四、 人耳听不到的声音 （导学案）物理新教材苏科版八年级上册

该初中物理导学案聚焦“人耳听不到的声音”，核心知识点包括人耳听觉频率范围、超声波和次声波的概念特性及应用。课堂导入通过“听不同频率声音”体验活动，结合动物听觉范围图表比较，衔接可听声知识，构建从已知到未知的学习支架。 特色在于以科学探究为主线，通过体验观察归纳声波分类，用分类法培养科学思维，结合超声波应用与次声波危害监测渗透科学态度与责任。习题设计针对性强，区分信息与能量传递，助力学生高效掌握重点难点。

四、人耳听不到的声音 （导学案） 【学习目标】 1. 物理观念：知道人耳的听觉频率范围（20 Hz～20 000 Hz）；知道频率高于20 000 Hz的声波叫超声波，频率低于20 Hz的声波叫次声波。 2. 科学思维：通过对动物听觉频率范围的比较，理解不同生物对声音的感知能力差异；学习运用分类法对声波进行分类。 3. 科学探究：通过体验不同频率的声音，经历观察、比较和归纳的过程，理解超声波和次声波的概念及其特性与应用之间的关系。 4. 科学态度与责任：了解超声波在现代科技中的广泛应用，认识次声波的危害及监测意义，关注声学知识在生活和科技中的重要价值。 【学习重点】 1. 人耳的听觉频率范围：20 Hz～20 000 Hz。 2. 超声波的概念、特性及其实际应用。 3. 次声波的概念、特性及其危害。 【学习难点】理解超声波和次声波的概念及其特性与应用之间的关系；区分实际例子中声音传递的是信息还是能量。 【自主预习】阅读教材，完成以下内容： 1. 人耳能听到的声音叫作可听声波，它的频率范围通常为20 Hz～20 000 Hz。 2. 频率高于（大于）20 000 Hz的声音叫作超声波；频率低于（小于）20 Hz的声音叫作次声波。 3. 超声波的主要特点：方向性好、在水中传播距离远；穿透能力强、可以成像；能量很大，在介质中传播时能产生巨大的作用力。 4. 超声波的应用很广泛，主要应用在以下几个方面： 方向性好、在水中传播距离远——用于声呐、水下探测、超声测速。 穿透能力强、可以成像——用于B超诊断、超声探伤。 能量很大——用于超声清洗、超声焊接、超声碎石、超声雾化等。 5. 次声波的来源：许多自然现象如地震、火山爆发、海啸、狂风暴雨、电闪雷鸣等都会产生次声波；人为活动如核爆炸、火箭发射、飞机飞行等也会产生次声波。 6. 次声波的特点：在传播过程中能量衰减较慢，且不易被物体遮挡，因而可以传播得很远。 7. 较强的次声波会对人体产生严重损害，使人恶心、头晕、呕吐甚至晕倒等；强度更大的次声波还会对建筑物、设备等造成破坏。 【课堂探究】 探究一、超声波 【活动1】人耳的听觉频率范围 【体验与思考】听一听 你听到的声音，随着频率的变化，音调有什么变化？ 答：随着频率升高，音调变高；随着频率降低，音调变低。 声音的频率越来越高时，你还能听到吗？频率越来越低时呢？ 答：频率过高时听不到，频率过低时也听不到。 【思考与讨论】 是不是所有人的听觉频率范围都完全相同？ 答：不是。不同人的听觉频率范围有差异（如老年人对高频声音的听力会下降），不同动物的听觉频率范围也不相同。 不同动物的听觉频率范围相同吗？观察教材中“人和一些动物听觉的频率范围”图表。图中哪些动物能听到次声波（低于20 Hz的声音）？图中哪些动物能听到超声波（高于20 000 Hz的声音）？ 【归纳总结】 声波分类 频率范围 人耳能否听到 声波分类 次声波 低于20 Hz 不能 次声波 可听声波 20 Hz～20 000 Hz 能 可听声波 超声波 高于20 000 Hz 不能 超声波 【活动2】了解超声波的特点 特点 具体含义 方向性好 超声波传播时能量集中，不易分散 穿透能力强 超声波能穿透物体，可以成像 在水中传播距离远 超声波在水中能量损失较小，传播得远 能量大 超声波在介质中传播时能产生巨大的作用力 【活动3】 超声波的应用 应用实例 利用的超声波特性 声呐（探测潜艇、鱼群） 方向性好、在水中传播距离远 B超检查 穿透能力强、可以成像 超声清洗机 能量很大 超声焊接机 能量很大 超声探伤仪 穿透能力强、在物体中传播和反射 超声测速仪 方向性好 【思考】蝙蝠在夜间飞行时，为什么不会撞到障碍物？它靠的是什么？ 答：蝙蝠在飞行时发出超声波，超声波遇到障碍物反射回来，蝙蝠根据回声到来的时间和方位，确定目标的位置和距离。这种利用声波反射探测目标的方式叫作回声定位。 【例题1】有一种导盲杖，其工作原理是利用内置的声波传感器发射___________（超声波或次声波），通过计算声波反射时间确定障碍物位置，再通过震动来提示盲人前方有障碍。 【答案】超声波 【详解】超声波具有方向性好、穿透能力强、易获得集中声能的特点，能够通过反射精准测定障碍物位置，适配导盲杖近距离检测障碍的需求；次声波频率低、方向性差，无法满足精准定位的要求，因此导盲杖选用的是超声波。 【例题2】“奋斗者”号是我国自主研发的万米载人潜水器。如图所示，下潜前“奋斗者”号利用声音可以在__________中传播，通过声呐系统向海底竖直发射__________（选填“超声波”或“次声波”）进行探测。 【答案】 液体 超声波 【详解】声音的传播需要介质，可以在固体、液体、气体中传播，潜水器在海中探测海底，声音需要通过液体（海水）传播。 超声波具有方向性好、穿透能力强的特点，声呐测距探测就是利用超声波的特性工作。 探究二、次声波 【活动4】了解次声波的来源 类别 来源 自然产生 狂风暴雨、电闪雷鸣、火山爆发、地震、海啸 人为产生 核爆炸、火箭发射、飞机飞行、列车行驶 【活动5】了解次声波的特点与危害 特点：次声波在传播过程中能量衰减较慢，且不易被物体遮挡，可以传播得很远。 危害： 对人的危害：较强的次声波会使人恶心、头晕、呕吐甚至晕倒。 对设备和建筑的危害：强度更大的次声波会对建筑物、设备等造成破坏。 【思考】乘坐火车、汽车、轮船和飞机时感觉疲倦，可能与什么有关？ 答：可能与交通工具行驶过程中产生的次声波有关。这些次声波作用于人体，使人产生恶心、头晕、疲倦等不适症状。 【思考】超声波和次声波虽然人耳听不到，但它们和可听声波一样，都是声波。声波具有哪些共同的作用？ 声波能传递信息：如B超检查身体、声呐探测海底、蝙蝠回声定位等。 声波能传递能量：如超声波清洗眼镜、超声波击碎结石、超声波焊接等。 【例题3】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．次声波可以传得很远，但不容易绕过障碍物 D．次声波的频率低对人体有伤害作用 【答案】C 【详解】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，波长较长，容易绕过障碍物，传得很远，故C错误，符合题意； D．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D正确，不符合题意。 故选C。 【例题4】下列说法中不属于利用声音传递信息的是（     ） ①医生用听诊器检查心、肺；②用超声波粉碎结石；③蝙蝠发出超声波觅食；④敲响的鼓面吹灭蜡烛；⑤工人听铁轨传声判断螺栓是否松动；⑥人听广播、录音。 A．②④⑤ B．②④ C．②③ D．②③④ 【答案】B 【详解】①医生通过听诊器听心、肺发出的声音来判断身体状况，利用声音传递信息； ②用超声波粉碎结石，利用声音传递能量； ③蝙蝠根据超声波的回声确定猎物位置，利用声音传递信息； ④敲响的鼓面吹灭蜡烛，利用声音传递能量； ⑤工人根据铁轨传来的声音判断螺栓是否松动，利用声音传递信息； ⑥人听广播、录音，利用声音传递信息。 因此，不属于利用声音传递信息的是②④。故选B。 【课堂总结】 四、人耳听不见的声音 1. 人耳能听到的声音频率范围是20 Hz～20 000 Hz。 2. 频率高于20 000 Hz的声音叫超声波；频率低于20 Hz的声音叫次声波。 3. 超声波的特点：方向性好、穿透能力强、能量大。 4. 次声波的特点：能量衰减慢、不易被物体遮挡、可以传播得很远。 5. 声波可以传递信息，也可以传递能量。 【课堂练习】 1．医生用听诊器诊断病情，是利用了声音可以传递______；倒车雷达利用_____（选填“超声波”或“次声波”）探测障碍物，帮助司机倒车。 【答案】 信息 超声波 【详解】声音的利用分为传递信息和传递能量两类，医生通过听诊器获取人体内部的声音来判断病情，属于利用声音传递信息； 超声波具有方向性强、易反射的特点，适合用于近距离探测障碍物，倒车雷达正是利用该特性工作。 2．某种昆虫的翅膀在2min内振动了600次，它振动的频率是 _____Hz。如果借助扩音器把这种声音放大，则人耳 _______（选填“能”或“不能”）听到。曾经印尼地震引发了海啸，造成巨大人员伤亡和财产损失，远在数百公里以外的有些人感到恶心、胸闷，这是由于地震和海啸发生时产生的 ________而引起的。 【答案】 5 不能 次声波 【详解】频率是发声体每秒振动的次数，时间 振动的频率 人耳的听觉频率范围为，该昆虫翅膀振动频率为5Hz，低于人耳听觉下限；扩音器仅放大声音的响度，不会改变声音的频率，因此人耳不能听到。 地震和海啸发生时会产生次声波（频率低于20Hz的声波），次声波会对人体的平衡器官造成影响，使人出现恶心、胸闷等症状。 3．我国自主研制的“奋斗者”号载人潜水器在马里亚纳海沟成功完成了万米级海试。尽管马里亚纳海沟两侧都是非常陡峭的海山，但是“奋斗者”号安装有声呐设备，声呐能通过发射和接收________信号来发现障碍物。该潜水器能在漆黑的万米深海中精准避障，这说明声音可以在_________中传播，且能传递________。 【答案】 超声波 液体/水 信息 【详解】声呐设备是通过发射和接收超声波来探测障碍物的，超声波具有方向性强、穿透能力强的特点，适合在海洋环境中进行探测工作。 潜水器在漆黑的深海中借助声呐避障，声音是通过海水传播的，这说明声音可以在水（或液体）中传播。 通过声呐获取障碍物的位置等相关信息来实现精准避障，这体现了声音能够传递信息。 4．随着医疗水平的发展，医院里通常使用超声波雾化技术将药物（溶液或粉末）分散成微小的雾滴或微粒，使其悬浮于气体中，并进入呼吸道及肺内，达到良好疗效，此过程中（     ） A．雾化机发出的超声波是由物体振动产生的 B．雾化机发出的超声波不能通过空气传播 C．人听不到超声波，是因为超声波的响度太小 D．超声波雾化药物说明了声音能够传递信息 【答案】A 【详解】A．所有声音（包括超声波、次声波这类不可听声）都是由物体振动产生的，故A符合题意； B．超声波属于声波，声波可以在空气这种介质中传播，故B不符合题意； C．人听不到超声波是因为超声波频率高于，超出人耳听觉范围，不是因为响度太小，故C不符合题意； D．超声波雾化药物，是利用超声波的能量打散药物，说明声音能够传递能量，不是传递信息，故D不符合题意。 故选 A。 5．如表是几种动物的听觉范围，在远离震中的地方能接收到地震所产生的次声波的是（　　）。 部分动物的听觉范围 蝙蝠 1000~120000Hz 海豚 150~150000Hz 猫 60~65000Hz 大象 1~20000Hz A．蝙蝠 B．海豚 C．猫 D．大象 【答案】D 【详解】次声波是频率低于20Hz的声波，由表格中数据可知，只有大象的听觉范围包含了次声波的频率范围，所以只有大象在远离震中的地方能接收到地震所产生的次声波。故选D。 6．关于声音的利用，下列说法正确的是（     ） A．用超声波击碎人体内的结石是利用了声音可以传递信息 B．倒车雷达的原理与蝙蝠的“回声定位”不相同 C．通过灵敏的声学仪器接收超声波等信息可判断地震的方位和强度 D．城市里安装噪声监测装置，是通过声音的强弱等级来反映噪声大小的 【答案】D 【详解】A．超声波击碎人体内结石，是利用声音可以传递能量，不是传递信息，故A错误； B．倒车雷达和蝙蝠的“回声定位”原理相同，都是利用超声波反射获得障碍物信息，故B错误； C．地震发生时会伴随产生次声波，是通过接收次声波判断地震的方位和强度，不是超声波，故C错误； D．噪声监测装置的作用就是通过测量噪声的强弱等级，反映噪声的大小，故D正确。 故选D。 7．如图是一种能发出超声波的电动牙刷，直达牙刷棕毛刷不到的地方，这样刷牙既干净又舒服。关于电动牙刷发出的超声波。下列说法正确的是（     ） A．超声波不是声波 B．超声波的频率低于20Hz，所以人听不到 C．超声波是由于物体振动产生的 D．刷牙时，人听不到超声波，是因为超声波不能在空气中传播 【答案】C 【详解】A．超声波属于声波，是频率高于的声波，故A错误； B．频率低于的是次声波，超声波的频率高于，超出人耳听觉范围所以人听不到，故B错误； C．所有声波都是由物体振动产生的，超声波属于声波，因此也由物体振动产生，故C正确； D．超声波可以在空气中传播，人听不到超声波是因为它的频率超出人耳的听觉范围（），故D错误。 故选C。 【课后反思】 1. 知识梳理 通过本节课的学习，你有哪些收获？还有哪些疑问？ 。 2. 实验感悟 在体验不同频率声音的活动中，你发现声音的频率与音调有什么关系？ 。 通过本节课的学习，你对“声音”有了哪些新的认识？ 。 2. 拓展思考 查阅资料：声呐是怎样工作的？它为什么用超声波而不用可听声波？ 。 1 / 1 学科网（北京）股份有限公司 学科网（北京）股份有限公司 $ 四、人耳听不到的声音 （导学案） 【学习目标】 1. 物理观念：知道人耳的听觉频率范围（20 Hz～20 000 Hz）；知道频率高于20 000 Hz的声波叫超声波，频率低于20 Hz的声波叫次声波。 2. 科学思维：通过对动物听觉频率范围的比较，理解不同生物对声音的感知能力差异；学习运用分类法对声波进行分类。 3. 科学探究：通过体验不同频率的声音，经历观察、比较和归纳的过程，理解超声波和次声波的概念及其特性与应用之间的关系。 4. 科学态度与责任：了解超声波在现代科技中的广泛应用，认识次声波的危害及监测意义，关注声学知识在生活和科技中的重要价值。 【学习重点】 1. 人耳的听觉频率范围：20 Hz～20 000 Hz。 2. 超声波的概念、特性及其实际应用。 3. 次声波的概念、特性及其危害。 【学习难点】理解超声波和次声波的概念及其特性与应用之间的关系；区分实际例子中声音传递的是信息还是能量。 【自主预习】阅读教材，完成以下内容： 1. 人耳能听到的声音叫作 ，它的频率范围通常为 。 2. 频率 20 000 Hz的声音叫作超声波；频率 20 Hz的声音叫作次声波。 3. 超声波的主要特点： 、在水中传播距离远； 、可以成像； 很大，在介质中传播时能产生巨大的作用力。 4. 超声波的应用很广泛，主要应用在以下几个方面： 方向性好、在水中传播距离远——用于 。 穿透能力强、可以成像——用于 。 能量很大——用于 等。 5. 次声波的来源：许多自然现象如地震、火山爆发、海啸、狂风暴雨、电闪雷鸣等都会产生 声波；人为活动如核爆炸、火箭发射、飞机飞行等也会产生 声波。 6. 次声波的特点：在传播过程中能量衰减较 ，且不易被物体 ，因而可以传播得很远。 7. 较强的次声波会对人体产生严重损害，使人 等；强度更大的次声波还会对建筑物、设备等造成破坏。 【课堂探究】 探究一、超声波 【活动1】人耳的听觉频率范围 【体验与思考】听一听 你听到的声音，随着频率的变化，音调有什么变化？ 答： 。 声音的频率越来越高时，你还能听到吗？频率越来越低时呢？ 答： 。 【思考与讨论】 是不是所有人的听觉频率范围都完全相同？ 答： 。 不同动物的听觉频率范围相同吗？观察教材中“人和一些动物听觉的频率范围”图表。图中哪些动物能听到次声波（低于20 Hz的声音）？图中哪些动物能听到超声波（高于20 000 Hz的声音）？ 【归纳总结】 声波分类 频率范围 人耳能否听到 声波分类 次声波 低于20 Hz 不能 次声波 可听声波 20 Hz～20 000 Hz 能 可听声波 超声波 高于20 000 Hz 不能 超声波 【活动2】了解超声波的特点 特点 具体含义 方向性好 超声波传播时能量集中，不易分散 穿透能力强 超声波能穿透物体，可以成像 在水中传播距离远 超声波在水中能量损失较小，传播得远 能量大 超声波在介质中传播时能产生巨大的作用力 【活动3】 超声波的应用 应用实例 利用的超声波特性 声呐（探测潜艇、鱼群） 方向性好、在水中传播距离远 B超检查 穿透能力强、可以成像 超声清洗机 能量很大 超声焊接机 能量很大 超声探伤仪 穿透能力强、在物体中传播和反射 超声测速仪 方向性好 【思考】蝙蝠在夜间飞行时，为什么不会撞到障碍物？它靠的是什么？ 答： 。 【例题1】有一种导盲杖，其工作原理是利用内置的声波传感器发射___________（超声波或次声波），通过计算声波反射时间确定障碍物位置，再通过震动来提示盲人前方有障碍。 【例题2】“奋斗者”号是我国自主研发的万米载人潜水器。如图所示，下潜前“奋斗者”号利用声音可以在__________中传播，通过声呐系统向海底竖直发射__________（选填“超声波”或“次声波”）进行探测。 探究二、次声波 【活动4】了解次声波的来源 类别 来源 自然产生 狂风暴雨、电闪雷鸣、火山爆发、地震、海啸 人为产生 核爆炸、火箭发射、飞机飞行、列车行驶 【活动5】了解次声波的特点与危害 特点：次声波在传播过程中能量衰减较慢，且不易被物体遮挡，可以传播得很远。 危害： 对人的危害：较强的次声波会使人恶心、头晕、呕吐甚至晕倒。 对设备和建筑的危害：强度更大的次声波会对建筑物、设备等造成破坏。 【思考】乘坐火车、汽车、轮船和飞机时感觉疲倦，可能与什么有关？ 答： 。 【思考】超声波和次声波虽然人耳听不到，但它们和可听声波一样，都是声波。声波具有哪些共同的作用？ 声波能传递信息：如B超检查身体、声呐探测海底、蝙蝠回声定位等。 声波能传递能量：如超声波清洗眼镜、超声波击碎结石、超声波焊接等。 【例题3】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．次声波可以传得很远，但不容易绕过障碍物 D．次声波的频率低对人体有伤害作用 【例题4】下列说法中不属于利用声音传递信息的是（     ） ①医生用听诊器检查心、肺；②用超声波粉碎结石；③蝙蝠发出超声波觅食；④敲响的鼓面吹灭蜡烛；⑤工人听铁轨传声判断螺栓是否松动；⑥人听广播、录音。 A．②④⑤ B．②④ C．②③ D．②③④ 【课堂总结】 四、人耳听不见的声音 1. 人耳能听到的声音频率范围是20 Hz～20 000 Hz。 2. 频率高于20 000 Hz的声音叫超声波；频率低于20 Hz的声音叫次声波。 3. 超声波的特点：方向性好、穿透能力强、能量大。 4. 次声波的特点：能量衰减慢、不易被物体遮挡、可以传播得很远。 5. 声波可以传递信息，也可以传递能量。 【课堂练习】 1．医生用听诊器诊断病情，是利用了声音可以传递______；倒车雷达利用_____（选填“超声波”或“次声波”）探测障碍物，帮助司机倒车。 2．某种昆虫的翅膀在2min内振动了600次，它振动的频率是 _____Hz。如果借助扩音器把这种声音放大，则人耳 _______（选填“能”或“不能”）听到。曾经印尼地震引发了海啸，造成巨大人员伤亡和财产损失，远在数百公里以外的有些人感到恶心、胸闷，这是由于地震和海啸发生时产生的 ________而引起的。 3．我国自主研制的“奋斗者”号载人潜水器在马里亚纳海沟成功完成了万米级海试。尽管马里亚纳海沟两侧都是非常陡峭的海山，但是“奋斗者”号安装有声呐设备，声呐能通过发射和接收________信号来发现障碍物。该潜水器能在漆黑的万米深海中精准避障，这说明声音可以在_________中传播，且能传递________。 4．随着医疗水平的发展，医院里通常使用超声波雾化技术将药物（溶液或粉末）分散成微小的雾滴或微粒，使其悬浮于气体中，并进入呼吸道及肺内，达到良好疗效，此过程中（     ） A．雾化机发出的超声波是由物体振动产生的 B．雾化机发出的超声波不能通过空气传播 C．人听不到超声波，是因为超声波的响度太小 D．超声波雾化药物说明了声音能够传递信息 5．如表是几种动物的听觉范围，在远离震中的地方能接收到地震所产生的次声波的是（　　）。 部分动物的听觉范围 蝙蝠 1000~120000Hz 海豚 150~150000Hz 猫 60~65000Hz 大象 1~20000Hz A．蝙蝠 B．海豚 C．猫 D．大象 6．关于声音的利用，下列说法正确的是（     ） A．用超声波击碎人体内的结石是利用了声音可以传递信息 B．倒车雷达的原理与蝙蝠的“回声定位”不相同 C．通过灵敏的声学仪器接收超声波等信息可判断地震的方位和强度 D．城市里安装噪声监测装置，是通过声音的强弱等级来反映噪声大小的 7．如图是一种能发出超声波的电动牙刷，直达牙刷棕毛刷不到的地方，这样刷牙既干净又舒服。关于电动牙刷发出的超声波。下列说法正确的是（     ） A．超声波不是声波 B．超声波的频率低于20Hz，所以人听不到 C．超声波是由于物体振动产生的 D．刷牙时，人听不到超声波，是因为超声波不能在空气中传播 【课后反思】 1. 知识梳理 通过本节课的学习，你有哪些收获？还有哪些疑问？ 。 2. 实验感悟 在体验不同频率声音的活动中，你发现声音的频率与音调有什么关系？ 。 通过本节课的学习，你对“声音”有了哪些新的认识？ 。 2. 拓展思考 查阅资料：声呐是怎样工作的？它为什么用超声波而不用可听声波？ 。 1 / 1 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