專題07聲音的利用-八年級(jí)上冊(cè)物理培優(yōu)方法題型講義（人教版）

專題07聲音的利用知識(shí)·解讀一、聲能傳遞信息（1）事例：人類通過語言交談、醫(yī)生用聽診器和B超等給病人診斷病情、回聲定位、回聲測距。（2）實(shí)質(zhì)：利用聲獲取信息。應(yīng)用領(lǐng)域具體應(yīng)用醫(yī)學(xué)中醫(yī)中的“望、聞、問、切”，其中的“聞”就是通過聽獲得病人身體的有關(guān)信息；現(xiàn)代醫(yī)院用的B超是通過超聲波獲得病者的病情工業(yè)利用超聲波探測工件內(nèi)部是否有損傷軍事聲吶：利用回聲定位探測海洋深度、引導(dǎo)潛艇航行等氣象監(jiān)測臺(tái)風(fēng)的次聲波判斷臺(tái)風(fēng)的風(fēng)向、距離和方位；監(jiān)測地震發(fā)生的方位和強(qiáng)度二、聲能傳遞能量（1）事例：利用超聲波清洗物體、利用超聲波碎除人體內(nèi)的結(jié)石。（2）實(shí)質(zhì)：利用聲波的振動(dòng)使物體發(fā)生振動(dòng)或運(yùn)動(dòng)。應(yīng)用領(lǐng)域應(yīng)用事例醫(yī)學(xué)超聲波碎石：用超聲波破碎病人體內(nèi)結(jié)石工業(yè)利用超聲波清洗鐘表等精密機(jī)械生活（1）超聲除塵。（2）超聲潔牙次聲波本領(lǐng)大：次聲波傳播時(shí)能量損失小，能傳得很遠(yuǎn)。對(duì)各種次聲波進(jìn)行監(jiān)測，就可以得到相關(guān)的信息。典例·解讀例1．聲波能傳遞能量，下列不是對(duì)這一原理的應(yīng)用的是（）A．醫(yī)生利用超聲波給病人治療腎結(jié)石B．利用超聲波清洗精細(xì)機(jī)械C．醫(yī)生通過聽診器可以了解病人心肺的工作狀況D．如果把超聲波通入水中，劇烈的振動(dòng)使水破碎成許多小霧滴，再用小風(fēng)扇把霧滴吹入室內(nèi)，可以增加室內(nèi)空氣的濕度【答案】C【解析】A．超聲波的方向性好，利用超聲波給病人治療腎結(jié)石時(shí)，超聲波將結(jié)石擊碎，說明聲波能傳遞能量。故A不符合題意；B．利用超聲波清洗精細(xì)機(jī)械，可以將污垢清除，說明聲波能傳遞能量。故B不符合題意；C．醫(yī)生通過聽診器可以了解病人心肺的工作狀況，是通過聲音了解病人的信息，說明聲音可以傳遞信息。故C符合題意；D．超聲波通過劇烈的振動(dòng)將水破碎成小霧滴，說明超聲波具有能量，可以傳遞能量。故D不符合題意。故選C。例2．為了安全，有些轎車裝有倒車?yán)走_(dá)，當(dāng)轎車倒車時(shí)，尾部在非安全距離內(nèi)遇到人或障礙物，雷達(dá)就會(huì)發(fā)出警報(bào)，方便司機(jī)判斷車尾與后部障礙物間的距離，如圖所示，在倒車?yán)走_(dá)工作過程中，應(yīng)用了大量的物理知識(shí)，下列知識(shí)沒有得到應(yīng)用的是（）A．聲音可以傳遞信息B．聲音可以傳遞能量C．回聲D．超聲波【答案】B【解析】倒車?yán)走_(dá)，即倒車防撞雷達(dá)，也叫泊車輔助裝置，它能以聲音或更為直觀的顯示告知司機(jī)車輛周圍是否有障礙物，倒車時(shí)，利用超聲波原理，由裝置在車尾保險(xiǎn)杠上的探頭發(fā)送超聲波撞擊障礙物后反射此聲波，計(jì)算出車體與障礙物間的實(shí)際距離，然后提示給司機(jī)，使停車或倒車更容易、更安全，所以說倒車?yán)走_(dá)應(yīng)用了回聲定位的原理，倒車?yán)走_(dá)工作過程中，應(yīng)用了超聲波、回聲、聲音可以傳遞信息，沒涉及到聲音可以傳遞能量。故ACD不符合題意，B符合題意。故選B。例3．地震波是由于地震而產(chǎn)生的向四處傳播的震動(dòng)，主要由橫波、縱波組成。2021年9月16日，在四川瀘縣發(fā)生6.0級(jí)地震，產(chǎn)生的地震波造成了大量房屋損毀，同時(shí)由于地層巖石在斷裂、碰撞過程中還會(huì)產(chǎn)生次聲波。下列關(guān)于次聲波的說法正確的是（）A．次聲波是由物體振動(dòng)產(chǎn)生的 B．次聲波可以在真空中傳播C．次聲波的傳播速度可達(dá)3×108m/s D．頻率低于20000Hz的聲波就是次聲波【答案】A【解析】A．物體振動(dòng)產(chǎn)生聲，次聲波也是物體振動(dòng)產(chǎn)生的，故A正確；B．聲的傳播需要介質(zhì)，真空不能傳聲，所以次聲波不能在真空中傳播，故B錯(cuò)誤；C．光在真空中的傳播速度為3×108m/s，聲的傳播速度遠(yuǎn)遠(yuǎn)小于光速，約是340m/s，故C錯(cuò)誤；D．次聲波指振動(dòng)頻率低于20Hz的聲，故D錯(cuò)誤。故選A。例4．一艘探測船在經(jīng)過某個(gè)海域距離相等的A、B、C、D、E五個(gè)位置時(shí)，向海底發(fā)射超聲波。測得回收信號(hào)的時(shí)間分別為1.2秒、0.8秒、1.2秒、0.6秒、1.2秒，再求出海底與海平面間的距離，就可以繪出海底的大致形狀。該海域海底的大致形狀如圖中的（）A． B．C． D．【答案】B【解析】由“測得回收信號(hào)的時(shí)間分別為1.2秒、0.8秒、1.2秒、0.6秒、1.2秒”可知，A、C、E三個(gè)位置超聲波傳播的時(shí)間相等且最長，聲音在海水中傳播速度不變，由s=vt可得，超聲波傳播的距離相等且最遠(yuǎn)，故A、C、E三個(gè)位置所處深度相同，且最深；D點(diǎn)超聲波傳播的時(shí)間最短，只有0.6秒，所以D點(diǎn)所處深度最淺，故B符合題意，ACD不符合題意。故選B。例5．有一款新型的折疊導(dǎo)盲杖，使用時(shí)導(dǎo)盲杖會(huì)持續(xù)發(fā)出超聲波。若前進(jìn)方向上遇到障礙物，導(dǎo)盲杖會(huì)接收到反射信號(hào)并產(chǎn)生提示音，離障礙物越近提示音越尖銳，提醒盲人繞開障礙物，下列敘述正確的是（）A．超聲波的傳播不需要介質(zhì)B．超聲波只能傳遞能量，不能傳遞信息C．盲人能聽到超聲波D．超聲波的傳播速度也會(huì)受到溫度影響【答案】D【解析】A．聲音的傳播需要介質(zhì)，真空不能傳聲，超聲波也是聲音，所以超聲波的傳播也需要介質(zhì)，故A錯(cuò)誤；B．超聲波既能傳遞能量，也能傳遞信息，故B錯(cuò)誤；C．人耳的聽覺頻率范圍是20Hz~20000Hz，而超聲波的頻率大于20000Hz，所以盲人不能聽到超聲波，故C錯(cuò)誤；D．聲音的傳播速度會(huì)受到溫度影響，所以超聲波的傳播速度也會(huì)受到溫度影響，故D正確。故選D。例6．潛艇的“耳目”——聲吶潛艇最大的特點(diǎn)是它的隱蔽性，作戰(zhàn)時(shí)需要長時(shí)間在水下潛航，這就決定它不能浮出水面使用雷達(dá)觀察，而只能依靠聲吶進(jìn)行探測，所以聲吶在潛艇上的重要性更為突出，被稱為潛艇的“耳目”。聲吶是利用水中聲波對(duì)水下目標(biāo)進(jìn)行探測、定位和通信的電子設(shè)備，是水聲學(xué)中應(yīng)用廣泛的一種重要裝置。聲吶能夠向水中發(fā)射聲波，聲吶發(fā)出聲波的頻率大多在10~30kHz之間，由于這種聲波的頻率較高，可以形成較準(zhǔn)確指向性，從而確定發(fā)聲物體的方位。聲波在水中傳播時(shí)，如果遇到潛艇、水雷、魚群等目標(biāo)，就會(huì)被反射回來，反射回來的聲波被聲吶接收，根據(jù)聲信號(hào)往返的時(shí)間和返回的方位可以確定目標(biāo)的距離和位置。聲吶發(fā)出聲波碰到的目標(biāo)如果是運(yùn)動(dòng)的，反射回來的聲波（下稱“回聲”）的音調(diào)就會(huì)有所變化，它的變化規(guī)律是：如果回聲的音調(diào)變高，說明目標(biāo)正向聲吶靠攏；如果回聲的音調(diào)變低，說明目標(biāo)遠(yuǎn)離聲吶。請(qǐng)回答以下問題：（1）聲吶制作的原理叫做回聲定位，自然界中什么生物具備這種“絕技”？（請(qǐng)列舉一例）（2）聲吶根據(jù)什么信息來確定探測目標(biāo)距離和位置的？（3）人耳能夠聽到聲吶發(fā)出的聲波的頻率范圍是多少？（4）如果停在海水中的潛艇A發(fā)出的聲波信號(hào)在10s內(nèi)接收到經(jīng)B潛艇反射回來的信號(hào)，且信號(hào)頻率不變，潛艇B是運(yùn)動(dòng)的還是靜止的？與潛艇A的距離是多少米？（設(shè)聲波在海水中傳播速度為1500m/s）【答案】（1）蝙蝠；（2）見解析；（3）10~20kHz；（4）靜止的，7500【解析】解：（1）蝙蝠通過自身發(fā)出的超聲波的回聲可以確定目標(biāo)的位置和距離。（2）由題干信息可知，聲吶根據(jù)聲信號(hào)往返的時(shí)間和返回的方位可以確定目標(biāo)的距離和位置。（3）人耳只能聽到20Hz到20000Hz之間的聲音，由題干信息可知，聲吶發(fā)出的聲波頻率大多在10~30kHz之間，因此人耳聽到的聲吶發(fā)出的聲波頻率為：10~20kHz。（4）由題干信息可知，聲吶發(fā)出聲波碰到的目標(biāo)如果是運(yùn)動(dòng)的，反射回來的聲波（下稱“回聲”）的音調(diào)就會(huì)有所變化，當(dāng)信號(hào)頻率不變時(shí)，潛艇是靜止的。超聲波從潛艇A傳到潛艇B的時(shí)間由得，潛艇B與潛艇A的距離答：（1）蝙蝠靠回聲定位確定物體的位置；（2）聲吶根據(jù)聲信號(hào)往返的時(shí)間和返回的方位可以確定目標(biāo)的距離和位置；（3）人耳能夠聽到聲吶發(fā)出的聲波的頻率范圍是10~20kHz；（4）潛艇B是靜止的；與潛艇A的距離是7500m。例7．超聲測位儀（又叫“聲吶”）可以幫助人們測定沉船的位置，還可以探知海洋的深度，它的探測系統(tǒng)將所獲得的數(shù)據(jù)送到中央處理器進(jìn)行運(yùn)算并將結(jié)果顯示出來，如圖所示是測量船利用超聲測位儀測定海深的示意圖。（1）測量中，探測系統(tǒng)必須探測的物理量是和；（2）中央處理器只需運(yùn)用這一簡單公式進(jìn)行運(yùn)算就能顯示出海深；（3）用超聲測位儀向海底垂直發(fā)射聲波，經(jīng)過4s后收到回波，如果海水中聲音的平均傳播速度為1500m/s，此處海水約有深；（4）請(qǐng)你舉出聲吶應(yīng)用的實(shí)例?！敬鸢浮砍暡▊鞑サ臅r(shí)間聲波的速度3000m探測魚群【解析】（1）（2）[1][2][3]利用超聲波測距實(shí)際是利用了回聲，可以利用速度公式可以計(jì)算出海底的深度，由公式可知探測系統(tǒng)需要探測的物理量是超聲波傳播的時(shí)間和聲波的速度。（3）[4]超聲波從海面到海底用的時(shí)間由得該處海水的深度s=vt=1500m/s×2s=3000m（4）[5]聲吶利用超聲波具有定向性好，穿透能力強(qiáng)、易獲得較集中聲能等特點(diǎn)，可以用來探測魚群、測繪海底形狀。超聲波能傳遞能量，可以用來清洗一些精密儀器。培優(yōu)·訓(xùn)練一、單選題1．有一種電子牙刷，它發(fā)出的超聲波，能直達(dá)牙刷棕毛刷不到的地方，這樣刷牙既干凈又舒服。關(guān)于電子牙刷，下列說法中正確的是（）A．人聽不到超聲波，是因?yàn)槌暡ú荒茉诳諝庵袀鞑．超聲波能傳遞能量C．超聲波不是由物體振動(dòng)產(chǎn)生的D．超聲波的音調(diào)很低，所以人聽不到【答案】B【解析】A．超聲波的振動(dòng)頻率大于20000Hz，低于人耳的聽覺范圍，聲音的傳播需要介質(zhì)，超聲波能夠在空氣中傳播，故A錯(cuò)誤；B．聲音能夠傳遞信息和能量，電子牙刷利用了超聲波可以傳遞能量，故B正確；C．聲音是由物體的振動(dòng)產(chǎn)生的，超聲波是由物體振動(dòng)產(chǎn)生的，故C錯(cuò)誤；D．超聲波的頻率高于20000Hz，頻率太高，即音調(diào)太高，其不在人耳的聽覺范圍之內(nèi)，所以聽不到超聲波，故D錯(cuò)誤。故選B。2．如表是人和幾種動(dòng)物的發(fā)聲頻率和聽覺頻率范圍，從表中看出，可以發(fā)出次聲的是（）人蝙蝠大象狗發(fā)聲85~1100Hz10000~120000Hz14~24Hz452~1800Hz聽覺20~20000Hz1000~120000Hz1~20000Hz15~50000HzA．人 B．蝙蝠 C．大象 D．狗【答案】C【解析】通過分析表格中發(fā)聲的頻率可知，人、蝙蝠和狗的發(fā)聲頻率都高于20Hz，只有大象的發(fā)聲頻率低于20Hz，所以大象可以發(fā)出次聲波。故選C。3．下列關(guān)于超聲波和次聲波的說法中正確的是（）A．超聲波聽起來比較尖銳高亢B．次聲波聽起來比較低沉悠揚(yáng)C．當(dāng)機(jī)器或暴風(fēng)產(chǎn)生的噪聲為次聲波時(shí)，由于次聲波聽不見，就不用進(jìn)行防治了D．一般來說超聲波比次聲波更適宜用于測量海底的深度【答案】D【解析】AB．人耳能聽到的聲音的頻率范圍是20~20000Hz，低于20Hz的叫次聲波，高于20000Hz叫超聲波；由于超聲波、次聲波的頻率都不在人的聽覺頻率范圍，所以人聽不到，故AB錯(cuò)誤；C．次聲波對(duì)建筑物、人的平衡器官功能的破壞性很大，所以需要進(jìn)行適當(dāng)?shù)姆乐危蔆錯(cuò)誤；D．超聲波頻率高，方向性好，更便于直線傳播，所以更適宜測量海底的深度，故D正確。故選D。4．《中國詩詞大會(huì)》是央視首檔全民參與的詩詞節(jié)目，節(jié)目以“賞中華詩詞，尋文化基因、品生活之美”為基本宗旨，分享詩詞之美，感受詩詞之趣，從古人的智慧和情懷中汲取營養(yǎng)，涵養(yǎng)心靈，下面對(duì)詩句中蘊(yùn)含的物理知識(shí)理解正確的是（）A．“聞其聲而知其人”主要是根據(jù)音色進(jìn)行判別的B．“柴門聞犬吠，風(fēng)雪夜歸人”說明聲音可以傳遞能量C．“響鼓也要重錘敲”說明物體振動(dòng)頻率越高，響度越大D．“不敢高聲語，恐驚天上人”中的“高聲”指的是聲音的音調(diào)高【答案】A【解析】A．音色反映了聲音的品質(zhì)和特色，不同發(fā)聲體的材料、結(jié)構(gòu)不同，發(fā)出聲音的音色也就不同，我們能“聞其聲而知其人”，主要是根據(jù)音色來判別的，故A正確；B．聽到狗的叫聲，知道人回來了，這說明聲音能傳遞信息，故B錯(cuò)誤；C．“響鼓也要重錘敲”，說明物體振幅越大，響度越大，故C錯(cuò)誤；D．聲音的響度指的是聲音的大小，“不敢高聲語，恐驚天上人”這里的“高”指的是聲音的響度大，故D錯(cuò)誤。故選A。5．如圖所示的四種情形中，沒有利用超聲波的是（）A．

用聲吶探測海深 B．

蝙蝠利用聲波發(fā)現(xiàn)昆蟲C．

用“B超”做體檢 D．

大象的“聲音”交流【答案】D【解析】A．用聲吶探測海深屬于超聲波的利用，故A不符合題意；B．蝙蝠利用聲波發(fā)現(xiàn)昆蟲屬于超聲波的利用，故B不符合題意；C．用B超檢查身體是利用超聲波來獲取身體的健康情況的，故C不符合題意；D．大象的“聲音”是一種次聲波，所以人類聽不到大象之間的交流的聲音，但是大象卻能聽見，從而相互交流，故D符合題意。故選D。二、綜合題6．人眼對(duì)觀察到的景物有暫時(shí)的“記憶”，在外界景物消失后，視神經(jīng)對(duì)它的印象還會(huì)延續(xù)0.1s左右，這種特征叫視覺暫留．例如在一張白色卡片紙的正、反面分別畫上鳥籠和鳥，讓卡片紙快速旋轉(zhuǎn)，當(dāng)正、反兩面交替出現(xiàn)在眼前的時(shí)間間隔在0.1s之內(nèi)時(shí)，人眼就能看到鳥在籠中的現(xiàn)象（圖甲）。一些城市地鐵行駛在某些區(qū)間時(shí)，乘客能看到窗外出現(xiàn)清晰的動(dòng)態(tài)廣告，往往也是利用了視覺暫留的原理。某段地鐵內(nèi)隧道廣告的制作方法如下：在隧道側(cè)壁與車窗相同高度處，沿運(yùn)行方向每經(jīng)過距離d，安裝一塊大小相同的廣告燈箱，如圖乙。燈箱采用頻閃方式實(shí)現(xiàn)亮、暗交替，且工作時(shí)各燈箱亮、暗同步變化（人的視覺暫留時(shí)間以0.1s計(jì)算）。（1）要實(shí)現(xiàn)時(shí)長15s的廣告效果，至少需要安裝塊廣告燈箱；（2）燈箱安裝好后，調(diào)節(jié)燈箱發(fā)光頻率f，控制地鐵速度v，當(dāng)它們滿足下述哪種情況時(shí)，乘客能看到流暢穩(wěn)定的廣告畫面？答：。A．，且B．，且C．，且D．，且（3）座位上乘客發(fā)現(xiàn)正常顯示的廣告畫面突然向地鐵前進(jìn)方向緩慢移動(dòng)，可能原因是（寫出一種即可）?！敬鸢浮?50C地鐵速度稍稍減慢【解析】（1）[1]每個(gè)廣告牌視覺暫留的時(shí)間為0.1s，要實(shí)現(xiàn)時(shí)長15s的廣告效果，需要的廣告牌數(shù)量為（2）[2]燈箱發(fā)光頻率為f，周期為，則要看到流暢穩(wěn)定的廣告畫面，應(yīng)使相鄰兩個(gè)廣告牌交替閃亮出現(xiàn)在眼前的時(shí)間間隔為0.1s，即0.1s廣告牌閃亮2次，1s閃亮20次，則燈箱發(fā)光頻率f=20Hz，故C符合題意，ABD不符合題意。故選C。（3）[3]廣告畫面向地鐵前進(jìn)方向緩慢移動(dòng)，說明地鐵的速度小于頻率與廣告牌間距的乘積，可能是地鐵在減速，也可能是廣告牌閃亮頻率變大。7．為了開辟新航道，某科學(xué)探測船裝有回聲探測儀器，在探測水下有無暗礁，如圖所示，探測船發(fā)出的聲音信號(hào)0.6s后被探測儀器接收；（水中聲速為1500m/s）（1）探測船發(fā)出的聲音為了有更好的回收效果，最好用波；（2）這種方法能不能用為測量月亮到地球的距離？為什么；（）（3）通過計(jì)算說明海底障礙物到探測船底的距離是多少？（）【答案】超聲不能，真空不能傳聲450m【解析】（1）[1]最好用超聲波，因?yàn)槌暡ň哂卸ㄏ蛐院?、沿直線傳播、穿透能力強(qiáng)的特點(diǎn)。（2）[2]月球周圍沒有空氣，聲波不能在真空中傳播，故超聲波不能到達(dá)月球，更不能利用聲波的反射測出地球到月球的距離。（3）[3]因?yàn)榘l(fā)出的聲音信號(hào)0.6s后被探測儀器接收，所以超聲波從船所在的位置到暗礁的時(shí)間因?yàn)樗裕傅酱木嚯x8．下圖是利用超聲波測量距離時(shí)測距儀發(fā)出超聲波的運(yùn)動(dòng)位置距離與時(shí)間變化關(guān)系圖像、第1段圖像，表示超聲波勻速遠(yuǎn)離測距儀；第2段圖像，表示超聲波遇到障礙物返回測距儀。超聲波在空氣中的速度不變，圖像關(guān)于圖中虛線對(duì)稱。（超聲波在空氣中的速度為340米/秒）（1）超聲波（選填“能”或“不能”）在真空中傳播，超聲波測距離說明超聲波可以。（2）若為6秒，則障礙物距離超聲波測距儀多遠(yuǎn)？（）（3）利用超聲波還可以測量車速，測量原理為：測距儀正對(duì)著駛來的汽車先后發(fā)出兩個(gè)超聲波，儀器顯示兩個(gè)超聲波的運(yùn)動(dòng)位置距離與時(shí)間變化關(guān)系如圖。下圖中和分別為超聲波兩次碰到汽車時(shí)通過的路程，和分別為超聲波兩次碰到汽車所需的時(shí)間，那么即為汽車在兩次碰到超聲波的時(shí)間間隔內(nèi)通過的距離，就是汽車兩次碰到超聲波的時(shí)間間隔，汽車速度。設(shè)，，從第一次發(fā)超聲波信號(hào)到第二次發(fā)超聲波信號(hào)之間間隔為，則小車運(yùn)行速度為多少？（保留1位小數(shù)）（）【解析】解：（1）聲波的傳播需要介質(zhì)，超聲波的傳播也需要介質(zhì)，不能在真空中傳播，超聲波測距離說明超聲波可以傳遞信息。（2）第一次相遇時(shí)車到測速儀的距離為（3）根據(jù)題意可知，第二次超聲波從發(fā)出到與車相遇的時(shí)間為，則第二次相遇時(shí)車到超聲波測距儀的距離為障礙物速度為答：（1）聲波的傳播需要介質(zhì)，超聲波的傳播也需要介質(zhì)，不能在真空中傳播，超聲波測距離說明超聲波可以傳遞信息。（2）第一次相遇時(shí)車到測速儀的距離為1020m。（3）則小車運(yùn)行速度為97.1m/s。9．閱讀短文，回答問題。超聲波指紋識(shí)別技術(shù)傳統(tǒng)指紋識(shí)別TouchID已成為智能的標(biāo)配。隨著黑科技超聲波指紋識(shí)別技術(shù)SenseID的出現(xiàn)，屏下指紋的全面屏變得越來越普及。與傳統(tǒng)指紋識(shí)別不同，超聲波指紋識(shí)別技術(shù)是通過發(fā)射超聲波掃描緊貼屏幕的指紋，并根據(jù)接收到的反射超聲波分析得出指紋的信息，進(jìn)行比對(duì)解鎖。超聲波是頻率超過人類聽覺上限的聲波，具有較強(qiáng)的穿透能力，能夠穿透波璃、鋁、不銹鋼、藍(lán)寶石或塑料等。此外，超聲波掃描能夠不受手指上可能存在的污物影響，例如汗水、護(hù)手霜或凝露等，從而提供一種更穩(wěn)定、更精確的認(rèn)證方法。（1）超聲波（選填“能”或“不能”）在真空中傳播。（2）超聲波傳播中遇到障礙物時(shí)（填“會(huì)”或“不會(huì)”）有一部分被反射回來形成回聲。（3）SenseID系統(tǒng)能置于內(nèi)部，可以讓超聲波透過屏幕進(jìn)行指紋識(shí)別，是因?yàn)槌暡ň哂械奶攸c(diǎn)。（4）SenseID是利用了超聲波傳遞（選填“信息”或“能量”）的特性，請(qǐng)你再舉一個(gè)利用超聲波這種特性的例子：。（5）SenseID系統(tǒng)利用了仿生學(xué)原理，它模仿了下列哪個(gè)選項(xiàng)的生物。A．蝙蝠B(yǎng)．蜘味C．青蛙D．貓（6）SenseID系統(tǒng)向手指上若干個(gè)位置發(fā)射超聲波，檢測到被手指反射的信號(hào)時(shí)所需的時(shí)間隨位置的變化情況如圖1所示，由圖可知這些位置指紋的大致形狀，圖2選項(xiàng)最符合的是。【答案】不能會(huì)較強(qiáng)的穿透能力信息聲吶、B超等AA【解析】（1）[1]超聲波也是一種聲波，傳播需要介質(zhì)，故不能在真空中傳播。（2）[2]超聲波傳播中遇到障礙物時(shí)會(huì)有一部分被反射回來，這種現(xiàn)象就是回聲。（3）[3]SenseID系統(tǒng)能置于內(nèi)部，可以讓超聲波透過屏幕進(jìn)行指紋識(shí)別，是因?yàn)槌暡ň哂休^強(qiáng)的穿透能力。（4）[4][5]聲音可以傳遞信息與能量，而SenseID是利用了超聲波傳遞信息的特性，聲吶、B超等也是利用了這一特點(diǎn)。（5）[6]蝙蝠頭部的口鼻部上長著被稱作“鼻狀葉”的結(jié)構(gòu)，這是一種具有發(fā)射超聲波功能的裝置，能連續(xù)不斷地發(fā)出高頻率超聲波；SenseID系統(tǒng)即模仿了蝙蝠，利用了仿生學(xué)原理；故A符合題意。（6）[7]SenseID系統(tǒng)向手指上若干個(gè)位置發(fā)射超聲波，檢測到被手指反射的信號(hào)時(shí)所需的時(shí)間隨位置的變化情況如圖1所示，超聲波的傳播速度一定，距離越遠(yuǎn)，則接收到的超聲波用時(shí)越長，圖2選項(xiàng)最符合的是A。10．閱讀《從傳聲筒到移動(dòng)通信》，回答問題。從傳聲筒到移動(dòng)通信我們每天都離不開，你知道科學(xué)家們發(fā)明它是受什么啟發(fā)嗎？是傳聲筒。讓我們?nèi)⒂^中國科技館二層探索與發(fā)現(xiàn)主題展B廳——聲音之韻展，觀察、研究一下傳聲筒，直觀地去體驗(yàn)傳聲筒傳遞聲音的過程吧。裝置簡介：兩個(gè)非常粗的傳輸聲音的金屬管在空中盤成螺旋狀，布置在展區(qū)的兩個(gè)不同位置，相距大約十幾米長，如圖1左上角就是其螺旋狀的管路之一。兩個(gè)傳輸聲音的金屬管分別為聽筒管路和話筒管路，兩個(gè)傳輸聲音的金屬管端口分別是聽筒和話筒，如圖2所示。就像人打一樣，用話筒說話，用聽筒聽聲音，如圖3所示。聲音是由物體振動(dòng)所產(chǎn)生。在振動(dòng)介質(zhì)（空氣、液體或固體）中某一質(zhì)點(diǎn)在平衡位置附近來回發(fā)生振動(dòng)，并帶動(dòng)周圍的質(zhì)點(diǎn)也發(fā)生振動(dòng)，逐漸向各方向擴(kuò)展，這就是聲波。聲波前進(jìn)的過程是相鄰空氣粒子之間的接力賽，它們把波動(dòng)形式向前傳遞，它們自己仍舊在原地振蕩，也就是說空氣粒子并不跟著聲波前進(jìn)！如圖4所示，連續(xù)振動(dòng)的音叉，使周圍的空氣分子形成疏密相間的連續(xù)波形。聲波是一種振動(dòng)的機(jī)械波，它的基本參數(shù)是頻率f、波長λ和波速v。通過示波器可觀測到可視化波形如圖5所示。頻率是聲源（或某一質(zhì)點(diǎn)）1秒內(nèi)來回振動(dòng)的次數(shù)（單位為赫茲Hz），而聲源完成一次全振動(dòng)經(jīng)過的時(shí)間為一個(gè)周期T，其單位為秒。顯然，f＝。頻率與人耳主觀感覺聲音的音調(diào)有關(guān)。頻率越高，音調(diào)也越高。振幅與聲音的強(qiáng)度有關(guān)。波長是聲波在一個(gè)周期內(nèi)傳播的距離，也是波形圖中相鄰波峰（或波谷）的距離。這三者的關(guān)系是v=λf。人耳能感覺到的聲波頻率范圍在20～20000Hz，稱為音頻波。在這個(gè)頻率范圍以外的振動(dòng)波，就其物理特性而言與聲波相似，但對(duì)人類不引起聲音感覺。聲速亦稱音速，是聲波通過介質(zhì)傳播的速度，它和介質(zhì)的性質(zhì)與狀態(tài)（如溫度）等因素有關(guān)。當(dāng)溫度為22℃時(shí)，空氣中聲速為334.8m/s，水中聲速為1440m/s，鋼鐵中聲速為5000m/s?，F(xiàn)實(shí)世界中充斥著各種各樣的聲波，但因?yàn)槁暡ǖ哪芰侩S擴(kuò)展的距離逐漸消耗，最后聲音消失，一旦聲源遠(yuǎn)離接受者就無法準(zhǔn)確獲得信息。早在十八世紀(jì)歐洲已有“”一詞，用來指用線串成的話筒（以線串起杯子）。的出現(xiàn)要?dú)w功于貝爾，早期機(jī)的原理為：說話聲音為空氣里的復(fù)合振動(dòng)，可傳輸?shù)焦腆w上，通過電脈沖于導(dǎo)電金屬上傳遞。隨著現(xiàn)代移動(dòng)通信技術(shù)的快速發(fā)展，聲音信號(hào)的傳遞借助電磁波傳送。電磁波能夠在真空中傳播，不但傳播速度快，而且頻率范圍廣，但它在水中會(huì)被吸收而急劇衰減。和我們關(guān)系最密切的就是這種移動(dòng)通信工具，它兼具發(fā)射和接收兩種功能，在同步地球衛(wèi)星的協(xié)助下能使通信范圍幾乎覆蓋地球上的每個(gè)角落。請(qǐng)根據(jù)上述材料和你學(xué)過的物理知識(shí)，回答下列問題：（1）“傳聲筒”的展示項(xiàng)目，形象地向觀眾展示了：當(dāng)一名觀眾在管路一側(cè)發(fā)聲，管路中的振蕩，另一側(cè)的觀眾能夠聽到傳輸?shù)穆曇?，兩人可進(jìn)行對(duì)話。（2）以下的應(yīng)用或工具利用“傳聲筒”原理的是（）A．醫(yī)生給病人看病用的聽診器B．水杯琴C．天壇回音壁D．超聲波醫(yī)學(xué)檢查（3）下列說法中正確的是（）A．一切發(fā)聲的物體都在振動(dòng)B．聲音的傳播速度一定是340m/sC．聲波和電磁波都能傳遞信息，且都可以在真空中傳播D．潛入水中的潛艇通信使用電磁波（4）一列聲波從空氣中傳入水中，以下說法正確的是（）A．頻率增大，波速變大B．頻率不變，波速變小C．頻率不變，波長變長D．波速變小，波長變長【答案】空氣AAC【解析】（1）[1]聲音的傳播需要介質(zhì)，空氣可以傳播聲音，當(dāng)一名觀眾在管路一側(cè)發(fā)聲，管路中的空氣振蕩，另一側(cè)的觀眾能夠聽到傳輸?shù)穆曇?，兩人可進(jìn)行對(duì)話；（2）[2]A．醫(yī)生給病人看病用的聽診器，其工作原理是利用聲音在管內(nèi)空氣中集中傳播，減小聲音的分散，提高聲音的響度，然后能聽到更清晰的聲音，這與“傳聲筒”原理是相同的，選項(xiàng)A符合題意；B．水杯琴表明液體振動(dòng)可以發(fā)出聲音，與“傳聲筒”原理是不同的，B項(xiàng)不合題意；C．天壇回音壁，是指回聲，利用了聲音的反射，與“傳聲筒”原理是不同的，C項(xiàng)不合題意；D．超聲波醫(yī)學(xué)檢查，是利用聲波傳遞信息，與“傳聲筒”原理是不同的，D項(xiàng)不合題意；（3）[3]A．聲音是由物體的振動(dòng)產(chǎn)生的，所以說一切發(fā)聲的物體都在振動(dòng)，A正確；B．從材料中可以看到，當(dāng)溫度為22℃時(shí)，空氣中聲速為334.8m/s，水中聲速為1440m/s，鋼鐵中聲速為5000m/s，所以說聲音的傳播速度不一定是340m/s，B錯(cuò)誤；C．聲波和電磁波都能傳遞信息，但聲波不可以在真空中傳播，C錯(cuò)誤；D．電磁波在水中傳播時(shí)，衰減速度非?？?，根本探測不了多遠(yuǎn)。相反，聲波在水中的傳播速度，能接近1500米每秒，而且傳播距離比電磁波更遠(yuǎn)。因此，潛艇為了提升對(duì)周圍環(huán)境的感知能力，只能退而求其次，放棄雷達(dá)，選擇聲吶。D錯(cuò)誤；（4）[4]聲波從空氣進(jìn)入水中，聲速變大，但是頻率是不變的，根據(jù)可知，波長是變大的，故選C。三、填空題11．我國自主研制的“奮斗者”號(hào)載人潛水器在馬里亞納海溝成功完成了萬米級(jí)海試。潛水器配備了國際先進(jìn)水平的聲學(xué)系統(tǒng)，聲學(xué)系統(tǒng)由母船部分和潛水器本體部分組成，為“奮斗者”號(hào)實(shí)現(xiàn)了水聲通信、精細(xì)探測和定位導(dǎo)航。水聲通信是“奮斗者”號(hào)與母船之間唯一的溝通方式。由于可見光和電磁波在海水中傳播時(shí)衰減很快，也無法通過一根連接母船的線纜來進(jìn)行