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第一章声现象四、人耳听不到的声音超声波应用领域内容图示军事上的应用仿照蝙蝠的超声波定位系统,设计并制造了雷达根据回声定位原理发明了“声呐”,人们可利用声呐探知海洋的深度,捕鱼时渔民利用声呐获得水中鱼群的信息应用领域内容图示生活中的应用用超声波检查身体时,由于人体各部分器官对声波的反射情况不同,利用计算机、图像显示设备可以清楚地将人体内部器官的结构显示在屏幕上医生向人体有病变的地方如有结石的地方,发射超声波,超声波可把结石击成碎片或粉末,再在药物的疏导下,将碎片或粉末排出体外应用领域内容图示工业上的应用探测大型零部件内部结构是否有损伤知识解读(1)超声波为频率高于人的听觉上限(约为20000Hz)的声波；(2)超声波具有方向性好、穿透能力强、易于获得较集中的声能等特点(1)超声波加湿器的原理：超声波在介质中传播时,介质振动的频率很高,因此能量很大.我国北方的冬季很干燥,如果把超声波通入水中,水会在剧烈的振动下变成许多小雾滴,再用小风扇把雾滴吹入室内,就可以增加室内空气的湿度.(2)对于咽喉炎、气管炎等疾病,药力很难到达患病的部位,利用超声波的高能量将药液破碎成小雾滴,让病人吸入,能够使疗效更加显著.例1(江苏无锡月考)据说有一种用超声波做子弹的枪,当超声波达到一定强度时就能有较强的攻击力,下列对于有关此武器的应用与认识错误的是()A．此枪不能在月球上使用B．此枪可以射杀水中的鱼C．超声波具有穿透力强等特点D．此枪射击时超声波响度太大D解析：月球上没有空气,是真空,所以声音在月球上无法传播,A正确；声音的传播需要介质,固体、液体、气体都可以传播声音,B正确；用超声波做子弹是因为超声波具有穿透力强等特点,C正确；人类的听觉范围为20~20000Hz,高于20000Hz的声音属于超声波,人的耳朵无法听到,D错误.故选D.次声波定义频率低于20Hz的声音特点(1)传播距离远.(2)不容易衰减,不易被水和空气吸收.(3)具有极强的穿透力应用(1)预测自然灾害性事件，比如预报台风、火山爆发、雷暴等自然灾害.(2)利用次声波穿透性强的特点，制造能穿透坦克、装甲车的武器.次声武器一般只伤害人员,不会造成环境污染.(3)监测核试验.核爆炸会产生强烈的次声波,利用核试验监测网可监测全球发生的核试验(1)据研究,在相同的传播路径上,介质吸收声波的能量使其衰减的多少,与声波的频率成正比,即频率越低的声波衰减得越慢,传播得越远；频率越高的声波衰减得越快,传播得越近.所以次声波比一般声波的衰减程度要小得多.0.1Hz的次声波绕地球一周,其能量仅损失5%左右,这说明次声波可以传播很远的距离.(2)次声波的波长往往很长,因此次声波能绕开某些大型障碍物发生衍射.由于某些频率的次声波和人体器官的振动频率相近甚至相同,所以容易和人体器官产生共振,对人体有很强的伤害性,危险时可致人死亡.例2(湖北荆门中考)海上发生风暴时会产生次声波,次声波在空气和海水中传播的速度比风暴移动的速度大.次声波接收处理设备就是利用这一特点提前感知并预报海上风暴,从而为渔业、航海等服务.下列说法正确的是()A．次声波不能传递信息B．次声波是由物体振动产生的C．次声波在海水中比空气中传播得慢D．次声波的频率太高,人耳听不见B解析：次声波既能传递能量,也能传递信息,A错误；次声波是由物体振动产生的,B正确；次声波在海水中比空气中传播得快,C错误；人耳能听到的声音的频率范围是20～20000Hz,低于20Hz的声音叫次声波,由于次声波的频率不在人的听觉频率范围内,所以人耳听不到,D错误.故选B.人耳听不到超声波的原因例3(内蒙古呼伦贝尔期末)“B超”是利用超声波来诊断病情的,但是人们却听不到它发出的声音,这是因为()A．声音响度太小B．超声波不能在空气中传播C．声音的频率小于人能听到的频率D．声音的频率大于人能听到的频率解析：医用B超利用的是超声波,其不在人的听觉频率范围内,比人的正常听觉频率范围要高,所以人们听不见.D错解：A或B注意：人耳能听到的声音的频率范围是20～20000Hz,高于20000Hz的叫超声波,人耳听不见.部分同学错认为人耳听不见超声波是因为其响度太小,导致错选A；也有同学错认为超声波不是普通声波,不能在空气中传播,导致错选B.区分超声波和次声波例4(福建厦门期中)关于超声波和次声波,下列说法中正确的是()A．超声波就是速度超过340m/s的声音B．超声波在水中比空气中传播得快C．次声波就是没有传声介质,人耳听不见的声音D．超声波可以越过一定厚度的真空向前传播B解析：超声波是频率高于20000Hz的声音,A错误；超声波属于声音,在水中比在空气中传播得快,B正确；次声波是频率低于20Hz的声音,其在人能听到声音频率的范围之外,不是因为没有传播介质,C错误；次声波和超声波都属于声音,不能在真空中传播,D错误.故选B.错解：A或C或D注意：受日常用语中“超级”“次品”等词语的影响,部分同学错认为超声波相比普通声音具有特殊的能力,比如速度更快或者传播时可以不需要介质等；或者错认为次声波因为没有传播介质,人耳听不见等,从而导致错选A或C或D.题型一超声波和次声波应用的辨别例5(福建漳州期中)在下列应用实例中,不属于超声波应用的是()A．外科医生利用声波的振动除去人体内的结石B．利用声波预测自然灾害事件C．利用声波检测样品内部是否有缺陷D．利用声波清洗钟表等精密机械B解析：超声波在传递信息方面的应用有声呐、B超、检测物体内部结构等；在传递能量方面的应用有除去人体内结石、清洗精密机械、清洗牙齿等；在地震、火山喷发、海啸、台风等灾害来临时都会产生次声波.故选B.题型二超声波和次声波的特点和应用例6(江苏常州中考)超声波手术刀通过超声波发射器,从不同方向向身体内的病变组织发射多束超声波,利用其能量准确“烧死”病变细胞.以下超声波的特点与该手术刀的治疗功能无关的是()A．方向性好B．穿透力强C．能量集中D．遇物反射D解析：超声波可以传递信息和能量,另外还具有方向性好、穿透能力强、能量集中、遇物反射等特点.超声波手术刀就是应用超声波方向性好、穿透能力强、能量集中的特点,所以超声波的特点与该手术刀的治疗功能无关的是遇物反射.故选D.例7阅读下列材料,按要求完成后面提出的问题.材料一：蝙蝠在黑暗中能自由地飞翔,用蜡封住其耳朵,虽然把它放在明亮的房间里,但其仍像喝醉酒一样,一次一次地碰到障碍物,后来物理学家证实了蝙蝠能发出①波,它是靠这种波的回声来确定目标和距离的.材料二：如果给八只同样的玻璃杯盛不同深度的水，然后用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.材料三：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”,他们都是死于亚声,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的频率极为相似,当二者相同时,会形成内脏的共振,严重时会把内脏振坏而使人丧生.(1)请你在上面材料中①和②两处补上恰当的文字：①_________________,②____________________.(2)亚声是指我们学过的____________.(3)从材料三中可以看出,人体内脏的固有频率大致是____________,声具有____________.(4)从材料二中可以看出,所填的物理量②____________与有关,其关系是___________________.频率越高,音调越高超声音调次声波20Hz能量频率解析：(1)蝙蝠是利用超声波探测信息和定位的,所以①应是超声.用一根细棒依次敲打杯子,杯中水量不同,杯子与水振动的快慢不同,即杯子与水振动的音调不同,所以②应是音调.(2)频率低于20Hz的声波叫次声波,所以亚声是指次声波.(3)只有当两个物体的振动频率相同时才产生共振现象,亚声波的振动频率低于20Hz,所以人体内脏的固有频率在20Hz左右.因为声波能把内脏振坏,所以声波具有能量.(4)声音的音调与频率有关；物体振动的频率越高,声音的音调越高.解读中考：本节的学习重点是超声波和次声波的特点以及应用.中考中常常联系生活实际、结合具体情境出题,一般以选择题和填空题为主,难度不大.考点一超声波的应用教材第21页“图1-21”人们根据超声波方向性好、在水中传播距离远等特点制成声呐装置.这种装置利用超声波经水下物体反射所形成的回声,可以发现潜艇、鱼群等水下目标,并测出它们的位置，如图1-21所示.图1-21声呐的应用例8(安徽合肥中考)声呐在海洋勘察和军事方面都是一种重要的仪器．从知识上看,它是一种能定向发射和接收__________(填“超声波”或“次声波”)的设备.解析：声呐装置在工作过程中发射和接收的是超声波.超声波例9图1-4-1是一台超声波加湿器，当这台加湿器正常工作时,人们能听到它发出的声音.请判断：人们听到的这台加湿器发出的声音是超声波吗？解析：高于20000Hz的声音叫作超声波,而人耳能听到的声音的频率范围是20~20000Hz,因为超声波的频率超过了人类听觉频率的上限,所以人们听不到超声波.由此可知，人们听到的这台加湿器发出的声音不是超声波.答案：见解析核心素养图1-4-1