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第3节 声音的特性与应用
（第2课时）
浙教版 八年级上
创设情景
鹿柴
王维
空山不见人，
但闻人语响。
返景入深林，
复照青苔上。
在《鹿柴》这首诗中，王维首先描绘了“空山不见人，但闻人语响”的场景。通过这种巧妙的对比手法，诗人以“人语响”来衬托出山的寂寥，使读者感受到一种更为深远和神秘的空谷传音效果。这不仅增添了山间的空旷与静谧，还让人为之沉醉其中。
这首诗通过描绘空山静谧的氛围，揭示了关于声音的哪些科学知识？
你会背诵唐朝诗人王维的《鹿柴》吗？
声音传播和回声形成。
声源
探究实践
对着山崖高声喊叫，我们会听到什么？
我们会听到回声。
声音在传播过程中遇到障碍物被反射回来，反射回来的声音再传到人的耳朵里，人便听到了声音。
障
碍
物
原声：声源直接发出的声音
回声：被障碍物反射回来的声音
耳朵
当障碍物离人较远时，人发出的声音经过较长时间(大于0.1s)回到耳边，人们就能把回声和原声区分开来。
大于0.1s
探究实践
声音在空气中的传播速度为340米/秒，能把回声和原声区分开来，声源与障碍物的距离至少需要多少米？
思考与讨论
s=vt=340m/s×0.05s=17m
大于0.1s
声源与障碍物的距离至少需要17米，能把回声和原声区分开来。
当障碍物离人较近时，声音被很快反射回到耳边，此时，人们区分不出回声和原声。
探究实践
2.冬季的大雪覆盖，周围的安静似乎与声音的反射无关，但其实也隐藏着声学的奥秘。请解释。
1.当我们经历雷电天气时，雷声隆隆，为什么我们听到连续的轰鸣声？
思考与讨论
雷鸣声在大气层中经过多次反射，才逐渐传入我们的耳朵。
积雪的结构使得声波在其中经过多次反射，能量逐渐被消耗，导致回声强度大大减弱。
大雪覆盖，万籁俱寂
雷声隆隆
探究实践
为获得更好的声音感觉，音乐厅中常采用消除回声的设计，使听众获得更好的听觉感受。
课后观察学校报告厅，哪些地方采用了消除回声的设计？并与同学交流。
探究实践
蝙蝠通常在夜间出来活动，它的视觉较差，但从来不会撞到树枝等障碍物，并且能够以很高的精度确认目标。
蝙蝠在飞翔时会发出超声波，这些超声波碰到猎物时会被反射回来，根据回声传来的方位和时间、蝙蝠可以确定猎物的方位及距离。
蝙蝠利用超声波捕食
蝙蝠采用的定位方法叫作回声定位。
海豚利用超声波识别食物、敌人和它们周围的环境。
探究实践
利用回声定位原理，科学家发明了声呐。
汽车上安装的倒车雷达，也是利用了回声定位原理。
回声定位—声呐
利用声呐可以测量海洋的深度，绘制海底的地形图。
渔船可以利用声呐获得鱼群的信息。
探究实践
超声波扫描
利用超声波扫描可以得到人体内部各器官的图像，以获得人体内部是否病变的准确信息，确诊病情，然后采取相应的治疗措施。
超声波仪器也可用来检查孕妇腹中胎儿的发育情况：医生用一个小小的探头在胎儿所在的位置慢慢移动，探头会发出超声波，超声波接收仪接收并测量反射回来的超声波，通过处理后就会形成一幅超声波扫描图。
探究实践
日常生活中在日常生活中，超声波也发挥着重要作用，越来越多地使用超声波。
超声波清洗器
超声波清洗餐具
超声波洗牙
超声波加湿器通过高频振动将水雾化，增加室内湿度，改善居住环境。
超声波除螨技术则通过特定频率的超声波干扰螨虫的生理系统，实现无害化除螨。
探究实践
不同的动物感受声波的频率范围不同。
大象利用人类听不到的“声音”进行交流，这种“声音”是一种次声波,也就是说，大象可以利用次声波传递信息，进行交流。
动物能在地震前感知次声波，部分动物（如狗、猫、鸡等）的听觉系统能捕捉到这种低频声波，产生异常反应。
探究实践
次声波可传播很远的距离，发生地震、台风、核爆炸时，即使在几千千米以外，使用灵敏的声学仪器也能接收到它们产生的次声波。通过处理这些信息，可以确定现象发生的方位和强度等。
自然界中的许多现象，如地震、火山爆发、海啸、台风等，都伴有次声波的产生。
探究实践
科学阅读
动物利用大地振动波互相联络
动物通过探测土壤、植物茎叶的小振动产生的波来识别环境、定位猎物、防备捕食者。对大地振动波敏感的动物有蛇、青蛙、蜍、鸟、大象、蠕虫，以及大多数昆虫。在陆生脊椎动物中，青蛙对大地振动波特别敏感，这是由于其内耳中的特殊器官(球囊)，以及连接内耳和胸带的一系列肌肉和骨骼。很多昆虫的腿部都有探测振动的特殊器官。一些哺乳动物，例如大象和猫，都有肥厚的脚垫，这有助于将振动信息传输到它们的大脑中。
很多动物能用大地振动波与其他动物联络。它们用各种方式产生振动，包括敲打(用身体某一部分有节奏地轻拍或重击物体)、抖动(全身振动)和刮擦(身体不同部位摩擦)等。动物产生的大地振动波通常专属于相应物种，能用来确认和追求潜在配偶、警告同伴附近存在捕食者、声明领地，或者协调社会成员的活动等。
探究实践
乐音
悠扬、悦耳的歌声，使人们感到心情愉悦。
尖锐的汽笛声，嘈杂的机器轰隆声，会让人焦躁不安。
噪声
探究实践
自然界中有各种声音。清脆的鸟鸣声、悠扬的乐器声、悦耳的歌声等往往使人感觉轻松愉快，我们把这类声音叫做乐音。
乐音的波形是有规律振动的。
乐音使人感觉轻松愉快。
探究实践
我们把使人烦躁不安的这类声音叫做噪声。
噪声使人烦躁不安。
噪音的波形是无规律振动的。
探究实践
从环境保护的角度来看，凡影响人们正常工作、生活和休息的声音都是噪声。
噪声妨碍人们的生活、学习与工作，有害健康，被列为国际公害。
世界上许多国家都通过立法颁布了噪声污染标准。
我国政府规定：
学校、居民居住区的环境噪声，白天不能超过55dB，夜间不能超过45dB。
例如，学习时，邻居发出的优美的音乐对你来说也许是噪声。
探究实践
控制噪声一般从三个方面考虑：
防止噪声入耳
交通繁忙地区禁按喇叭
高架路上安装隔音屏
用手捂住耳朵阻挡噪声
控制噪声产生
阻断噪声传播
在声源处减弱
在传播过程中减弱
在人耳处减弱
在生活、生产中，请再举例控制噪声污染的有效方法。
探究实践
人们把噪声称作“隐形杀手”。
噪音污染会让人烦躁影响睡眠质量，引发心脏病、学习障碍以及耳鸣等问题。
现代城市把控制噪声列入环境保护的重要内容。
家用电器设计要求尽可能降低噪声,以降低对环境的影响。
我国古代在声学方面取得的成就
我国古代在声学方面有着辉煌的成就。1973年，浙江余姚河姆渡遗址出土一批文物，其中有大量完整的骨哨和骨笛，至今仍能吹奏出和谐的旋律。这表明中国古人在史前时期对声学就有了认识。到3000多年前的商代，人们已能系统地掌握乐器的制造方法和相应的乐律等，能制造弦乐器和管乐器，以及钟磬等打击乐器。例如，近代出土的编钟是由一系列大小不同的钟组成的，能敲出高低不一而和谐的音调。
探究实践
我国古代工匠在建筑声学技术方面也有丰富的经验。例如，北京天坛的回音壁，巧妙地利用声的反射和聚焦现象，使声音能沿着环形壁面传播得很远，并且在回音壁中心的三音石附近能清晰地分辨出三次回声。这个奇特的建筑声学设计，是天坛引起人们浓厚旅游兴趣的原因之一。
科学阅读
人站在天坛的圈丘中央台上说话，会感到声音特别洪亮
中央台
水平线
栏杆
声音的反射示意图
声波发生了两次反射
迁移应用
1.下列现象中属于利用回声定位的是（ ）
A.买西瓜时用手敲几下，听其回声
B.听到远处有人说话，马上回头
C.海豚准确判断远处小鱼的位置和距离
D.通过闪电和雷声判断打雷处的位置距离
C
2.下列现象中不是利用超声波的是（ ）
A.优美的交响乐演奏 B.B超诊断仪
C.蝙蝠飞行时定向 D.超声波清洗器
A
3.下列事例与次声波有关的是（ ）
A.监测核爆炸 B.塑料膜焊接器
C.利用声呐测绘海底地形 D.利用B超观察胎儿
A
迁移应用
4.你认为下列不属于噪声的是( )
A.打桩声 B.飞机经过的声音
C.街道上交通繁忙的汽车声 D.郊外的鸟鸣声
5.下列各项有关控制噪声的具体措施中，属于控制噪声声源的措施是 ；属于阻挡噪声传播的措施是 ；属于防止噪声进入人耳的措施的是 。
A、城市禁鸣喇叭。B、纺织女工带上耳塞。
C、城市高架桥上安装隔音屏。
D、在噪声车间内安放吸声材料。
E、将飞机场建立在远离居民点的城郊。
F、开作战机的飞行员带上头盔。
G、点燃爆竹导火线后边捂住耳朵。
A、E
C、D
B、F、G
D
板书设计
第3节 声音的特性与应用（第2课时）
声的利用：
回声
次声波：动物感受次声波，次声波接收确定方位和强度
使人烦躁不安的这类声音
控制噪声：
噪声
回声定位
超声波扫描
防止噪声入耳
控制噪声产生、
阻断噪声传播、
谢谢
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第3节 声音的特性与应用（第2课时）
【核心概念】
3.物质的运动与相互作用
【学习内容与要求】
3.3 声音与光的传播。
了解波的简单知识及其在信息传播中的作用。
知道响度、音调与声源振动的关系，知道防治噪声的方法。
【教学目标】
1.科学观念：了解超声波和次声波的作用；知道防治噪声的方法。
2.科学思维：分析区分原声和回声最小时间和最短距离。
3.探究实践：寻找生活、生产中消除回声的设计和控制噪声的方法。
4.态度责任：激发学习的热情和兴趣，初步形成学以致用、联系实际的良好学习品质。
【教材分析】本节课主要在对声音的特性有一定了解的基础上，学习超声波、次声波的作用和控制噪声的途径；知道防治噪声的方法进一步列举关于声音三个特性的例子，创设情境激发学生讨论交流的热情和学习兴趣，同时让学生自己去体验知识在实践中的运用，培养学生的探究能力和分析能力，引导学生在探究过程中寻求答案、获得知识。。
【教学过程】
教学环节 教学活动 设计意图
创设情境，明确问题 在《鹿柴》这首诗中，王维首先描绘了“空山不见人，但闻人语响”的场景。通过这种巧妙的对比手法，诗人以“人语响”来衬托出山的寂寥，使读者感受到一种更为深远和神秘的空谷传音效果。这不仅增添了山间的空旷与静谧，还让人为之沉醉其中。 这首诗通过描绘空山静谧的氛围，揭示了关于声音的哪些科学知识？ 声音传播和回声形成。 引入课题
声的利用 引入问题：对着山崖高声喊叫，我们会听到什么？ 思考讨论： 归纳提升：我们会听到回声。声音在传播过程中遇到障碍物被反射回来，反射回来的声音再传到人的耳朵里，人便听到了声音。 引入问题：区分原声和回声的最短时间和距离为多少？ 思考讨论： 归纳提升：当障碍物离人较远时，人发出的声音经过较长时间(大于0.1s)回到耳边，人们就能把回声和原声区分开来。 声源与障碍物的距离至少需要17米，能把回声和原声区分开来。 当障碍物离人较近时，声音被很快反射回到耳边，此时，人们区分不出回声和原声。 思考与讨论 1.当我们经历雷电天气时，雷声隆隆，为什么我们听到连续的轰鸣声？ 参考：雷鸣声在大气层中经过多次反射，才逐渐传入我们的耳朵。 2.冬季的大雪覆盖，周围的安静似乎与声音的反射无关，但其实也隐藏着声学的奥秘。请解释。 参考：积雪的结构使得声波在其中经过多次反射，能量逐渐被消耗，导致回声强度大大减弱。 为获得更好的声音感觉，音乐厅中常采用消除回声的设计，使听众获得更好的听觉感受。 课后观察学校报告厅，哪些地方采用了消除回声的设计？并与同学交流。 引入问题：蝙蝠视觉较差，晚上如何捕食？ 思考讨论： 归纳提升：蝙蝠在飞翔时会发出超声波，这些超声波碰到猎物时会被反射回来，根据回声传来的方位和时间、蝙蝠可以确定猎物的方位及距离。 蝙蝠采用的定位方法叫作回声定位。 引入问题：回声定位原理的应用有哪些？ 思考讨论： 归纳提升： 利用回声定位原理，科学家发明了声呐。 利用声呐可以测量海洋的深度，绘制海底的地形图。渔船可以利用声呐获得鱼群的信息。汽车上安装的倒车雷达。 超声波扫描探伤，诊病。 引入问题：次声波的应用有哪些？ 思考讨论： 归纳提升：大象利用人类听不到的“声音”进行交流，这种“声音”是一种次声波,也就是说，大象可以利用次声波传递信息，进行交流。动物能在地震前感知次声波，部分动物（如狗、猫、鸡等）的听觉系统能捕捉到这种低频声波，产生异常反应。 自然界中的许多现象，如地震、火山爆发、海啸、台风等，都伴有次声波的产生。 科学阅读：动物利用大地振动波互相联络 可引导学生分析、计算最短距离。 “思考与讨论”为消除回声设计作情境设计和知识铺垫。
噪声的防治 引入问题：你听的声音中哪些是愉悦的？哪些是令人烦躁的？ 看视频、听音频： 思考讨论： 归纳提升：使人们感到心情愉悦的声音为乐音，会让人焦躁不安的声音为噪音。从环境保护的角度来看，凡影响人们正常工作、生活和休息的声音都是噪声。 噪声妨碍人们的生活、学习与工作，有害健康，被列为国际公害。我国政府规定：学校、居民居住区的环境噪声，白天不能超过55dB，夜间不能超过45dB。 引入问题：如何防治噪声？ 思考讨论： 归纳提升： 控制噪声一般从三个方面考虑： 人们把噪声称作“隐形杀手”。现代城市把控制噪声列入环境保护的重要内容。家用电器设计要求尽可能降低噪声,以降低对环境的影响。 形有何异同。 科学阅读：我国古代在声学方面取得的成就 联系课堂环境，教育学生减少噪声的产生。 举例在生活、生产中，控制噪声污染的有效方法。 爱国主义教育。
板书设计
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第3节 声音的特性与应用（第2课时）
核心概念聚焦
1.下列关于回声的说法正确的是( )
A.回声和原声一定可以区分开来 B.回声是声音在传播过程中被障碍物反射回来的声音
C.回声比原声晚0.1秒 D.在较小的房屋内说话没有回声
2.下列事例中利用了回声定位的是（ ）
A.在马路两旁植树造林 B.雷雨天时听到轰隆隆的雷声
C.蝙蝠用超声波捕捉蚊虫 D.录音棚内用软塑料隔音
3.下列事例中,不是利用超声波的是( )
A.蝙蝠利用声波导航 B.用声呐探测海深 C.用B超做体检 D.用听诊器检查身体
4.如图所示,用高压放电的电火花产生一个冲击波，再用椭圆球形的凹面镜使声波反射后，
集中到胆结石上，就能使结石粉碎，这主要是利用( )
A.声音以声波的形式传播 B.声波具有巨大的能量
C.声音传播得快 D.声源的振动
5.以下关于噪声与乐音的说法正确的是（ ）
A.歌星唱歌的声音都是乐音 B.爆竹声不一定是噪声
C.只要是乐器，发出的声音都是乐音 D.清晨，林中小鸟的叫声是乐音
6.下列实例中，属于利用次声波的是( )
A.用声呐技术测海底深度 B.蝙蝠确定目标的方向和距离
C.海豚判断物体的位置和大小 D.预报海啸、台风
7.如图是一种凹下道路设计，它能起到控制行驶汽车产生的噪声对环境影响的作用。这种设
计是采用了下列哪种途径来减弱噪声的( )
A.在声源处减弱 B.在传播过程中减弱
C.在人耳处减弱 D.以上选项都不正确
8.在设计、建造电影院时，为了减少“回声”对观众听觉的干扰和影响，应尽量 四周
墙壁对声音的反射(选填“增大”或“减少”)，因此电影院内四周墙壁表面要采用 的
材料(选填“柔软多孔”或“坚硬光滑”)。
创新素养提升
9.下列四幅图中，图文对应关系正确的是（ ）
A.接收到鱼群发出的声音可确定鱼群位置 B.声音经过传播频率会降低
C.声音高低不同是因为发声频率不同 D.捂住耳朵可以减少噪声的频率
10.据说，美国研制出一种用超声波做子弹的枪，当超声波达到一定强度时就能有较强的攻
击力。实际要阻挡这一武器的袭击，只要用薄薄的一层，下列说法是正确的是 ( )
A.金属材料 B.真空带 C.磁性物质 D.纳米材料
11.一艘科考船行驶在某海域，并对该海域的海底形状利用声呐系统进行了测绘。具体方法
是：在经过该海域水平面等间距的A、B、C、D、E五个位置时，向海底定向发射超声波，
测得回收信号的时间分别为0.30s、0.16s、0.30s、0.14s、0.30s。根据时间，求出海底
与海平面的距离，就可以绘出海底的大致形状，则该海域海底的大致形状如图中的（ ）
A. B. C. D.
12.如图所示，“海巡01”轮配备有强声设备，可遥控定向远距离发射高达150dB的警示音、
语音等声波，主要用于对付海盗等人员。根据以上信息，下列说法中错误的是（ ）
A.声波具有能量
B.声波定向发射器的喇叭状外观可以减少声音分散，增大响度
C.护航官兵佩戴耳罩是为了在人耳处减弱噪声
D.强声设备发出的声波是次声波
13.中华古诗词、成语中蕴含着丰富的声学知识,下列有关理解正确的是（ ）
A.“娓娓动听”描述的是声音的音调 B.“长啸一声，山鸣谷应”说明山振动发出声音
C.“响彻云霄”指声音的响度很大 D.“掩耳盗铃”是在声源处减弱噪声
14.小敏对着山崖大喊一声，经过2s听到回声，那么小敏与山崖之间的距离大约是 (空
气中声速取 340m/s)。这种方法 (选填“能”或“不能”)用来测量地月之间的距离。
15.地震时会产生次声波。在远离地震中心、人无震感的区域，次声波会引起某些动物的听
一些动物听觉的频率范围
蝙蝠 1000～120000Hz
海豚 150～150000Hz
猫 60～65000Hz
狗 1～50000Hz
觉反应。由下表提供的数据可知，在远离地震中心的区域，
听觉上可能有较明显反应的动物是 。蝙蝠是靠发
出的 进行飞行定位或捕食的，科学家根据这一原
理发明了 ，利用这一装置可以探测鱼群或潜水艇
的位置。但这一装置不能用于测量地球和月球之间的距离，
因为 。
创新素养应用
16.探究声音的反射：物理兴趣小组的同学利用如图所示的装置，探究反射声音的强弱与充
当反射面的材料是否有关，他们将发声的闹铃置于纸筒A内，
通过纸筒B倾听反射的铃声强弱。
（1）探究过程中，纸筒A和纸筒B的位置 （选填“不
变”或“改变”），改变充当反射面的材料，让同一
位同学倾听反射声音的强弱。实验结果如下表：
反射面材料 大理石 玻璃板 木板 棉布 毛巾 海绵
反射声音的强弱 最强 强 强 较强 弱 几乎听不到
（2）实验结论：在其他条件相同时，反射声音的强弱与充当反射面的 有关。
（3）如果利用声音的反射现象，测量声音在空气中的传播速度，应选择表中的 作
为反射面效果最好；音乐厅消除回声应选择表中的 作为反射面效果最好。
参考答案
核心概念聚焦
1.B 2.C 3.D 4.B 5.B 6.D 7.B 8.减小 柔软多孔
核心素养提升
9.C 10.B 11.B 12.D 13.C 14.340 不能 15.狗 超声波 声呐 真空不能传声
创新素养应用
16.（1）不变 （2）材料 （3）大理石 海绵
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