2.3 声的利用（解析版）

2.3声的利用——精剖细解讲义知识点1：声的利用1、声音能够传递信息医生用听诊器诊病；蝙蝠是靠眼睛观察障碍物和昆虫，蝙蝠采用的方法叫做回声定位；用B超（超声波）看病、检查胎儿的情况；超声探伤、测厚等例子说明声音可以传递信息。一些应用例子如下图所示：回声定位过程：发出超声波→接收反射回来的超声波→确定目标位置→回声定位。如下图所示：2、声音可以传递能量超声波清洗眼镜；利用超声波振动清除人体内的结石；钢铁、陶瓷、宝石、金刚石等坚硬无力进行钻孔和切削等。一些应用例子如下图所示：回声1．在剧场四周总是修得凹凸不平，设计师这样处理大剧场的墙壁是为了（）A．增强声波的反射 B．增强声音的响度 C．减弱声波的反射 D．为了装饰豪华、美观【分析】当声音在房间内传播时，遇到墙壁会反射回来形成回声。面积较大的房间容易产生回声，影响听觉效果，因此可从减弱声音的反射入手来进行分析。【解答】解：大礼堂的四周都做成凹凸不平的、象蜂窝状的墙壁，可以减弱声音的反射；当声音传到这些墙面后，被反射到了不同的方向或被多次反射而吸收掉，这样就能保证较好的听觉效果。故选：C。【点评】此题结合实际考查了声现象在日常生活中的广泛应用，更能提高大家的学习兴趣。2．剧院及音乐厅，四周墙壁常挂呢绒帘幕，同时墙壁会做成凹凸不平像蜂窝似的，这是为了（）A．吸收声波，减小嘈杂的回声 B．易于反射声波，增大声音 C．提高声音的音调 D．装饰、美观【分析】面积较大的房间容易产生回声，影响听觉效果，因此可从减弱声音的反射入手来进行分析。【解答】解：剧院及音乐厅的四周都做成凹凸不平的、象蜂窝状的墙壁，可以减弱声音的反射；当声音传到这些墙面后，被反射到了不同的方向或被多次反射而吸收掉，这样就能保证较好的听觉效果。故选：A。【点评】此题考查了对回声的理解和应用，知道声音也可以发生反射现象。回声测距离的应用3．一位司机做了这样一个实验：他驾车朝西山方向匀速直线行驶，在距西山脚360m处鸣了一声笛，汽车继续向前行驶40m时，司机刚好听到鸣笛的回声。已知声音在空气中的传播速度是340m/s，则汽车的速度为（）A．17.9m/s B．18.9m/s C．20.0m/s D．21.9m/s【分析】声音传播的距离等于鸣笛时汽车到西山距离的2倍减去汽车行驶的距离，根据t＝求出声音传播的时间即为汽车行驶的时间，根据v＝求出汽车行驶的速度。【解答】解：因声音传播的距离等于鸣笛时汽车到西山距离的2倍减去汽车行驶的距离，所以，声音传播的距离s声＝2s﹣s车＝2×360m﹣40m＝680m，由v＝可得，声音传播的时间t＝＝＝2s，因汽车行驶的时间和声音传播的时间相等，所以，汽车行驶的速度v车＝＝＝20.0m/s。故选：C。【点评】本题考查了回声测距离的应用，知道声音传播的距离等于鸣笛时汽车到西山距离的2倍减去汽车行驶的距离是关键。4．一人站在两平行的大山形成的峡谷底，当他大喊一声后0.3s和0.7s听见由大山反射最初的两次回声。若空气中声速为340m/s，则此峡谷宽度约为（）A．170m B．340m C．680m D．510m【分析】分别将时间除以2，用公式s＝vt算出声音从人传到两山的路程，两个路程之和即为峡谷的宽度。【解答】解：声音从人传到两山的时间分别为：t1＝＝0.15s，t2＝＝0.35s，人到两山的距离为：s1＝vt1＝340m/s×0.15s＝51m，s2＝vt2＝340m/s×0.35s＝119m，峡谷宽度为：s＝s1+s2＝51m+119m＝170m。故选：A。【点评】本题用公式s＝vt来解答，方法较多，可先求声音在两山间传播的总时间t＝＝0.5s，峡谷宽度s＝vt＝340m/s×0.5s＝170m；也可先求声音从发出到两侧山来回传播的路程s1′＝vt1′＝340m/s×0.3s＝102m，s2′＝vt2′＝340m/s×0.7s＝238m，峡谷宽度s＝＝＝170m。总之，方法较多，灵活掌握！声与信息5．端午节，某地举行了龙舟赛，比赛时运动员喊着号子、合着鼓点有节奏地同时划桨。比赛中有关声现象的下列说法中正确的是（）A．运动员合着鼓点有节奏地同时划桨利用了声音可以传递信息 B．鼓声在空气中的传播速度约为3×108m/s C．运动员打鼓用的力越大，鼓声的音调就越高 D．比赛时，观众主要根据音调区分号子声和鼓声【分析】（1）声音可以传递信息；（2）声音在空气（15℃）中传播速度为340m/s；（3）物理学中把人耳能感觉到的声音的强弱称为响度，把声音的高低称为音调，音色反映了声音的品质与特色。声音的三个特征分别就是：音调、响度、音色，是从不同角度描述声音的，音调指声音的高低，由振动频率决定；响度指声音的强弱或大小，与振幅和距声源的距离有关；音色是由发声体本身决定的一个特性。【解答】解：A、运动员听着鼓点划桨是利用了声音可以传递信息，故A正确；B、鼓声在空气中的传播速度约为340m/s，故B错误；C、运动员打鼓用的力越大，鼓声的响度越大，故C正确；D、比赛时，观众区分号子声和鼓声主要靠音色不同，故D错误。故选：A。【点评】声音的特征有音调、响度、音色；三个特征是从三个不同角度描述声音的，且影响三个特征的因素各不相同。另外知道声的传播速度和应用，可解答此题。6．听到考试铃声，同学们立刻开始答卷，这个场景说明（）A．铃声属于噪声 B．铃声能传递信息 C．铃声以声波的形式传播 D．铃声能传递能量【分析】声音能传递信息，也能传递能量，结合选项中的描述可做出判断。【解答】解：听到考试的铃声，同学们立刻开始答卷，这个场景说明是声音给我们提供了开始答卷的信号，说明铃声能传递信息。故选：B。【点评】本题主要考查学生对声与信息的了解和掌握，是一道基础题，要求学生应熟练掌握。7．下列声现象中，主要不是利用声音传递信息的是（）A．蝙蝠靠超声波发现昆虫 B．超声波清洗机 C．倒车雷达 D．B超检查身体【分析】（1）声音能够传递信息，声音也能够传递能量；（2）声音的传播需要介质，真空不能够传声；【解答】解：A、蝙蝠可以靠超声波发现昆虫，这是由于声音能够传递信息，故A不符合题意；B、超声波清洗眼镜，说明声音具有能量，故B符合题意；C、倒车雷达属于声音传递信息，故C不符合题意。D、B超检查身体属于声音传递信息，故D不符合题意。故选：B。【点评】本题主要考查学生对声与信息，声与能量的了解和掌握以及超声波的知识，属于基础知识的考查，比较简单。声与能量8．下列声现象中，能说明声音传递能量的是（）A．烛焰晃动 B．真空罩中的闹钟 C．蝙蝠回声定位 D．倒车雷达【分析】（1）声可以传递信息和能量，了解生活中的常见实例。（2）声音的传播需要介质。【解答】解：A、烛焰晃动是因为声能够传递能量，故A正确；B、真空罩中的闹钟，说明声音的传播需要介质，故B错误；C、蝙蝠回声定位，是利用声传递信息，故C错误；D、倒车雷达是利用声传递信息，故D错误。故选：A。【点评】知道声可以传递信息和能量，理解声音的传播需要介质，可解答此题。9．下列关于声现象的说法，错误的是（）A．把耳朵贴在桌面上也能听到轻敲桌子的声音，说明固体可以传播声音 B．8个相同玻璃瓶装不同高度的水，用相同大小的力敲击它们，声音的音调从左向右逐渐降低 C．蝙蝠发出超声波是在利用声波传递信息 D．发声的扬声器旁边烛焰是动说明声可以传递能量【分析】（1）声音的传播需要介质，固体、液体、气体都能传声；（2）声音的高低叫音调，声音振动的快慢影响声音的音调，振动频率越快，音调越高；（3）声音不但能传递信息，还能传递能量；【解答】解：A、把耳朵贴在桌面上也能听到轻敲桌子的声音，声音是通过桌面和空气传入耳朵，说明固体和气体可以传播声音，故A正确；B、用大小相同的力敲击图中的瓶子，水和瓶子振动发声，瓶内水越少，越容易振动，音调越高，所以从左向右依次敲击它们，发出声音的音调逐渐升高，故B错误；C、蝙蝠靠发出的超声波进行回声定位，判断猎物的方向和距离，捕获食物，说明声波可以传递信息，故C正确；D、扬声器发声时，放在旁边的烛焰晃动，说明声波能传递能量，故D正确。故选：B。【点评】此题考查了声音的产生和传播、声音的特性、声的利用，属基础题目。10．小芳同学对图声现象进行分析，其中错误的是（）A．击打纸筒一端让其发声看到火焰晃动，说明声音具有能量 B．拨动琴弦，优美的琴声来自于琴弦的振动 C．用大小不同的力敲击杯子，声音的音调不同 D．利用超声波可以测量海水的深度【分析】（1）声音既能够传递信息，又能够传递能量；（2）声音是由物体的振动产生的；（3）声音的强弱叫做响度，是由物体振动的振幅决定的；（4）利用回声可以测距离，声呐就是利用这个原理制成的。【解答】解：A、打击纸桶一端，让其发声，看到火焰晃动，说明声音具有能量，该选项说法正确，不符合题意；B、声音是由物体的振动产生的，小提琴的声音来自于琴弦的振动，该选项说法正确，不符合题意；C、用大小相同的力敲打杯子，声音的响度相同，该选项说法不正确，符合题意；D、利用超声波的反射可以测量海水的深度，该选项说法正确，不符合题意。故选：C。【点评】此题考查了声音的产生、声音与能量及超声波的应用，要结合相关知识进行分析解答。声音的综合应用11．关于声音的下列说法中，正确的是（）A．发声的物体不一定在振动 B．声音可以在真空中传播 C．利用回声可以测海底的深度 D．声音在空气中比在水中传播的快【分析】声音是由物体的振动产生的，声音需要介质来传播，真空中不能传播声音，在不同的介质中传播速度不同；如图，根据回声定位的原理，科学家发明了声呐，利用声呐系统，人们可以探知海洋的深度。【解答】解：A、一切发声的物体都在振动，故A错；B、声音的传播需要介质，在真空中不能传播，故B错；C、若用超声测位仪向海底垂直发射声波，经海底反射回来，记录收到回波的时间，再知道声音在海水中的传播速度，利用速度公式可以求海底的深度，故C正确。D、声音在空气中比在水中传播的慢，故D错。故选：C。【点评】本题考查了声音的产生、传播以及回声的应用，属于基础题目。12．关于声现象，下列说法正确的是（）A．各种介质中的声速都相同 B．敲鼓时用力越大，声音的音调越高 C．植树造林可以在声源处减弱噪声 D．用超声波清洗眼镜属于利用声波传递能量【分析】（1）声音在不同介质中传播的速度是不同的，同一种介质中，温度对声音的传播速度有影响。（2）声音的音调跟频率有关（3）声音既能够传递信息，也能够传递能量。（4）防治噪声的途径，从三方面考虑：①在声源处；②在传播过程中；③在人耳处。【解答】解：A、不同的介质中，声音传播的速度是不同的，一般情况下，声音在固体中传播的最快，在气体中传播的最慢；同一种介质中，温度不同时声音的传播速度也不同。故错误。B、用力敲鼓时声音的响度大。故错误。C、植树造林是在传播过程中减弱噪声；故错误。D、医生用超声波粉碎人体内的结石，说明声波能够传递能量。故正确。故选：D。【点评】此题考查了声音的传播、声音具有能量、减弱噪声的方法，是一道声学基础题。13．关于声音，下列说法中正确的是（）A．只要物体振动，我们就能听到声音 B．超声波能在真空中传播 C．声音的传播速度是340m/s D．声音是一种波，它具有能量【分析】（1）人耳听到声音的条件：①物体发生振动；②介质向外传声；③良好的听觉器官；④频率在人的听觉范围之内，人的听觉范围20Hz﹣﹣﹣20000Hz；⑤有足够的响度；（2）声音传播需要介质，真空不能传播声音；（3）声音在15℃的空气中传播速度是340m/s；（4）声音是一种波，它具有能量。【解答】解：A、物体振动我们不一定听到声音，只有频率在人耳的听觉范围内，有传声介质，且达到一定响度，人耳才能听到，故A错误；B、超声波与普通声波一样，不能在真空中传播，故B错误；C、声音在15℃的空气中传播速度是340m/s，故C错误；D、声音是一种波，它具有能量，故D正确。故选：D。【点评】此题是一道声现象的综合试题，较全面的考查了学生对“声”的理解。填空题14．在室内讲话比旷野里响亮，这是因为回声和原声混在一起使原声加强的缘故。小刚对着深12m的枯井喊了一嗓子，他不能听到自己的回声（填写“能”或“不能”）。【分析】回声和原声混在一起可以加强原声；已知井的深度，根据速度公式变形可计算出回声到达人耳的时间，然后根据人耳能听到回声的条件是回声到达人耳比原声晚0.1s来解答此题。【解答】解：（1）在室内讲话时，回声与原声进入人耳的时间间隔小于0.1s，声波很快被反射回来，人耳不能区分回声和原声，回声与原声混在一起回声的作用是使原声加强，故室内讲话声音相对旷野响亮；（2）声音传播的距离s＝12m×2＝24m，由得：回声到达人耳的时间＝＝0.07s，因为0.07s＜0.1s，所以不能听到回声。故答案为：回声和原声；不能。【点评】本题考查回声了的产生、速度公式的应用。15．如图所示，当游客在天坛圜丘顶层的天心石上说话时，听到的声音格外响亮，这是建筑师利用声音的反射，使回声与原声混在一起，声音得到加强造成的音响效果。【分析】声音可以发生反射，形成回声，回声与原声混在一起可以使原声加强。【解答】解：当游客在圜丘顶层的天心石上说话时，听到的声音格外响亮，这是建筑师利用声音的反射，使回声与原声混在一起，声音得到加强，造成回声的音效效果。故答案为：回声。【点评】本题考查了声音的传播与回声的利用，属于基础性题目。16．声波在传播的过程中如果遇到障碍物，会在障碍物的表面发生反射形成回声。人耳能够听到回声的条件是：原声和回声的时间差在0.1秒以上。【分析】（1）声音在传播的过程中，遇到障碍物会发生反射，形成回声。（2）人耳能够听到回声，要求原声和回声的时间差在0.1s以上。【解答】解：声波在传播的过程中如果遇到障碍物，会在障碍物的表面发生反射形成回声。人耳能够听到回声的条件是：原声和回声的时间差在0.1s以上。故答案为：反射；0.1。【点评】知道回声现象以及人耳区分回声的时间要求，可解答此题。17．已知人耳区分两次声音的时间间隔为0.1s以上，现有一根长为51m的空铁管，如果你将耳朵贴在铁管的一端，让另一个人去敲击一下铁管的另一端，则敲击声由空气传入你的耳朵需要0.14s，你会听到两次敲打的声音。（已知声音在空气中的传播速度为340m/s，在铁中传播速度为5100m/s）【分析】（1）声音在不同介质中的传播速度不同。（2）运用t＝可求出两次时间的间隔；根据“人耳区分两次声音的时间间隔为0.1s以上”确定会听到几次敲打的声音。【解答】解：声音在铁中的传播时间为：t铁＝＝＝0.01s；声音在空气中的传播时间为：t气＝＝＝0.15s；所以两次时间间隔为：t＝t气﹣t铁＝0.15s﹣0.01s＝0.14s＞0.1s，所以听到两次声音。故答案为：0.14；两。【点评】熟练运用速度的计算公式，可解答此题。18．某海洋科考船利用声呐向海底竖直发射超声波，2s后接收到回波，此处海底深度为1530m（已知海水中声速为1530m/s）；这种方法不能用来测量月亮与地球之间的距离，其原因是月亮和地球之间有真空，超声波不能在真空中传播。【分析】（1）声音在海水中的速度和从发射到接受的时间已知，利用s＝vt可以得到海水的深度；（2）月球和地球之间存在真空，真空不能传声。【解答】解：（1）声音到达海底的时间为t＝×2s＝1s，由v＝可得，此处海水的深度为s＝vt＝1530m/s×1s＝1530m；（2）超声波的传播需要介质，因为地球到月亮之间有真空，所以超声波不能传播，不能用超声波测量地月距离。故答案为：1530；月亮和地球之间有真空，超声波不能在真空中传播。【点评】本题考查了回声测距离、声音的传播，注意利用s＝vt计算海水的深度时，t是声音从发射到接受的时间的一半。19．如图所示为倒车雷达，倒车雷达是利用超声波（选填“超声波”或“次声波”）来工作的；如果倒车雷达发出信号后，0.04s接受到回声，已知声波在空气中的传播速度为340m/s，则障碍物距汽车为6.8m，若以正在倒车的汽车为参照物，障碍物是运动（选填“运动”或“静止”）的。【分析】（1）人们可以利用超声波传递信息，如利用回声定位制造的倒车雷达；（2）求出声波从汽车传到障碍物（走单趟）所用的时间，再利用速度公式计算二者之间的距离；（3）在研究机械运动时，被假定为不动的物体叫参照物，如果物体的位置相对于参照物不断改变，物体是运动的；如果物体的位置相对于参照物的位置没有改变，则物体是静止的。【解答】解：（1）倒车雷达是利用超声波传递信息来测量车尾到障碍物的距离；（2）由题知，超声波到达障碍物所用的时间：t＝×0.04s＝0.02s，由v＝可得，车尾到障碍物的距离s＝vt＝340m/s×0.02s＝6.8m；（3）以正在倒车的汽车为参照物，障碍物与汽车之间的位置不断发生变化，因此障碍物是运动的。故答案为：超声波；6.8；运动。【点评】此题考查学生对回声定位和运动和静止的相对性在实际生活中的应用的了解和掌握情况，能使学生进一步认识到物理来源于生活，服务于生活。20．口技是民间的一种声音艺术，高超的口技艺人，可以模仿各种语音，从声音的特性来看，他主要模仿声音的音色。虽然艺人挡在屏风后看不见，但现场观众能通过艺人发出的声音就能感受到人生的喜怒哀乐，说明声音可以传递信息。【分析】（1）声音的三个特征分别是：音调、响度、音色，是从不同角度描述声音的，音调指声音的高低，由振动频率决定；响度指声音的强弱或大小，与振幅和距发声体的距离有关；音色是由发声体本身决定的一个特性。（2）声可以传递信息和能量。【解答】解：高超的口技艺人，可以模仿各种语音，从声音的特性来看，他主要模仿声音的音色。虽然艺人挡在屏风后看不见，但现场观众能通过艺人发出的声音就能感受到人生的喜怒哀乐，说明声音可以传递信息。故答案为：音色；信息。【点评】区分声音的三个特征，知道声音可以传递信息，可解答此题。21．自律的奇奇同学每天早上听到闹钟的铃声响起就会按时起床，铃声是由闹铃的振动产生的；乐乐设置铃声来提醒他起床，是利用了声传递信息（填“信息”或“能量”）。【分析】声音是物体的振动产生的；声音可以传递信息，也可以传递能量。【解答】解：铃声是由闹铃的振动产生的；乐乐设置铃声来提醒他起床，是利用了声传递信息。故答案为：振动；信息。【点评】本题考查了声音的产生和声音可以传递信息的特点，属于基础题。22．疫情期间，许多地方进行网上授课，小明上网课时为不干扰家人，调低音量，这是改变了声音的响度（选填“音调”或“响度”）；根据声音判断是哪位老师讲课主要靠声音的音色（选填“音调”或“音色”）。网课同样给学生传授了知识。说明声音可以传递信息。【分析】（1）声音的三个特征分别是：音调、响度、音色，是从不同角度描述声音的，音调指声音的高低，由振动频率决定；响度指声音的强弱或大小，与振幅和距离有关；音色是由发声体本身决定的一个特性。（2）声可以传递信息和能量。【解答】解：小明上网课时为不干扰家人，调低音量，这是改变了声音的响度。根据声音判断是哪位老师讲课主要靠声音的音色不同。网课同样给学生传授了知识。说明声音可以传递信息。故答案为：响度；音色；信息。【点评】区分声音的三个特征，知道声可以传递信息，可解答此题。23．2021年10月17日，我国神舟十三号载人飞船成功升空，载着三名航天员进入我国空间站。火箭发射过程中，巨大的轰鸣声不绝于耳，“巨大”形容的是声音的响度这一特性，如果离得近，会感觉耳膜有胀痛感，这是因为声音能够传递能量。【分析】（1）声音的三个特征分别就是：音调、响度、音色，是从不同角度描述声音的，音调指声音的高低，由振动频率决定；响度指声音的强弱或大小，与振幅和距发声体的距离有关；音色反映了声音的品质与特色，是由发声体本身决定的一个特性。（2）声可以传递信息和能量。【解答】解：巨大的轰鸣声不绝于耳，“巨大”形容的是声音的响度这一特性，如果离得近，会感觉耳膜有胀痛感，这是因为声音能够传递能量。故答案为：响度；能量。【点评】区分声音的三个特征，知道声可以传递信息和能量，可解答此题。24．超声清洗及超声碎石是利用声能传递能量的性质工作的，而回声定位则利用了声能传递信息的性质。【分析】（1）声音可以传递信息，如：隆隆的雷声预示着一场可能的大雨，“声呐”的利用、医用“B超”等。（2）声音能够传递能量，如：利用声波来清洗钟表等精细的机械，“超声波碎石”等。【解答】解：声既能传递信息，也能传递能量，超声清洗是利用声能传递能量的性质工作的，回声定位是利用了声能传递信息的性质。故答案为：传递能量；传递信息。【点评】本题考查了声音的利用，利用声可以传递信息，也可以传递能量，属于基本内容，比较简单。25．“姑苏城外寒山寺，夜半钟声到客船”，客船上的人能辨别出传来的是钟声，是根据声音的音色来判断的。医生利用超声波除去人体内的结石，是利用了声能传递能量。【分析】（1）声音的三要素：音色、响度和频率。（2）声音能传递信息，也能传递能量。【解答】解：客船上的人能辨别出传来的是钟声，是根据声音的音色来判断的；医生利用超声波除去人体内的结石，是利用了声能传递能量。故答案为：音色；能量。【点评】本题考查了声音三要素和声音的特点，属于基础题。26．击鼓时力量越大，鼓皮的振幅就越大，声音的响度（“音调”或“响度”）就越大；吉它和笛子分别是靠琴弦和空气振动发出声音的。【分析】响度是由声源振动的幅度决定的，振幅越大，响度越大；声音的是由物体振动产生的。【解答】解：击鼓的力量越大，鼓皮的振幅越大，声音的响度越大；吉它是由琴弦的振动发出声音，笛子是由嘴吹气引起空气振动产生声音的。故答案为：响度；琴弦；空气。【点评】本题主要考查学生对：响度和振幅的关系，声音产生的条件的理解和掌握。27．如图所示，用手拨动塑料尺，可探究声音是怎样产生的，这个装置也可探究声音的音调与频率关系，还可探究声音的响度与振幅关系。【分析】将刻度尺的一端紧压在桌面上，拨动伸出桌面的一端会听到声音说明物体振动会发声，改变刻度尺伸出的桌面的长度可改变声音的音调，增大拨动刻度尺的力可改变响度的大小。【解答】解：（1）不拨动尺子时，不发声，拨动时就会发声，说明声音是由物体振动产生的；（2）当改变刻度尺伸出桌面的长度，用与上次相同的力拨动时，声音的频率发生了变化，故音调也发生了变化；故这个装置也可探究声音的音调与频率的关系。（3）刻