2.3 声的利用(知识解读)2026-2027学年人教版八年级上册物理同步知识解读与专题训练
2026-09-04
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摘要:
本讲义聚焦初中物理“声的利用”核心知识点,系统梳理声与信息(如回声定位、B超、无损探伤)、声与能量(如超声波碎石、清洗),延伸至超声波、次声波应用及生物对声波的利用,构建从基础到特殊应用的递进学习支架。
该资料通过题型归纳(例题与变式题结合)和实验探究(如火焰随音乐舞动实验),结合导盲杖、B超等生活实例,培养学生物理观念与科学思维,课中辅助教师系统授课,课后随堂巩固助力学生查漏补缺,强化知识应用能力。
内容正文:
2.3 声的利用(知识解读)
【新教材人教版】
题型归纳
【题型1 声与信息】 2
【题型2 声与能量】 3
【题型3 超声波的利用】 5
【题型4 次声波的危害】 6
【题型5 生物对于声波的利用】 7
【随堂巩固】 8
考点1
声与信息
1、回声定位
(1)蝙蝠觅食:蝙蝠在飞行过程中,会发出超声波,这些声波遇到障碍物或昆虫时会反射回来,根据回声到来的方位和时间,蝙蝠可以确定目标的位置。
(2)倒车雷达:利用超声波探测汽车后方障碍物的距离,告知驾驶员周围障碍物的情况。
(3)声呐设备:利用声波在水中的传播和反射特性,对水下目标进行探测,广泛用于鱼群探测、船舶导航和海底地质地貌的勘测等。
2、医用B超:医生用B型超声波诊断仪向病人体内发射超声波,超声波遇到组织的分界面(不同内脏器官的分界处、内脏与骨骼分界处以及异物与组织的交界处)时会发生反射,根据反射波滞后于发射波的时间,可以知道分界面在体内的深度等信息,并转换成影像,帮助医生判断人体内的组织器官是否正常。
3、无损探伤:工业上可以利用超声波透射法对产品进行无损探测。如果产品内部有缺陷,超声波会在缺损处发生反射,根据接收到的声波信息可以鉴定产品是否合格。
4、声音传递信息的其他应用
声
声音的特点
归纳
远处隆隆的雷声
大雨就要来了
不同的声音会传递给人们不同的信息。声音可以传递信息
下课铃声
下课时间到了
铁路工人用铁锤敲击钢轨,钢轨发出异常声音
有螺栓松动了
医生用听诊器听心脏跳动的声音
人体健康状况
利用仪器接收次声波
地震、台风的位置及强度
【题型1 】
【例1】如图所示为超声导盲手杖,它可以向周围发射超声波,帮助视障人士在出行时探测前进道路上的障碍物。当前方有障碍物时,手杖会发出警报声,距障碍物越近,警报声越尖锐。下列说法正确的是( )
A.导盲杖能够导航是利用手杖敲击地砖,地砖发出了超声波
B.超声波需进行信号转换,人耳才能听得到警报声
C.提示音变尖锐是指提示音的响度变大了
D.提示音提醒盲人有障碍是利用了声音能够传递能量
【变式1-1】工程师利用“超声波检测仪”来检查大桥桥墩内部是否有裂缝,他将一个设备紧贴桥墩表面,发射超声波,声波遇到内部裂缝时会反射回来,被设备接收,关于此技术下列说法正确的是( )
A.超声波方向性差,穿透能力强
B.该技术的原理与核试验监测网的原理相同
C.这一过程是利用超声波传递信息
D.超声波在桥墩中传播的速度和在空气中传播的速度相同
【变式1-2】鼓声震耳欲聋是形容鼓声的__________大;战场上常用“击鼓进军,鸣金收兵”作为军令,这说明声音可以传递__________。
【变式1-3】科学技术人员利用超声波能传递______________的特性,发明了声呐、超声诊断仪、超声探伤仪等。人们还利用超声波能传递______________的特性发明了超声清洗机、超声焊接机、超声雾化器等。
考点2
声与能量
1、实验探究—声波能传递能量
(1)探究过程:如图所示,将音箱对准火焰,播放音乐。
(2)实验现象:观察到火焰随音乐“舞动”。
(3)实验结论:声音能传递能量。
2、医疗:医生利用超声波碎石机去除病人体内的结石。
3、工业:
(1)利用超声波对钢铁、陶瓷、宝石、金刚石等坚硬物体进行钻孔和切削加工;
(2)超声波去污:利用超声波使清洗液剧烈振动,把物体上的污垢清洗下来而不损坏被清洗的物体,可以用来清洗机器零件、精密仪器、医疗设备等;
(3)超声波焊接:利用超声波的热效应,人们研制了超声波焊接机,利用这种焊接机可以焊接塑料制品、缝制化纤纺织品等;
(4)超声波除尘:单反相机中的超声波滤镜,安置在快门之后,能够通过每秒万次的高速振动,将吸附在感光器上的灰尘碎屑震落,达到除尘的目的;
(5)日常生活:利用超声波清洗牙齿、利用超声波出去人体内结石等。
(6)次声波武器:由于次声波传播的距离远、穿透能力强,且较低频率的次声波达到一定强度时可以致人死亡,因而次声波正越来越多地应用在军事上。
【题型2 声与能量】
【例2】有一种电子牙刷,如图所示,它能发出超声波,直达牙刷棕毛刷不到的地方,这样刷牙既干净又舒服。关于电子牙刷,下列说法中正确的是( )
A.刷牙时,人听不到超声波,是因为超声波不能在空气中传播
B.刷牙时,人听不到超声波,是因为超声波的音调很低
C.超声波能传递能量
D.超声波不是由物体的振动产生的
【变式2-1】声音既可以传递信息,也可以传递能量。下列事例中,主要利用声音传递能量的是( )
A.渔民捕鱼时利用声呐探测鱼群的位置
B.医生利用超声波给病人治疗肾结石
C.医生通过听诊器可以了解病人心肺的工作情况
D.蝙蝠利用“回声定位”确定目标的位置
【变式2-2】2026年伦敦世乒赛团体赛上,看台的观众为孙颖莎加油呐喊,呐喊声是由于人们声带的________而产生的,孙颖莎听到的呐喊声是通过________(填写介质名称)传入耳中的,呐喊声太大会使人耳朵疼痛体现了声音具有________。
【变式2-3】如图所示,用鼓锤分别重敲和轻敲鼓面,铜鼓发出的声音的响度不同,同时可以通过乒乓球反弹的高度,来__________(选填“显示”“振动”“测量”)鼓面振动的情况;通过实验可知:鼓面振动的__________越大,响度越大;如果把点燃的蜡烛放到鼓面附近,烛焰会随着鼓声跳动,这说明声音能传递__________。
考点3
声音的综合利用
1、声在医疗上的应用
(1)中医诊病通过“望、闻、问、切”四个途径,其中“闻”就是听,这是利用声音诊病的最早例子。
(2)利用B超或彩超可以更准确地获得人体内部疾病的信息。
(3)药液雾化器:对于咽喉炎、气管炎等疾病,药力很难达到患病的部位;利用超声波的高能量将药液破碎成小雾滴,让病人吸入,能够增进疗效。
2、超声波在工业上的应用
(1)利用超声波对钢铁、陶瓷、宝石、金刚石等坚硬物体进行钻孔和切削加工,这种加工的精度和光洁度很高。
(2)在工业生产中常常运用超声波透射法对产品进行无损探测。
(3)在工业上用超声波清洗零件上的污垢。
3、声在军事上的应用
(1)现代的无线电定位器--雷达,就是仿照蝙蝠的超声波定位系统设计制造的。
(2)声纳:根据回声定位的原理,科学家们发明了“声纳”,利用声纳系统,人们可以探测海洋的深度、海底的地形特征等。
4、声在生活中的应用
我们在生活中利用声音获得信息;例如人们交谈、听广播、听录音等,声音是我们获取信息的主要渠道。
【题型3 超声波的利用】
【例3】超声波可用于碎石,是因为超声波能传递________(选填“能量”或“信息”);超声波斜射入人体后类似光一样要发生折射,实验说明:超声波由空气斜射入人体时,折射角大于入射角。如图进行超声碎石时,超声波进入人体时,其入射点应在________(选填“O点的左侧”、“O点”或“O点的右侧”)。
【变式3-1】小明家购置了一台超声波洗碗机。餐具放进洗碗机水槽中,超声波对餐具内外表面、狭缝部位进行有效清洗。关于洗碗机发出的超声波下列说法正确的是( )
A.洗碗机利用了超声波可以传递信息的作用 B.洗碗机发出的“滋滋”声是超声波
C.超声波的频率高于20000Hz D.超声波常用于监测火山等自然灾害
【变式3-2】如图所示,下列利用了超声波的是( )
A.利用“小蜜蜂”上课 B.路旁安装隔音壁
C.海豚定位藏在沙里的小鱼 D.动物地震前异常活跃
【变式3-3】医院里的“B超”实际上是利用了____________波来观察人体内部,从而进行诊断和治疗。自然灾害发生时,一般会产生____________波,这种“声波”强度大的时候,人的平衡器官的功能会受到破坏,从而产生恶心、眩晕等症状,严重的会造成内脏出血,危及生命。
【题型4 】
【例4】2023年12月18日晚,甘肃发生6.2级地震,西安有轻微震感,此次地震给人民群众的生命财产造成了重大损失,因为地震会产生___________(选填“次声波”或“超声波”),频率___________(填“低于”或“高于”),所以地震前人类并没有感知到。倒塌房屋中的一些被困人员通过敲击物体使其发声,及时获救,这属于声音可以传递___________。
【变式4-1】关于声现象,下列说法中正确的是( )
A.超声波可以在真空中传播
B.B超诊断仪是利用次声波工作的
C.监测次声波可以预报台风和地震活动等
D.相同条件下,超声波的传播速度比次声波快
【变式4-2】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
【变式4-3】一艘国际商船在“火地岛”,发现了多年前神秘失踪的“马可波罗”号帆船,而船上的一切设备及物品却完好无损。经科学家们多年的研究和探索,终于揭开了这些遇难者的“死亡之谜”。原来都死于风暴所产生的______。
【题型5 】
【例5】很多动物都有它们自己的“语言”,大象可以发出次声波,并能利用次声波呼叫远处的大象。次声波是由物体___________产生的,大象利用次声波交流说明声可以传递___________。
【变式5-1】下列主要描述声音能够传递能量的是( )
A.蝙蝠利用超声波确定障碍物位置 B.利用“B超”对孕妇作常规检查
C.利用声呐探测鱼群位置和海底的情况 D.超声波击碎人体内的结石
【变式5-2】超声波在很多方面有应用,下列说法不正确的是( )
A.蝙蝠利用发出的超声波导航
B. 人们制成超声雷达探测鱼群
C.用超声波检查母体内的胎儿
D.狗能通过超声提前感知地震
【变式5-3】蝙蝠在夜间出来觅食,他们是靠发出的___________来确定目标的位置。它在标准大气压下,15℃空气中的传播速度___________(选填“大于”“小于”或“等于”)340m/s。
随堂巩固
【随堂巩固】
1.据北魏郦道元所著的《水经注》记载,陈遵在造江陵金堤时,曾利用鼓声推算高地的高度,可能是利用鼓声的传播速度推算的。对此,下列说法正确的是( )
A.鼓声通过鼓面传到人耳处 B.听到的鼓声属于超声波
C.鼓声可以在空气中传播 D.该现象说明声音可以传递能量
2.关于声现象,下列说法中错误的是( )
A.图甲中,扬声器旁的烛焰发生颤动,说明声波能传递能量
B.图乙中,保持钢尺伸出长度不变,钢尺振幅越大,声音的音调越高
C.图丙中,正在发声的音叉把乒乓球弹开,说明发声体在振动
D.图丁中,有的倒车雷达是利用超声波来定位的
3.古代常用敲钟的方式来报时、召集人群、发布消息,说明钟声( )
A.音调高 B.可以传递信息 C.传播速度快 D.可以传递能量
4.下列实例中,主要利用声波传递信息的是( )
A.超声波清洗眼镜、碗筷 B.超声波加工高硬度工件
C.病人做“B超”检查,利用声呐测海深 D.超声波排除人体内的结石及碎石
5.如图所示,将乒乓球吊在扬声器前。当扬声器播放音乐时,会看到乒乓球随音乐跳动,下列声音的利用与该现象原理相同的是( )
A.牙医用超声波洁牙 B.蝙蝠利用回声定位
C.大象用次声波交流 D.医生用B超观察胎儿的生长情况
6.市场上有一款“超声波传感器”导盲杖,正常使用时,导盲杖会持续发出超声波。若前进方向上有障碍物,导盲杖就能接收到超声波的反射信号并发出“滴滴”的提示音,离障碍物越近,提示音越尖锐,提醒盲人绕开障碍物。下列说法中错误的是( )
A.盲人不能听到这种超声波 B.该导盲杖利用了声音能够传递能量
C.超声波的频率比“滴滴”的提示音的频率高 D.提示音“越尖锐”指的是声音的音调越高
7.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。在使用该语音助手的过程中,下列说法正确的是( )
A.减小音量的实质是降低声音的音调
B.让AI(人工智能)唱歌,演唱到高音部分时振动的频率降低
C.切换不同人的声音,音色不同
D.人向AI(人工智能)发出指令,说明声音可以传递能量
8.B超利用超声波诊断疾病,这说明声可以传递___________;外科医生可以利用超声波振动除去人体内的结石,这说明声可以传递___________。
9.2024年4月16日,我国第一艘自主建造的极地科考破冰船“雪龙2号”顺利完成中国第40次南极科学考察任务返回上海港。当“雪龙2号”在海中某处停泊时用声呐系统向海底竖直发射超声波,6s后接收到回声波,已知超声波在海水中的传播速度为1500m/s,则此处海水的深度为____________m,利用此种方法____________(选填“能”或“不能”)测量地球和月球之间的距离。
10.华为Mate60系列手机具备AI语音识别功能,手机通过内置的AI语音识别系统,可以智能辨别机主的声音。当机主处于公共场合时,接收到语音消息时,系统会自动判断是否为机主的声音,从而决定是否展示消息内容,该功能主要是根据声音的___________(填“音调”“音色”或“响度”)这一特性来工作的。水声通信是一项在水下收发信息的技术,它利用声波在水中传播来传递___________。
11.声波在传播过程中遇到障碍物被反射回来的现象叫___________。利用声波的这一特点可探测海底深度,从海面向海底垂直发射超声波,经4s后收到信号,已知海水中超声波传播的速度为,则海底的深度为___________米。
12.诗词“不敢高声语,恐惊天上人”中的“高声”是描述声音的_________(填写声音的特性);“柴门闻犬吠,风雪夜归人”说明声音可以传递_________(选填“信息”或“能量”)。
13.“记里鼓车”又称“大章车”,是中国古代用来记录车辆行驶距离的马车。《古今注》记载:大章车,行一里,下层击鼓。鼓声由鼓面的___________产生,若1里取435m,马车行驶的速度取3m/s,则两次敲鼓的时间间隔是___________s。人们根据鼓和镯发声的___________(填“响度”或“音色”)不同,确定车行驶的是一里还是十里,这是利用声传递___________(填“信息”或“能量”)。
14.小强同学在探究声音的产生与传播时,做了下面的实验:
(1)如图甲所示,将正在发声的音叉放入水中,能观察到音叉周围溅起许多水花,这说明了______________________,这里用到的物理研究方法是___________法;
(2)如图乙所示,将正在响铃的闹钟放在玻璃罩内,逐渐抽出其中的空气,将听到响铃的声音___________,并由此推理可以得出___________不能传声。将正在响铃的闹钟用塑料袋包好。放入水中,仍可以听到铃声,说明______________________;
(3)如图丙所示,敲击右边的音叉,左边完全相同的音叉把泡沫塑料球弹起,这一现象既可以说明声音可以在空气中传播,还说明声可以传递______________________。
15.潜艇具有隐蔽性良好的特点,作战时依靠声呐进行探测,声呐被称为潜艇的“耳目”。(声音在空气中的传播速度取340m/s;声音在海水中的速度取1500m/s)
【仿生学原理】
(1)声呐装置是利用仿生学原理制成的,它模仿的生物是_________(填选项)。
A.蝙蝠 B.猫
C.狗 D.大象探测功能
(2)声呐进行探测是利用声音可以传递_________。
(3)某科考船从海面竖直向海底发射声波,6s后接收到海底反射的声波,则该处海域深度为_________m。
(4)声呐发出的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,其变化规律:目标靠近声呐,则音调变高;目标远离声呐,则音调变低。停在海水中的潜艇A监测到离它7500m的潜艇B,并持续监控潜艇B,接收到潜艇B反射回来的声波音调是变高的,且测出潜艇B的速度是20m/s,运动方向始终在潜艇A、B的连线上,一分钟后,潜艇B与潜艇A的距离变为_________m。
【测速功能】
(5)交通运输中利用超声笔测速仪测量汽车的速度。如图所示,汽车在某段公路上向右匀速直线行驶时,进入测速区域。当该汽车运动到距测速仪555m时,测速仪向该车发出一超声波信号,3s后收到从车返回的信号。则该汽车的速度为_________m/s。
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2.3 声的利用(知识解读)
【新教材人教版】
题型归纳
【题型1 声与信息】 2
【题型2 声与能量】 4
【题型3 超声波的利用】 7
【题型4 次声波的危害】 9
【题型5 生物对于声波的利用】 10
【随堂巩固】 12
考点1
声与信息
1、回声定位
(1)蝙蝠觅食:蝙蝠在飞行过程中,会发出超声波,这些声波遇到障碍物或昆虫时会反射回来,根据回声到来的方位和时间,蝙蝠可以确定目标的位置。
(2)倒车雷达:利用超声波探测汽车后方障碍物的距离,告知驾驶员周围障碍物的情况。
(3)声呐设备:利用声波在水中的传播和反射特性,对水下目标进行探测,广泛用于鱼群探测、船舶导航和海底地质地貌的勘测等。
2、医用B超:医生用B型超声波诊断仪向病人体内发射超声波,超声波遇到组织的分界面(不同内脏器官的分界处、内脏与骨骼分界处以及异物与组织的交界处)时会发生反射,根据反射波滞后于发射波的时间,可以知道分界面在体内的深度等信息,并转换成影像,帮助医生判断人体内的组织器官是否正常。
3、无损探伤:工业上可以利用超声波透射法对产品进行无损探测。如果产品内部有缺陷,超声波会在缺损处发生反射,根据接收到的声波信息可以鉴定产品是否合格。
4、声音传递信息的其他应用
声
声音的特点
归纳
远处隆隆的雷声
大雨就要来了
不同的声音会传递给人们不同的信息。声音可以传递信息
下课铃声
下课时间到了
铁路工人用铁锤敲击钢轨,钢轨发出异常声音
有螺栓松动了
医生用听诊器听心脏跳动的声音
人体健康状况
利用仪器接收次声波
地震、台风的位置及强度
【题型1 】
【例1】如图所示为超声导盲手杖,它可以向周围发射超声波,帮助视障人士在出行时探测前进道路上的障碍物。当前方有障碍物时,手杖会发出警报声,距障碍物越近,警报声越尖锐。下列说法正确的是( )
A.导盲杖能够导航是利用手杖敲击地砖,地砖发出了超声波
B.超声波需进行信号转换,人耳才能听得到警报声
C.提示音变尖锐是指提示音的响度变大了
D.提示音提醒盲人有障碍是利用了声音能够传递能量
【答案】B
【详解】A.导盲杖利用自身发射的超声波遇到障碍物反射回来的回声定位原理导航,并非敲击地砖发出超声波,故A错误;
B.超声波频率,超出了人耳的听觉范围,人耳无法直接听到,需将超声波信号转换为可听声信号人耳才能听到警报声,故B正确;
C.声音的尖锐程度是指音调,提示音变尖锐是指提示音的音调变高了,故C错误;
D.提示音告知使用者前方有障碍物,是利用了声音可以传递信息的特性,故D错误。
故选B。
【变式1-1】工程师利用“超声波检测仪”来检查大桥桥墩内部是否有裂缝,他将一个设备紧贴桥墩表面,发射超声波,声波遇到内部裂缝时会反射回来,被设备接收,关于此技术下列说法正确的是( )
A.超声波方向性差,穿透能力强
B.该技术的原理与核试验监测网的原理相同
C.这一过程是利用超声波传递信息
D.超声波在桥墩中传播的速度和在空气中传播的速度相同
【答案】C
【详解】A.超声波方向性好,穿透能力强,故A错误。
B.该技术是利用超声波,核试验监测网是利用次声波,因此两者原理不相同,故B错误;
C.“超声波检测仪”通过发射并接收反射回来的超声波分析桥墩内部是否有缝隙,正是利用了声音可传递信息,故C正确。
D.声音的传播速度与介质的种类和温度有关,超声波在桥墩中的传播速度比在空气中快,故D错误。
故选C。
【变式1-2】鼓声震耳欲聋是形容鼓声的__________大;战场上常用“击鼓进军,鸣金收兵”作为军令,这说明声音可以传递__________。
【答案】 响度 信息
【详解】“震耳欲聋”描述声音的强弱,说明鼓声的响度大; “击鼓进军,鸣金收兵”是通过声音传递指挥指令,说明声音可以传递信息。
【变式1-3】科学技术人员利用超声波能传递______________的特性,发明了声呐、超声诊断仪、超声探伤仪等。人们还利用超声波能传递______________的特性发明了超声清洗机、超声焊接机、超声雾化器等。
【答案】 信息 能量
【详解】声呐用来探测水下物体位置、超声诊断仪用来获取人体内部脏器的状态信息、超声探伤仪用来检测工件内部的缺陷,这些应用都是通过超声波获取目标的相关内容,利用的是超声波传递信息的特性。
超声清洗机利用超声波的振动带动液体冲击污渍、超声焊接机靠振动能量熔接工件、超声雾化器靠振动将液体打散成小液滴,这些应用都是依靠超声波对物体做功产生物理作用,利用的是超声波传递能量的特性。
考点2
声与能量
1、实验探究—声波能传递能量
(1)探究过程:如图所示,将音箱对准火焰,播放音乐。
(2)实验现象:观察到火焰随音乐“舞动”。
(3)实验结论:声音能传递能量。
2、医疗:医生利用超声波碎石机去除病人体内的结石。
3、工业:
(1)利用超声波对钢铁、陶瓷、宝石、金刚石等坚硬物体进行钻孔和切削加工;
(2)超声波去污:利用超声波使清洗液剧烈振动,把物体上的污垢清洗下来而不损坏被清洗的物体,可以用来清洗机器零件、精密仪器、医疗设备等;
(3)超声波焊接:利用超声波的热效应,人们研制了超声波焊接机,利用这种焊接机可以焊接塑料制品、缝制化纤纺织品等;
(4)超声波除尘:单反相机中的超声波滤镜,安置在快门之后,能够通过每秒万次的高速振动,将吸附在感光器上的灰尘碎屑震落,达到除尘的目的;
(5)日常生活:利用超声波清洗牙齿、利用超声波出去人体内结石等。
(6)次声波武器:由于次声波传播的距离远、穿透能力强,且较低频率的次声波达到一定强度时可以致人死亡,因而次声波正越来越多地应用在军事上。
【题型2 声与能量】
【例2】有一种电子牙刷,如图所示,它能发出超声波,直达牙刷棕毛刷不到的地方,这样刷牙既干净又舒服。关于电子牙刷,下列说法中正确的是( )
A.刷牙时,人听不到超声波,是因为超声波不能在空气中传播
B.刷牙时,人听不到超声波,是因为超声波的音调很低
C.超声波能传递能量
D.超声波不是由物体的振动产生的
【答案】C
【详解】AB.超声波振动的频率很高,音调很高,发出声音的振动频率高于人耳的听声范围,所以刷牙时,听不到超声波。故AB错误;
C.超声波牙刷能将牙刷干净,是因为超声波携带的能量将污垢去除,故C正确;
D.声音是由物体的振动产生的,超声波是不可听声,也是由物体的振动产生的,故D错误。
故选C。
【变式2-1】声音既可以传递信息,也可以传递能量。下列事例中,主要利用声音传递能量的是( )
A.渔民捕鱼时利用声呐探测鱼群的位置
B.医生利用超声波给病人治疗肾结石
C.医生通过听诊器可以了解病人心肺的工作情况
D.蝙蝠利用“回声定位”确定目标的位置
【答案】B
【详解】A.声呐探测鱼群是获取鱼群的位置信息,属于声传递信息,故A不符合题意;
B.超声波击碎人体内结石,利用了声能传递能量,故B符合题意;
C.听诊器听心肺声音是获取脏器工作信息,属于声传递信息,故C不符合题意;
D.回声定位是获取目标位置信息,属于声传递信息,故D不符合题意。
故选B。
【变式2-2】2026年伦敦世乒赛团体赛上,看台的观众为孙颖莎加油呐喊,呐喊声是由于人们声带的________而产生的,孙颖莎听到的呐喊声是通过________(填写介质名称)传入耳中的,呐喊声太大会使人耳朵疼痛体现了声音具有________。
【答案】 振动 空气 能量
【详解】声音是由于物体振动产生的,呐喊声是由于人们声带的振动而产生的。
声音的传播需要介质,空气可以传播声音,孙颖莎听到的呐喊声是通过空气传入耳中的。
声音能够传递能量和信息,呐喊声太大会使人耳朵疼痛体现了声音能传递能量。
【变式2-3】如图所示,用鼓锤分别重敲和轻敲鼓面,铜鼓发出的声音的响度不同,同时可以通过乒乓球反弹的高度,来__________(选填“显示”“振动”“测量”)鼓面振动的情况;通过实验可知:鼓面振动的__________越大,响度越大;如果把点燃的蜡烛放到鼓面附近,烛焰会随着鼓声跳动,这说明声音能传递__________。
【答案】 显示 幅度 能量
【详解】鼓面振动的情况不易直接观察,通过乒乓球反弹的高度来呈现鼓面振动的情况,这种方法是转换法,这里乒乓球的作用是“显示”鼓面振动的情况。
用鼓锤重敲鼓面时,鼓面受到的作用力大,振动的幅度大,发出声音的响度大;轻敲鼓面时,鼓面受到的作用力小,振动的幅度小,发出声音的响度小。所以鼓面振动的幅度越大,响度越大。
把点燃的蜡烛放到鼓面附近,烛焰会随着鼓声跳动,说明声音能传递能量,使烛焰跳动。
考点3
声音的综合利用
1、声在医疗上的应用
(1)中医诊病通过“望、闻、问、切”四个途径,其中“闻”就是听,这是利用声音诊病的最早例子。
(2)利用B超或彩超可以更准确地获得人体内部疾病的信息。
(3)药液雾化器:对于咽喉炎、气管炎等疾病,药力很难达到患病的部位;利用超声波的高能量将药液破碎成小雾滴,让病人吸入,能够增进疗效。
2、超声波在工业上的应用
(1)利用超声波对钢铁、陶瓷、宝石、金刚石等坚硬物体进行钻孔和切削加工,这种加工的精度和光洁度很高。
(2)在工业生产中常常运用超声波透射法对产品进行无损探测。
(3)在工业上用超声波清洗零件上的污垢。
3、声在军事上的应用
(1)现代的无线电定位器--雷达,就是仿照蝙蝠的超声波定位系统设计制造的。
(2)声纳:根据回声定位的原理,科学家们发明了“声纳”,利用声纳系统,人们可以探测海洋的深度、海底的地形特征等。
4、声在生活中的应用
我们在生活中利用声音获得信息;例如人们交谈、听广播、听录音等,声音是我们获取信息的主要渠道。
【题型3 超声波的利用】
【例3】超声波可用于碎石,是因为超声波能传递________(选填“能量”或“信息”);超声波斜射入人体后类似光一样要发生折射,实验说明:超声波由空气斜射入人体时,折射角大于入射角。如图进行超声碎石时,超声波进入人体时,其入射点应在________(选填“O点的左侧”、“O点”或“O点的右侧”)。
【答案】 能量 O点右侧
【详解】超声波既可以传递信息,也可以传递能量,利用超声波的振动将结石击碎,是因为超声波能传递能量;
因超声波由空气斜射入人体时折射角大于入射角,若入射点在O点,折射光线会远离法线偏折至结石左侧,故入射点应选在O点的右侧,才能使折射光线到达结石。
【变式3-1】小明家购置了一台超声波洗碗机。餐具放进洗碗机水槽中,超声波对餐具内外表面、狭缝部位进行有效清洗。关于洗碗机发出的超声波下列说法正确的是( )
A.洗碗机利用了超声波可以传递信息的作用
B.洗碗机发出的“滋滋”声是超声波
C.超声波的频率高于20000Hz
D.超声波常用于监测火山等自然灾害
【答案】C
【详解】A.超声波洗碗机是依靠超声波的振动带动污垢脱离餐具,利用的是超声波传递能量的特性,故A错误;
BC.人耳听觉频率范围为20Hz~20000Hz,超声波频率高于20000Hz,人耳无法听到,故听到的“滋滋”声不是超声波,故B错误,C正确;
D.火山等自然灾害发生时会伴随产生次声波,监测自然灾害利用的是次声波,故D错误。
故选C。
【变式3-2】如图所示,下列利用了超声波的是( )
A.利用“小蜜蜂”上课 B.路旁安装隔音壁
C.海豚定位藏在沙里的小鱼 D.动物地震前异常活跃
【答案】C
【详解】AB.“小蜜蜂”扩音器和隔音壁涉及的声音均为人耳可听声,频率满足,不是超声波,故AB错误;
C.海豚利用回声定位,发出频率的超声波,故C正确;
D.地震产生频率的次声波,动物感知次声波而异常活跃,故D错误。
故选C。
【变式3-3】医院里的“B超”实际上是利用了____________波来观察人体内部,从而进行诊断和治疗。自然灾害发生时,一般会产生____________波,这种“声波”强度大的时候,人的平衡器官的功能会受到破坏,从而产生恶心、眩晕等症状,严重的会造成内脏出血,危及生命。
【答案】 超声 次声
【详解】超声波能够传递信息,医院里的“B超”实际上是利用了超声波来观察人体内部,从而进行诊断和治疗;
地震、海啸等自然灾害发生时,一般会产生次声波,强大的次声波会使人的平衡器官受到破坏。
【题型4 】
【例4】2023年12月18日晚,甘肃发生6.2级地震,西安有轻微震感,此次地震给人民群众的生命财产造成了重大损失,因为地震会产生___________(选填“次声波”或“超声波”),频率___________(填“低于”或“高于”),所以地震前人类并没有感知到。倒塌房屋中的一些被困人员通过敲击物体使其发声,及时获救,这属于声音可以传递___________。
【答案】 次声波 低于 信息
【详解】[1][2]地震时伴有次声波产生,次声波的频率要低于20Hz,它低于人类的听觉下限,我们感知不到。
[3]被困人员通过敲击物体发声,利用声音传递信息,使救援人员能够定位。
【变式4-1】关于声现象,下列说法中正确的是( )
A.超声波可以在真空中传播
B.B超诊断仪是利用次声波工作的
C.监测次声波可以预报台风和地震活动等
D.相同条件下,超声波的传播速度比次声波快
【答案】C
【详解】A.超声波也是一种声波,声音的传播需要介质,所以超声波不可以在真空中传播,故A错误;
B.B超是利用超声波工作的,故B错误;
C.台风、海啸、地质灾害等都会发出次声波,可以通过监测次声波来预报台风和地震等灾害,故C正确;
D.不管是超声波还是次声波,它们都属于声波,声波在相同条件下的传播速度相同,故D错误。
故选C。
【变式4-2】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。
【变式4-3】一艘国际商船在“火地岛”,发现了多年前神秘失踪的“马可波罗”号帆船,而船上的一切设备及物品却完好无损。经科学家们多年的研究和探索,终于揭开了这些遇难者的“死亡之谜”。原来都死于风暴所产生的______。
【答案】次声波
【详解】风暴发生时会产生次声波,在强次声波环境中,人的器官的功能将受到破坏,会产生恶心、晕眩等症状,严重的会造成心脏出血,危及生命。所以“火地岛”遇难者的“死亡之谜”是死于风暴所产生的次声波。
【题型5 】
【例5】很多动物都有它们自己的“语言”,大象可以发出次声波,并能利用次声波呼叫远处的大象。次声波是由物体___________产生的,大象利用次声波交流说明声可以传递___________。
【答案】 振动 信息
【详解】声音是由物体振动产生的,次声波属于声波的一种,故次声波由物体振动产生。
大象利用次声波呼叫同伴、完成交流,这一过程是通过声音传递交流所需的内容,说明声可以传递信息。
【变式5-1】下列主要描述声音能够传递能量的是( )
A.蝙蝠利用超声波确定障碍物位置
B.利用“B超”对孕妇作常规检查
C.利用声呐探测鱼群位置和海底的情况
D.超声波击碎人体内的结石
【答案】D
【详解】蝙蝠利用超声波确定障碍物位置、利用“B超”对孕妇作常规检查、利用声呐探测鱼群位置和海底的情况都是利用声波传递信息;利用超声波击碎人体内的结石是利用声波来传递能量。
故选D。
【变式5-2】超声波在很多方面有应用,下列说法不正确的是( )
A.蝙蝠利用发出的超声波导航
B. 人们制成超声雷达探测鱼群
C.用超声波检查母体内的胎儿
D.狗能通过超声提前感知地震
【答案】D
【详解】A.蝙蝠利用了超声波传递信息,发出超声波,通过回声定位进行导航,故A正确,A不符合题意;
B.利用声音可以传递信息,超声雷达发出超声波确定鱼群方位,故B正确,B不符合题意;
C.用超声波检查母体内的胎儿是利用超声波传递信息,故C正确,C不符合题意;
D.人耳的听觉范围是20~20000Hz,低于20Hz的声波是次声波,超过20Hz的声波是超声波,狗的听觉范围是15~50000Hz,地震发生时,会发出次声波,所以狗能通过次声波提前感知地震,故D错误,D符合题意。
故选D。
【变式5-3】蝙蝠在夜间出来觅食,他们是靠发出的___________来确定目标的位置。它在标准大气压下,15℃空气中的传播速度___________(选填“大于”“小于”或“等于”)340m/s。
【答案】 超声波 等于
【详解】[1]蝙蝠飞行时靠发出的超声波来确定目标的位置,所以夜间它仍能正常飞行。
[2]超声波在标准大气压下,15℃空气中的传播速度等于340米/秒。
随堂巩固
【随堂巩固】
1.据北魏郦道元所著的《水经注》记载,陈遵在造江陵金堤时,曾利用鼓声推算高地的高度,可能是利用鼓声的传播速度推算的。对此,下列说法正确的是( )
A.鼓声通过鼓面传到人耳处 B.听到的鼓声属于超声波
C.鼓声可以在空气中传播 D.该现象说明声音可以传递能量
【答案】C
【详解】A.鼓声通过空气传到人耳,并非鼓面,故A错误;
B.超声波是人耳无法听到的声波,人能听到鼓声,说明鼓声不属于超声波,故B错误;
C.鼓声的传播需要介质,可以在空气中传播,故C正确;
D.利用鼓声推算高地高度,是利用声音可以传递信息,并非传递能量,故D错误。
故选C。
2.关于声现象,下列说法中错误的是( )
A.图甲中,扬声器旁的烛焰发生颤动,说明声波能传递能量
B.图乙中,保持钢尺伸出长度不变,钢尺振幅越大,声音的音调越高
C.图丙中,正在发声的音叉把乒乓球弹开,说明发声体在振动
D.图丁中,有的倒车雷达是利用超声波来定位的
【答案】B
【详解】A.扬声器发声时旁边的烛焰颤动,说明声波可以将能量传递给烛焰,体现了声能传递能量的特点,故A正确;
B.保持钢尺伸出长度不变,振动频率不变,音调不变,振幅越大,响度越大,故B错误;
C.正在发声的音叉能将乒乓球弹开,把音叉的微小振动放大,直接说明发声的物体在振动,故C正确;
D.倒车雷达是利用超声波方向性好、反射能力强的特点来探测障碍物,实现定位的,故D正确。
本题选错误的,故选B。
3.古代常用敲钟的方式来报时、召集人群、发布消息,说明钟声( )
A.音调高 B.可以传递信息 C.传播速度快 D.可以传递能量
【答案】B
【详解】声音可以传递能量和信息,敲钟时,人们听到钟声知道被召集,说明钟声可以传递信息;声速仅与介质种类、温度有关,与响度无关,音调与频率有关,无法判定音调的变化,故B符合题意,ACD不符合题意。
故选B。
4.下列实例中,主要利用声波传递信息的是( )
A.超声波清洗眼镜、碗筷
B.超声波加工高硬度工件
C.病人做“B超”检查,利用声呐测海深
D.超声波排除人体内的结石及碎石
【答案】C
【详解】A.超声波清洗眼镜、碗筷是利用超声波的振动使污垢脱落,是利用声波传递能量,故A不符合题意;
B.超声波加工高硬度工件是利用超声波的能量对工件进行切割、打磨,是利用声波传递能量,故B不符合题意;
C.病人做“B超”检查和利用声呐测海深都是通过声波反射获取信息,是利用声波传递信息,故C符合题意;
D.超声波碎石是利用超声波的能量将结石震碎,是利用声波传递能量,故D不符合题意。
故选C。
5.如图所示,将乒乓球吊在扬声器前。当扬声器播放音乐时,会看到乒乓球随音乐跳动,下列声音的利用与该现象原理相同的是( )
A.牙医用超声波洁牙 B.蝙蝠利用回声定位
C.大象用次声波交流 D.医生用B超观察胎儿的生长情况
【答案】A
【详解】扬声器播放音乐时乒乓球跳动,说明声音能传递能量;
A.利用超声波带动牙垢振动,将牙垢从牙齿上剥离,是利用声音传递能量,故A符合题意;
B.蝙蝠通过接收反射的超声波获取障碍物/猎物的位置信息,属于利用声音传递信息,故B不符合题意;
CD.大象通过次声波向同类传递特定的内容信息、B超通过接收反射的超声波获取胎儿的发育状态信息,均属于声音传递信息,故CD不符合题意。
故选A。
6.市场上有一款“超声波传感器”导盲杖,正常使用时,导盲杖会持续发出超声波。若前进方向上有障碍物,导盲杖就能接收到超声波的反射信号并发出“滴滴”的提示音,离障碍物越近,提示音越尖锐,提醒盲人绕开障碍物。下列说法中错误的是( )
A.盲人不能听到这种超声波
B.该导盲杖利用了声音能够传递能量
C.超声波的频率比“滴滴”的提示音的频率高
D.提示音“越尖锐”指的是声音的音调越高
【答案】B
【详解】A.人耳听觉频率范围为20Hz~20000Hz,超声波频率高于20000Hz,盲人无法听到超声波,故A正确;
B. 导盲杖通过超声波反射信号获取障碍物位置信息,利用的是声音可以传递信息,故B错误;
C.超声波频率高于20000Hz,“滴滴”提示音是人可听见的声音,频率低于20000Hz,因此超声波频率更高,故C正确;
D. 声音的尖锐程度对应音调,提示音越尖锐即音调越高,故D正确。
本题选择描述错误的,故选B。
7.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。在使用该语音助手的过程中,下列说法正确的是( )
A.减小音量的实质是降低声音的音调
B.让AI(人工智能)唱歌,演唱到高音部分时振动的频率降低
C.切换不同人的声音,音色不同
D.人向AI(人工智能)发出指令,说明声音可以传递能量
【答案】C
【详解】A.减小音量是减小发声体振幅,降低响度,故A错误;
B.演唱高音部分时音调高,发声体振动频率高,故B错误;
C.不同人声带结构不同,发出声音的音色不同,故C正确;
D.人向AI发出指令,说明声音可以传递信息,故D错误。
故选C。
8.B超利用超声波诊断疾病,这说明声可以传递___________;外科医生可以利用超声波振动除去人体内的结石,这说明声可以传递___________。
【答案】 信息 能量
【详解】利用B超获得人体内部的病情相关内容,说明声可以传递信息;超声波有很强的穿透性,能够传递能量,所以外科医生可以利用超声波振动除去人体内的结石。
9.2024年4月16日,我国第一艘自主建造的极地科考破冰船“雪龙2号”顺利完成中国第40次南极科学考察任务返回上海港。当“雪龙2号”在海中某处停泊时用声呐系统向海底竖直发射超声波,6s后接收到回声波,已知超声波在海水中的传播速度为1500m/s,则此处海水的深度为____________m,利用此种方法____________(选填“能”或“不能”)测量地球和月球之间的距离。
【答案】
4500
不能
【详解】超声波传播到海底的时间为
此处海水深度为
因声音的传播需要介质,真空不能传声,地球与月球之间存在真空区域,故不能用该方法测量地月距离。
10.华为Mate60系列手机具备AI语音识别功能,手机通过内置的AI语音识别系统,可以智能辨别机主的声音。当机主处于公共场合时,接收到语音消息时,系统会自动判断是否为机主的声音,从而决定是否展示消息内容,该功能主要是根据声音的___________(填“音调”“音色”或“响度”)这一特性来工作的。水声通信是一项在水下收发信息的技术,它利用声波在水中传播来传递___________。
【答案】 音色 信息
【详解】由不同发声体发出声音的音色不同可知,辨别机主声音依据声音的音色;由声波可以传递信息可知,水声通信利用声波在水中传播传递信息。
11.声波在传播过程中遇到障碍物被反射回来的现象叫___________。利用声波的这一特点可探测海底深度,从海面向海底垂直发射超声波,经4s后收到信号,已知海水中超声波传播的速度为,则海底的深度为___________米。
【答案】
回声
3000/
【详解】声波在传播过程中遇到障碍物被反射回来的现象叫回声,利用回声可以测量物体间的距离。
因超声波从海面发射到接收信号的时间为往返传播总时间,故超声波从海面传播到海底的时间为,
海底深度为
12.诗词“不敢高声语,恐惊天上人”中的“高声”是描述声音的_________(填写声音的特性);“柴门闻犬吠,风雪夜归人”说明声音可以传递_________(选填“信息”或“能量”)。
【答案】 响度 信息
【详解】声音的三个特性为音调、响度、音色,“不敢高声语”里的“高”指的是说话声音的大小,也就是响度,描述的是声音的强弱程度。
听到犬吠声就推断出有人归来,通过声音获取了对应的事件线索,这属于声音传递信息的应用。
13.“记里鼓车”又称“大章车”,是中国古代用来记录车辆行驶距离的马车。《古今注》记载:大章车,行一里,下层击鼓。鼓声由鼓面的___________产生,若1里取435m,马车行驶的速度取3m/s,则两次敲鼓的时间间隔是___________s。人们根据鼓和镯发声的___________(填“响度”或“音色”)不同,确定车行驶的是一里还是十里,这是利用声传递___________(填“信息”或“能量”)。
【答案】 振动 145 音色 信息
【详解】声音由物体振动产生,故鼓声由鼓面的振动产生。
两次敲鼓的时间间隔为
不同发声体的音色不同,可据此区分鼓和镯的发声。
通过声音判断车行驶的距离,是利用声传递信息。
14.小强同学在探究声音的产生与传播时,做了下面的实验:
(1)如图甲所示,将正在发声的音叉放入水中,能观察到音叉周围溅起许多水花,这说明了______________________,这里用到的物理研究方法是___________法;
(2)如图乙所示,将正在响铃的闹钟放在玻璃罩内,逐渐抽出其中的空气,将听到响铃的声音___________,并由此推理可以得出___________不能传声。将正在响铃的闹钟用塑料袋包好。放入水中,仍可以听到铃声,说明______________________;
(3)如图丙所示,敲击右边的音叉,左边完全相同的音叉把泡沫塑料球弹起,这一现象既可以说明声音可以在空气中传播,还说明声可以传递______________________。
【答案】(1) 声音是由物体振动产生的 转换
(2) 逐渐变小 真空 液体可以传声/水可以传声
(3)能量
【详解】(1)将正在发声的音叉放入水中看到水花飞溅,证明音叉在振动,说明声音是由物体振动产生的;
将音叉不易观察的微小振动转换为看得见的水花飞溅,采用的实验方法为转换法。
(2)空气逐渐被抽出,罩内传播声音的空气越来越少,听到闹钟的声音逐渐变小;
实际装置无法抽成真空,在实验现象基础上进行推理,如果罩内是真空,就听不到声音,得出结论:真空不能传声;
闹钟包好放入水中,声音通过水传到外面,依旧可以听到铃声,说明液体(水)可以传播声音。
(3)敲击右侧音叉,右侧音叉振动发声,声音依靠空气这种介质传播到左侧音叉;左侧音叉获得能量发生振动,将泡沫塑料球弹起。
15.潜艇具有隐蔽性良好的特点,作战时依靠声呐进行探测,声呐被称为潜艇的“耳目”。(声音在空气中的传播速度取340m/s;声音在海水中的速度取1500m/s)
【仿生学原理】
(1)声呐装置是利用仿生学原理制成的,它模仿的生物是_________(填选项)。
A.蝙蝠 B.猫
C.狗 D.大象探测功能
(2)声呐进行探测是利用声音可以传递_________。
(3)某科考船从海面竖直向海底发射声波,6s后接收到海底反射的声波,则该处海域深度为_________m。
(4)声呐发出的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,其变化规律:目标靠近声呐,则音调变高;目标远离声呐,则音调变低。停在海水中的潜艇A监测到离它7500m的潜艇B,并持续监控潜艇B,接收到潜艇B反射回来的声波音调是变高的,且测出潜艇B的速度是20m/s,运动方向始终在潜艇A、B的连线上,一分钟后,潜艇B与潜艇A的距离变为_________m。
【测速功能】
(5)交通运输中利用超声笔测速仪测量汽车的速度。如图所示,汽车在某段公路上向右匀速直线行驶时,进入测速区域。当该汽车运动到距测速仪555m时,测速仪向该车发出一超声波信号,3s后收到从车返回的信号。则该汽车的速度为_________m/s。
【答案】(1)A
(2)信息
(3)4500
(4)6300
(5)30
【详解】(1)声呐是利用超声波回声定位的原理工作的,蝙蝠正是依靠超声波回声定位来探测障碍物、觅食,因此声呐模仿的是蝙蝠。猫、狗只是听觉范围比人广,大象靠次声波交流,故选A。
(2)声呐通过接收反射回来的声波,获取目标的位置、距离等相关内容,这属于声音传递信息的应用。
(3)声波从海面到海底的单程时间为 。
海域深度
(4)接收到的回声音调变高,说明目标潜艇B正在靠近潜艇A。 1分钟内潜艇B行驶的路程
一分钟后,潜艇B与潜艇A的距离变为
(5)超声波从测速仪传播到汽车的单程时间为
此过程中超声波传播的距离
1.5s内汽车向测速仪方向行驶的距离为
因此汽车的速度
2 / 30
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