2024年物理中考专题之超声波和次声波的区分及应用(解析)

这是一份2024年物理中考专题之超声波和次声波的区分及应用(解析)，共12页。试卷主要包含了选择题，多选题，填空题，科普阅读题等内容，欢迎下载使用。
1．在亚丁湾海域，我国海军护航编队使用“金噪子”（又名“声波炮”）震慑海盗，它的声波定向发射器外观类似喇叭，能发出145dB以上的高频声波，甚至比喷气式飞机引擎的噪声还要刺耳，根据以上信息，下列说法中错误的是（ ）
A．声波具有能量
B．声波定向发射器喇叭状外观可以减少声音的分散，从而增大响度
C．使用“金嗓子”时，护航官兵佩戴耳罩是在人耳处减弱噪声
D．“金噪子”发出的声波是次声波
【答案】D
【解析】【解答】A、声波具有能量，正确，不符合题意；
B、声波定向发射器喇叭状外观可以减少声音的分散，从而增大响度，正确，不符合题意；
C、使用“金嗓子”时，护航官兵佩戴耳罩是在人耳处减弱噪声，正确，不符合题意；
D、“金噪子”发出的声波是高频声波，不是次声波，不正确，符合题意；
故选D．
【分析】解答本题要知道：声音既能传递信息，又能传递能量；减弱噪声的途径有三条：在声源处、传播过程、人耳处；次声波振动频率低于20赫兹，超声波振动频率高于20000赫兹．解决此类问题考查的是声学中的综合知识点，难度不大，比较基础，也是中考的热点之一．
2．如图所示的四幅图，下列说法中正确的是（ ）
A．图甲所示的实验表明，声音可以在真空中传播
B．图乙所示的实验表明，声音是由物体振动产生的
C．图丙所示水滴滴落在水面的声音是通过水传入人耳的
D．图丁中的蝙蝠觅食是利用次声波的反射来发现动物的
【答案】B
【解析】【解答】A、声音的传播需要介质，所以声音不能在真空中传播，故A错误；
B、一切正在发声的物体都在振动，图乙所示的实验表明，声音是由物体振动产生的，故B正确；
C、图丙所示水滴滴落在水面的声音是通过空气传入人耳的，故C错误；
D、图丁中的蝙蝠觅食是利用超声波的反射来发现动物的，故D错误。
故选项为：B.
【分析】(1)能够传播声音的物质叫做传声的介质，一切固体、液体、气体都可以作为传声的介质，真空不能传声；
(2)一切声音是由物体振动产生的；
（3）听到水滴落在水面的声音是水面振动发出声音通过空气传到人耳的；
(4)蝙蝠觅食是利用超声波的反射来发现动物的。
3．某智能机械宠物，每分钟振动翅膀120次，则其振动频率为（ ）该声波是（ ）
A．120Hz 次声波B．120Hz 超声波
C．2Hz 次声波D．2Hz 超声波
【答案】C
【解析】【解答】解：人耳的听觉范围是20Hz到20000Hz，某智能机械宠物，每分钟振动翅膀120次，所以智能机械宠物翅膀的振动频率约为 120次60秒 ＝2Hz，低于人类听觉的下限20Hz，属于次声波，C符合题意，ABD不符合题意。
故答案为：C。
【分析】人的听力范围是20赫兹-20000赫兹，频率高于20000赫兹的声音为超声，频率低于20赫兹的为次声，超声和次声人耳都听不到。
4．超声与人耳能听到的声音相比，最大的区别是（ ）
A．振动频率高B．传播能量大小
C．振动幅度大小D．传播速度
【答案】A
【解析】【解答】超声波的振动频率超过20000Hz，高于人耳能听到的声音，A符合题意。
故答案为：A。
【分析】超声波的频率超过20000Hz。
5．如图所示，是一款“超声波传感器”智能拐杖，通过超声波传感器加蜂鸣器实现距离报警，可以帮助盲人自信出行，下列说法正确的是
A．利用超声波测距说明声音能够传递能量
B．人耳能听到这种超声波
C．这种超声波的发声体振动特别快
D．蜂鸣报警声比较尖锐指的是声音的响度
【答案】C
【解析】【解答】 A、利用超声波测距说明声音能够传递信息，故A错误。
B、超声波的振动频率高于20000Hz，不在人耳的听觉频率范围之内，人耳听不见，故B错误。
C、这种超声波的发声体振动特别快，频率高，音调高，故C正确。
D、蜂鸣报警声比较尖锐指的是声音的音调，故D错误。
故答案为：C
【分析】 （1）声音可以传递信息。
（2）超声波的振动频率高于20000Hz，不在人耳的听觉频率范围之内，人耳听不见。
（3）超声波的频率较高，振动较快。
（4）声音的高低叫音调，音调与振动频率有关。
6．以下关于声波的利用的说法中正确的是（ ）
A．在医学上常常利用次声波击碎结石
B．利用超声波进行金属探伤，说明声可以传递信息
C．倒车雷达是利用次声波来确定障碍物的远近
D．利用“超声波测距技术”可以测量月球到地球间距离
【答案】B
【解析】【解答】A.在医学上常常利用超声波击碎结石，故A错误；
B.利用超声波进行金属探伤，说明声可以传递信息，故B正确；
C.倒车雷达是利用出超声波来确定障碍物的远近，故C错误；
D.声音不能在真空中传播，因此不能测量月球到地球的距离，故D错误。
故选B。
【分析】AC.根据超声波的应用判断；
B.声音利用的两个方面：①声音传递信息；②声音传递能量；
D.声音的传播需要介质，据此分析判断。
7．如图所示，蝙蝠在夜间飞行时会发出超声波，这些声波碰到墙壁、树枝或昆虫时会反射回来，蝙蝠可以确定目标的位置。蝙蝠采用的方法叫做回声定位，采用这个原理制成的设备有（ ）
①声呐
②倒车雷达
③超声导盲仪
④超声波清洗机
A．①②③B．①②④C．①③④D．②③④
【答案】A
【解析】【解答】根据题意可知，声呐、倒车雷达、超声导航仪都是利用回声定位，而超声波清洗机利用声音传递能量，故A正确，而B、C、D错误。
故选A。
【分析】根据对回声定位的认识和利用判断。
二、多选题
8．关于声现象，下列说法正确的是（ ）
A．太空中两名宇航员不能直接对话，是因为真空不能传声
B．“闻其声知其人”主要是因为每个人说话时的音调不同
C．受蝙蝠利用超声波定位导航的启示，科学家制成了声呐
D．市区内“禁鸣喇叭”，这是在噪声的传播环节减弱噪声
【答案】A,C
【解析】【解答】A、 太空中两名宇航员不能直接对话，是因为真空不能传声 ，A正确；
B、 闻其声知其人主要是因为每个人说话时的音色不同 ，B错误；
C、 受蝙蝠利用超声波定位导航的启示，科学家制成了声呐 ，又称雷达，C正确；
D、 市区内“禁鸣喇叭”，这是在噪声的产生环节减弱噪声 ，D错误。
综上选择AC
【分析】真空不能传声，音色可以分辨不同人，蝙蝠的回声定位是雷达制作原理，禁止鸣笛是声源处减弱噪音。
三、填空题
9．蝴蝶飞行时翅膀上下振动。如果蝴蝶的翅膀在10s内振动了80次，则它振动的频率是 Hz，人类 听到这种声音（选填“能”或“不能”），把它称为 。
【答案】8；不能；次声波
【解析】【解答】振动频率是1s振动的次数，而此题中蝴蝶振动的频率为 f=80次10s=8次/s=8Hz
故振动的频率为8Hz。低于人的最低听觉20Hz，故人耳听不到。低于20Hz的称为次声波。
【分析】根据振动的次数和时间的比值计算频率，低于20Hz的声音是次声波，人不能听到。
10．某种昆虫依靠翅膀的振动发出声音。如果这种昆虫的翅膀在2s内振动了600次，那么频率是 Hz，人类 听到该频率的声音（填“能够”或“不能”），因为人的听觉范围是 。
【答案】300；能；20～20000Hz
【解析】【解答】频率是物体1s振动的次数，根据题意知道，昆虫的翅膀在2s内振动了600次，所以，它振动的频率为f=6002s=300Hz
因为人类能听到的频率范围是20～20000Hz，300Hz在人类能听到的频率范围内，所以人类能听到。
【分析】频率指1s钟振动的次数；人耳的听声范围是20～20000Hz。
11．《我是歌手》的比赛现场，吉他手弹奏电吉他时，不断改变手指在琴弦上的位置，是为了改变声音的 ；如果把点燃的蜡烛放到音箱附近，烛焰会随着音乐跳动，这说明声音能传递 。有些动物比人提前感觉到地震，是因为地震时伴有 声波产生。
【答案】音调；能量；次
【解析】【解答】弹奏电吉他时，改变手指在琴弦上的位置，发声体的长度改变，频率改变，改变了声音的音调；点燃的蜡烛放到音箱附近，烛焰会随着音乐跳动，说明声音能传递能量。有些动物比人提前感觉到地震，是因为地震时伴有次声波产生，动物可以听到次声波。
【分析】改变发声体的长度，音调改变；声音可以传递能量；自然灾害发生时，伴随次声波的产生。
12．蝙蝠是昼伏夜出的哺乳类动物，它在夜间飞行时会通过发出和接收 来确定目标的位置，科学家利用这原理发明了 。
【答案】超声波；声呐
【解析】【解答】蝙蝠通过发出和接受超声波，确定目标，模仿蝙蝠利用超声波的特性，发明了声呐。
【分析】蝙蝠利用超声波探测目标，声呐利用了超声波。
13．当大象进行交流的“声音”是 时（选填“超声波”或“次声波”），人类就听不到大象的“声音”，是因为人耳不能听到频率 20Hz的声音（选填“高于”或“低于”）。
【答案】次声波；低于
【解析】【解答】大象进行交流利用的是次声波，次声波的频率低于20Hz，人耳不能听到频率低于20Hz的声音，就听不到大象的声音。
【分析】人耳听声范围是20Hz~20000Hz；低于20Hz是次声波，人不能听到。
14．学校在举行防震逃生演练同学们听到广播中的警报声迅速离开教室，人在奔跑后，脉搏会迅速提高到每分钟120次，此时脉搏频率较高，这种频率的声波称为 (选填“超声波”或“次声波”)。
【答案】次声波
【解析】【解答】根据题意可知，脉搏的频率为：f=120次60s=20Hz，则为次声波。
【分析】频率低于20Hz的声音为次声波，频率高于20000Hz的声音为超声波。
15．2020年11月9日在新疆伊犁州巩留县发生了3.1级地震，震源深度13km，有些动物能比人提前感觉到，是因为它们能“听到”地震时伴随产生的 ；蜜蜂1min振翅26400次，蝴蝶20s振翅120次，蚊子10s振翅6400次，人耳 （选填“能”、“不能”）听到蝴蝶振翅的声音。
【答案】次声波；不能
【解析】【解答】（1）地震时伴随着次声波的产生，有些动物能听到次声波。
（2）蜂每1min翅膀振动26400次，蜜蜂翅膀振动频率为26400次60s=440Hz，蝴蝶每20s翅膀振动120次，蝴蝶翅膀振动频率为
120次20s=6Hz蚊子每10s翅膀振动6400次，蚊子翅膀振动频率6400次10s=640Hz，人耳听觉范围是20-20000Hz，人耳不能听到蝴蝶振翅的声音。
【分析】人耳能听到声的频率范围在20Hz～20000Hz，低于20Hz的声音属于次声波。
16．“山竹不但好吃还很危险”指的就是在9月16号登陆的台风“山竹”。台风登陆时中心风速达到48m/s，合 km/h。当台风来临前会产生 波，大量动物接受到此信息后会提前躲避和逃跑。
【答案】172.8；次声
【解析】【解答】台风登陆时中心风速达到48m/s=48×3.6km/h=172.8km/h；
台风会产生次声波，人听不到次声波，大量动物接受到此信息后会提前躲避和逃跑。
故答案为：172.8；次声。
【分析】利用速度的单位换算关系换算，台风产生时会伴随次声波。
四、科普阅读题
17．阅读材料，回答问题
超声波指纹识别技术
传统指纹识别TuchID已成为智能手机的标配。随着黑科技超声波指纹识别技术SenserID的出现，屏下指纹的全面屏手机变得越来越普及。
与传统指纹识别不同，超声波指纹识别技术是通过发射超声波扫描紧贴屏幕的指纹，并根据接收到的反射超声波分析得出指纹的信息。
超声波是频率超过人类听觉上限的声波，具有较强的穿透能力，能够穿透玻璃、铝、不锈钢、蓝宝石或塑料等。此外，例如汗水、护手霜或凝露等，从而提供一种更稳定、更精确的认证方法。
（1）超声波是指频率高于 Hz的声波， （选填“能”或“不能”）在真空中传播；
（2）超声波传播中遇到障碍物时会有一部分被反射回来形成回声。已知超声波在海水中传播速度约为1500m/s，向海底垂直发射超声波，若4s后收到回声信号，则该海底离海面 m；
（3）SenserID系统能置于手机内部，可以让超声波透过屏幕进行指纹识别，是因为超声波具有 的特点；
（4）超声波指纹识别是通过声波获取指纹的信息，以下各项应用中与此不同的是____；
A．科技工作者利用声呐探测海底深度
B．技工利用超声波给金属工件探伤
C．医生利用超声波除去人体内的结石
D．渔民利用声呐探测大海鱼群
（5）SenserID系统利用了仿生学原理，它模仿了下列哪个选项的生物____。
A．蝙蝠B．蜘蛛C．青蛙D．猫
【答案】（1）20000；不能
（2）3000
（3）穿透力强
（4）C
（5）A
【解析】【解答】（1）超声波的频率高于20000Hz，声音的传播需要介质，超声波不能在真空中传播；
（2）根据水中声速1500m/s和回声现象，计算海底离海面s=12vt=12×1500m/s×4s=3000m；
（3）手机内部的指纹识别功能，让超声波透过屏幕，是因为超声波具有穿透力强的特点；
（4）超声波指纹识别是通过声波获取指纹的信息，是超声波传递信息，
A.科技工作者利用声呐探测海底深度，获得了信息，A不符合题意；
B.技工利用超声波给金属工件探伤，获得了信息，B不符合题意；
C.医生利用超声波除去人体内的结石，利用了超声波的能量，C符合题意；
D.渔民利用声呐探测大海鱼群，获得了信息，D不符合题意；
（5）SenserID系统利用了超声波反射获得信息，是仿生学原理，它模仿了蝙蝠发出和接受超声波，A符合题意。
【分析】（1）超声波的频率超过20000Hz，声音不能在真空中传播；
（2）根据回声现象，可以计算距离；
（3）超声波的穿透能力强；
（4）利用超声波得知某事，是超声波传递信息，利用超声波做某事，是超声波传递能量；
（5）蝙蝠利用超声波的反射，获得信息。