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第三章《声的世界》
3.3 超声与次声
【知识梳理】
一、人的听觉频率范围
人的听觉频率是有一定范围的，正常人的耳朵只能听到20 Hz到20000Hz之间的声音。
二、超声波及其应用
1．定义
通常把频率高于20000Hz的声音叫超声。
2．特点
超声的频率高，穿透能力和破碎能力强。
3．应用
（1）利用超声方向性好，制成了声呐或超声雷达可以测距。
（2）超声有很强的穿透能力，制成了超声诊断仪（B超）可用来检查或治疗人体疾病、超声金属探伤仪探测金属内部存在的缺陷。
（3）利用超声破碎能力强，对医疗器械和食品进行杀菌消毒，还可以制成超声波清洗器、超声碎石、超声去污。
三、次声波及其危害
1．定义
通常把低于20Hz的声音叫次声。
2．
自然界中，火山爆发、地震、海啸、风暴都能产生次声；核爆炸、导弹发射也能产生次声。
3．危害
次声的频率低，但是能量很高的次声具有极大的破坏力，对人体危害很大。使人恶心、眩晕，造成内脏破裂，危及生命。
四、超声与次声应用
（1）超声波传递信息：回声定位（声呐，蝙蝠超声仪，倒车雷达）；“B超”；超声波探伤；超声波
测速。
（2）超声波传递能量：超声波清洗、超声波除结石、超声波加湿器。
（3）次声波传递信息：检测火山爆发、龙卷风、核爆炸的发生的方位和强度。
（4）次声波传递信息：次声武器让心脏、肺等出现强烈共振而受损。
【易错点】
声与声音不同。声音是指人耳能听到的声；声的范围包括超声波、次声波和声音。
【规律总结】
超声波和次声波是振动频率高于或低于人耳听觉范围的声音，它们的传播同样需要介质，也不能在真空中传播。因此，阻挡超声波和次声波的传播可用一层薄薄的真空带即可。
【典例分析】
（2021·广东中考真题）阅读下列短文，回答问题。
超声波测速
超声波是振动频率高于20000Hz的声波，它具有指向性好、反射能力强、能量集中等特点，可用于测距、测速等。
测距是测速的基础，如图甲所示，超声波测速仪向静止的汽车发射超声波信号（简称信号），同时开始计时，信号传播过程中遇到汽车会被反射，测速仪接收到返回的信号就停止计时，根据记录的时间及其与路程、速度的关系，可计算出汽车与测速仪之间的距离，图乙是信号传播过程的s-t图像，s表示信号与测速仪之间的距离，t表示信号传播的时间。
则速仪测量汽车速度的原理是：测速仪向运动的汽车先后发射两次信号，根据汽车在两次遇到信号之间所通过的路程及所用的时间，由速度公式可得出汽车的平均速度测速仪在公路上对某跑车进行测速时，向匀速驶来的跑车发射两次信号，两次发射信号的时间间隔是1.0s，第一次发射信号到接收用时0.6s，第二次发射信号到接收用时0.3s。经测速仪测定，该跑车超速，驾驶员将受到交警部门处罚。（超声波速度取340m/s）
（1）人耳_______（选填“能”或“不能”）听到超声波。超声波测速是利用了超声波的指向性好、能量集中、_______等特点；
（2）如图乙所示，若t0=0.4s，则静止的汽车与测速仪之间的距离为_______m；
（3）通过计算，在下图中，大致画出测速仪对该跑车发射的两次信号传播过程的s-t图像（t从第一次发射信号开始计时）。跑车在两次遇到信号之间通过的路程为_______m，跑车的速度大小为_______m/s。
【答案】不能 反射能力强 68 51 60
【解析】
（1）超声波是指频率超过20000Hz的声音，人的听觉范围是20Hz~20000Hz，人耳不能听到超声波。
根据文中，超声波具有指向性好、反射能力强、能量集中等特点。（2）如图乙所示，若t0=0.4s，则静止的汽车与测速仪之间的距离为；（3）第一次发射信号到接收用时0.6s，跑车遇到信号时，距离测速仪，第二次发射信号到接收用时0.3s，跑车遇到信号时，距离测速仪，跑车在两次遇到信号之间通过的路程为，因此测速仪对该跑车发射的两次信号传播过程的s-t图像如图所示：
跑车遇第一次信号，到测速仪接到信号，时间是接收用时的一半，即0.3s，两次发射信号的时间间隔是1.0s，因此跑车再运动0.4s，才发出第二次信号，到跑车与第二次信号相遇，时间要接收用时的一半，即0.15s，因此跑车二次与信号相遇的间隔时间为，则跑车速度为
【思路小结】
明确回声测距的原理公式是解决本题的关键。其次是如何确定跑车运动的时间，根据回声定位的原理，跑车遇第一次信号，到测速仪接到信号，时间是接收用时的一半，即0.6s的一半为0.3s，两次发射信号的时间间隔是1.0s，因测速仪发射信号到接受已经过0.6s，因此跑车再运动0.4s，才发出第二次信号，到跑车与第二次信号相遇，时间要接收用时的一半，即0.15s，从而确定跑车二次与信号相遇的间隔时间为。
【真题操练】
1．（2021 重庆市八年级月考）如图所示的低音频发声灭火装置，通过发出30～60赫兹的低频音波，能够在短短数秒之内扑灭火焰，令人大开眼界，下列说法正确的是（　　）
A．低音频发声灭火装置发出的是次声波
B．低音频发声灭火装置利用的是其发声的响度大
C．声波可以灭火说明声波具有能量
D．低音频发声灭火装置是高科技产品，发声不需要振动
【答案】C
【解析】
A．低音频发声灭火装置发出声音的频率范围在30～60赫兹，而次声波的频率要小于20赫兹，所以该装置发出的不是次声波，故A错误；B．低音频发声灭火装置发出声音的频率比较低，但响度不一定大，故B错误；C．声音能传递信息和能量，声波可以灭火说明声波具有能量，故C正确；D．低音频发声灭火装置发出的声音是由物体的振动产生的，故D错误。故选C。
2．（2021 山东枣庄）随着科学技术和社会的发展，超声波已广泛应用于各个领域。下列事例中利用超声波传递信息的是（　　）
A．用超声波电动牙刷刷牙 B．用超声波给金属工件探伤
C．用超声波清洗眼镜片 D．用超声波除去人体内的结石
【答案】B
【解析】
A．用超声波电动牙刷刷牙，这是利用超声波传递能量的，故A不符合题意；B．用超声波给金属工件探伤，这是利用超声波传递信息的，故B符合题意；C．用超声波清洗眼镜片，这是利用超声波传递能量的，故C不符合题意；D．用超声波除去人体内的结石， 这是利用超声波传递能量的，故D不符合题意。故选B。
3．与人耳能听到的声音相比，次声具有较小的（　　）
A．传播速度 B．传播能量 C．振动幅度 D．振动频率
【答案】D
【解析】
频率低于20Hz的声音叫次声，人耳能听到的声音频率范围是20Hz～20000Hz，所以次声波的频率较小．
4．（2020 江苏常州）英国科学家切断番茄植株的茎，用人耳倾听没有引起任何听觉。但在靠近茎的切口处放置录音机录音，然后用超大音量、超低速度播放，居然能清晰地听到“尖叫”声。这说明，番茄植株遭受伤害后，会发出（　　）
A．响度很小的超声 B．响度很大的超声 C．响度很小的次声 D．响度很大的次声
【答案】A
【解析】
用超大音量播放表示原来的响度小；超低速度播放表示原来的音调高，番茄植株遭受伤害后，会发出响度很小的超声，故A正确，BCD错误。故选A。
5．（2021·内蒙古呼和浩特·中考真题）关于声现象，下列说法正确的是（　　）
A．超声波的应用非常广泛，如图所示，B超就是利用超声波检查身体
B．城市快速路方便快捷，如图是在靠近居民区的路段设置的声音屏障，目的是使声在声源处减弱
C．从上、下两个音叉振动的波形图中，可看出下面的音叉音调高
D．地震、台风、海啸、泥石流发生前，会发出超声波.利用超声检测仪进行监测，可以预报灾害，减少损失
【答案】A
【解析】
A．B超就是利用超声波检查人体，利用的是声音能够传递信息的特点，故A正确；B．在公路旁设置声音屏障使噪声在传播过程中减弱，故B错误；C．由图知道，相同时间内，上图物体振动的次数比下图物体振动的多，即上面的频率高于下面的频率，上面的音调比下面的音调高，故C错误；D．自然灾害伴随着次声波的产生，因此地震、台风、海啸、泥石流发生前，产生次声波，利用次声检测仪进行监测，就可以预报灾害，减少损失，故D错误。故选A。
6．（2021 江苏九年级一模）刚竣工的港珠澳大桥经过超声波检测，无一结构性裂缝。超声波探伤仪发出超声波时，人耳不能察觉，原因是超声波的（　　）
A．速度太快 B．频率太高 C．音色太差 D．响度太小
【答案】B
【解析】
超声波是频率高于20000Hz的声波，而人的听觉频率范围在20Hz～20000Hz之间，超声波的频率高于人的听觉频率上限，故人耳不能察觉。故选B。
7．（2020 荆州市实验中学）下列说法正确的是（　　）
A．蝙蝠通过发出次声波接收反射回来的回波来判断目标的位置和距离
B．地震前发出的次声波使得某些动物烦躁不安，而人却无感觉
C．人耳的听觉频率范围为20 Hz~2000 Hz
D．B超检查利用的是超声波能传递能量
【答案】B
【解析】
A．蝙蝠通过发出超生声波接收反射回来的回波来判断目标的位置和距离，故A选项错误；B．地震前发出的次声波使得某些动物烦躁不安，而人却无感觉，低于人的最低听觉范围，故B选项错误；C．人耳听觉范围是20 Hz~20000 Hz，故C选项错误。D．B超检查利用的是超声波能传递信息，故D选项错误。故选B。
8．（2019 福建宁德八年级期中）下列事例中，主要利用到超声波的是（　　）
A．医生利用B超给病人做体检
B．大象利用我们人类听不到声音进行交流
C．司机通过汽笛的回声判断距离
D．医生通过听诊器给病人诊病
【答案】A
【解析】
A．医生利用B型超声波诊断仪给病人做体检，利用的是超声波，故A符合题意；B． 大象利用我们人类听不到次声波进行交流，故B不符合题意；C． 司机通过汽笛的回声判断距离，利用的是可闻声，故C不符合题意；D．医生通过听诊器给病人诊病，利用的是可闻声，故D不符合题意。故选A。
9．（2021 兰州市九年级一模）我们身边的世界充满这各种各样的声，我们在生活的很多地方都要利用声，但对声的利用绝不是人类的专利，很多动物都会利用声的高手，如图中的蝙蝠利用声可以在黑暗中判断猎物的位置，水母可以利用声预知海啸的来临，以下关于它们利用声的介绍正确的是（　　）
A．它们都是利用超声波，因为它具有能量
B．它们都是利用次声波，因为它能够传递信息
C．蝙蝠利用的是超声波，水母利用的是次声波，因为它们都具有能量
D．蝙蝠利用的是超声波，水母利用的是次声波，因为它们都能够传递信息
【答案】D
【解析】
蝙蝠利用超声波的回声定位可以在黑暗中判断猎物的位置，水母可以利用海啸发出的超声波来预感海啸的来临，这是利用超声波、次声波传递信息，故ABC错误，D正确。故选D。
10．（2021·贵州安顺·中考真题）近期报道十几头大象集体从云南南部一路向北迁徙了几百公里。一路上大象的很多活动似乎在“悄无声息”中进行，实际上它们可以用低于20Hz的______声波交流。
【答案】次
【解析】
人们把高于20000Hz的声叫超声波，把低于20Hz的声叫做次声波。
11．（2020 四川宜宾）如图所示，为某品牌四旋翼无人机，其控制系统主要由感知飞行姿态的陀螺仪、GPS定位模块、超声波传感器等各种功能的传感器及控制电路组成。超声波传感器可准确探测无人机在飞行时遇到的障碍物，这是因为超声波具有______（选填“指向性强”或“传播速度最快”）的特点。
【答案】指向性强
【解析】
超声波具有方向性好、穿透力强，所以利用超声波传感器可探测无人机在飞行时遇到的障碍物。
12．（2021 辽宁大连）人们把频率高于______Hz的声叫超声波。向海底垂直发射声波，经过4s后收到回波。如果在海水中声的平均传播速度为1500m/s，此处海水约有______km深。
【答案】20000 3
【解析】
[1]人类的听觉的频率范围为20Hz~20000Hz，人们把频率高于20000Hz的声叫超声波。[2]4s内声在海水中传播的距离为；海水的深度约为
13．（2019 辽宁铁岭）习总书记在青岛考察时指出，发展海洋科研是推动强国战略的重要方向．我国自主研发的深海水声学探测器，安装了包括导航、水声通信测速、图象信号传输等多部不同功能的声呐，由此可以说明声音可以传递_____，声呐使用时发出的是_____(填“超声波”或“次声波” )
，这种声波在水中的传播速度_____(填“大于”、“等于”或“小于” )在空气中的传播速度．
【答案】信息 超声波 大于
【解析】
[1]探测器安装导航、水声通信测速、图像信号传输等多部不同功能的声呐，说明声音可以传递信息；[2]声呐是利用超声波来对目标进行探测、定位和通信的一种电子设备；[3]声音在不同介质中的传播速度不同，一般来说，在固体中传播速度最大，在液体中次之，在气体中最慢；所以，这种声波在水中的传播速度大于在空气中的传播速度．
14．（2021·辽宁）云南北迁亚洲象群牵动全国人民的心，如图是亚洲象迁移时的情景，象群之间通过频率______（填“大于”或“小于”）20Hz的次声波相互交流，这是利用声传递______为了监测亚洲象的行踪。
【答案】小于 信息
【解析】
[1]大象发出的是次声波，频率小于20Hz。[2]声音可以传递能量和信息，象群之间相互交流是利用声音可以传递信息。
15．（2021 新疆八年级期末）蝙蝠通常只在夜间活动、觅食，但从来不会撞到墙壁、树上，并能以很高的精确度确认目标。
(1)原因是蝙蝠在飞行时会发出______，这些声波碰到障碍物会被反射回来，以此判断目标的位置和距离，这说明声可以传递______；
(2)根据蝙蝠的回声定位原理，人们发明了倒车雷达装置来确定车与障碍物之间的距离，当探头发射的超声波经0.01s接收到回波，则此时车离障碍物的距离是______米。
【答案】超声波 信息 1.7
【解析】
(1)蝙蝠利用超声波进行回声定位，所以蝙蝠在飞行时会发出超声波，这些声波碰到障碍物会被反射回来，以此判断目标的位置和距离，这说明声可以传递信息。
(2)0.01s内超声波传播的距离为；此时车离障碍物的距离为
16．（2020 北京北师大实验中学）海上风暴来临之前，海浪与空气摩擦产生8~13Hz的次声波，人耳无法听到，而水母特殊的听觉系统可以听到这种声音。科学家仿照水母的听觉系统，发明了水母耳风暴预测仪，如图所示。次声波在海水中的传播速度大约是1500m/s，远大于风暴前进的速度，如果能够提前接收到风暴产生的次声波信号，就能够提前做好海啸等自然灾害的防控。若某次科学家利用水母耳预测仪在风暴发生后1小时接收到风暴发生的信息，则该风暴的发生位置距离科学家所在的观测点的距离约为_________km。
【答案】5400
【解析】
由题意知，次声波在海水中的传播速度大约是1500m/s，水母耳预测仪在风暴发生后1小时接收到风暴发生的信息，则该风暴的发生位置距离科学家所在的观测点的距离约为
17．阅读下面的短文
潜艇的“耳目”——声呐
潜艇最大的特点是它的隐蔽性，作战时需要长时间在水下潜航，这就决定它不能浮出水面使用雷达观察，而只能依靠声呐进行探测，所以声呐在潜艇上的重要性更为突出，被称为潜艇的“耳目”。
声呐是利用水中声波对水下目标进行探测、定位和通信的电子设备，是水声学中应用广泛的一种重要装置。
声呐能够向水中发射声波，声波的频率大多在10kHz~30kHz之间，由于这种声波的频率较高，可以形成较指向性。声波在水中传播时，如果遇到潜艇、水雷、鱼群等目标，就会被反射回来，反射回来的声波被声呐接收，根据声信号往返时间可以确定目标的距离。
声呐发出声波碰到的目标如果是运动的，反射回来的声波（下称“回声”）的音调就会有所变化，它的变化规律是：如果回声的音调变高，说明目标正向声呐靠拢；如果回声的音调变低，说明目标远离声呐。
请回答以下问题：
(1)人耳能够听到声呐发出的声波的频率范围是______kHz到______kHz。
(2)①如果停在海水中的潜艇A发出的声波信号在10s内接收到经B潜艇反射回来的信号，且信号频率不变，潜艇B与潜艇A的距离是__________。（设声波在海水中传播速度为1500m/s）
②停在海水中的潜艇A继续监控潜艇B，突然接到潜艇B反射回来的声波频率是变低的，且测出潜艇B的速度是20m/s，方向始终在潜艇A、B的连线上，经一分钟后潜艇B与潜艇A的距离为__________。
(3)在月球上能否用声呐技术来测量物体间的距离？_____为什么？_____
【答案】10 20 7500m 8700m 不能 月球表面是真空的，而真空不能传声
【解析】
(1)人耳能听到20Hz到20000Hz，声呐能够向水中发射声波，声波的频率大多在10kHz~30kHz之间，即人耳能够听到声呐发出的声波的频率范围是10kHz到20kHz之间的声音。
(2)①超声波从潜艇A传到潜艇B的时间；潜艇B与潜艇A的距离
②1分钟后，潜艇B行驶的路程
因为声波频率变低，所以潜艇B是远离声呐，现在两艘潜艇之间的距离
(3)地球和月球之间是真空，因为真空不能传声，所以用声呐技术无法测量地球和月球之间的距离。
18．（2020·北京延庆区·）阅读下面材料，完成填空：
雪花落水也有声
生活中的很多现象都是有科学道理的，但是却缺少发现它们的眼睛。一般的常识告诉我们，雪花落水静悄悄，毫无声响。不过，雪花落水真的会发出声波，在3月份一期的《自然》杂志上，几个科学家联名发表文章，宣布了他们的上述结论。
首先要说明的是，雪花落水发出的声波频率在50000到2×105Hz
之间，高于人们能听见的声波频率。但是，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。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…
冷战时期，当时美国海军要监视苏联潜水艇的活动，他们发现，在下雨的时候，水下声呐工作效果不好，常有噪声干扰，甚至干脆无法监听。
著名的约翰 霍甫金斯大学机械工程系的普岁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，而是含在雨滴中的气泡振动发出的。普罗斯佩勒提利用一台每秒可拍摄1000张照片的高速水下摄影机，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。普罗斯佩勒提的理论基础和数学能力也很高，他通过计算得出，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。他还发现，大气泡振动产生低频声波，小气泡振动产生高频声波。普罗斯佩勒提通过理论分析指出，气泡是要将自己的体积与水的密度相适应，才不断收缩和膨胀的。
(1)雪花落水发出的声波属于_____（选填“超声波”或“次声波”）；声呐装置是利用仿生学原理制成的，它模仿的是_____（选填“蝙蝠”或“大象”）；
(2)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_____，这个声音能被鲸鱼听到，说明_____能传播声音。
【答案】超声波 蝙蝠 振动发声 液体
【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，所发出的声波是超声波。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原理制成的。(2)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，这个声音能被鲸鱼听到，说明液体能传播声音。
19．（2020·陕西西安市八年级月考）蝙蝠在捕食昆虫时发出一种每0.1 s振动9000次的声音，声音碰到昆虫后会反射间来，蝙蝠听到回声后可以确定昆虫的方位。某次昆虫在距蝙蝠正前方17 m的位置。问∶（超声波传播的速度按340 m/s计算）
(1)蝙蝠发出的声音频率为多少？该声音人耳是否能听到？
(2)蝙蝠发出声音后多久能发现昆虫？
【答案】(1)90000Hz，不能；(2)0.1s
【解析】
解：(1)蝙蝠发出的声音频率为，由于蝙蝠发出的声音频率大于20000Hz，即属于超声波，故该声音人耳不能听到。(2)根据可知，蝙蝠发出声音后到发现昆虫的时间为
答：(1)蝙蝠发出的声音频率为90000Hz，该声音人耳不能听到；(2)蝙蝠发出声音后0.1s能发现昆虫。第三章《声的世界》
3.3超声与次声
【知识梳理】
一、人的听觉频率范围
人的听觉频率是有一定范围的，正常人的耳朵只能听到20 Hz到20000Hz之间的声音。
二、超声波及其应用
1．定义
通常把频率高于20000Hz的声音叫超声。
2．特点
超声的频率高，穿透能力和破碎能力强。
3．应用
（1）利用超声方向性好，制成了声呐或超声雷达可以测距。
（2）超声有很强的穿透能力，制成了超声诊断仪（B超）可用来检查或治疗人体疾病、超声金属探伤仪探测金属内部存在的缺陷。
（3）利用超声破碎能力强，对医疗器械和食品进行杀菌消毒，还可以制成超声波清洗器、超声碎石、超声去污。
三、次声波及其危害
1．定义
通常把低于20Hz的声音叫次声。
2．
自然界中，火山爆发、地震、海啸、风暴都能产生次声；核爆炸、导弹发射也能产生次声。
3．危害
次声的频率低，但是能量很高的次声具有极大的破坏力，对人体危害很大。使人恶心、眩晕，造成内脏破裂，危及生命。
四、超声与次声应用
（1）超声波传递信息：回声定位（声呐，蝙蝠超声仪，倒车雷达）；“B超”；超声波探伤；超声波
测速。
（2）超声波传递能量：超声波清洗、超声波除结石、超声波加湿器。
（3）次声波传递信息：检测火山爆发、龙卷风、核爆炸的发生的方位和强度。
（4）次声波传递信息：次声武器让心脏、肺等出现强烈共振而受损。
【易错点】
声与声音不同。声音是指人耳能听到的声；声的范围包括超声波、次声波和声音。
【规律总结】
超声波和次声波是振动频率高于或低于人耳听觉范围的声音，它们的传播同样需要介质，也不能在真空中传播。因此，阻挡超声波和次声波的传播可用一层薄薄的真空带即可。
【典例分析】
（2021·广东中考真题）阅读下列短文，回答问题。
超声波测速
超声波是振动频率高于20000Hz的声波，它具有指向性好、反射能力强、能量集中等特点，可用于测距、测速等。
测距是测速的基础，如图甲所示，超声波测速仪向静止的汽车发射超声波信号（简称信号），同时开始计时，信号传播过程中遇到汽车会被反射，测速仪接收到返回的信号就停止计时，根据记录的时间及其与路程、速度的关系，可计算出汽车与测速仪之间的距离，图乙是信号传播过程的s-t图像，s表示信号与测速仪之间的距离，t表示信号传播的时间。
则速仪测量汽车速度的原理是：测速仪向运动的汽车先后发射两次信号，根据汽车在两次遇到信号之间所通过的路程及所用的时间，由速度公式可得出汽车的平均速度测速仪在公路上对某跑车进行测速时，向匀速驶来的跑车发射两次信号，两次发射信号的时间间隔是1.0s，第一次发射信号到接收用时0.6s，第二次发射信号到接收用时0.3s。经测速仪测定，该跑车超速，驾驶员将受到交警部门处罚。（超声波速度取340m/s）
（1）人耳_______（选填“能”或“不能”）听到超声波。超声波测速是利用了超声波的指向性好、能量集中、_______等特点；
（2）如图乙所示，若t0=0.4s，则静止的汽车与测速仪之间的距离为_______m；
（3）通过计算，在下图中，大致画出测速仪对该跑车发射的两次信号传播过程的s-t图像（t从第一次发射信号开始计时）。跑车在两次遇到信号之间通过的路程为_______m，跑车的速度大小为_______m/s。
【思路小结】
明确回声测距的原理公式是解决本题的关键。其次是如何确定跑车运动的时间，根据回声定位的原理，跑车遇第一次信号，到测速仪接到信号，时间是接收用时的一半，即0.6s的一半为0.3s，两次发射信号的时间间隔是1.0s，因测速仪发射信号到接受已经过0.6s，因此跑车再运动0.4s，才发出第二次信号，到跑车与第二次信号相遇，时间要接收用时的一半，即0.15s，从而确定跑车二次与信号相遇的间隔时间为。
【真题操练】
1．（2021 重庆市八年级月考）如图所示的低音频发声灭火装置，通过发出30～60赫兹的低频音波，能够在短短数秒之内扑灭火焰，令人大开眼界，下列说法正确的是（　　）
A．低音频发声灭火装置发出的是次声波
B．低音频发声灭火装置利用的是其发声的响度大
C．声波可以灭火说明声波具有能量
D．低音频发声灭火装置是高科技产品，发声不需要振动
2．（2021 山东枣庄）随着科学技术和社会的发展，超声波已广泛应用于各个领域。下列事例中利用超声波传递信息的是（　　）
A．用超声波电动牙刷刷牙 B．用超声波给金属工件探伤
C．用超声波清洗眼镜片 D．用超声波除去人体内的结石
3．与人耳能听到的声音相比，次声具有较小的（　　）
A．传播速度 B．传播能量 C．振动幅度 D．振动频率
4．（2020 江苏常州）英国科学家切断番茄植株的茎，用人耳倾听没有引起任何听觉。但在靠近茎的切口处放置录音机录音，然后用超大音量、超低速度播放，居然能清晰地听到“尖叫”声。这说明，番茄植株遭受伤害后，会发出（　　）
A．响度很小的超声 B．响度很大的超声 C．响度很小的次声 D．响度很大的次声
5．（2021·内蒙古呼和浩特·中考真题）关于声现象，下列说法正确的是（　　）
A．超声波的应用非常广泛，如图所示，B超就是利用超声波检查身体
B．城市快速路方便快捷，如图是在靠近居民区的路段设置的声音屏障，目的是使声在声源处减弱
C．从上、下两个音叉振动的波形图中，可看出下面的音叉音调高
D．地震、台风、海啸、泥石流发生前，会发出超声波.利用超声检测仪进行监测，可以预报灾害，减少损失
6．（2021 江苏九年级一模）刚竣工的港珠澳大桥经过超声波检测，无一结构性裂缝。超声波探伤仪发出超声波时，人耳不能察觉，原因是超声波的（　　）
A．速度太快 B．频率太高 C．音色太差 D．响度太小
7．（2020 荆州市实验中学）下列说法正确的是（　　）
A．蝙蝠通过发出次声波接收反射回来的回波来判断目标的位置和距离
B．地震前发出的次声波使得某些动物烦躁不安，而人却无感觉
C．人耳的听觉频率范围为20 Hz~2000 Hz
D．B超检查利用的是超声波能传递能量
8．（2019 福建宁德八年级期中）下列事例中，主要利用到超声波的是（　　）
A．医生利用B超给病人做体检
B．大象利用我们人类听不到声音进行交流
C．司机通过汽笛的回声判断距离
D．医生通过听诊器给病人诊病
9．（2021 兰州市九年级一模）我们身边的世界充满这各种各样的声，我们在生活的很多地方都要利用声，但对声的利用绝不是人类的专利，很多动物都会利用声的高手，如图中的蝙蝠利用声可以在黑暗中判断猎物的位置，水母可以利用声预知海啸的来临，以下关于它们利用声的介绍正确的是（　　）
A．它们都是利用超声波，因为它具有能量
B．它们都是利用次声波，因为它能够传递信息
C．蝙蝠利用的是超声波，水母利用的是次声波，因为它们都具有能量
D．蝙蝠利用的是超声波，水母利用的是次声波，因为它们都能够传递信息
10．（2021·贵州安顺·中考真题）近期报道十几头大象集体从云南南部一路向北迁徙了几百公里。一路上大象的很多活动似乎在“悄无声息”中进行，实际上它们可以用低于20Hz的______声波交流。
11．（2020 四川宜宾）如图所示，为某品牌四旋翼无人机，其控制系统主要由感知飞行姿态的陀螺仪、GPS定位模块、超声波传感器等各种功能的传感器及控制电路组成。超声波传感器可准确探测无人机在飞行时遇到的障碍物，这是因为超声波具有______（选填“指向性强”或“传播速度最快”）的特点。
12．（2021 辽宁大连）人们把频率高于______Hz的声叫超声波。向海底垂直发射声波，经过4s后收到回波。如果在海水中声的平均传播速度为1500m/s，此处海水约有______km深。
13．（2019 辽宁铁岭）习总书记在青岛考察时指出，发展海洋科研是推动强国战略的重要方向．我国自主研发的深海水声学探测器，安装了包括导航、水声通信测速、图象信号传输等多部不同功能的声呐，由此可以说明声音可以传递_____，声呐使用时发出的是_____(填“超声波”或“次声波” )，这种声波在水中的传播速度_____(填“大于”、“等于”或“小于” )在空气中的传播速度．
14．（2021·辽宁）云南北迁亚洲象群牵动全国人民的心，如图是亚洲象迁移时的情景，象群之间通过频率______（填“大于”或“小于”）20Hz的次声波相互交流，这是利用声传递______为了监测亚洲象的行踪。
15．（2021 新疆八年级期末）蝙蝠通常只在夜间活动、觅食，但从来不会撞到墙壁、树上，并能以很高的精确度确认目标。
(1)原因是蝙蝠在飞行时会发出______，这些声波碰到障碍物会被反射回来，以此判断目标的位置和距离，这说明声可以传递______；
(2)根据蝙蝠的回声定位原理，人们发明了倒车雷达装置来确定车与障碍物之间的距离，当探头发射的超声波经0.01s接收到回波，则此时车离障碍物的距离是______米。
16．（2020 北京北师大实验中学）海上风暴来临之前，海浪与空气摩擦产生8~13Hz的次声波，人耳无法听到，而水母特殊的听觉系统可以听到这种声音。科学家仿照水母的听觉系统，发明了水母耳风暴预测仪，如图所示。次声波在海水中的传播速度大约是1500m/s，远大于风暴前进的速度，如果能够提前接收到风暴产生的次声波信号，就能够提前做好海啸等自然灾害的防控。若某次科学家利用水母耳预测仪在风暴发生后1小时接收到风暴发生的信息，则该风暴的发生位置距离科学家所在的观测点的距离约为_________km。
17．阅读下面的短文
潜艇的“耳目”——声呐
潜艇最大的特点是它的隐蔽性，作战时需要长时间在水下潜航，这就决定它不能浮出水面使用雷达观察，而只能依靠声呐进行探测，所以声呐在潜艇上的重要性更为突出，被称为潜艇的“耳目”。
声呐是利用水中声波对水下目标进行探测、定位和通信的电子设备，是水声学中应用广泛的一种重要装置。
声呐能够向水中发射声波，声波的频率大多在10kHz~30kHz之间，由于这种声波的频率较高，可以形成较指向性。声波在水中传播时，如果遇到潜艇、水雷、鱼群等目标，就会被反射回来，反射回来的声波被声呐接收，根据声信号往返时间可以确定目标的距离。
声呐发出声波碰到的目标如果是运动的，反射回来的声波（下称“回声”）的音调就会有所变化，它的变化规律是：如果回声的音调变高，说明目标正向声呐靠拢；如果回声的音调变低，说明目标远离声呐。
请回答以下问题：
(1)人耳能够听到声呐发出的声波的频率范围是______kHz到______kHz。
(2)①如果停在海水中的潜艇A发出的声波信号在10s内接收到经B潜艇反射回来的信号，且信号频率不变，潜艇B与潜艇A的距离是__________。（设声波在海水中传播速度为1500m/s）
②停在海水中的潜艇A继续监控潜艇B，突然接到潜艇B反射回来的声波频率是变低的，且测出潜艇B的速度是20m/s，方向始终在潜艇A、B的连线上，经一分钟后潜艇B与潜艇A的距离为__________。
(3)在月球上能否用声呐技术来测量物体间的距离？_____为什么？_____
18．（2020·北京延庆区·）阅读下面材料，完成填空：
雪花落水也有声
生活中的很多现象都是有科学道理的，但是却缺少发现它们的眼睛。一般的常识告诉我们，雪花落水静悄悄，毫无声响。不过，雪花落水真的会发出声波，在3月份一期的《自然》杂志上，几个科学家联名发表文章，宣布了他们的上述结论。
首先要说明的是，雪花落水发出的声波频率在50000到2×105Hz之间，高于人们能听见的声波频率。但是，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。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…
冷战时期，当时美国海军要监视苏联潜水艇的活动，他们发现，在下雨的时候，水下声呐工作效果不好，常有噪声干扰，甚至干脆无法监听。
著名的约翰 霍甫金斯大学机械工程系的普岁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，而是含在雨滴中的气泡振动发出的。普罗斯佩勒提利用一台每秒可拍摄1000张照片的高速水下摄影机，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。普罗斯佩勒提的理论基础和数学能力也很高，他通过计算得出，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。他还发现，大气泡振动产生低频声波，小气泡振动产生高频声波。普罗斯佩勒提通过理论分析指出，气泡是要将自己的体积与水的密度相适应，才不断收缩和膨胀的。
(1)雪花落水发出的声波属于_____（选填“超声波”或“次声波”）；声呐装置是利用仿生学原理制成的，它模仿的是_____（选填“蝙蝠”或“大象”）；
(2)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_____，这个声音能被鲸鱼听到，说明_____能传播声音。
19．（2020·陕西西安市八年级月考）蝙蝠在捕食昆虫时发出一种每0.1 s振动9000
次的声音，声音碰到昆虫后会反射间来，蝙蝠听到回声后可以确定昆虫的方位。某次昆虫在距蝙蝠正前方17 m的位置。问∶（超声波传播的速度按340 m/s计算）
(1)蝙蝠发出的声音频率为多少？该声音人耳是否能听到？
(2)蝙蝠发出声音后多久能发现昆虫？

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