人耳听不到的声音学案（典型例题分析） 苏科版八年级上册物理

课题：人耳听不到的声音学习目标＊知道人耳的听觉频率范围是20Hz到20000Hz＊了解超声波的特点，了解超声波在现代技术中的应用＊了解次声波的特点及其危害————————掌握物理核心素养，从掌握知识点做起————————知识点一：可听声波、超声波、次声波可听声：物体振动会产生声音，但是并不是所有的声音人耳都能听到。人的听觉有一定的频率范围，只有在该频率范围内的声音人耳才能听到。人耳能听到的声音，我们称之为可听声，它的频率范围通常为20Hz～20000Hz超声波：频率高于20000Hz的声波称为超声波次声波：频率低于20Hz的声波称为次声波不同动物的听觉频率范围差别较大，有些动物能听到超声波，有些动物能听到次声波。不同人的听觉频率范围也不完全相同。一般来说，人的年龄越大，能听到的声音频率范围越小。如果人耳听不到某种声音，可能是因为该声音频率不在人的听觉范围内，也可能是因为该声音的响度太小。知识点二：超声波的特点及应用超声波的特点：与可听声波相比，超声波具有方向性好、穿透能力强、易于获得较集中声能等特点。（1）方向性好：超声波能沿某一方向直线传播，在碰到杂质和组织分界面时，会有显著的反射。应用比如：声呐（2）穿透能力强：超声波能穿透许多电磁波所不能穿透的物质，在一些不透明的固体中能穿透几十米的厚度。在液体和固体中传播时，衰减的很少。应用比如：B超（3）易于获得较集中声能：由于超声波频率高，方向性好，所以能获得比较集中的能量。较强的超声波能引起物体剧烈振动。应用比如：超声波清洗机、超声波碎石利用超声波反射进行探测的装置有很多。比如有汽车的倒车雷达。多普勒效应：超声波测速知识点三：次声波的特点与危害次声波的特点：次声波能绕过障碍物传播，几乎无孔不入，传播的很远。次声波的来源：次声波来源很广，火箭发射、飞机飞行、车辆奔驰，以及自然界中的火山爆发、地震、海啸、台风、雷电等都会产生次声波。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，甚至五脏破裂。强度更大的次声波还会对机器设备、建筑物等造成破坏。次声波的应用：由于地震、海啸、台风、火山爆发等都伴随次声波的产生，因而对自然界的次声波监测，可以作为预报自然灾害的参数之一。——————————利用所学知识解决典型问题——————————例题1：科学家在研究大象之间的交流时，发现大象会发出一种人耳听不见的声。把这种声先用录放机录下来然后快速播放，人耳就能听到大象交流时发出的声。这说明（）A.这种声是超声波B.这种声是次声波C.大象根据声的响度辨别同伴D.大象根据声的频率辨别同伴解析：频率高于人的听觉上限（约为20000Hz）的声波，称为超声波；频率低于人的听觉下限（约为20Hz）的声波，称为次声波；这两种声波人耳都听不见。信息中提到快速播放，就是提高频率后就能听到，说明原来属于次声波。故答案：B例题2：海豚的发声频率范围非常大，当海豚发出了80000Hz的声波时，此声波属于_____声波，这种声波人耳_____（选填“能”或“不能”）听到。如图所示，海豚会利用回声寻找沙丁鱼群，假如经1s后海豚听到回声（声音在海水中的传播速度为1500m/s），则此时海豚与沙丁鱼群的距离为_____m。解析：（1）频率低于20Hz的声属于次声波，频率高于20000Hz的声属于超声波。人只能听到20Hz～20000Hz频率的声音。（2）由速度公式得，海豚发出的超声波经沙丁鱼反射，这段时间超声波传播距离为：s=vt=1500m/s×1s=1500m，故海豚距离沙丁鱼的距离为：s'=s=×1500m=750m。故答案为：超；不能；750。例题3：雪花落水也有声

一般的常识告诉我们，雪花落水静悄悄，毫无声响。在3月份一期的《自然》杂志上，几个科学家联名发表文章，宣布了他们的结论。

首先要说明的是，雪花落水发出的声波频率在50000赫到2×105赫之间，高于人们能听见的声波频率。但是，海里的海豚就能听到雪花落水所产生的声响，并且这些声响令海豚异常烦躁。然而，请不要想当然，这些声音不是雪花与水面撞击发出的，而是…著名的约翰•霍甫金斯大学机械工程系的普罗斯佩勒提教授是个奇才。普罗斯佩勒提断定，这些声音不是雨滴撞击水面发出，他们确实在下雨时发现水中产生气泡，这些气泡还在不断地收缩、膨胀、振动。下雨时那些噪声的频率和衰减情况确实与气泡的振动状况协调一致，从而证实他们的理论完全正确。

事情还没有结束，渔民常抱怨，在下雪时他们的声呐也常常侦听不到鱼群。一开始，他们也不信，因为雪花中含有90%以上的水，空气不多。但是，他们不是简单否认，而是要用实验来验证。在一个风雪的夜晚，他们在一个汽车旅馆的游泳池找到了证据，雪花落水时也产生气泡，同样，这些气泡也振动，从而发出声波。其实，无论是人们打水漂时所听到的细微声响，还是瀑布的隆隆震响，都不是（或主要不是）来自石块及岩石与水的碰撞，而是由于气泡。你看，大自然是何等奇妙，而从事科研的人们在发现真理的时候又是多么幸福。

（1）雪花落水发出的声波属于_____（选填“超声”、“次声”）。正常人耳频率的范围是_____Hz

（2）声呐装置是利用仿生学原理制成的，它利用超声波_____

和_____等特点；

（3）雪花落水发出的声音对人来讲不是噪音，站在海豚的角度看_____（是/不是）噪声。

（4）科学家们发现，不论是雪花落水，还是雨滴落水，都会引起气泡的_____，这个声音能被海豚听到，说明_____能传播声音。

（5）在探究雨滴落水产生声音的过程中，科学家们进行了下列的过程，请你把它们按正确的顺序排列起来_____（填序号即可）

a归纳分析b进行实验c提出假设d得出结论。解析：（1）人耳朵的听觉频率范围是20Hz到20000Hz之间，即高于20000Hz的属于超声波，低于20Hz的是次声波，这两种声波都是人耳朵⽆法听到的；由于雪花落水发出的声波频率在50000Hz到2×105Hz之间，高于人们能听见的声波频率，故其所发出的声波是超声波；

（2）声呐装置是利用仿生学原理制成的，它模仿蝙蝠的回声定位的方向性好、穿透能力强原理制成的；“海里的鲸鱼就能听到雪花落水所产生的声响，并且这些声响令鲸鱼异常烦躁”，故这些声音对于鲸鱼来说是噪音；不论是雪花落水，还是雨滴落水，都会引起气泡的振动而产生声音，这个声音能