内容正文:
八上物理专题七 2.3声的利用
分考点精练 · 基础巩固 · 培优提高
目 录
第一部分 分考点精练(共15题)
考点01 声能传递信息(3题)
考点02 声能传递能量(3题)
考点03 超声波的利用(3题)
考点04 次声波的危害(3题)
考点05 生物对于声波的利用(3题)
第二部分 基础巩固(共12题)
第三部分 培优提高(共12题)
第一部分 分考点精练
考点01 声能传递信息
【典例01】 声音能够 。人们说话进行交流,医生用听诊器查病,敲击铁轨判断故障等,都是声音传递信息的例子。
【变式1-1】下列事例中属于利用声音传递信息的是( )
①汽车上的倒车雷达 ②医生用B超诊断仪检测病情
③超声波清洗眼镜 ④超声波排除人体内结石
⑤利用声呐探测鱼群位置 ⑥铁路工人用铁锤敲击钢轨检查螺栓是否松动
A.②③⑤⑥ B.①②⑤⑥ C.③④⑤⑥ D.①②③④
【变式1-2】下列现象中不是利用声获得信息的是( )
A.有经验的养蜂人听蜜蜂的“嗡嗡”声就知道它是否采了蜜
B.小民往水瓶里倒开水,能听出水瓶里的水满不满
C.人们利用超声波来清洗钟表等精细机械
D.夏天里人们挑西瓜,要捧起来拍两下听听声音来分辨西瓜的好坏
考点02 声能传递能量
【典例02】下列事例中,主要利用了声传递能量的是( )
A.用听诊器给病人诊病 B.用超声波给工件探伤
C.用次声波预报海啸 D.用超声波清洗眼镜
【变式2-1】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2-2】如图,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。该实验展示了声波具有 ;此外根据三支蜡烛烛焰情况,我们还能得出除振幅外,响度的又一影响因素 。
考点03 超声波的利用
【典例03】如图所示的情景中,不是利用超声波的是( )
A.声呐探测水深 B.敲橡皮膜火焰摇动
C.蝙蝠回声定位 D.B超探查胎儿发育
【变式3-1】如图所示为倒车雷达,倒车雷达是利用 (选填“超声波”或“次声波”)来工作的;如果倒车雷达发出信号后,0.01s接收到回声,则障碍物距汽车为 m;
【变式3-2】 国之重器—我国“奋斗者”号载人潜水器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4s后收到回波信号,已知超声波在海水中的速度是1500m/s。人耳 (选填“能”或“不能”)听到超声波,原因是 ;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 ;海洋的深度是 米。
考点04 次声波的危害
【典例04】据中国地震台网正式测定:2024年9月18日20时08分,合肥市肥东县发生4.7级地震。这是地震台通过地震时产生的 (选填“超声波”或“次声波”)进行测定的。
【变式4-1】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
【变式4-2】 频率为的声波可以穿透十几米厚的钢筋混凝土,给人造成伤害。用这种 (选填“超声波”或“次声波”)制成的武器不但威力巨大,而且可以对很远的目标造成伤害。这是利用了声可以传递 。
考点05 生物对于声波的利用
【典例05】2021年,云南野象群北迁引发全球关注。迁徙途中,一只小象虽掉队十余公里,仍能够通过次声波与象群取得联系并最终“归队”。象群交流使用的次声波人却听不见,这是因为( )
A.人与象距离太远 B.次声波的响度太小
C.次声波的频率太低 D.次声波的音调太高
【变式5-1】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 。
【变式5-2】如图所示,蝙蝠在捕食昆虫时会发出一种频率为90000Hz的超声波,这种超声波碰到昆虫时会反射回来,根据回声到来的方位和时间,蝙蝠可以确定目标的位置。某次飞行中,蝙蝠在距离昆虫处发出超声波,蝙蝠向昆虫方向经0.25s飞行3.5m后,刚好收到从昆虫身上反射回来的回声(假设昆虫静止不动)。
(1)蝙蝠发出超声波到蝙蝠收到回声时,飞行的平均速度为多少?
(2)从蝙蝠发出超声波到蝙蝠收到回声时,超声波传播的距离为多少?
(3)若声在空气中的传播速度与空气的温度t关系为,本次超声波传播时空气的温度为多少?
第二部分 基础巩固
1.下列利用声音能够传递能量的是( )
A.远处隆隆雷声预示着可能有一场大雨
B.医生利用B超观察人的身体状态
C.外科医生利用超声波除去人体内结石
D.有经验的人选瓷碗总是敲一敲分辨
2.大象进行交流的“声音”是一种次声波,人类听不到大象的“声音”,是因为( )
A.大象发出的声音太小 B.次声波无法传到人耳
C.次声波的频率大于20000Hz D.次声波的频率小于20Hz
3.下列实例没有利用声音传递信息的是( )
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.通过接受到的次声波判断地震的方位和强度 D.利用超声波排除体内的结石
4.下列声现象中能说明声传递能量的是( )
A.声呐探测海深 B.超声加湿器
C.B超检查 D.倒车雷达
5.如图所示是智能机器人和人进行互动交流的情景,下列说法正确的是( )
A.机器人是高科技产品,它发出的声音不是由物体振动产生的
B.机器人与人用语言交流是利用声音可以传递信息
C.机器人的声音在空气中的传播速度是
D.机器人发出的声音可以在真空中传播
6. 小明将眼镜放入如图所示的清洗机中,按下按钮,一段时间后,眼镜被清洗干净。这是应用了 (选填“次声波”或“超声波”)。
7.下列事例不是利用超声波的是( )
A.医生用听诊器诊断病情 B.发出声波切削坚硬的金刚石
C.渔民捕鱼时利用声呐探测鱼群的位置 D.蝙蝠利用“回声定位”确定目标的位置
8.声在生活中的应用非常广泛,下列说法错误的是( )
A.汽车倒车雷达利用超声波探明车后情况 B.噪声监测仪主要监测噪声的响度
C.人们利用次声波监测地震、台风和海啸 D.医生使用的听诊器能增大声音的音调
9.(多选)下列事例中,能说明声波可以传递信息的是( )
A.医院里用B超检查病情 B.利用超声波除去人体内的结石
C.用声呐技术测海底深度 D.利用超声波清洗眼镜
10. 医生使用的听诊器是利用了声音能传递 ;某种昆虫靠翅膀振动发声,如果这种昆虫的翅膀在5s内振动了80次,人类 (选填“能”或“不能”)听到这种声音;声呐的工作利用的是 (选填“超声波”或“次声波”)。
11. 如图是八年级小梅同学国庆假期进行“跨学科实践”活动,用纸盒和橡皮筋自制的“手弹琴”,国庆节早晨,她正在用手拨动橡皮筋,演奏《我和我的祖国》。如图所示。当小梅弹拨粗细不同的琴弦时,听到声音的 (选填“响度”、“音调”、“音色”)有变化;同学们听到音乐声纷纷点赞,说明声音可以传递 。小梅用硬纸盒作为共鸣箱,除了可以固定橡皮筋外,还能 。
12.超声波在生活中应用广泛,B超是利用超声波传递 。利用声呐测量海底深度时,若声呐系统向海底垂直发射声波,经4s后收到反射回来的信号,已知声音在海水中的传播速度为1500m/s,则此处海水的深度为 m。
第三部分 培优提高
1.如图所示为一种我国自主研发的超声导盲手杖。它可以发射超声波探测周围5m内障碍物的情况,并处理成语音信号及时播放出来,达到“以听代视”的效果。该手杖可帮助盲人辨别障碍物的方位、距离、大小甚至形状等信息。下列说法中正确的是( )
A.超声波的频率低于20Hz
B.超声波比次声波传递的速度大
C.该导盲杖对障碍物的定位原理与蝙蝠的定位原理相同
D.超声导盲杖利用声音可传递能量原理制成
2.关于声现象,下列说法正确的( )
A.地震、火山喷发等自然现象都伴有次声波的产生
B.声音在真空中的传播速度是340m/s
C.物体的振幅越大音调越高
D.只要物体振动,我们就能听到声音
3.关于超声波和次声波,下列叙说正确的是( )
A.超声波在水中比空气中传的快
B.次声波就是声源振幅太小,使人听不到的声音
C.超声波就是速度超过340m/s的声音
D.超声波可以越过一定厚度的真空向前传播
4.周杰伦在2024年的演唱会上演唱过《蜗牛》,是一首励志歌曲。从有关声现象的角度理解正确的是( )
A.他唱这首歌时,声音是由话筒振动产生的
B.如果当时的温度是15℃,那么声音在空气中每秒钟可以传播340m
C.他在演唱高音部分发出的不是超声波,而是次声波
D.现场的歌迷能够听到声音的频率范围是20-2000Hz
5.如图所示,一种声波焊接器可以焊接塑料,它是将i1=50Hz的电流转换成i2=40000Hz电流后,输入发生器,产生与i2同等频率振动的声波,随后声波传播到焊头,再传播塑料棒A和塑料棒B的接合部,在接合部会产生热量致使接触的部分熔化,实现焊接的目的;(注:①“焊接”是指把两种固体材料互相接触,通过熔化接触面的材料,待冷却后,即可把两材料粘合在一起;②“热量”是能量的一种形式,把塑料加热需要能量),请回答以下问题
(1)该焊接器工作时,声波发生器每秒振动 次(“一次”是指声波发生器振动一个来回);
(2)该声波发生器发出用于焊接的声波,人耳是否能听到? ;(选填“能”或“不能”);
(3)该焊接器的工作原理,是利用了 。(选填“声传递信息”或“声传递能量”)
6.交通部门常用测速仪来检测车速。测速原理是测速仪前后两次发出并接收到被测车反射回来的超声波信号,再根据两次信号的时间差,测出车速,如图甲所示。某次测速中,测速仪发出与接收超声波的情况如图乙所示,s表示发出的超声波与测速仪之间的距离。(假设超声波的速度为,且声速与车速均保持不变),则( )
A.汽车第一次遇到测速仪发出的超声波时,汽车与测速仪的距离是204米
B.汽车行驶的速度是17米/秒
C.前后两次汽车接受到信号时汽车走了68米
D.第二次发出信号到汽车接收到信号用时0.4秒
7.小吴利用声呐系统测绘嘉陵江温塘峡江域水底的形状。无人船经过该江域水平面的A、B、C、D、E五个位置时,向水底定向发射超声波,测得回收信号的时间分别为0.30s、0.16s、0.28s、0.14s、0.30s。小吴推算出该江域水底的大致形状是( )
A. B.
C. D.
8.2023年12月18日23时59分在甘肃临夏州积石山县发生的6.2级地震,已致116人遇难,地震发生后,泸州市各学校组织老师开启了手机地震预警。下列说法中正确的是:( )
A.人耳听不见次声波,动物也不能听到
B.甘肃地震震源深度为10km,P波传播速度为5km/s,S波传播速度为3km/s,两种波同时达到地面
C.通过监测地震发出频率为20000Hz的超声波,利用了声波能传递信息
D.P波到达地面以后,手机地震预警显示5s以后S波达到,小明同学距离安全位置20m,他跑到安全位置的平均速度至少需要4m/s
9.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
10. 如图所示的是一种身高测量仪(也可以测量一些物件的高度),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,回声被感应器接收。已知空气中的声速是340m/s。问:
(1)当小刚同学站在测高台时,感应器从发射信号到接收信号所经历的时间为。那么测量仪测出小刚同学的身高是多少米?
(2)如果测高台上没有放置任何物体(也没有站立人),那么感应器竖直向下发射超声波,经过多少秒后感应器收到回声?
11. “蛟龙号”潜水器如图所示,在某次下潜之前,用声呐向该海域的海底发出超声波,经过声呐接收到回声信号,“蛟龙号”从海水表面匀速竖直下潜到深处,需的时间,声音在海水中的传播速度为。
(1)蛟龙号发射声呐信号是利用超声波获得 (选填“能量”或“信息”)。
(2)求该海域的深度。
(3)求“蛟龙号”的下潜速度。
12.2024年7月17日,“海上联合-2024”演习在广东湛江某军港开幕。如图所示是某舰艇(静止)发现目标,发射火箭炮后经过2.5s击中目标,同时看到爆炸的火光,火箭炮飞行的平均速度为544m/s。求:
(1)火箭炮发射后多长时间舰艇人员能听到爆炸声 ?(声音在空气中的传播速度是340m/s)
(2)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5.4s。该海域的海水深度是多少 ?(声音在水中的传播速度是1500m/s)
(3)利用超声波可以测量海水的深度,说明声可以传递 ;利用超声波 (选填“能”或“不能”)测量地球和月球间的距离。
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八上物理专题七 2.3声的利用
分考点精练 · 基础巩固 · 培优提高
目 录
第一部分 分考点精练(共15题)
考点01 声能传递信息(3题)
考点02 声能传递能量(3题)
考点03 超声波的利用(3题)
考点04 次声波的危害(3题)
考点05 生物对于声波的利用(3题)
第二部分 基础巩固(共12题)
第三部分 培优提高(共12题)
第一部分 分考点精练
考点01 声能传递信息
【典例01】 声音能够 。人们说话进行交流,医生用听诊器查病,敲击铁轨判断故障等,都是声音传递信息的例子。
【答案】传递信息
【规范解答】声音能够传递信息。在人们日常交流中,通过对方说话的声音内容获取各种信息,实现沟通交流;医生使用听诊器,是因为人体内部器官活动产生的声音能反映出身体的健康状况,医生据此获取疾病相关信息来查病;敲击铁轨,根据铁轨发出声音的特征(如音色、音调等变化)来判断铁轨是否存在故障,这也是利用声音传递关于铁轨状态的信息。
【变式1-1】下列事例中属于利用声音传递信息的是( )
①汽车上的倒车雷达 ②医生用B超诊断仪检测病情
③超声波清洗眼镜 ④超声波排除人体内结石
⑤利用声呐探测鱼群位置 ⑥铁路工人用铁锤敲击钢轨检查螺栓是否松动
A.②③⑤⑥ B.①②⑤⑥ C.③④⑤⑥ D.①②③④
【答案】B
【详解】①汽车上的倒车雷达是利用反射回来的超声波测量车与障碍物之间距离的,是利用超声波传递信息;
②医用B超诊断仪是利用反射回来的超声波确定病灶的位置,是利用超声波传递信息;
③超声波清洗眼镜是利用超声的振动,将眼镜上的脏物振动掉落,说明声音传递能量;
④超声波排除人体内结石是利用声音传递能量;
⑤利用声呐探测鱼群位置是利用声音传递信息;
⑥铁路工人用铁锤敲击钢轨检查螺栓是否松动是利用声音传递信息。
所以①②⑤⑥是利用声音传递信息,③④是利用声音传递能量。故B符合题意,ACD不符合题意。
故选B。
【变式1-2】下列现象中不是利用声获得信息的是( )
A.有经验的养蜂人听蜜蜂的“嗡嗡”声就知道它是否采了蜜
B.小民往水瓶里倒开水,能听出水瓶里的水满不满
C.人们利用超声波来清洗钟表等精细机械
D.夏天里人们挑西瓜,要捧起来拍两下听听声音来分辨西瓜的好坏
【答案】C
【解析】A.蜜蜂带着花蜜音调低,不带花蜜音调高,所以根据“嗡嗡”声就能判断它是否采了蜜,是利用了声音能够传递信息,故A不符合题意;
B.往热水瓶中倒水的声音是空气柱振动产生的,倒的水越多,音调就越高通过听声音就能判断是否已装满,是利用了声音能够传递信息,故B不符合题意;
C.人们利用超声波来清洗钟表等精细机械时通过声音完成了清洁机械的工作,是利用声音传递能量,故C符合题意;
D.西瓜的生熟可以通过拍拍西瓜听听声音来辨别,是利用了声音能够传递信息,故D不符合题意。
故选C。
考点02 声能传递能量
【典例02】下列事例中,主要利用了声传递能量的是( )
A.用听诊器给病人诊病 B.用超声波给工件探伤
C.用次声波预报海啸 D.用超声波清洗眼镜
【答案】D
【解析】A.用听诊器给病人诊病可以知道病人的病情,属于声传递信息,故A不符合题意;
B.用超声波给工件探伤可以了解工件的质量问题,属于声波传递信息,故B不符合题意;
C.用次声波预报海啸可以提前预知灾害的来临,做好应对准备,属于声波传递信息,故C不符合题意;
D.用超声波清洗眼镜是利用超声波引起污渍的共振,使其脱离眼镜,属于声波传递能量,故D符合题意。
故选D。
【变式2-1】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2-2】如图,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。该实验展示了声波具有 ;此外根据三支蜡烛烛焰情况,我们还能得出除振幅外,响度的又一影响因素 。
【答案】 能量 传播距离
【详解】[1]声音可以传递信息与能量,烛焰会随着音乐的节奏晃动,说明声波具有能量。
[2]此外根据三支蜡烛烛焰情况,离声源越远,烛焰的晃动幅度越小,说明除振幅外,响度的又一影响因素是传播距离。
考点03 超声波的利用
【典例03】如图所示的情景中,不是利用超声波的是( )
A.声呐探测水深 B.敲橡皮膜火焰摇动
C.蝙蝠回声定位 D.B超探查胎儿发育
【答案】B
【解析】探测海深、回声定位、超声波探查都是利用声波传递信息,敲瓶底时火焰摇动利用声波来传递能量,故ACD不符合题意,B符合题意。
故选B。
【变式3-1】如图所示为倒车雷达,倒车雷达是利用 (选填“超声波”或“次声波”)来工作的;如果倒车雷达发出信号后,0.01s接收到回声,则障碍物距汽车为 m;
【答案】 超声波 1.7
【解析】[1]超声波可以传递信息,倒车雷达是利用超声波来工作的。
[2]声音传播的路程
s声=vt=340m/s×0.01s=3.4m
则障碍物到汽车的距离
【变式3-2】 国之重器—我国“奋斗者”号载人潜水器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4s后收到回波信号,已知超声波在海水中的速度是1500m/s。人耳 (选填“能”或“不能”)听到超声波,原因是 ;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 ;海洋的深度是 米。
【答案】 不能 见解析 不能 真空不能传声 3000
【规范解答】[1][2]人耳的听觉范围在20~20000Hz之间,超声波指频率在20000Hz以上的声音,因为超出了人的听觉上限,所以人耳不能听到超声波。
[3][4]超声波的传播需要介质,因为地球到月亮之间是真空,真空不能传声,超声波不能传播。因此不能用该装置测量地球和月球之间的距离。
[5]超声波传到海底的时间为
该处海洋的深度为s=vt=1500m/s×2s=3000m
考点04 次声波的危害
【典例04】据中国地震台网正式测定:2024年9月18日20时08分,合肥市肥东县发生4.7级地震。这是地震台通过地震时产生的 (选填“超声波”或“次声波”)进行测定的。
【答案】次声波
【详解】地震会伴随着次声波的产生,地震台网通过地震时产生的次声波来监测地震。
【变式4-1】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
【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。
【变式4-2】 频率为的声波可以穿透十几米厚的钢筋混凝土,给人造成伤害。用这种 (选填“超声波”或“次声波”)制成的武器不但威力巨大,而且可以对很远的目标造成伤害。这是利用了声可以传递 。
【答案】 次声波 能量
【规范解答】[1]频率低于20Hz的是次声波,7Hz属于次声波。
[2]声音可以传递信息,也能传递能量。次声波造成伤害,利用了声可以传递能量。
考点05 生物对于声波的利用
【典例05】2021年,云南野象群北迁引发全球关注。迁徙途中,一只小象虽掉队十余公里,仍能够通过次声波与象群取得联系并最终“归队”。象群交流使用的次声波人却听不见,这是因为( )
A.人与象距离太远 B.次声波的响度太小
C.次声波的频率太低 D.次声波的音调太高
【答案】C
【详解】人耳的听觉范围是20~20000Hz,因为大象的“声音”是一种次声波,次声波是指频率低于20Hz的声音,其不在人耳能够听到的声音频率范围之内,所以人类听不到大象之间的交流的声音,但是大象却能听见,故C符合题意,ABD不符合题意。
故选C。
【变式5-1】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
【详解】[1][2]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。
[3]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。
【变式5-2】如图所示,蝙蝠在捕食昆虫时会发出一种频率为90000Hz的超声波,这种超声波碰到昆虫时会反射回来,根据回声到来的方位和时间,蝙蝠可以确定目标的位置。某次飞行中,蝙蝠在距离昆虫处发出超声波,蝙蝠向昆虫方向经0.25s飞行3.5m后,刚好收到从昆虫身上反射回来的回声(假设昆虫静止不动)。
(1)蝙蝠发出超声波到蝙蝠收到回声时,飞行的平均速度为多少?
(2)从蝙蝠发出超声波到蝙蝠收到回声时,超声波传播的距离为多少?
(3)若声在空气中的传播速度与空气的温度t关系为,本次超声波传播时空气的温度为多少?
【答案】(1)
(2)86.5m
(3)25℃
【详解】(1)蝙蝠发出超声波到蝙蝠收到回声时,飞行的平均速度为
(2)从蝙蝠发出超声波到蝙蝠收到回声时,超声波传播的距离为
(3)此时声波速度为,由得此时温度为25℃。
第二部分 基础巩固
1.下列利用声音能够传递能量的是( )
A.远处隆隆雷声预示着可能有一场大雨
B.医生利用B超观察人的身体状态
C.外科医生利用超声波除去人体内结石
D.有经验的人选瓷碗总是敲一敲分辨
【答案】C
【详解】A.远处隆隆雷声预示着可能有一场大雨。这里雷声传递的是下雨的信息,而不是能量。故A不符合题意;
B.医生利用B超观察人的身体状态。B超是通过超声波在人体内的反射和传播来成像的,它传递的是人体内部结构的信息,而不是能量。故B不符合题意;
C.外科医生利用超声波除去人体内结石。这里超声波被用来破碎结石,显然是在传递能量。故C符合题意;
D.有经验的人选瓷碗总是敲一敲分辨。敲瓷碗时,声音会传递出瓷碗的质量、是否破损等信息,而不是能量。故D不符合题意。
故选C。
2.大象进行交流的“声音”是一种次声波,人类听不到大象的“声音”,是因为( )
A.大象发出的声音太小 B.次声波无法传到人耳
C.次声波的频率大于20000Hz D.次声波的频率小于20Hz
【答案】D
【详解】人能听到的声音频率范围是20Hz~20000Hz,频率低于20Hz的声音叫次声波。因为大象的“声音”是一种次声波,其频率低于20Hz,不在人耳能够听到的声音频率范围之内,所以人类听不到大象之间的交流“声音”。不是因为大象发出的声音太小。次声波可以传到人耳,只是人耳听不到。故ABC不符合题意,D符合题意。
故选D。
3.下列实例没有利用声音传递信息的是( )
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.通过接受到的次声波判断地震的方位和强度 D.利用超声波排除体内的结石
【答案】D
【详解】A.利用超声波给金属工件探伤,属于利用声音传递信息,故A不符合题意;
B.医生通过听诊器给病人诊病,属于利用声音传递信息,故B不符合题意;
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,属于利用声音传递信息,故C不符合题意;
D.利用超声波排除体内的结石,属于利用声音传递能量,故D符合题意。
故选D。
4.下列声现象中能说明声传递能量的是( )
A.声呐探测海深 B.超声加湿器
C.B超检查 D.倒车雷达
【答案】B
【解析】A.用声呐探测海底深度,利用的是回声测距,说明了声音可以传递信息,故A不符合题意;
B.利用超声加湿器调节室内温度,主要利用超声波携带能量把水“打碎”的特点,故B符合题意;
C.医生利用B超观察人的身体状况,属于利用声音来传递信息,故C不符合题意;
D.倒车雷达是靠发出的超声波被障碍物发射发现车后物体的,此现象说明声音能够传递信息,故D不符合题意。
故选B。
5.如图所示是智能机器人和人进行互动交流的情景,下列说法正确的是( )
A.机器人是高科技产品,它发出的声音不是由物体振动产生的
B.机器人与人用语言交流是利用声音可以传递信息
C.机器人的声音在空气中的传播速度是
D.机器人发出的声音可以在真空中传播
【答案】B
【详解】A.声音的产生是由于物体的振动,机器人虽然是高科技产品,但它发出的声音也是由物体振动产生的,故A错误;
B.声音可以传递信息也可以传递能量,机器人与人用语言交流是利用声音可以传递信息,故B正确;
C.机器人的声音在15℃的空气中的传播速度是340m/s,故C错误;
D.声音的传播需要介质,真空不能传声,机器人发出的声音不能在真空中传播,故D错误。
故选B。
6. 小明将眼镜放入如图所示的清洗机中,按下按钮,一段时间后,眼镜被清洗干净。这是应用了 (选填“次声波”或“超声波”)。
【答案】超声波
【详解】小明将眼镜放入如图所示的清洗机中,按下按钮,一段时间后,眼镜被清洗干净。超声波清洗机利用超声波的高频振动,能够有效地去除眼镜表面的污垢和油脂。
7.下列事例不是利用超声波的是( )
A.医生用听诊器诊断病情 B.发出声波切削坚硬的金刚石
C.渔民捕鱼时利用声呐探测鱼群的位置 D.蝙蝠利用“回声定位”确定目标的位置
【答案】A
【详解】A.医生用听诊器诊断病情,是通过听诊器听到的声音来判断身体的健康情况,是利用声音可以传递信息,且声音可被医生听到,所以该声音不是超声波,故A符合题意;
B.发出声波切削坚硬的金刚石是利用了超声波传递能量的特性,超声波切削技术是一种精密加工方法,通常用于加工坚硬或脆性材料,如金刚石、陶瓷和宝石等。说明利用了超声波和声音可以传递能量,故B不符合题意;
C.渔民在捕鱼时利用声呐探测鱼群的位置是一种常见且有效的技术,声呐技术主要依赖于超声波的反射原理来探测水下物体,包括鱼群、海底地形和其他障碍物。说明利用了超声波和声音可以传递信息,故C不符合题意;
D.蝙蝠从喉咙发出人耳听不到的超声波,当超声波遇到障碍物时,会被反射回来,蝙蝠用耳朵接收这些反射回来的声波,并通过分析回声到来的方位和时间来确定目标的位置和距离。由此说明利用了超声波和声音可以传递信息,故D不符合题意。
故选A。
8.声在生活中的应用非常广泛,下列说法错误的是( )
A.汽车倒车雷达利用超声波探明车后情况 B.噪声监测仪主要监测噪声的响度
C.人们利用次声波监测地震、台风和海啸 D.医生使用的听诊器能增大声音的音调
【答案】D
【详解】A.倒车雷达利用超声波原理,通过超声波来实现回声的定位,来探测汽车和障碍物之间的安全距离,并且给驾驶员提供相应的信息,故A正确,不符合题意;
B.响度是指声音的大小,噪声监测仪主要监测噪声的响度,故B正确,不符合题意;
C.地震、台风、海啸发生时,常伴随着次声波的产生,因此人们利用次声波监测地震、台风和海啸,故C正确,不符合题意;
D.听诊器是采用减小声音的分散来增大声音的响度的,故D错误,符合题意。
故选D。
9.(多选)下列事例中,能说明声波可以传递信息的是( )
A.医院里用B超检查病情 B.利用超声波除去人体内的结石
C.用声呐技术测海底深度 D.利用超声波清洗眼镜
【答案】AC
【详解】A.利用B超检查病情,就是利用了超声波传递信息,故A符合题意;
B.利用超声波除去人体内的结石,是利用了声波传递能量,故B不符合题意;
C.利用声呐探测海洋深度,是利用了声波传递信息,故C符合题意;
D.用超声波清洗眼镜,属于利用声音传递能量,故D不符合题意。
故选AC。
10. 医生使用的听诊器是利用了声音能传递 ;某种昆虫靠翅膀振动发声,如果这种昆虫的翅膀在5s内振动了80次,人类 (选填“能”或“不能”)听到这种声音;声呐的工作利用的是 (选填“超声波”或“次声波”)。
【答案】 信息 不能 超声波
【详解】[1]声音既可以传递能量,也可以传递信息,医生用听诊器为病人诊病,利用声音可以传递信息。
[2]昆虫的翅膀在5s内振动了80次,所以翅膀振动的频率
人类能听到的频率范围是20~20000Hz,16Hz不在人类能听到的频率范围内,所以不能听到。
[3]科学家利用回声定位的原理发明了声呐系统,声呐是超声波来传递信息的。
11. 如图是八年级小梅同学国庆假期进行“跨学科实践”活动,用纸盒和橡皮筋自制的“手弹琴”,国庆节早晨,她正在用手拨动橡皮筋,演奏《我和我的祖国》。如图所示。当小梅弹拨粗细不同的琴弦时,听到声音的 (选填“响度”、“音调”、“音色”)有变化;同学们听到音乐声纷纷点赞,说明声音可以传递 。小梅用硬纸盒作为共鸣箱,除了可以固定橡皮筋外,还能 。
【答案】 音调 信息 增强声音的响度
【规范解答】[1]其他条件相同时,粗细不同的琴弦振动频率不同,发声的音调也就不同,通常粗弦发声音调低,细弦发声音调高,因此,当小梅弹拨粗细不同的琴弦时,听到声音的音调有变化。
[2]声音可以传递信息,同学们听见优美的音乐声,纷纷点赞,说明了声音可以传递信息。
[3]共鸣箱的作用是增强声音的响度。当橡皮筋振动时,硬纸盒作为共鸣箱也会跟着振动,这样可以使橡皮筋的振动更加剧烈,从而使产生的声音响度增大。因此,小梅用硬纸盒作为共鸣箱,除了可以固定橡皮筋外,还能增强声音的响度。
12.超声波在生活中应用广泛,B超是利用超声波传递 。利用声呐测量海底深度时,若声呐系统向海底垂直发射声波,经4s后收到反射回来的信号,已知声音在海水中的传播速度为1500m/s,则此处海水的深度为 m。
【答案】 信息 3000
【详解】[1] 声音可以传递信息和能量,人们利用超声波做B超,检查病灶等,利用的是声音可以传递信息。
[2]此处海水的深度为
第三部分 培优提高
1.如图所示为一种我国自主研发的超声导盲手杖。它可以发射超声波探测周围5m内障碍物的情况,并处理成语音信号及时播放出来,达到“以听代视”的效果。该手杖可帮助盲人辨别障碍物的方位、距离、大小甚至形状等信息。下列说法中正确的是( )
A.超声波的频率低于20Hz
B.超声波比次声波传递的速度大
C.该导盲杖对障碍物的定位原理与蝙蝠的定位原理相同
D.超声导盲杖利用声音可传递能量原理制成
【答案】C
【详解】A.超声波的频率高于20000Hz,故A错误;
B.超声波比次声波传递的频率高,超声波和次声波的传播速度在空气中是相同的,故B错误;
C.该导盲杖对障碍物的定位原理与蝙蝠的定位原理相同,都是利用超声波来定位,故C正确;
D.超声导盲杖利用声音可传递信息原理制成,故D错误。
故选C。
2.关于声现象,下列说法正确的( )
A.地震、火山喷发等自然现象都伴有次声波的产生
B.声音在真空中的传播速度是340m/s
C.物体的振幅越大音调越高
D.只要物体振动,我们就能听到声音
【答案】A
【详解】A.地震、火山喷发等自然现象振动频率低于20Hz,都伴有次声波的产生,故A正确;
B.声音的传播需要介质,不能在真空中传播,因此声音在真空中传播的速度是0m/s,故B错误;
C.物体的振幅越大响度越大,物体振动的频率越高音调越高,故C错误;
D.人能听到声音的条件有:①物体振动且振动的频率在20Hz-20000Hz之间;②有传声的介质:如空气等;③有良好的听力,三个条件缺一不可,故D错误。
故选A。
3.关于超声波和次声波,下列叙说正确的是( )
A.超声波在水中比空气中传的快
B.次声波就是声源振幅太小,使人听不到的声音
C.超声波就是速度超过340m/s的声音
D.超声波可以越过一定厚度的真空向前传播
【答案】A
【解析】A.声音在液体中传播的速度比在空气中快,故A正确;
B.振动频率低于20Hz的叫次声波,与振幅无关,故B错误;
C.振动频率高于20000Hz的叫超声波,与声速无关。故C错误;
D.真空不能传声,超声波不可以越过一定厚度的真空向前传播。故D错误。
故选A。
4.周杰伦在2024年的演唱会上演唱过《蜗牛》,是一首励志歌曲。从有关声现象的角度理解正确的是( )
A.他唱这首歌时,声音是由话筒振动产生的
B.如果当时的温度是15℃,那么声音在空气中每秒钟可以传播340m
C.他在演唱高音部分发出的不是超声波,而是次声波
D.现场的歌迷能够听到声音的频率范围是20-2000Hz
【答案】B
【解析】A.歌声是由人的声带振动产生的,故A错误;
B.15℃时声音在空气中的传播速度为,所以声音在空气中每秒钟可以传播340m,故B正确;
C.他在演唱高音部分时发出的不是超声波,也不是次声波,故C错误;
D.人耳能够听到的声音的频率范围为20 Hz -20000Hz,故D错误。
故选B。
5.如图所示,一种声波焊接器可以焊接塑料,它是将i1=50Hz的电流转换成i2=40000Hz电流后,输入发生器,产生与i2同等频率振动的声波,随后声波传播到焊头,再传播塑料棒A和塑料棒B的接合部,在接合部会产生热量致使接触的部分熔化,实现焊接的目的;(注:①“焊接”是指把两种固体材料互相接触,通过熔化接触面的材料,待冷却后,即可把两材料粘合在一起;②“热量”是能量的一种形式,把塑料加热需要能量),请回答以下问题
(1)该焊接器工作时,声波发生器每秒振动 次(“一次”是指声波发生器振动一个来回);
(2)该声波发生器发出用于焊接的声波,人耳是否能听到? ;(选填“能”或“不能”);
(3)该焊接器的工作原理,是利用了 。(选填“声传递信息”或“声传递能量”)
【答案】 40000 不能 声传递能量
【详解】(1)[1] 由材料可知,该焊接器工作时,声波的频率40000Hz,频率是指物体每秒振动的次数,说明声波发生器每秒振动40000次。
(2)[2] 人耳听觉频率范围是20Hz~20000Hz,该声波发生器发出用于焊接的声波的频率是40000Hz,超过人耳听觉频率范围,人耳不能听到该声音。
(3)[3] 在焊接过程中,会产生热量致使接触的部分熔化,因为热量是能量的一种形式,把塑料加热需要能量,所以利用声音可以传递能量。
6.交通部门常用测速仪来检测车速。测速原理是测速仪前后两次发出并接收到被测车反射回来的超声波信号,再根据两次信号的时间差,测出车速,如图甲所示。某次测速中,测速仪发出与接收超声波的情况如图乙所示,s表示发出的超声波与测速仪之间的距离。(假设超声波的速度为,且声速与车速均保持不变),则( )
A.汽车第一次遇到测速仪发出的超声波时,汽车与测速仪的距离是204米
B.汽车行驶的速度是17米/秒
C.前后两次汽车接受到信号时汽车走了68米
D.第二次发出信号到汽车接收到信号用时0.4秒
【答案】B
【详解】A.汽车第一次遇到测速仪发出的超声波时,经过的时间为
汽车与测速仪的距离
故A不符合题意;
BCD.第二次发出信号到汽车接收到信号所用的时间
第二次汽车与测速仪的距离
前后两次汽车接受到信号时汽车行驶的路程
s=s1-s2=102m-68m=34m
汽车遇到两次信号经过时间
t=2.3s-0.3s=2s
汽车的行驶速度
故B符合题意,CD不符合题意。
故选B。
7.小吴利用声呐系统测绘嘉陵江温塘峡江域水底的形状。无人船经过该江域水平面的A、B、C、D、E五个位置时,向水底定向发射超声波,测得回收信号的时间分别为0.30s、0.16s、0.28s、0.14s、0.30s。小吴推算出该江域水底的大致形状是( )
A. B.
C. D.
【答案】A
【解析】根据s=vt可知,速度一定时,时间越长通过的路程越远。无人船经过该江域水平面的A、B、C、D、E五个位置时,向水底定向发射超声波,测得回收信号的时间分别为0.30s、0.16s、0.28s、0.14s、0.30s,时间越长的位置水底越深,故A符合题意,BCD不符合题意。
故选A。
8.2023年12月18日23时59分在甘肃临夏州积石山县发生的6.2级地震,已致116人遇难,地震发生后,泸州市各学校组织老师开启了手机地震预警。下列说法中正确的是:( )
A.人耳听不见次声波,动物也不能听到
B.甘肃地震震源深度为10km,P波传播速度为5km/s,S波传播速度为3km/s,两种波同时达到地面
C.通过监测地震发出频率为20000Hz的超声波,利用了声波能传递信息
D.P波到达地面以后,手机地震预警显示5s以后S波达到,小明同学距离安全位置20m,他跑到安全位置的平均速度至少需要4m/s
【答案】D
【解析】A.人耳听不见次声波,有些动物能听到,故A错误;
B.甘肃地震震源深度为10km,P波传播速度为5km/s,S波传播速度为3km/s,P波传播速度快,先达到地面,故B错误;
C.地震发出为次声波,故C错误;
D.手机地震预警显示5s以后S波达到,小明同学距离安全位置20m,他跑到安全位置的平均速度至少需要
故D正确。
故选D。
9.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。
10. 如图所示的是一种身高测量仪(也可以测量一些物件的高度),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,回声被感应器接收。已知空气中的声速是340m/s。问:
(1)当小刚同学站在测高台时,感应器从发射信号到接收信号所经历的时间为。那么测量仪测出小刚同学的身高是多少米?
(2)如果测高台上没有放置任何物体(也没有站立人),那么感应器竖直向下发射超声波,经过多少秒后感应器收到回声?
【答案】(1)1.7m
(2)0.015秒
【规范解答】(1)声速,声音从发射到接收经历的时间,根据可知,所以声音来回传播的路程
感应器与小刚头顶之间的距离
那么小刚的身高
(2)当测高台上没有放置任何物体时,感应器发射超声波,超声波经历的路程
声波经历的时间
11. “蛟龙号”潜水器如图所示,在某次下潜之前,用声呐向该海域的海底发出超声波,经过声呐接收到回声信号,“蛟龙号”从海水表面匀速竖直下潜到深处,需的时间,声音在海水中的传播速度为。
(1)蛟龙号发射声呐信号是利用超声波获得 (选填“能量”或“信息”)。
(2)求该海域的深度。
(3)求“蛟龙号”的下潜速度。
【答案】(1)信息
(2)
(3)
【规范解答】(1)蛟龙号发射声呐信号是为了通过反射回来的声波来测量海底的深度,所以是利用超声波获得信息。
(2)超声波到达海底所用的时间为
该海域的深度为
(3)“蛟龙号”的下潜速度为
12.2024年7月17日,“海上联合-2024”演习在广东湛江某军港开幕。如图所示是某舰艇(静止)发现目标,发射火箭炮后经过2.5s击中目标,同时看到爆炸的火光,火箭炮飞行的平均速度为544m/s。求:
(1)火箭炮发射后多长时间舰艇人员能听到爆炸声 ?(声音在空气中的传播速度是340m/s)
(2)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5.4s。该海域的海水深度是多少 ?(声音在水中的传播速度是1500m/s)
(3)利用超声波可以测量海水的深度,说明声可以传递 ;利用超声波 (选填“能”或“不能”)测量地球和月球间的距离。
【答案】(1)6.5s
(2)4050m
(3) 信息 不能
【详解】(1)由得,箭炮发射后舰艇人员能听到爆炸声的时间为
(2)由得,该海域的海水深度是
(3)[1]声音可以传递信息与能量,利用超声波可以测量海水的深度,说明声可以传递信息。
[2]声音不能在真空中传播,利用超声波不能测量地球和月球间的距离。
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