2.3聲的利用暑假預(yù)習(xí)講義思維導(dǎo)圖知識梳理一、聲與信息1.聲音能夠傳遞信息的常見實例：（1）人類通過語言進行交流，語言是聲音傳遞信息最為常見的方式，人們可以通過說話來表達(dá)想法、傳遞知識、描述事件等。例如老師在課堂上講課，學(xué)生們通過聽老師講話獲取知識內(nèi)容。（2）動物界也有很多利用聲音傳遞信息的例子，比如大象利用次聲波傳遞信息，它們可以通過發(fā)出和接收次聲波來與遠(yuǎn)處的同伴進行溝通，告知同伴自己的位置、狀態(tài)等信息；蝙蝠依靠超聲波回聲定位來判斷障礙物的位置以及捕食獵物，蝙蝠發(fā)出超聲波，超聲波遇到物體反射回來，蝙蝠根據(jù)接收到反射波的時間和方向等信息，就能確定物體的位置、大小、形狀等，從而準(zhǔn)確地在黑暗中飛行和捕捉昆蟲。（3）在醫(yī)療領(lǐng)域，醫(yī)生使用聽診器給病人診斷病情，聽診器可以收集人體內(nèi)部器官發(fā)出的聲音（如心跳聲、呼吸聲、腸鳴音等），醫(yī)生通過對這些聲音的特征（如頻率、響度、音色等）進行分析，判斷器官是否正常工作，有無病變等情況；還有B超診斷，利用超聲波向人體內(nèi)部發(fā)射，超聲波遇到不同組織器官的界面時會發(fā)生反射，反射回來的超聲波被儀器接收并處理，形成人體內(nèi)部器官的圖像，醫(yī)生借此觀察胎兒的發(fā)育情況、檢查臟器有無病變等。（4）在工業(yè)生產(chǎn)和日常生活中，倒車?yán)走_(dá)利用超聲波回聲定位原理，當(dāng)車輛倒車時，倒車?yán)走_(dá)發(fā)出超聲波，超聲波遇到障礙物反射回來，根據(jù)反射波返回的時間，就能計算出車輛與障礙物之間的距離，并通過聲音或者顯示屏等方式提醒駕駛員，避免碰撞；超聲導(dǎo)盲儀則是為盲人出行提供幫助，它發(fā)射超聲波并接收反射回來的波，從而判斷前方道路上的障礙物情況，為盲人指引道路。2.次聲波和超聲波在傳遞信息方面的應(yīng)用特點：（1）次聲波的特點是頻率低于20Hz，它的優(yōu)點是傳播距離遠(yuǎn)、能量衰減小，所以可以用于預(yù)測地震、火山爆發(fā)、臺風(fēng)、海嘯等自然災(zāi)害，相關(guān)監(jiān)測儀器能夠接收到這些自然災(zāi)害發(fā)生前產(chǎn)生的次聲波，從而確定這些活動發(fā)生的方位和強度，提前發(fā)出預(yù)警。但次聲波的缺點是由于頻率過低，人類無法直接聽到，需要借助專門的儀器來探測和分析。（2）超聲波的頻率高于20000Hz，它具有方向性好、穿透能力強、能量集中等特點，所以在回聲定位方面應(yīng)用廣泛，如前面提到的蝙蝠回聲定位、倒車?yán)走_(dá)、超聲導(dǎo)盲儀等都是利用超聲波的這些特性來準(zhǔn)確獲取目標(biāo)物體的信息；在醫(yī)療領(lǐng)域，超聲波不僅能用于B超成像，還能用于檢測一些臟器內(nèi)部的細(xì)微病變等，它可以穿透人體的一些組織到達(dá)內(nèi)部臟器進行檢測，但不會對人體造成像X射線那樣的輻射傷害。易錯點提示：1.誤認(rèn)為次聲波人耳能聽到：次聲波頻率低于20Hz，不在人耳可聽聲的頻率范圍（20Hz-20000Hz）內(nèi)，所以人耳聽不到次聲波，要借助儀器探測。2.混淆超聲波和次聲波的應(yīng)用：比如認(rèn)為預(yù)測地震等自然災(zāi)害是用超聲波，實際上是利用次聲波傳播距離遠(yuǎn)、能量衰減小的特點來進行預(yù)測的；而像B超、超聲清洗等是利用超聲波的相關(guān)特性，要準(zhǔn)確區(qū)分它們不同的應(yīng)用場景和依據(jù)的特性。3.對聲音傳遞信息的理解片面：只認(rèn)為說話交流才是聲音傳遞信息，忽略了像動物利用聲音交流、各種儀器設(shè)備利用聲音獲取物體狀態(tài)等也是聲音傳遞信息的重要方面。例如不理解倒車?yán)走_(dá)是通過接收反射回來的超聲波所攜帶的車輛與障礙物距離信息來工作的。二、聲與能量1.聲音能夠傳遞能量的實驗證明及常見實例：（1）實驗證明方面，可以通過一個簡單的實驗來觀察，比如將點燃的蠟燭放在正在播放音樂的揚聲器前方，會發(fā)現(xiàn)燭焰會隨著音樂的節(jié)奏晃動，這表明聲音具有能量，并且可以傳遞給其他物體使其產(chǎn)生振動等現(xiàn)象。（2）在實際應(yīng)用中，超聲波清洗眼鏡、首飾等是常見的例子。超聲波清洗機通過向清洗槽內(nèi)的液體中發(fā)射超聲波，超聲波在液體中傳播時會使液體產(chǎn)生劇烈的振動，形成無數(shù)微小的氣泡，這些氣泡在生長到一定程度后會迅速破裂，產(chǎn)生強烈的沖擊波，這種沖擊波可以將附著在物體表面的污垢、雜質(zhì)等沖擊下來，從而達(dá)到清洗的目的。另外，利用超聲波除去人體內(nèi)的結(jié)石也是聲音傳遞能量的應(yīng)用，超聲波碎石機發(fā)出的高強度超聲波聚焦到結(jié)石上，使結(jié)石產(chǎn)生劇烈振動，結(jié)石內(nèi)部的分子間結(jié)合力被破壞，最終將結(jié)石粉碎成細(xì)小的顆粒，這些顆?？梢噪S尿液等排出體外。易錯點提示：1.不理解聲音傳遞能量的本質(zhì)：認(rèn)為聲音只是一種波動，只能傳遞信息，難以理解聲音可以使物體振動、破碎等從而傳遞能量的現(xiàn)象。例如對于超聲波清洗時，不明白是超聲波使液體振動產(chǎn)生的能量沖擊污垢實現(xiàn)清洗，而不是單純靠液體流動清洗。2.混淆聲音傳遞信息和傳遞能量的實例：比如認(rèn)為B超是利用聲音傳遞能量來成像的，實際上B超是利用超聲波反射回來的信息形成圖像，是聲音傳遞信息的應(yīng)用；而超聲波碎石才是利用聲音傳遞能量的實例，要準(zhǔn)確區(qū)分不同應(yīng)用到底是在利用聲音的哪種特性。三、聲的利用綜合辨析在實際情況中，很多時候聲既傳遞信息又傳遞能量，只是側(cè)重點不同。比如前面提到的超聲檢測，一方面超聲波在遇到物體內(nèi)部的缺陷等情況時會反射回來不同的信息，通過分析這些反射信息可以檢測出物體內(nèi)部的狀況，這是傳遞信息的體現(xiàn)；但同時超聲波在物體內(nèi)部傳播過程中也會對物體產(chǎn)生一定的能量作用，只不過這種能量作用不是主要目的，主要目的是獲取內(nèi)部信息。易錯點提示：不能準(zhǔn)確判斷一個具體的聲應(yīng)用場景主要是利用聲傳遞信息還是傳遞能量：例如對于一些新型的聲相關(guān)設(shè)備或應(yīng)用場景，無法根據(jù)其具體的工作原理和達(dá)到的效果準(zhǔn)確判斷到底是側(cè)重利用聲音傳遞信息還是傳遞能量，需要深入分析其工作過程中是獲取信息為主還是產(chǎn)生能量作用導(dǎo)致某種結(jié)果為主。鞏固練習(xí)一、選擇題1．如圖所示中，主要描述聲能夠傳遞能量的是（）A．探測海深B．敲橡皮膜，火焰搖動C．回聲定位D．超聲波檢查2．某歌手向一只靜置的玻璃酒杯發(fā)出聲音，一段時間之后玻璃杯碎裂，如圖，這說明（）A．聲音能傳遞能量 B．聲音能傳遞信息C．聲音能在玻璃中傳播 D．聲音由振動產(chǎn)生3．下列事例中屬于利用聲音傳遞信息的是（）①汽車上的倒車?yán)走_(dá) ②醫(yī)生用B超診斷儀檢測病情③超聲波清洗眼鏡 ④超聲波排除人體內(nèi)結(jié)石⑤利用聲吶探測魚群位置⑥鐵路工人用鐵錘敲擊鋼軌檢查螺栓是否松動A．②③⑤⑥ B．①②⑤⑥ C．③④⑤⑥ D．①②③④4．圖所示是一款聲波滅火裝置，通過發(fā)出30~50Hz的聲波，能夠在幾秒之內(nèi)撲滅火焰。下列說法正確的是（）A．該裝置的聲源每分鐘振動30~50次B．該裝置發(fā)出的聲波能在真空中傳播C．該裝置發(fā)出的聲波屬于次聲波D．聲波可以滅火說明聲波具有能量5．有一種電子牙刷，能夠發(fā)出超聲波，直達(dá)刷毛刷不到的地方（）A．超聲波是一種特殊的清洗劑B．超聲波傳遞了去污信息C．超聲波的音調(diào)很高，所以人聽不到D．超聲波的傳播速度比普通聲波更快6．超聲波具有方向性好、穿透能力強等特點，下列各例中利用超聲波的能量大特點的是（）A．醫(yī)院利用“B超”檢查體內(nèi)情況B．蝙蝠利用超聲波確定食物及障礙物的位置C．超聲波加濕器使藥液霧化后讓病人吸入治療咽喉炎癥D．用超聲波探測水庫大壩是否有空隙裂縫二、填空題7．在蜿蜒的鐵路線上，“鐵軌醫(yī)生”用探傷儀給鐵軌做“B超”，這是利用聲可以傳遞，探傷儀發(fā)出的超聲波（選填“能”或“不能”）被人耳聽見，人耳能聽見的頻率范圍是：。8．2023年5月28日，如圖所示的國產(chǎn)大飛機C919首次執(zhí)飛，此次航班從上海起飛，在首都機場平穩(wěn)降落。中國大飛機飛出安全、更飛出志氣和希望。周圍觀看的人們聽到飛機的聲音是由傳過來的。聽到轟鳴聲，人們就知道飛機降落或起飛，這說明聲音可以傳遞。9．如圖甲所示，用豎直懸掛的泡沫塑料球接觸正在發(fā)聲的音叉時，泡沫塑料球被彈起；聲音是由物體產(chǎn)生的；如圖乙所示，敲擊右邊的音叉，該現(xiàn)象說明：聲音能夠傳遞。10．小麗拿一個空的飲料瓶，裁去瓶底，給開口處蒙上橡皮膜并扎緊，讓瓶口對著燭的火焰，敲打橡皮膜使其發(fā)聲。如圖所示。當(dāng)小麗敲打橡皮膜時可以觀察到的實驗現(xiàn)象是這個實驗說明說明聲音能傳遞。11．醫(yī)生用超聲波粉碎人體內(nèi)的“石頭”，表明聲音具有；聲音在海水中的傳播速度（選填大于、小于或等于）340m/s。12．如圖所示，是一款利用聲音控制門禁系統(tǒng)的聲紋鎖。實現(xiàn)了傳說中“芝麻開門”的神話。聲紋鎖辨別聲音主要依據(jù)的是聲音的，利用語音控制開鎖，說明聲音可以傳遞。三、簡答題13．一艘探險船正準(zhǔn)備出海航行，科學(xué)家們都在緊張地檢查所需物品，一位氣象學(xué)家將一只氣球貼于臉頰，感受到了劇烈的振動，于是他馬上