3.3 超声与次声
基础训练
知识点1 超声
1.在探究人耳怎样听到声音时,可以用肥皂膜模拟人耳的鼓膜。如图所示,当喇叭发声时,肥皂膜将( )
A.振动 B.静止不动 C.一直向右运动 D.一直向左运动
2.下列对声的应用实例中,主要利用声波传递能量的是( )
A.有经验的瓜农根据拍击西瓜发出的声音就能判断西瓜的生熟
B.医生用听诊器可以了解病人心脏跳动的情况
C.利用声呐测海深
D.利用超声波来清洗精细的机械
3.猜谜语:是波无水纹,渔民用它探鱼群,医生用它找病源。打一与声音有关的名词: ,“医生用它找病源”的仪器是 (写出一种);“渔民用它探鱼群”是指 。
知识点2 次声
4.水母触手中间的细柄上有一个小球,里面有一粒小小的听石,这是水母的“耳朵”。海洋上当风暴来临之前的十几个小时,水母凭借自己的“耳朵”就能够得到信息,从海面一下子全部消失。科学家们曾经模拟水母的声波发送器官做试验,结果发现水母能在15小时之前测知海洋风暴的信息。水母测知海洋风暴信息靠的是( )
A.超声波 B.次声波
C.电磁波 D.地磁场
5.下列有关声现象的说法中,正确的是 ( )
A.声源的振动频率越高,发出声音的响度就越大
B.声音在真空中的传播速度是3×108m/s
C.主要交通道路上设置的噪声强度显示仪不可以消除噪声
D.次声波的频率大于20赫兹
6.如图所示,将一支点燃的蜡烛放在扬声器的前方,当扬声器发出较强的声音时,可以看到烛焰随着音乐的节奏晃动.扬声器的纸盆由于 发出声音,声音通过 传到烛焰处,烛焰的晃动说明声音具有 .
综合训练
7.关于声现象,下列说法正确的是( )
A.声速的大小只跟介质的种类有关
B.超声波和次声波统称声音
C.人听到声音是否响亮只跟发声体发声时的响度有关
D.声不仅可以传递信息,还可以传递能量
8.伦敦奥运会期间英国军方将配备一种远程声波安保设备,该设备工作时可以产生高达150分贝的声音,尖锐的声响会让人耳感到刺痛,既可用作高音喇叭,也可用作非致命性武器驱散人群。关于该设备,下面说法正确的是( )
A.该设备产生的是超声波
B.该设备产生的是次声波
C.“150分贝”是指所产生声音的响度
D.“150分贝”是指所产生声音的音调
9.如图所示,医生正在用听诊器为病人诊断。听诊器运用了声音 (选填“具有能量”或“传递信息”)的道理;来自患者的声音通过橡皮管传送到医生的耳朵,这样可以提高声音的 (选填“音色”、“音调”或“响度”)。
10.如图所示,用声波测速仪能准确测定快速飞行的网球的速度,测速过程中用的超声波是由测速器发出的,应用了超声波 的特点。(选填“方向性好”或“强震荡性”)
11.人能听到的声音频率范围是 。物理学中,把 的声音叫做超声; 的声音叫做次声。
12.如图是全国防震减灾日标志,近期我市各校陆续开展了安全疏散演练,提高地震、火灾等逃生避险能力.某校物理小组的同学设想,如果在地震易发地带安装 波传感器,一定能起到预警的作用.同时该小组同学还收集了一些防震减灾小知识,如:大地震中被倒塌建筑物压埋时,要尽量保存体力,不要盲目大声呼救.在听到上面(外面)有人活动时,用砖、铁管等物敲打墙壁,向外界传递消息.请你就此措施提出一个关于传声效果的猜想: .
13.如图所示为人和一些动物的发声频率、听觉频率的范围信息,试归纳出上述信息的共性特征,井简述其合理性.
14.物理教材中介绍,频率为20 Hz以下的声音是人耳听不到的次声。有同学对此提出质疑:敲鼓时,鼓槌每秒钟敲打鼓面一般不超过20次,发出的声音应当是次声,人应该听不到,可是事实不是这样。请你对这个问题作出解释。
15.小明同学依据自己的生活经验得出:人耳听不见的声音,不仅与声音的频率,而且与声音的响度、离声源的距离及听者的听力有关.为验证自己的猜想,小明利用音频信号发生器和小华同学一起做探究实验.
(1)将信号发生器的频率旋钮置于5HZ的位置,转动音量开关改变音量大小,始终听不见声音,一段时间后,实验者产生烦躁的感觉.此现象说明:人耳能否听见声音与声音的_____有关; 声波会对人体造成危害.
(2)将音频发生器的频率旋钮置于200 HZ的位置,转动音量开关至合适位置,距离信号发生器5m时能听到声音,向后走到8m时完全听不到声音.此现象说明人耳能否听见声音与 有关.
(3)小明和小华都站在距离信号发生器10 m的位置,转动音量开关,小华听到声音时,小明仍然不能听到,继续增大音量后,小明才能听到.此现象说明人耳能否听见声音与 和 有关.
16.阅读下面的短文
潜艇的“耳目”――――声呐
潜艇最大的特点是它的隐蔽性,作战时需要长时间在水下潜航,这就决定它不能浮出水面使用雷达观察,而只能依靠声呐进行探测,所以声呐在潜艇上的重要性更为突出,被称为潜艇的“耳目”。
声呐是利用水中声波对水下目标进行探测、定位和通信的电子设备,是水声学中应用广泛的一种重要装置。
声呐能够向水中发射声波,声波的频率大多在10kHz~30kHz之间,由于这种声波的频率较高,可以形成较强的指向性。声波在水中传播时,如果遇到潜艇、水雷、鱼群等目标,就会被反射回来,反射回来的声波被声呐接收,根据声信号往返时间可以确定目标的距离。
声呐发出声波碰到的目标如果是运动的,反射回来的声波(下称“回声”)的音调就会有所变化,它的变化规律是:如果回声的音调变高,说明目标正向声呐靠拢;如果回声的音调变低,说明目标远离声呐。
请回答以下问题:
(1)人耳能够听到声呐发出的声波的频率范围是______kHz到______kHz。
(2)①如果停在海水中的潜艇A发出的声波信号在10s内接收到经B潜艇反射回来的信号,且信号频率不变,潜艇B与潜艇A的距离s1是 。(设声波在海水中传播速度为1500m/s)
②停在海水中的潜艇A继续监控潜艇B,突然接到潜艇B反射回来的声波频率是变低的,且测出潜艇
B的速度是20m/s,方向始终在潜艇A、B的连线上,经一分钟后潜艇B与潜艇A的距离s2为 。
(3)在月球上能否用声呐技术来测量物体间的距离?为什么?
经典考题
17.超声波是人耳听不见的声音,但它有广泛的应用,在下列设备中,利用超声波工作的是( )
A.验钞机 B.微波炉 C.电视遥控器 D.潜艇上的声呐系统
18.地震前,地下的地层岩石运动或断裂会产生次声波。某些动物会接受到并作出反应。如图是几种动物发声和听觉的频率范围,其中能提前感觉到地震的动物是( )
A.狗 B.猫 C.蝙蝠 D.海豚
19. 2014年5月30日,在云南省盈江县发生6.1级地震,有些动物比人提前感觉到,是因为地震时伴有 声波产生;医生用的“B超”是利用 声波获得信息.
20.超声波在海水中的传播速度是1500m/s ,合 km/h,如果从某处海面竖直向海底发出的超声波经4s返回海面,则该处海洋的深度是 m。
参考答案
1.A
2.D 解析:超声波清洗精细机械,利用的是声波能够传递能量。
3.超声波 B超 声呐 解析:是波无水纹,渔民用它探鱼群,医生用它找病源,说的都是超声波的应用。
4.B 解析:海洋上风暴来临之前,会产生次声波,水母正是由于接收到了次声波才全部消失的,故B正确,A、C、D错误。
5.C
6.振动 空气 能量
7.D
8.C 解析:“150分贝”的声音既不是超声波,也不是次声波。“150分贝”指的是声音的响度。
9.传递信息 响度
10.方向性好 解析:声波测速仪发出的超声波是测速器发出的,利用了超声波方向性好的特点。
11.20~20000Hz 振动频率高于20000Hz 振动频率低于20Hz
12.次声 固体传声效果好 解析:地震发生时会产生次声波,因此安装次声波传感器,能起到预警作用;被困人员用砖、铁管等物敲打墙壁,向外界传递消息,不但节省了体力,而且固体传声比气体要好得多,更容易被救援人员听到.
13.(1)人的最高听觉频率比其他的动物低 人和动物的发声频率都比听觉频率范围小 (2)地震前会发出次声波,人听不到,但一些动物能够听到 解析:可比较人的最高听觉频率和动物的最高听觉频率、人和动物的发声频率和听觉频率,在此基础上得出的结论。
14.敲打的频率与鼓面振动的频率是两回事。在这个问题中,鼓是发声体,敲打的目的是使鼓面振动,能否听到鼓声,并不取决于敲打的频率,而是取决于鼓面振动的频率。我们能够听到鼓声,说明鼓面振动的频率在人的可听声范围 解析:鼓槌敲打鼓面的频率和鼓面的振动频率不同。
15.(1)频率 次 (2)距离声源的距离 (3)听者的听力 声音的响度 解析:人耳能否听见声音,不仅与声音的频率,而且与声音的响度、离声源的距离及听者的听力有关.
16.(1) 0.02 20 (2)7500m 8700m (3)不能 因为月球是真空,而真空不能传播声音 解析:潜艇B与潜艇A的距离是;
潜艇B反射回来的声波频率是变低,说明潜艇B离开潜艇A,那么,一分钟后潜艇B与潜艇A的距离为。
17.D 解析:潜艇上的声呐系统是利用超声波在传播过程中遇到障碍物,被反射的超声波携带大量信息,D正确;验钞机是利用紫外线来工作的;微波炉属于电磁波的利用;电视遥控器是利用红外线工作的。
18.A
19.次 超
20.54000 3000