人教版八年级物理上册2.3 声音的利用 学案（有答案）

2.3 声音的利用
学习目标：
1．认识超声波和次声波；
2．认识声音与信息；声音与能量；
1．超声波与次声波
频率：物体在1s内振动的次数。单位：赫兹（Hz）
<20Hz 20Hz～20000Hz >20000Hz
次声波 可闻声波（人耳听觉范围） 超声波
2．声音与信息：
声与信息 生活中的现象
次声波与信息 有些动物对次声波有很好的反应，如狗能听到人类听不到的次声波，大象利用次声波向同类传递信息等。
监控自然灾害：大自然的许多灾害发生时，都会产生次声波，利用声学仪器就可以监控等。
超声波与信息 回声定位：蝙蝠在飞行的时候发出超声波，当超声波遇到昆虫或障碍物而反射回来时，蝙蝠能够用耳朵接收，并能判断探测目标是昆虫还是障碍物，以及距离它有多远。 应用：倒车仪；声呐等。
B超：利用超声波检查身体时，由于人体不同器官对超声波反射的情况不同，各器官反射回来的信号，经计算机处理后，会出现不同图像，医生通过图像情况诊断是否存在病变
3．声音在信息方面的其他应用：
铁路工人用专用锤敲击钢轨，根据音色的差别来判断钢轨上螺栓是否松动。 医生用听诊器检查身体时，当器官发生病变时，其发出的声音会发生变化，就可以判断病灶的位置。 工业上可以利用超声波透射对产品进行无损探测，如果有缺损，超声波在缺损处发生反射，根据声波信号就可以鉴别产品是否合格。
例题讲解：
一．选择题（共6小题）
1．2022年3月23日，备受青少年喜爱的“天宫课堂”第二课正式开课，“神舟十三号”航天员乘组采取天地协同互动方式，将大家带入了生动的“天宫课堂”，下列有关“天宫课堂”的分析正确的是（　　）
A．讲课声是由声带振动产生的
B．主要通过音调辨别不同航天员声音
C．调大直播电视音量是改变音色
D．听航天员传授知识是利用声传递能量
【解答】解：“神舟十三号”航天员乘组采取天地协同互动方式，将大家带入了生动的“天宫课堂”，其中他们的讲课声是讲课声是由声带振动产生的；辨别不同航天员声音，需要根据音色；调大直播电视音量是改变响度；听航天员传授知识是利用声传递信息。
故选A。
2．四月深圳返校季，同学们陆续回到熟悉的校园，结束了长达1个多月的“网课”，回顾这段居家网课的生活，学生与老师都印象深刻，下面说法错误的是（　　）
A．学生听老师上课，是利用了声音能传递信息
B．将电脑的声音调大是增大了音调
C．老师与学生连麦可以根据音色判断是谁在回答问题
D．耳机发出的声音是由振动产生的
【解答】解：A、学生听老师讲课，利用了声音能够传递信息，故A正确。
B、调节旋钮增大音量，增大了声音的响度，故B错误。
C、不同人的音色一般不同，老师可以根据音色判断谁在回答问题，故C正确。
D、耳机中发出的声音是由于振动产生的，故D正确。
故选：B。
3．关于声现象，下列说法中错误的是（　　）
A．声音可以在真空中传播
B．“这首歌太高”我唱不上去“中的“高”指的是音调高
C．“闻其声而知其人”主要是根据音色来判断的
D．用超声波能粉碎人体内的“小石头”，说明声波具有能量
【解答】解：A、声音的传播需要介质，真空不能传声，故A错误；
B、物理学中，声音的高低指的是音调的高低，声源振动频率越大，发声的音调就越高。唱歌中音调越高，要求声带振动越快，但人的声带很难长时间保持高频率振动，所以后面就会出现唱不上去的情况，故B正确；
C、“闻其声而知其人”主要是根据音色来判断的，故C正确；
D、用超声波能粉碎人体内的“小石头”，是靠超声波的巨大能量将小石头震碎，该事例说明声波具有能量，故D正确；
故选：A。
4．关于甲、乙、丙、丁四幅图的情景，下列说法正确的是（　　）
A．甲图中，声波清洗眼镜使用的是超声波，说明声能够传递信息
B．乙图中，汽车倒车雷达是利用电磁波传递信息的
C．丙图中，蜜蜂的翅膀在2s内振动了460次，人类能听到该频率的声音
D．丙丁中，八个相同玻璃瓶装不同高度的水，敲击它们时发出声音的音调不同，最右边的瓶子音调最低
【解答】解：A、眼镜店利用超声波清洗眼镜，是利用声音能够传递能量，故A错误；
B、声音能够传递信息，汽车的倒车雷达利用超声波传递信息，故B错误；
C、昆虫的翅膀在2s内振动了460次，f＝＝230Hz，人类能听到声音的频率范围是20Hz～20000Hz，230Hz在人类能听到的频率范围内，所以能听到，故C正确；
D、八个相同玻璃瓶装不同高度的水，其质量不同，敲击时振动频率不同，发出声音的音调不同，最右边的瓶子总质量最小，振动的频率最大，音调最高，故D错误。
故选：C。
5．2022年3月14日，广东省惠州市惠东县海域发生4.1级地震，附近城市的居民表示有不同程度的震感，一些动物能感觉到地震之前发出的声波，而人耳却听不见，这是因为此声波（　　）
A．声音的响度较小 B．振动频率低于20Hz
C．为超声波 D．不具有能量
【解答】解：地震时会发出次声波，次声波的频率低于20Hz，音调低，某些动物能感觉到地震之前发出的次声波；声音可以传递信息和能量，故B正确，ACD错误。
故选：B。
6．下列说法错误的是（　　）
A．医生通过听诊器给病人诊病的原理是减少声音的分散，增大响度
B．倒车雷达的原理就是采用蝙蝠的“回声定位”的方法
C．通过灵敏的声学仪器接收到的次声波等信息判断地震的方位和强度
D．当钢琴与长笛的音调和响度相同时，人们还是能辨别它们，原因是它们的强弱不同
【解答】解：A、听诊器的前端是一个面积较大的膜腔，被体检者体内的声波振动后，听诊器内的密闭气体随之振动，传到耳塞的一端，由于腔道狭窄，气体的振幅就比前端大很多，医生听到的声音就大了很多，故A正确；
B、倒车雷达的原理就是采用蝙蝠的“回声定位”的方法，故B正确；
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正确；
D当钢琴与长笛的音调和响度相同时，人们还是能辨别它们，原因是它们的音色不同，故D错误。
故选：D。
二．填空题（共2小题）
7．如图，在击鼓传花游戏中，鼓响花传，鼓停花止，这主要是利用鼓声来传递 　 　（选填“信息”或“能量”）。当用较大的力敲鼓时，鼓声的 　 　（选填“响度”或“音调”）会增大。
【解答】解：在击鼓传花游戏中，鼓响花传，鼓停花止，这主要是利用鼓声来传递信息；响度跟振幅有关，当用较大的力敲鼓时，鼓的振幅越大，鼓声的响度会增大。
故答案为：信息；响度。
8．中医经常通过“望、闻、问、切”四步诊法来诊断患者。其中　 　是最早利用声音诊断病情的例子。医生还经常用听诊器为病人诊病，其中听诊器是运用了声音　 　（选填“具有能量”或“传递信息”）的道理；来自患者的声音通过橡胶管传送到医生的耳朵，这样可以提高声音的　 　（选填“音调”或“响度”）。
【解答】解：（1）中医中的“望、闻、问、切”四步诊法中，望，指观气色；闻，指听声音；问，指询问症状；切，指摸脉象。其中的“闻”是声音传递信息的典型应用。
医生用听诊器为病人诊断，是因为声音能传递信息。
（2）来自患者的声音通过橡胶管传送到医生的耳朵，橡胶管减少了声音的分散，提高了响度。
故答案为：闻；传递信息；响度。
三．解答题（共1小题）
9．烧开的开水灌入暖壶中，凭经验，你就能可以听出暖壶是否装满水，为什么？说明理由。
【解答】答：往暖壶里灌开水，根据音调来判断水位高低来可识别暖壶是否装满水的。因为往暖壶里灌开水，壶内空气柱振动会发出声音，随着壶内水面上升，壶内空气柱变短，其振动频率加快，发出的声音的音调变高，故凭音调能可以听出暖壶是否装满水。
知识点2声音与能量
1．活动探究
找一个空可乐瓶，去掉瓶底，给开口处蒙上橡皮膜并扎紧，对着火焰敲橡皮膜，由于膜的振动，压缩空气，靠空气的挤压，可将烛焰吹灭（如图所示），实验中吹灭烛焰的是什么？
结论：声波能够传递能量。
2．声波传递能量在生产、生活中的应用
超声波去污 利用超声波使清洗液剧烈振动，可以用来清洗机器零件、精密仪器、医疗设备等
超声波碎石 利用超声波对准结石，不断地向它发出冲击波，将结石击成细小粉末
超声波焊接 由于超声波具有热效应，所以人们研制了超声波焊接机，用来焊接塑料制品等
次声波武器 由于次声波传播路程远，穿透能力强，且较低频率的次声波达到一定强度可以致人死亡
例题讲解：
一．选择题（共4小题）
1．如图所示是一款低音频发声灭火装置，通过发出30～60Hz的低频声波，能够在短短数秒之内扑灭火焰。关于这台低音频发声灭火装置，下列说法正确的是（　　）
A．该装置发出的低频声波属于次声波
B．该装置发出的声波能量大，可以在真空中传播
C．声波可以灭火说明声波具有能量
D．低音频发声灭火装置是高科技产品，声源不需要振动
【解答】解：A、低音频发声灭火装置发出声音的频率范围在30～60Hz，而次声波的频率要小于20Hz，所以该装置发出的不是次声波，故A错误；
B、声音的传播需要介质，真空不能传播声音，故B错误；
C、声波可以灭火说明声波具有能量，故C正确
D、低音频发声灭火装置发出的声音是由物体的振动产生的，故D错误。
故选：C。
2．如图所示，关于声现象的各种实验情景中，下列说法中正确的是（　　）
A．实验甲：抽气过程中，钟罩内铃声变小，说明真空可以传声
B．实验乙：钢尺振动频率越高，响度越大
C．实验丙：鼓面的振动幅度越大，音调越高
D．实验丁：扬声器前的烛焰跳动，说明声音可以传递能量
【解答】解：A、实验甲：当空气被不断抽出后，铃声逐渐减弱，据此进行推理可知，声音的传播需要介质，真空不能传声，故A错误；
B、实验乙：当钢尺振动的频率越高时，音调越高，音调的高低与响度无关，故B错误；
C、实验丙：鼓面的振动幅度越大，响度越大，故C错误；
D、实验丁：喇叭发声使旁边的烛焰晃动，说明声音能传递能量，故D正确。
故选：D。
3．下列各项中是利用超声波传递能量的是（　　）
A．利用超声波测量海底深度
B．利用超声波准确获得人体内部疾病的信息
C．超声波检测机器零件是否有空洞
D．利用超声波除去人体内的结石
【解答】解：A、利用超声波测量海底深度，利用的是回声测距，利用了声音可以传递信息，故A错误；
B、利用超声波准确获得人体内部疾病的信息，利用了声音可以传递信息，故B错误；
C、超声波检测机器零件是否有空洞，利用了声音可以传递信息，故C错误；
D、利用超声波除去人体内的结石，利用了声音可以传递能量，故D正确。
故选：D。
4．下列四幅图反映的情况，与声现象都有一定的联系。其中说法正确的是（　　）
A．用钟锤敲击编钟，轻敲或重敲编钟同一位置所发出声音的音调不同
B．医生用听诊器为病人诊病，听诊器运用了声音传递能量的道理
C．演奏排箫时，排箫的竹管参差不齐，目的是吹出音调不同的声音
D．把塑料桶底钻个圆孔，用厚塑料膜蒙住桶口，圆孔正对几米远处叠放的纸杯，拍打塑料膜，在听到拍打声的同时，看到纸杯纷纷落下，纸杯被击落的现象说明声可以传递信息
【解答】解：A、钟锤轻敲或重敲编钟同一位置，其振幅不同，发出声音的响度不同，但同一编钟的音调是相同的，故A错误；
B、用听诊器为病人诊病是运用了声音传递信息的道理，故B错误；
C、演奏时，箫管内的空气柱振动发出声音，不同长度的箫管内空气柱长短不一样，因而空气柱振动频率也不同，所以音调也会不同，故C正确；
D、把塑料桶底钻个圆孔，用厚塑料膜蒙住桶口，圆孔正对几米远处叠放的纸杯，拍打塑料膜，在听到拍打声的同时，看到纸杯纷纷落下，纸杯被击落的现象说明声可以传递能量，故D错误。
故选：C。
二．填空题（共2小题）
5．利用超声波技术能振碎人体内结石，说明声音能够传递 　 　，利用超声波给金属工件探伤，是利用了声能传递 　 　；同样的两个碗，其中一个有裂缝，将两碗相碰时，它们各自发出声音的 　 　不同。
【解答】解：超声波有很强的穿透性，能够传递能量，所以外科医生可以利用超声波振动除去人体内的结石；
利用超声波给金属工件探伤，属于利用声音传递信息；
同样的两个碗，其中一个有裂缝，将两碗相碰时，它们各自发出声音的音色不同，裂缝使碗的结构发生变化，故发出声音的音色不同。
故答案为：能量；信息；音色。
6．如图所示，超声波型加湿器是利用超声波将水打散成细小的颗粒，再利用风动装置，将这些小颗粒吹到空气中，以改善室内湿度的一种装置。它说明超声波能够传递　 　，通过B超可获得人体内脏各器官的各种切面图形，这说明超声波可以传递　 　。
【解答】解：声音可以传递信息，也可以传递能量。超声波型加湿器就是利用超声波的能量将水打散成细小的颗粒，这说明超声波能够传递能量；
B超可获得人体内脏各器官的各种切面图形，这是利用声音传递信息。
故答案为：能量；信息。