資源簡介

/ 讓教學更有效 高效備課 | 物理學科
【學習目標】
1. 知道聲與信息之間的關系，即聲可攜帶信息
2. 知道聲與能量之間的關系，即聲也具有能量
3. 能夠據描述判斷出是偏向于聲能傳遞信息，還是聲具有能量
4. 了解生活中部分關于超聲波的應用。
【自主學習】
一、聲與信息
大自然的許多活動，如地震、火山爆發、臺風、海嘯等，都伴有 產生。一些機器在工作時，也會產生人耳聽不到的次聲波。次聲波傳播的距離 ，發生地震、臺風、核爆炸時，即使在幾千千米以外，使用靈敏的聲學儀器也能接收到它們產生的次聲波（如檢測地震的地震儀）。（超聲波傳播距離相對近很多）處理這些信息，可以確定這些活動發聲的方位和強度。
蝙蝠在飛行時會發出 ，超聲波碰到墻壁或昆蟲時會反射回來，根據回聲到來的方位和時間，蝙蝠就可以確定目標的位置。蝙蝠采用的方法叫作 。
中醫診病通過“望、聞、問、切”四個途徑，其中“聞”有 的意思。醫生利用 捕獲人體內的聲音信息，來診斷疾病。
借助超聲波，醫生還可以準確地獲得人體內部臟器的圖像信息。醫生用B型超聲波診斷儀向病人體內發射 ，然后接收體內臟器的反射波，反射波攜帶的信息經過處理后顯示在屏幕上。這就是常說的“B 超”。在右圖中，醫生正在用B超查看胎兒的發育情況。
生產實踐中，超聲的檢測技術應用很廣。比如，利用超聲可以檢測出鍋爐有沒有裂紋，甚至還可以知道裂紋有多大、多深，稱為“超聲探傷”
【例1】圖中關于聲音的現象，分析正確的是（　　）
A．甲圖擊鼓時，看到鼓面上泡沫跳動，說明聲音可以通過空氣傳播
B．乙圖中兩列聲波的音調相同，該特性由振動的頻率決定的
C．丙圖演奏者通過手指在笛子上按壓位置的變化來改變笛聲的響度
D．丁圖揚聲器對著燭焰發聲，燭焰在晃動，說明聲音可以傳遞信息
【例2】如圖，大象有一套非常復雜的“地震交流系統”，其主要方式是跺腳或用嘴發出頻率低于的“聲音”，通過大地將信息傳遞給遠方的同類。關于大象這種傳遞信息的方式，下列說法正確的是（　　）
A．聲的傳播需要介質
B．大象利用超聲波傳遞信息
C．人耳能聽到大象傳遞的信息
D．聲在大地中傳播的速度為
【例3】如圖，盲人用手杖敲擊不同的盲道導航地磚辨別不同的信息，下列說法正確的是（　　）
A．地磚發聲是由手杖振動產生的
B．聲音在空氣中傳播的速度是3×108m/s
C．用大小不同的力敲擊同一塊地磚產生聲音的響度相同
D．導航地磚主要是利用聲音傳遞信息
【例4】圖為094型核潛艇，它是我國國防力量的重要組成部分。它在水下航行時是通過聲吶系統發出的超聲波感知附近海域的情況。下列說法正確的是（　　）
A．超聲波不是由物體的振動產生
B．超聲波的傳播不需要介質
C．感知附近海域情況是利用超聲波傳遞信息
D．潛艇上的艦員能夠聽見超聲波
二、聲與能量
把一塊石頭扔進水里，可以看到一圈一圈的波紋向四周散去，水面上的樹葉也隨之起伏。我們說，扔石頭的能量通過水波傳給了樹葉。聲波也是一種波動，聲波也能傳遞能量。
聲波傳遞能量的性質應用在社會生活的很多方面。一般來說，超聲波產生的振動比可聞聲更加強烈，常被用來 。把被清洗的物體放在清洗液里，超聲波穿過液體并引起激烈的振動，振動把物體上的污垢敲擊下來而不會損壞被洗的物體。
【例5】如圖所示，游樂園內有一個奇特的傳聲筒，內部中空，向一個喇叭喊話，在其余喇叭處均可以聽到聲音，下列說法錯誤的是（ ）
A．聲音可以通過筒內空氣傳播
B．聲音在筒內發生了多次反射
C．臉部能感受到空氣振動說明聲音可以傳遞能量
D．通過傳聲筒聽到的聲音感覺更響亮是因為聲音在筒內傳播時頻率變大
【例6】如圖所示，一位科研人員在用一款低音頻滅火裝置進行滅火試驗，裝置通過發出30~60Hz的低頻聲波，在短短數秒之內就撲滅了火焰。關于這臺低音頻滅火裝置，下列說法正確的是（　　）
A．低音頻滅火裝置發出的是次聲波
B．聲波可以滅火說明聲波能傳遞能量
C．低音頻滅火裝置發聲不需要振動
D．裝置發出的低頻聲波指的是其發聲的響度
【歸納整理】
【課后鞏固】
1．關于聲現象下列說法正確的是（ ）
A．“公共場所不要大聲說話”是要求人們說話的聲音音調要低一些
B．蝙蝠在飛行時發出的次聲波碰到墻壁或昆蟲反射回來，從而確定目標和位置
C．利用B超可以準確獲得人體內部臟器的圖像信息，是利用聲波傳遞能量
D．醫生通過聽診器給病人診病的原理是減少聲音的分散，增大響度
2．2023年5月25日，頑強拼搏的鐵一高中男籃衛冕陜西賽區校園籃球聯賽冠軍，下列說法正確的是（　　）
A．籃球的直徑約為50cm
B．現場觀眾的加油吶喊聲響徹云霄，指聲音的音調高
C．加油聲是通過空氣傳入參賽隊員的耳朵
D．聽到鐵一奪冠，大家興奮不已，說明聲音可以傳遞能量
3．下列事例中，屬于利用聲波傳遞能量的是（　　）
A．醫生用聽診器為病人檢查身體 B．用聲吶探測海底深度
C．用超聲波清洗眼鏡 D．聽到隆隆的雷聲預示著可能要下雨
4．聲讓我們通過聽覺感知世界，下列說法不正確的是（　　）
A．甲圖：發聲的音叉將乒乓球彈開，說明發聲的物體在振動
B．乙圖：彈奏古箏時，手在不同的位置按弦，目的是改變發出聲音的音色
C．丙圖：從玻璃罩里向外抽氣，聽到鈴聲逐漸減小，推理得出真空不能傳聲
D．丁圖：靜止的燭焰隨音箱發出聲音的變化而“舞動”起來，說明聲音能傳遞能量
5．超聲波在很多方面有應用，下列說法不正確的是（　　）
A．蝙蝠利用發出的超聲波導航
B． 人們制成超聲雷達探測魚群
C．用超聲波檢查母體內的胎兒
D．狗能通過超聲提前感知地震
6．剛竣工的大橋要經過超聲波檢測是否有結構性裂縫。如圖所示，超聲波探傷儀發出超聲波時，人耳不能察覺，原因是超聲波的（　　）
A．頻率太高
B．速度太快
C．頻率太低
D．響度太大
7．如圖，某款變頻超聲波驅蚊器能夠發出不同頻率的超聲波，干擾蚊子的感覺和行為，達到驅蚊效果。關于驅蚊器發聲的分析，下列說法錯誤的是（ ）
A．驅蚊器發聲體通過振動發出聲音
B．驅蚊器發出的聲音能夠在空氣中傳播
C．驅蚊器發出的聲音可以被人聽到
D．調高驅蚊器振動頻率，聲音的音調變高
8．2023年央視春晚上演員用洞簫吹奏名曲《百鳥歸巢》，演奏者用洞簫以花舌吹法模擬鳥啼聲，其模擬的鳥啼聲使現場聽眾感受到了百鳥歸巢的活躍氣氛。下列有關說法正確的是（　　）
A．吹奏時按壓不同位置的氣孔，主要改變聲音的響度
B．用洞簫模擬鳥啼聲，主要模擬鳥啼聲的音調
C．現場的聽眾聽到樂曲聲是通過笛子傳播的
D．聽眾在樂曲聲中感受到了百鳥歸巢的活躍氣氛，說明聲音能傳遞信息
9．中國龍舟公開賽荊州站在古城東門外九龍淵舉行，比賽場景如圖所示。下列說法正確的是（　　）
A．鼓手敲擊鼓面越快，鼓聲的響度越大
B．鼓聲的響度越大，鼓聲在空氣中傳播的速度也越大
C．選手能從現場各種聲音中分辨出鼓聲，是通過音色來辨別的
D．選手聽到鼓聲齊心劃船，說明聲波能傳遞能量
10．在北京有一條會唱歌的音樂公路（如圖所示），當汽車以一定速度勻速行駛時，就會奏出一段悅耳的樂曲。音樂公路的路面上分布著許多橫向凹槽，汽車每經過一個凹槽，就會上下振動一次，使汽車底盤和路面之間的 振動產生聲音。汽車行進到路面凹槽分布比較密的地方時，振動較快，聲音的 （選填“音調較高”或“響度較大”）。
11．如圖所示，蝙蝠發出的 碰到昆蟲時會反射回來，根據回聲到來的方位和時間，蝙蝠就可以確定昆蟲的位置和距離，說明聲可以傳遞 ，這種方法叫做 。
12．某實驗中學于2023年9月27日舉行了秋季運動會，運動會上熱鬧非凡。如圖所示入場式上教工方隊入場時的場景，所有同學都提高了聲音的 大聲歡呼；當裁判開響發令槍時，某同學看到冒煙后0.3s聽到了槍聲，說明該同學到裁判的距離約為 m；拉拉隊喊出運動員的姓名助威，讓該運動員發揮出最佳水平，說明聲音可以傳遞 （選填“信息”或“能量”）。（聲在空氣中的傳播速度約為340m/s）
13．如圖所示，將點燃的蠟燭放在發聲喇叭前方，可以看到燭焰隨著聲音晃動，喇叭的紙盆由于
產生聲音，聲音通過 傳播到燭焰處，燭焰晃動說明聲音具有 。
14．如圖甲所示，玻璃罩中的鬧鐘由于敲擊使鈴碗 產生鈴聲，從玻璃罩里向外抽氣的過程中鈴聲逐漸減小，此現象可推理得出 不能傳聲；圖乙是海豚靠發出 發現魚群。
15．如圖所示，汽車上普遍安裝的倒車雷達，是利用汽車發出的超聲波進行回聲定位，這說明了聲能傳遞 。
16．小明是釣魚愛好者，最近購買了釣具的新設備——冰上聲吶探魚器（如圖甲）。
聲吶是利用水中聲波對水下目標進行探測、定位和通信的電子設備，是水聲學中應用廣泛的一種重要裝置。聲吶能夠向水中發射聲波，聲波的頻率大多在10~30kHz之間，由于這種聲波的頻率較高，可以形成較強指向性聲波，在水中傳播時，如果遇到潛艇、水雷、魚群等目標，就會被反射回來，反射回來的聲波被聲吶接收，根據聲信號往返時間可以確定目標的距離。
小明通過說明書發現，探魚器聲吶工作面內部是一個超聲波發生器，利用超聲波的特點可以測量各種距離，如河道寬、水深、冰層厚度等。選擇不同模式，就可測對應模式下的距離。小明選了測水深模式測量自家院子寬度，將其尾部緊靠院子一側墻壁，對準另一側院墻按下開關，結果顯示135m，明顯與實際情況不符，換用合適的測量模式后得到了合理的測量結果。
在冰釣釣場的冰面上，選擇計時模式測量冰面的厚度（記錄從超聲波發射到接收的時間），如圖乙所示緊貼冰面并與冰面齊平，按下開關，顯示數值為t1=0.02s。
（1）聲吶利用超聲波進行水下探測，是因為超聲波具有 的特點；
（2）若聲音在水中的傳播速度v水=1530m/s，是空氣中聲速v空的4.5倍，不計設備自身長度，則小明家院子的實際寬度為 m；
（3）若小明測量冰面的厚度時沒有將探魚器與冰面齊平（傾斜放置），則顯示的數值將 0.02s（選填“小于”、“等于”或“大于”），可能的原因是 。
17．駕車行駛在公路上時經常會看到測速設備，如圖所示。測速儀固定，一輛汽車正在向測速儀做勻速直線運動，某一時刻t=0時，測速儀發出一超聲波脈沖，t=0.6s時測速儀接收到經汽車反射的超聲波脈沖，t=1.8s時測速儀再次發出一超聲波脈沖，t=2.2s時測速儀再次接收到經汽車反射的第二個超聲波脈沖。假設超聲波的速度為340m/s，根據以上測量數據，請問被測汽車的車速是多少？
18．閱讀下列短文，回答問題
超聲波指紋識別技術
傳統指紋識別TouchID已成為智能手機的標配。隨著黑科技超聲波指紋識別技術SenseID的出現，屏下指紋的全面屏手機變得越來越普及。與傳統指紋識別不同，超聲波指紋識別技術是通過發射超聲波掃描緊貼屏幕的指紋，并根據接收到的反射超聲波分析得出指紋的信息，進行比對解鎖。超聲波是頻率超過人類聽覺上限的聲波，具有較強的穿透能力，能夠穿透玻璃、鋁、不銹鋼、藍寶石或塑料等。此外，超聲波掃描能夠不受手指上可能存在的污物影響，例如汗水、護手霜或凝露等，從而提供一種更穩定、更精確的認證方法。
（1）超聲波是指頻率高于 Hz的聲音，人耳通常 （選填“能”或“不能”）聽到超聲波；
（2）現行的科技下人類 （選填“可以”或“不可以”）在月球表面上利用超聲波遠程傳遞信息；
（3）SenseID系統能置于手機內部，是因為超聲波具有 ；
（4）SenseID系統利用了仿生學原理，它模仿了下列哪個選項的生物 ；
A．蝙蝠 B．蜘蛛 C．青蛙 D．貓
（5）SenseID系統向手指上若干個位置發射超聲波，檢測到被手指反射的信號時所需的時間隨位置的變化情況如圖1所示，由圖可知這些位置指紋的大致形狀，圖2選項最符合的是 。
19．閱讀下列短文，回答問題。
地震預警
地震預警，是指在地震發生后，利用地震波傳播速度小于電磁發傳播速度的特點，提前對地震波尚未到達的地方進行提醒，以減小相關區域的災害損失。
地震波的頻率一般在20Hz以下。其波長很長，具有極強的穿透能力，能輕松穿透大氣、海水、土壤、巖石等物質。由于地震波頻率很低，周圍環境對其吸收非常小，傳播幾千公里時，衰減僅為萬分之幾，所以其傳播的距離極遠，能傳到十幾萬公里以外。
地震波按傳播方式分為三種類型：縱波、橫波和面波。縱波地殼中傳播速度最快，約為6千米/秒，破壞性最弱。橫波傳播速度約為3千米/秒，破壞性較強。當橫波與縱波相遇疊加后，會激發出面波。橫波和面波是造成建筑物破壞的主要因素。
自然界中傳播速度最快就是電磁波了，其速度能達到3×108m/s。在智能手機普及的今天，只需要在縱波到達監測點后，通過網絡或信息提醒人們做好抵卸橫波和面波的準備即可達到地震預警的目的（如圖甲）。研究表明，如果提前3秒預警，可使人員傷亡減少14%；如果提前10秒預警，可使人員傷亡減少39%：如果提前60秒預警，則可使人員傷亡減少95%。

（1）地震產生的地震波屬于 （選填“超聲波”或“次聲波”）。這種波 （選填“能”“不能”）在真空中傳播，手機使用的5G信號屬于 （選填“機械波”或“電磁波”）；
（2）結合圖乙，當地震波傳來時，能“聽”到地震波的動物是 ；
（3）如圖甲，若震源距監測點60km，距離受災群眾90km，地震發生后，地震局在 秒后能接收到縱波信號。收到信號后，地震局立即發出預警，忽略電磁波在空氣中的傳播時間，則受災群眾在收到預警信息后，可供做應急準備的時間為 秒。
20．為了監督司機遵守限速規定，交管部門在公路上設置了固定測速儀，如圖所示，汽車向測速儀勻速駛來，測速儀向汽車發出兩次短促的超聲信號。超聲波經汽車反射并返回測速儀，第一次發出信號到測速儀接收到信號用時0.5s，第二次發出信號到測速儀接收到信號用時0.4s，若測速儀發出兩次信號的時間間隔是1.05s，超聲波在空氣中的速度是340m/s，求：
（1）汽車第一次反射信號的位置距測速儀多少米？
（2）汽車第一次反射信號到汽車反射第二次信號的過程中，行駛的距離是多少米？
（3）汽車第一次反射信號到汽車反射第二次信號的時間間隔是多少？
（4）請計算說明汽車在此區域是否超速？
1．如圖甲所示是在高速公路上常見的測速反饋裝置，其主要部分是一個測速儀。其原理如圖乙所示，汽車向測速儀的方向勻速駛來，測速儀向汽車發出兩次短促的（超聲波）信號，超聲波信號遇見汽車前面板，反射回測速儀。測速儀第一次發出信號到測速儀接收到信號用時0.6s，測速儀第二次發出信號到測速儀接收到信號用時0.2s，發出兩次信號的時間間隔是1.9s，超聲波的速度是340m/s。求：
（1）第一次發出的信號遇見汽車時，汽車距測速儀有多遠；
（2）從第一次信號遇見汽車時，到第二次信號遇見汽車時，汽車行駛的距離；
（3）汽車經過上述路段的速度是多少？（可能用到的丙圖。丙圖中ABCD四點分別表示：測速儀第一次發出信號時、第一次發出的信號遇見汽車時、測速儀第二次發出信號、第二次發出的信號遇見汽車時，汽車的位置。）
【課后評價】
這節課我給自己☆☆☆☆☆顆星。
【參考答案】
【自主學習】
一、聲與信息：次聲波、很遠、超聲波、回聲定位、聽、B型超聲波、超聲波
【例1】B
【例2】A
【例3】D
【例4】C
二、聲音與能量：清洗物體
【例5】D
【例6】B
【課后鞏固】
基礎練習
1. D
2. C
3. C
4. B
5. D
6. A
7. C
8. D
9. C
10. 空氣、音調較高
11. 超聲波、信息、回聲定位
12. 響度、102、信息
13. 振動、空氣、能量
14. 振動、真空、超聲波
15. 信息
16. （1）方向性好、穿透力強、易獲得集中聲能；（2）30；（3）大于、超聲
波通過的距離不只是冰的厚度
17. 20m/s
18. （1）20 000 、不能；（2）不可以；（3）較強的穿透力；（4）A ；（5）A
19. （1）次聲波、不能、電磁波；（2）狗；（3）10 、20
20. （1）85m；（2）17m；（3）1s；（4）汽車在此區域未超速
能力提升
1. （1）102m；（2）68m；（4）40m/s
21世紀教育網 www.21cnjy.com 精品試卷·第 2 頁 （共 2 頁）
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