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物理臻选 2026-2027学年苏科版八年级物理上 《第一章声现象第四节人耳听不到的声音》提优特训A B卷 一.特训目标 ( 1.记住人耳听觉频率范围,能够准确区分可听声、超声波、次声波;掌握超声波、次声波各自的特点,能够辨别实例当中声音传递信息还是能量。 2.通过对比超声、次声的应用实例,建立分类归纳的思维;厘清频率、响度、能否听见声音三者之间逻辑关系,破除 “ 听不到就是响度太小 ” 的错误认知。 3.能够结合蝙蝠回声定位、声呐测距等情境,理解超声测距的原理,能对简单声学技术应用开展原理分析,尝试进行有关距离的简单计算。 4.了解超声、次声在医疗、防灾、工业当中的价值,关注声学科技发展;认识次声波潜在危害,建立合理利用声学技术、主动防灾的意识。 ) 二.重点难点 ( (一)重点 1.可听声、超声波、次声波的频率划分界限:20Hz、20000Hz。 2.超声波的核心特点以及对应的生活、科技应用实例。 3.次声波的主要来源、特点、灾害预警应用与危害。 4.区分声音传递信息与传递能量两类典型实例。 (二)难点 1.理解:能否听见声音由频率决定,与响度没有必然关系。响度再大,频率不在20 ‑ 20000Hz区间,人耳依旧听不到。 2.超声波测距的公式推导与简单计算,回声问题当中注意 “ 路程是两倍距离 ” 。 3.准确区分超声波、次声波的应用场景,做题时不发生混淆。 4.理解:超声波、次声波都属于声波,传播需要介质,真空当中均无法传播。 )三.知识精析 ( (一) 人耳的听觉频率范围 1. 可听声波:人耳能听到的声音叫作可听声波,频率范围为:20Hz~20000Hz。 2. 超声波:频率高于20000Hz的声音叫超声波。 3. 次声波:频率低于20Hz的声音叫次声波。 4. 人和一些动物听觉的频率范围 ) ( (1)不同的人听觉的频率范围不完全相同。例如,有些年轻人就能听到频率低于20Hz的声音。一般情况下,人的年龄越大,能听到的声音的频率范围越小。 (2)不同动物听觉的频率范围差别较大,如蝙蝠、海豚等能听到超声波,而狗、大象则能听到次声波 (二) 超声波 的 特点与应用 1. 三大核心特点 (1) 方向性好,容易发生反射; (2) 穿透能力强; (3) 容易获得集中的声能 。 2. 典型应用分类(按传递信息、传递能量划分) (1) 传递信息(依靠回声,获取事物情况) ① 蝙蝠的回声定位:自然界中许多动物不仅能发出超声波,还能感受到超声波。例如,通常夜间活动的蝙蝠不会撞到障碍物,它们利用超声波进行导航。蝙蝠发出的超声波碰到墙壁等障碍物会返回,由此,它便能判断障碍物的位置并及时避开。 ② 超声雷达(声呐): a.可用来探测海底深度、海中暗礁等,还可用来探测鱼群、潜艇的位置等。 b.测量海底深度的原理:就是从船上发出声脉冲至海底,通过测算接收,然后将接收到的回声所经历的时间自动转换为深度值显示出来。 设声波在海水中的传播速度为 v,声呐系统向海底垂直发射声波,经时间t后收到回波, 则海水的深度: s= vt (声波通过的距离是海底深度的2倍) ③ 超声诊断仪 : 在医疗领域,人们利用超声波成像技术发明了超声诊断仪。这种诊断仪通过探头发射的超声波进入人体,并从体内组织结构产生的回声中提取信息组成图像。例如,利用B型超声诊断仪(简称B超)可以观察母体内的胎儿,如图所示。 ④ 超声诊断仪 : 在工业领域,超声波探伤仪能利用超声波在物体中的传播、反射和衰减等物理特性,快速、精确地进行工件内部缺陷的检测、定位、评估和诊断。例如,可以用它探测铁轨内部是否存在裂纹、气孔和杂质等。 ) ( (2) 传递能量(利用声能做功,改变物体状态) 人们还利用超声波的特性发明了超声清洗机 、超声焊接机、超声雾化器等。 (三) 次声波的来源、特点、利用与危害 1 .来源 : (1)自然现象:地震、火山爆发、海啸、台风、雷电; (2)人为活动:核爆炸、大型爆破、火箭发射等。 2. 特点 : 传播距离很远;容易绕过障碍物;能量衰减慢,穿透能力强,不容易被吸收 。 3. 危害 : 强度较大的次声波可以和人体内脏发生共振,损伤人体器官;强大次声波还能够破坏建筑物,具有很强破坏力。 4. 应用 (传递信息) : 监测站接收次声波,可以预报台风、地震、海啸,监测核爆炸,实现灾害提前预警。 ( 四 ) 一条通用重要规律 超声波、次声波、可听声,在同种均匀介质、温度相同时,传播速度相等;声速只取决于介质种类与温度,和声波频率无关。 声波都不能够在真空传播。 (五) 易错分析(提优专用,直击考试陷阱) 易错陷阱1:误认为 “ 听不到声音一定是响度太小 ” 错解:只要响度足够大,超声波、次声波人耳就能够听见。 正确认知:人耳听见声音有双重条件: ① 频率落在 20- 20000Hz; ② 响度达到一定程度。如果频率不在范围内,无论响度多大,人耳都听不到。题目经常在这里设置选项陷阱。 易错陷阱2:混淆超声波、次声波的应用实例 典型错误:地震预警利用超声波;B超使用次声波。 辨析记忆口诀:超声多用医疗、测距、清洗碎石;次声用于灾害预警。做题遇到地震、台风预报,立刻锁定次声波;B超、声呐、清洗机全部属于超声波应用。 易错陷阱3:误认为超声波传播速度更快 典型错误:超声波频率高,所以在空气当中传播速度大于普通声音。 纠正:同种介质温度不变,一切声波传播速度相同,频率不会改变声速。超声波、次声波只是频率不一样,传播速度没有区别 。 易错陷阱4:回声测距忘记除以2 错例:声呐信号经过4 s收到回波,直接用s=vt算出深度。 ) ( 分析:4 s是声波往返总时间,海水实际深度 h= vt,一定要取一半。计算题当中此处失分非常普遍。 易错陷阱5:概念误区:超声波是电磁波 纠正:超声、次声全部属于声波(机械波),传播需要介质,真空不能传声;电磁波可以在真空传播,二者本质完全不同,选择题高频易错选项。 易错陷阱6:片面理解次声波只有危害 误区:次声波有害,毫无利用价值。 澄清:高强度次声波存在危害;但是我们可以监测次声波,预报自然灾害,为人类服务,事物具有两面性。 ) A卷 基础过关 (时间:45分钟 满分:100分) 一.选择题 1.关于超声,以下说法正确的是( ) A.频率在20Hz以下 B.频率在20Hz到20000Hz之间 C.频率在20000Hz以上 D.只要响度大,什么样的声音都可以成为超声 2.声波在生产、医疗和科学研究等方面有广泛的应用。关于声波的应用,下列说法正确的是( ) A.B超是利用次声波检查身体 B.声纹锁是通过响度进行识别 C.在月球上利用超声波进行交流 D.超声波可用来探测鱼群的位置 3.如图所示是公路旁的超声波测速仪,可以监测汽车的行驶速度。当汽车进入监控区域时,测速仪向汽车发出超声波,超声波经汽车反射后又被测速仪接收,从而计算汽车的行驶速度。下列与该超声波测速仪工作原理相同的是( ) A.超声波碎石 B.超声波加湿器增湿 C.超声波清洗眼镜 D.利用倒车雷达倒车 4.2025年中国国际大数据产业博览会上展示的智能巡检机器人可用于高危环境巡检。它能快速检测设备异常,这可能是利用了( ) A. 人耳能听到的声音 B. 超声波 C. 次声波 D. 三者都有可能 5.2025年,在庆祝传统节日春节时,小明在热闹的集市听到各种声音。以下声音中,不在人耳听觉范围内的是( ) A. 欢快的爆竹声(1000Hz - 5000Hz ) B. 商贩的叫卖声(100Hz - 1000Hz ) C. 远处寺庙的钟声(50Hz - 500Hz ) D. 蝙蝠飞行时发出的定位声波(大于20000Hz) 6.如图所示是一款新型的折叠导盲杖,使用时导盲杖会持续发出超声波,若前进方向上遇到障碍物,离障碍物越近提示音越尖锐,提醒盲人绕开障碍物。关于导盲杖发出的超声波与提示音进行比较( ) A.超声波不是由物体振动产生的 B.超声波的传播不需要介质 C.超声波的频率比提示音的频率高 D.人耳能听见超声波 7.如图所示的声现象中,下列说法不正确的是( ) A.甲图中用相同的力度敲击瓶身,瓶子中的水越多,发出声音的音调越低 B.乙图中在居民区的道路旁装隔音墙是在传播过程中减弱噪声 C.丙图中的倒车雷达是利用次声波的回声定位来传递能量 D.丁图中水下的运动员能根据音乐声完成相应的动作,说明水能传声 8.下列关于声现象的说法正确的是( ) A.逐渐抽出真空罩内的空气,听到铃声越来越小,说明空气可以传声 B.蝴蝶振翅时发出声音的响度太小,所以人耳听不到 C.蝙蝠利用超声波捕捉昆虫,说明声可以传递能量 D.练琴时关闭门窗是为了防止噪声产生 9.2025年我国在一些高科技领域取得进展。在某新型材料研发中,利用一种声波技术快速检测材料是否存在内部裂缝,这种技术最可能是( ) A. 次声波检测技术,因为其能量大 B. 超声波检测技术,因其能发现微小缺陷 C. 人耳能听到的声音检测技术,操作简单 D. 以上都不对 几种动物的听觉频率范围 蝙蝠 1000Hz-120000Hz 海豚 150Hz-1500001Iz 猫 60Hz-65000Hz 狗 15Hz-50000Hz 10.地震时会产生次声波,次声波可以在远离地震中心的地方被某些动物接收到,而有所反应,表格中是几种动物的听觉频率范围,其中在远离地震中心的地方能感觉到地震的是( ) A.蝙蝠 B.海豚 C.猫 D.狗 11.小明去眼镜店用如图所示的超声波清洗机洗眼镜,下列关于超声波的说法正确的是( ) A.超声波不是由物体振动产生的 B.超声波的音调比人能听到的声音的音调低 C.超声波在水中的传播速度小于在空气中的速度 D.超声波能对眼镜进行清洗是因为其能传递能量 12.关于超声波与次声波,下列说法正确的是( ) A. 人耳能够听见超声波 B. 倒车雷达利用了次声波传递能量 C. 地震、火山爆发会产生次声波 D. 超声波频率低于20Hz 二.填空题 13.2026年我国深空探测任务搭载新型声学传感器。人耳可听声的频率范围为Hz;频率高于20000 Hz的声波叫作;超声波(选填“能”或“不能”)在月球真空环境当中传播。 14.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 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 。 15.在我国古诗词中有很多描述声音的优美诗句,如“不敢高声语,恐惊天上人”中的“高”是指声音的 (选填“响度大”“音调高”或“音色不同”);中考期间的考场周围设有禁止鸣笛的标志,这是从 处减弱噪声;小轿车倒车雷达的探头是利用 传感器工作的.(选填“电磁波”或“超声波”) 16.诗句“穿花蛱蝶深深见”,蝴蝶飞行时翅膀每秒振动5次,振动频率为Hz;该声波属于波;人耳无法听见蝴蝶翅膀的声音,并不是响度太小,而是因为。 17.2026年投入临床的新型无创脑部超声监测仪,向人脑发射超声波,依靠反射回波成像。该设备利用声音可以;超声波频率(选填“高于”或“低于”)20000 Hz;超声碎石手术,则是利用声波能够传递。 18.我国古籍记录,地震来临之前很多动物躁动不安。地震发生时伴随产生波,它的频率20 Hz;该声波传播距离很远,(选填“容易”或“很难”)绕过大型障碍物。 19.2026年多地启用新一代AI超声波测速仪。测速仪发射超声波遇到汽车发生;测速原理利用声传递;若超声波往返总时间为0.2s,声速取340m/s,此刻汽车距离测速仪m。 20.地震时会产生人耳听不见的 声波。声呐利用 声波测距;轮船从海面向海底竖直发出一束声波,10s后接收到回波,则海深为 m。(海水中声速为1500m/s) 三.解答题 21.如图所示,小明设计了下面几个实验探究声音的特征: (1)为了探究音调与什么因素有关,你认为四幅图中不能够完成探究目的的是 . (2)如图A所示,硬纸板接触齿数不同的齿轮,齿数越多, (填“音调”“响度”或“音色”)越高.如图D所示,吹笔帽发出的声音是 振动产生的. (3)如图B所示,将一把钢尺紧按在桌面上,一端伸出桌面适当的长度,拨动钢尺,就可听到 (填“钢尺”或“桌面被拍打”)振动的声音,若改用更大的力拨动钢尺,则听到声音的 (填“音调”“响度”或“音色”)变大;逐渐增加钢尺伸出桌面的长度,仔细聆听钢尺振动发出声音后,发现音调逐渐 (填“变高”或“变低”)了,观察发现此时钢尺振动慢了,当钢尺伸出桌面超过一定长度时,虽然用同样的力拨动钢尺,却听不到声音,这时由于 22.超声波指纹识别技术,是利用超声波具有穿透材料的能力,且随材料的不同产生大小不同的回波(超声波到达不同材质表面时,被吸收、穿透与反射的程度不同)。因此,利用皮肤与空气对于声波阻抗的差异,就可以区分指纹嵴与峪所在的位置。 (1) 超声波的频率范围是高于Hz,它在真空中(选填“能”或“不能”)传播。 (2) 超声波指纹识别装置是利用仿生学原理制成的,它模仿的是下列哪种生物( ) A. 狗 B. 猫 C. 海豚 D. 大象 (3) 超声波能够识别指纹是利用了超声波可以(选填“传递信息”或“具有能量”)。 (4) 关于超声波指纹识别,表述错误的是( ) A. 超声波指纹识别技术所使用的超声波的能量对人体无害 B. 超声波指纹识别的优势在于可以识别指纹的3D纹路 C. 超声波指纹识别的优势在于可以置于塑料、玻璃等材料之下 D. 超声波指纹识别受汗水、油污影响 (5) 若超声波在某介质中的传播速度为1500m/s,遇到指纹纹路反射回来的时间为0.00002s,则指纹纹路到传感器的距离约为m 。 23.人耳最高只能感觉到大约20000Hz的声波,频率更高的声波就是超声波了,超声波具有许多奇异特性:空化效应——超声波能在水中产生气泡,气泡爆破时释放出高能量,产生强冲击力的微小水柱,它不断冲击物体的表面,使物体表面及缝隙中的污垢迅速剥落,从而达到净化物体表面的目的。传播特性——它的波长短,在均匀介质中能够定向直线传播,根据这一特性可以进行超声探伤、测厚、测距、医学诊断等。 (1)超声波的频率范围是 ,人耳 听到超声波(填“能”或“不能”); (2)超声波能够清洗物体是因为声波能够传递 ,医院里用的“B超”也是超声波的应用,说明声波还可以传递 ; (3)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音,超声波在真空中的传播速度是 。 24.在一次军事演习中,某舰发现距离舰艇1020m远的目标, 舰艇发射火箭炮击中目标,发射后经过2s击中目标, 同时看到爆炸的火光。为了探测该海域海水的深度,舰艇人员将一束超声波垂直向海底发射,测出从发射超声波到接收反射回波所用时间是6s。(声音在空气中的传播速度是340m/s,在水中的传播速度是1500m/s, 不计光的传播时间)试求: (1)火箭弹的飞行速度是多少? (2)火箭炮发射后多少时间舰艇人员能听到爆炸声? (3)该海域的海水深度是多少? 25.海面上有一艘大型轮船,为了探测某处海洋的深度,静止在海面上向海底发出超声波,经过4.0s接收到反射回来的回声。已知超声波在海水中的传播速度为1500 m / s。求: (1)超声波探测海洋深度时到达海底所用时间? (2)探测处的海洋深度? (3)当轮船在海面上匀速直线前进时,发现前方1575m处有一山崖,于是向山崖发出超声波信号,9 s 后接收到返回来的信号。已知超声波在空气中的传播速度为340 m / s ,请问这艘轮船当时的速度为多少? 26.阅读短文,回答问题。 2026款大众宝来车载超声波雷达系统 2026款全新大众宝来全系搭载升级后的车载超声波雷达辅助系统,整套系统分布在汽车保险杠四周。这套装置工作时向外发射超声波,超声波遇到障碍物之后发生反射,车载控制器接收回波信号,通过计算信号往返的时间,测算车身与障碍物之间的距离,最终实现倒车雷达、低速障碍物预警等功能。 超声波属于频率高于20 000 Hz的机械波,传播过程需要依靠介质,无法在真空当中传播。人耳听觉的频率范围仅仅为20 Hz~20 000 Hz,所以驾驶员无法直接听见雷达发出的超声波。系统检测到障碍物距离很近时,车载扬声器会发出人耳能够听见的提示音,提醒驾驶员注意避险。 除超声波雷达之外,部分高端车辆同时搭载次声波监测模块,可以监测远距离地质震动信号,提前预警道路塌方等地质灾害。超声波、次声波在温度不变的同种空气当中,传播速度大小相等。汽车工程师在调试设备时,需要区分声传递信息、声传递能量两类不同的应用场景,保障整套车载系统稳定运行。 (1)车载倒车雷达发射的声波属于;该声波(选填“能够”或“不能够”)在月球表面的真空环境传播。 (2)人耳不能直接听见倒车雷达发出的声波,根本原因是该声波的超出了人耳听觉上限;人耳可以听见距离报警提示音,提示音的频率处在Hz的区间之内。 3.关于超声波与次声波,下列说法正确的是( ) A.次声波传播速度一定大于超声波 B.超声波频率低于20 000 Hz C.超声波、次声波都属于机械波,传播需要介质 D.人耳在响度足够大时,可以听见超声波 4. 宝来倒车雷达探测障碍物,该实例利用了声音能够() A.传递能量 B.传递信息 C.发生衍射 D.能够在真空传播 5.如果超声波从发射到接收回波一共用时0.02s,空气中声速取340m/s,此时车辆距离障碍物m;雷达利用声波反射测距,该原理叫作定位。 B卷 强化提优 (时间:60分钟 满分:100分) 一.选择题 1.超声雾化器是将药物(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,达到治疗目的的一种仪器。关于雾化治疗,下列说法错误的是( ) A.利用了声传递能量 B.超声波的音调很低,所以人听不到 C.超声波可以在液体中传播 D.超声波也是由于物体振动产生的 2.某次声音监测器测得几个生物的声音信息如表,则下列说法中正确的是( ) 声音 狗吠 鸟鸣 猫叫 蚊子声 声音强弱的等级/dB 70 40 50 30 声音的频率/Hz 1200 5000 800 1000 A.狗吠声的音调最高 B.鸟鸣声属于超声波 C.猫叫声的响度最小 D.蚊子翅膀每秒钟振动1000次 3.下列关于声现象的说法中正确的是( ) A.如图丙所示,汤加火山大爆发,发出了强烈的次声波,人们可以通过检测次声波预警火山爆发 B.城市快速路方便快捷,图乙的路段设置了声音屏障,目的是使声音在声源处减弱 C.超声波的应用非常广泛,如图甲所示,B超就是利用超声波传递能量的 D.如图丁所示,从上、下两个音叉振动的波形图中,可看出下面的音叉发出声音的音调高 4.下列有关声现象的说法,正确的是( ) A.探测次声波可用于预防自然灾害(雷暴、泥石流等) B.产生共鸣的条件是两个音叉的响度必须相同 C.天府公园安装的噪声检测仪可以减弱噪声 D.雷暴天气总是先听见雷鸣再看见闪电 5.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 6.图为电动牙刷,它能发出超声波,直达牙刷刷毛刷不到的地方,可以把牙齿刷得更干净,下列说法正确的是( ) A.超声波的频率低于20Hz B.刷牙时,听到牙刷发出的声音是超声波 C.牙刷发出的超声波不能在空气中传播 D.超声波可以传递能量 7.如图,某款超声波驱蚊器可以通过发出不同频率的超声波来干扰蚊子的感觉和行为,从而达到驱蚊效果。下列关于驱蚊器的说法错误的是( ) A.驱蚊器发声体通过振动发出超声波 B.驱蚊器发出的超声波需借助空气等介质传播 C.人可以听见驱蚊器发出的声音 D.调高驱蚊器的发声频率,声音音调变高 8.关于超声波和次声波,下列说法正确的是( ) A.渔民利用声呐发出的次声波探测鱼群 B.医院利用B超发出的次声波检查胎儿在母体内是否正常发育 C.大自然的许多活动,如地震、海啸等都伴有超声波产生 D.用超声波能粉碎人体内的“小石头”,说明声波具有能量 9.根据图中所给信息,下列说法中正确的是( ) A.蝙蝠可以发出频率为400 Hz的声音 B.人能听到蝙蝠发出的所有频率的声音 C.频率为16 Hz的声音只要振幅足够大,人耳是能听到的 D.人听觉频率范围比人发声频率范围要大 10.如图是某博物馆珍藏的古代青铜“鱼洗”,注入半盆水后,用双手摩擦“鱼洗”的两个把手,会发出嗡嗡声,盆内水花四溅。停止摩擦把手后,短时间内“鱼洗”仍能发出嗡嗡把手声。传说,众多“鱼洗”声如同千军万马奔跑之声,曾吓退数十里外的敌军。下列分析正确的是( ) A.“鱼洗”发声时“水花四溅”,说明声音就是由水振动产生的 B.停止摩擦把手后,短时间内“鱼洗”仍能发出嗡嗡声,说明“鱼洗”仍在振动 C.众多“鱼洗”声如千军万马奔跑之声,说明“鱼洗”声与千军万马奔跑声的响度相同 D.众多“鱼洗”声能吓退数十里外的敌军,说明“鱼洗”声是超声波 11. 如图,关于声音的四幅图片的说明,正确的是 A. 图片a中的蝙蝠利用发出的电磁波导航 B. 图片b表明月球上的宇航员能直接交谈 C. 图片c所示的隔音墙表明噪声可以在声源处减弱 D. 图片d表示声音是由发声体的振动产生的 12.为了监督司机是否遵守限速规定,在市内一段平直的公路上安装了固定测速仪,如图所示,汽车正水平远离测速仪,测速仪向汽车发出两次短促的超声波信号;第一次发出信号到测速仪接收到经汽车反射回来的信号用时0.3s,第二次发出信号到测速仪接收到经汽车反射回来的信号用时0.4s,若测速仪两次发出超声波信号的时间间隔是0.95s,超声波的速度是340m/s。则下列说法正确的是( ) A.超声波信号第1次与汽车相遇时,汽车与测速仪间的距离是102m B.汽车接收到两次信号的时间间隔为0.95s C.汽车接收到两次信号的时间内行驶的路程为34m D.汽车的速度为17m/s 二.填空题 13.“姑苏城外寒山寺,夜半钟声到客船”。钟声频率(选填“在”或“不在”)人耳可听范围;钟声是物体产生;假如一口古钟敲击后发出频率25 000 Hz的声波,该声波属于。 14.2026年国产新型声呐浮标投入海洋科考。声呐向海底发射;超声波在海水当中传播速度(选填“大于”“等于”或“小于”)在空气中传播速度;声呐不能用于太空测距,原因是。 15,文物修复工作者利用超声探伤仪检查古代青铜礼器内部裂纹。探伤仪发出;仪器接收反射回来的声波判断工件缺陷,说明声可以;探伤使用的声波与次声波,在15 空气当中传播速度(选填“相等”或“不相等”)。 16.2026年国产高灵敏次声波传感器投入台风预警业务。台风生成时会辐射;次声波声源一定在;强度较大的次声波能够损坏建筑物,说明声波可以传递。 17.公鸡打鸣的声音人耳能够听见,说明发声频率处于Hz之间;蝙蝠飞行依靠定位;蝙蝠发出的声波人耳听不到,即便大幅提高响度,人耳仍然无法听见,根本原因为。 18.2026先进制造业大量使用超声波清洗设备清洗航空精密零件。清洗设备发出;清洗过程利用声波能够;该声波(选填“是”或“不是”)由设备部件振动产生。 19.古籍记载大型矿山爆破作业。爆破瞬间产生很强的;该声波频率低于Hz;监测站接收该信号,可以远距离监测爆炸位置,利用了该声波的特点。 20.家用轿车上的“倒车雷达”利用了超声波 原理,它表明声能传递 。如图所示为某轿车的倒车雷达,当探头发出的超声波在0.01s后被接收器接收到时,倒车雷达开始报警。若超声波的传播速度为340m/s,请你计算此时轿车与障碍物之间的距离为 m。 三.解答题 21.根据下列图所示的三幅图,说明超声波在生产和生活方面有什么应用. a用超声波检查金属内部是否有气泡、裂痕 b.用超声波清洗仪清洗碗碟 c.用B超给病人做常规检查 a b c 22.利用回声可以测量声源到障碍物的距离。科学工作者为了探测海底某处的深度,从海面向海底垂直发发射超声波,经过4s后接收到回波信号,已知声波在海水中的传播速度为1530m/s,请简要回答或计算出下列问题。 ⑴人耳能听到超声波吗? (填“能”或“不能”) ⑵被测量处海洋的深度为 米 ⑶利用超声波的反射能否进行太空测距?为什么? ⑷请你说出超声波的特点,两个即可。 ⑸请你再说出超声波在实际生活中的两个应用的实例。 23.在科技飞速发展的今天,智能家居逐渐走进人们的生活。智能音箱作为智能家居的控制中心,能通过语音交互为人们提供各种服务。 (1)智能音箱发出的声音是通过传播到人耳的;当智能音箱播放音乐时,调节音量大小,改变的是声音的(选填“音调”“响度”或“音色”)。 (2)智能音箱可以通过识别用户的声音来提供个性化服务,这是利用了声音特性中的( ) A. 音调 B. 响度 C. 音色 D. 声速 (3)智能音箱发出的声音频率范围通常在20Hz - 20000Hz之间,其中人耳能听到的频率范围是Hz到Hz。 (4)下列关于智能音箱发出声音的说法正确的是( ) A. 只要有振动,智能音箱就一定能发出人耳能听到的声音 B. 智能音箱发出的声音有时也可能是次声波 C. 智能音箱发出的声音在真空中传播速度最快 D. 智能音箱发出的声音是由其内部扬声器的振动产生的 24.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) 发声频率 40000Hz 与障碍物距离/m 1.0-1.5 0.5-1.0 0-0.5 手柄每秒振动次数 1 2 3 (1)导盲杖发出的是 (超声波/次声波); (2)导盲杖主要利用了声可以传递 (信息/能量); (3)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; (4)蝙蝠 (能/不能)发出与导盲杖相同频率的声波; (5)导盲杖利用了回声定位技术测距离,该技术是否能用于测量宇宙飞船与其他星球之间的距离? ,理由是 。 25.海岭又称海底山脉,一般在海面以下。如图,为对某海岭进行勘测,某勘探船停在该海岭底部的A处正上方向海底发出声呐,5.24s后收到回波信号。之后勘探船以1节的平均速度沿直线行驶到达海岭最高点B处正上方,用时2h。到达B处正上方停下后,该船再次向海底发出声呐,经3s后收到回波信号。已知声信号在海水中的传播速度为1500m/s,1节=1海里/小时,1海里=1.852千米。求: (1)A处海水的深度; (2)勘探船两次探测间航行的距离; (3)B处比A处高多少米? 26.阅读短文,回答问题。 2026智能车载多声源声学安全预警平台 2026年,大众全新宝来完成车载声学系统软硬件升级,开发出一套融合超声波、次声波监测的智能车载声学安全预警平台。车辆周身布置多组超声波探头,除常规倒车防撞以外,新增低速穿行预警功能;同时车辆后台搭载高灵敏度次声波传感器,可以实时采集环境当中的次声波信号。 道路周边发生山体滑坡、地震的时候,灾害发生前会向外辐射次声波,次声波频率低于20 Hz,传播距离很远,很容易绕过树木、山体等障碍物,可以提前数十分钟发出预警信号。超声波方向性好、穿透能力强,适合短距离精确测距;次声波衰减缓慢,适合远距离灾害监测。 二者都属于机械波,15 空气之中传播速度相同。车载电脑需要区分两种声波不同的应用场景:超声波清洗零部件利用声传递能量;倒车雷达、灾害预警全部依靠声波传递信息。有工程师提出设想:能否把这套声学预警系统移植到太空探测器上,用来开展深空障碍物探测。经过理论论证之后,该方案无法落地,核心制约因素在于太空环境属于真空,声波缺少传播介质。科研人员后续计划继续优化传感器灵敏度,拓展这套车载声学平台更多实用功能。 (1)地震、山体滑坡灾害发生的时候会产生;该声波频率(选填“高于”或者“低于”)20Hz。 (2)超声波两大突出优点是方向性好、;倒车雷达利用声传递,完成障碍物距离探测。 (3)下列关于车载声学预警系统的判断,说法错误的一项是( ) A.次声波传播过程当中容易绕过障碍物 B.次声波可以用来远距离监测地质灾害 C.超声波、次声波在15 空气中传播速度相等 D.车载声学系统可以直接放到太空当中开展测距工作 (4)下面实例当中,利用声波传递能量的是( ) A.宝来倒车雷达报警 B.超声波清洗汽车精密零件 C.次声波监测山体滑坡前兆 D.B超给人体检查身体 (5)某一次倒车过程,超声波探头距离后方墙体6.8m,空气中声速340m/s,信号往返总用时s;即便次声波响度很大,人耳依旧听不到次声波,原因是次声波的低于人耳听觉下限。 ( 1 ) 学科网(北京)股份有限公司 $
物理臻选·2026-2027学年苏科版八年级物理上
《第一章声现象第四节人耳听不到的声音》提优特训A·B卷
一.特训目标
(
1.记住人耳听觉频率范围,能够准确区分可听声、超声波、次声波;掌握超声波、次声波各自的特点,能够辨别实例当中声音传递信息还是能量。
2.通过对比超声、次声的应用实例,建立分类归纳的思维;厘清频率、响度、能否听见声音三者之间逻辑关系,破除
“
听不到就是响度太小
”
的错误认知。
3.能够结合蝙蝠回声定位、声呐测距等情境,理解超声测距的原理,能对简单声学技术应用开展原理分析,尝试进行有关距离的简单计算。
4.了解超声、次声在医疗、防灾、工业当中的价值,关注声学科技发展;认识次声波潜在危害,建立合理利用声学技术、主动防灾的意识。
)
二.重点难点
(
(一)重点
1.可听声、超声波、次声波的频率划分界限:20Hz、20000Hz。
2.超声波的核心特点以及对应的生活、科技应用实例。
3.次声波的主要来源、特点、灾害预警应用与危害。
4.区分声音传递信息与传递能量两类典型实例。
(二)难点
1.理解:能否听见声音由频率决定,与响度没有必然关系。响度再大,频率不在20
‑
20000Hz区间,人耳依旧听不到。
2.超声波测距的公式推导与简单计算,回声问题当中注意
“
路程是两倍距离
”
。
3.准确区分超声波、次声波的应用场景,做题时不发生混淆。
4.理解:超声波、次声波都属于声波,传播需要介质,真空当中均无法传播。
)三.知识精析
(
(一)
人耳的听觉频率范围
1. 可听声波:人耳能听到的声音叫作可听声波,频率范围为:20Hz~20000Hz。
2. 超声波:频率高于20000Hz的声音叫超声波。
3. 次声波:频率低于20Hz的声音叫次声波。
4. 人和一些动物听觉的频率范围
)
(
(1)不同的人听觉的频率范围不完全相同。例如,有些年轻人就能听到频率低于20Hz的声音。一般情况下,人的年龄越大,能听到的声音的频率范围越小。
(2)不同动物听觉的频率范围差别较大,如蝙蝠、海豚等能听到超声波,而狗、大象则能听到次声波
(二)
超声波
的
特点与应用
1.
三大核心特点
(1)
方向性好,容易发生反射;
(2)
穿透能力强;
(3)
容易获得集中的声能 。
2.
典型应用分类(按传递信息、传递能量划分)
(1)
传递信息(依靠回声,获取事物情况)
①
蝙蝠的回声定位:自然界中许多动物不仅能发出超声波,还能感受到超声波。例如,通常夜间活动的蝙蝠不会撞到障碍物,它们利用超声波进行导航。蝙蝠发出的超声波碰到墙壁等障碍物会返回,由此,它便能判断障碍物的位置并及时避开。
②
超声雷达(声呐):
a.可用来探测海底深度、海中暗礁等,还可用来探测鱼群、潜艇的位置等。
b.测量海底深度的原理:就是从船上发出声脉冲至海底,通过测算接收,然后将接收到的回声所经历的时间自动转换为深度值显示出来。
设声波在海水中的传播速度为 v,声呐系统向海底垂直发射声波,经时间t后收到回波,
则海水的深度: s=
vt
(声波通过的距离是海底深度的2倍)
③
超声诊断仪
:
在医疗领域,人们利用超声波成像技术发明了超声诊断仪。这种诊断仪通过探头发射的超声波进入人体,并从体内组织结构产生的回声中提取信息组成图像。例如,利用B型超声诊断仪(简称B超)可以观察母体内的胎儿,如图所示。
④
超声诊断仪
:
在工业领域,超声波探伤仪能利用超声波在物体中的传播、反射和衰减等物理特性,快速、精确地进行工件内部缺陷的检测、定位、评估和诊断。例如,可以用它探测铁轨内部是否存在裂纹、气孔和杂质等。
)
(
(2)
传递能量(利用声能做功,改变物体状态)
人们还利用超声波的特性发明了超声清洗机 、超声焊接机、超声雾化器等。
(三)
次声波的来源、特点、利用与危害
1
.来源
:
(1)自然现象:地震、火山爆发、海啸、台风、雷电;
(2)人为活动:核爆炸、大型爆破、火箭发射等。
2.
特点
:
传播距离很远;容易绕过障碍物;能量衰减慢,穿透能力强,不容易被吸收 。
3.
危害
:
强度较大的次声波可以和人体内脏发生共振,损伤人体器官;强大次声波还能够破坏建筑物,具有很强破坏力。
4.
应用
(传递信息)
:
监测站接收次声波,可以预报台风、地震、海啸,监测核爆炸,实现灾害提前预警。
(
四
)
一条通用重要规律
超声波、次声波、可听声,在同种均匀介质、温度相同时,传播速度相等;声速只取决于介质种类与温度,和声波频率无关。
声波都不能够在真空传播。
(五)
易错分析(提优专用,直击考试陷阱)
易错陷阱1:误认为
“
听不到声音一定是响度太小
”
错解:只要响度足够大,超声波、次声波人耳就能够听见。
正确认知:人耳听见声音有双重条件:
①
频率落在
20-
20000Hz;
②
响度达到一定程度。如果频率不在范围内,无论响度多大,人耳都听不到。题目经常在这里设置选项陷阱。
易错陷阱2:混淆超声波、次声波的应用实例
典型错误:地震预警利用超声波;B超使用次声波。
辨析记忆口诀:超声多用医疗、测距、清洗碎石;次声用于灾害预警。做题遇到地震、台风预报,立刻锁定次声波;B超、声呐、清洗机全部属于超声波应用。
易错陷阱3:误认为超声波传播速度更快
典型错误:超声波频率高,所以在空气当中传播速度大于普通声音。
纠正:同种介质温度不变,一切声波传播速度相同,频率不会改变声速。超声波、次声波只是频率不一样,传播速度没有区别 。
易错陷阱4:回声测距忘记除以2
错例:声呐信号经过4
s收到回波,直接用s=vt算出深度。
) (
分析:4
s是声波往返总时间,海水实际深度 h=
vt,一定要取一半。计算题当中此处失分非常普遍。
易错陷阱5:概念误区:超声波是电磁波
纠正:超声、次声全部属于声波(机械波),传播需要介质,真空不能传声;电磁波可以在真空传播,二者本质完全不同,选择题高频易错选项。
易错陷阱6:片面理解次声波只有危害
误区:次声波有害,毫无利用价值。
澄清:高强度次声波存在危害;但是我们可以监测次声波,预报自然灾害,为人类服务,事物具有两面性。
)A卷·基础过关
(时间:45分钟 满分:100分)
一.选择题
1.关于超声,以下说法正确的是( )
A.频率在20Hz以下 B.频率在20Hz到20000Hz之间
C.频率在20000Hz以上 D.只要响度大,什么样的声音都可以成为超声
【答案】:C
【解析】:超声波定义:频率高于20000 Hz的声波。A:20 Hz以下是次声波;B:20‑20000 Hz是可听声;D:超声波由频率决定,和响度无关。
2.声波在生产、医疗和科学研究等方面有广泛的应用。关于声波的应用,下列说法正确的是( )
A.B超是利用次声波检查身体 B.声纹锁是通过响度进行识别
C.在月球上利用超声波进行交流 D.超声波可用来探测鱼群的位置
【答案】:D
【解析】:A错误:B超利用超声波,不是次声波;B错误:声纹锁依靠音色识别,不是响度;C错误:月球真空,超声波不能传播,无法直接交流;D正确:声呐利用超声波回声定位,探测鱼群位置(传递信息)。
3.如图所示是公路旁的超声波测速仪,可以监测汽车的行驶速度。当汽车进入监控区域时,测速仪向汽车发出超声波,超声波经汽车反射后又被测速仪接收,从而计算汽车的行驶速度。下列与该超声波测速仪工作原理相同的是( )
A.超声波碎石 B.超声波加湿器增湿
C.超声波清洗眼镜 D.利用倒车雷达倒车
【答案】:D
【解析】:测速仪原理:超声波回声定位,利用声传递信息。A碎石、C清洗眼镜:利用声传递能量;B加湿器:声传递能量,将水击碎成水雾;D倒车雷达:回声定位,利用超声波传递信息,原理相同。
4.2025年中国国际大数据产业博览会上展示的智能巡检机器人可用于高危环境巡检。它能快速检测设备异常,这可能是利用了( )
A. 人耳能听到的声音 B. 超声波 C. 次声波 D. 三者都有可能
【答案】:B
【解析】:超声波具有方向性好、穿透能力强等特点,可用于检测设备内部缺陷等,适合用于智能巡检机器人检测设备异常;人耳能听到的声音无法满足这种高精度检测需求;次声波频率低,主要用于监测自然灾害等,不用于设备检测。所以选B。
5.2025年,在庆祝传统节日春节时,小明在热闹的集市听到各种声音。以下声音中,不在人耳听觉范围内的是( )
A. 欢快的爆竹声(1000Hz - 5000Hz ) B. 商贩的叫卖声(100Hz - 1000Hz )
C. 远处寺庙的钟声(50Hz - 500Hz ) D. 蝙蝠飞行时发出的定位声波(大于20000Hz)
【答案】:D
【解析】:人耳听觉范围是20Hz - 20000Hz ,A、B、C选项声音频率都在此范围内,蝙蝠飞行发出定位声波频率大于20000Hz ,属于超声波,不在人耳听觉范围,所以选D。
6.如图所示是一款新型的折叠导盲杖,使用时导盲杖会持续发出超声波,若前进方向上遇到障碍物,离障碍物越近提示音越尖锐,提醒盲人绕开障碍物。关于导盲杖发出的超声波与提示音进行比较( )
A.超声波不是由物体振动产生的 B.超声波的传播不需要介质
C.超声波的频率比提示音的频率高 D.人耳能听见超声波
【答案】:C
【解析】:A错:一切声波都是物体振动产生,超声波也一样。B错:声音传播都需要介质,真空不能传声。 C对:超声波>20000 Hz;提示音是人耳可听声(20‑20000 Hz),超声频率更高。D错:超声波频率超出听觉范围,人耳听不见。
7.如图所示的声现象中,下列说法不正确的是( )
A.甲图中用相同的力度敲击瓶身,瓶子中的水越多,发出声音的音调越低
B.乙图中在居民区的道路旁装隔音墙是在传播过程中减弱噪声
C.丙图中的倒车雷达是利用次声波的回声定位来传递能量
D.丁图中水下的运动员能根据音乐声完成相应的动作,说明水能传声
【答案】:C
【解析】:A正确:敲瓶身,瓶子和水振动;水越多,振动越慢,音调越低。B正确:隔音墙,在传播过程中减弱噪声。C错误:倒车雷达利用超声波回声定位,传递信息,不是次声波、也不是传递能量。D正确:水下运动员听见音乐,说明液体(水)可以传声。
8.下列关于声现象的说法正确的是( )
A.逐渐抽出真空罩内的空气,听到铃声越来越小,说明空气可以传声
B.蝴蝶振翅时发出声音的响度太小,所以人耳听不到
C.蝙蝠利用超声波捕捉昆虫,说明声可以传递能量
D.练琴时关闭门窗是为了防止噪声产生
【答案】:A
【解析】:A正确:抽出空气,铃声变小,推理真空不能传声,反过来证明空气可以传声。B错误:蝴蝶振翅发出次声波,频率太低,不是响度小,人耳听不到。C错误:蝙蝠靠超声定位捕捉昆虫,声音传递信息,不是能量。D错误:关闭门窗,是传播过程中减弱噪声,不能防止噪声产生。
9.2025年我国在一些高科技领域取得进展。在某新型材料研发中,利用一种声波技术快速检测材料是否存在内部裂缝,这种技术最可能是( )
A. 次声波检测技术,因为其能量大 B. 超声波检测技术,因其能发现微小缺陷
C. 人耳能听到的声音检测技术,操作简单 D. 以上都不对
【答案】:B
【解析】:超声波穿透能力强,能发现材料内部微小裂缝;次声波能量并不比超声波大,且不适合检测材料内部微小缺陷;人耳能听到声音无法检测材料内部裂缝,所以选B。
几种动物的听觉频率范围
蝙蝠
1000Hz-120000Hz
海豚
150Hz-1500001Iz
猫
60Hz-65000Hz
狗
15Hz-50000Hz
10.地震时会产生次声波,次声波可以在远离地震中心的地方被某些动物接收到,而有所反应,表格中是几种动物的听觉频率范围,其中在远离地震中心的地方能感觉到地震的是( )
A.蝙蝠 B.海豚 C.猫 D.狗
【答案】D
【解析】因为地震产生的次声波频率低于20Hz,而表格中的狗听觉频率是15Hz-50000Hz,正是在此范围之内,所以只有狗会有较为明显的反应。故ABC不符合题意,D符合题意。
故选D。
11.小明去眼镜店用如图所示的超声波清洗机洗眼镜,下列关于超声波的说法正确的是( )
A.超声波不是由物体振动产生的
B.超声波的音调比人能听到的声音的音调低
C.超声波在水中的传播速度小于在空气中的速度
D.超声波能对眼镜进行清洗是因为其能传递能量
【答案】D
【解析】A.一切声音都是由物体振动产生的,所以超声波是由物体振动产生的,故A错误;
B.因为超声波的频率高于20000Hz,所以音调很高,超出了人的听觉频率范围,故人不能听到,故B错误;C.一般来说,声音在介质中的传播速度由大到小是固体、液体、气体,所以超声波在水中的传播速度大于在空气中传播速度,故C错误;D.超声波能对眼镜进行清洗是因为其能传递能量,将污渍洗净,故D正确。故选D。
12.关于超声波与次声波,下列说法正确的是( )
A. 人耳能够听见超声波 B. 倒车雷达利用了次声波传递能量
C. 地震、火山爆发会产生次声波 D. 超声波频率低于20Hz
【答案】:C
【解析】:A :超声波频率>20000 Hz,人耳听不到。B :倒车雷达利用超声波,利用声音传递信息。C :地震、火山爆发可以产生次声波。D :超声波频率高于20 Hz,次声波频率低于20 Hz。
二.填空题
13.2026年我国深空探测任务搭载新型声学传感器。人耳可听声的频率范围为________Hz;频率高于20000 Hz的声波叫作________;超声波________(选填“能”或“不能”)在月球真空环境当中传播。
【答案】:20-20000;超声波;不能
【解析】:人耳听觉范围20-20000 Hz;高于20000 Hz为超声波;声波属于机械波,传播需要介质,真空无法传声。
14.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 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 。
【答案】超声 反射 回声定位
【解析】蝙蝠是利用超声波确定目标的位置和距离,所以蝙蝠在夜间飞行时不会撞到障碍物;声波是可以反射的,这些声波碰到墙壁或昆虫时会反射回来。利用超声波可以回声定位,蝙蝠根据回声到来的方位和时间,可以确定目标的位置和距离,这方法是回声定位。.
15.在我国古诗词中有很多描述声音的优美诗句,如“不敢高声语,恐惊天上人”中的“高”是指声音的 (选填“响度大”“音调高”或“音色不同”);中考期间的考场周围设有禁止鸣笛的标志,这是从 处减弱噪声;小轿车倒车雷达的探头是利用 传感器工作的.(选填“电磁波”或“超声波”)
【答案】响度大 声源 超声波
【解析】声音的强弱叫响度,“不敢高声语,恐惊天上人”中的“高”指声音的响度大;
中考期间考场周围常常设有禁止鸣笛的标志,这是从声源处减弱噪声; 小轿车的倒车雷达是利用超声波传感器工作的
16.诗句“穿花蛱蝶深深见”,蝴蝶飞行时翅膀每秒振动5次,振动频率为________Hz;该声波属于______波;人耳无法听见蝴蝶翅膀的声音,并不是响度太小,而是因为__________。
【答案】:5;次声;声音频率低于20 Hz,不在人耳听觉范围之内
【解析】:频率=每秒振动次数,f=5Hz<20Hz,属于次声波;能否听见声音决定性因素是频率是否落在20-20000 Hz,与响度无关。
17.2026年投入临床的新型无创脑部超声监测仪,向人脑发射超声波,依靠反射回波成像。该设备利用声音可以________;超声波频率________(选填“高于”或“低于”)20000 Hz;超声碎石手术,则是利用声波能够传递________。
【答案】:传递信息;高于;能量
【解析】:B超、超声成像依靠回声获取体内信息,属于声传递信息;超声碎石利用声能击碎结石,属于声传递能量。
18.我国古籍记录,地震来临之前很多动物躁动不安。地震发生时伴随产生________波,它的频率________20 Hz;该声波传播距离很远,________(选填“容易”或“很难”)绕过大型障碍物。
【答案】:次声;低于;容易
【解析】:地震、海啸、火山爆发均产生次声波;次声波核心特点:频率低于20 Hz、传播距离远、容易绕过障碍物。
19.2026年多地启用新一代AI超声波测速仪。测速仪发射超声波遇到汽车发生________;测速原理利用声传递________;若超声波往返总时间为0.2s,声速取340m/s,此刻汽车距离测速仪________m。
【答案】:反射;信息;34
【解析】:超声波碰到汽车反射形成回声;测距测速都是利用声传递信息;距离 s=vt=×340×0.2=34m,回声计算务必时间除以2。
20.地震时会产生人耳听不见的 声波。声呐利用 声波测距;轮船从海面向海底竖直发出一束声波,10s后接收到回波,则海深为 m。(海水中声速为1500m/s)
【答案】 次 超 7500
【解析】地震时,地壳运动产生的声波频率低于20Hz,低于20Hz的声波为次声波。超声波具有方向性好、穿透能力强的特点,声呐通过发射超声波并接收其反射信号来确定目标的位置和距离。10s接收到回波,则声波从海面向海底的时间为根据公式可知,海深为
三.解答题
21.如图所示,小明设计了下面几个实验探究声音的特征:
(1)为了探究音调与什么因素有关,你认为四幅图中不能够完成探究目的的是 .
(2)如图A所示,硬纸板接触齿数不同的齿轮,齿数越多, (填“音调”“响度”或“音色”)越高.如图D所示,吹笔帽发出的声音是 振动产生的.
(3)如图B所示,将一把钢尺紧按在桌面上,一端伸出桌面适当的长度,拨动钢尺,就可听到 (填“钢尺”或“桌面被拍打”)振动的声音,若改用更大的力拨动钢尺,则听到声音的 (填“音调”“响度”或“音色”)变大;逐渐增加钢尺伸出桌面的长度,仔细聆听钢尺振动发出声音后,发现音调逐渐 (填“变高”或“变低”)了,观察发现此时钢尺振动慢了,当钢尺伸出桌面超过一定长度时,虽然用同样的力拨动钢尺,却听不到声音,这时由于
【答案】(1)D (2)音调;空气柱 (3)钢尺;响度;变低;钢尺振动频率低于20Hz,人耳无法听到次声波。
【解析】(1)音调由频率决定。A:齿轮齿数不同,硬纸板振动频率不同,探究音调;B:钢尺伸出长度不同,振动频率不同,探究音调;C:塑料尺划过速度不同,振动频率不同,探究音调;D:改变吹笔帽力度,改变振幅,探究响度,不能探究音调。 (2)齿轮齿数越多,硬纸板每秒振动次数越多,频率越高,音调越高;吹笔帽时,是笔帽内部的空气柱振动发声。(3)拨动钢尺,发声物体是钢尺;用力更大,钢尺振幅变大,响度变大;钢尺伸出越长,振动越慢,频率越低,音调变低;伸出过长,振动频率<20 Hz,产生次声波,不在人耳听觉范围(20-20000 Hz),因此听不到声音。
22.超声波指纹识别技术,是利用超声波具有穿透材料的能力,且随材料的不同产生大小不同的回波(超声波到达不同材质表面时,被吸收、穿透与反射的程度不同)。因此,利用皮肤与空气对于声波阻抗的差异,就可以区分指纹嵴与峪所在的位置。
(1) 超声波的频率范围是高于______Hz,它在真空中______(选填“能”或“不能”)传播。
(2) 超声波指纹识别装置是利用仿生学原理制成的,它模仿的是下列哪种生物( )
A. 狗 B. 猫 C. 海豚 D. 大象
(3) 超声波能够识别指纹是利用了超声波可以______(选填“传递信息”或“具有能量”)。
(4) 关于超声波指纹识别,表述错误的是( )
A. 超声波指纹识别技术所使用的超声波的能量对人体无害
B. 超声波指纹识别的优势在于可以识别指纹的3D纹路
C. 超声波指纹识别的优势在于可以置于塑料、玻璃等材料之下
D. 超声波指纹识别受汗水、油污影响
(5) 若超声波在某介质中的传播速度为1500m/s,遇到指纹纹路反射回来的时间为0.00002s,则指纹纹路到传感器的距离约为______m 。
【答案】:(1) 20000;不能;(2) C;(3) 传递信息;(4) D;(5) 0.015
【解析】:(1) 超声波频率高于20000Hz,声音传播需要介质,真空中不能传播。(2) 海豚利用超声波回声定位,超声波指纹识别装置模仿海豚,选C。(3) 识别指纹是利用超声波传递指纹信息 。(4) 超声波指纹识别不受汗水、油污影响,D错误;A、B、C选项关于超声波指纹识别的描述正确。(5) 根据速度公式s=vt,t=0.00002s,v =1500m/s ,但这是往返时间,所以距离s=vt= ×1500×0.00002 = 0.015m。
23.人耳最高只能感觉到大约20000Hz的声波,频率更高的声波就是超声波了,超声波具有许多奇异特性:空化效应——超声波能在水中产生气泡,气泡爆破时释放出高能量,产生强冲击力的微小水柱,它不断冲击物体的表面,使物体表面及缝隙中的污垢迅速剥落,从而达到净化物体表面的目的。传播特性——它的波长短,在均匀介质中能够定向直线传播,根据这一特性可以进行超声探伤、测厚、测距、医学诊断等。
(1)超声波的频率范围是 _____,人耳 ____听到超声波(填“能”或“不能”);
(2)超声波能够清洗物体是因为声波能够传递 ________,医院里用的“B超”也是超声波的应用,说明声波还可以传递 ________;
(3)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音,超声波在真空中的传播速度是 _______。
【答案】(1)大于20000Hz 不能 (2)能量 信息 (3) 会 0
【解析】(1)人能够听到声音的频率范围是20Hz到20000Hz,低于20Hz的声音叫次声波,高于20000Hz的声音叫超声波,故人耳不能听到超声波。(2)由题干可知,超声波能够清洗物件是因为声波能够传递能量,医院里用的“B超”也是超声波的应用,通过“B超”可以进行疾病的诊断,说明声波还可以传递信息。(3)超声波传播中遇到障碍物时会发生反射,会有一部分被反射回来形成回音。因声音不能在空中传播,故超声波在真空中的传播速度是0。
24.在一次军事演习中,某舰发现距离舰艇1020m远的目标, 舰艇发射火箭炮击中目标,发射后经过2s击中目标, 同时看到爆炸的火光。为了探测该海域海水的深度,舰艇人员将一束超声波垂直向海底发射,测出从发射超声波到接收反射回波所用时间是6s。(声音在空气中的传播速度是340m/s,在水中的传播速度是1500m/s, 不计光的传播时间)试求:
(1)火箭弹的飞行速度是多少?
(2)火箭炮发射后多少时间舰艇人员能听到爆炸声?
(3)该海域的海水深度是多少?
解:(1)火箭弹飞行速度
(2)爆炸声传回舰艇的时间,爆炸发生在发射后2s;爆炸声从目标传回舰艇用时:
,舰艇听到爆炸声的总时间:
(3)海水深度,超声波单程时间:,
海水深度:
25.海面上有一艘大型轮船,为了探测某处海洋的深度,静止在海面上向海底发出超声波,经过4.0s接收到反射回来的回声。已知超声波在海水中的传播速度为1500 m / s。求:
(1)超声波探测海洋深度时到达海底所用时间?
(2)探测处的海洋深度?
(3)当轮船在海面上匀速直线前进时,发现前方1575m处有一山崖,于是向山崖发出超声波信号,9 s 后接收到返回来的信号。已知超声波在空气中的传播速度为340 m / s ,请问这艘轮船当时的速度为多少?
解:(1) 超声波到达海底的时间:
(2) 海洋深度:
(3) 轮船速度v:9s内:声波路程s声=v空t,轮船前进路程s船=vt
几何关系:s声+s船=2s0 ,v空t+vt=2s0, 代入数据:340×9+v×9=2×1575,3060+9v=3150
9v=90 → v=10m/s。
26.阅读短文,回答问题。
2026款大众宝来车载超声波雷达系统
2026款全新大众宝来全系搭载升级后的车载超声波雷达辅助系统,整套系统分布在汽车保险杠四周。这套装置工作时向外发射超声波,超声波遇到障碍物之后发生反射,车载控制器接收回波信号,通过计算信号往返的时间,测算车身与障碍物之间的距离,最终实现倒车雷达、低速障碍物预警等功能。
超声波属于频率高于20 000 Hz的机械波,传播过程需要依靠介质,无法在真空当中传播。人耳听觉的频率范围仅仅为20 Hz~20 000 Hz,所以驾驶员无法直接听见雷达发出的超声波。系统检测到障碍物距离很近时,车载扬声器会发出人耳能够听见的提示音,提醒驾驶员注意避险。
除超声波雷达之外,部分高端车辆同时搭载次声波监测模块,可以监测远距离地质震动信号,提前预警道路塌方等地质灾害。超声波、次声波在温度不变的同种空气当中,传播速度大小相等。汽车工程师在调试设备时,需要区分声传递信息、声传递能量两类不同的应用场景,保障整套车载系统稳定运行。
(1)车载倒车雷达发射的声波属于________;该声波________(选填“能够”或“不能够”)在月球表面的真空环境传播。
(2)人耳不能直接听见倒车雷达发出的声波,根本原因是该声波的________超出了人耳听觉上限;人耳可以听见距离报警提示音,提示音的频率处在________Hz的区间之内。
3.关于超声波与次声波,下列说法正确的是( )
A.次声波传播速度一定大于超声波
B.超声波频率低于20 000 Hz
C.超声波、次声波都属于机械波,传播需要介质
D.人耳在响度足够大时,可以听见超声波
4. 宝来倒车雷达探测障碍物,该实例利用了声音能够()
A.传递能量 B.传递信息 C.发生衍射 D.能够在真空传播
5.如果超声波从发射到接收回波一共用时0.02s,空气中声速取340m/s,此时车辆距离障碍物________m;雷达利用声波反射测距,该原理叫作________定位。
【答案】(1)超声波;不能够 (2)频率;20-20000 (3)C (4)B (5)3.4;回声
【解析】(1)频率高于20 000 Hz的声波为超声波;机械波传播需要介质,真空不能传声,超声波无法在真空传播。(2)人耳听觉范围20-20000Hz;超声波频率>20 000 Hz,超出听觉上限,所以人耳听不到;提示音属于可听声,频率落在20-20000Hz。(3)同种介质温度不变,超声波、次声波声速相等;超声波>20 000 Hz;无论响度多大,频率不在区间内人耳始终听不见;故选C。(4)雷达获取障碍物距离,属于声音传递信息。(5)单程时间t=0.01s;s=vt=340×0.01=3.4m;该技术原理为回声定位。
B卷·强化提优
(时间:60分钟 满分:100分)
一.选择题
1.超声雾化器是将药物(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,达到治疗目的的一种仪器。关于雾化治疗,下列说法错误的是( )
A.利用了声传递能量 B.超声波的音调很低,所以人听不到
C.超声波可以在液体中传播 D.超声波也是由于物体振动产生的
【答案】B
【解析】A.超声雾化器是利用超声将药物(溶液或粉末)分散成微小的雾滴或微粒,说明声音可以传递能量,故A正确,不符合题意;B.超声波的音调很高,超出人的听觉范围,所以人听不到,故B错误,符合题意;C.超声波属于声音,可以在液体中传播,故C正确,不符合题意;D.超声波属于声音,是由于振动产生的,故D正确,不符合题意。故选B。
2.某次声音监测器测得几个生物的声音信息如表,则下列说法中正确的是( )
声音
狗吠
鸟鸣
猫叫
蚊子声
声音强弱的等级/dB
70
40
50
30
声音的频率/Hz
1200
5000
800
1000
A.狗吠声的音调最高 B.鸟鸣声属于超声波
C.猫叫声的响度最小 D.蚊子翅膀每秒钟振动1000次
【答案】D
【解析】A.由表格中数据知,鸟鸣声的频率为5000Hz,它的频率最高,音调最高,故A错误;B.超声波的频率高于20000Hz,鸟鸣声的频率为5000Hz,低于20000Hz,不属于超声波,故B错误;C.蚊子声的声强为30dB,它声音最小,它的响度最小,故C错误;D.蚊子的翅膀的振动频率为1000Hz,则蚊子每秒振动次数为1000次,故D正确。故选D。
3.下列关于声现象的说法中正确的是( )
A.如图丙所示,汤加火山大爆发,发出了强烈的次声波,人们可以通过检测次声波预警火山爆发
B.城市快速路方便快捷,图乙的路段设置了声音屏障,目的是使声音在声源处减弱
C.超声波的应用非常广泛,如图甲所示,B超就是利用超声波传递能量的
D.如图丁所示,从上、下两个音叉振动的波形图中,可看出下面的音叉发出声音的音调高
【答案】A
【解析】A.火山爆发常常伴随次声波的产生,所以可以通过检测次声波的装置来检测次声波预警火山爆发的情景,故A正确;B. 图乙的路段设置了声音屏障,这是在传播过程中减弱噪音的,故B错误;C. 如图甲所示,B超就是利用超声波传递信息的,故C错误;D. 从上、下两个音叉振动的波形图中,可看出下面的音叉发出声音的音调低,故D错误。故选A。
4.下列有关声现象的说法,正确的是( )
A.探测次声波可用于预防自然灾害(雷暴、泥石流等)
B.产生共鸣的条件是两个音叉的响度必须相同
C.天府公园安装的噪声检测仪可以减弱噪声
D.雷暴天气总是先听见雷鸣再看见闪电
【答案】A
【解析】A.有些自然灾害在发生前有次声波产生,所以探测次声波可用于预防自然灾害(雷暴、泥石流等),故A正确;B.产生共鸣的条件是两个音叉的音调必须相同,故B错误;
C.天府公园安装的噪声检测仪可以检测噪声,但不能减弱噪声,故C错误;D.雷暴天气总是先看见闪电再听见雷鸣,因为光在空气中的传播速度远大于声音在空气中传播的速度,故D错误。故选A。
5.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
【解析】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。
6.图为电动牙刷,它能发出超声波,直达牙刷刷毛刷不到的地方,可以把牙齿刷得更干净,下列说法正确的是( )
A.超声波的频率低于20Hz B.刷牙时,听到牙刷发出的声音是超声波
C.牙刷发出的超声波不能在空气中传播 D.超声波可以传递能量
【答案】D
【解析】AB.超声波的频率高于20000Hz,频率太高,不在人耳的听觉范围之内,所以听不到超声波,故AB错误;C.牙刷发出的超声波能在空气中传播,故C错误;D.声音可以传递信息和能量,电动牙刷发出超声波把牙齿刷得更干净,是利用超声波可以传递能量,故D正确。故选D。
7.如图,某款超声波驱蚊器可以通过发出不同频率的超声波来干扰蚊子的感觉和行为,从而达到驱蚊效果。下列关于驱蚊器的说法错误的是( )
A.驱蚊器发声体通过振动发出超声波 B.驱蚊器发出的超声波需借助空气等介质传播
C.人可以听见驱蚊器发出的声音 D.调高驱蚊器的发声频率,声音音调变高
【答案】C
【解析】A.声音是由物体的振动产生的,因此驱蚊器发声体通过振动发出超声波,故A正确,不符合题意;B.声音的传播需要介质,真空不能传声,因此驱蚊器发出的超声波需借助空气等介质传播,故B正确,不符合题意;C.驱蚊器发出的声音属于超声波,不在人耳的听觉范围内,故C错误,符合题意;D.音调与频率有关,频率越高,音调越高,因此调高驱蚊器的发声频率,声音音调变高,故D正确,不符合题意。故选C。
8.关于超声波和次声波,下列说法正确的是( )
A.渔民利用声呐发出的次声波探测鱼群
B.医院利用B超发出的次声波检查胎儿在母体内是否正常发育
C.大自然的许多活动,如地震、海啸等都伴有超声波产生
D.用超声波能粉碎人体内的“小石头”,说明声波具有能量
【答案】D
【解析】A.渔民利用声呐发出的超声波探测鱼群,故A错误;B.医院利用B超发出的超声波检查胎儿在母体内是否正常发育,故B错误;C.大自然的许多活动,如地震、海啸等都伴有次声波产生,所以可以通过监测次声波来监测自然灾害,故C错误;D.声音可以传递信息和能量,用超声波能粉碎人体内的“小石头”,说明声波具有能量,故D正确。故选D。
9.根据图中所给信息,下列说法中正确的是( )
A.蝙蝠可以发出频率为400 Hz的声音
B.人能听到蝙蝠发出的所有频率的声音
C.频率为16 Hz的声音只要振幅足够大,人耳是能听到的
D.人听觉频率范围比人发声频率范围要大
【答案】D
【解析】人的发声频率范围为85~1 100 Hz,人的听觉频率范围为20~20 000 Hz,所以人听觉频率范围比人发声频率范围要大。频率为16 Hz的声音在人的听觉范围之外,人耳是不能听到的。蝙蝠的发声频率范围为10 000-120 000 Hz,蝙蝠不能发出频率为400 Hz的声音,人不能听到蝙蝠发出的所有频率的声音。
10.如图是某博物馆珍藏的古代青铜“鱼洗”,注入半盆水后,用双手摩擦“鱼洗”的两个把手,会发出嗡嗡声,盆内水花四溅。停止摩擦把手后,短时间内“鱼洗”仍能发出嗡嗡把手声。传说,众多“鱼洗”声如同千军万马奔跑之声,曾吓退数十里外的敌军。下列分析正确的是( )
A.“鱼洗”发声时“水花四溅”,说明声音就是由水振动产生的
B.停止摩擦把手后,短时间内“鱼洗”仍能发出嗡嗡声,说明“鱼洗”仍在振动
C.众多“鱼洗”声如千军万马奔跑之声,说明“鱼洗”声与千军万马奔跑声的响度相同
D.众多“鱼洗”声能吓退数十里外的敌军,说明“鱼洗”声是超声波
【答案】B
【解析】A.“鱼洗”发声时,铜盆振动使得“水花四溅”,这说明了声音是由铜盆振动产生的,故A错误;B.声音是由物体的振动产生的,振动停止,则发声停止;停止摩擦把手后,短时间内“鱼洗”仍能发出嗡嗡声,这说明了“鱼洗”仍在振动,故B正确;C.众多“鱼洗”声如千军万马奔跑之声,说明“鱼洗”声与千军万马奔跑声的音色相同,故C错误;D.众多“鱼洗”声能吓退数十里外的敌军,说明敌军能听到这种声音,人耳能听到的声音是可闻声波,不是超声波,故D错误。故选B。
11. 如图,关于声音的四幅图片的说明,正确的是
A. 图片a中的蝙蝠利用发出的电磁波导航
B. 图片b表明月球上的宇航员能直接交谈
C. 图片c所示的隔音墙表明噪声可以在声源处减弱
D. 图片d表示声音是由发声体的振动产生的
【答案】D
【解析】A. 蝙蝠在空中能利用超声波来“导航”.此选项错误,不合题意.B. 月球上没有空气,真空不能传声,所以月球上的宇航员不能直接交谈.此选项错误,不合题意.C. 隔音墙表明噪声可以在传播过程中减弱.此选项错误,不合题意.D. 图中小球被弹开,说明发声体在振动.此选项正确,符合题意.故选D.
12.为了监督司机是否遵守限速规定,在市内一段平直的公路上安装了固定测速仪,如图所示,汽车正水平远离测速仪,测速仪向汽车发出两次短促的超声波信号;第一次发出信号到测速仪接收到经汽车反射回来的信号用时0.3s,第二次发出信号到测速仪接收到经汽车反射回来的信号用时0.4s,若测速仪两次发出超声波信号的时间间隔是0.95s,超声波的速度是340m/s。则下列说法正确的是( )
A.超声波信号第1次与汽车相遇时,汽车与测速仪间的距离是102m
B.汽车接收到两次信号的时间间隔为0.95s
C.汽车接收到两次信号的时间内行驶的路程为34m
D.汽车的速度为17m/s
【答案】:C
【解析】:已知:v声=340m/s,两次发射间隔△t0=0.90s,第一次信号往返时间t1=0.2s,第二次往返t2=0.4s。 第一次相遇时距离:,第二次相遇时距离:
,汽车远离测速仪,行驶路程,求两次收到信号时刻的时间间隔△t:第一次信号发出时刻记为t=0,第一次相遇时刻:ta=0.1s,
第二次信号发出时刻:t=0.90s,第二次相遇时刻:tb=0.90+0.2=1.10s。两次相遇的时间间隔车速;逐个判断选项A:第一次相遇距离102m,实际34 m;B:收到两次信号时间间隔0.9s,实际1.00 s;C:汽车行驶路程34m ;D:17m/s,实际34 m/s
二.填空题
13.“姑苏城外寒山寺,夜半钟声到客船”。钟声频率________(选填“在”或“不在”)人耳可听范围;钟声是物体________产生;假如一口古钟敲击后发出频率25 000 Hz的声波,该声波属于________。
【答案】:在;振动;超声波
【解析】:能够听到钟声,说明频率落在20-20000 Hz;一切声音由物体振动产生;频率>20 000 Hz属于超声波。
14.2026年国产新型声呐浮标投入海洋科考。声呐向海底发射________;超声波在海水当中传播速度________(选填“大于”“等于”或“小于”)在空气中传播速度;声呐不能用于太空测距,原因是________________。
【答案】:超声波;大于;真空不能够传声
【解析】:声呐利用超声波回声定位;一般情况下声速:固体>液体>气体;太空为真空环境,声波无法传播。
15,文物修复工作者利用超声探伤仪检查古代青铜礼器内部裂纹。探伤仪发出________;仪器接收反射回来的声波判断工件缺陷,说明声可以________;探伤使用的声波与次声波,在15 ℃空气当中传播速度________(选填“相等”或“不相等”)。
【答案】:超声波;传递信息;相等
【解析】:超声探伤属于超声传递信息;同种介质、温度不变,所有声波传播速度相同,速度与频率无关,属于高频易错点。
16.2026年国产高灵敏次声波传感器投入台风预警业务。台风生成时会辐射________;次声波声源一定在________;强度较大的次声波能够损坏建筑物,说明声波可以传递________。
【答案】:次声波;振动;能量
【解析】:台风产生次声波;一切声波全部来自声源振动;次声波摧毁建筑,体现声波传递能量。
17.公鸡打鸣的声音人耳能够听见,说明发声频率处于_______Hz之间;蝙蝠飞行依靠________定位;蝙蝠发出的声波人耳听不到,即便大幅提高响度,人耳仍然无法听见,根本原因为________________。
【答案】:20-20000;回声;声波频率高于20 000 Hz,超出人耳听觉上限
【解析】:听觉范围识记;蝙蝠回声定位;听觉与否由频率决定,单纯增大响度,不能使人听见超声、次声。
18.2026先进制造业大量使用超声波清洗设备清洗航空精密零件。清洗设备发出________;清洗过程利用声波能够________;该声波________(选填“是”或“不是”)由设备部件振动产生。
【答案】:超声波;传递能量;是
【解析】:超声清洗属于声传递能量;超声波本质仍然是声波,一定来源于物体振动。
19.古籍记载大型矿山爆破作业。爆破瞬间产生很强的________;该声波频率低于_______Hz;监测站接收该信号,可以远距离监测爆炸位置,利用了该声波________________的特点。
【答案】:次声波;20;传播距离远、容易绕过障碍物
【解析】:大型爆破、核爆炸均产生次声波;次声波定义f<20Hz;突出优点:传播距离很远,适合远距离监测。
20.家用轿车上的“倒车雷达”利用了超声波 原理,它表明声能传递 。如图所示为某轿车的倒车雷达,当探头发出的超声波在0.01s后被接收器接收到时,倒车雷达开始报警。若超声波的传播速度为340m/s,请你计算此时轿车与障碍物之间的距离为 m。
【答案】回声定位 信息 1.7
【解析】“倒车雷达”发出的超声波遇到障碍物,反射回来被雷达接收,由此确定车与障碍物的距离,应用了回声定位原理,说明声能传递信息。超声波从车到障碍物的传递时间为
超声波的传播速度为,由可得,车与障碍物之间的距离为
三.解答题
21.根据下列图所示的三幅图,说明超声波在生产和生活方面有什么应用.
a用超声波检查金属内部是否有气泡、裂痕 b.用超声波清洗仪清洗碗碟 c.用B超给病人做常规检查
a_____________________________________________________________________
b_____________________________________________________________________
c___________________________________________________________________
【答案】:a、超声波的穿透本领大,在工业上用来检验金属内部是否有裂痕、气泡等;
b、超声波频率高,振动迅速,可利用它来清洗和消毒;
c、超声波在医学上应用很广.医院里的“B超”应用的就是超声波。
22.利用回声可以测量声源到障碍物的距离。科学工作者为了探测海底某处的深度,从海面向海底垂直发发射超声波,经过4s后接收到回波信号,已知声波在海水中的传播速度为1530m/s,请简要回答或计算出下列问题。
⑴人耳能听到超声波吗? (填“能”或“不能”)
⑵被测量处海洋的深度为 米
⑶利用超声波的反射能否进行太空测距?为什么?
⑷请你说出超声波的特点,两个即可。
⑸请你再说出超声波在实际生活中的两个应用的实例。
【答案】:(1)不能(2)3060(3)不能,真空不能传声(4)方向性好 穿透力强(5)B超;超声波测距
【解析】(1)人耳听觉范围:20Hz~20000Hz,超声波频率高于20000Hz,所以人耳不能听到超声波。(2)超声波从海面到海底单程时间:t=×4s=2s,海洋深度:h=vt=1530m/s×2s
=3060m。(3)不能;理由:太空是真空环境,真空不能传声,超声波无法传播。(4)超声波特点(任选2个):① 方向性好;② 穿透能力强;③能够获得集中的声能量。(写出两条即可)(5)应用实例(任选2个):① 医院B超检查身体;② 超声波清洗眼镜;③ 超声波碎石;④ 工业超声波探伤。
23.在科技飞速发展的今天,智能家居逐渐走进人们的生活。智能音箱作为智能家居的控制中心,能通过语音交互为人们提供各种服务。
(1)智能音箱发出的声音是通过______传播到人耳的;当智能音箱播放音乐时,调节音量大小,改变的是声音的______(选填“音调”“响度”或“音色”)。
(2)智能音箱可以通过识别用户的声音来提供个性化服务,这是利用了声音特性中的( ) A. 音调 B. 响度 C. 音色 D. 声速
(3)智能音箱发出的声音频率范围通常在20Hz - 20000Hz之间,其中人耳能听到的频率范围是______Hz到______Hz。
(4)下列关于智能音箱发出声音的说法正确的是( )
A. 只要有振动,智能音箱就一定能发出人耳能听到的声音
B. 智能音箱发出的声音有时也可能是次声波
C. 智能音箱发出的声音在真空中传播速度最快
D. 智能音箱发出的声音是由其内部扬声器的振动产生的
【答案】:(1)空气;响度(2)C(3)20;20000(4)D
【解析】:(1)声音的传播需要介质,在生活中声音通常通过空气传播;音量大小指的是声音的强弱,即响度。(2)不同人的发声结构不同,发出声音的音色不同,智能音箱通过音色识别用户。(3)人耳能听到的声音频率范围是20Hz - 20000Hz 。(4)物体振动发出声音,但人耳只能听到特定频率范围的声音,A错误;智能音箱发出声音频率在20Hz - 20000Hz之间,不是次声波,B错误;声音不能在真空中传播,C错误;声音是由物体振动产生的,智能音箱声音由内部扬声器振动产生,D正确。
24.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)
发声频率
40000Hz
与障碍物距离/m
1.0-1.5
0.5-1.0
0-0.5
手柄每秒振动次数
1
2
3
(1)导盲杖发出的是 (超声波/次声波);
(2)导盲杖主要利用了声可以传递 (信息/能量);
(3)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;
(4)蝙蝠 (能/不能)发出与导盲杖相同频率的声波;
(5)导盲杖利用了回声定位技术测距离,该技术是否能用于测量宇宙飞船与其他星球之间的距离? ,理由是 。
【答案】(1)超声波(2)信息(3)0.85(4)能(5)不能;真空不能传声,(2)导盲杖接收到反射回来的声波,得到障碍物信息,利用声可以传递信息。(3)t=0.005s是来回总时间,单程时间:t单=0.0025s,距离s=vt单=340m/s×0.0025s=0.85m,(4)人听觉:20-20000Hz;蝙蝠:1000-120000z;导盲杖:40000Hz。40000Hz在蝙蝠的发声频率范围,(1000-120000Hz是听觉范围!注意看图例)蝙蝠发声频率:1000-20000Hz,40000 Hz在蝙蝠发声区间内。正确结论:蝙蝠能发出相同频率声波。(5)月球与地球之间是真空,超声波无法传播,回声测距不能使用。
25.海岭又称海底山脉,一般在海面以下。如图,为对某海岭进行勘测,某勘探船停在该海岭底部的A处正上方向海底发出声呐,5.24s后收到回波信号。之后勘探船以1节的平均速度沿直线行驶到达海岭最高点B处正上方,用时2h。到达B处正上方停下后,该船再次向海底发出声呐,经3s后收到回波信号。已知声信号在海水中的传播速度为1500m/s,1节=1海里/小时,1海里=1.852千米。求:
(1)A处海水的深度;
(2)勘探船两次探测间航行的距离;
(3)B处比A处高多少米?
解:(1)由题意可知,声呐从A处正上方的海面传播到A点再返回海面时所用时间为t=5.24s,故可知声呐从海面传播到A点所用时间为故由s=vt可得,A处海水的深度为hA=v声t0=1500m/s×2.62s=3930m
(2)由题意可知,勘探船航行的速度为v船=1节=1海里/小时=1.852km/h勘探船两次探测间航行的时间为t船=2h,故勘探船两次探测间航行的距离为
s=v船t船=1.852km/h×2h=3.704km=3704m
(3)由题意可知,声呐从B处正上方海面传播到B处再返回到B处的深度为海面所用时间为t1=3s,故声呐从海面传播到B处的时间为故B处海水的深度为hB=v声t2=1500m/s×1.5s=2250m可知B处比A处高
答:(1)A处海水的深度为3930m;(2)勘探船两次探测间航行的距离为3704m;
(3)B处比A处高1680m。
26.阅读短文,回答问题。
2026智能车载多声源声学安全预警平台
2026年,大众全新宝来完成车载声学系统软硬件升级,开发出一套融合超声波、次声波监测的智能车载声学安全预警平台。车辆周身布置多组超声波探头,除常规倒车防撞以外,新增低速穿行预警功能;同时车辆后台搭载高灵敏度次声波传感器,可以实时采集环境当中的次声波信号。
道路周边发生山体滑坡、地震的时候,灾害发生前会向外辐射次声波,次声波频率低于20 Hz,传播距离很远,很容易绕过树木、山体等障碍物,可以提前数十分钟发出预警信号。超声波方向性好、穿透能力强,适合短距离精确测距;次声波衰减缓慢,适合远距离灾害监测。
二者都属于机械波,15℃空气之中传播速度相同。车载电脑需要区分两种声波不同的应用场景:超声波清洗零部件利用声传递能量;倒车雷达、灾害预警全部依靠声波传递信息。有工程师提出设想:能否把这套声学预警系统移植到太空探测器上,用来开展深空障碍物探测。经过理论论证之后,该方案无法落地,核心制约因素在于太空环境属于真空,声波缺少传播介质。科研人员后续计划继续优化传感器灵敏度,拓展这套车载声学平台更多实用功能。
(1)地震、山体滑坡灾害发生的时候会产生________;该声波频率________(选填“高于”或者“低于”)20Hz。
(2)超声波两大突出优点是方向性好、________;倒车雷达利用声传递________,完成障碍物距离探测。
(3)下列关于车载声学预警系统的判断,说法错误的一项是( )
A.次声波传播过程当中容易绕过障碍物
B.次声波可以用来远距离监测地质灾害
C.超声波、次声波在15℃空气中传播速度相等
D.车载声学系统可以直接放到太空当中开展测距工作
(4)下面实例当中,利用声波传递能量的是( )
A.宝来倒车雷达报警 B.超声波清洗汽车精密零件
C.次声波监测山体滑坡前兆 D.B超给人体检查身体
(5)某一次倒车过程,超声波探头距离后方墙体6.8m,空气中声速340m/s,信号往返总用时________s;即便次声波响度很大,人耳依旧听不到次声波,原因是次声波的________低于人耳听觉下限。
【答案】(1)次声波;低于 (2)穿透能力强;信息 (3)D (4)B (5)0.04;频率
【解析】(1)地震、滑坡产生次声波;次声波定义:频率低于20Hz。(2)超声波特点:方向性好、穿透能力强、声能集中;雷达探测距离,属于声传递信息。(3)太空是真空,真空不能够传声,声学系统无法在太空测距,D错误;其余选项描述全部正确。(4)清洗零件时声波做功,属于声传递能量;剩余选项均属于声传递信息;故选B。(5)总路程s总=2×6.8=13.6m;t===0.04s;人耳听不见次声波,决定性因素是频率低于20 Hz,和响度无关。
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