§1.4 人耳听不到的声音 学案（含答案） 2023-2024学年苏科版物理八年级上册

《 第一章 四、人耳听不到的声音》研学案
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【课题】 第一章 四、人耳听不到的声音
【教学目标】
一、知识与技能：
1.了解超声波的特点
2.了解超声波在现代技术中的应用
3.了解次声波的特点及其危害
二、过程与方法：
1.通过演示实验，引导学生探究物理规律，培养科学探究的能力
2.培养学生运用准确的物理语言表述物理现象的能力
3.培养学生查找、整理相关资料以及交流表达能力
三、情感态度价值观：
1.通过对超声波在现代技术中的应用的了解，引导学生关注科技发展
2.通过对次声波的来源及其危害的分析，加强学生的社会观点和环境保护意识
3.培养学生科学严谨的科学探究精神，感受自然界蕴含的物理现象和规律，体验物理的魅力。
【教学重难点】
重点：超声波的特点及其应用、次声波的特点
难点：次声波的来源及其危害
【教学方法】讲授法、自主阅读、小组合作交流、网络资源多媒体辅助
【教学器材】多媒体课件、网络资源
【教学过程】
一、新课导入
【问题探讨】
地震之前，许多动物都表现出异常的状态，譬如蛇、鼠等都会集体出洞，鸟类会集体迁徙等等，而我们人类却毫无感觉，这是什么原因呢？
多媒体展示地震前动物的异常行为、地震监测警报系统、海豚大象鲸鱼交流，马戏团的训狗表演（犬笛）等。创设情境，导入新课。
二、新课教学
【自觉导航】
请同学们阅读课文P20-22并思考下列问题：
1.人类的听觉频率范围是多少？
2.为什么猫和狗的听觉比人类灵敏？
3.什么是超声波？超声波的主要特点和应用有哪些？
4.什么是次声波？次声波的主要特点和应用有什么？
【交流分享】
一、可听声
人耳能听到的声音叫做可听声（波）
频率范围是：20Hz～20000Hz
二、超声波
1.频率高于20000Hz的声音叫做超声波
2.特点：
方向性好
穿透能力强
易于获得较集中的声能
阅读书本P20 人和一些动物听觉的频率范围表。对不同动物的听觉频率范围有大致的了解，并讨论分析分别能听到哪个频率范围的声音。（如蝙蝠、海豚、飞蛾等能听到超声波）
3.应用：
（1）声呐：利用超声波方向性好，在水中传播距离远等特点制成的装置。
例题:科学工作者为了探测海底某处的深度,向海底垂直发射超声波,经过4S收到回波信号,海洋中的深度是多少m 应用这种方法能不能测量月亮到地球的距离 为什么
（2）B超（超声波诊断仪） ：超声波穿透能力强 ，能够成像 。
（3）超声波清洗：超声波能使清洗液振动。
（4）超声波测速：声波具有多普勒效应。
（5）超声波焊接：超声波能使塑料膜发热。
以及：超声波探伤、超声波牙刷、倒车雷达、超声波加湿器等，并根据超声波的特点加以讨论和交流。教师点评回答情况，回顾犬笛训犬原理。
三、次声波
1.频率低于20Hz的声音叫做次声波
2.特点：
能够绕过障碍物
传得远
几乎无孔不入
3.产生：地震、火山喷发、飞机飞行、火箭发射、核爆炸、闪电……
4.应用：预报地震、台风、监测核爆炸。
举例：乘坐火车、汽车、轮船和飞机时感觉疲倦，这也是因为它们摆动产生了次声波的缘故，所以次声波对人体有一定的危害。甚至较强的次声波会对人体造成严重损害，使人恶心、精神错乱，甚至五脏破裂。可对机器设备、建筑物等造成破坏。
教师回顾总结（略）
三、新知应用
1.人耳所能听到声波的频率范围通常在________Hz至_______Hz之间，我们把它叫做可听声。
2.声音是由于物体的振动而产生的，但我们看到蝴蝶翅膀在振动时，却听不到其因翅膀振动而产生的声音，这是因为蝴蝶翅膀的振动频率_______20 Hz（填“低于”或“高于”）。这种听不到的声波有很强的破坏性，在“5·12”汶川大地震时，600多千米之外的贵阳也有不少市民出现头晕、恶心等症状，这种现象就与声波有关，我们将这种声波称为_______声波。
3.蝙蝠靠发出的 来探测飞行中的障碍物和发现昆虫。
4.关于超声波和次声波，下列说法正确的是（　　）
A.超声波排出人体内的结石是在利用声波传递信息
B.医院利用次声波检查胎儿在母体内是否正常发育
C.声呐是一种能定向发射和接收次声波的电子设备
D.利用次声波可以监测火山喷发、海啸等自然灾害
5.下列实例不是应用超声波的是（　　）
A．外科医生不开刀就能击碎病人体内的结石
B．商店里用声波焊接器对塑料袋进行封口
C．医生用B超为孕妇做常规检查，观察胎儿的发育情况
D．医生用听诊器听内脏的声音
6.下列事例中，属于次声波的应用的是（　　）
A．声呐测定海底的深度 B．预报台风，监测核爆炸
C．蝙蝠确定目标的方向和距离 D．海豚判断物体的位置和大小
7.有一种电动牙刷，它能发出超声波，直达牙刷棕毛刷不到的地方，这样刷牙干净又舒服，则下列说法正确的是（　　）
A．电动牙刷发出的超声波不能在空气中传播
B．超声波不是由物体振动产生的
C．超声波的音调很低所以人听不到
D．超声波能传递能量
8.经超声波探伤仪检测，刚竣工的三峡大坝坝体无一结构性裂缝，创造了人类水利建筑史上的奇迹．探伤仪发出的超声波无法被人耳所听到，原因是超声波的（　　）
A．速度太快 B．响度太小 C．频率太高 D．频率太低
9.以下利用了超声波的反射来获取信息的是（　　）
A．大象的“声音”交流
B．蝙蝠的“回声”定位
C．外科医生对结石病人的“超声”排石
D．站在天坛中央说话，会感到声音特别洪亮
10.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，听觉上有较明显反应的动物是（　　）
一些动物的听觉的频率范围
蝙蝠 1000Hz--120 000Hz
海豚 150Hz--150 000Hz
猫 60Hz---65000Hz
大象 1Hz---20 000Hz
A．蝙蝠 　　　 B．海豚　　 C．猫 　　 D．大象
【课后作业】
四、人耳听不到的声音
1.人耳能听到的声音叫作 ，它的频率范围是 Hz至 Hz.
2.频率高于 Hz的声音叫作超声波，频率低于 Hz的声音叫作次声波。人耳 (填“能”或“不能”)听到超声波或次声波.。
3.蝴蝶飞行时翅膀振动的频率为5～6Hz，苍蝇飞行时翅膀振动的频率为300～500 Hz，当它们都从你身边飞过时，你将（　　）
A.只能听到蝴蝶的声音 B.只能听到苍蝇的声音
C.两者的声音都能听到 D.两者的声音都听不到
4.一个声源2min内振动了720次，它的频率为 Hz，人耳 (填“能”或“不能”)听到它发出的声音;小明练声时，发出声音的频率是200 Hz，则他的声带每秒钟振动 次。
5.在蜿蜒的铁路线上“铁轨医生”正手持探伤仪给铁轨做“B超”(如图所示)，探伤仪发出的超声波无法为人耳听见，原因是超声波的（　　）
A.传播速度太快
B.响度太小
C.频率太高
D.频率太低
6.下列不属于超声波应用的是（　　）
A.海豚判断物体的位置和大小
B.医生利用B超给病人检查脏器
C.利用超声波清洗精细的零件
D.用小提琴演奏优美的乐曲
7.如图所示为可以塞进血管的新型记忆芯片，它内置56个超声波发射器和48个接收器，当它导入心脏后，会沿着心脏中的各个主动脉或静脉移动，实时拍摄下心脏内血管的情况，并能精确提供病变位置.下列关于该芯片的说法中，错误的是（　　）
A.超声波能成像
B.超声波穿透性强
C.超声波方向性好
D.超声波的频率低，人耳听不到
8.振动会发出声音，而我们听不到蝴蝶翅膀振动发出的声音，却能听到讨厌的蚊子声的原因是 （　　）
A．蝴蝶翅膀软，振幅小
B．蝴蝶每秒振动的次数低于20次，超出人的听觉范围
C．蝴蝶翅膀振动时不会发出声音
D．蚊子数量多，离人近
9.简述超声波的应用(各举一例).
(1)在渔业生产上: ;
(2)在航海上: ;
(3)在医疗上: ;
(4)在工业生产上: .
10.如图，将眼镜放在超声波清洗机中清洗时，眼镜上的污垢振动频率大于 Hz，超声波可以让物体高频率振动，说明声波具有 。人耳听到超声波清洗机工作时发出的“嗡嗡”的声音，这 (填“是”或“不是”)超声波。
11.一艘国际商船在“火地岛”发现了多年前神秘失踪的“马可波罗”号帆船，而船上的一切设备及物品完好无损.经科学家们多年的研究和探索，终于揭开了这些遇难者的“死亡之谜”，原来他们都死于风暴所产生的 (填“超声波”或“次声波”)。
12.人能感受的声音频率有一定的范围，大多数人能听到的声音是可听声，大象进行交流的“声音”是一种次声波，人类听不到大象交流的“声音”是因为（　　）
A.大象发出的声音太小
B.次声波无法传入人耳
C.次声波的频率大于2000次每秒
D.次声波的频率小于20次每秒
13.生活在海边的渔民经常会看到这样的情景:风和日丽，平静的海面上出现一把一把小小的“降落伞”——水母，它们在近海处悠闲自得地升降、漂游。忽然水母像受到什么命令似的，纷纷离开海岸，游向大海。不一会儿，狂风呼啸，波涛汹涌，风暴便来临了。就划线部分，以下解释合理的是（　　）
A.水母接收到了次声波
B.水母接收到了大海的召唤
C.水母感受到了温度的突然变化
D.水母感受到了空气的流动加快
14.下列说法正确的是（　　）
A.人耳听不到超声波和次声波，但有的动物能听到
B.足够强的超声波才能被人听到
C.次声波对人类有百害而无一利
D.人耳听不到的声音都叫次声波
15.强烈地震总会造成大量人员伤亡及财产损失，下列说法错误的是 （　　）
A.地震时伴有次声波产生
B.地震时会产生次声波，这种次声波不能在真空中传播
C.地震时产生的次声波不是由物体振动产生的
D.受灾人员通过呼喊和敲击方式求救主要是利用声音可以传递信息
16.下列说法不正确的是（　　）
A.利用强超声波对钢铁、宝石、金刚石等坚硬物体进行钻孔和切割加工
B.在设计、建造大厅堂时，必须把回声现象作为重要因素加以考虑
C.在石油勘探时，常采用人工地震的方法，即在地面上埋好炸药包，放上一个探头，把炸药引爆，探头就可以接收到地下不同层间界面反射回来的声波，从而探测出地下油矿
D.利用超声波能够预报地震、侦察台风和大气中的核爆炸
17.声音在海水中的传播速度是1530 m/s，为了开辟新航道，某科学探测船利用回声探测仪器探测水下有无暗礁。如图所示，探测船发出的声音信号经0.6 s后被船舱底的探测仪器接收到。
(1)为了使探测船发出的声音有更好的回收效果，最好用什么声波 。
(2)该装置能不能用于测月地距离 为什么 ， 。
(3)暗礁到探测船舱底的距离是多少 （要有计算过程，可不写公式）
(4)探测船在海上航行时，轮船上的一位气象学家将一只氢气球凑近耳朵听了听，马上向大家发出紧急报告:“海上风暴即将来临”就在当天夜里，海上发生了强烈的风暴.一只氢气球怎么能预报海上的风暴呢 试分析气象学家判断风暴的物理学依据. 。
“新知应用”参考答案：
1.20，20000；2.低于，次； 3.超声波；4.D 5.D 6.B 7.D 8.C 9.B 10.D
“课后作业”参考答案：
1.可听声波，20，20000
2.20000，20，不能
3.B
4.6 ，不能，200
5-8.CDDB
9.(1)探测海里鱼群的位置
(2)探测海底深度、海中暗礁等
(3)检查、治疗人体疾病(或对医疗器械进行清洗)
(4)超声波金属探伤仪能探测金属制品内在的缺陷
10.20000，能量，不是
11.次声波
12-16.DAACD
17.(1)最好用超声波(因为超声波具有定向性好、穿透能力强的特点)
(2)不能.因为月球周围没有空气，声波不能在真空中传播。
(3)因为发出的声音信号0.6 s后被探测仪器接收，所以超声波从船所在的位里传播到暗礁的时间为1/2×0.6 s=0.3 s，暗礁到船舱底的距离:S=1 530 m/s×0.3 s=459 m。
(4)风暴来临前一般会产生次声波，次声波引起气球内空气振动，人耳能听到气球内气体振动发出的声音，从而推测出风暴即将来临。