苏科版物理八年级上册四、人耳听不到的声音（举一反三讲义）（教师版）

四、人耳听不到的声音目录【学习目标】 1【思维导图】 1【知识梳理】 2知识点1：超声波与次声波 2知识点2：超声波与测声波的性质及应用 4【方法技巧】 7方法技巧超声波与次声波的联系与区别 7【巩固训练】 7【学习目标】1．掌握可听声波、超声波与次声波的定义；2．了解超声波和次声波各自的应用；3．能联系实际分析生活现象中的可听声波、超声波以及次声波；分类具体内容重点1.超声波和次声波的定义2.超声波和次声波的应用难点1.超声波测距2.结合实际分析超声波与次声波【思维导图】【知识梳理】知识点1：超声波与次声波1．可听声波人耳只能听到一定频率的声音，人耳能听到的声音叫做可听声波，它的频率范围一般为20-20000Hz2．超声波与次声波频率高于20000Hz的叫做超声波，频率低于20Hz的叫做次声波【典例1】关于声现象，下列说法中正确的是（）A．新年的礼炮声不是振动产生的B．人耳的听觉范围是20﹣20000HzC．超声波的频率很低，人耳不能听到D．声音在空气中的传播速度约为3×108m/s【答案】B【解析】A．声音是由物体振动产生的，新年的礼炮声是振动产生的，故A错误；B．人耳的听觉范围是20﹣20000Hz，故B正确；C．超声波的频率高于20000Hz，频率太高，人耳不能听到，故C错误；D．声音在空气中的传播速度约为340m/s，故D错误。故选B。【变式1】“B超”机是利用超声波来诊断病情的，但是人们却听不到它发出的声音，是因为（）A．声音响度太大 B．声音的频率太高C．声音振幅太小 D．声音的频率太低【答案】B【解析】人耳能听到的声音频率在20Hz-20000Hz之间，超出这个范围的声音人耳是听不到的。超声波的频率高于20000Hz，此声音的频率范围超过人耳能听到的频率范围，所以无法听到，故B符合题意，ACD不符合题意。故选B。【变式2】如图是人和一些动物的发声和听觉的频率范围，有关说法正确的是()A．大象听不到人所发出的声音B．人耳的听觉频率范围比大象的广C．蝙蝠既能发出超声波，也能听到超声波D．超声波能传递信息，次声波不能【答案】C【解析】A．人的发声频率范围为85Hz～1100Hz，大象的听觉频率范围为1Hz～20000Hz，故大象能听到人所发出的声音，故A错误；B．人的听觉频率范围为20Hz～20000Hz，大象的听觉频率范围为1Hz～20000Hz，人耳的听觉频率范围比大象的窄，故B错误；C．蝙蝠的听觉频率范围为1000Hz～120000Hz，蝙蝠的发声频率范围为10000Hz～120000Hz，都超出20000Hz，故蝙蝠既能发出超声波，故C正确；D．超声波能传递信息，次声波也能传递信息，故D错误。故选C。【变式3】某声源1min内振动900次，则它发出声的频率是_____Hz，此声音人耳_____（选填“能”或“不能”）听到。【答案】15不能【解析】[1]物体1min振动900次，则它发出声的频率为[2]因人能听到的声音频率范围是20Hz~20000Hz，15Hz<20Hz，所以此声音不能被人听到知识点2：超声波与测声波的性质及应用1．超声波的性质与应用图1图2图3图4①方向性好。应用：声呐（图1）、倒车雷达。②穿透能力强。应用：B超（图2）、超声探伤。③能量集中。应用：超声波清洗器（图3）、超声波洁牙、超声电机（图4）。2．次声波的性质与应用①次声波的来源：自然现象（地震、火山爆发、台风等）、人为干预（核爆炸、汽车高速行驶、导弹发射等）②次声波的特点：能量衰减慢，能够绕过障碍物传得很远，几乎无孔不入。③次声波的危害：能量很高的次声波具有很大的破坏力。强次声波能使机器设备破裂、飞机解体、建筑物遭到破坏；次声波对人有极大的危害。在强次声波环境中，人的平衡器官的功能将受到破坏，会产生恶心、眩晕等症状，严重时会造成内账出血破裂，危及生命。④次声波的应用：预报地震、火山喷发、台风等自然灾害，次声波武器。【典例2】有一种随身携带的“声波盒”，它利用47000Hz超声波使液体高频振动产生无数微小的气泡，再立即使其破裂，这个短暂的过程，会产生强烈冲击力，将物体表面的污渍、油脂撞击、剥离下来，达到高效清洁的目的。下列说法正确的是（）A．超声波不是由物体振动产生的B．利用超声波清洗物品说明声波具有能量C．超声波只能在固体、空气和水中传播D．超声波和人耳可听到的声波在同种情况下传播的速度不同【答案】B【解析】A．声音是由物体振动产生的，超声波属于声波，因此超声波也是由物体振动产生的，故A错误；B．声可以传递信息和能量，利用超声波清洗物品说明声波具有能量，故B正确；C．声音的传播需要介质，超声波可以在固体、液体以及气体中传播，故C错误；D．声音的传播速度与温度和介质有关，超声波属于声波，超声波和人耳可听到的声波在同种情况下传播的速度相同，故D错误。故选B。【变式1】频率7Hz的声波可以穿透十几米厚的钢筋混凝土给人伤害，用这种______制成的武器不但威力巨大，而且可以传得很远；声呐可以用来探测海底深度、海中暗礁等，声呐是利用______的性质制成；小轿车倒车雷达的探头是利用______传感器制成的。（选填“超声波”或“次声波”）【答案】次声波超声波超声波【解析】[1]低于20Hz的声波叫次声波，则7Hz的声波属于次声波。[2]超声波具有方向性好，穿透能力强，易于获得较集中的声能等特点。蝙蝠的回声定位就是利用了超声波，因此，受蝙蝠的启示，人们制成声呐，利用超声波来探测海底深度、海中暗礁等。[3]现代汽车广泛利用了倒车雷达，它在工作时会发出超声波，这些声波遇到障碍物时会反射回来，根据回声到来的方位和时间，可以确定障碍物的位置。【变式2】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。【变式3】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102mB．汽车接收到两次信号的时间间隔为0.95sC．汽车接收到两次信号的时间内行驶的路程为34mD．汽车的速度为17m/s【答案】D【解析】由得：汽车接收到第一次信号时，汽车距测速仪汽车接收到第二次信号时，汽车距测速仪汽车接收到两次信号的时间内行驶的路程为汽车接收到两次信号的时间间隔为汽车的速度为综上分析知，故D正确，ABC错误。故选D。【方法技巧】方法技巧超声波与次声波的联系与区别项目类别超声波次声波定义频率高于20000Hz的声波频率低于20Hz的声波相同点都是由物体振动产生的；在同种介质中传播速度相同；这两种声波人耳都无法听到应用传递信息声呐、倒车雷达预报地震、火山喷发、台风等自然灾害等传递能量超声波碎石、超声波清洗器等次声波武器等【巩固训练】1．地震预警系统可以监测地震产生的地震波，并向广大民众发出了预警信息，如图。地震预警系统监测到的地震波是（

）A．超声波 B．次声波 C．电磁波 D．引力波【答案】B【解析】地震产生的声波是次声波，地震预警系统监测到的地震波是次声波，故B符合题意，ACD不符合题意。故选B。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．B超是利用超声波检查身体，故A错误；B．声纹锁是通过音色进行识别，故B错误；C．月球表面是真空，真空不能传声，在月球上不能利用超声波进行交流，故C错误；D．超声波可以作为声呐，利用超声波可用来探测鱼群的位置，故D正确。故选D。3．次声波武器，是指能发射20赫兹以下的大功率次声波装置。由于次声波和人体器官固有频率相近，会产生共振，导致器官变形、振动、甚至破裂。而且次声波穿透性极强。根据所学的物理知识判断，哪种方式改造后坦克有可能阻挡次声波武器的进攻（）A．加厚钢板 B．钢板中间加入水隔离层C．钢板中间增加真空隔离层 D．钢板中间加入空气隔离层【答案】C【解析】声音传播需要介质，真空不能传声，则在钢板中间增加真空隔离层能阻挡次声波传播，故ABD不符合题意；C符合题意。故选C。4．人睡觉，蚊子在远处飞时听不到它的声音；当它飞到耳边时“嗡嗡”的声音令人觉得讨厌．以下判断正确的是（）A．蚊子的翅膀振动发出声音B．蚊子在远处时发出次声波C．蚊子飞近耳朵时发出超声波D．蚊子从远处飞到耳边时，翅膀振动的频率变大了【答案】A【解析】(1)蚊子发出的声音，是由它的翅膀振动产生的，A选项说法正确；(2)蚊子发出的声音能够被人耳听到，因此既不是超声波，也不是次声波，故BC两个选项不正确；(3)蚊子从远处飞到耳边时，翅膀振动的频率和振幅都没有变化，只不过距离人近了，人听到的声音的响度大了，故D选项不正确．故选A.【点睛】（1）声音是由物体的振动产生的，超声波指振动频率高于20000Hz的声波，次声波指振动频率低于20Hz的声波，都是人耳听不到的；（2）音调指声音的高低，是由物体振动的频率决定的；响度指声音的强弱，是由物体振动的振幅决定的，还与距离发声体的远近有关．5．下面有关声音的叙述中不合理的是A．老师讲课的声音是由声带振动产生的B．科学家利用声波的反射可以测定月球和地球之间的距离C．村民能够根据音色辨别蝉唱虫吟D．医生利用超声波能粉碎人体内的结石，说明声波具有能量【答案】B【分析】（1）声音是由物体的振动产生的；（2）声音的传播需要介质，声音不可以在真空中传播；（3）音色反映了声音的品质与特色，不同的物体发出的声音音色不同；（4）声波具有能量，因此可以利用超声波粉碎体内的结石．【解析】A、老师讲课的声音是由声带振动产生的，故A正确；B、月球上没有空气，声音不能在真空中传播，所以不能利用声音的反射测量月球和地球之间的距离，故B错误；C、蝉和虫的发声特点不同，发出声音的音色不同，所以可以根据音色辨别是什么动物，故C正确；D、声波具有能量，超声波发声体振动快，可以清除体内的结石，故D正确．故选B．【点睛】本题综合了声音的多个知识点，要结合相关的物理知识，仔细分析每一种情况的对错．6．下列四幅图中，关于声现象的描述正确的是（）A．乒乓球被发声的音叉弹开表明音叉在振动B．敲击大小不同的编钟发出声音的音调相同C．倒车雷达利用电磁波进行回声定位D．防噪声耳罩通过防止噪声产生的方式控制噪声【答案】A【解析】A．振动的音叉带动乒乓球振动，故可以根据乒乓球被弹开，说明音叉在振动，故A正确；B．敲击大小不同的编钟，振动的频率不同，发出声音的音调不同，故B错误；C．倒车雷达利用超声波进行回声定位，故C错误；D．防噪声耳罩在人耳处控制噪声，故D错误。故选A。7．下列有关声现象的说法正确的是（

）A．如图甲所示，航母舰载机引导员戴上耳罩，是为了消除噪声B．如图乙所示，a、b两个音叉的波形图不同，但音调相同C．如图丙所示，噪声监测仪既可以监测噪声的强弱，又可以防止噪声的产生D．如图丁所示，用超声波清洗精密器械，利用了声音可以传递能量的特性【答案】D【解析】A．航母舰载机引导员戴上耳罩，是为了在人耳处减弱噪音，故A错误；B．由两音叉的波形图可以看出，a音叉的振动频率大于b的振动频率，说明两个音叉发声时音调不同，故B错误；C．噪声监测仪只能监测噪声的强弱，不能防止噪声的产生，也不能减弱噪声，故C错误；D．声音可以传递信息，也能传递能量。超声波清洗是利用了声音可以传递能量，故D正确。故选D。8．如图所示是超声波眼镜清洁器，通电后清洁器利用超声波使眼镜的污物层被剥离而达到清洗目的，这说明___________。人站在旁边能听到其发出“滋滋”的声音___________（选填“是”或“不是”）清洁器发出的超声波。【答案】声可以传递能量不是【解析】[1]声音可以传递信息，同时声音也可以传递能量。清洁器利用超声波使眼镜的污物层被剥离，这说明声音能够传递能量。[2]超声波的频率在20000Hz以上，人耳无法听到超声波，因此，人站在旁边能听到其发出“滋滋”的声音不是清洁器发出的超声波。9．阅读短文，回答问题：雪花落水也有声生活中的很多现象都是有科学道理的，但是却缺少发现它们的眼睛。一般的常识告诉我们，雪花落水静悄悄，毫无声响。不过，雪花落水真的发生声波，在某杂志上，几个科学家联名发表文章，宣布了他们的上述结论。首先要说明的是，雪花落水发出的声波频率在50000Hz到2×105Hz之间，高于人们能听见的声波频率，但是，海里的鲸鱼就能听到雪花落水所产生的声响，并且这些声响令鲸鱼异常烦躁，然而，请不要想当然，这些声音不是雪花与水面撞击发出的，而是……冷战时期，当时美国海军要监视苏联潜水艇的活动，他们发现，在下雨的时候，水下声呐工作效果不好，常有噪声干扰，甚至干脆无法监听。某科学家断定，这些声音不是雨滴撞击水面发出，而是含在雨滴中的气泡振动发出的。该科学家有一个设备：一个每秒可拍摄1000张照片的高速水下摄影机，利用这台摄影机，他确实在下雨时发现水中产生气泡，这些气泡还在不断地收缩、膨胀、振动。他通过计算得出，下雨时哪些噪声的频率和衰减情况确实与气泡的振动状况协调一致，从而证实他们的理论完全正确。事情还没有结束，人们告诉他们，渔民常抱怨，在下雪时他们的声呐常常也侦听不到鱼群。一开始，他们也不信，因为雪花中含有90%以上的水，空气不多。但是，他们不是简单否认，而是要用实验来验证。在一个风雪的夜晚，他们在一个汽车旅馆的游泳池找到了证据，雪花落水时也产生气泡，同样，这些气泡也振动，从而发出声波。其实，无论是人们打水漂时所听到的细微声响，还是瀑布的隆隆震响，都不是来自石块及岩石与水的碰撞，而是由于气泡。你看，大自然是何等奇妙，而从事科研的人们在发现真理的时候又是多么幸福。（1）雪花落水发出的声对人来讲不是噪音，站在鲸鱼的角度看_____（选填“是”或“不是”）噪声。（2）声呐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．蝙蝠B．猫C．狗D．大象（3）雪花落水发出的声波属于_____（选填“超声波”或“次声波”），该声波是由于_____的振动产生的。【答案】是A超声波气泡【解析】（1）[1]无规律、难听刺耳、让人心烦的声音叫做噪声。海里的鲸鱼就能听到雪花落水所产生的声响，并且这些声响令鲸鱼异常烦躁，所以属于噪声。（2）[2]受蝙蝠利用超声导航的启示，人们制成了超声雷达，又叫声呐，故声呐装置是利用仿生学原理制成的，它模仿的是蝙蝠，故A符合题意，BCD不符合题意。故选A。（3）[3]超声波的频率范围是大于20000赫兹，雪花落水发出的声波频率在50000Hz到2×105Hz之间，所以属于超声波。[4]声音是由物体的振动产生的。短文中雪花落地或者瀑布的隆隆震响等都是气泡的振动产生的声波。10．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】D音调空气钢尺响度振动频率小于20Hz，发出次声波【解析】试题分析：（1）音调是指声音的高低，频率越高，音调越高；响度是指声音的强弱，物体振幅越大，响度越强；听者距发声者越远响度越弱．故选D（2）如图A所示，硬纸板接触齿数不同的齿轮，齿数越多，硬纸板振动的频率越高，音调越高．如图D所示，吹笔帽发出的声音是空气振动产生的．（3）拨动钢尺，钢尺振动发声，就可听到钢尺振动的声音，若改用更大的力拨动钢尺，钢尺振动的幅度增大，则听到声音的响度变大；当钢尺伸出桌面超过一定长度时，钢尺振动变慢，音调逐渐变低，振动频率小于20Hz，发出次声波，低于人耳的听声范围，人耳听不到声音．考点：声现象11．如图所示，是某小区地下车库的一条道路，道路尽头及两侧均是建筑墙体，小刚在学习了声音的知识后，想利用回声知识来测量这条路的长度，已知人能区别开原声和回声的时间间隔至少在以上。小刚在道路起点使汽车鸣笛，经过后听到道路尽头反射回来的声音。已知空气中的声速为。则：（1）汽车鸣笛声的频率___________（选填“大于”“小于”或“等于”），鸣笛声对休息的人来讲___________（选填“属于”或“不属于”）噪声。（2）若两侧墙体之间的距离为，汽车鸣笛后能区分出两侧墙体传回的声音吗？___________（3）这条路的长度是多少？___________（4）若鸣笛的同时，汽车以的速度向前运动，在听到回声时，汽车运动了多少米？（精确到小数点后一位）___________【答案】小于属于不能272m7.9【解析】（1）[1][2]人的听觉频率范围在20~20000Hz之间，汽车鸣笛声我们能听见，则汽车鸣笛声的频率小于20000Hz，鸣笛声影响了人的休息，因此鸣笛声对休息的人来讲属于噪声。（2）[3]人耳能区别开回声和原声的最小距离为两侧墙体之间的距离为，故汽车鸣笛后不能区分出两侧墙体传回的声音。（3）[4]这条路的长度为（4）[5]设听到回声的时间为，则即代入数据可得解之得，所以小刚听到回声时，汽车运动的距离12．如图甲为高速路上距离传感器发出和接收超声波检测汽车速度的示意图。（1）超声波的频率高于___________Hz，超声波___________在真空中传播（选填“可以