；（2）1.02mm；（3）B 39．（1）20000 不能；（2）B；（3）2 34；（4）B 1 / 2 学科网（北京）股份有限公司 学科网（北京）股份有限公司 $