2.3 声的利用（考点解读）（解析版）

23 声的利用（考点解读）（解析版） 1、回声及其应用 （1）回声是由于声音在传播过程中遇到障碍物被反射回来而形成的。 （2）把回声跟原声区分开来最少需要01s，此时障碍物到听者的距离至少为17m。 （3）回声利用：利用回声可以测定海底深度、冰山距离、敌方潜水艇的远近；测量中要 先知道声音在海水中的传播速度。 （4）回声测距方法：测出发出声音到受到反射回来的声音讯号的时间 t ，查出声音在介质 中的传播速度 v ，则发声点距物体 S=vt/2 。 2、声与信息 声音能够传递信息：人们说话进行交流，医生用听诊器查病等，都是声音传递信息的例子。 3、声与能量 声音可以传递能量：飞机起飞时，旁边建筑物玻璃被振响、爆炸声震碎玻璃、超声波碎石 机振碎人体内结石等现象，都说明声音在传播过程中伴随着能量传播。 4、声音的综合利用 （1）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。 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。 （2）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。 ③在工业上用超声波清洗零件上的污垢。 （3）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。 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。 （4）声在生活中的应用 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。 【考点1 回声及其应用】 【典例1-1】（2023•胶州市校级开学）录播室墙壁有很多小孔，和普通室不同。这种很多 小孔的设计在声学方面所起作用是（ ） ．为室美观 B．改善声音音色 ．可吸音，减弱声音反射 D．增强声音反射，使声音更大 【答】 【分析】录播室要防止录到杂音，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：录播室的墙壁上有许多跟蜂窝状似的小孔，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，这样就能减弱回声对 原声的影响，保证较好的听觉效果。 故选：。 【典例1-2】（2023•和田地区开学）为了监督司机遵守限速规定，交管部门在公路上设置 了固定测速仪，如图所示，汽车向放置在道路中间的测速仪匀速驶来，测速仪向汽车发 出两次短促的（超声波）信号。第一次发出信号到测速仪接收到信号用时02s，第二次 发出信号到测速仪接收到信号用时005s。若发出两次信号的时间间隔是185s，汽车在两 次接受信号间隔过程中行驶的距离是 255 m，汽车的速度是 1325 m/s。（超声 波的传播速度是340m/s） 【答】255；1325。 【分析】求汽车的速度必须知道行驶的距离和相应的时间： （1）测速仪第一次发出超声波时，经过了01s 到达了汽车处，而信号从汽车处返回测 速仪，也行驶了01s 的时间；在第二次发出的信号，在与汽车相遇返回到测速仪时，超 声波行驶了0025s；这两次汽车与测速仪的距离差就是汽车行驶的距离； （2）找出汽车在两次接收到信号间隔过程中所用的时间（汽车运动的时间为从第一次 与超声波相遇开始，到第二次与超声波相遇结束。求出这个时间，就是汽车运动的时 间），利用速度公式求解汽车速度。 【解答】解：（1）第一次发出信号到测速仪接收到信号用时01s，所以第一次信号到达 汽车的时间为01s， 由v＝ 得，汽车接收到第一次信号时，汽车距测速仪： s1＝v 声t1＝340m/s×01s＝34m， 第二次发出信号到测速仪接收到信号用时0025s，所以第二次信号到达汽车的时间为 0025s， s2＝v 声t2＝340m/s×0025s＝85m 汽车在两次信号的间隔过程中，行驶了： s′＝s1 s ﹣2＝34m 85m ﹣ ＝255m； （2）这255m 共用时间： t′＝Δt t ﹣1+t2＝185s 0025s+01s ﹣ ＝1925s， 所以汽车的车速为：v′＝ ＝ ≈1325m/s。 故答为：255；1325。 【典例1-3】汽车以某一速度沿直线匀速行驶，即将进入某一隧道时，在距离隧道口800m 处鸣笛，司机在鸣笛4s 后听到隧道口处山崖反射的回声，已知声音在空气中传播的速 度为340m/s，求： （1）从鸣笛到听到回声，声音在空气中通过的路程是多少米？ （2）当司机听到反射的回声时，车距离隧道口多少米？ （3）汽车行驶的速度是多少？ 【答】（1）司机从鸣笛声到听到回声，声音在空气中通过的路程是1360m； （2）当司机听到反射的回声时，他离隧道口的距离是560m； （3）汽车行驶的速度是216km/。 【分析】（1）已知声音的传播速度和时间，利用速度公式求出声音通过的路程； （2）声音和车行驶的路程之和等于司机鸣笛时车距山崖距离的2 倍，据此求出听到反 射的回声时汽车行驶的距离 ，司机听到回声时车距山崖的距离等于司机鸣笛时车到山崖的距离减去车行驶的距离； （3）汽车行驶的速度等于汽车行驶的路程除以行驶时间。 【解答】解：（1）由v＝ 可得，司机从鸣笛声到听到回声，声音在空气中通过的路程： s 声＝v 声t＝340m/s×4s＝1360m； （2）设司机听到反射的回声，汽车行驶的距离为s 车， s＝ （s 车+s 声）；即800m＝ （s 车+1360m） 解得s 车＝240m， 司机听到回声车距隧道口的距离： s′＝s s ﹣ 车＝800m 240m ﹣ ＝560m； （3）汽车行驶的速度v 车＝ ＝ ＝60m/s＝216km/。 答：（1）司机从鸣笛声到听到回声，声音在空气中通过的路程是1360m； （2）当司机听到反射的回声时，他离隧道口的距离是560m； （3）汽车行驶的速度是216km/。 【变式1-1】（2023•蒸湘区校级模拟）为了监督司机是否遵守限速规定，交管部门在公路 上安装了固定测速仪。如图所示，测速仪向汽车发出两次短促的超声波信号，第一次发 出信号到测速仪接收到经汽车反射回来的信号用时04s，第二次发出信号到测速仪接收 到经汽车反射回来的信号用时06s，若发出两次信号的时间间隔是16s，超声波的速度是 340m/s。则（ ） ．汽车遇到第一次信号时，距测速仪13m B．汽车是向放置在道路中间的测速仪靠近行驶的 ．汽车遇到第二次信号时，距侧速仪204m D．汽车的速度是20m/s 【答】D 【分析】（1）已知第一次发出信号到测速仪接收到反射回来的信号的时间和声波的速 度，根据速度公式求出声波通过的总距离，则该距离的一半就是汽车接收第一次信号时 离测速仪的距离； （2）已知第二次发出信号到测速仪接收到反射回来的信号所用的时间，根据速度公式 求出声波通过的总距离，该距离的一半就是汽车接收第二次信号时离测速仪的距离； （3）这两次汽车与测速仪的距离差就是汽车行驶的距离，再找出行驶这段时间所用的 时间（汽车运动的时间为从第一次与超声波相遇开始，到第二次与超声波相遇结束。求 出这个时间，就是汽车运动的时间），利用速度公式即可得解。 【解答】解：B．由v＝ 得：汽车接收到第一次信号时，汽车距测速仪： s1＝v 声t1＝340m/s× s＝68m； 汽车接收到第二次信号时，汽车距测速仪： s2＝v 声t2＝340m/s× s＝102m； 汽车与测距仪之间的距离越来越大，说明汽车是远离测距仪，故B 错误； D．因此汽车在两次信号的间隔过程中，行驶了：s′＝s1 s ﹣2＝102m 68m ﹣ ＝34m； 这34m 共用了：t′＝Δt t ﹣1+t2＝16s﹣ s+ s＝17s， 所以汽车的车速为：v′＝ ＝ ＝20m/s，故D 正确。 故选：D。 【变式1-2】（2022 秋•天门月考）声音在传播的过程中如果遇到了障碍物会被反射回来， 这种现象称为声音的 反射 ，被反射回来的声音再次被我们听到就形成了 回声 。 【答】反射；回声。 【分析】声音在空气传播过程中遇到障碍物时，能被反射回来形成回声。 【解答】解：声音会发生反射，声音在传播的过程中如果遇到了障碍物会被反射回来， 这种现象称为声音的反射，被反射回来的声音再次被我们听到就形成了回声，听到回声 时，发声体距离声源至少17m。 故答为：反射；回声。 【变式1-3】（2023•金安区校级二模）一辆客车在某高速公路上行驶，在经过某直线路段 时，司机驾车72km/做匀速直线运动。司机发现其正要通过正前方高山悬崖下的隧道， 于是鸣笛，经t1＝6 秒后听到回声。（声音在空气中的传播速度为340m/s） （1）客车6 秒内移动的距离； （2）司机听到回声时距离悬崖的距离。 【答】（1）客车6 秒内移动的距离为120m； （2）司机听到回声时距离悬崖的距离960m。 【分析】（1）根据v＝ 算出客车6 秒内移动的距离； （2）已知客车鸣笛时经t1＝6 秒后听到回声，鸣笛时客车到悬崖距离的2 倍等于声音传 播距离与汽车行驶距离之和，听到回声时距离悬崖的距离等于客车鸣笛时到悬崖的距离 减去客车6s 内通过的路程。 【解答】解：（1）已知客车速度v 车＝72km/＝20m/s， 由v＝ 可得，客车6s 内通过的路程为： s 车＝v 车t1＝20m/s×6s＝120m； （2）由v＝ 可得，声音在6s 内通过的路程为： s 声＝v 声t1＝340m/s×6s＝2040m， 则客车鸣笛时到悬崖的距离为：s1＝ ＝ ＝1080m； 听到回声时距离悬崖的距离为：s2＝s1 s ﹣ 车＝1080m 120m ﹣ ＝960m； 答：（1）客车6 秒内移动的距离为120m； （2）司机听到回声时距离悬崖的距离960m。 【考点2 声与信息】 【典例2-1】（2023•伍家岗区模拟）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（ ） ．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 ．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】 【分析】（1）声音可以传递信息。 （2）超声波的振动频率高于20000z，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。 【解答】解：、利用超声波测距说明声音能够传递信息，故错误； B、超声波的振动频率高于20000z，不在人耳的听觉频率范围之内，人耳听不见，故B 错误； 、这种超声波的发声体振动特别快，频率高，音调高，故正确； D、蜂鸣报警声比较尖锐指的是声音的音调，故D 错误。 故选：。 【典例2-2】（2023•连山区二模）如图是我国出土年代最早的乐器一一“贾湖骨笛”。吹 奏时，笛声是由空气柱 振动 而产生的，按压不同的笛孔是为了改变笛声的 音调 ；远古贾湖人在祭祀时吹响骨笛，这是利用了声音可以传递 信息 。 【答】振动；音调；信息。 【分析】声音由物体振动产生；音调是声音的高低，由发声体的振动频率决定；声音可 以传递信息。 【解答】解：吹奏时，笛声是由空气柱振动而产生的，按压不同的笛孔，空气柱的长度 不同，是为了改变笛声的频率，从而改变音调；远古贾湖人在祭祀时吹响骨笛，这是利 用了声音可以传递信息。 故答为：振动；音调；信息。 【变式2-1】（2023•微山县二模）关于声现象，下列说法正确的是（ ） ．图甲中发声的音叉将乒乓球弹开说明声音只能由空气传播 B．图乙中钢尺伸出桌面的长度越长，振动时，音调越低 ．图丙中小白兔通过声音的音调判断出叫门的不是妈妈 D．图丁中捕鱼船通过声呐确定鱼群位置利用了声波传递能量 【答】B 【分析】（1）声音是由物体振动产生的； （2）音调的高低与发声体的振动快慢有关，物体振动越快，音调就越高，物体振动越 慢，音调就越低； （3）音色反映的是声音的品质与特色，它跟发声体的材料和结构有关； （4）声音可以传递信息，也可以传递能量。 【解答】解：、发声的音叉将乒乓球弹开，该现象说明发声的物体在振动，故错误； B、尺子发出声音的音调高低与尺子的振动快慢有关，当尺子伸出桌面的长度越长时， 振动越慢，发出声音的音调越低，故B 正确； 、不同材料的物体发出声音的音色不同，所以小兔子根据音色判断出叫门的不是妈妈， 故错误； D、捕鱼船通过声呐确定鱼群位置是利用超声波的反射来传递信息，不是传递能量，故 D 错误。 故选：B。 【变式2-2】（2023•虎林市校级二模）（多选）如图所示是我国春秋战国时代的乐器—— 编钟。关于编钟下列说法不正确的是（ ） ．悠扬的编钟声是由钟的振动产生的 B．大小不同的钟振动幅度相同时，发声的音调相同 ．敲钟时，用力越大钟声在空气中的传播速度越大 D．通过钟声能判断钟是否破损只利用了声波传递能量 【答】BD 【分析】（1）声音是由物体的振动产生的； （2）物理学中把声音的高低称为音调，音调的高低与发声体的振动快慢有关，物体振 动越快，音调就越高； 人耳能感觉到的声音的强弱称为响度，响度与声音的振幅有关，振幅越大，响度越大， 振幅越小，响度越小； （3）声音在同温度的同种均匀介质中传播速度是相同的； （4）音色反映了声音的品质和特色，不同发声体的材料、结构不同，发出声音的音色 也就不同。 【解答】解：．敲击钟时发出的声音是由钟振动而产生的，故正确； B．大小不同的钟振动幅度相同时，发声的响度相同、音调不同，故B 错误； ．敲钟时，用力越大，钟声的响度越大，而响度不同的钟声在空气中的传播速度是相同 的，故错误； D．通过钟声能判断钟是否破损是利用了声音可以传递信息，故D 错误。 故选：BD。 【变式2-3】（2023•郑州二模）当120 救护车鸣笛驶来，行人和车辆都纷纷让道。鸣笛声 是通过 空气 传到人耳的，人们根据鸣笛声可以判断是120 救护车，说明声音可以传 递 信息 。 【答】空气；信息。 【分析】（1）声音的传播需要介质，一切固体、液体、气体都可以做为传声的介质； （2）声音可以传递信息。 【解答】解：当120 救护车鸣笛驶来，行人和车辆都纷纷让道。鸣笛声是通过空气传到 人耳的，人们根据鸣笛声可以判断是120 救护车，说明声音可以传递信息。 故答为：空气；信息。 【考点3 声与能量】 【典例3-1】（2023•娄星区二模）关于下列四个情景的说法不正确的是（ ） ．图甲：发声扬声器旁的烛焰晃动，说明声音能传递能量 B．图乙：发声的音叉将乒乓球弹开，说明发声的物体在振动 ．图丙：不能听到真空罩中闹钟的闹铃声，说明声波的传播需要介质 D．图丁：八个玻璃瓶装不同高度的水，敲击它们时发出声音的音调相同 【答】D 【分析】（1）声音能传递信息和能量； （2）一切正在发声的物体都在振动； （3）声音的传播需要介质，而空气不是唯一的介质； （4）音调与发声体的振动频率有关，响度与振幅有关。 【解答】解：、扬声器发出的声音使蜡焰不停摆动，说明声音能传递能量，故正确； B、当小球接触到音叉时被弹开越高，说明振幅越大，响度越大，故B 正确； 、当空气被不断抽出后，铃声逐渐减弱，说明声音的传播需要介质，真空不能传声，故 正确； D、瓶内水位越高，质量越大，越难振动，频率越小，音调越低。所以频率不同，音调 不同，故D 错误。 故选：D。 【典例3-2】（2023•沙坪坝区校级二模）如图所示是物理社团的同学们制作的小制作，为 了“吹”灭左边的烛焰，可以用力敲击橡皮膜，增大声音的 响度 （选填“音调”、 “响度”或“音色”），烛焰熄灭，说明声音可以传递 能量 （选填“信息”或 “能量”）。 【答】响度；能量。 【分析】声音的大小叫响度；声音能够传递能量。 【解答】解： 用力敲击橡皮膜，改变橡皮膜振动的幅度，影响声音的响度；声音既可以传递信息，又 可以传递能量，烛焰熄灭，说明声音可以传递能量。 故答为：响度；能量。 【变式3-1】（2023•黑龙江一模）如图与声现象有关，其中说法错误的是（ ） ． 拨动张紧的橡皮筋，橡皮筋振动发声，表明声音是由物体的振动产生 的 B． 花样游泳运动员在水中能够听到水下音响发出的音乐声，说明 液体能够传声 ． 用大小相同的力鼓击玻璃瓶，玻璃瓶发出声音的音调不同， 从左往右音调变高 D． 利用超声波清洗眼镜，表明声可以传递能量 【答】 【分析】（1）声音是由物体的振动产生的。 （2）声音的传播需要介质。 （3）声音的高低叫音调，音调与振动的频率有关，物体的质量越大，音调越低。 （4）声音可以传递信息和能量。 【解答】解：、拨动张紧的橡皮筋，橡皮筋振动发声，表明声音是由物体的振动产生的， 故正确； B、花样游泳运动员在水中能够听到水下音响发出的音乐声，声音的传播需要介质，说 明液体能够传声，故B 正确； 、用大小相同的力鼓击玻璃瓶，瓶和水振动发声，瓶内的水越多，振动越慢，频率越低， 音调越低，所以从左往右音调变低，故错误； D、利用超声波清洗眼镜，表明声可以传递能量，故D 正确。 故选：。 【变式3-2】（2023•青原区校级一模）在电影《功夫》中，有一个桥段：包租婆借助一个 “大喇叭”用狮吼功将火云邪神震倒在地。包租婆用“大喇叭”的目的是减小声音的分 散程度，增大听到的声音的 响度 （填声音的特性），该现象还说明了声音可以传 递 能量 。 【答】响度；能量 【分析】（1）声音的大小叫响度；响度与振幅、声音的分散程度、距离发声体的远近 因素有关。 （2）声音可以传递能量。 【解答】解：响度与发声体的振幅、声音的分散程度、距离发声体的远近有关，减小声 音的分散程度，可以增大听到的声音的响度，火云邪神被震倒说明声音可以传递能量。 故答为：响度；能量。 【考点4 声音的综合利用】 【典例4-1】（2022 秋•章丘区期末）如图所示为女宇航员王亚平在太空进行讲课时的情景， 下列说法正确的是（ ） ．王亚平讲课时的声音很大是因为她的声音频率很高 B．地球上的学生听到王亚平的声音是靠声波传回地球的 ．王亚平说话发出声音是因为声带在振动 D．在“天宫一号”里声音传播的速度为30×108m/s 【答】 【分析】（1）音调指声音的高低，与物体振动的频率有关；响度指声音的强弱，与物 体的振幅有关； （2）声音的传播需要介质，能够在固体、液体和气体中传播，不能在真空中传播； （3）声音是由物体的振动产生的； （4）声音在15℃的空气中传播的速度是340m/s。 【解答】解：、王亚平讲课声音很大是因为她的声音响度很大，故选项说法不正确； B、声音