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八年级物理上册第二章声现象2.3声的利用精品练习(附解析新人教版)

专题2.3  声的利用
 
1.可以利用声传递信息,如回声定位。
2.可以利用声传递能量,如用超声波除去人体内的结石.
3.利用回声定位和速度公式可以测距离(如海底深度,冰山距离、潜水艇位置等)。声音在传播过程中遇到多孔或柔软的物质会被吸收。
4.超声波是指频率高于20000Hz的声波。人类发不出超声,也听不到超声。
5.次声波是指频率低于20Hz的声波。
 
知识点一:声可以传递信息。
【例题1】(2019湖南怀化)下列关于声现象的描述中不正确的是(    )
A.调节手机的音量是为了改变声音的响度
B.“闻其声知其人”是根据声音的音色来区分
C.声音是由物体的振动产生的,真空中也能传播声音
D.下课铃响后同学们走出教室说明声音能传递信息
【答案】C
【解析】A.调节手机音量是改变发声体振动的幅度,从而改变响度。故A正确;
B.不同人发出声音的音色不同,故“闻其声,知其人”是根据声音的音色区分的。故B正确;
C.声音是由物体振动而产生的,但声音传播靠介质,声音不能在真空中传播。故C错误;
D.铃声提醒同学们下课时间到,说明声音能够传递信息。故D正确。
知识点二:声可以传递能量。
【例题2】(2019湖北武汉)关于声现象,下列说法错误的是(  )
A.从物理学角度讲,发声体做无规则振动时会发出噪声
B.声速的大小不仅跟介质的种类有关,还跟介质的温度有关
C.不同物体发出声音的音调和响度相同,发出声音的音色也就相同
D.一般来说,超声波产生的振动比可闻声更加强烈,常被用来清洗物体
【答案】C
【解析】①发声体的无规则振动产生噪声; ②声音的传播需要介质,并且不同介质对声音的传播能力是不同的,即使是同一种介质在不同的温度时传播声音的能力也是不同的; ③不同发声体的音色一般不同; ④声音传播时,可以传递信息和能量。这种特点可以应用在医学上。
A.从物理学角度说,噪声是由于物体无规则振动而产生的。故A正确;
B.声音的传播速度既和介质的种类有关又和介质的温度有关。故B正确;
C.不同发声体可以发出相同的音调和响度,但由于材质和构造的区别,音色可能是不同的。故C错误;
D.由于声音可以传递能量,所以人们利用超声波来传递能量,应用超声波清洗物体是因为它产生的振动比可闻声更加强烈。故D正确。 故选:C。
知识点三:声的利用实例。
1.回声的概念:声音在传播过程中遇到障碍物会反射回来所形成的声音现象。回声到达人耳与原声到达人耳的时间间隔在0.1s以上时(最短距离为17m),人能够把原声与回声区分开。若小于0.1s,原声和回声则混在一起,使得原声加强。因此比起操场上,在屋子里的说话的声音总是比较响亮。
2.回声的应用:利用回声和速度公式(S=vt/2)可以测距离(如海底深度,冰山距离、潜水艇位置等)。声音在传播过程中遇到多孔或柔软的物质会被吸收。
3.共鸣的概念:发声器的频率如果与外来声音的频率相同时(即音调相同),它将因为共振作用而发声,这种声学现象叫作共鸣(如两个频率相同的音叉靠近,其中一个振动发声时,另一个也会发声)。
4.超声波:频率高于20000Hz的声波。人类发不出超声,也听不到超声。但许多动物则不然,如蝙蝠可以发出超声,狗狗可以听到超声。超声波的特点和应用:频率高、反射强(超声雷达,声纳);穿透能力强(B超、金属探测器、探伤);“破碎”能力强(消毒杀菌、加湿器、碎石、除垢、洁牙);生理作用(缩短种子发芽时间,提高发芽率)。
5.次声波:频率低于20Hz的声波。次声的来源:主要产生于火山爆发、海啸地震等,另外人类制造的火箭发射、飞机飞行、火车汽车的奔驰、核爆炸等也能产生次声波。次声的危害:次声很容易绕过障碍物,且无孔不入。能量高的次声有很大破坏力,对人有危害。强次声能使机器设备破裂,飞机解体,建筑物破坏倒塌;在强次声环境中,人的平衡器官功能将遭到破坏,会产生恶心、眩晕、旋转感等症状,严重的会造成内脏出血破裂而危及生命。次声的应用:根据次声传播距离远,能量损失小的特点,可对各类次声源进行检测,如核爆、海洋温度检测、各类自然灾害等。
【例题3】(2019湖南娄底)关于声现象的说法正确的是(  )
A.物体的振幅越大音调越高                B.声音在真空中的传播速度是340m/s
C.打雷时捂住耳朵可以防止雷声的产生      D.地震、火山喷发等自然现象都伴有次声波的产生
【答案】D
【解析】(1)音调的高低与物体的振动频率有关,响度大小与振幅有关;
(2)声音不能在真空中传播;
(3)减弱噪声的途径有三个,即在声源处减弱、在传播过程中减弱、在人耳处减弱;
(4)据课本可知,地震、火山喷发等自然现象都伴有次声波产生。
A.物体的振幅越大,响度越大,故A错误;
B.声音不能在真空中传播,故B错误;
C.打雷时捂住耳朵可以减弱进入耳朵的声音,不能防止雷声的产生,故C错误;
D.据课本可知,地震、火山喷发等自然现象都伴有次声波产生,故D正确。
 
一、选择题
1.(2019黑龙江大庆)下列说法不正确的是(  )
A.在建筑方面,设计、建造大礼堂时,必须把回声现象作为重要因素加以考虑    
B.动画片的配音常用慢录快放的方式,把成年人的声音变成了小孩的声音,这样能够使声音音调变高    
C.超声波能将一般情况下不能混合的液体混合在一起,而次声波人耳听不到,能量很小,破坏力不大    
D.广播里播放“考生开始答题”的声音是通过空气传入同学们耳朵的
【答案】C
【解析】A.声音遇到障碍物反射回来形成回声,而且回声过长时,干扰人们的听觉,所以设计、建造大厅堂时,必须把回声现象作为重要因素加以考虑。故A正确;
B.小孩的音调通常比大人高,动画片的配音常用慢录快放的方式,改变了声音振动的频率,而频率影响到的是声音的音调,振动的频率加快,声音的音调变高,故B正确;
C.声波具有能量,超声波频率高,对物体有很强的“破碎”能力,它能将一般情况下不能混合的液体(如油和水)混合在一起;次声波也是声波,同样具有能量,可以有很大破坏力,如地震时的次声波,故C错误;
D.考试时,考生听到广播指令是通过空气传入同学们的耳朵的,故D正确。
2.(2019河北省)下列有关声现象的说法正确的是(  )
A.通过响度分辨不同乐器演奏的声音    
B.笛子发出的声音是由笛子振动产生的    
C.教室内安装噪声检测装置,学生可以免受噪声干扰    
D.通过声学仪器接收到的次声波等信息判断地震的方位和强度
【答案】D
【解析】(1)音色反映了声音的品质和特色,不同发声体的材料、结构不同,发出声音的音色也就不同;(2)声音是由物体振动产生的,一切发声体都在振动;(3)噪声监测装置可以测量噪声的大小,不能减弱噪声;(4)声可以传递信息,也可以传递能量。
A.人们能辨别不同乐器发出的声音,是因为它们的音色不同,故A错误;
B.笛子发出的声音是由笛子内空气柱的振动产生的,故B错误;
C.教室内安装噪声检测装置是用来检测噪声等级的,不能减弱噪声,所以学生不能免受噪声干扰,故C错误;
D.发生地震时产生的是次声波,由于声可以传递信息,所以通过声学仪器接收到的次声波等信息判断地震的方位和强度,故D正确。
3.下图中,主要描述声能够传递能量的是(  )
    
A.探测海深           B.敲瓶底火焰摇动         C.回声定位   D.超声波探查
【答案】B
【解析】声可以传递信息,也可以传递能量.声携带了物体的某些信息,可以根据声对物体的某些情况做出准确判断.声是由物体振动产生的,当声向外传播时实质就是将能量传递出去,所以声波能传递能量.A是利用回声测距离,C是回声定位,都是声波传递信息的应用,而“B超”是回声定位的应用.B选项中,火焰摇动说明其获得了能量,因此选B.
4.(2019•绥化)关于声现象,下列说法正确的是(  )
A.声音在空气中传播速度是340m/s              B.地震、火山爆发只有超声波产生    
C.工厂用的防噪声耳罩是在声源处减弱噪声      D.用超声波排除人体内的结石是利用了声可以传递能量
【答案】D
【解析】A.声音在15℃的空气中传播速度是340m/s,故A错误;
B.地震、火山爆发、台风等都伴有次声波产生,故B错误;
C.工厂用的防声耳罩是在人耳处减弱噪声,故C错误;
D.用超声波排除人体内的结石是利用了声可以传递能量,故D正确。
5.(2019•邵阳)下列事例是利用声传递能量的是(  )
A.医生用听诊器诊断病情                    B.利用超声波排除人体内的结石    
C.渔民捕鱼时利用声呐探测鱼群的位置        D.蝙蝠利用“回声定位”确定目标的位置
【答案】B
【解析】A.医生通过听诊器给病人诊病,是利用声音传递信息,故A不符合题意;
B.医生利用超声波振动除去病人体内的结石,说明声音能够传递能量,故B符合题意;
C.渔民捕鱼时利用声呐探测鱼群的位置,是利用声音传递信息,故C不符合题意;
D.蝙蝠的回声定位确定目标的位置,是利用声音来传递信息的,故D不符合题意。
6.(2019•宜昌)2019年5月,我国自主创新研发的新型深远海综合科学考察船“东方红3号”即将交付使用。该船多项指标国际领先,特别是低噪音控制指标达全球最高级别,“当船行驶时,水下20米以外的鱼群都感觉不到”。根据以上介绍,下列说法正确的是(  )
A.噪声不是由物体振动产生的                B.噪声不能在水中传播    
C.噪声会干扰声呐探测系统                D.声呐探测是向海底发射电磁波
【答案】C
【解析】(1)声音是由物体振动产生的,一切发声体都在振动;
(2)声音的传播需要介质,声音可以在气体、液体和固体中传播,真空不能传声;
(3)声呐是利用超声波的反射获取信息的。
A.从物理学角度分析,噪声是由于物体做杂乱无章无规则振动产生的。故A错误;
B.噪声也是声音,可以在水中传播。故B错误;
C.由于声音可以在水中传播,所以噪声会干扰声呐探测系统。故C正确;
D.声呐探测是向海底发射超声波。故D错误。
7.(2019•河南)中华古诗词、俗语中蕴含着丰富的声学知识,下列有关理解正确的是(  )
A.“谁家玉笛暗飞声”中的笛声由笛管的振动产生    
B.“响鼓还要重锤敲”说明声音的音调与振幅有关    
C.“闻其声而知其人”是根据声音的响度来辨别的    
D.“柴门闻犬吠,风雪夜归人”说明声音可传递信息
【答案】D
【解析】A.声音是由物体振动产生的,笛声是由笛管内空气柱振动产生的,故A错误;
B.重锤敲鼓时,鼓面振动幅度大,声音的响度大,所以,“响鼓还要重锤敲”说明声音的响度与振幅有关;故B错误;
C.不同发声体的材料、结构不同,发出声音的音色不同,所以“闻其声而知其人”是根据声音的音色来辨别的,故C错误;
D.诗人根据听到的犬吠声,猜想大概是芙蓉山主人披风戴雪归来了,说明声音可以传递信息,故D正确。
8.关于声现象,下列说法正确的是(  )
A.“公共场所不要大声喧哗”是要求人们说话音调放低些
B.人们分辨出二胡和小提琴发出的声音,主要是因为它们的响度不同
C.“禁止鸣笛”是在传播过程中减弱噪声
D.超声波能够粉碎体内“结石”是因为声波具有能量
【答案】D
【解析】A.“公共场所不要大声喧哗”是要求人们说话的响度放低些,故A错误;
B.不同乐器的音色是不同的,所以演奏同一乐曲时,人能分辨出二胡和小提琴发出的声音,主要是因为它们的音色不同,故B错误;
C.禁止鸣笛是在声源处减弱噪声,故C错误;
D.外科医生利用超声波振动除去人体内的结石是利用了声音能传播能量,故D正确。
9.在下列甲乙丙丁四幅图中,有的反映出了声学知识的博大精深。其中说法错误的是(   )
 
A.蝙蝠靠超声波探测飞行中的障碍物和发现昆虫 ,人们利用这个现象研制了声纳.
B.家用声波清洗机是声传递能量的实例.    
C.把脉(切脉)——利用声音音色诊病的最早的例子.
D.医生通过听诊器诊断疾病是声传递信息的实例.
【答案】C
【解析】A.蝙蝠发出超声波后,超声波遇到障碍物或者昆虫 ,就被障碍物或者昆虫反射回来被蝙蝠接收。蝙蝠就能判断障碍物或者昆虫和它的距离,这就是蝙蝠的回声定位。是声音传递信息的实例。声纳就是利用蝙蝠的回声定位原理研制的。所以选项A的说法是正确的;
B.用超声波清洗精细的机械、用超声波除去人体内的结石、超声波加湿器都是声能传递能量的典型实例。所以选项B的说法是正确的;
C.把脉主要是医生根据脉搏在一定时间内振动的次数,来判断人们心脏等功能是否正常。与音色无关。所以选项C的说法是错误的;
D.中医诊病的“望、闻、问、切”中的“闻”就是通过听来了解病人病情的。医生通过听诊器诊断疾病就是通过听人体的各个不同位置振动情况与正常振动的情况的差别来判断,是声传递信息的实例.
10.下列事例中,属于利用声传递能量的是(    )
A.买西瓜时,拍拍西瓜听听声音就可知道西瓜是否是熟的
B.外科医生利用超声波振动除去病人体内的结石
C.老师听到教室里的说话声就知道是那位同学在说话
D.利用“B超”可以确定胎儿的发育状况
【答案】B
【解析】是否属于利用声传递能量首先要明确怎样才叫传递能量.它与声能传递信息是声的两个不同的应用.声传递信息指通过声音告诉我们某个事件或者消息,而声传递能量指通过声的方式传递一种类似于力量的东西,它可以造成一些除感官以外的其它影响.A是利用声音特征来 区分成熟西瓜与未成熟西瓜,属于信息方面的利用;B是利用超声除去体内结石,属于传递能量方面的利用;C是根据不同的物体发出的声音音色不同来区分是那位同学在说话,属于传递信息方面的利用;D属于利用声传递信息的例子.
解答这类问题,首先应明确概念,信息与能量是两个不同的概念,声音在传递能量的同时会传递一些信息,但它们两者有着本质的区别.
二、填空题
11.在海难打捞中,沉船定位和测量海深都要用到超声测位仪(又叫“声呐”),它的探测系统将所获得的数据送到中央处理器进行运算并显示.图所示是测量船利用超声测位仪测定海深的示意图,测量中,探测系统必须探测的物理量是_________和______,而中央处理器只需运用______这一简单公式进行运算就能显示出海深.
 
【答案】声速,时间, =  /2。
【解析】测量海底深度,利用速度公式s=vt/2时,必须知道声速和时间。
这里的时间t是指声呐发出超声波到接收反射波公用时间。
12.用超声测位仪向海底垂直发射声波,经过4s后收到回波。若海水中声的平均速度为1531m/s,此处海底深度为_______m。这是声传递____的应用实例。
 
【答案】3062。信息。
【解析】s=vt/2=1531m/s×4s/2=3062m
回升测距是声传递信息的实例。
三、综合能力题
13.(2011·菏泽)很多同学有过疑问“声音具有能量吗?它具有的能量与声音的响度和频率是不是有关呢?”某同学对其中两个问题进行探究,实验装置如图所示:A为一个圆筒,它的一端用剪成圆片的挺直的纸(纸的中间剪一圆孔)粘牢,另一端用塑料薄膜包住并绷紧,用橡皮筋扎牢.B为一只点燃的蜡烛.完成表中的内容:
 
探究内容    声音是否具有能量    声能与响度是否有关
小孔与烛焰距离    3cm    
做法        
观察内容        
【答案】见解析。
【解析】在探究声音是否具有能量时,可拍动塑料膜,观察烛焰是否摆动,若烛焰发生摆动,则说明声音具有能量;要探究“声音的能量与响度是否有关”要控制声音的频率不变、声源到烛焰的距离不变,轻拍和重拍塑料膜,观察烛焰摆动幅度是否改变,若发生改变则说明声音的能量与响度有关.
探究内容    声音是否具有能量    声能与响度是否有关
小孔与烛焰距离    3cm    3cm
做法    拍动塑料膜    轻拍、重拍塑料膜
观察内容    烛焰是否摆动    烛焰摆动幅度是否改变
14.(2011·河北)阅读短文并回答下列问题.
超声波及其应用
人能够听到声音的频率范围从20 Hz到20 000 Hz.低于20 Hz的声音叫次声波,高于20 000 Hz的声音叫超声波.
超声波具有许多奇异特性:空化效应——超声波能在水中产生气泡,气泡爆破时释放出高能量,产生强冲击力的微波水柱,它不断冲击物体的表面,使物体表面及缝隙中的污垢迅速剥落,从而达到净化物件表面的目的.传播特性——它的波长短,在均匀介质中能够定向直线传播,根据这一特性可以进行超声波探伤、测厚、测距、医学诊断等.
(1)超声波的频率范围是____________.
(2)超声波能够清洗物件是因为声波具有_______.
(3)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__________________.
【答案】(1)高于20 000 Hz (2)能量 (3)真空不能传声
【解析】超声波高于人的听觉上限,即高于20 000 Hz;超声波洗涤是利用了超声波具有能量的特性;超声波是声波,而声波的传播需要介质,太空是真空,故不能用超声波测量月球上两座山之间的距离.
15.用蜡烛火焰显示声音在空气中的传播现象。声音在空气中的传播是由声源振动引起周围空气振动而形成的.装置如图所示,取一只扬声器,装在一只硬纸盒内,在纸盒的面板上钻一个直径约为2~3mm的小孔,将扬声器通过一只耳机插头插入收录音机的输出插孔中,演示时,在纸盒小孔的前方放一枝生日蜡烛,且使小孔对准蜡烛引线的上端.点燃蜡烛,然后播放音乐,可以在听声音的同时看到烛焰在飘动,停止播音,声音消失,烛焰即竖直用蜡烛火焰显示声向上.这个实验说明了说明声音_______传递能量,能量是靠_______传播的。
 
【答案】能,空气。
【解析】这个实验说明了说明声音能传递能量,能量是靠空气这种介质传播的。
16.自己动起来的乒乓球
 
实验步骤:(1)将两个相同的音叉放在两个相同的共振盒上;
(2)在铁架台的悬臂上用细线悬吊一个乒乓球,使球刚好可以触及一个音叉,如图所示;
(3)将两个共振盒的开口相对放置,用橡皮锤敲击不与球接触的音叉;
(4)观察球的运动状态的变化.
现象解释:乒乓球会振动起来.球由静止变为运动,说明它_____获得了能量.被敲击的音叉作为声源,当它的振动能量在空间传播时,造成周围介质运动状态的变化.尤其是引发了另一个音叉的共振,使该音叉能够最大限度地吸收声源所传播的能量,并引起乒乓球的振动.说明声音_______传递能量.
【答案】是,能
【解析】乒乓球会振动起来.球由静止变为运动,说明它是获得了能量.被敲击的音叉作为声源,当它的振动能量在空间传播时,造成周围介质运动状态的变化.尤其是引发了另一个音叉的共振,使该音叉能够最大限度地吸收声源所传播的能量,并引起乒乓球的振动.说明声音能传递能量.
17.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,探测船发出的声音信号经0.6s被探测仪器接收到.
⑴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?
⑵估算出海底障碍物到探测船舱底的距离是多少?
⑶若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?
【答案】(1)超声波  方向性好(2)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.
【解析】解答本题的关键是搞清超声波、次声波的特点以及应用速度和路程的关系.
18.“冰海沉船”的电影描述的是1912年一艘名叫“泰坦尼克”的大海轮因为跟冰山相撞而沉没的悲剧,为了避免悲剧重演,科学家发明了一种利用声音原理制成的探测装置装在船上,及时发现冰山或暗礁的存在.你能说出这种装置的名称并简要说明它的原理吗?
【答案】这种装置是利用回声定位,其名称是“回声测深器”,又叫“声呐”,它是由法国物理学家保罗·郎之万发明的,声呐发出的声音是人耳听不见的超声波.
【解析】这种装置名叫“回声测深器”,它是利用回声原理来工作的,把回声测深器装在海轮货舱的底部,由轮船向海底发出声音,传至海底,再经海底反射回到海 面,由舱底灵敏的回声接收器把回声记录下来,准确地记下声音发出到回声返回所经过的时间,知道声音在海水中传播的速度,就可求出海的深度.根据声音的反射,还可以判断危险的冰山或暗礁在什么地方.

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