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3.4 声的应用
第3章 声的世界
教科2024版物理八年级上册
1.了解声在现代技术中的应用。
2. 通过阅读文字、图片,观看录像资料,获得有关声知识的应用。
3. 介绍声在现代技术中的应用，培养学生热爱科学的情感。
教学目标
对着远处的山崖喊话，会听到回声，这就是反射回来的声音。
如果山崖距人较远，回声到达人耳比原声晚0.1s以上，人耳就能将原声和回声区分开。
新课导入
是谁在和
淘淘喊话？
声是一种波。声音在传播过程中遇到障碍物会反射回来，这种现象叫作声音的反射。
知识点1 声音的反射
对着远处的山崖喊话听到的回声，就是反射回来的声音。
人能分辨出回声的条件：
听到原声和听到回声的时间间隔在0.1s以上。
声音反射回来所需要的时间、回声的强弱，与声传播中遇到的障碍物的形状、材质、位置等因素有关。
常温常压下声音在空气中的速度约为340m/s，根据听到回声的条件，请你算一算，障碍物至少和声源相距多少米，人耳才能把回声和原声区分开？
至少间隔17m。
利用回声可以探测水中鱼群、水下礁石或潜水艇等
在室内谈话和播放音乐，人感觉声音比在空旷的室外响亮
音乐厅中常用这种原理使演奏的效果更好
若听到原声和听到回声的时间间隔不到0.1 s，人无法将原声和回声分辨开来，此时人听到声音的时间就延长了，使人感觉声音“加大”了。
天坛——我国古代声学应用的奇迹
天坛始建于明永乐十八年 （1420年），其中的回音壁是一道直径约61.5m、高约3.72m的圆形围墙，围墙以砖石砌成，墙壁面整齐、光滑。当人对着墙面低语，声波会沿着凹墙面经多次反射传给远处贴近墙壁的听者。
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【例1】一位同学面对一座峭壁发出喊声，一会儿他听到了回声。他从手腕上的电子表看到，从他发出喊声到听到回声共经历了约0.5s的时间，估算峭壁距离该同学站立之处约有多远。
解：由 可得，0.5s内声音传播的路程：
峭壁与同学站立之处的距离：
知识点2 超声与次声：探测技术
数字实验
Di
认识超声和次声
当声波频率落在小于20Hz或大于20 000Hz范围时，我们已不能听见声音，但仍能看见它们的波形，你知道这是为什么吗？
（1）多数人能够听到的频率范围约为20~20000Hz。
（2）物理学中，把振动频率高于 20 000 Hz 的声，叫作超声；把振动频率低于 20 Hz 的声，叫作次声。
人能感受到的声音频率有一定的范围。
一、超声的特点和应用
人耳能听见的声音
超声
频率高于20000Hz的声波称为超声。
超声的特点：
(1)方向性好；
(2)穿透能力强；
(3)易于获得较集中的声能。
人无法听到超声，但许多动物却能听到。它们不仅能听到超声，还可以发出超声。
通常夜间活动的蝙蝠不会撞到障碍物，它们利用超声进行导航
蝙蝠通过喉头发出超声，再用耳朵接收回声，就能利用超声导航、捕食。
1. 超声可以传递信息
图中是现代的无线电定位器——雷达，它是仿照蝙蝠的超声定位系统制造的。
这门学科叫仿生学，即通过模仿自然界生物的特性来发明新的技术和工具。
根据回声来探测目标的方法，叫作回声定位。
倒车雷达
超声导盲杖
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声纳系统
医院利用超声进行超声检查。机器向人体发出超声波根据人体不同位置反射回来的超声的不同形成“像” 。
工业上使用超声探伤仪，能探测金属内部存在的缺陷，排除隐患。
2. 超声可以传递能量
（1）超声碎石：医院用超声击碎病人体内的结石。
（2）超声清洗器：超声能破坏细菌结构，从而对医疗器械和食物等进行杀菌消毒。
【例2】下列不属于超声的应用的是（ ）
蝙蝠利用声波定位
用声呐 探测海深
倒车雷达
用听诊器检查身体
D
二、次声的特点和应用
1. 次声的特点
频率低于20Hz的声波称为次声。
人耳能听见的声音
次声
次声来源广、传播时的能量损失小、能绕过障碍物，能传得很远。频率低于 1 Hz 的次声可以传到几千千米乃至上万千米远的地方。
2022年1月15日汤加海域火山发生大规模喷发，并在大气层中激发出强烈的冲击波，我国所有次声波台阵均观测到了此次火山喷发引起的次声。
自然界中，火山爆发、地震、海啸、风暴等都能产生次声；核爆炸、导弹发射等也能产生次声。
利用次声的特点进行检测预警等，例如气象预报、预测自然灾害。
自然灾害
次声
产生
预报
次声监测泥石流
2. 次声的应用
地震预警
【例3】海上发生风暴时会产生次声，次声在空气和海水中传播的速度比风暴移动的速度大。次声接收处理设备就是利用这一特点提前感知并预报海上风暴，从而为渔业、航海等服务。下列说法正确的是（ ）
A. 次声不能传递信息
B. 次声是由物体振动产生的
C. 次声在海水中比在空气中传播得慢
D. 次声的频率太高，人耳听不见
B
知识点3 水声通信与语音识别
深海是神秘的世界，隐藏着许多我们不知晓的生命和奇观。
声波是唯一能在海水中有效进行远距离信息传递的载体。
蛟龙号第五次下潜最大深度达7062米
奋斗者号于2020年11月10日创造了10909米的中国载人深潜新纪录
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一、水声通信
水声通信是潜水器与水面人员联系的主要方式。
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二、语音识别
与机器进行语音交流，让机器明白你说什么，已经从梦想变成了现实。
语音识别技术就是让机器把语言信号转变为相应的文本或命令的高新技术。
与其他生物识别技术相比较，声音具有不会遗失或忘记、不需记忆、使用方便等优点。
语音识别流程
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当人说话时，计算机程序通过分析每个字的读音特征，并与各个字的标准读音特征进行比对，再联系上下文，就可以判断出人说的话。
应用：
1、智能设备中利用语音输入文字。
2、控制家居设备、控制机器人、为用户提供查询服务等。
3、根据不同人的音色不同进行身份验证等。
【例4】某款办公软件，只要配备有麦克风，就可以通过对着麦克风讲话录入文字和执行操作。下列物理知识或应用中与这项功能有关的是（ ）
回声定位
控制噪声的途径
语音识别技术
超声能在空气中传播
C
知识点1 声音的反射
1.通常，坚硬光滑的表面______声波的能力强，松软多孔的
表面______声波的能力强，不同形状的反射表面对声波的
______效果不同。北京天坛回音壁的光滑圆形墙壁使声波发
生多次______，这样就能听到另一端人的讲话声。
反射
吸收
反射
反射
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2.［2025·南阳期中］如图所示，轮船声呐系统
能够发出人耳听不到的声波，再接收反射回来
的这种声波，确定该处海底位置，这是利用声
音可以在______中传播；若发出的这种声波经
液体
300
反射回来，那么该处海底到轮船的距离是_____ 。
（声音在海水中的传播速度是 ）
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知识点2 超声与次声：探测技术
3. 下列关于超声与次声的说法中，正确的是( )
D
A. 超声频率大于，次声频率小于
B. 超声的传播不需要介质
C. 超声的传播速度大于次声
D. 人耳不能听到次声和超声
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4. 下列有关声应用的实例中，不属于超声的应用的是( )
A
A. 地震台根据地震时发出的声波测定震源位置
B. 探测船利用声呐测定海底的深度
C. 医生利用B超观察胎儿的情况
D. 蝙蝠发出声波测定昆虫的位置
5.［2024·齐齐哈尔］声在生活中有着广泛的应用。眼镜店清
洗眼镜的设备是利用________（填“超声波”或“次声波”）使
清洗液发生剧烈振动达到去污效果的，这是利用了声可以传
递______。
超声波
能量
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知识点3 水声通信与语音识别
6. ［2024·潍坊］某新款 （人工智能）音箱可以识
别主人说出的“指令”，进而调控家庭物联网中的设施，而当
别人说出同样的“指令”时，却无法调控相关设施，该功能主
要依据声音的( )
C
A. 音调 B. 响度 C. 音色 D. 声速
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7. 我国自主研制的“奋斗者号”载
人潜水器（如图）在马里亚纳海沟成功
完成了万米级海试。先进的声学系统助
力实现水声通信，水声通信的优势是声
慢
超声波
信息
波在海水中传播时衰减得____（填“快”或“慢”）。前视成像
声呐设备能发出________（填“超声波”或“次声波”），让潜
水器在漆黑的万米深海中精准避障，这说明声能传递______。
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8. 如图所示的超声波驱鼠器是能够产生
超声波的装置，该装置所产生的超声波能够在
的范围内有效刺激鼠类，使其感觉到威胁及不安，迫使
它们自动迁移，无法在防治区范围内繁殖生长，达到根除老
鼠的目的。下列说法不正确的是( )
A. 驱鼠器发出的超声和普通声音一样
都是由物体振动产生的
B. 驱鼠器发出的超声的频率不在人耳
的听觉范围内，所以我们无法听到
C. 驱鼠器发出的超声可以通过空气传
播到老鼠的位置，达到驱鼠的目的
D. 超声的传播速度比普通声音的传播
速度快得多
√
【解析】在同一介质中，超声的传播速度与普通声音的传播
速度相同，故D错误。
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9. 人敲鼓时，鼓槌每秒敲击鼓面的次数不足20次，
因此小明认为此时敲鼓发出的是次声波。小张不赞同，提出
了以下观点用于反驳小明的观点，其中不合理的是( )
C
A. 人耳是无法听到次声的，所以鼓声不是次声
B. 人敲鼓的频率不等于鼓面振动的频率
C. 次声会对身体造成伤害，而鼓声不会，所以鼓声不是次声
D. 实际上，鼓面每秒振动的次数大于20次
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10. ［2025·芜湖月考］如图所示手机内置有超声
波指纹识别系统，手机发出的超声波遇到手指上凸凹不平的
指纹、、、、 五个位置，测得回收信号的时间分别为
、、、、 ,可求出手指
与手机平面的距离，则该处指纹的大致形状是( )
A. B.
C. D.
√
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11. 在室内讲话听起来比在旷野里响亮，“响亮”
描述的是声音的______，产生这一现象的原因是__________
_____________________。
响度
室内讲话产生的回声加强了原声
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【解析】超声波测速利用了声音
能传递信息；超声波传播的距离
, 原来汽车与传感器距离为
, 超声波发生反射时，汽车与传感器之间的距离
，所以此测量过程中汽车正在靠
近传感器，传感器发出超声波，经过 接收到超声波反射
信号，则汽车所走的路程 ,故汽
车的速度 。
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课堂小结
超声波
次声波
来源广、传播远、能绕过障碍物
声的应用
特点
应用
特点
应用
传递信息
传递能量
方向性好、穿透能力强、易于获得较集中的声能等
监测预警
声音的反射
水声通信与语音识别
课后作业
1.从课后习题中选取；
2.完成练习册本课时的习题。
谢谢观看！

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