摘要:
**基本信息**
以“声的利用”为核心,通过基础-提升-综合三层设计,实现从概念辨析到实际应用的知识巩固,适配新授课分层教学需求,培养物理观念与科学思维。
**分层设计**
|层次|知识覆盖|设计特色|
|----|----------|----------|
|基础层|声的利用分类、声音特性(音调/响度/音色)|单选/填空结合生活实例(如氢气验纯、上课铃声),强化基础概念|
|提升层|声现象综合辨析(传播条件、超声波应用)|多选聚焦易错点(如声音在真空中传播、响度与音调区别),培养科学推理|
|综合层|跨情境应用(计算、阅读分析)|综合题结合科技情境(超声波指纹识别、高铁),提升问题解决能力|
内容正文:
人教版(新教材) · 八年级上册
第二章 声现象 第3节 声的利用
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一、单项选择题
1.如图所示,化学实验检验氢气纯度时,会用拇指堵住集满氢气的试管口,靠近火焰并移开拇指点火。实验员可以通过尖锐的爆鸣声或轻微的“噗”声判断氢气纯度是否达标。下列说法正确的是( )
A.尖锐的爆鸣声是由试管振动产生的
B.不同声音在空气中的传播速度不同
C.“轻微的噗声”指声音的响度小,音调高
D.根据声音的不同来判断氢气纯度,说明声音可以传递信息
2.上课铃声响起,在不同区域活动的同学们听到后,立刻有序返回教室。关于这个过程,下列说法正确的是( )
A.铃声可以在真空中传播 B.铃声能够传递能量
C.铃声能够传递信息 D.铃声是由空气振动产生的
3.下列事例中利用声传递能量的是
A.超声波碎石 B.用声呐探测海深
C.B超检查身体 D.倒车雷达
4.智能音箱语音助手具有强大的语音交互能力,只需简单的唤醒词就能轻松控制音箱。下列说法正确的是
A.音箱发出的声音在真空中也能传播
B.减小音箱的音量实质是降低音调
C.根据语音指令完成指定操作,说明声音可以传递信息
D.音箱播放的音乐一定不是噪声
5.下列说法正确的是( )
A.①中蝙蝠回声定位利用了声音可以传递能量
B.②纸盒内的音箱发声时,小人翩翩起舞,说明发声体在振动
C.③改变尺子伸出桌子的长短,目的是研究响度与振幅的关系
D.④用大小不同的力敲音叉,目的是研究音调与频率的关系
6.如图,汽车利用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.语音助手切换不同人的声音,主要是改变了声音的音色
B.语音助手能对用户指令回应,说明声音可以传递能量
C.语音助手属于科技产品,发声时不需要振动
D.语音助手的音量减小,实质是降低音调
7.下图是汽车利用AI语音助手实现“人与车”全场景自然交互的情景,下列说法正确的是( )
A.人们能听到的音乐声频率低于20Hz
B.AI语音助手发出的声音是扬声器的振动产生的
C.减小声音音量实质是降低音调
D.AI语音助手能根据用户语音指令完成指定操作,说明声音可以传递能量
8.下列语句中蕴含的声学知识正确的是( )
A.“柴门闻犬吠,风雪夜归人”说明声音可以传递能量
B.“闻其声而知其人”主要是根据音调进行判别的
C.“响鼓也要重锤敲”说明物体振动频率越高,响度越大
D.“女高音、男低音”中的“高”、“低”指的是声音的音调
二、多项选择题
9.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方障碍物(或人)间的距离。倒车雷达工作的过程中,会应用到下列物理知识中的( )
A.声的反射 B.声波可以传递信息
C.超声波 D.声波可以传递能量
10.关于声现象,下列说法正确的是( )
A.声音在空气中的传播速度一定是340m/s
B.任何声音都不能在真空中传播
C.医生用“B超”观察身体是否有结石是利用超声波传递信息特性
D.只要物体在振动,人就一定能听到声音
11.某同学从物理课本上找到四幅图,与它们相对应的物理知识正确的是( )
A.用牙齿可以听到声音
B.声音的音调取决于物体振动的频率
C.这是一个有效减弱噪声的装置
D.声音可以发生反射
12.智能语音控制系统可通过网络让用户以语言对话的交互方式,实现影音娱乐、生活服务信息查询等多项功能的操作。以下说法中正确的是( )
A.智能系统可根据语音指令完成相应操作,说明声音可以传递信息
B.系统上的音箱靠扬声器纸盆的振动发出声音
C.对系统发布“大点儿声”的指令,目的是要改变声音的音调
D.播放音乐时,人们能分辨出不同乐器的声音,依据是声音的音色
13.关于甲、乙、丙、丁四幅图,下列说法正确的是( )
A.甲图中,清洗眼镜使用的是超声波,说明声能够传递能量
B.乙图中,发声的音叉激起水花说明声音的音调是由振动的频率决定
C.丙图中,某昆虫的翅膀在2s内振动了600次,人类能听到该频率的声音
D.丁图中,两种波形图能说明两种声音的音色不同
14.关于下列四个情景的说法正确的是( )
A. 扬声器旁的烛焰晃动,说明声波能传递能量
B. 不能听到真空罩中闹铃声,说明声波的传播需要介质
C. 发声的音叉将乒乓球弹开,说明发声的物体在振动
D. 8个相同玻璃瓶装不同高度的水,敲击它们时发出声音的音色不同
三、填空题
15.医生通过听诊器给患者诊病,是利用了声可以传递 (选填“信息”或“能量”)的性质,来自患者的声音通过橡皮管传送到医生的耳朵里,这样可以增大声音的 (选填“音调”或“响度”)。通常我们听到的声音是靠 传来的。
16.醒狮是佛山开学季最热闹的文化活动之一,表演中鼓声主要是由鼓面 产生,通过 传入人耳;舞狮动作根据鼓点变化而变化,这是利用声音能够传递 。
17.在《西游记》“夺宝莲花洞”一集中有这样一段剧情:唐僧派猪八戒探路,猪八戒却偷懒睡大觉,孙悟空变成苍蝇把他吵醒了。苍蝇发出的声音把猪八戒吵醒了,说明声音能传递 (选填“信息”或“能量”)。那孙悟空为什么不变成蝴蝶去吵醒猪八戒呢?原来是因为蝴蝶翅膀振动时的频率 (选填“低于”、“高于”或“等于”)苍蝇发出的声音频率。
18.如图所示,将三支点燃的蜡烛排列在音箱前方,当音箱播放音乐时,可以看到烛焰随着音乐的节奏晃动。烛焰晃动说明声音能传递 。若在无风且蜡烛与音箱均静止时,播放同一个声音,该声音在蜡烛处的波形图如甲所示,则该声音在蜡烛处的波形图应如 (选填“乙”“丙”或“丁”)所示。
四、综合题
19.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)这种现象说明什么?
(2)若渔船上的声呐系统垂直水面向下发出声音,0.9s后接收到鱼群反射回的声音,那么鱼群在水下的深度大约是多少米?(声音在水中的传播速度是1500m/s)
20.海洋,这片广袤无垠的蔚蓝,覆盖地球七成以上,却是人类认知最少的区域。科考船是探测海洋、研究海洋的重要平台,它们载着科学家在海天之间乘风破浪,为海洋科考提供有力的保障。船上有好多实验室和设备,科学家们用它们来研究海底的秘密,叩问海底世界。
(1)科考船上安装有海上警报器和超声测位仪。海上警报器用来接收 声波,从而预报海上的风暴,这利用了声音可以传递 (选填“信息”或“能量”);超声测位仪是利用声音可以在 (选填“固体”或“液体”)中传播来工作的,它发射的声波频率范围为大于 Hz;声音在海水中的速度是1500m/s,测位仪发出信号后经过4s接收到返回信号,则海深 m;
(2)科考船上的科学家们说话时声带每分钟振动6000次,则声带振动频率是 Hz;
(3)搭载声呐系统,如图甲、乙、丙所示曲线为科考船声呐系统收录三种动物叫声声波形图,其中音调最高的是图 ,响度最低的是图 ;蓝鲸的质量是已知海洋动物质量最大的,海洋动物质量越大,其叫声越是响亮而低沉,图 (选填“甲”、“乙”或“丙”)最有可能是蓝鲸发出的。
21.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)超声波传播中遇到障碍物时 (填“会”或“不会”)有一部分被反射回来形成回声。
(2)SenseID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)SenseID是利用了超声波传递 (选填“信息”或“能量”)的特性。
(4)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
(5)已知超声波在海水中的传播速度约为1500m/s,向海底垂直发射超声波,若6s后收到回声信号,则海底深度为 m;在月球上 (选填“能”或“不能”)用超声波技术测量月球表面物体间距离,理由是 。
(6)放大手指局部,表面是凸凹不平的。下面是超声波指纹识别系统,手机发出超声波遇到手指上A、B、C、D、E五个位置,测得回收信号的时间分别为0.30ms、0.36ms、0.30ms、0.36ms、0.26ms,根据时间,求出手指与手机平面的距离,就可以绘出指纹的大致形状,则该处指纹的大致形状是 (选填“图一”、“图二”、“图三”或“图四”)。(1ms=10﹣3s)
22.河南高铁的发展为省内各地市的出行便利、经济增长、旅游资源开发、区域协调发展等带来巨大的贡献。其中有一辆G1557高铁在7︰22从商丘市出发到郑州东在8︰32即可到达,旅途的出行时间比普通列车大约缩短了一半。已知G1557从商丘到郑州东的高铁里程约为217公里。
(1)当高铁快速运行的过程中,车上的乘客会看到两边的树木快速地向后运动,这里描述的“向后运动”所选的参照物是 ,树木快速地“向后运动”的速度大小 (选填“大于”、“小于”或“等于”)高铁相对地面向前运动的速度大小;
(2)高铁上的广播时而响起播音员美妙的声音告知我们接下来的行程,广播里的声音是由播音员的 振动产生的,并通过 (填入传声的介质种类)传入乘客耳中的,同时说明声波可以传递 ;
(3)G1557高铁从商丘到郑州东所用的时间是 min,全程的平均速度是多少?
23.阅读下面的短文,并回答问题。
材料一: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。声呐就是利用超声波测距的一种设备,它能够向水中发射声波,假如某一声呐发出的声波的频率在10~30kHz,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。超声波测速仪测量汽车速度的原理是:测速仪向运动的汽车先后发射两次超声波信号,根据汽车在两次遇到信号之间所通过的路程及所用的时间,由速度公式可得出汽车的平均速度。
材料二: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”。他们都是死于亚声,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,把内脏振坏而丧生。
(1)超声波的频率高于 Hz;声呐、超声波测速等是利用了超声波的能量集中、 、指向性好等特点。
(2)亚声指的我们学过的 (选填“超声波”“可听声波”或“次声波”);亚声能把内脏振坏,说明声音可以传递 。
(3)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: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______。
A. B.
C. D.
(4)某固定测速仪在国外公路上对某跑车进行测速,向匀速直线驶来的跑车发射两次超声波信号,两次发射信号的时间间隔是1s,第一次发射信号到接收用时0.8s,第二次发射信号到接收用时0.4s,跑车的速度为 m/s。(计算时空气中声速取340m/s)
参考答案
1.【答案】D
2.【答案】C
3.【答案】A
4.【答案】C
5.【答案】B
6.【答案】A
7.【答案】B
8.【答案】D
9.【答案】A,B,C
10.【答案】B,C
11.【答案】A,B,D
12.【答案】A,B,D
13.【答案】A,C,D
14.【答案】A,B,C
15.【答案】信息;响度;空气
16.【答案】振动;空气;信息
17.【答案】信息;低于
18.【答案】能量;丙
19.【答案】解:(1) 如图所示,鱼儿能被它们喜欢的声音诱入渔网, 则说明声音可以传递信息。
(2)根据题意可知,声音从海面到鱼群所经历的时间为声呐接收到回声时间的一半,
即
则鱼群在水中的深度s=vt=1500m/s×0.45s=675m
答:鱼群在水下的深度大约是675米。
20.【答案】(1)次;信息;液体;20000;3000
(2)100
(3)丙;甲;乙
21.【答案】(1)会
(2)较强的穿透能力
(3)信息
(4)A
(5)4500;不能;声音不能在真空中传播
(6)图一
22.【答案】(1)高铁;等于
(2)声带;空气;信息
(3)70;186km/h
23.【答案】(1)20000Hz;反射能力强
(2)次声波;能量
(3)B
(4)85
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