06讲 超声波与次声波、声音的三要素、声的能量与信息、综合应用（学生版） 2023年初中物理自主招生讲义68讲

第1 页/ 共11 页 初中物理自主招生讲义06 超声波与次声波、声音的三要素、声的能量与信息、综合应用 1．超声波与次声波 【知识点的认识】 频率高于人的听觉上限（约为20000z）的声波，称为超声波．次声波又称亚声波，它是一 种频率低于人的可听声波频率范围的声波．次声波的频率范围大致为10 4z ﹣ ～20z． （1）次声波的传播距离较远．地震、台风、核爆炸、火箭起飞都能产生次声波． （2）超声波的波长比可闻声波波长短得多，它基本上沿直线传播． 超声波的穿透能力很强，能穿透几米厚的金属． 超声波在液体中传播时，可使液体内部产生相当大的液压冲击． 超声波可以用来制造各种乳胶，颗粒极细，而且均匀． 超声波在诊断、医疗和卫生工作中，也有广泛的应用． 【命题方向】 利用次声波和超声波具有它不同于可闻性声波的一些特性，解决现代生产技术和科学研究 中许多重要的应用．例如：对于波长为100m 的声波，下列说法正确的是（ ） ．在同一介质中，比波长为20m 的传播快 B．不能被听见 ．波长太长，不能产生明显衍射 D ．不能产生反射 一．超声波与次声波（共3 小题） 1 ．用超声波洗镜器清洗眼镜是利用超声波（ ） ．具有能量 B．穿透能力强 ．传播距离远 D．遇到障碍物能反射 2 ．（多选）以下与声现象有关的说法正确的是（ ） ．声音以波的形式传播 B．蚊子飞行时发出超声波 ．风暴形成时发出次声波 D．若将引起发声的振动记录下来，再让物体按照记录下来的振动规律去振动，就会产 生与原来一样的声音 3．小宇同学的爸爸有个习惯，坐着思考问题的时候，总会踮着脚，晃着腿。小宇坐在爸爸 的身边写作业，总有种听到爸爸晃腿声音的感觉。仔细听，又听不到，很烦躁。对此现 象，你的解释是 。 第1 页/ 共11 页 2．响度 【知识点的认识】 响度：人耳感觉到的声音的大小，它跟发声体的振幅有关． 【命题方向】对于声音这部分知识强调应用：中考中常以填空、选择的题型出现． 【解题方法点拨】响度是指人耳感觉到的声音的大小，我们使用扩音设备是改变声音的响 度，牛的叫声响度大，蚊子叫声响度小；用力击鼓和轻敲鼓面鼓声的响度不同． 二．响度（共1 小题） 4 ．人对远处大声讲话时，常用双手在嘴边围成喇叭状，这是为了（ ） ．增大说话频率 B．增加传入对方耳朵的声音的响度 ．改变讲话的音色 D．增大讲话人的肺活量，使人更易讲话 3．响度与振幅的关系 【知识点的认识】 响度：人耳感觉到的声音的大小，它跟发声体的振幅有关．振幅越大，响度越大；振幅越 小，响度越小． 【命题方向】对于声音这部分知识强调应用：中考中常以填空、选择的题型出现． 【解题方法点拨】 响度是指人耳感觉到的声音的大小，它跟发声体的振幅有关．振幅越大，响度越大；振幅 越小，响度越小．用力击鼓和轻敲鼓面，鼓面振动的幅度不同，鼓声的响度不同．男低音 放声歌唱，女高音轻声伴唱，男低音响度大，女高音响度小，但是音调高． 三．响度与振幅的关系（共2 小题） 5 ．下列有关声现象的实验中，能用来探究声音的响度与什么因素有关的是（ ） ． 如图所示，手指蘸水摩擦杯口发声，同时增加杯子的水量 B． 如图所示，响铃时，不断抽出瓶内的空气 第1 页/ 共11 页 ． 如图所示，室内播放收音机时，导致喇叭前方的烛焰能摇晃 D． 如图所示，用大小不同的力敲鼓 6 “ ” ．如下实验，属于研究影响声音响度的因素的一项是（ ） ． 让同一小球从不同高度掉到鼓面上，听声音的不同 B． 把玻璃罩里的空气慢慢抽出，听声音的变化 ． 把塑料片以不同的速度从梳子上刮过，听声音的不同 D． 吹哨子，把活塞向下慢慢拉动，听声音的变化 第1 页/ 共11 页 4．音色 【知识点的认识】 音色：发声体的声音品质，由发声体本身的特征决定．是区别声音的重要标志． 【命题方向】中考中常以填空、选择的题型出现．主要考查辨别熟人的声音靠什么，辨别 乐器的声音靠什么． 【解题方法点拨】音色是区别声音的重要标志．区别声音就是靠音色．辨别熟人的声音、 辨别乐器的声音靠的都是音色．模仿赵本山的声音很像就是模仿的音色像，通过敲击瓷 器，根据声音判断瓷器是否破损也是靠音色． 四．音色（共4 小题） 7．长途汽车经过长时间行驶后，驾驶员常常会停下车，拿根铁棒敲打车轮，凭借声音可以 判断轮胎内的空气是否充足。这主要是空气充足时发出声音的（ ） ．响度较大 B．音调较高 ．音调较低 D．响度较小 8．音乐会上，我们观察到乐队在指挥的调动下演奏出灿烂的乐章。那么指挥能分辨出不同 乐器的声音，这是因为各种乐器具有自己特有的（ ） ．响度 B．音色 ．音量 D．音调 9 ．我们能够分辨钢琴和小提琴的声音，这是因为它们发出声音的（ ） ．音调不同 B．音色不同 ．响度不同 D．频率不同 10．如图所示，琴师在使用前会对二胡进行调音，下列对调音时采用的做法的解释正确的 是（ ） ．旋转琴轴，使弦拉得紧一些，是为了改变音色 B．旋转琴轴，使弦拉得紧一些，是为了改变音调 ．将琴枕上移一些，是为了改变音色 D．换一根更细一些的琴弦，是为了改变响度 5．音调、响度、与音色的区分 【知识点的认识】 第1 页/ 共11 页 音调：声音的高低，由发声体的振动频率决定，频率越高，音调越高； 响度：人耳感觉到的声音的大小，它跟发声体的振幅有关．振幅越大，响度越大；振幅越 小，响度越小； 音色：发声体的声音品质，由发声体本身的特征决定．是区别声音的重要标志． 【命题方向】对于声音这部分知识强调应用：中考中常以填空、选择和问答的题型出现． 【解题方法点拨】 音调是指声音的高低，由发声体的振动频率决定，频率是指每秒振动的次数；注重结合实 “ ” “ ” 际，例如：女高音，男低音，高和低指的就是音调．向水壶中灌热水音调的变化，随 着水的增多，水壶上方的空气柱变小，引起频率的变化，引起音调的变化； 响度是指人耳感觉到的声音的大小，它跟发声体的振幅有关．振幅越大，响度越大；振幅 越小，响度越小．用力击鼓和轻敲鼓面，鼓面振动的幅度不同，鼓声的响度不同．男低音 放声歌唱，女高音轻声伴唱，男低音响度大，女高音响度小，但是音调高； 音色是区别声音的重要标志．区别声音就是靠音色．辨别熟人的声音、辨别乐器的声音靠 的都是音色．模仿赵本山的声音很像就是模仿的音色像，通过敲击瓷器，根据声音判断瓷 器是否破损也是靠音色． 五．音调、响度、与音色的区分（共8 小题） 11 ．小提琴手在舞台上倾情演出，美妙的音乐令全场为之陶醉，说法错误的是（ ） ．演奏前拉紧琴弦是为了改变音色 B．手指按在琴弦的不同位置以改变演奏的音调 ．改变拉弦的力度是为了改变声音的响度 D．时而悠扬时而急促的演奏改变的是音乐的节奏 12 ．如图所示，甲、乙、丙、丁分别为声音的波形图，下列说法正确的是（ ） ．甲、乙两者的响度和音色均不同 B．甲、丙两者的响度和音调相同 ．乙、丙两者的音调和响度均不同 D．甲、丁两者的音调和音色相同 13 ．下列关于声现象的说法，不正确的是（ ） ．弦乐队在演奏前，演奏员都要调节自己的乐器，拧紧或放松琴弦，这样做的目的是改 变乐器发出声音的音调 第1 页/ 共11 页 B “ ” “ ” ．在公共场所轻声说话而不高声喧哗，这是文明的表现。这里的轻声和高声是指 声音的响度 “ ” ．成语窃窃私语是形容声音的响度小 D “ ” ．闻其声辨其人是根据声音的音调来判断的 14．下列4 个句子：（1）这首歌调太高；（2）引吭高歌；（3）她是唱高音的；（4）请 “ ” 勿高声喧哗，其中高字指响度大的是（ ） ．（1）（3） B．（2）（4） ．（1）（2） D．（3）（4） 15．2010 “ ” 年春晚，阔别舞台已久的小虎队重新站在观众面前，一曲《爱》让人们找到了 那熟悉的旋律。这是因为他们的声音哪个特征没发生变化（ ） ．音调 B．响度 ．音色 D．乐音 16．下列四个句子：①这首歌调子太高，我唱不上去；②引吭高歌；③她是唱高音的； ④ “ ” 请勿高声喧哗。其中高字指音调的是（ ） ．①② B．①③ ．②④ D．③④ 17 “ ．分别用双簧管、长笛、小提琴演奏音符1”，示波器测得的波形如图所示，其波形说明 三种乐器具有不同的（ ） ．音调 B．音色 ．响度 D．振幅 18．音乐小组的几位同学自己动手制作了各自的乐器，乐器发声的波形图如下图所示： 根据波形图可以知道：三种乐器具有相同的 ，不同的 “ ” “ 。（选填音色、音 ” 调） 6．声与信息 【知识点的认识】声音的物理特征有三个：音调，响度，音色． 我们按照一定的规律来改变这三个特征中一种或几种属性，就会使声音带着一定的信息内 第1 页/ 共11 页 容传播出去．比如，说话，就是在改变着声音的音调和响度来传播信息．声音是一种纵 波，一种波必然有振幅、频率和谐波成分，我们说话的声音就包含了这些成分，所以声音 中就有不同的信息．不同的人说同样的话，其声音信息也不同，那是因为人的声带长短粗 细，发音方式和共鸣腔位置不同．因而有些人声音尖，有些人声音粗，有些人则有娘娘 腔．所以及时说得是同样的话，听多了，我们也能分辨出到底是谁说的．这些都说明声音 是包含信息的． 【命题方向】 中考一般以选择题或填空题出现，也有时与能量结合出题．例如：声音可以传递信息也可 以传递能量是利用声音传递信息的是（ ） ．医学上用超声波排除人体内的胆结石 B．工业学上用超声波消除机械表面的污垢 ．利用B 超可以检查病人的病情帮助医生做出诊断 D．利用超声波加湿器可以湿润空气 六．声与信息（共1 小题） 19 ．下列有关声现象的说法中，正确的是（ ） ．声波能传递信息，也能传递能量 B “ ” “ ” ．禁止高声喧哗中的高是指声音的音调高 ．只要物体在振动，我们就一定能听到声音 D．两名宇航员在太空中能直接对话 7．声与能量 【知识点的认识】 声音可以传递能量，声波在媒质中传播，一方面使媒质质点在平衡位置附近往复运动，产 生动能；另一方面又使媒质产生了压缩和膨胀的疏密过程，使媒质具有形变的势能．这两 部分能量之和就是由于声振动使媒质得到的声能量． 【命题方向】 中考一般以选择题或填空题出现，也有时与信息结合出题．人类也会利用声波传递信息和 能量，如回声定位，航行在大海上，船员通过向海底放射声波，经过一定的时间声波碰到 海底再反弹回来，就可测得海底的深度．还有在医疗方面等．声能传递能量例子： L．用超声波清洗精细的机械；M．用超声波除去人体内的结石；．超声波加湿器． 【解题方法点拨】基本的识记内容，不涉及到计算，只有识记、理解． 第1 页/ 共11 页 七．声与能量（共3 小题） 20 ．关于甲，乙，丙，丁四幅图，下列说法不正确的是（ ） ．甲图中，声波清洗眼镜使用的是超声波，说明声能够传递能量 B．乙图中，发声的音叉激起水花说明振动的频率决定声音的音调 ．丙图中，某昆虫的翅膀在2s 内振动了600 次，人类能听到该频率的声音 D．丁图中，两种波形图说明声音的音色不同 21 ．下列有关声音的情境说法错误的是（ ） “ ” “ ” ．诗句不敢高声语，恐惊天上人中的高是指声音的音调高 B．两名宇航员在太空中不能直接对话，是因为声音不能在真空中传播 ．在医院里医生通常利用超声波震动打碎人体内的结石，说明声波能传递能量 D．听不同乐器弹奏同一首歌曲时能分辨出所用乐器，是利用了声音的音色不同 22．如图所示，用高压放电的电火花产生一个冲击波，再用椭球形凹面镜使声波反射后集 中到胆结石上，就能使胆结石粉碎。这一现象主要说明（ ） ．声音是一种波 B．只有用凹面镜才能反射声波 ．声波具有能量 D．只有把声波集中起来，它才具有能量 8．声音的综合利用 【知识点的认识】（一）声在医疗上的应用 1 “ ” “ ” ．中医诊病通过望、闻、问、切四个途径，其中闻就是听，这是利用声音诊病的最 早例子． 2．利用B 超或彩超可以更准确地获得人体内部疾病的信息．医生向病人体内发射超声 波，同时接收体内脏器的反射波，反射波所携带的信息通过处理后显示在屏幕上．超声探 查对人体没有伤害，可以利用超声波为孕妇作常规检查，从而确定胎发育状况． 第1 页/ 共11 页 3．药液雾化器 对于咽喉炎、气管炎等疾病，药力很难达到患病的部位．利用超声波的高能量将药液破碎 成小雾滴，让病人吸入，能够增进疗效． 4．利用超声波的高能量可将人体内的结石击碎成细小的粉末，从而可以顺畅地排出体外． （二）超声波在工业上的应用 1．利用超声波对钢铁、陶瓷、宝石、金刚石等坚硬物体进行钻孔和切削加工，这种加工的 精度和光洁度很高． 2．在工业生产中常常运用超声波透射法对产品进行无损探测．超声波发生器发射出的超声 波能够透过被检测的样品，被对面的接收器所接收．如果样品内部有缺陷，超声波就会在 缺陷处发生反射，这时对面的接收器便收不到或者不能全部收到发生器发射出的超声波信 号．这样就可以在不损伤被检测样品的前提下，检测出样品内部有无缺陷，这种方法叫做 超声波探伤． 3．在工业上用超声波清洗零件上的污垢．在放有物品的清洗液中通入超声波，清洗液的剧 烈振动冲击物品上的污垢，能够很快清洗干净． （三）声在军事上的应用 1．现代的无线电定位器﹣﹣雷达，就是仿照蝙蝠的超声波定位系统设计制造的． 很多动物都有完善的发射和接收超声波的器官．蝙蝠通常只在夜间出来觅食、活动，但它 “ ” 们从来不会撞到墙壁、树枝上，并且能以很高的精确度确认目标．它们的这些绝技靠的 是什么？原来蝙蝠在飞行时会发出超声波，这些声波碰到墙壁或昆虫时会反射回来，根据 回声到来的方位和时间，蝙蝠可以确定目标的位置和距离． 2．声纳： “ ” 根据回声定位的原理，科学家们发明了声纳，利用声纳系统，人们可以探测海 洋的深度、海底的地形特征等． （四）声在生活中的应用 1．超声波加湿器 理论研究表明：在振幅相同的条件下，一个物体振动的能量跟振动频率的二次方成正比． 超声波在介质中传播时，介质质点振动的频率很高，因而能量很大．在我国北方干燥的冬 季，如果把超声波通入水罐中，剧烈的振动会使罐中的水破碎成许多小雾滴，再用小风扇 把雾滴吹入室内，就可以增加室内空气的湿度．这就是超声波加湿器的原理． 2．我们在生活中利用声音获得信息．例如人们交谈、听广播、听录音等，声音是我们获取 信息的主要渠道． 第1 页/ 共11 页 【命题方向】声这部分的考试概括起来是声音的产生、声音的传播、声音的分类三个方 面．在这三个方面中声音的利用也是命题的热点．一般考查声波的作用，常用填空、选择 题出现． 【解题方法点拨】识记声有关知识学会利用声音解决实际问题． 八．声音的综合利用（共1 小题） 23．男低音歌唱家大声独唱，女高音歌唱家轻声为他伴唱，则两位歌唱家的声音特征分别 对应下列波形图组的是（纵坐标表示振幅，横坐标表示时间）（ ） ． B． ． D． 第1 页/ 共11 页