沪科版第三章+第三节超声与次声

沪科版第三章+第三节超声与次声

　第三节　超声与次声 【体验】试一试，听一听  活动1：用相同的力拨动不同的塑料尺，如图甲拨动长20cm的 学生尺，如图乙拨动长1m的塑料尺。 活动2：如图所示，取一个圆柱形食品罐，一端开一个圆孔， 另一端将底面去掉蒙上橡皮膜，并用橡皮筋扎紧。在桌子上点 燃蜡烛，烛焰不再摇晃时，将圆筒的开口对着蜡烛，手敲击橡 皮膜。 (1)活动1中，拨动长20cm的塑料尺，尺振动频率大约　　Hz， 　　　(选填“能”或“不能”)听到声音，拨动长1m的塑料 尺，尺振动频率大约　　　Hz，　　　(选填“能”或 “不能”)听到声音。 (2)手敲击橡皮膜时，蜡烛的火焰会　　　。 提示：(1)30　能　2～5　不能　(2)摇动 1.什么是超声?什么是次声? 2.超声有哪些应用?次声有哪些危害? 探究1 超声与噪声  结合“体验”，思考以下问题： 1.正常情况下，人耳能听到所有频率范围的声音吗? 提示：人耳只能听到频率在20～20000Hz之间的声音，不在此 频率范围内的声音人耳听不到。 参考答案：不能 2.超声和次声的频率范围是怎么划分的? 参考答案：高于20 000Hz的声音叫做超声，低于20Hz的声音叫 做次声。 3.在活动1中，拨动塑料尺，能听到短的塑料尺振动发出的声 音而不能听到长的塑料尺振动发出的声音，其原因是长的塑料 尺振动频率低于　　　Hz，人耳听不到。人耳听到声音应具备 哪些条件? 提示：由活动1可知短塑料尺的振动较快，频率在20～20000Hz 之间，发出的声音人耳能听到；长的塑料尺振动较慢，频率大 约2～5Hz，低于人的听觉频率范围，人耳听不到；从声音传播 和人耳本身的特点来回答。 参考答案：20　人耳听到声音的条件：(1)有发声的物体即声 源；(2)传声的介质；(3)发声物体的振动频率在20～20000Hz 之间；(4)必须有一定的响度；(5)人耳听觉系统完好。 探究2 超声  1.受蝙蝠利用超声导航的启示，人们制成了什么仪器?有什么 应用? 参考答案：受蝙蝠利用超声导航的启示，制成了声呐，用来探 测海底的深度、海中暗礁、鱼群、潜艇的位置等。 2.超声的特点有哪些?具体应用有哪些? 提示：超声的特点：①方向性好，传播距离远，②有很强的穿 透能力，③有很强的破碎能力；具体应用：①声呐，②超声诊 断仪、超声金属探伤仪，③水油混合、破坏细菌结构。 参考答案：方向性好、穿透及破碎能力强　声呐、超声诊断 仪、超声金属探伤仪、水油混合、破坏细菌结构。 3.利用声呐测量海底的深度，需要知道__________________， 测出_________，利用公式　　　进行计算。 提示：利用声呐测量海底的深度，实际上就是测量从超声发出 点到反射面的距离，需要知道超声在海水中的传播速度，测出 超声波从海面到海底再回到海面的时间，算出超声波从海面到 海底的时间，再利用公式s=vt求海底的深度。 参考答案：超声在海水中的传播速度　超声波从海面到海底再 回到海面的时间　s=vt 探究3 次声  1.次声的来源有哪些?特点是什么? 提示：次声来自自然界和人为因素。自然界中火山爆发、地 震、风暴都能产生次声，人为因素中核爆炸、导弹发射也能产 生次声。次声的特点是能量大、破坏力强。 参考答案：火山爆发、地震、风暴、核爆炸、导弹发射 能量大、破坏力强。 2.怎样防止次声的危害? 参考答案：人耳无法直接听到次声，要防止次声的危害就要尽 量防止次声的产生，尽量远离次声源。 3.体验活动2中烛焰摇动实验说明声波可以传递_______。 参考答案：能量 一、超声 1.定义：频率____________的声音。 2.特点：频率___，穿透能力、“破碎”能力___，传播时 _______好。 3.应用：广泛应用于_____、_____和_________等方面。 高于20000Hz 高 强 方向性 生产 医疗 科学研究 二、次声 1.定义：频率_________的声音。 2.特点：频率___，破坏力___。 3.危害：能量___的次声波对机械、人体和建筑物等都有很强 的破坏力。 4.产生：_________、_____、风暴、_______、导弹发射等。 低于20Hz 低 大 高 火山爆发 地震 核爆炸 【拓展延伸】超声波的发展史 1.国际方面： 自19世纪末到20世纪初，在物理学上发现了压电效应与反压 电效应之后，人们解决了利用电子学技术产生超声波的办法，从 此迅速揭开了发展与推广超声技术的历史篇章。 1922年，德国出现了首例超声波治疗的发明专利。 1939年发表了有关超声波治疗取得临床效果的文献报道。 40年代末期超声治疗在欧美兴起，直到1949年召开的第一次 国际医学超声波学术会议上，才有了超声治疗方面的论文交流， 为超声治疗学的发展奠定了基础。1956年第二届国际超声医学学 术会议上已有许多论文发表，超声治疗进入了实用成熟阶段。 2.国内方面： 国内在超声治疗领域起步稍晚，于20世纪50年代初才只 有少数医院开展超声治疗工作，从1950年首先在北京开始用 800kHz频率的超声治疗机治疗多种疾病，至50年代开始逐步 推广，并有了国产仪器。公开的文献报道始见于1957年。到 了70年代有了大型国产超声治疗仪，超声疗法普及到全国各 大型医院。 40多年来，全国各大医院已积累了相当数量的资料和比较 丰富的临床经验。特别是20世纪80年代初出现的超声体外机械 波碎石术和超声外科，是结石症治疗史上的重大突破。如今已 在国际范围内推广应用。高强度聚焦超声无创外科，已使超声 治疗在当代医疗技术中占据重要位置。而在21世纪(HIFU)超声 聚焦外科已被誉为是21世纪治疗肿瘤的最新技术。 考点 超声波和次声波的应用  【典例】(2011·绵阳中考)以下利用了超声波的反射来获取信 息的是(　　) A.大象的“声音”交流 B.蝙蝠的“回声”定位 C.外科医生对结石病人的“超声”排石 D.站在天坛中央说话，会感到声音特别洪亮 【思路导引】明确超声波的范围及利用超声波获取信息的应 用，如回声定位、B超等 【精讲精析】选B。因为大象的“声音”是一种次声波，所以 人类听不到大象之间交流的声音，但是大象却能听见，从而相 互交流。蝙蝠是利用超声波反射获取信息的。外科医生对结石 病人的“超声”排石是利用超声波的能量来排石的。站在天坛 中央说话，声音传播出去，遇到周围高大的建筑物又反射回 来，我们听到的是回声与原声的混合声，因此我们听到的声音 响亮；人的说话声不属于超声波。故选B。 【方法归纳】声传递信息和传递能量的区分 1.如图所示，人们用声呐来探测鱼群 的位置，主要是利用声呐发出的 (　　) A.电磁波 B.微波 C.超声波 D.次声波 【解析】选C。本题考查声呐的应用。 声呐是利用超声波的回声定位来探测鱼群位置的。 2.经超声波探伤仪检测，三峡大坝坝体无一结构性裂缝，创造 了人类水利建筑史上的奇迹。探伤仪发出的超声波无法被人耳 听到，原因是超声波的(　　) A.速度太快 B.响度太小 C.频率太高 D.频率太低 【解析】选C。本题考查超声波的特点。超声波的特点是频率 高，而不是传播速度快，故选C。 3.下列说法正确的是(　　) A.人耳听不见超声波和次声波，但有的动物能听见 B.次声波对人类有百害而无一利 C.通过监测超声波，可以监测火山爆发 D.用超声波处理过的种子发芽期会推迟，生长期会延长 【解析】选A。本题考查超声和次声的应用。人对高音和低音 的听觉有一定的限度，人能够听到的声音的频率范围，大约是 20Hz到20000Hz。超声具有方向性好、穿透能力强、易于获得 较集中的声能等特点，因而有广泛的应用。自然灾害中产生的 是次声，人们预测自然灾害是通过对次声的研究来获取的。 4.远处隆隆的雷声预示着一场可能的大雨，这说明声能够传 递　　　　　，声波可以清洗钟表等精细机械，这说明声波能 够传递　　　　　。 【解析】本题考查声音的作用。声音不但能传递信息，也能传 递能量。根据雷声就可以判断要下雨，这是利用声音能传递信 息；利用声波清洗钟表，可以利用产生的能量清洗污垢和病 菌，故利用声波能够传递能量。 答案：信息　能量 5.(2012·南充中考)某种昆虫靠翅膀振动发声。如果这种昆虫 的翅膀在10s内振动了3500次，则它振动的频率是　　　Hz， 人类　　　听到这种声音。(选填“能”或“不能”) 【解析】本题考查声音的频率问题。频率是发声体每秒钟振动 的次数。昆虫的翅膀在10 s内振动了3 500次，则它振动的频 率是 人类的听觉范围是20～20 000 Hz，故人 类能听到这种声音。 答案：350 能 3 500 350 Hz10 s 次 ， 6.(2011·常州中考)中华恐龙园库克苏克大峡谷的“湿谷”深 处，工作人员借助超声波水雾机营造出亦真亦幻的童话世界， 超声波能将水打散而形成白雾，是因为超声波具有　　　　； 人耳听不见超声波，是因为超声波的频率大于　　　　Hz。 【解析】本题考查超声波的作用和特点。超声波能够把水打散 形成白雾，说明超声波具有能量；人听觉的频率范围是 20～20000Hz，低于或高于这个频率范围人都不能听到，其中低 于20Hz的声波是次声波，高于20000Hz的声波是超声波。 答案：能量　20000 7.下表是人和几种动物的发声频率和听觉范围。 从表中可以看出，可以发出超声的是　　　　　，能够听到次 声的是　　　　　。 人 蝙　蝠 大　象 猫 发声 85～1100Hz 10000～ 120000Hz 最低12Hz 760～ 1500Hz 听觉 20～ 20000Hz 1000～ 120000Hz 1～ 20000Hz 60～ 65000Hz 【解析】本题考查次声的理解。人们把振动高于20000Hz的声 音叫超声波，低于20Hz的声音叫次声波。从表格中可以观察 到，蝙蝠可以发出超声波，大象能听到次声波。 答案：蝙蝠　大象 找找你容易错在哪里？ 有人向月球发射超声波，测量月球到地球的距离，他能测出 吗？如果能测出，请说出测量方法，如果不能，请说明理由。 【学生自答】 能。需要知道超声波在空气中的传播速度，测出超声波从地面 到月球再回到地面的时间，再利用公式s=vt求出距离。 【教师点评】 错误之处是忽略了超声波不能在真空中传播。 【标准解答】 不能。地球与月球之间有真空，超声不能穿过。