初中物理專(zhuān)題2.3 聲的利用

第二章聲現(xiàn)象第3節(jié)聲的利用1．超聲和次聲：人們把頻率____________的聲音叫超聲波，把頻率___________的聲音叫次聲波，人的聽(tīng)覺(jué)頻率范圍是_______________，超出這個(gè)范圍，人無(wú)法感知，但有些動(dòng)物卻能感知到。如狗的聽(tīng)覺(jué)頻率范圍是15Hz~50000Hz，大象能感受到自然界許多變化發(fā)生的___________。2．聲與信息利用超聲傳遞信息，很多情況下都是利用了超聲波的__________。利用超聲波傳遞信息的應(yīng)用有很多方面，如醫(yī)學(xué)上B超的應(yīng)用；工業(yè)上利用超聲波無(wú)損探測(cè)；軍事上利用回聲定位的原理制作聲吶等。3．聲與能量判斷是否利用了聲能傳遞能量，關(guān)鍵是看物體是否因聲發(fā)生了__________（例如切割、打碎等），若發(fā)生了變化，則利用的是聲能傳遞能量，若沒(méi)有發(fā)生變化，則利用的是聲能傳遞信息。注意：利用聲波傳遞信息和能量是完全不同的兩個(gè)物理過(guò)程。利用聲波傳遞__________是利用聲波了解物體的某些特征；利用聲波傳遞__________是指物體獲得能量后，產(chǎn)生一系列的改變。學(xué)、科網(wǎng)高于20000Hz低于20Hz20Hz~20000Hz次聲波反射變化信息能量一、聲的利用【例題1】下列事例中利用聲傳遞能量的是A．通過(guò)聲學(xué)儀器接收到的次聲波判斷地震的方位B．利用超聲導(dǎo)盲儀探測(cè)前進(jìn)道路上的障礙物C．利用超聲波排除人體內(nèi)的結(jié)石D．利用超聲波給金屬工件探傷參考答案：C二、聲的分類(lèi)（1）次聲波：頻率小于20Hz的聲波。（大象可發(fā)出次聲波；地震、臺(tái)風(fēng)、海嘯、火山噴發(fā)均可產(chǎn)生次聲波）（2）可聽(tīng)聲：人耳可聽(tīng)到的機(jī)械波稱(chēng)為可聽(tīng)波，其頻率在20Hz~20000Hz之間。（3）超聲波：頻率大于20000Hz的聲波。（貓、狗、海豚、蝙蝠能聽(tīng)到）【例題2】海豚能夠發(fā)出超聲波，老虎能夠發(fā)出次聲波。下列關(guān)于超聲波和次聲波的說(shuō)法中正確的是A．超聲波聽(tīng)起來(lái)比較高亢B．次聲波聽(tīng)起來(lái)比較低沉C．次聲波可以傳遞信息也可以傳遞能量D．超聲波可以傳遞信息但不能傳遞能量參考答案：C試題解析：人耳能聽(tīng)到的聲音的頻率范圍是20~20000Hz，低于20Hz的叫次聲波，高于20000Hz叫超聲波；由于超聲波、次聲波的頻率都不在人的聽(tīng)覺(jué)頻率范圍，所以人聽(tīng)不到，故AB錯(cuò)誤；次聲波和超聲波都是聲波，聲波既可以傳遞信息也可以傳遞能量，故C正確，D錯(cuò)誤；故應(yīng)選C。1．下列關(guān)于聲現(xiàn)象的說(shuō)法中，正確的是A．聲波能夠傳遞信息和能量B．“聲紋門(mén)鎖”是依據(jù)聲音的響度來(lái)識(shí)別的C．聲音的傳播速度是340m/sD．人們能聽(tīng)見(jiàn)地震時(shí)產(chǎn)生的次聲波2．聲音可以傳遞信息、傳遞能量。下列聲音的利用與其他三個(gè)不同的是A．漁船上利用聲吶探測(cè)魚(yú)群B．用電動(dòng)超聲波牙刷清理牙齒C．用超聲波對(duì)結(jié)石病人“排石”D．登雪山時(shí)不許高聲講話3．下列有關(guān)聲音的說(shuō)法中，錯(cuò)誤的是A．敲擊鼓面，看到鼓面上的泡沫顆粒跳動(dòng)，說(shuō)明聲音是由物體的振動(dòng)產(chǎn)生的B．把正在響鈴的鬧鐘放在玻璃罩內(nèi)，逐漸抽出其中的空氣，音量減弱，說(shuō)明空氣能夠傳聲C．直尺伸出桌面的長(zhǎng)度越短，撥動(dòng)時(shí)發(fā)出的聲音音調(diào)越高，說(shuō)明響度由頻率決定D．發(fā)聲的揚(yáng)聲器外，燭焰晃動(dòng)，說(shuō)明聲音可以傳遞能量4．下面事例屬于聲音傳遞信息的是：___________________；屬于聲音傳遞能量的是：____________。（1）用超聲波探傷儀檢測(cè)工件；（2）用聽(tīng)診器給病人診??；（3）利用超聲波排除人體內(nèi)的結(jié)石；（4）用超聲波清洗牙齒；（5）用聲音定位；（6）用回聲進(jìn)行測(cè)距。5．為治理城市汽車(chē)亂鳴笛的違法現(xiàn)象，貴陽(yáng)市交管局亮出新招：將聲吶監(jiān)控設(shè)備固定在道路旁，當(dāng)接收到汽車(chē)?guó)Q笛聲時(shí)，聲吶設(shè)備發(fā)出_________（選填“超聲波”或“次聲波”）對(duì)鳴笛車(chē)輛進(jìn)行定位，再通過(guò)視頻記錄該車(chē)的違法信息。6．如圖甲所示，在醫(yī)院里醫(yī)生通過(guò)聽(tīng)診器給病人診病，是利用了聲可以傳遞__________（選填“信息”或“能量”）的性質(zhì)；另外，在醫(yī)院里我們還經(jīng)?？吹饺鐖D乙所示的“靜”字，其目的是提醒大家要注意控制好聲音的___________（選填“音調(diào)”、“響度”、或“音色”），以免影響他人。7．彈鋼琴時(shí)手指按壓不同的琴鍵是為了改變聲音的__________；利用超聲波清洗眼鏡說(shuō)明聲波能夠傳遞__________；利用聲吶系統(tǒng)能測(cè)出海水的深度，利用此種方法不能測(cè)量地球和月球之間的距離，這是因?yàn)開(kāi)____________。8．我們生活在聲音的世界里，聲音由物體的__________產(chǎn)生，以_________的形式在介質(zhì)中傳播．倒車(chē)?yán)走_(dá)利用____________（選填“超聲波”或“次聲波”）探測(cè)障礙物，幫助司機(jī)倒車(chē)。當(dāng)人們?cè)谘┥街写舐曊f(shuō)話時(shí)，因?yàn)槁曇裟軅鬟f___________，所以就有可能誘發(fā)雪崩。學(xué)/科網(wǎng)9．如圖所示，橢球形凹面鏡反射產(chǎn)生的沖擊波集中到膽結(jié)石上，能將結(jié)石粉碎，此現(xiàn)象表明聲音具有_________。人們能聽(tīng)到聲音的原理是聲音通過(guò)_________傳播進(jìn)入耳道，引起鼓膜振動(dòng)，傳給大腦產(chǎn)生聽(tīng)覺(jué)。10．聲音在海水中的傳播速度是1530m/s，為了開(kāi)辟新航道，某科學(xué)探測(cè)船裝有回聲探測(cè)儀器，探測(cè)水下有無(wú)暗礁，如圖所示，探測(cè)船發(fā)出的聲音信號(hào)0.6s后被探測(cè)儀器接收。（1）探測(cè)船發(fā)出的聲音為了有更好的回收效果，你猜想最好用什么聲波？依據(jù)是什么？（2）這種方法能不能用來(lái)測(cè)量月亮到地球的距離？為什么？（3）通過(guò)計(jì)算說(shuō)明海底障礙物到探測(cè)船艙底的距離是多少？11．聲能夠傳遞“信息”和“能量”。下面事例中，主要利用聲傳遞“信息”的是A．雪山地區(qū)大聲呼喊可能會(huì)引發(fā)雪崩B．爆竹聲特別響會(huì)震得耳朵痛C．鐵路檢修工人敲鐵軌來(lái)判斷螺栓是否松動(dòng)D．超聲波加濕器將水打成水霧12．在探究人耳怎樣聽(tīng)到聲音時(shí)，可以用肥皂膜模擬人耳的鼓膜，如圖所示，當(dāng)喇叭發(fā)聲時(shí)，肥皂膜將A．左右振動(dòng)B．向左運(yùn)動(dòng)C．向右運(yùn)動(dòng)D．靜止不動(dòng)13．超聲波已廣泛應(yīng)用于人們生活的各個(gè)領(lǐng)域。下列關(guān)于超聲波利用中說(shuō)法正確的是A．用超聲波查看零件內(nèi)部結(jié)構(gòu)說(shuō)明超聲波具有能量B．用超聲波除去人體內(nèi)的結(jié)石說(shuō)明超聲波能傳遞信息C．用B超查看胎兒的發(fā)育情況說(shuō)明超聲波能傳遞信息D．用超聲波清洗眼鏡片說(shuō)明超聲波能傳遞信息14．蝴蝶飛行時(shí)，能依靠翅膀振動(dòng)發(fā)出次聲波。與超聲波相比，次聲波的顯著特點(diǎn)是A．有較好的方向性B．穿透能力較強(qiáng)C．易于獲得較集中的能量D．很容易繞過(guò)障礙物15．聲，看不見(jiàn)，摸不著，有的聲（如超聲波和次聲波）人們甚至無(wú)法聽(tīng)到。那么聲真的能傳遞能量嗎？為了弄清這個(gè)問(wèn)題，小宇自己動(dòng)手設(shè)計(jì)了一個(gè)簡(jiǎn)單的實(shí)驗(yàn)，但在實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)時(shí)，小宇遇到兩個(gè)問(wèn)題，請(qǐng)你幫他解決：（1）選取什么作為聲源？小宇有一個(gè)袖珍收音機(jī)、一支音叉、一套大功率組合音響，你認(rèn)為小宇應(yīng)選用_______________作為聲源，理由是_________________________________________________。（2）如何直觀地表現(xiàn)聲的能量？小宇想到了兩種直觀表現(xiàn)聲能的方案：第一種，如圖甲所示，在聲源前放一個(gè)輕小的紙條，通過(guò)觀察紙條是否運(yùn)動(dòng)來(lái)作出分析與判斷：第二種，如圖乙所示，在聲源前放一支點(diǎn)燃的蠟燭，通過(guò)觀察燭焰是否運(yùn)動(dòng)來(lái)作出分析與判斷。你認(rèn)為第_______種方案較好。理由是________________________________。16．閱讀下面的短文潛艇的“耳目”——聲吶潛艇最大的特點(diǎn)是它的隱蔽性，作戰(zhàn)時(shí)需要長(zhǎng)時(shí)間在水下潛航，這就決定它不能浮出水面使用雷達(dá)觀察，而只能依靠聲吶進(jìn)行探測(cè)，所以聲吶在潛艇上的重要性更為突出，被稱(chēng)為潛艇的“耳目”。聲吶是利用水中聲波對(duì)水下目標(biāo)進(jìn)行探測(cè)、定位和通信的電子設(shè)備，是水聲學(xué)中應(yīng)用廣泛的一種重要裝置。聲吶能夠向水中發(fā)射聲波，聲波的頻率大多在10000Hz~30000Hz之間，由于這種聲波的頻率較高，可以形成較強(qiáng)指向性。聲波在水中傳播時(shí)，如果遇到潛艇、水雷、魚(yú)群等目標(biāo)，就會(huì)被反射回來(lái)，反射回來(lái)的聲波被聲吶接收，根據(jù)聲信號(hào)往返時(shí)間可以確定目標(biāo)的距離。聲吶發(fā)出聲波碰到的目標(biāo)如果是運(yùn)動(dòng)的，反射回來(lái)的聲波（下稱(chēng)“回聲”）的音調(diào)就會(huì)有所變化，它的變化規(guī)律是：如果回聲的音調(diào)變高，說(shuō)明目標(biāo)正向聲吶靠攏；如果回聲的音調(diào)變低，說(shuō)明目標(biāo)遠(yuǎn)離聲吶。請(qǐng)回答以下問(wèn)題：學(xué)：科網(wǎng)（1）人耳能夠聽(tīng)到聲吶發(fā)出的聲波的頻率范圍__________Hz到__________Hz。（2）①如果停在海水中的潛艇A發(fā)出的聲波信號(hào)在8s內(nèi)接收到經(jīng)B潛艇反射回來(lái)的信號(hào)，且信號(hào)頻率不變，潛艇B與潛艇A的距離s是__________。（設(shè)聲波在海水中傳播速度為1500m/s）②停在海水中的潛艇A繼續(xù)監(jiān)控潛艇B，突然接到潛艇B反射回來(lái)的聲波頻率是變低的，說(shuō)明潛艇B與潛艇A的距離__________。（3）在月球上能否用聲吶技術(shù)測(cè)量物體間的距離？為什么？答：__________、_________________________。17．（2018·常德）下列關(guān)于聲現(xiàn)象的說(shuō)法不正確的是A．15℃時(shí)空氣中的聲速是340m/sB．將要上鉤的魚(yú)會(huì)被岸上的說(shuō)話聲或腳步聲嚇跑，是因?yàn)樗軅鞑ヂ曇鬋．“低聲細(xì)語(yǔ)”中的“低”描述的是聲音的音調(diào)D．超聲波清洗機(jī)是利用聲波傳遞能量18．（2018·樂(lè)山）下列說(shuō)法中，正確的是A．聲音在真空中傳播速度最快B．汽車(chē)安裝的倒車(chē)?yán)走_(dá)是利用電磁波工作的C．超聲波清洗眼鏡，是利用了聲波傳遞能量的性質(zhì)D．聲源的振幅越大，音調(diào)越高19．（2018·達(dá)州）關(guān)于聲現(xiàn)象的說(shuō)法正確的是A．物體的振幅越大音調(diào)越高B．聲音在真空中的傳播速度是340m/sC．打雷時(shí)捂住耳朵可以防止雷聲的產(chǎn)生D．地震、火山噴發(fā)等自然現(xiàn)象都伴有次聲波的產(chǎn)生20．（2018·臨沂）關(guān)于聲現(xiàn)象的說(shuō)法正確的是A．物體振動(dòng)越快，發(fā)出的聲音響度越大B．聲音在真空中的傳播速度是340m/sC．人耳可以聽(tīng)到超聲，不能聽(tīng)到次聲D．“聞其聲而知其人”，主要是因?yàn)椴煌娜艘羯煌?1．（2018·菏澤）下列實(shí)驗(yàn)中，用來(lái)說(shuō)明聲音傳播需要介質(zhì)的是A．B．C．D．22．（2018·玉林）如圖甲所示，蝙蝠靠發(fā)出__________發(fā)現(xiàn)昆蟲(chóng)。如圖乙所示，從玻璃罩里向外抽氣的過(guò)程中鈴聲逐漸減小，此現(xiàn)象可推理得出__________不能傳聲。23．（2018·廣安）在中考的考場(chǎng)上，隨著鈴聲的響起，同學(xué)們開(kāi)始了緊張的考試，這說(shuō)明聲音可以傳遞__________；小萌同學(xué)以5m/s的速度從家里騎車(chē)12min到達(dá)中考考點(diǎn)，小萌家距考點(diǎn)__________km。3．C【解析】敲擊鼓面，看到鼓面上的泡沫顆粒跳動(dòng)，說(shuō)明聲音是由物體的振動(dòng)產(chǎn)生的，故A敘述正確；把正在響鈴的鬧鐘放在玻璃罩內(nèi)，逐漸抽出其中的空氣，音量減弱，說(shuō)明空氣能夠傳聲，且聲音不能在真空中傳播，故B敘述正確；直尺伸出桌面的長(zhǎng)度越短，撥動(dòng)時(shí)發(fā)出的聲音音調(diào)越高，說(shuō)明音調(diào)由頻率決定，故C敘述錯(cuò)誤；發(fā)聲的揚(yáng)聲器外，燭焰晃動(dòng)，說(shuō)明聲音可以傳遞能量，故D敘述正確；故應(yīng)選C。4．（1）（2）（5）（6）（3）（4）【解析】聲音可以傳遞信息，同時(shí)聲音也可以傳遞能量。（1）用超聲波探傷儀檢測(cè)工件的情況是利用聲音傳遞信息；（2）用聽(tīng)診器給病人診病是利用聲音傳遞信息；（3）利用超聲波排除人體內(nèi)的結(jié)石是利用聲音傳遞能量，通過(guò)聲音傳遞能量的能量來(lái)震碎結(jié)石；（4）用超聲波清洗牙齒是利用聲音傳遞能量；（5）用聲音定位，（6）用回聲進(jìn)行測(cè)距，是利用聲音傳遞信息，傳遞多遠(yuǎn)這個(gè)信息。5．超聲波【解析】聲吶是利用超聲波來(lái)對(duì)目標(biāo)進(jìn)行探測(cè)、定位和通信的一種電子設(shè)備。6．信息響度【解析】醫(yī)生通過(guò)聽(tīng)診器給病人診病，聽(tīng)診器可以讓醫(yī)生判斷病人的狀況，所以此時(shí)的聲音傳遞的是信息；圖乙所示的“靜”字，其目的是提醒大家要注意控制好聲音的響度，以免影響他人。7．音調(diào)能量真空不能傳聲【解析】彈鋼琴時(shí)手指按壓不同的琴鍵是為了改變聲音振動(dòng)的頻率，改變聲音的音調(diào)；利用超聲波清洗眼鏡，說(shuō)明聲波能夠傳遞能量；超聲波的傳播需要介質(zhì)，因?yàn)榈厍虻皆铝林g是真空，所以超聲波不能傳播。不能用超聲波測(cè)量地月距離。8．振動(dòng)聲波超聲波能量【解析】聲音是由物體的振動(dòng)產(chǎn)生的，以波的形式在介質(zhì)中傳播；倒車(chē)?yán)走_(dá)是利用超聲波傳遞信息來(lái)確定障礙物的遠(yuǎn)近。人在雪山中大聲說(shuō)話時(shí)，由于聲音能夠傳遞能量，往往會(huì)引起積雪層雪崩，造成危險(xiǎn)。9．能量空氣【解析】用高壓放電的電火花產(chǎn)生一個(gè)沖擊波，這里所說(shuō)的沖擊波是聲波。凹面鏡可以會(huì)聚聲波，聲波經(jīng)反射后集中到膽結(jié)石上，將膽結(jié)石粉碎，是利用聲波可以傳遞能量。通常我們聽(tīng)到的聲音是靠空氣傳播的。10．（1）用超聲波（聲吶）（2）不能（3）459m【解析】（1）最好用超聲波，因?yàn)槌暡ň哂卸ㄏ蛐院谩⒋┩改芰?qiáng)的特點(diǎn)。（2）月球周?chē)鷽](méi)有空氣，聲波不能在真空中傳播，故超聲波不能到達(dá)月球，更不能利用聲波的反射測(cè)出地球到月球的距離。（3）發(fā)出的聲音信號(hào)0.6s后被探測(cè)儀器接收，超聲波從船所在的位置到暗礁的時(shí)間t=×0.6s=0.3s，由v=可得，海底障礙物到探測(cè)船艙底的距離：s=vt=1530m/s×0.3s=459m。13．C【解析】A．用超聲波查看零件內(nèi)部結(jié)構(gòu)，說(shuō)明超聲波能傳遞信息，故A錯(cuò)誤。B．用超聲波除去人體內(nèi)的結(jié)石說(shuō)明超聲波具有能量，故B錯(cuò)誤。C．用B超查看胎兒的發(fā)育情況說(shuō)明超聲波能傳遞信息，故C正確。D．用超聲波清洗眼鏡片說(shuō)明超聲波具有能量，故D錯(cuò)誤。答案為C。14．D【解析】超聲波具有方向性好、穿透能力強(qiáng)、易于獲得較集中的聲能等特點(diǎn)，在醫(yī)學(xué)、軍事、工業(yè)、農(nóng)業(yè)上有很多的應(yīng)用；次聲波的波長(zhǎng)往往很長(zhǎng)，因此能繞開(kāi)某些大型障礙物，可見(jiàn)次聲波的顯著特點(diǎn)是很容易繞過(guò)障礙物，故D正確。故選D。15．（1）大功率組合音響音響發(fā)出聲音的響度較大，能傳遞較大的能量，使實(shí)驗(yàn)效果更為明顯（2）二燭焰比紙條更容易受聲波影響而產(chǎn)生運(yùn)動(dòng)，這樣便于直接觀察【解析】（1）選大功率組合音響作為聲源，因?yàn)橐繇懓l(fā)出聲音的響度較大，能傳遞較大的能量，使實(shí)驗(yàn)效果更為明顯。（2）第一種方案中，紙條擺動(dòng)幅度小時(shí)，很難觀察到現(xiàn)象；第二種，火焰跳動(dòng)很容易觀察到，效果明顯。所以燭焰比紙條更容易受聲波影響而產(chǎn)生運(yùn)動(dòng)，這樣便于直接觀察。因此第二種方案好。17．C【解析】A．15℃時(shí)聲音在空氣中的傳播速度是340m/s，故A正確；B．將要上鉤的魚(yú)會(huì)被岸上的說(shuō)話聲或腳步聲嚇跑，說(shuō)明聲音由水傳播到了魚(yú)耳朵，故水能傳聲