1、3.3 超聲與次聲一、課前準(zhǔn)備1. 人耳聽(tīng)到的聲音頻率范圍有多大？什么是超聲和次聲？（答案：人耳聽(tīng)覺(jué)頻率范圍在20 Hz至20000 Hz之間。高于20000 Hz以上的聲音稱(chēng)為超聲，低于20 Hz的聲音稱(chēng)為次聲。）2. 超聲和次聲各有何特性？（答案：超聲波具有方向性好、穿透力強(qiáng)、對(duì)物體有很強(qiáng)的“破碎”能力，易于獲得較集中的聲能等；由于次聲波的頻率很低，因而它顯示出了種種奇特的性質(zhì)，其中最顯著的特點(diǎn)是傳播的距離遠(yuǎn)，而且不容易被吸收）二、名師解讀點(diǎn)撥知識(shí)點(diǎn)1：超聲與次聲高于_Hz以上的聲音稱(chēng)為超聲，低于_Hz的聲音稱(chēng)為次聲。人耳聽(tīng)覺(jué)頻率范圍在_Hz之間?！久鞔_】我們平常聽(tīng)到的各種聲音只是聲音世界

2、中的一部分，盡管聽(tīng)不到，卻很有意義。知識(shí)點(diǎn)2：超聲及其應(yīng)用【想一想】超聲有哪些的應(yīng)用？廣泛應(yīng)用于 、 和 等方面?！军c(diǎn)撥】超聲波的應(yīng)用是很廣的。定向發(fā)射的超聲在水中傳播的距離比光和無(wú)線(xiàn)電信號(hào)遠(yuǎn)得多模仿蝙蝠使用超聲的道理，人類(lèi)發(fā)明了聲納這種裝在船只及潛艇上的裝置靠超聲在水中傳播時(shí)碰到物體產(chǎn)生回波，來(lái)測(cè)定距離，確定位置，能發(fā)現(xiàn)對(duì)手，或保證航行安全；超聲具有很強(qiáng)的穿透能力，超聲診斷儀（B超）可以用來(lái)檢查、治療人體疾病，超聲探測(cè)儀能探測(cè)金屬內(nèi)部存在的缺陷；超聲對(duì)物體有很強(qiáng)的“破碎”能力，能將一般情況下不能混合的液體（如油和水）混合在一起，可用在化學(xué)工業(yè)上，它還能破壞細(xì)菌結(jié)構(gòu)可對(duì)醫(yī)療器械和食物等進(jìn)行殺菌

3、消毒。用超聲處理過(guò)的種子可以縮短發(fā)芽時(shí)間，提高發(fā)芽率?！咀⒁狻砍暼允且环N聲音，聲音的傳播需要物質(zhì)，利用超聲來(lái)測(cè)定距離確定位置時(shí)需要有傳播的物質(zhì)。知識(shí)點(diǎn)3： 次聲及其應(yīng)用【想一想】哪些情況可產(chǎn)生次聲？【點(diǎn)撥】火山爆發(fā)、墜人大氣層中的流星、極光、地震、海嘯、臺(tái)風(fēng)、雷暴、龍卷風(fēng)、電離層擾動(dòng)，等等利用人工的方法也能產(chǎn)生次聲波，例如核爆炸、火箭發(fā)射、化學(xué)爆炸，等等【說(shuō)明】許多災(zāi)害性的自然現(xiàn)象，如火山爆發(fā)、龍卷風(fēng)、雷暴、臺(tái)風(fēng)等，在發(fā)生之前可能會(huì)輻射出次聲波，人們就有可能利用這些前兆現(xiàn)象來(lái)預(yù)測(cè)和預(yù)報(bào)這些災(zāi)害性自然事件的發(fā)生預(yù)測(cè)自然災(zāi)害性事件，探測(cè)出這些次聲源的有關(guān)參量【想一想】次聲有何破壞性？【點(diǎn)撥】次聲

4、能量很高，能使機(jī)器設(shè)備破壞、飛機(jī)解體、建筑物破壞；在強(qiáng)次聲環(huán)境中，人的平衡器官的功能將受到破壞，會(huì)產(chǎn)生惡心、暈眩、旋轉(zhuǎn)感等癥狀，嚴(yán)重的會(huì)造成內(nèi)臟出血破壞，危及生命。生活中，由于人耳無(wú)法聽(tīng)到次聲，所以要盡量防止次聲的產(chǎn)生，遠(yuǎn)離次聲源。根據(jù)上述兩則信息，可以判斷下列說(shuō)法正確的是A.人憑聽(tīng)覺(jué)能發(fā)現(xiàn)飛行的蜜蜂和飛行的蝴蝶 B.狗憑聽(tīng)覺(jué)能發(fā)現(xiàn)飛行的蜜蜂和飛行的蝴蝶C.貓憑聽(tīng)覺(jué)能發(fā)現(xiàn)飛行的蝴蝶，不能發(fā)現(xiàn)飛行的蜜蜂D.人憑聽(tīng)覺(jué)能發(fā)現(xiàn)飛行的蜜蜂，不能發(fā)現(xiàn)飛行的蝴蝶解析：從圖1和圖2所給出的信息中可知人的聽(tīng)覺(jué)頻率范圍為20Hz20000Hz，狗的聽(tīng)覺(jué)頻率范圍為15Hz50000Hz，貓的聽(tīng)覺(jué)頻率范圍為60Hz6

5、5000Hz，蝴蝶每秒振翅五六次，即發(fā)聲頻率為5 Hz6 Hz，不在人的聽(tīng)覺(jué)頻率范圍內(nèi)，也不在狗和貓的聽(tīng)覺(jué)頻率范圍內(nèi)，所以A、B、C答案均不正確。蜜蜂發(fā)聲頻率在人的聽(tīng)覺(jué)頻率范圍內(nèi)，所以答案D正確?！咀兪筋}】（05年紹興市）300年前，意大利科學(xué)家做了這樣一個(gè)實(shí)驗(yàn)：在房間里掛了許多鈴鐺，然后讓蝙蝠在房間中自由飛翔。第一次未對(duì)蝙蝠有任何限制，鈴鐺未響；第二次蒙住蝙蝠的眼睛，鈴鐺也未響；第三次塞住蝙蝠的耳朵，房間中的鈴鐺響了。下列問(wèn)題不是該實(shí)驗(yàn)所研究的是（ ）A.蝙蝠飛行靠什么躲避障礙物的B.眼睛對(duì)蝙蝠飛行是否起作用C.耳朵對(duì)蝙蝠飛行是否起作用D.鈴鐺是怎樣發(fā)聲的解析：該實(shí)驗(yàn)所研究的是蝙蝠飛行靠什么

6、躲避障礙物的, 第一次未對(duì)蝙蝠有任何限制，鈴鐺未響,說(shuō)明蝙蝠有“絕技”，第二次蒙住蝙蝠的眼睛，鈴鐺也未響，說(shuō)明眼睛對(duì)蝙蝠飛行不起作用，第三次塞住蝙蝠的耳朵，房間中的鈴鐺響了，說(shuō)明耳朵對(duì)蝙蝠飛行起了作用。至于鈴鐺是怎樣發(fā)聲的不是該實(shí)驗(yàn)所研究的問(wèn)題。答案：D類(lèi)型之二：超聲及其應(yīng)用【例2】根據(jù)下列圖所示的三幅圖，說(shuō)明超聲波在生產(chǎn)和生活方面有什么應(yīng)用 解析：從上面幾點(diǎn)可以看出超聲波的應(yīng)用是很廣的主要表現(xiàn)在：第一，超聲波頻率高，振動(dòng)迅速，可利用它來(lái)清洗、力口工和消毒；第二，超聲波的穿透本領(lǐng)大，在工業(yè)上用來(lái)檢驗(yàn)金屬內(nèi)部是否有裂痕、氣泡等；第三，超聲波在醫(yī)學(xué)上應(yīng)用很廣醫(yī)院里的“B超”應(yīng)用的就是超聲波【變式題

7、】下列距離不能用聲波來(lái)測(cè)量的是（ ） A海的深度 B相距很遠(yuǎn)的兩高山之間的距離C地球到月球之間的距離 D很長(zhǎng)的鋼管的長(zhǎng)度解析：聲音的傳播需要物質(zhì)，所不能以用聲波來(lái)測(cè)量的是地球到月球之間的距離。答案：C 類(lèi)型之三：次聲及其應(yīng)用【例3】由于人類(lèi)還不能準(zhǔn)確地預(yù)測(cè)地震，因此地震發(fā)生時(shí)常導(dǎo)致很多人在災(zāi)害中喪生。但一些小動(dòng)物對(duì)地震的預(yù)警卻比人類(lèi)要好的多，其原因是小動(dòng)物（ ）A能聽(tīng)到聲波的頻率較高 B能聽(tīng)到地震中的次聲波C能聽(tīng)到地震中的超聲波 D能聽(tīng)到響度很小的聲音解析：次聲源有：火山爆發(fā)、墜人大氣層中的流星、極光、地震、海嘯、臺(tái)風(fēng)、雷暴、龍卷風(fēng)等，地震發(fā)生時(shí)能產(chǎn)生次聲波，人耳聽(tīng)不到，一些小動(dòng)物能聽(tīng)到地震中

8、的次聲波，對(duì)地震的預(yù)警卻比人類(lèi)要好的多。答案：B【變式題】一艘國(guó)際商船在“火地島”，發(fā)現(xiàn)了多年前神謎失蹤的“馬可波羅”號(hào)帆船，而船上的一切設(shè)備及物品卻完好無(wú)損。經(jīng)科學(xué)家們多年的研究和探索，終于揭開(kāi)了這些遇難者的“死亡謎”。原來(lái)都死于風(fēng)暴所產(chǎn)生的 。解析：風(fēng)暴發(fā)生時(shí)能產(chǎn)生次聲波，在強(qiáng)次聲環(huán)境中，人的平衡器官的功能將受到破壞，會(huì)產(chǎn)生惡心、暈眩、旋轉(zhuǎn)感等癥狀，嚴(yán)重的會(huì)造成內(nèi)臟出血破壞，危及生命。答案：次聲波類(lèi)型之四：綜合應(yīng)用創(chuàng)新【例4】閱讀材料 蝙蝠在黑暗中能自由地飛翔，用蠟封住其耳朵，雖然把它放在明亮的房間里，仍像喝醉酒一樣，一次一次地碰到障礙物，后來(lái)，物理學(xué)家證實(shí)了蝙蝠能發(fā)出 波，靠這種波的回聲

9、來(lái)確定目標(biāo)和距離。 如果把八只同樣的玻璃杯盛不同深度的水用一根細(xì)棒依次敲打杯子，可以發(fā)現(xiàn)聲音的 和盛水量有關(guān)。如果調(diào)節(jié)適當(dāng)，可演奏簡(jiǎn)單的樂(lè)譜，由此我們不難知道古代“編鐘”的道理。許多年前，“馬可波羅”號(hào)帆船在“火地島”失蹤，經(jīng)過(guò)多年的研究，揭開(kāi)了“死亡之迷”，他們都是死于亞聲，這是一種人耳聽(tīng)不到的聲音，頻率低于20Hz，而人的內(nèi)臟的固有頻率和亞聲波極為相似，當(dāng)二者相同時(shí)，會(huì)形成內(nèi)臟的共振，嚴(yán)重時(shí)，把內(nèi)臟振壞而喪生。請(qǐng)回答 請(qǐng)你將上面短文中和兩處補(bǔ)上恰當(dāng)?shù)奈淖郑篲，_ 亞聲是指我們學(xué)過(guò)的_。 從短文中可以看出，人體內(nèi)臟的固有頻率大致是_左右，聲具有_。 從短文中可以看出，所填的物理量與_有關(guān),關(guān)

10、系_.解析： 超聲波；音調(diào)。 次聲波。 20Hz；能量；頻率；聲源振動(dòng)的頻率越高，聲音的音調(diào)越【課堂展示】1. 下列有關(guān)超聲對(duì)說(shuō)法錯(cuò)誤的是 A. 超聲是指發(fā)聲頻率高于20000Hz的聲音。B. 超聲也是由振動(dòng)而產(chǎn)生的C. 超聲因頻率過(guò)高使人耳無(wú)法聽(tīng)到D. 人雖然聽(tīng)不到超聲，但能發(fā)出超聲2某發(fā)聲儀器產(chǎn)生聲波的頻率為1.5105Hz，我們可以利用此種聲波 A. 檢測(cè)機(jī)械器件內(nèi)是否有空洞B. 探測(cè)地球與月球之間的距離C. 傳遞信息，直接被人感知D. 以上說(shuō)法都不對(duì)3下列事實(shí)中，應(yīng)用了次聲的是 A. 用聲納測(cè)海底深度B. 蝙蝠確定目標(biāo)的方向和距離C. 預(yù)報(bào)臺(tái)風(fēng)和地震D. 海豚判斷物體的位置和大小4.有

11、一種電動(dòng)牙刷，它能發(fā)出超聲波，直達(dá)牙刷棕毛刷不到的地方，這樣刷牙干凈又舒服，則下列說(shuō)法正確的是：A電動(dòng)牙刷發(fā)出的超聲波不能在空氣中傳播B超聲波不是由物體振動(dòng)產(chǎn)生的C超聲波的音調(diào)很低所以人聽(tīng)不到D超聲波能傳遞能量5.通常情況下，人耳能聽(tīng)到聲音的頻率范圍是2020000HZ，其頻率高于20000HZ的聲波稱(chēng)為 。請(qǐng)你列舉一個(gè)人們利用這種聲波的實(shí)例： 。6圖4中利用了超聲波的72008年5月12日我國(guó)汶川地區(qū)發(fā)生了80級(jí)的大地震，給人民群眾造成了重大損失，因?yàn)榈卣甬a(chǎn)生的聲波屬于_（填“次聲波”或“超聲波”），所以地震前人們并沒(méi)有感知到倒塌房屋中的一些被困人員，通過(guò)敲擊物體使其_發(fā)出聲音，被及時(shí)獲救一

12、些動(dòng)物聽(tīng)覺(jué)的頻率范圍蝙蝠1000HzHz海豚150HzHz貓60Hz65000Hz大象1Hz20000Hz8地震時(shí)會(huì)產(chǎn)生次聲波（頻率低于20Hz）在遠(yuǎn)離地震中心、人無(wú)震感的區(qū)域，次聲波會(huì)引起某些動(dòng)物的聽(tīng)覺(jué)反應(yīng)由右表提供的數(shù)據(jù)可知，在遠(yuǎn)離地震中心的區(qū)域聽(tīng)覺(jué)上有較明顯反應(yīng)的動(dòng)物是 A蝙蝠B(yǎng)海豚 C貓 D大象9.下列現(xiàn)象不屬于利用超聲波的是（ ）答案：DA蝙蝠飛行時(shí)的定向 B醫(yī)生利用“B”超給病人檢查C利用聲波清洗精細(xì)的零件 D優(yōu)美的小提琴演奏聲10.一個(gè)聲源在振動(dòng)，但人耳卻聽(tīng)不到聲音，可能的原因有哪些?答案：(1)聲源的頻率過(guò)高(2)聲源的頻率過(guò)低(3)聲源的振幅太小(4)聲源與人耳沒(méi)有傳聲介質(zhì)(

13、5)人耳距聲源太遠(yuǎn)五、課后延伸閱讀 一些動(dòng)物的“聲吶”聲吶并非人類(lèi)的專(zhuān)利，不少動(dòng)物都有它們自己的“聲吶”。蝙蝠就用喉頭發(fā)射每秒10-20次的超聲脈沖而用耳朵接收其回波，借助這種“主動(dòng)聲吶”它可以探查到很細(xì)小的昆蟲(chóng)及01mm粗細(xì)的金屬絲障礙物。而飛蛾等昆蟲(chóng)也具有“被動(dòng)聲吶”，能清晰地聽(tīng)到40m以外的蝙蝠超聲，因而往往得以逃避攻擊。然而有的蝙蝠能使用超出昆蟲(chóng)偵聽(tīng)范圍的高頻超聲或低頻超聲，從而使捕捉昆蟲(chóng)的命中率仍然很高。看來(lái)，動(dòng)物也和人類(lèi)一樣進(jìn)行著“聲吶戰(zhàn)”！海豚和鯨等海洋哺乳動(dòng)物則擁有“水下聲吶”，它們能產(chǎn)生一種十分確定的訊號(hào)探尋食物和相互通迅。海豚聲吶的靈敏度很高，能發(fā)現(xiàn)幾米以外直徑02mm的金屬絲和直徑lmm的尼龍繩，能區(qū)別開(kāi)只相差1/200 s時(shí)間的兩個(gè)信號(hào)，能發(fā)現(xiàn)幾百米外的魚(yú)群，能遮住眼睛在插滿(mǎn)竹竿的水池子中靈活迅速地穿行而不會(huì)碰到竹竿；海豚聲吶的“目標(biāo)識(shí)別”能力很強(qiáng)，不但能識(shí)別不同的魚(yú)類(lèi)，區(qū)分開(kāi)黃銅、鋁、電木、塑料等不同的物質(zhì)材料，還能區(qū)分開(kāi)自己發(fā)聲的回波和人們錄下它的聲音而重放的聲波；海豚聲吶的抗干擾能力也是驚人的，如果有噪聲干擾，它會(huì)提高叫聲的強(qiáng)度蓋過(guò)噪聲，以使自己的判斷不受影響；而且，海豚聲吶還具有感情表達(dá)能力，已經(jīng)證實(shí)海豚是一種有“語(yǔ)言”的動(dòng)物，它們的“交談”正是通過(guò)其聲吶系統(tǒng)。尤其是僅存于世的四種淡水豚中最珍貴的一種我國(guó)長(zhǎng)江中