第三章 第三节 超声与次声 导学案（含答案）

第三节
超声与次声
名师讲堂
学习目标
1．知道超声和次声；
2．知道超声的应用和次声的危害；（重点）
3．能收集超声次声的一些知识．
【典例精讲】
根据对超声波知识的了解回答下列问题：
（1）超声波的频率范围是
；
（2）宇航员在月球上不能利用超声波测定两山之间的距离，是由于
；
（3）若声音在海水中的传播速度为l
500米/秒，利用回声定位原理从海面竖直向海底发射超声波，到接收回声所用时间为2秒，那么该处海洋的深度为
米．
【解析】（1）人能够听到声音的频率范围从20Hz到20000Hz．低于20Hz的声音叫次声波，高于20000Hz的声音叫超声波；
（2）声音的传播需要介质，月球表面是真空，真空不能传声；故在月球上不能利用超声波测定两山之间的距离．
（3）由得，声音通过的总路程：
s总=vt=1500m/s×2s=3000m，
这是声音往返走的路程，单程是海洋的深度，
所以海洋深度：s=．
【答案】（1）高于20000Hz；（2）真空不能传声；（3）1500．
【名师点拨】本题考查超声波频率、声波的特性、距离和时间的计算，考查的知识点比较多，主要考查学生对所学物理知识的灵活运用能力．
课时内容
自主预习
1．超声波：
大多数人听到频率为
的声音，把频率高于
的声波叫做超声波．超声波具有定向性好、
、等特点，可用于测距、
、
、
、
等．
2．次声波：人们把
Hz的声音叫做次声波．在自然界中，海上风暴、火山爆发、大陨石落地、海啸、电闪雷鸣、等都可能伴有
的发生．
3．声音的综合利用：声音可以传递信息，举出一个例子：
，
声音还可以传递
，例如用超声波清洗钟表．
预习后思考
我们能听到蜜蜂从身旁飞过时的“嗡嗡”声，却听不到蝴蝶飞过时的声音．请简要说明道理．
课时训练
基础巩固
知识点1
超声波
1．蝙蝠通常只在夜间活动、觅食，但它们从来不会撞到墙壁、树枝上，并且能以很高的精确度确认目标．原来，蝙蝠在飞行时发出
，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，蝙蝠可以确定目标的位置和距离．蝙蝠采用的这种方法叫做回声定位，根据回声定位的原理，科学家发明了
，用来测量海底深度或到冰山的距离．
知识点2
次声波
发生大地震时产生的
（选填“超声波”或“次声波”）对建筑物、人的破坏性很大，它的频率低于20Hz，使人产生恶心、晕眩、旋转感等症状，严重的会造成内脏破裂出血，危及生命；搜救人员使用生命探测仪是利用声波传递
的一种救援设备．
某种昆虫靠翅膀振动发声．如果这种昆虫的翅膀在10s内振动了120次，则它振动的频率是
Hz，人类
听到这种声音．（选填“能”或“不能”）
知识点3
声音的综合利用
4．医生利用超声波除去人体内的结石，这是利用了声波能传递
，而利用超声波为孕妇作常规检查，来确定胎儿的发育状况，这是利用了声波能传递
，蝙蝠靠超声波探测障碍物和发现昆虫，这种方法叫
．
5．一些轿车尾部安装倒车提醒装置，装置不断发出
（选填“可听声”、“次声波”、“超声波”）被障碍物反射，经装置接收并处理，若车尾距障碍物小于1米发出报警信号，提醒司机注意．该装置若装在有人驾驶的月球车尾部
（选填“能”“不能”）在倒车时提醒驾驶的宇航员．
能力提升
选择题
1．下列事例中，没有利用超声波的是（　　）
A．倒车雷达
B．用声呐探测海深
C．用B超做体检
D．用听诊器检查身体
2．下列关于超声波和次声波的说法正确的是（　　）
A．超声波是由物体振动产生的
B．次声波对人体有百害而无一利
C．人的耳朵能听到超声波
D．超声波就是速度超过340m/s的声音
3．在亚丁湾海域，我国海军护航编队使用“金嗓子”（又名“声波炮”）震慑海盗．它的声波定向发射器外观类似喇叭，能发出145dB以上的高频声波，甚至比喷气式飞机引擎的噪声还要刺耳，根据以上信息，下列说法中错误的是（　　）
A．“金嗓子”发出的声波是超声波
B．声波定向发射器喇叭状外观可以减少声音的分散，从而增大响度
C．声波具有能量
D．使用“金嗓子”时，护航官兵佩戴耳罩是在人耳处减弱噪声
4．黑匣子是用来记录飞机飞行中各种数据的装置，一旦出现空难，只要找到黑匣子，人们便可知道飞机失事的原因．黑匣子装备了水下信标，一旦飞机坠入水中时，信标开始发送超声波脉冲．从中我们可知（　　）
A．超声波脉冲可以在真空中传播
B．超声波脉冲可以被人耳直接听到
C．超声波脉冲主要是用来传递信息
D．超声波脉冲在水中的传播速度是3×108m/s
地震前，地下的地层岩石运动或断裂会产生次声波．某些动物会接收到并做出反应．如图是几种动物发声和听觉的频率范围，其中能提前感受到地震的动物是（　　）
A．狗
B．猫
C．蝙蝠
D．海豚
二、填空题
6．某种昆虫靠翅膀振动发声，它振动的频率是350Hz，人类
听到这种声音（选填“能”或“不能”）．
频率高于20000Hz的声波称为
．请你列举一个人们利用这种声波的实例：
．
声呐是一种利用
（选填“超声波”、“次声波”或“声音”）可以在
传播的原理来工作，从而实现对水下目标进行探测、定位和通信的电子设备，已经成为各国海军进行水下检测使用的主要技术了．
8．下面各种情形都无法听到声音，其原因有：A．振动频率过低；B．没有介质传播；C．能量太小．请将代号填入下列空格中：太阳表面的巨大的太阳风声
；远处的朋友的悄悄话
；振动的手
．
动物的听觉频率范围通常与人不同，大象可以利用
进行交流，海豚可以利用
进行交流，此时人类
（填“能”或“不能”）听到它们的交流．
巴西设计师将3D打印技术与医用B超相结合，给孕妇腹中胎儿打印了1：1的3D模型，作为孩子的成长记录．B超是
波的应用，这种波在进行人体碎石时说明它具有，它
（选填“能”或“不能”）在真空中传播．
三、简答题
11．阅读短文，按要求完成问题．
（1）蝙蝠在黑暗中能自由地飞翔，用蜡堵住其耳朵，虽然把它放在明亮的房间里，它像喝醉酒一样，一次又一次地碰到障碍物，后来，物理学家证实了蝙蝠能够发出①波，靠这种波的回声来确定目标和距离．
（2）如果把八个同样的玻璃杯盛不同深度的水有一根细棒依次敲打杯子，可以发现声音的②和盛水量有关，如果调节适当，可演奏简单的乐谱，由此我们不难知道古代编钟的道理．
（3）许多年前，“马可波罗”号帆船在“火地岛”失踪，经过多年的研究，揭开了“死亡之谜”，他们死于亚声，这是一种人耳听不到的声音，频率低于20HZ，而人的内脏的固有频率和亚声波极为相似，当两者相同时，会形成内脏的共振，严重时，把内脏振坏而丧生．
（1）请你将上面短文中横线依次补上恰当的文字：①
、②
．
（2）亚声是指我们学过的
．
（3）从短文3可以看出人体内脏的固有频率大致是
左右，声波具有
．
（4）从短文2可以看出，所填的物理量（2）与
有关，关系是
．
四、综合应用题
12．声音在海水中的传播速度是1530m/s，为了开辟新航道，某科学探测船装有回声探测仪器，探测水下有无暗礁，有一探测船发出的声音信号0.6s被探测仪器接收．
（1）探测船发出的声音为了有更好的回收效果，最好用什么声波？为什么？
（2）通过计算说明海底障碍物到探测船舱底的距离是多少？
（3）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是什么？
培优选做
简述超声波的应用：
（1）在渔业生产上
；
（2）在航海上
；
（3）在医疗上
；
（4）在工业生产上
；
（5）在农业生产上
．
第三节
超声与次声
自主预习
1．20Hz～20000Hz；20000Hz；穿透力强；导航、检查疾病、治疗疾病、消毒．
2．低于20Hz；次声波．
3．医生利用B超检查胎儿的情况；能量．
预习后思考
蜜蜂飞行时，翅膀振动的频在350次/秒左右（或高于20Hz），在人耳的听觉范围内；而蝴蝶飞行时，扇动翅膀的频率在5次/秒左右，低于20Hz，所以人能听到蜜蜂飞行的声音，而听不到蝴蝶飞行的声音．
基础巩固
超声波，反射，声呐．
2．次声波；信息．
3．12；不能．
4．
能量；信息；回声定位．
5．超声波；不能．
能力提升
D
2．A
3．A
4．C
5．A
6．能；超声波；B超检查身体．
7．超声波；液体．
8．B；C；A．
9．次声波；超声波；不能．10．超声；不能．
（1）①超声；②音调．（2）次声波．（3）20Hz；能量．
（4）频率；物体振动的频率越高，声音的音调越高．
12．
解：（1）利用超声波方向性好的特点制成的，用声呐可以探测海底沉船、鱼群，测海底深度等；
（2）因为发出信号遇到暗礁0.6s后接收到返回的波，
所以超声波从船所在的位置到暗礁的时间为：
，
暗礁到船的距离：s=vt=1530m/s×0.3s=459m；
答：暗礁到船的距离是459m．
（3）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，人耳能听到球内气体振动发出的声音，从而推测出风暴是否来临．
培优选做
（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，对医疗器械和食物等进行杀菌消毒；
（4）超声波金属探伤仪能探测金属制品内在的缺陷；
（5）用超声波处理过的种子可以缩短发芽时间，提高发芽率．