资源简介

(共28张PPT)
幻灯片 1：封面
标题：2.3 超声波与次声波
副标题：探秘人耳听不到的 “声音”
学科：物理
适用年级：八年级
教材版本：人教版
幻灯片 2：学习目标
知道超声波和次声波的定义，明确它们的频率范围。
了解超声波和次声波的主要特点。
掌握超声波和次声波在生活、生产、科技等领域的应用。
认识到次声波可能带来的危害，增强安全防范意识。
幻灯片 3：引入 - 人耳听觉的局限
回顾旧知：上节课我们学习了人耳的听觉范围是 20Hz 到 20000Hz。
提问：那么，频率低于 20Hz 或高于 20000Hz 的声音，人耳能听到吗？这些我们听不到的声音是否存在？它们又有什么特性和用途呢？今天我们就来学习超声波与次声波。
幻灯片 4：超声波的定义与特点
定义：频率高于 20000Hz 的声波叫做超声波。
特点：
方向性好：超声波的波长短，能够沿直线传播，不易发散，可以定向发射。例如，超声波在水中传播时，能保持较强的方向性，可用于探测水下目标。
穿透能力强：超声波能够穿透许多电磁波不能穿透的物质，在固体中传播时衰减较小，穿透深度较大。比如，它可以穿透金属、人体组织等。
易于获得较集中的声能：由于频率高，超声波在传播过程中能够聚集较大的能量，利用这一特性可以进行焊接、清洗等操作。
幻灯片 5：超声波的应用 - 医学领域
B 超检查：
原理：向人体发射超声波，超声波遇到不同组织界面会产生反射，接收反射波并经过处理后，可形成人体内部器官的图像，帮助医生诊断疾病。
优势：对人体无创伤、无辐射，可重复检查，广泛应用于孕妇产检、腹部器官检查等。
超声波碎石：利用超声波的能量聚焦在结石上，使结石振动破碎，然后随尿液排出体外，无需开刀，减轻患者痛苦。
超声波清洗：将医疗器械、精密仪器等放入装有清洗液的容器中，通入超声波，利用超声波的振动使污垢脱离物体表面，清洗效果好，能清洁缝隙中的污垢。
幻灯片 6：超声波的应用 - 工业与生活领域
工业探伤：在工业生产中，利用超声波穿透金属等材料的特性，检测材料内部是否存在裂缝、气泡等缺陷，确保产品质量。例如，对锅炉、管道等进行探伤。
声呐探测：在航海和渔业中，声呐装置发射超声波，超声波遇到水下物体（如鱼群、暗礁、潜艇等）会反射回来，根据反射波的时间和方向可确定物体的位置和距离。
超声波焊接：在电子、塑料等行业，利用超声波的高频振动使两个物体接触面产生热量，从而将它们焊接在一起，焊接速度快、质量好。
加湿器：超声波加湿器通过超声波振动将水打散成微小的水滴，形成水雾扩散到空气中，增加空气湿度。
幻灯片 7：次声波的定义与特点
定义：频率低于 20Hz 的声波叫做次声波。
特点：
传播距离远：次声波的波长很长，在传播过程中能量衰减缓慢，能够传播到很远的地方。例如，地震产生的次声波可以传播数千公里。
穿透力强：次声波能够绕过障碍物继续传播，穿透能力极强，可以穿透建筑物、山脉、海洋等。
来源广泛：自然界中的地震、火山爆发、海啸、台风等自然灾害会产生次声波；人类活动如核爆炸、火箭发射等也会产生次声波。
幻灯片 8：次声波的应用 - 自然灾害监测
地震监测：地震发生时会产生次声波，通过监测次声波的传播情况，可以提前预警地震，为人们争取逃生时间。
台风和海啸预警：台风和海啸在形成和传播过程中会产生特定频率的次声波，监测次声波的特性可以对台风和海啸进行预测和预警。
核爆炸监测：核爆炸会产生强烈的次声波，通过监测次声波的强度、传播方向等信息，可以判断核爆炸的位置、当量等参数。
幻灯片 9：次声波的危害
对人体的危害：人体内脏器官的固有频率在次声波频率范围内（如心脏的固有频率约为 5Hz - 6Hz），当外界次声波的频率与人体内脏器官的固有频率接近时，会发生共振，导致内脏器官受损，出现头晕、恶心、呕吐、呼吸困难等症状，严重时甚至会危及生命。
对环境和设备的影响：强烈的次声波可能会对建筑物、桥梁、机械设备等造成破坏，影响其结构稳定性和正常运行。
幻灯片 10：次声波的防护
监测预警：建立次声波监测网络，及时监测自然界和人类活动产生的次声波，发布预警信息，让人们提前做好防护准备。
减少次声波产生：在工业生产、工程建设等活动中，采取措施减少次声波的产生，降低对环境和人体的影响。
个人防护：在可能接触到强次声波的环境中，佩戴防护设备，减少次声波对人体的伤害。
幻灯片 11：超声波与次声波的对比
类型
频率范围
特点
主要应用
危害
超声波
高于 20000Hz
方向性好、穿透能力强、易于获得集中声能
医学检查、工业探伤、声呐探测、清洗焊接等
一般情况下对人体无明显危害，但高强度超声波可能对人体组织造成损伤
次声波
低于 20Hz
传播距离远、穿透力强、来源广泛
自然灾害监测、核爆炸监测等
与人体内脏共振时会损害健康，强烈次声波可破坏建筑物和设备
幻灯片 12：课堂小练习 1 - 超声波相关
题目：下列事例中，利用超声波工作的是（ ）
A. 利用声呐探测鱼群
B. 利用听诊器检查身体
C. 利用广播传递信息
D. 利用次声波预测地震
答案：A
解析：声呐是利用超声波来探测鱼群等水下目标的，A 选项正确；听诊器是利用声音的传递来检查身体，声音频率在人耳听觉范围内，B 选项错误；广播传递信息利用的是电磁波，C 选项错误；预测地震利用的是次声波，D 选项错误。
幻灯片 13：课堂小练习 2 - 次声波相关
题目：关于次声波，下列说法正确的是（ ）
A. 次声波的频率很高，人耳听不到
B. 次声波的传播距离近，穿透力弱
C. 次声波对人体没有危害
D. 地震、火山爆发等自然灾害会产生次声波
答案：D
解析：次声波频率低于 20Hz，A 选项错误；次声波传播距离远、穿透力强，B 选项错误；次声波可能与人体内脏共振，对人体有危害，C 选项错误；地震、火山爆发等会产生次声波，D 选项正确。
幻灯片 14：课堂小练习 3 - 综合应用
题目：请将下列应用与对应的声波类型连线。
超声波碎石 次声波
台风预警 超声波
B 超检查
工业探伤
核爆炸监测
答案：
超声波碎石 - 超声波
台风预警 - 次声波
B 超检查 - 超声波
工业探伤 - 超声波
核爆炸监测 - 次声波
幻灯片 15：课堂总结
超声波：频率高于 20000Hz，具有方向性好、穿透能力强、易于获得集中声能等特点，在医学、工业、生活等领域有广泛应用，如 B 超、声呐、清洗等。
次声波：频率低于 20Hz，具有传播距离远、穿透力强、来源广泛等特点，可用于自然灾害监测等，但也可能对人体和设备造成危害，需注意防护。
两者区别：频率范围不同，特点和应用也不同，但都属于人耳听不到的声波。
幻灯片 16：课后作业布置
完成课本上关于超声波与次声波的练习题。
查阅资料，了解更多超声波和次声波在科技领域的最新应用，写一篇简短的介绍文章。
结合本节课所学知识，分析为什么在地震发生前，一些动物会出现异常行为（提示：动物的听觉范围可能与人类不同）。
设计一个简单的实验方案，证明超声波具有方向性好的特点（可利用家中的超声波加湿器等设备）。
2024沪科版物理八年级上册
2.3超声波与次声波
第二章 声的世界
授课教师： . 班 级： . 时 间： .
1.能通过实例认识超声波与次声波．
2.了解超声波在声呐、金属探伤、医学检查等方面的应用．
3.了解次声波在监测预警等方面的作用．
为什么我们能听到讨厌的蚊子声，却听不到蝴蝶翅膀振动发出的声音
5 ~ 10 Hz
250 ~ 600 Hz
蚊子翅膀振动的频率范围在人耳的听觉频率范围内，而蝴蝶翅膀振动的频率范围低于人耳的听觉频率范围，因此人们能听到讨厌的蚊子声，却听不到蝴蝶翅膀振动发出的声音.
观察与思考
一、超声波及其应用
超声：高于20000Hz的声音
超声波的特点
方向性好
几乎沿直线传播，在碰到杂质和组织分界面时也会有显著的反射。
穿透能力强
在一些不透明的固体中能穿透几十米的厚度，在液体和固体中传播时衰减很少。
蝙蝠采用的这种方法叫作回声定位，生活中利用这个方法的应用都有哪些呢？
回声定位
蝙蝠通常只在夜间出来活动、觅食，但它们不会撞到墙壁、树枝，并且能准确定位. 它们的这些“绝技”靠的是什么？
蝙蝠在飞行时会发出超声波，超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，蝙蝠就可以确定目标的位置.
点击播放视频
一、超声波及其应用
回声定位的应用——超声导盲仪
超声导盲仪
超声导盲仪：可以探测前进道路上的障碍物，以便帮助视障人士出行.
一、超声波及其应用
回声定位的应用——倒车雷达
倒车雷达
倒车雷达也是利用超声波来定位的.
一、超声波及其应用
回声定位的应用——声呐
声呐系统
科学家利用这个方法还发明了声呐.利用声呐系统，人们可以探知海洋的深度，绘出水下数千米处的地形图，捕鱼时还可以获得水中鱼群的信息.
点击播放视频
一、超声波及其应用
超声波应用
B超检查
超声波测速
超声波探伤
一、超声波及其应用
什么情况下会产生次声
a.自然界中火山爆发、地震、风暴等
b.一些机械工作时
c.一些动物运动时(如蝴蝶振翅)
次声：低于20Hz的声音
二、次声波及其作用
火山
地震
风暴与海啸
次声
二、次声波及其作用
核爆炸
导弹发射
次声
二、次声波及其作用
次声危害和应用
a.应用: 预报海上风暴等。
b.危害:
①使机器设备破裂、飞机解体、建筑物被 破坏。
②在强次声环境中会产生恶心、眩晕等症 状，甚至会造成内脏出血破裂，危及生命。
二、次声波及其作用
人和一些动物的听觉频率范围
为什么有时在你认为很静、没有任何声音时，猫或狗却突然表现得非常警觉？
动物的听觉范围通常与人的不同.一些动物对高频声波反应灵敏.一般的情况下，猫能听到的频率范围是60~ 65 000 Hz，狗能听到的频率范围是15~50 000 Hz.
三、听觉频率
任务一
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1．蝙蝠在黑暗中能自由地飞翔，用蜡封住其耳朵，即使把它放在明亮的房间里，仍然像喝醉酒一样，一次一次地碰到障碍物。后来，物理学家证实了蝙蝠能发出________(填“超声”或“次声”)波，并靠这种波的回声来确定目标和距离(如图所示)。
超声
认识自然界中的超声波和次声波
【主题情境】自然界中有大量人感受不到的声波，人们对这些声波的利用也很广泛。小点对此产生了兴趣，请你和小点一起进行有关学习。
2．雪花落水也有声，雪花落水发出的声波频率在5×104 Hz到2×105 Hz之间，高于人们能听见的声波频率，但海里的海豚可以听到，并且这些声响令海豚异常烦躁。多数人能听到的声波频率的范围是______Hz～20 000 Hz，雪花落水发出的声波属于__________(填“超声波”或“次声波”)。
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超声波
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3．童话《大象招聘》中有这样的描述，
大象办的农场饱受老鼠的困扰，大象想
招聘一些猫来灭鼠。如图为猫和大象的发声和听觉的频率范围(单位为Hz)。
(1)大象与猫之间________(填“能”或“不能”)完成招聘中语言沟通。大象发声的频率一部分在__________(填“超声波”或“次声波”)所在的频率范围内。
(2)地震时会产生次声波，如果有地震发生，________(填“大象”或“猫”)能感知到地震发出的声波。
不能
次声波
大象
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4．许多年前，“马可波罗”号帆船在“火地岛”失踪，经过多年的研究，船上人员都是死于亚声，这是一种人耳听不到的声音，而人的内脏的固有频率和亚声的频率极为相似，当二者相同时，可能会把人的内脏振坏而使人丧生。由此可知，亚声是指我们学过的__________(填“超声波”或“次声波”)，人体内脏的固有频率大致低于________Hz。
次声波
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5. [跨学科·生物]植物能发出声音吗？科学家做了一个相关的实验，实验中发现在切割番茄的植株时，人耳听不到声音，但在靠近切口处放置录音机录音，然后用超大音量、超低速度播放录制的声音，居然能清晰地听到番茄植株发出的声音。这个实验说明，植物能发出(　　)
A．响度很小的次声 B．响度很大的次声
C．响度很小的超声 D．响度很大的超声
C
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6．[2025·揭阳模拟]下列实例中，不是应用了超声波的是(　　)
B
任务二
了解人类对超声波和次声波的利用
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7．[2025年1月合肥期末]有一种电动牙刷，如图所示，它能发出超声波，直达牙刷棕毛刷不到的地方，这样刷牙既干净又舒服。关于电动牙刷，说法正确的是(　　)
A．刷牙时，人听不到超声波，是因为超声波不能在空气中传播
B．超声波的音调很低，所以人听不到
C．超声波不是由物体振动产生的
D．电动牙刷利用超声波能传递能量
D
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8．在亚丁湾海域，我国海军护航编队通常使用“金嗓子”(又名“声波炮”)震慑海盗。它的声波定向发射器外观类似喇叭，能发出145 dB以上的高频声波，甚至比喷气式飞机引擎的噪声还要刺耳。“145 dB”是指声音的______(填声音的特性)，这种高频声波为________(填“超声波”“次声波”或“可听声”)。
响度
可听声
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9．超声波在传播中具有很强的方向性，可用其进行探测。
(1)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，是利用仿生学原理制成的。声纳模仿的是下列哪种生物(　　)
A．蝙蝠 B．猫 C．狗 D．大象
A
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(2)[2023·安徽中考]图示为一种身高测量仪，其顶部的感应器竖直向下发射超声波信号，经下方物体反射后返回，被感应器接收。某同学站上测高台，感应器记录信号从发射到接收所经历的时间为5×10－3 s。已知感应器距测高台的高度为2.5 m，空气中的声速取340 m/s，则该同学的身高为(　　)
A．1.70 m B．1.65 m
C．0.85 m D．0.80 m
(3)在月球表面不能用超声波来探测距离，
原因是________________。
B
真空不能传声
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(4) [新考法]屏下指纹的“全面屏”手机变得越来越普及，与传统指纹识别不同，该手机采用超声波指纹识别技术，通过发射超声波扫描紧贴屏幕的指纹，并根据接收到的反射波分析得出指纹的信息，进行比对解锁。该系统向手指上若干个位置发射超声波，检测到被手指反射的信号时所需的时间随位置的变化情况如图所示，则这些位置指纹的大致形状，最符合的是(　　)
D
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思路点睛：超声波传播的速度一定，由v＝ 可知，距离越远，传播所需的时间越长，时间逐渐变长，说明指纹离屏幕逐渐变远，时间逐渐变短，说明指纹离屏幕逐渐变近。
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超声波和次声波
超声波
次声波
频率高于20000Hz的声波
超声及其应用
频率低于20Hz的声波
次声及其危害
谢谢观看！

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