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第7讲 声音的利用
人从呱呱坠地时起，就开始利用声音了。妈妈能从婴儿的啼哭声中发现宝宝情绪的变化；利用声呐可以测量海洋的深度；医生会用各种各样的超声仪器为患者诊病……
知识点1：超声波
1. 定义：把频率高于20000 Hz的声音叫做超声。
2. 超声波的特点和应用
（1）特点：方向性好；穿透力强；易于获得较集中的声能。
（2）应用：传递信息和能量。
① 回声定位:超声波碰到障碍物会反射回来,根据回声到来的方位和时间,可以确定目标的位置和距离。
② 声呐:向水中发射各种形式的声信号,碰到需要定位的目标时产生反射波,接收反射波并进行信号分析；处理,除掉干扰,从而显示出目标所在的方位和距离。
③ B超：观察母体内的胎儿。
④ 超声波去除结石。
（1）声音在产生时可以携带一定的信息；声音的音调、音色、响度也可以传递一些信息；声波被反射时，回声可以传递信息。
（2）超声可以用来清洗钟表等精密的仪器，把清洗物放在清洗液里，超声穿过液体并引起激烈的振动，振动将物体上的污垢都振动下来，而且不会损坏物体，超声的振动比可闻声波更加强烈。外科医生利用超声的振动祛除人体的结石，向人体内发送超声，结石被击成细小的粉末，从而可以随尿液排出体外。
知识点2：次声波
1. 定义： 把频率低于20Hz的声音叫做次声。自然界中的火山爆发、地震、风暴等都能产生次声，核爆炸，导弹发射等也能产生次声。
2. 次声波的特点和危害
（1）特点：没有什么障碍物能阻挡它；传播过程中很难被介质吸收，能量损耗少。
（2）危害：
①能使机器设备破裂、飞机解体、建筑物遭到破坏；
②破坏人的平衡器官的功能，会产生恶心，晕眩、旋转感等症状，严重的会造成内脏出血破裂，危及生命。
（3）采取的措施：尽量防止次声的产生；尽量远离次声源。
（4）应用：
①利用它的破坏性，如制成次声武器。
②制造次声驱蚊器，用于防止蚊虫叮咬。
知识点3：声音的利用
声音既可以传递信息又可以传递能量
题型1：超声波与次声波
【典例1】如图所示是人和一些动物发声和听觉的频率范围。由图可知， 能够发出超声波， 能够发出次声波。地震前通常有次声波产生，人、海豚和大象中，能最先感觉到的是 。
【变式1-1】在下列各组动物、仪器或自然现象中，不能产生次声波的是（ ）
A．蝙蝠 B．地震 C．台风 D．大象
【变式1-2】海豚能够发出超声波，老虎能够发出次声波。下列关于这两种波的说法正确的是（ ）
A．超声波听起来比较高亢，次声波听起来比较低沉
B．超声波和次声波都是由于物体振动产生的，它们的传播都需要介质
C．通常情况下，超声波在15℃空气中的传播速度大于340m/s
D．次声波的频率高于人类听觉的上限
题型2：声与信息
【典例2】（多选）下列事例是利用声音传递信息的有（ ）
A．利用超声波给金属工件探伤
B．利用超声波排打碎除人体内的结石
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
D．利用超声波洗衣机来清洗衣物
【变式2-1】湖南省在2023年11月1日进行了防空警报试鸣。若发生战争或自然灾害，同学们听到广播中的警报声就要离开教室并迅速到安全的地方等待救援。这说明声波可以传递 （选填“信息”或“能量”），声波是通过 传到同学们的耳朵中的。
【变式2-2】如图是工人师傅用一把螺丝刀探听电动机内部运转是否正常的做法，某次工人师傅听到的声音比较响，说明声音的 （选填“频率”或“振幅”）大；通过听到的声音可以判断电动机内部运转是否正常，这是利用了声音可以传递 （选填“能量”或“信息”）。
题型3：声与能量
【典例3】下列事例是利用声传递能量的是（ ）
A．人们可以利用声呐探测海底深度 B．医生常用超声波去除人体内的结石
C．渔民捕鱼时利用声呐获得水中鱼群的信息 D．大象可以用次声波进行交流
【变式3-1】端午节是我国的传统节日，吃粽子、赛龙舟也成为人们过节的重要习俗。小彤在观看龙舟赛时，听到了阵阵鼓声。阵阵鼓声是由于鼓面的 而产生的，同时感到阵阵鼓声震耳欲聋，这说明声音能传递 。
【变式3-2】小明裁去一个空的饮料瓶瓶底，给开口处扎紧一层橡皮膜，让瓶口对着蜡烛的火焰，敲打橡皮膜使其 发声。如图所示，当小明敲打橡皮膜时火焰随之晃动，这个实验说明说明声音能传递 （选填“信息”或“能量”）。
题型4：生物对声波的利用
【典例4】下列说法错误的是（ ）
A．大像是利用次声波进行交流的
B．人听不到蝴蝶飞行的声音是因为蝴蝶飞行时发出的是超声波
C．“B超”向人体内发射超声波
D．蝙蝠是根据所发超声波的回声来确定目标的位置和距离
【变式4-1】生活在海边的渔民经常看见这样的情景：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．水母感受到了温度的突然变化
C．水母接收到了其他海洋生物发出的信号 D．水母感受到了阳光光照的变化
【变式4-2】蝙蝠在夜间飞行时不会撞到障碍物，是因为它在飞行时发出 波，这些声波碰到墙壁或昆虫时会 回来，根据回声到来的方位和时间，它可以确定目标的位置和距离，蝙蝠所采用的这种方法叫做 。
题型5：超声波的利用
【典例5】关于声音的描述，下列说法正确的是（ ）
A．“声纹门锁”是依据声音的响度来识别的 B．鼓手打鼓用的力越大，鼓声的音调就越高
C．小轿车倒车雷达是利用次声波传感器工作的 D．二胡演奏的优美旋律，是由弦的振动产生的
【变式5-1】如图所示为一种我国自主研发的超声导盲手杖。它可以发射超声波探测周围5m内障碍物的情况，并处理成语音信号及时播放出来，达到“以听代视”的效果。该手杖可帮助盲人辨别障碍物的方位、距离、大小甚至形状等信息。下列说法中正确的是（ ）
A．超声波的频率低于20Hz
B．该应用可以体现超声波可以传递能量
C．超声波信号遇到障碍物后不会发生反射现象
D．该导盲杖对障碍物的定位原理与蝙蝠的定位原理相同
【变式5-2】随着科学技术和社会的发展，超声波已广泛应用于各个领域。下列事例中，利用超声波传递信息的是（ ）
A．用超声波除去人体内的结石 B．用超声波清洗眼镜片
C．利用超声波探测海洋的深度 D．用超声波对钢铁钻孔
题型6：次声波的危害
【典例6】2021年5月22日02时04分，果洛州玛多县发生了7.4级地震。部分位于几百公里之外的市民说自己出现了头晕、恶心等症状，这是因为人体内脏与地震发出的声波产生了共振现象。对此下列说法正确的是（ ）
A．共振的频率小于20Hz
B．地震发出的声波是超声波
C．地震发出的声波具有很强的破坏性，可以传到太空
D．人们可以听到地震发出的声波，从而确定地震的方向
【变式6-1】科学研究发现，7Hz的声波可以穿透十几米的钢筋混凝土给人造成伤害，这说明声可以传递 ，用这种 声波制成的武器威力巨大，可以传播得很远，但可以用 隔离罩有效阻止这种声波的传播。
【变式6-2】北京时间8月6日2时33分，在山东德州市平原县发生5.5级地震，地震时会产生 。（选填“超声波”或“次声波”）
一、单选题
1．以下利用了超声波的发射来获取信息的是（ ）
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
2．声能够传递“信息”和“能量”。下面事例中，主要利用声传递“能量”的是（ ）
A．利用超声波给金属工件探伤 B．利用超声波排除人体内的结石
C．医生通过听诊器给病人诊病 D．利用次声预报仪判断地震的方位和强度
3．地震是一种常见的自然灾害。发生地震时，被困人员可以敲击周围坚硬物体求救。下列说法错误的是（ ）
A．地震时会产生超声波 B．声音可以传递信息
C．声音在固体中传播更快 D．声音是由物体振动产生的
4．物理课上，同学们对下列观点展开了热烈的讨论，其中说法中正确的是（ ）
A．可以利用蝙蝠的回声定位原理测量地球与月球距离
B．只要仪器精度足够高，我们可以通过多次测量来消除误差
C．运动会上同学们为选手加油呐喊是利用了声可以传递能量
D．0dB是人刚能听到的最微弱的声音
5．当你遇到美食、美景时会忍不住用手机拍下，发到微信“朋友圈”，告诉其他小伙伴。当大象在找到水源或遇到危险后，也会发信息到“朋友圈”告知其他同伴。它用“跺脚”的方式发出低于的声音，通过大地传到远处。研究人员发现大象发出的振动信号能通过大地传播左右。下列说法正确的是（ ）
A．大象是用超声波传递信息
B．大象发出的声音能传到很远处，说明声音的传播不需要介质
C．人耳在左右能听到该大象传递的信息
D．这个例子说明声音能传递信息
6．超声波在很多方面有应用，下列说法不正确的是（ ）
A．蝙蝠利用发出的超声波导航
B． 人们制成超声雷达探测鱼群
C．用超声波检查母体内的胎儿
D．狗能通过超声提前感知地震
7．2021年，云南野象群北迁引发全球关注。迁徙途中，一只小象虽掉队十余公里，仍能够通过次声波与象群取得联系并最终“归队”。象群交流使用的次声波人却听不见，这是因为（ ）
A．人与象距离太远 B．次声波的响度太小
C．次声波的频率太低 D．次声波的音调太高
8．2023年10月16日，成都2岁女孩曹惠狗厮咬震惊全国。逼狗伤人事故也时有发生。超声贬问器（如图所示）应运而生。实验结果显示：对着狗按开关，狗好像听到巨大的噪声而毅开，而旁边的人什么也没听见，人听不见声音是因为驱狗器（ ）
A．发出的声音不是振动产生的
B．发出声音的响度小
C．发出声波的频率不在人耳能够感受的频率范围内
D．发出的声波不能在空气中传播
9．如图所示，一位科研人员在用一款低音频灭火装置进行灭火试验，装置通过发出30~60Hz的低频声波，在短短数秒之内就扑灭了火焰。关于这台低音频灭火装置，下列说法正确的是（ ）
A．低音频灭火装置发出的是次声波
B．声波可以灭火说明声波能传递能量
C．低音频灭火装置发声不需要振动
D．装置发出的低频声波指的是其发声的响度
二、填空题
10．如图是两个声音在同一个示波器上显示出来的波形。从图形可知 图响度小， 图音调高。地震时会伴有 （超声波/次声波）的产生，其频率范围低于 Hz。
11．声音的知识在生活中有广泛的应用，图（a）说明利用声音在 （选填“固体”、“液体”或“气体”）中传播可以探听机器内部运转是否正常。图（b）说明利用 可以测量距离；图（c）说明 （选填“响度”、“音调”或“音色”）的知识可以判断酒桶中酒的多少；图（d）。医生正在用听诊器为病人诊病。听诊器主要运用了声音 （填“具有能量”或“传递信息”）的道理。
12．声音有两个作用：传递 和传递 。如：声呐，“B超”等，是利用 （选填“超声”或“次声”）传播信息的作用；洗涤精密仪器、粉碎肾结石等，则是利用 （选填“超声”或“次声”）传播能量的作用；而预测自然灾害（地震、海啸等）、监测核爆炸等，是利用 （选填“超声”或“次声”）传播信息的作用。
13．某种昆虫靠翅的振动发声。如果这种昆虫的翅膀在2s内振动了600次，频率是 Hz，人类 听到该频率的声音（填“能”或“不能”），地震、海啸发生时一般都伴随有 （“超声波”或“次声波”）。
14．利用声呐装置可以探测鱼群位置，测量海洋深度，说明声音可以传递 ；声呐系统发射的是 （填：“超声波”或“次声波”）。
15．古诗《春夜洛城闻笛》中有“谁家玉笛暗飞声，散入春风满洛城”，诗人辨别出是玉笛的声音，是依据不同声音的 不同；汽车上的倒车雷达利用了声音可以传递 ；属于次声波应用的是 （选填序号①电视机遥控器②声呐探测鱼群 ③预报台风地震）。
16．2023年08月01日12点11分，四川内江市威远县发生里氏3.0级地震，地震时所产生的 （填“超声波”“次声波”或“电磁波”）对建筑物、人的平衡器官破坏性很大，并且它的频率范围为 Hz。
三、简答题
17．有一种次声武器，靠发射次声攻击敌方。如果该次声武器在距离目标680m的地方开始发出次声，次声将用多长时间才能到达目标？假设步枪子弹的速度680m/s，如果用步枪射击目标，子弹将用多长时间才能到达目标？比较这两个时间，说明人们选择次声武器另有原因，请你写出一条。
18．2023年12月18日23时59分，甘肃省积石山县发生6.2级地震。许多动物对地震很敏感，在地震前表现出惊惶不定的异常状态，如“鸡飞上树高声叫，鱼跃水面惶惶跳，老鼠出洞到处跑……”，而人在地震前却毫无感觉，但人们通常会收到手机的地震预警提示并迅速作出选择。请你结合文中的描述提出一个相关的物理问题并作出回答。
例如：问题：声音是怎样产生的？
回答：声音是由物体的振动产生的。
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第7讲 声音的利用
人从呱呱坠地时起，就开始利用声音了。妈妈能从婴儿的啼哭声中发现宝宝情绪的变化；利用声呐可以测量海洋的深度；医生会用各种各样的超声仪器为患者诊病……
知识点1：超声波
1. 定义：把频率高于20000 Hz的声音叫做超声。
2. 超声波的特点和应用
（1）特点：方向性好；穿透力强；易于获得较集中的声能。
（2）应用：传递信息和能量。
① 回声定位:超声波碰到障碍物会反射回来,根据回声到来的方位和时间,可以确定目标的位置和距离。
② 声呐:向水中发射各种形式的声信号,碰到需要定位的目标时产生反射波,接收反射波并进行信号分析；处理,除掉干扰,从而显示出目标所在的方位和距离。
③ B超：观察母体内的胎儿。
④ 超声波去除结石。
（1）声音在产生时可以携带一定的信息；声音的音调、音色、响度也可以传递一些信息；声波被反射时，回声可以传递信息。
（2）超声可以用来清洗钟表等精密的仪器，把清洗物放在清洗液里，超声穿过液体并引起激烈的振动，振动将物体上的污垢都振动下来，而且不会损坏物体，超声的振动比可闻声波更加强烈。外科医生利用超声的振动祛除人体的结石，向人体内发送超声，结石被击成细小的粉末，从而可以随尿液排出体外。
知识点2：次声波
1. 定义： 把频率低于20Hz的声音叫做次声。自然界中的火山爆发、地震、风暴等都能产生次声，核爆炸，导弹发射等也能产生次声。
2. 次声波的特点和危害
（1）特点：没有什么障碍物能阻挡它；传播过程中很难被介质吸收，能量损耗少。
（2）危害：
①能使机器设备破裂、飞机解体、建筑物遭到破坏；
②破坏人的平衡器官的功能，会产生恶心，晕眩、旋转感等症状，严重的会造成内脏出血破裂，危及生命。
（3）采取的措施：尽量防止次声的产生；尽量远离次声源。
（4）应用：
①利用它的破坏性，如制成次声武器。
②制造次声驱蚊器，用于防止蚊虫叮咬。
知识点3：声音的利用
声音既可以传递信息又可以传递能量
题型1：超声波与次声波
【典例1】如图所示是人和一些动物发声和听觉的频率范围。由图可知， 能够发出超声波， 能够发出次声波。地震前通常有次声波产生，人、海豚和大象中，能最先感觉到的是 。
【答案】 海豚 大象 大象
【详解】[1][2]人耳听觉的频率范围是20~20000Hz，低于20Hz的声音叫次声波，高于20000Hz的声音叫超声波。由图可知，海豚能够发出超声波，大象能够发出次声波。
[3]地震前通常有次声波产生，人、海豚都不能听到次声波，大象能听到次声波，能最先感觉到的是大象。
【变式1-1】在下列各组动物、仪器或自然现象中，不能产生次声波的是（ ）
A．蝙蝠 B．地震 C．台风 D．大象
【答案】A
【详解】A．蝙蝠产生的声音振动频率高于20000Hz，是超声波，故A符合题意；
B．地震产生的声音振动频率低于20Hz，是次声波，故B不符合题意；
C．台风产生的声音振动频率低于20Hz，是次声波，故C不符合题意；
D．大象产生的声音振动频率低于20Hz，是次声波，故D不符合题意。
故选A。
【变式1-2】海豚能够发出超声波，老虎能够发出次声波。下列关于这两种波的说法正确的是（ ）
A．超声波听起来比较高亢，次声波听起来比较低沉
B．超声波和次声波都是由于物体振动产生的，它们的传播都需要介质
C．通常情况下，超声波在15℃空气中的传播速度大于340m/s
D．次声波的频率高于人类听觉的上限
【答案】B
【详解】AD．人耳能听到的声音的频率范围是20～20000Hz，低于20Hz的叫次声波，高于20000Hz叫超声波；由于超声波、次声波的频率都不在人的听觉频率范围，所以人听不到，故AD错误；
B．一切声音都是由于物体振动产生的，声音的传播需要介质，超声波和次声波都是声音，所以，超声波和次声波都是由于物体振动产生的，它们的传播都需要介质，故B正确；
C．通常情况下，声音在15℃空气中的传播速度为340m/s，超声波是声音，所以，通常情况下，超声波在15℃空气中的传播速度等于340m/s，故C错误。
故选B。
题型2：声与信息
【典例2】（多选）下列事例是利用声音传递信息的有（ ）
A．利用超声波给金属工件探伤
B．利用超声波排打碎除人体内的结石
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
D．利用超声波洗衣机来清洗衣物
【答案】AC
【详解】A．利用超声波给金属工件探伤，是利用声音传递信息，故A符合题意；
B．利用超声波排打碎除人体内的结石，是利用声音传递能量，故B不符合题意；
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，是利用声音传递信息，故C符合题意；
D．利用超声波洗衣机来清洗衣物，是利用声音传递能量，故D不符合题意。
故选AC。
【变式2-1】湖南省在2023年11月1日进行了防空警报试鸣。若发生战争或自然灾害，同学们听到广播中的警报声就要离开教室并迅速到安全的地方等待救援。这说明声波可以传递 （选填“信息”或“能量”），声波是通过 传到同学们的耳朵中的。
【答案】 信息 空气
【详解】
[1]声音可传播信息，也可以传递能量，同学们听到广播中的警报声就要离开教室并迅速到安全的地方等待救援，这说明声波可以传递信息。
[2]声音传播需要介质，声波是通过空气传到同学们的耳朵中的。
【变式2-2】如图是工人师傅用一把螺丝刀探听电动机内部运转是否正常的做法，某次工人师傅听到的声音比较响，说明声音的 （选填“频率”或“振幅”）大；通过听到的声音可以判断电动机内部运转是否正常，这是利用了声音可以传递 （选填“能量”或“信息”）。
【答案】 振幅 信息
【详解】[1]响度与振幅有关，振幅越大，响度越大，工人师傅听到的声音比较响，说明声音的振幅大。
[2]声音可以传递信息和能量，通过声音判断电动机内部运转是否正常，这是利用了声音传递信息。
题型3：声与能量
【典例3】下列事例是利用声传递能量的是（ ）
A．人们可以利用声呐探测海底深度 B．医生常用超声波去除人体内的结石
C．渔民捕鱼时利用声呐获得水中鱼群的信息 D．大象可以用次声波进行交流
【答案】B
【详解】根据声音的特点可知，声音可以传递信息和能量。
A．人们可以利用声呐探测海底深度，说明声音可以传递信息；故A不符合题意；
B．医生利用超声波除去人体内的结石，说明声音可以传递能量，故B符合题意；
C．渔民捕鱼时利用声呐获得水中鱼群的信息，说明声音可以传递信息；故C不符合题意；
D．大象可以用次声波进行交流，说明声音可以传递信息；故D不符合题意。
故选B。
【变式3-1】端午节是我国的传统节日，吃粽子、赛龙舟也成为人们过节的重要习俗。小彤在观看龙舟赛时，听到了阵阵鼓声。阵阵鼓声是由于鼓面的 而产生的，同时感到阵阵鼓声震耳欲聋，这说明声音能传递 。
【答案】 振动 能量
【详解】[1]声音是由物体的振动产生的，阵阵鼓声是由于鼓面的振动产生的。
[2]声音可以传递信息，也可以传递能量。感到阵阵鼓声震耳欲聋，是由于声音具有能量，说明声音可以传递能量。
【变式3-2】小明裁去一个空的饮料瓶瓶底，给开口处扎紧一层橡皮膜，让瓶口对着蜡烛的火焰，敲打橡皮膜使其 发声。如图所示，当小明敲打橡皮膜时火焰随之晃动，这个实验说明说明声音能传递 （选填“信息”或“能量”）。
【答案】 振动 能量
【详解】[1]一切正在发声的物体都在振动，为了让橡皮膜发声，可以敲打橡皮膜使其振动。
[2][3]声音可以传递信息，也可以传递能量。当敲打橡皮膜使其发声时，可以观察到火焰随之晃动，表明声音能传递能量。
题型4：生物对声波的利用
【典例4】下列说法错误的是（ ）
A．大像是利用次声波进行交流的
B．人听不到蝴蝶飞行的声音是因为蝴蝶飞行时发出的是超声波
C．“B超”向人体内发射超声波
D．蝙蝠是根据所发超声波的回声来确定目标的位置和距离
【答案】B
【详解】A．大象发出的声频率低于20Hz，属于次声波，大象是利用次声波进行交流的，故A正确，不符合题意；
B．人听不到蝴蝶飞行的声音是因为蝴蝶翅膀振动的频率低，飞行时发出的是次声波，故B错误，符合题意；
C．“B超”向人体内发射超声波，利用超声波传递人体内的信息，故C正确，不符合题意；
D．蝙蝠能发生超声波，根据所发超声波的回声来确定目标的位置和距离，故D正确，不符合题意。
故选B。
【变式4-1】生活在海边的渔民经常看见这样的情景：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．水母感受到了温度的突然变化
C．水母接收到了其他海洋生物发出的信号 D．水母感受到了阳光光照的变化
【答案】A
【详解】风暴发出的声音频率低于20Hz，属于次声波，不在人耳听不到的范围之内，但水母等动物可以听到，所以我们可以根据它们的异常反应预测灾难，故只有选项A符合题意，B、C、D不符合题意。
故选A。
【变式4-2】蝙蝠在夜间飞行时不会撞到障碍物，是因为它在飞行时发出 波，这些声波碰到墙壁或昆虫时会 回来，根据回声到来的方位和时间，它可以确定目标的位置和距离，蝙蝠所采用的这种方法叫做 。
【答案】 超声 反射 回声定位
【详解】[1][2]蝙蝠是利用超声波确定目标的位置和距离，所以蝙蝠在夜间飞行时不会撞到障碍物；声波是可以反射的，这些声波碰到墙壁或昆虫时会反射回来。
[3]利用超声波可以回声定位，蝙蝠根据回声到来的方位和时间，可以确定目标的位置和距离，这方法是回声定位。
题型5：超声波的利用
【典例5】关于声音的描述，下列说法正确的是（ ）
A．“声纹门锁”是依据声音的响度来识别的 B．鼓手打鼓用的力越大，鼓声的音调就越高
C．小轿车倒车雷达是利用次声波传感器工作的 D．二胡演奏的优美旋律，是由弦的振动产生的
【答案】D
【详解】A．“声纹门锁”是依据声音的音色来识别的，故A错误；
B．鼓手打鼓用的力越大，振幅越大，鼓声的响度就越大，故B错误；
C．小轿车倒车雷达是利用超声波传感器工作的，故C错误；
D．声音是由物体振动产生的，二胡演奏产生声音是由弦的振动产生的，故D正确。
故选D。
【变式5-1】如图所示为一种我国自主研发的超声导盲手杖。它可以发射超声波探测周围5m内障碍物的情况，并处理成语音信号及时播放出来，达到“以听代视”的效果。该手杖可帮助盲人辨别障碍物的方位、距离、大小甚至形状等信息。下列说法中正确的是（ ）
A．超声波的频率低于20Hz
B．该应用可以体现超声波可以传递能量
C．超声波信号遇到障碍物后不会发生反射现象
D．该导盲杖对障碍物的定位原理与蝙蝠的定位原理相同
【答案】D
【详解】A．超声波的频率高于20000Hz，故A错误；
B．导盲手杖为盲人提供了障碍物的信息，所以利用的是超声波可以传递信息的原理，故B错误；
C．超声波信号遇到障碍物后会发生反射现象。导盲手杖利用了声波能够反射的特点，故C错误；
D．该导盲手杖依靠发射和接收超声波，来判断以及对障碍物定位，此原理与蝙蝠的定位原理相同，故D正确。
故选D。
【变式5-2】随着科学技术和社会的发展，超声波已广泛应用于各个领域。下列事例中，利用超声波传递信息的是（ ）
A．用超声波除去人体内的结石 B．用超声波清洗眼镜片
C．利用超声波探测海洋的深度 D．用超声波对钢铁钻孔
【答案】C
【详解】A. 用超声波除去人体内的结石，是声波传递能量的应用，故A不符合题意；
B. 用超声波清洗眼镜片，是声波传递能量的应用，故B不符合题意；
C. 利用超声波探测海洋的深度，是声波传递信息的应用，故C符合题意；
D. 用超声波对钢铁钻孔，是声波传递能量的应用，故D不符合题意。
故选C。
题型6：次声波的危害
【典例6】2021年5月22日02时04分，果洛州玛多县发生了7.4级地震。部分位于几百公里之外的市民说自己出现了头晕、恶心等症状，这是因为人体内脏与地震发出的声波产生了共振现象。对此下列说法正确的是（ ）
A．共振的频率小于20Hz
B．地震发出的声波是超声波
C．地震发出的声波具有很强的破坏性，可以传到太空
D．人们可以听到地震发出的声波，从而确定地震的方向
【答案】A
【详解】AB．地震发出的声波是次声波，次声波的振动频率低于20Hz，所以共振的频率小于20Hz，故A正确，B错误；
C．地震发出的声波具有很强的破坏性，但是声的传播需要介质，真空不能传声，所以不可能传到太空，故C错误；
D．人们通过仪器可以监测次声波，从而确定地震的方向，人不可能听到次声波的，故D错误。
故选A。
【变式6-1】科学研究发现，7Hz的声波可以穿透十几米的钢筋混凝土给人造成伤害，这说明声可以传递 ，用这种 声波制成的武器威力巨大，可以传播得很远，但可以用 隔离罩有效阻止这种声波的传播。
【答案】 能量 次 真空
【详解】[1]声音可以传递能量，所以声波可以穿透十几米的钢筋混凝土给人造成伤害。
[2]频率低于20Hz的声音称为次声波，所以7Hz的声波属于次声波。
[3]声音的传播需要介质，真空不能传播声音，所以可以用真空隔离罩有效阻止次声波的传播。
【变式6-2】北京时间8月6日2时33分，在山东德州市平原县发生5.5级地震，地震时会产生 。（选填“超声波”或“次声波”）
【答案】次声波
【详解】人耳能听到的声音的频率范围是20～20000Hz，低于20Hz的叫次声波，高于20000Hz叫超声波；地震、海啸等产生次声波，地震时会产生次声波。
一、单选题
1．以下利用了超声波的发射来获取信息的是（ ）
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
【答案】B
【详解】A．因为大象的“声音”是一种次声波，所以人类听不到大象之间的交流的声音，但是大象却能听见，从而相互交流，故A不符合题意；
B．蝙蝠会能通过口腔或鼻腔把从喉部产生的超声波发射出去，利用折回的声音来定向，故B符合题意；
C．外科医生对结石病人的“超声”排石是利用了超声波能传递能量，故C不符合题意；
D．站在天坛中央说话，声音传播出去，遇到周围高大的建筑物又反射回来，我们听到的是回声与原声的混合，因此我们听到的声音响亮；人的说话声不属于超声波，故D不符合题意。
故选B。
2．声能够传递“信息”和“能量”。下面事例中，主要利用声传递“能量”的是（ ）
A．利用超声波给金属工件探伤 B．利用超声波排除人体内的结石
C．医生通过听诊器给病人诊病 D．利用次声预报仪判断地震的方位和强度
【答案】B
【详解】A．利用超声波给金属探伤，属于利用声音传递信息，故A不符合题意；
B．利用超声波排除人体内的结石，是利用超声波粉碎结石，属于声音传递能量，故B符合题意；
C．医生通过听诊器给病人诊病，属于声音传递信息，故C不符合题意；
D．地震时会产生次声波，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D不符合题意。
故选B。
3．地震是一种常见的自然灾害。发生地震时，被困人员可以敲击周围坚硬物体求救。下列说法错误的是（ ）
A．地震时会产生超声波 B．声音可以传递信息
C．声音在固体中传播更快 D．声音是由物体振动产生的
【答案】A
【详解】A．地震时会产生次声波，故A错误，符合题意；
B．声音可以传递信息，声音可以传递能量，故B正确，不符合题意；
C．一般情况下，声音在固体中传播最快，其次是液体，最后是固体，故C正确，不符合题意；
D．声音是由物体振动产生的，振动停止，发声也停止，故D正确，不符合题意。
故选A。
4．物理课上，同学们对下列观点展开了热烈的讨论，其中说法中正确的是（ ）
A．可以利用蝙蝠的回声定位原理测量地球与月球距离
B．只要仪器精度足够高，我们可以通过多次测量来消除误差
C．运动会上同学们为选手加油呐喊是利用了声可以传递能量
D．0dB是人刚能听到的最微弱的声音
【答案】D
【详解】A．声音的传播需要介质，真空不能传声，因此不能用蝙蝠的回声定位原理测量地球与月球的距离，故A错误；
B．误差是在测量方法正确的情况下产生的，只可以减小，却不能避免，故B错误；
C．运动会上同学们为选手加油呐喊是利用了声可以传递信息，故C错误；
D．声音的强弱等级用分贝来表示，0dB是人能听到的最微弱的声音；故D正确。
故选D。
5．当你遇到美食、美景时会忍不住用手机拍下，发到微信“朋友圈”，告诉其他小伙伴。当大象在找到水源或遇到危险后，也会发信息到“朋友圈”告知其他同伴。它用“跺脚”的方式发出低于的声音，通过大地传到远处。研究人员发现大象发出的振动信号能通过大地传播左右。下列说法正确的是（ ）
A．大象是用超声波传递信息
B．大象发出的声音能传到很远处，说明声音的传播不需要介质
C．人耳在左右能听到该大象传递的信息
D．这个例子说明声音能传递信息
【答案】D
【详解】
．用“跺脚”的方式发出的声音频率低于，属于次声波传递信息，故A错误；
B．声音的传播需要介质，大象发出的声音能通过大地传播，传到很远处，故B错误；
C．大象发出的是次声波，人耳不能听到，故C错误；
D．当大象在找到水源或遇到危险后发出次声波，说明声音能传递信息，故D正确。
故选D。
6．超声波在很多方面有应用，下列说法不正确的是（ ）
A．蝙蝠利用发出的超声波导航
B． 人们制成超声雷达探测鱼群
C．用超声波检查母体内的胎儿
D．狗能通过超声提前感知地震
【答案】D
【详解】A．蝙蝠利用了超声波传递信息，发出超声波，通过回声定位进行导航，故A正确，A不符合题意；
B．利用声音可以传递信息，超声雷达发出超声波确定鱼群方位，故B正确，B不符合题意；
C．用超声波检查母体内的胎儿是利用超声波传递信息，故C正确，C不符合题意；
D．人耳的听觉范围是20~20000Hz，低于20Hz的声波是次声波，超过20Hz的声波是超声波，狗的听觉范围是15~50000Hz，地震发生时，会发出次声波，所以狗能通过次声波提前感知地震，故D错误，D符合题意。
故选D。
7．2021年，云南野象群北迁引发全球关注。迁徙途中，一只小象虽掉队十余公里，仍能够通过次声波与象群取得联系并最终“归队”。象群交流使用的次声波人却听不见，这是因为（ ）
A．人与象距离太远 B．次声波的响度太小
C．次声波的频率太低 D．次声波的音调太高
【答案】C
【详解】人耳的听觉范围是20~20000Hz，因为大象的“声音”是一种次声波，次声波是指频率低于20Hz的声音，其不在人耳能够听到的声音频率范围之内，所以人类听不到大象之间的交流的声音，但是大象却能听见，故C符合题意，ABD不符合题意。
故选C。
8．2023年10月16日，成都2岁女孩曹惠狗厮咬震惊全国。逼狗伤人事故也时有发生。超声贬问器（如图所示）应运而生。实验结果显示：对着狗按开关，狗好像听到巨大的噪声而毅开，而旁边的人什么也没听见，人听不见声音是因为驱狗器（ ）
A．发出的声音不是振动产生的
B．发出声音的响度小
C．发出声波的频率不在人耳能够感受的频率范围内
D．发出的声波不能在空气中传播
【答案】C
【详解】A．声音是由物体振动产生的，发出的声音是振动产生的，故A不符合题意；
BC．驱狗器发出声波的频率不在人耳能够感受的频率范围内，而在狗的听觉范围之内，发出声音的音调高，故C符合题意，B不符合题意；
D．声音的传播需要介质，发出的声波能在空气中传播，故D不符合题意。
故选C。
9．如图所示，一位科研人员在用一款低音频灭火装置进行灭火试验，装置通过发出30~60Hz的低频声波，在短短数秒之内就扑灭了火焰。关于这台低音频灭火装置，下列说法正确的是（ ）
A．低音频灭火装置发出的是次声波
B．声波可以灭火说明声波能传递能量
C．低音频灭火装置发声不需要振动
D．装置发出的低频声波指的是其发声的响度
【答案】B
【详解】A．次声波的频率小于20Hz，低音频灭火装置发出的不是次声波，故A错误；
B．声音可以传递信息与能量，声波可以灭火说明声波能传递能量，故B正确；
C．声音是由物体振动产生，低音频灭火装置发声需要振动，故C错误；
D．音调与频率有关，响度与振幅有关，装置发出的低频声波指的是其发声的音调，故D错误。
故选B。
二、填空题
10．如图是两个声音在同一个示波器上显示出来的波形。从图形可知 图响度小， 图音调高。地震时会伴有 （超声波/次声波）的产生，其频率范围低于 Hz。
【答案】 乙 乙 次声波 20
【详解】[1]如图是两个声音在同一个示波器上显示出来的波形，从图形可知乙图声波的振幅小，响度小。
[2]从图形可知乙图声波的频率高，音调高。
[3]地震等自然灾害时会伴有次声波的产生。
[4]次声波是频率低于20Hz的声波。
11．声音的知识在生活中有广泛的应用，图（a）说明利用声音在 （选填“固体”、“液体”或“气体”）中传播可以探听机器内部运转是否正常。图（b）说明利用 可以测量距离；图（c）说明 （选填“响度”、“音调”或“音色”）的知识可以判断酒桶中酒的多少；图（d）。医生正在用听诊器为病人诊病。听诊器主要运用了声音 （填“具有能量”或“传递信息”）的道理。
【答案】 固体 回声 音调 传递信息
【详解】[1]固体可以传播声音，且传播声音的效果好于液体和空气，图（a）说明可以通过细线探听机器内部运转情况是否正常；
[2]知道声在海水中的传播速度，记录从声音发出到再次接收经过的时间，根据s=vt能计算声音经过的路程，其一半为距离，所以利用回声可以测量到物体的距离；
[3]酒的含量不同时，容器的振动频率就会不同，因此用敲击酒桶的方法来判断桶中酒的多少，是根据音调来判断。
[4]声音能够传递能量，也能传递信息，医生用听诊器为病人诊病，听诊器运用了声音传递信息的道理。
12．声音有两个作用：传递 和传递 。如：声呐，“B超”等，是利用 （选填“超声”或“次声”）传播信息的作用；洗涤精密仪器、粉碎肾结石等，则是利用 （选填“超声”或“次声”）传播能量的作用；而预测自然灾害（地震、海啸等）、监测核爆炸等，是利用 （选填“超声”或“次声”）传播信息的作用。
【答案】 信息 能量 超声 超声 次声
【详解】[1][2][3][4]声音既能传递信息，又能传递能量。因为超声波频率高，传播方向性强，所以声呐、“B超”等是利用超声波传递信息的作用；洗涤精密仪器、粉碎肾结石等是利用超声波传递能量；而自然灾害发生时往往伴随次声波的产生，所以预测自然灾害（地震、海啸等）、监测核爆炸等，是利用次声波传播信息的作用。
13．某种昆虫靠翅的振动发声。如果这种昆虫的翅膀在2s内振动了600次，频率是 Hz，人类 听到该频率的声音（填“能”或“不能”），地震、海啸发生时一般都伴随有 （“超声波”或“次声波”）。
【答案】 300 能 次声波
【详解】[1]昆虫的翅膀在2s内振动了600次，频率为
[2][3]由于人类的听声范围是20Hz~20000Hz，300Hz在人类的听声范围之内，所以人类能听到该频率的声音。地震、海啸发生时一般都伴随有次声波的产生。
14．利用声呐装置可以探测鱼群位置，测量海洋深度，说明声音可以传递 ；声呐系统发射的是 （填：“超声波”或“次声波”）。
【答案】 信息 超声波
【详解】[1]探测鱼群位置，测量海洋深度，这是获取鱼群的信息和海洋深度的相关信息，说明声音可以传递信息。
[2]声呐系统发射的是频率高于20000Hz的超声波。
15．古诗《春夜洛城闻笛》中有“谁家玉笛暗飞声，散入春风满洛城”，诗人辨别出是玉笛的声音，是依据不同声音的 不同；汽车上的倒车雷达利用了声音可以传递 ；属于次声波应用的是 （选填序号①电视机遥控器②声呐探测鱼群 ③预报台风地震）。
【答案】 音色 信息 ③
【详解】[1]不同发声体发出声音的音色不同，诗人辨别出是玉笛的声音，是依据不同声音的音色不同。
[2]用汽车上的倒车雷达来判断车身周围是否有障碍物，利用了声音可以传递信息。
[3]电视机遥控器是利用红外线来工作的；声呐探测鱼群是利用超声波来工作的；台风地震发生时，会产生次声波，可以利用次声波来预报台风地震，所以，属于次声波应用的是③。
16．2023年08月01日12点11分，四川内江市威远县发生里氏3.0级地震，地震时所产生的 （填“超声波”“次声波”或“电磁波”）对建筑物、人的平衡器官破坏性很大，并且它的频率范围为 Hz。
【答案】 次声波 低于20
【详解】[1][2]次声波是频率低于20Hz人们无法感知到的声音，地震时会产生次声波，人的听觉范围是20Hz-2000Hz，所以人耳不能直接听到，但它对建筑物、人的平衡器官功能的破坏性很大。
三、简答题
17．有一种次声武器，靠发射次声攻击敌方。如果该次声武器在距离目标680m的地方开始发出次声，次声将用多长时间才能到达目标？假设步枪子弹的速度680m/s，如果用步枪射击目标，子弹将用多长时间才能到达目标？比较这两个时间，说明人们选择次声武器另有原因，请你写出一条。
【答案】见解析
【详解】答：由速度公式可知，时间
次声用2s到达目标；子弹1s到达目标；次声不在人的听觉范围内，次声是听不到的，所以次生武器不容易被人发觉；次声武器作用时间可控，一般只是使人短时间失去抵抗能力，没有生命危险。
18．2023年12月18日23时59分，甘肃省积石山县发生6.2级地震。许多动物对地震很敏感，在地震前表现出惊惶不定的异常状态，如“鸡飞上树高声叫，鱼跃水面惶惶跳，老鼠出洞到处跑……”，而人在地震前却毫无感觉，但人们通常会收到手机的地震预警提示并迅速作出选择。请你结合文中的描述提出一个相关的物理问题并作出回答。
例如：问题：声音是怎样产生的？
回答：声音是由物体的振动产生的。
【答案】见解析
【详解】问题：为什么地震前许多动物会表现出惊惶不定的异常状态，而人在地震前却毫无感觉？
回答：在发生一些海啸、地震等大型的自然灾害中，伴有一些次声波，由于人们的听觉范围只在20Hz~20000Hz之间，这些是人听不到的，但许多动物听觉范围比人的大，是可以听到次声波的，故它们在地震前会表现出惊惶不定的异常状态。
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