初中物理苏科版（2024）八年级上册四、人耳听不到的声音评优课课件ppt

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人从呱呱坠地时起，就开始利用声音了。妈妈能从婴儿的啼哭声中发现宝宝情绪的变化；水手可以通过汽笛的回声判断悬崖的距离；医生会用各种各样的超声仪器为患者诊病……
自然界的声现象实在是太多了。除了人类，动物中也有不少是利用声的高手。今天我们一起了解声的一些特点和应用。
一、人耳听觉的频率范围
1. 可听声波：人耳能听到的声音叫作可听声波，频率范围为：20Hz～20000Hz。2. 超声波：频率高于20000Hz的声音叫超声波。3. 次声波：频率低于20Hz的声音叫次声波。
4. 人和一些动物听觉的频率范围
（1）不同的人听觉的频率范围不完全相同。例如，有些年轻人就能听到频率低于20Hz的声音。一般情况下，人的年龄越大，能听到的声音的频率范围越小。（2）不同动物听觉的频率范围差别较大，如蝙蝠、海豚等能听到超声波，而狗、大象则能听到次声波。
1. 超声波的特点超声波具有方向性好、在水中传播距离远、穿透能力强、易于获得较集中的声能、能够成像等特点，在生产、医疗和科学研究等方面得到了广泛的应用。
（1）蝙蝠的回声定位自然界中许多动物不仅能发出超声波，还能感受到超声波。例如，通常夜间活动的蝙蝠不会撞到障碍物，它们利用超声波进行导航。蝙蝠发出的超声波碰到墙壁等障碍物会返回，由此，它便能判断障碍物的位置并及时避开。
（2）超声雷达（声呐）：①可用来探测海底深度、海中暗礁等，还可用来探测鱼群、潜艇的位置等。②测量海底深度的原理：就是从船上发出声脉冲至海底，通过测算接收，然后将接收到的回声所经历的时间自动转换为深度值显示出来。
我们平常看到的海底结构图就是根据声呐提供的数据绘制的。
探测鱼群、潜艇位置、绘制水下数千米地形图等。
动画讲解——《声呐是如何工作的》
（3）超声诊断仪在医疗领域，人们利用超声波成像技术发明了超声诊断仪。这种诊断仪通过探头发射的超声波进入人体，并从体内组织结构产生的回声中提取信息组成图像。例如，利用B型超声诊断仪（简称B超）可以观察母体内的胎儿，如图所示。
（4）超声诊断仪在工业领域，超声波探伤仪能利用超声波在物体中的传播、反射和衰减等物理特性，快速、精确地进行工件内部缺陷的检测、定位、评估和诊断。例如，可以用它探测铁轨内部是否存在裂纹、气孔和杂质等。
（5）超声波的其他应用人们还利用超声波的特性发明了超声波清洗机、超声波焊接机、超声波雾化器等。有一种超声波马达，它能把超声振动的形式转换为移动的形式，比传统电动机体积更小，并具有低速、高精度等优点，不少数码照相机的光学镜头都采用了这项技术。
【例题1】图为094型核潜艇，它是我国国防力量的重要组成部分。它在水下航行时是通过声呐系统发出的超声波感知附近海域的情况。下列说法正确的是（　　）A．超声波不是由物体的振动产生B．超声波的传播不需要介质C．感知附近海域情况是利用超声波传递信息D．潜艇上的舰员能够听见超声波
A．声音是由物体振动产生的，超声波也是由物体的振动产生，故A错误；B．声音的传播都需要介质，超声波也是声波，传播也需要介质，故B错误；C．感知附近海域情况是利用声呐系统发出的超声波在传递信息，故C正确；D．超声波是振动频率大于20000Hz的声音，超出了人的感知范围，潜艇上的舰员不能够听见，故D错误。
1. 次声波的来源 次声波广泛存在于我们的周围。许多自然现象都会产生次声波，如狂风暴雨、电闪雷鸣、火山爆发、地震、海啸等。人为产生次声波的现象也很多，如核爆炸、火箭发射、飞机飞行和列车行驶等都会产生次声波。
2. 次声波的特点 次声波在传播过程中能量衰减较慢，且不易被障碍物遮挡，因而可以传播得很远。强烈地震、火山爆发产生的次声波，能绕地球传播2⁓3圈。
3. 次声波的危害较强的次声波会对人体造成严重损害，使人恶心、神经错乱，甚至内脏破裂。强度更大的次声波还会对机器设备、建筑物等造成破坏。4. 次声波的应用目前，科学家正在研究、监测和控制次声波，以便有效地避免它的危害，或从中获取信息来预报地震、台风等。
风暴生成后生的次声波，传播速度远大于风暴移动速度，人们根据监测到的次声波，即可在风暴到来之前发出警报。人们还通过研究次声波在大气层中传播的特性，来探测某些大规模气象过程的性质和规律，预报沙尘暴、龙卷风等。
（1）声可以传递信息，也可以传递能量。凡是声音引起其他物体变化的例子，均属于声音传递能量；声音未能引起其他物体的变化，而是根据声音对物体的状况或某些特征作出判断，属于声音传递信息。如“雷声震耳欲聋”，说明雷声具有能量；而“听到了雷声预示着将要下雨”，这是雷声传递信息。
（2）声传递信息、传递能量的实例
拓展：声传递信息与传递能量
【例题3】在发生地震时，有些动物比人提前感觉到，是因为地震时伴有_____声波产生；医生用的“B超”是利用____声波获得信息。一物体1min振动了600次，则人耳_____听到该物体发出的声。
自然灾害火山爆发、地震、台风等都能产生次声波，这种声波可以绕过较大的障碍物传播的很远。超声波具有较强的穿透性，并且能够传递信息，所以医学中B超是利用超声波可准确获得人体内部疾病的信息。物体在1min内振动了600次，所以每秒钟可以振动10次，故振动的频率为10Hz，人耳的听觉范围是频率在20Hz到20000Hz之间的声音，不在这个范围的声音，人耳是不能听到的。
【例题4】下列实例中，应用了次声波的是（　　）A．利用声波清洗精细的零件B．监测声波，预报海啸、台风C．蝙蝠利用声波判断物体的位置和距离D．医生利用B 超为病人检查身体
A．利用声波清洗精细的零件是利用超声波能传播能量工作的，故A不符合题意；B．海啸、台风发生时，都会伴随着次声波产生，所以监测声波，预报海啸、台风应用的是次声波，故B符合题意；CD．蝙蝠确定目标的方向和距离、医生利用B超为病人检查身体的都是超声波传递信息的特点，故CD不符合题意。
【例题5】声能够传递“信息”和“能量”。下面事例中，主要利用声传递“能量”的是（ ）A．利用超声波给金属工件探伤B．医生通过听诊器给病人诊病C．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D．利用超声波排除人体内的结石
ABC．利用超声波给金属探伤，声音传递了金属内部是否存在伤痕的信息；B．医生通过听诊器给病人诊病，声音传递出心脏跳动的相关信息；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，声音传递地震的方位、大小等信息，故ABC不符合题意；D．利用超声波排除人体内的结石，声音能传递能量，将结实击碎，故D符合题意。 所以选D。
人能够听到的声音频率范围为：20Hz～20000Hz。定义：把频率高于20000Hz的声叫超声波.特点：方向性好、穿透能力强、易于获得较集中的声能.应用：超声导航、声呐、超声诊断仪、清洗等.定义：把频率低于20Hz的声波称为次声波.特点：次声波来源广、传播远、能绕过障碍物.应用：检测预警自然灾害等.危害：能量很大的次声具有极大的破坏力.声波可以传递信息和能量.
视频欣赏——《超声与次声的特点与应用》
1. 蝴蝶飞行时翅膀每秒振动5~6次，蚊子飞行时翅膀每秒振动300~600次。为什么我们凭听觉能发现飞行的蚊子，却不能发现飞行的蝴蝶?
因为人的听觉频率范围是20~20000Hz，蜜蜂翅膀振动的频率是300~ 400Hz，在人的听觉频率范围之内；而蝴蝶翅膀振动的频率仅5~6Hz，低于人的听觉所能觉察的最小频率。所以，凭听觉能发现飞行的蜜蜂而不能发现飞行的蝴蝶。
2. 查阅资料，了解你感兴趣的动物发出声音的频率范围，并与同学交流。
一些动物发出声音的频率范围：人 85HZ~1100HZ； 狗 425HZ~1800HZ；猫 760HZ~1500HZ；蝙蝠100000HZ~120000HZ；海豚 7000HZ~120000HZ。
3. 查阅资料，进一步了解超声波的主要特性以及与之相关的实际应用，并到电器商场等场所观察应用超声波工作的设备(如超声波清洗器等)，了解它们是如何利用超声波工作的。
超声波是一种波长极短的机械波，在空气中波长一般短于2cm（厘米）。它必须依靠介质进行传播，无法存在于真空（如太空）中。它在水中传播距离比空气中远，但因其波长短，在空气中则极易损耗，容易散射，不如可听声和次声波传得远，不过波长短更易于获得各向异性的声能，可用于清洗、碎石、杀菌消毒等。在医学、工业上有很多的应用。超声波探伤和超声成像技术。可进行超声焊接、钻孔、固体的粉碎、乳化 、脱气、除油、去锅垢、清洗、灭菌等，在工矿业、农业、医疗等各个部门获得了应用。
1．人们对人耳听不到的声波有如下应用：① 声呐；② 击碎结石；③ 探伤；④ B 超；⑤ 遥测核爆炸。其中，与超声波有关的是：____________；与次声波有关的是：____________。
超声波具有定向性好、穿透力强等特点，主要应用于：①声呐；②击碎结石；③探伤；④B超等方面。次声波具有绕过障碍物，伤害人体等特点，主要应用于：⑤遥测核爆炸。
2. 研究发现，某种频率的高强度次声波可以穿透十几米厚的钢筋混凝土，给人造成伤害，用这种次声波制成的武器威力巨大，该次声波的频率较接近于（　　）A．27000Hz B．2700HzC．270Hz D．7Hz
低于20Hz的声波叫次声波，则7赫兹的声波属于次声波，故D符合题意，ABC不符合题意。故选D。
3. 超声波因其频率下限大于人的听觉上限而得名，在医学、军事、工业、农业上有很多的应用。下列不是利用超声波的是（ ）A．排除人体内的结石 B．用声呐确定潜艇的位置 C．探测核爆炸的强度 D．检测锅炉有没有裂纹
A. 排除人体内的结石是利用了超声波传递能量，不合题意；B. 用声呐确定潜艇的位置，是利用了超声波传递信息，不合题意；C. 核爆炸伴有次声波的产生，所以探测核爆炸的强度利用了次声波，符合题意；D. 检测锅炉有没有裂纹，是利用了超声波传递信息的特点，不合题意．
4. 下列事例中，属于利用次声波的是（　　）A．用声呐技术测海底深度B．蝙蝠确定目标的方向和距离C．用B超检查身体D．预报海啸，台风
超声波和次声波在生产和生活中有广泛的应用，超声波可用于声呐技术测海底深度、B超检查身体、超声波探伤仪、“倒车雷达”等方面；一些动物也能发出超声波，蝙蝠确定目标的方向和距离就是利用的超声波；火山爆发、海啸、台风、雷暴、泥石流等自然灾害在发生前会发出次声波，可以利用监测仪进行监测，预报灾害。
5. 如图所示，医生利用的“B超”是通过_______（选填“超声波”或“次声波”）来观察胎儿的发育情况，这种声波的频率范围为______________；“B超”检测是利用了声音能够传递 ______（填“信息”或“能量”）。
B超是超声波的应用，医生利用的“B超”是通过超声波来观察胎儿的发育情况。声波的频率小于20Hz的为次声波，大于20000Hz的为超声波，所以B超这种声波的频率范围为大于20000Hz。
声音可以传递信息和能量，医生利用的“B超”可以得知胎儿的发育情况这种信息，那么“B超”检测是利用了声音能够传递信息。
6. 如图所示为人和一些动物听到声音的频率范围，参照如图回答：（1）人听到声音的频率范围为____________ ；（2）地震时会产生次声波（频率低于20Hz），在远距离地震中心，人无震感的区域，在远距离地震中心的区域，听觉上有较明显反应的动物是_______。
20Hz~20000Hz