【弯道超车】沪科版2024物理八年级（上） 预习学案07（解析版）

【弯道超车】沪科版2024物理八年级（上）预习学案【弯道超车】沪科版八年级物理全册预习学案（有答案）：内容：激趣导入+细读教材+典例精讲+热身训练+拓展阅读；适合：暑假或提前学习8年级内容的人群；特点：资料讲解细致，对应新课标2022把握重要知识点；作用：拓展阅读、增长见闻，拓宽视野，为开学学习奠定坚实的学习基础。第第7讲超声波与次声波1．物理观念：（1）知道超声波与次声波的概念。（2）了解现代技术中与声有关的知识的应用；了解声不仅能传递信息，还能传递能量。2．科学思维：在活动中培养学生善于与其他同学合作交流的意识和能力。3．科学探究：通过观察、参观或观看有关的文字、图片、音像资料等，获得社会生活中声的利用方面的知识。4.科学态度与责任：通过学习，了解声在现代技术中的应用，进一步增加对科学的热爱。▲“同学们，上节课我们知道了声音的音调是由发声体振动的频率所决定的，人耳能听到的声音频率范围是20Hz-20000Hz，但自然界中，其实藏着两种‘人耳听不见的声音’——它们一个‘快得离谱’，一个‘慢得惊人’！第一个问题：蝙蝠在漆黑的夜晚飞行，没有眼睛却能精准避开障碍物、捕捉昆虫，它靠的是什么‘秘密武器’？第二个问题：地震发生前，为什么有些动物会突然‘发疯’——鸡飞狗跳、鱼儿翻白？它们是不是‘听’到了人类察觉不到的信号？今天，我们就揭开这两种‘隐形声波’的神秘面纱，看看它们如何改变我们的生活，甚至拯救生命！”知识点一：超声波1.定义与基本特点定义：频率高于20000Hz的声波，超出人类听觉范围（人耳可听范围为20~20000Hz），但蝙蝠、海豚等动物能感知并利用。核心特性：方向性好：能精准定向传播，适合定位、测距；穿透性强：可穿透人体组织、金属等材料，用于检测内部结构；易集中声能：高频振动可产生强大能量，实现破碎、清洗等效果。2.典型应用应用领域具体场景与原理医疗领域-B超检查：利用超声波穿透人体，通过反射波成像，观察胎儿发育、器官病变（无辐射，安全）；

-超声波碎石：高频振动将肾结石、胆结石击碎，随尿液排出，避免手术创伤。工业检测-超声探伤：检测金属内部裂纹、气孔等缺陷，保障工业设备安全；

-超声波清洗：利用空化效应剥离零件、眼镜、珠宝表面的污垢，适用于精密仪器清洗。导航测距-声呐（超声雷达）：通过“发射-反射-接收”原理，测量海深、探测鱼群；

-倒车雷达、超声导盲杖：实时反馈障碍物距离，辅助驾驶或视障人士出行。生活应用-超声波加湿器：将水雾化为微小颗粒，快速提升空气湿度；

-超声洁牙：高频振动清除牙结石，保护牙龈健康。知识点二：次声波1.定义与基本特点定义：频率低于20Hz的声波，同样超出人类听觉范围，但部分动物（如大象、鲸鱼）能感知。核心特性：传播距离远：能量衰减小，可传播数千公里（如地震产生的次声波可环绕地球数圈）；绕过障碍物：波长极长，能轻易穿透建筑物、山脉等阻挡物；无孔不入：可渗透到密闭空间，对人体和机械产生持续影响。2.来源与危害（1）主要来源：自然灾害：地震、火山爆发、海啸、风暴、滑坡等；人为活动：核爆炸、导弹发射、大型机械运转（如挖掘机、风力发电机）。（2）危害：①与人体内脏频率接近，引发共振，导致恶心、晕眩、内脏出血，甚至危及生命；②破坏机器设备、飞机结构、建筑物，造成物理损伤。3.实际应用灾害预警：通过监测地震、海啸、风暴产生的次声波，提前预测灾害，为避险争取时间；军事监测：探测核爆炸、导弹发射等大规模人为活动，用于国防安全监测。知识点三：超声波与次声波对比维度超声波次声波频率范围高于20000Hz低于20Hz传播特性方向性好、穿透性强、易集中能量传播远、绕射强、无孔不入主要应用医疗、工业检测、导航、生活辅助灾害预警、军事监测潜在危害无直接危害（正常使用下）破坏人体内脏、损毁机械建筑1.超声波与次声波频率边界：人耳可听声是20~20000Hz，超声波是“高于20000Hz”，次声波是“低于20Hz”，注意“高于/低于”的表述，避免混淆。2.超声波与次声波特性与应用关联：超声波的“方向性好”对应声呐、倒车雷达；“穿透性强”对应B超、探伤；“易集中能量”对应清洗、碎石。次声波的“传播远”对应灾害预警。3.次声波危害本质：核心是“共振”——次声波频率与人体内脏固有频率接近，引发共振导致损伤，而非单纯“声音大”。题型1：超声波【典例1】现在大多数汽车都有倒车雷达，如图所示，打开倒车雷达，在显示器上就能显示出障碍物与汽车之间的距离，避免倒车时与障碍物相撞，关于倒车雷达，下列说法不正确的是（）A．倒车雷达利用了回声定位原理B．倒车雷达利用声传递能量C．倒车雷达利用声传递信息D．倒车雷达发出的声波我们听不到【答案】B【分析】（1）蝙蝠在飞行时会发出超声波，这些声波碰到墙壁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和距离，这就是超声波“回声定位”；倒车雷达也是利用“回声定位”原理工作的。

（2）声音可以传递信息，也可以传递能量。

（3）人耳的听觉范围是20赫兹到20000赫兹。【解答】A、倒车雷达是利用“回声定位”原理工作的，故A正确；

BC、倒车雷达利用声传递信息，故B错误、C正确；

D、倒车雷达发出的声波频率范围高于20000赫兹，不在人耳的听觉频率范围内，所以倒车雷达发出的声波我们听不到，故D正确。

故选：B。【变式1-1】中国汽车正将AI（人工智能）功能接入车载语音助手，以提供更智能化的服务，实现“人与车”全场景自然交互。下列说法正确的是（）A．人们能分辨出车载音乐中不同乐器的声音，依据是声音的响度B．AI语音助手能根据用户语音指令完成指定操作，说明声音可以传递信息C．声纹识别功能识别车主的声音，主要利用了声音的音调特征D．AI语音助手不会发出噪声。【答案】B【分析】音调是声音的高低，由发声体的振动频率决定，频率越高，音调越高；频率越低，音调越低。

音色是发声体的声音品质，由发声体本身的特征决定，是区别声音的重要标志。

响度指声音的强弱或大小，与振幅和距离发声体的远近有关，振幅越大，响度越大，距离发声体越近，响度越大。

声可以传递信息，如听到雷声知道要下雨；声可以传递能量，如“超声碎石”。

从环保的角度来看，凡是影响人们正常休息、工作、学习的声音，以及对人们要听的声音造成干扰的声音，都属于噪声。【解答】A．音色是发声体的声音品质，由发声体本身的特征决定，是区别声音的重要标志。分辨不同乐器的声音，依据的是声音的音色，不同乐器的发声结构不同，音色也不同，和响度无关，故A错误；

B．语音指令传递的是信息，说明声音可以传递信息，故B正确；

C．声纹识别主要利用的是声音的音色，不同人的音色具有独特性，和音调无关，故C错误；

D．凡是影响人们正常学习，工作和休息的，或在某些场合“不需要的声音”，都统称为噪声，所以AI语音助手发出的语音也可能是噪声，故D错误。

故选：B。【变式1-2】超声导盲手杖是一种科技助残设备，视障人士可利用该设备感知障碍物的方向、形状、距离和材质等信息。图中所示的超声导盲手杖，它可以发射超声波探测周围5m内障碍物的情况，并处理成语言信号及时播放出来，达到“以听代视”的效果。下列说法正确的是（）A．“以听代视”听到的是超声波信号B．该导盲手杖利用了回声定位的原理C．该导盲手杖需要碰触到物体才能发现障碍物D．超声导盲杖能帮助视障人士辨别障碍物的方向形状、距离等，利用声音传递能量。【答案】B【分析】超声波的振动频率高于20000Hz,不在人耳的听觉频率范围之内。

声可以传递信息和能量。

该导盲手杖利用了回声定位的原理。【解答】A.超声波不在人耳的听觉频率范围之内，“以听代视”听到的不是超声波信号，故A错误；

BC.该导盲手杖利用了回声定位的原理，该导盲手杖不需要碰触到物体就能发现障碍物，故B正确，C错误；

D.声导盲杖能帮助视障人士辨别障碍物的方向形状、距离等，利用声音传递信息，故D错误。

故选：B。【变式1-3】某品牌新能源汽车配备自动泊车系统，其原理是通过车身周围的超声波传感器发射超声波，根据反射信号判断周边障碍物的距离。下列相关说法正确的是（）A．超声波传感器利用声波传递信息B．超声波的频率低于20Hz,人耳听不到C．超声波在空气中的传播速度大于次声波的传播速度D．自动泊车系统的提示音“嘀嘀”声属于超声波。【答案】A【分析】（1）声可以传递信息，如听到雷声知道要下雨；声可以传递能量，如“超声碎石”；

（2）人耳的听声频率范围是20Hz～20000Hz,高于20000Hz的是超声；

（3）超声波和次声波在同种介质中的传播速度相同。【解答】A．超声波传感器通过发射超声波、接收反射波来判断障碍物距离，这是利用声波传递信息，故A正确；

B．超声波的定义是频率高于20000Hz,低于20Hz

的是次声波，人耳的听觉范围是20Hz～20000Hz,因此超声波人耳听不到，故B错误；

C．声速只与介质的种类和温度有关，与频率无关，超声波和次声波在空气中的传播速度相同，故C错误；

D．“嘀嘀”提示音是人耳能听到的声音，不属于超声波，超声波人耳听不到，故D错误。

故选：A。题型2：次声波【例题2】在音乐社团活动过程中，乐器发出的声音通过传到人耳。人耳能区分钢琴和长笛发出的声音，是由于它们所发出声音的不同（选填“音调”“响度”或“音色”）。声呐是利用（选填“超声波”或“次声波”）具有方向性好，在水中传播距离远等特点制成的。【答案】空气；音色；超声波【分析】（1）声音的传播需要介质；

（2）音色是指声音的品质和特色，能够区分不同的发声；

（3）声呐是利用超声波的原理工作的。【解答】声音的传播需要介质，乐器发出的声音是通过空气传到人耳的；钢琴和长笛的结构材料不同，因此发出声音的音色不同；声呐是利用超声波的原理进行工作的。

故答案为：空气；音色；超声波。【变式2-1】地震是地球上经常发生的一种自然现象。地震时会发出地震波，某些动物能感觉到地震波出现异常行为进行预警，而人耳却听不见。这是因为地震波发出的声波（）A．只能在大地中传播 B．振动频率低于20HzC．不具有能量 D．传播速度太快【答案】B【分析】人耳可听到的声音频率范围为20Hz～20000Hz,低于20Hz的是次声波，高于20000Hz的是超声波。地震产生的声波属于次声波，所以人耳听不到。【解答】人耳能够感知的声音频率范围是20Hz到20000Hz之间，超出这个范围的声音无法被人耳听到。地震时产生的声波属于次声波，其频率低于20Hz,因此不在人耳的听觉范围内，所以人听不到，但有些动物可以感知到。

A、地震波可以在固体、液体和气体中传播，并非只能在大地中，故A错误；

B、地震时产生的声波属于次声波，其频率低于20Hz,故B正确；

C、所有声波都具有能量，地震波也不例外，故C错误；

D、地震波的速度并不快，比如纵波速度约每秒几公里，不是听不见的原因，故D错误。

故选：B。【变式2-2】我国某型舰艇装备的声波武器，能发出频率为7Hz的声波穿透较厚的钢筋混凝土，给人造成伤害，这种声波是（）A．超声波 B．次声波 C．激光波 D．电磁波。【答案】B【分析】超声波是发生频率大于20000Hz,次声波是发生频率低于20Hz。【解答】人耳能够听到的声音频率范围是20Hz～20000Hz,频率低于20Hz的称为次声波，频率高于20000Hz的称为超声波。

题中声波的频率为7Hz,小于20Hz,符合次声波的定义，所以属于次声波，故ACD错误；B正确。

故选：B。【变式2-3】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（）A．超声波 B．次声波 C．红外线 D．紫外线。【答案】A【分析】超声和次声音调完全不同，根据不同的特点，人们对其有不同的应用范围；【解答】由于声波能传递能量，可以利用超声波清洗眼镜；

故选：A。题型3：声音的综合应用【例题3】有一款超声波洗碗机，其具有洗净、烘干、杀菌等功能。该洗碗机的洗碗过程利用了超声波能传递；杀菌过程主要利用外线来杀菌消毒【答案】能量；紫。【分析】声可以传递信息，如听到雷声知道要下雨；声可以传递能量，如“超声碎石”。

紫外线具备杀菌消毒的功能。【解答】声可以传递信息，如听到雷声知道要下雨；声可以传递能量，如“超声碎石”，洗碗机依靠超声波的振动作用清洁餐具，利用的是超声波能传递能量的特性；

紫外线具备杀菌消毒的功能，生活中常利用这一特性进行杀菌操作，因此杀菌过程主要利用紫外线。

故答案为：能量；紫。【变式3-1】如图所示为缓解干眼症的蒸汽眼罩装置，用超声波将药液雾化，直接向眼部给药，这是利用声具有；药液被雾化后成为（小药液滴/药液蒸气）。【答案】能量；小药液滴。【分析】声音能传递信息，如“回声定位”；也能传递能量，如“超声碎石”。

对于咽喉炎、气管炎等疾病，药力很难达到患病的部位，利用加湿器的原理，把超声波通入装置中，剧烈的振动会使装置中的水破碎成许多小雾滴，把药液雾化，让病人吸入，能够增进疗效。【解答】声音能够传递信息和能量，用超声波将药液雾化，直接向眼部给药，利用了声音传递能量。

超声波通入装置中，剧烈的振动会使装置中的药液破碎成许多小药液滴，以增进疗效。

故答案为：能量；小药液滴。【变式3-2】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，说明声波能够传递；调节音箱输出的音量，发现同一根蜡烛的烛焰晃动幅度变大，声音的响度变。最左侧蜡烛的烛焰晃动不明显，原因是声音在传播过程中能量逐渐。【答案】能量；大；减弱。【分析】声音不仅可以传递信息（如说话、听广播），还可以传递能量。

声音的“响度”与声源振动的“振幅”有关。

声音在空气中向四周传播时，随着距离的增加，声波的能量会分散到越来越大的空间面积上（几何扩散）；同时，空气介质本身也会吸收一部分声能。【解答】声音不仅可以传递信息（如说话、听广播），还可以传递能量。音箱发声时，纸盆的振动引起周围空气的振动，形成声波。当声波传到烛焰位置时，空气的振动会对烛焰施加力的作用，使其晃动，这直观地证明了声波具有能量。

声音的“响度”与声源振动的“振幅”有关。当你调大音箱音量时，音箱纸盆振动的幅度变大，产生的声波能量更强，导致空气振动的幅度也变大，因此烛焰晃动的幅度随之变大，我们听到的声音响度也就变大。

声音在空气中向四周传播时，随着距离的增加，声波的能量会分散到越来越大的空间面积上（几何扩散）；同时，空气介质本身也会吸收一部分声能。因此，距离音箱越远的蜡烛（如最左侧），接收到的声波能量越小（或减弱），烛焰的晃动自然就不明显了。

故答案为：能量；大；减弱。【变式3-3】如图所示，汽车领域广泛利用AI（人工智能）语音助手实现“人与车”全场景自然交互，下列说法正确的是（）A．语音助手发出的声音不是振动产生的B．减小声音音量实质是降低声音的音调C．人耳根据音色能分辨出音乐中不同乐器的声音D．根据用户语音指令完成指定操作，说明声音可以传递能量【答案】C【分析】声音是物体的振动产生的；

声音的三要素指音色、音调和响度；音调是指声音的高低，与发声体的振动频率有关；响度是指声音的大小，与发声体的振幅和距离发声体远近有关；音色是指声音的特点和品质，与发声体的材料和结构有关；

声音可传递信息，也可以传递能量。【解答】A、语音助手发出的声音是振动产生的，故A错误；

B、减小声音音量实质是降低声音的响度，故B错误；

C、人们能分辨出车载音乐中不同乐器的声音，依据是声音的音色，故C正确；

D、根据用户语音指令完成指定操作，说明声音可以传递信息，故D错误。

故选：C。一．选择题（共7小题）1．下列关于声现象的说法，不正确的是（）A．拨动张紧的橡皮筋，能听到声音，说明声音是由物体的振动产生的 B．逐渐抽出真空罩内的空气，闹钟的铃声逐渐减小 C．用大小不同的力敲击不同编钟，声音的音色是不同的 D．用超声波清洗机清洗眼镜，说明声可以传递能量2．超声波是人耳听不到的声音，它在技术上得到了广泛的应用，有关超声波下列说法正确的是（）A．超声波的频率很低，所以人听不到 B．超声波的传播距离很短，所以人听不到 C．电视机遥控器所发出的就是超声波 D．潜水艇常用超声波进行定位和测量3．据北魏郦道元《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．该现象说明声音可以传递能量 B．远远地能分辨出是鼓声，是根据声音音色区分的 C．鼓声是通过鼓面传播的 D．鼓声是空气振动产生的4．科技改变生活，在智能家居的语音交互中，以下关于声现象分析错误的是（）A．通过语音指令让扫地机器人开始工作，说明声音可以传递信息 B．智能音响发出的声音是由空气振动产生的 C．声纹解锁智能门锁时，是依据声音的音色来识别用户身份 D．增大智能音箱的音量，是增大了声音的响度5．2025年9月3日上午，纪念中国人民抗日战争暨世界反法西斯战争胜利80周年大会在北京天安门广场隆重举行，伴随着中国人民解放军联合军乐团的演奏声响起，观众知道阅兵式正式开始了。这表明（）A．声能传递信息 B．声能传递能量 C．乐器发声不需要振动 D．不同乐器发出的声音音色相同6．关于如图所示的四幅图的说法正确的是（）A．图甲中，将播放音乐的扬声器对着点燃的蜡烛，蜡烛在晃动，说明声音可以传递信息 B．图乙中，把振动的音叉尾部抵在牙齿上能清楚地听到声音，说明气体可以传声 C．图丙中，敲击音叉后用乒乓球靠近音叉，乒乓球被弹开，实验中乒乓球的作用是将音叉的振动放大 D．图丁中，两列音叉的波形图说明两个音叉发声时音调相同7．在智能汽车的语音交互系统中，下列说法正确的是（）A．声纹识别功能是通过识别响度，辨别不同的登陆者 B．语音指令可以实现车窗升降，是利用声音可以传递能量 C．超声倒车雷达采用的声波频率高于20000Hz D．调大音响的音量，是提高了音响的发声频率二．多选题（共1小题）（多选）8．小丽在筷子上缠一些棉花，用水蘸湿后插入两端开口的塑料管中，做成一个带有活塞的哨子，如图所示。用嘴对着塑料管的上端吹气时，可以发出悦耳的哨声。关于哨声下列说法中正确的是（）A．哨声是由于空气柱振动发声 B．哨子发出的声音属于超声波 C．音色随活塞的上下拉动而改变 D．用更大的力吹气哨声的响度变大三．填空题（共7小题）9．如图，某款变频驱蚊器能够发出22kHz至55kHz之间的声波来驱蚊。这款驱蚊器使用时发出的是（选填“超声波”或“次声波”）。10．医院对病人进行CT检查实质是X射线对人体病灶的检查，X射线（填是或不是）电磁波。医院利用B超检查胎儿的发育情况，说明超声波可以传递。11．身体的不同部位可以发出各种声音，如唱歌、鼓掌、跑步、牙齿相叩等。某同学的歌声可以传得很远，是因为歌声的大；人们很难听到跑步时胳膊摆动发出的声音，这是因为该声音属于（选填“超声波”或“次声波”）。12．如图，我国“天都一号”卫星成功完成白天地月激光测距，标志着深空通信技术的新突破，卫星与地面测控站之间通过（选填“超声波”或“电磁波”）传递指令与数据。最早发现电流周围存在磁场的是丹麦物理学家。13．乐器“葫芦丝”是靠空气柱发声的；按不同的孔，可以改变声音的（选填“响度”“音调”或“音色”）。汽车安装的倒车雷达，利用声能传递来判断障碍物的距离，它是一种能发射和接收（选填“超声波”或“次声波”）的设备。14．“奋斗者”号是我国自主研发的万米载人潜水器。如图所示，下潜前“奋斗者”号利用声呐系统向海底竖直发射（选填“超声波”或“次声波”）进行探测，这一过程利用了声能传递的特性，同时也说明了声音可以在中传播。15．如图是超声波加湿器，它能将水滴击打成非常小的雾滴喷洒到空气中增加“湿度”，它是利用超声波具有工作的。加湿器工作时人耳能听到微弱的声音（选填“是”或“不是”）超声波，声音微弱描述的是声音的（填声音的特性）。四．实验探究题（共2小题）16．某兴趣小组的同学在国庆假期进行了“跨学科实践”活动。（1）如图﹣1所示是小梅同学用纸盒和橡皮筋自制的“手弹琴”。当小梅用大小不同的力弹拨同一根琴弦时，听到声音的（选填“响度”“音调”或“音色”）有变化；当她用“手弹琴”演奏《我和我的祖国》时，周围的同学听到的琴声是通过传播的，大家不约而同地齐唱起来，表达自己的爱国情怀，说明声音可以传递。（2）为更好地了解物体振动发声的情况，小梅利用如图﹣2所示的实验装置展示声音的样子。声音发出后，亚克力板上的固体小颗粒会移动，最终形成图形，这种图形在物理学中称为“克拉尼图形”。当声音的频率越高，所形成的图形就会越复杂。因此，图﹣3中音调更高的是（选填“甲”或“乙”）。17．海船在遇到浓雾天气时，会鸣放一种声音极其低沉的“雾角”来警告周围船只，而不是使用尖锐的汽笛。为解释这一现象，小明查阅资料得知：（a）波在传播过程中遇到障碍物时，能绕过障碍物继续传播的现象叫作“波的衍射”，波长越长的波，衍射本领越强；（b）声波的波速、波长与频率的关系为：波速＝波长×频率；（c）声波在浓雾中传播时能量会衰减，不同频率声波在浓雾中每传播1千米声能减弱的程度如表所示：声波频率（Hz）502001000500015000能量衰减率（dB/km）0.10.55.232.5145.0综合上述信息和所学知识：（1）分析表格可知：声波的频率越高，在浓雾中传播时能量衰减得越。（2）解释海船在浓雾中要鸣放声音低沉的“雾角”而不是尖锐汽笛的原因。（3）生活在热带雨林中的大象，利用次声波进行交流。若初始发声能量相同，次声波在雨林中的传播距离（选填“大于”“等于”或“小于”）高频声音的传播距离。五．解答题（共2小题）18．随着人工智能技术的发展，无人驾驶快递车已在全国多地投入运营。如图所示，该车搭载了超声波雷达等多种传感器，构成了强大的环境感知系统。其中，超声波雷达在实现最后几米的精准停靠、规避近距离障碍物时，发挥着重要的作用。某次配送过程中，快递车在靠近配送点时，超声波传感器向正前方静止障碍物发射信号，经过0.02s后接收到反射回来的信号，期间快递车以1m/s的速度沿平直路面匀速直线前进。（声波在空气中的传播速度为340m/s）（1）快递车利用超声波感知障碍物，说明声可以传递。请再列举一个生活中对声的利用与此处相同的事例：。（2）求快递车接收信号时与障碍物之间的距离。（3）快递车以0.8m/s匀速行驶时，测得前方2.5m处有静止障碍物。系统延迟0.5s后启动刹车，刹车后快递车最多滑行1.5m停下。请通过计算判断快递车是否会撞上障碍物。19．红绿灯是路口交通秩序的重要保障，结合下列场景回答问题：（1）红绿灯路口常见交警在指挥交通。若以正在行走执勤的交警为参照物，交通信号灯是的。（2）当绿灯亮时，交警通过吹哨的方式告知行人及车辆可以通行。这说明声音可以传递。（3）如图所示在某十字路口，交通信号灯红灯亮之前，会有3s亮黄灯的时间。当东西方向的交通信号灯变为绿灯时，甲车向西运动且车头恰好到达停止线A处；此时南北方向的交通信号灯恰好由黄灯变为红灯，乙车向北运动且车尾恰好越过停止线B，乙车继续向前行驶。若两车始终如图所示紧靠道路中心线保持匀速行驶，且v乙＝9m/s，两辆轿车的尺寸均为：长度L＝5m，宽度d＝2m。停止线到前方道路中心线的距离均为14m。求：a．黄灯刚亮时，乙车车头到停止线B的距离；b．甲车车速在什么范围两车安全。六．计算题（共1小题）20．地震发生时会产生次声波，已知次声波在海水中的传播速度是1500m/s；若某次海啸发生的中心位置离最近的陆地距离为300km，则：（1）最近陆地上仪器接收到地震发出的次声波所需要的时间是多少？（2）若海浪的推进速度是200m/s，小明跑步的速度为6m/s，则最近陆地上仪器从接收到地震发出的次声波到海啸巨浪登岸的这段时间内，小明能跑多远？21．阅读短文，回答问题。超声波测速超声波是振动频率高于20000Hz的声波，它具有指向性好、反射能力强，能量集中等特点，可用于测距、测速等。测距是测速的基础，如图甲所示，超声波测速仪向静止的汽车发射超声波信号（简称信号），同时开始计时，信号传播过程中遇到汽车会被反射，测速仪接收到返回的信号停止计时，根据记录的时间及其与路程、速度的关系，可计算出汽车与测速仪之间的距离。如图乙所示为信号传播过程的s﹣t图像，s表示信号与测速仪之间的距离，t表示信号传播的时间。测速仪测量汽车速度的原理是测速仪向运动的汽车先后发射两次信号，根据汽车在两次遇到信号之间所通过的路程及所用的时间，由速度公式可得出其平均速度。测速仪在公路上对某跑车进行测速时，向匀速驶来的跑车发射两次信号，两次发射信号的时间间隔是1.0s，第一次发射信号到接收信号用时0.6s，第二次发射信号到接收信号用时0.3s。经测速仪测定，该跑车超速，驾驶员将受到交警部门的处罚。（超声波速度取340m/s）（1）超声波测速是利用了超声波的指向性好、能量集中、等特点。（2）如图乙所示，若t0＝0.4s，则静止的汽车与测速仪之间的距离为m。（3）通过计算，该跑车在两次遇到信号之间通过的路程为m，跑车的速度大小为m/s。热身训练参考答案与试题解析一．选择题（共7小题）1．【答案】C【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，真空不能传声；（3）音调表示声音的高低，音调与物体的振动频率有关，频率越高，音调越高；响度指声音的强弱大小，与发声体的振幅和距离发声体远近有关；音色表示声音的特点和品质，与发声体的材料和结构有关；（4）声音可以传递信息，如“回声定位”；声音可以传递能量，如“超声碎石”。【解答】A．拨动张紧的橡皮筋时，橡皮筋会振动，而我们会听到振动的橡皮筋发出声音，说明声音是由物体振动发出的，故A正确；B．声音的传播需要介质，逐渐抽出真空罩内的空气，真空罩内的空气减少，闹钟的铃声逐渐减弱，故B正确；C．用大小不同的力敲击不同编钟，则物体振动的幅度不同，响度不同，编钟不同，振动频率不同，发出声音的音调不同，故C错误；D．声音可以传递信息和能量，超声波清洗机清洗眼镜，说明声可以传递能量，故D正确。故选：C。2．【答案】D【分析】解决此题要知道超声波的特点是：超声波在传播时，方向性强，能量易于集中，所以超声波能在各种不同媒质中传播，且可传播足够远的距离。【解答】AB、超声波的频率很高，超出了人耳的听觉范围，所以人耳听不到，故AB错误；C、电视遥控器采用红外线工作，不符合题意，故C错误；D、潜艇上的声呐利用超声波进行工作，这样可以传播相当远的距离，符合题意，故D正确。故选：D。3．【答案】B【分析】（1）声音可以传递信息和能量；（2）声音的品质和特点叫音色，影响因素是发声体的材料和结构；（3）我们平时听到的声音是通过空气传播的；（4）声音是由物体的振动产生的。【解答】A、利用鼓声推算高地的高度，说明声音可以传递信息，故A错误；B、不同发声体发出声音的音色不同，远远地能分辨出是鼓声，是根据声音音色区分的，故B正确；C、鼓声是通过空气传播的，故C错误；D、鼓声是鼓面振动产生的，故D错误。故选：B。4．【答案】B【分析】（1）声音可以传递信息，如“回声定位”；声音可以传递能量，如“超声碎石”；（2）声音是由物体振动产生的；（3）音色指声音的特点和品质，与发声体的材料和结构有关；（4）响度指声音的强弱大小，与发声体的振幅和距离发声体远近有关。【解答】A．声音可以传递信息和能量。通过语音指令让扫地机器人开始工作，说明声音可以传递信息，故A正确；B．物体振动发声，智能音响发出的声音是由音响内部锥盆振动产生的，故B错误；C．不同发声体发出声音的音色不同，声纹解锁智能门锁时，是依据声音的音色来识别用户身份，故C正确；D．声音的大小用响度表示，增大智能音箱的音量，是增大了声音的响度，故D正确。故选：B。5．【答案】A【分析】（1）（2）声能传递信息，如听到铃声知道要上课了；声能传递能量，如利用超声波清洗眼镜；（3）物体振动发声；（4）音色是指声音的特点和品质，与发声体的材料和结构有关。【解答】AB．声能传递信息和能量，伴随着中国人民解放军联合军乐团的演奏声响起，观众知道阅兵式正式开始了，这表明利用声音可以传递信息，故A符合题意，B不符合题意；C．声音是由物体振动产生的，乐器也需要振动才能发声，故C不符合题意；D．不同发声体的材料和结构不同，发出声音的音色不同，因此利用音色可以辨别不同的发声体，不同乐器发出的声音音色不相同，故D不符合题意。故选：A。6．【答案】C【分析】（1）声音可以传递信息，如“回声定位”，声音可以传递能量，如“超声碎石”；（2）声音传播需要介质，固体、液体、气体均可传声；（3）物体振动产生声音，此处将音叉的振动转换为乒乓球的振动，运用了转换法；（4）音调的影响因素是频率，响度的影响因素是振幅，音色的影响因素是发声体的材料和结构。【解答】A．图甲中，将播放音乐的扬声器对着点燃的蜡烛，蜡烛在晃动，说明声音可以传递能量，故A正确；B．把振动的音叉尾部抵在牙齿上能清楚地听到声音，说明固体传声效果好，故B错误；C．图丙中，敲击音叉后用乒乓球靠近音叉，乒乓球被弹开，实验中乒乓球的作用是将音叉的振动放大，通过乒乓球的振动证明音叉在振动，故C正确；D．图丁中，由两列音叉的波形图可以看出，下面音叉的振动频率大于上面的振动频率，说明两个音叉发声时音调不同，故D错误。故选：C。7．【答案】C【分析】（1）（4）声音的高低叫音调，与发声体的振动频率有关；声音的大小叫响度，与发声体的振幅和距离发声体远近有关；声音的特点和品质叫音色，与发声体的材料和结构有关；（2）声可以传递信息，如声呐系统“回声定位”；声可以传递能量，如“超声碎石”；（3）振动频率高于20000Hz的声属于超声波。【解答】A．不同发声体发出声音的音色不同，声纹识别功能是通过识别音色，辨别不同的登陆者，而非响度，故A错误；B．语音指令可以实现车窗升降，是利用了声音可以传递信息，故B错误；C．超声倒车雷达采用的是超声波，频率高于20000Hz的声是超声波，故C正确；D．物体振幅越大，响度越大，调大音响的音量，是增大了音响的振幅，故D错误。故选：C。二．多选题（共1小题）8．【答案】AD【分析】（1）声音是由发声体的振动产生的；（2）超声波人们听不见；（3）空气柱的长短能够改变声音的音调；（4）用力吹气改变了声音的响度。【解答】A、哨声是由于哨子内空气柱的振动产生的，故A是正确；B、哨子发出的声音不属于超声波，故B错误；C、上下推拉活塞改变的是空气柱的长度，从而改变声音的音调，故C错误；D、用更大的力吹气哨声，空气柱振动幅度变大，响度变大。故D正确。故选：AD。三．填空题（共7小题）9．【答案】超声波。【分析】以20Hz和20000Hz为界，低于20Hz的是次声波，高于20000Hz的是超声波。【解答】物理学中，声波根据频率的不同被划分为三类：频率低于20Hz的是次声波，频率在20Hz～20000Hz之间的是可听声，频率高于20000Hz（即20kHz）的是超声波。这款变频驱蚊器发出的声波频率范围为22kHz至55kHz，该频率区间的最小值22kHz已经高于20kHz的超声波分界值，说明其发出的声波全部处于超声波的频率范围内。超声波超出了人类的听觉范围，因此不会对人造成干扰；而蚊子等昆虫对该频段的声波较为敏感，会主动躲避，因此驱蚊器可以利用超声波实现驱蚊效果。所以这款驱蚊器使用时发出的是超声波。故答案为：超声波。10．【答案】是；信息。【分析】电磁波的波长有一个很宽的范围，按照波长从长到短的顺序，可分为无线电波、红外线、可见光、紫外线、X射线、γ射线等。声音可以传递信息，如“回声定位”，也可以传递能量，如“超声碎石”。【解答】电磁波的范畴包含X射线，因此X射线是电磁波，它的穿透力很强。B超借助超声波反馈胎儿的发育状况，这一应用体现了超声波能够传递信息的特点。故答案为：是；信息。11．【答案】响度；次声波。【分析】声音传播的距离由响度决定，响度越大，传得越远。人耳的听觉频率范围是20Hz～20000Hz，低于20Hz的声波是次声波，人耳无法听到。【解答】声音传播的远近由响度大小决定，声源发出声音的响度越大，传播过程中能量散失越慢，能够传播的距离也就越远，所以嘹亮的歌声可以传到很远的地方，是凭借较大的响度。人耳能够感知到的声音频率区间固定在20Hz至20000Hz之间，超出这个范围的声音都无法被人耳听见。人跑动时手臂来回摆动产生的声响，振动频率不足20Hz，属于次声波范畴，不在人耳听觉范围之内，因此普通人几乎听不到这类声音。故答案为：响度；次声波。12．【答案】电磁波；奥斯特。【分析】（1）电磁波的传播不需要介质，能够在真空中长距离传播，因此被广泛应用于卫星通信、深空探测等领域；而超声波作为机械波，必须依靠介质才能传播，无法在真空环境中使用。（2）奥斯特实验是电磁学发展史上的重要里程碑，它第一次揭示了电现象与磁现象之间的内在联系，证明了电流周围存在磁场。【解答】电磁波可以在真空中传播，而超声波属于机械波，其传播需要依靠介质，真空环境中不存在传播介质，因此超声波无法在太空环境中传播。我国“天都一号”卫星与地面测控站之间的指令与数据传递，正是利用了电磁波可以在真空中传播的特性，通过电磁波来完成的。丹麦物理学家奥斯特在1820年通过著名的奥斯特实验，首次发现了电流的磁效应，证明了通电导线周围存在磁场，揭示了电与磁之间的联系，这一发现也为电磁学的发展奠定了重要基础。故答案为：电磁波；奥斯特。13．【答案】振动；音调；信息；超声波。【分析】物体振动发声。声音的高低叫音调，与发声体的振动频率有关。声能传递信息，如听到铃声知道要上课了；声能传递能量，如利用超声波清洗眼镜。超声波的指向性好，用于汽车倒车雷达进行回声定位。【解答】声音是由于物体振动产生的，“葫芦丝”是靠空气柱振动发声的。声音的音调与发声体的振动频率有关，按不同的孔，改变了葫芦丝中空气柱的长度，从而改变空气柱的振动频率，所以按不同的孔，可以改变声音的音调。汽车安装的倒车雷达，利用声能传递信息来判断障碍物的距离，它是一种能发射和接收超声波的设备，超声波的指向性好，用于汽车倒车雷达进行回声定位。故答案为：振动；音调；信息；超声波。14．【答案】超声波；信息；液体。【分析】声呐系统利用超声波进行探测，因为超声波方向性好、穿透能力强，适合在水中测距。声呐向海底发射信号并接收回波，这一过程利用了声能传递信息的特性。声音在海水中传播，说明声音可以在液体中传播。【解答】因为超声波方向性好，反射能力强，易于获得较集中的声能，在水中传播距离远，适合用于水下探测，所以“奋斗者”号利用声呐系统向海底竖直发射的是超声波。“奋斗者”号利用声呐系统对海底进行探测，获取海底的相关信息，这利用了声能传递信息的特性。声呐发出的超声波在海水中传播，说明声音可以在液体（海水属于液体）中传播。故答案为：超声波；信息；液体。15．【答案】能量；不是；响度。【分析】（1）声音的利用：声音可以传递信息；声音可以传递能量；（2）人耳的听觉频率范围约为20～20000Hz，超声波的振动频率大于20000Hz，不在人耳的听觉范围内；（3）音调是指声音的高低；响度是指声音的强弱。【解答】将水滴击打成非常小的雾滴需要能量，超声波加湿器可以将水滴打成小的雾滴喷洒到空气中增加“湿度”，它是利用超声波具有能量工作的；人耳的听觉频率范围约为20～20000Hz，超声波的振动频率大于20000Hz，不在人耳的听觉范围内，人耳听不到超声波，因此，加湿器工作时人耳能听到微弱的声音不是超声波；响度是指声音的强弱，声音微弱是指声音的强度比较小，因此声音微弱描述的是声音的响度。故答案为：能量；不是；响度。四．实验探究题（共2小题）16．【答案】（1）响度；空气；信息；（2）乙。【分析】（1）响度是指人耳感觉到的声音的大小，它跟发声体的振幅有关．振幅越大，响度越大；振幅越小，响度越小；声音的传播需要介质，固体、液体、气体都能传播声音；声可以传递信息，如听到雷声知道要下雨；声可以传递能量，如“超声碎石”；（2）音调与物体振动的频率有关，频率越高，音调越高。【解答】（1）小梅用大小不同的力弹拨同一根琴弦时，琴弦的振幅不同，发出的声音的响度不同。声音的传播需要介质，当她用“手弹琴”演奏《我和我的祖国》时，周围的同学听到的琴声是通过空气传播的；声音可以传递信息和能量，大家不约而同地齐唱起来，表达自己的爱国情怀，说明声音可以传递的信息。（2）当声音的频率越高，所形成的图形就会越复杂，比较两图可知，图乙的图形更复杂，说明乙的音调更高。故答案为：（1）响度；空气；信息；（2）乙。17．【答案】（1）快；（2）低沉的雾角音调低，频率低，当声波的波速一定时，频率越低，波长越长，衍射本领越强，越容易绕过海面上的障碍物；此外，声波的频率越低，在浓雾中传播时声能衰减越慢；（3）大于。【分析】（1）根据表中数据可知声波的频率越高，在浓雾中传播时能量衰减变化情况；（2）波在传播过程中遇到障碍物时，能绕过障碍物继续传播的现象叫作“波的衍射”，波长越长的波，衍射本领越强；分析海船在浓雾中要鸣放声音低沉的“雾角”而不是尖锐汽笛的原因；（3）在初始发声能量相同的前提下，次声波能量损失更慢，分析次声波在雨林中的传播距离和高频声音的传播距离大小关系。【解答】（1）观察表格数据可知，声波频率越高，对应的能量衰减率数值越大，说明在浓雾中传播时能量衰减得越快。（2）声音低沉意味着频率低，在声波传播速度恒定的情况下，频率越低，波长越长；根据波的衍射规律，波长越长的波衍射本领越强，能更好地绕过浓雾中的障碍物进行传播；结合表格数据，频率低的声波能量衰减率更小，在浓雾中传播时能量损失少，传播距离更远，能更有效地对周围船只起到警告作用，因此选择“雾角”而非尖锐汽笛。（3）次声波的频率远低于高频声音，根据表格呈现的规律，频率越低，声波传播时的能量衰减率越小；在初始发声能量相同的前提下，次声波能量损失更慢，所以其传播距离大于高频声音的传播距离。故答案为：（1）快；（2）低沉的雾角音调低，频率低，当声波的波速一定时，频率越低，波长越长，衍射本领越强，越容易绕过海面上的障碍物；此外，声波的频率越低，在浓雾中传播时声能衰减越慢；（3）大于。五．解答题（共2小题）18．【答案】（1）信息；B超；（2）快递车接收信号时与障碍物之间的距离为3.39m；（3）快递车不会碰到障碍物。【分析】（1）声音可以传递信息，例如医生用B超为病人检查身体；（2）根据速度公式求出雷达信号传播的路程和快递运动的路程，快递车接收信号时与障碍物之间的距离为雷达信号传播的路程与快递运动的路程之差的一半；（3）求出延迟距离与刹车距离的和进行判断。【解答】（1）超声波雷达感知障碍物，是通过声音获取障碍物的位置信息，说明声可以传递信息。医用B超检查人体内部结构（或声呐探测海底地形、雷达测速等）。（2）计算0.02s内超声波传播的路程s声＝v声t＝340m/s×0.02s＝6.8m，再计算0.02s内快递车前进的距离s车＝v车t＝1m/s×0.02s＝0.02m，设接收信号时快递车与障碍物的距离为s，则s=s（3）计算系统延迟0.5s内快递车前进的距离s延＝v车t延＝0.8m/s×0.5s＝0.4m，刹车后快递车滑行1.5m，因此从发现障碍物到停止，快递车前进的总距离：s总＝s延+1.5m＝0.4m+1.5m＝1.9m，因为1.9m＜2.5m，所以快递车不会撞上障碍物。答：（1）信息；B超；（2）快递车接收信号时与障碍物之间的距离为3.39m；（3）快递车不会碰到障碍物。19．【答案】（1）运动；（2）信息；（3）a、黄灯刚亮时，乙车车头到停止线B的距离为22m；b、甲车车速在0＜v甲＜6.75m/s或v甲