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　　　　　　　　　　2.4　让声音为人类服务
学习目标
1．了解声音的知识在音乐和建筑方面的应用，了解超声和次声的应用。 2．了解噪声的来源和危害。 3．知道防治噪声的途径，增强环保意识。
知识点1　声音与音乐、建筑
1．回音壁是一道圆形围墙，墙面十分平滑，声音就可以多次 形成多次回声。
2．三音石位于皇穹宇前，恰好位于圆形回音壁的圆心，人站在三音石上击掌一次所发出的声音经东、西配殿与回音壁墙面的 ，均能回到圆心，由于反射距离不同，所以能听到三次回声，故此石被称为 。
3．声源到人双耳的 一般不同，这就造成了同一个声音传到人双耳的 、 和其他特征会有微小的差别， 因此人们可以判断声源的方位，这就是“双耳效应”。
知识点2　声音的利用
4．超声和次声：人能听到的声音的频率范围是 _ Hz，物理学中，把振动频率 _ Hz的声音，叫做超声，把振动频率 _ 的声音，叫做次声。
5．声与信息：声音可以用于传递 。
示例：①声呐通过定向发射和接收 声波，探测潜艇、鱼群的位置和海洋的深度等；②医生用B型超声波诊断仪获得人体内部的图像信息，用于诊断；③利用 声定位系统可以确定火箭发射和着陆的位置；④使用声学仪器接收处理发生地震、风暴、核爆炸时的 声，可以确定这些活动发声的方位和强度。
6．声与能量：声音可以用于传递 。
示例：①利用 声清洗钟表、眼镜等仪器上的污垢；②医生利用 声振动除去人体内的结石。
知识点3　噪声的危害与控制
7．噪声。
(1)从物理学的角度讲，发声体做 振动时会发出噪声。乐音的波形规则，噪声的波形杂乱。
(2)从环境保护的角度讲，一切干扰人们 、 和 的声音，即对身心健康，特别是对听觉有损害的声音都是噪声。
8．噪声的控制：为了控制、减小噪声，采取的主要措施有 、 和 。
【点拨】噪声监测器只能显示噪声的大小，不能减弱噪声。
重点一　声音的利用
1．超声波在探伤、测厚、测距、医学诊断和成像等领域应用广泛。
2．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，也可以用来制造各种乳胶，颗粒极细，而且均匀。
3．次声波不容易衰减，不易被水和空气吸收，同时次声波的波长往往很长，因此能绕开某些大型障碍物发声衍射。
4．某些频率的次声波由于和人体器官的振动频率相近甚至相同，容易和人体器官产生共振，对人体有很强的伤害性。
【跟踪训练】 1.关于声音的利用，下列说法中正确的是(　)。
A．闻其声而知其人，主要是根据声音的响度来判断的
B.在开阔的田野上引吭高歌时，回声起到了增强原声的作用
C．利用超声波给金属工件探伤，说明声波可以传递能量
D．利用超声波粉碎人体内的结石，说明声波可以传递能量
重点二　噪声的控制
1．从物理学角度考虑，噪声是由物体无规则振动产生的；从环保的角度考虑，不管声音是优美动听，还是杂乱刺耳，只要对人们的生活和工作造成影响的，都可以称为噪声。噪声的大小用分贝(dB)来表示，由此确定的声级是以人能听到的声音为标准划分的，0 dB是人刚能听到的最微弱的声音。居民区、行政办公区及文化教育等场所的理想声音环境是白天不高于55 dB，夜间不高于45 dB。
2．要明确生活中是采用哪种途径减弱噪声的，例如：摩托车安装消声器，在声源处减弱——消声；高架道路两侧建起透明隔音墙，在传播过程中减弱——隔声；机场工作人员戴有耳罩的头盔，在人耳处减弱——隔声；录音室的墙面上装有吸声材料，在传播过程中减弱——吸声。
【跟踪训练】 2.某路段两旁安装了隔音墙，其目的是减小车辆行驶时产生的噪声对公路两旁居民的危害。其减小噪声危害主要是在下列哪个途径中实现的(　)。
A．防止噪声的产生
B．阻断噪声的传播
C．防止噪声进入耳朵
D．以上三种均是
基础巩固
1．我国古代宫廷中有一种叫“编钟”的乐器，能够演奏出各种悦耳动听的音乐，一组“编钟”包括很多形状相同而大小不同的钟，敲打时各自能发出不同的声音，这些声音(　)。
A.只能是响度不同
B．只能是音调不同
C．只能是音色不同
D．可以做到音调、响度都不同
2．在电影院里，为了更好地呈现影片的效果，人们往往在剧场的各个方位都装有大大小小的音箱，这样做的目的主要是(　)。
A．使观众听到的声音响一些
B．使电视院里各个座位上的观众都能听到声音
C．使观众听到的声音更清楚些
D．利用双耳效应，让观众感到声音来自四面八方，产生立体声的效果
3．如图所示是汽车利用超声波辅助倒车的情境，当汽车与障碍物相距较近时，汽车就会发出“嘀嘀嘀”的警报声。下列关于声波的说法中，正确的是(　)。
A．超声波的传播需要介质
B．“嘀嘀嘀”的警报声，就是超声波
C．超声波在空气中的传播速度为3×108 m/s
D．警报声对正在倒车的驾驶员来说是噪声
4．强地震产生的次声波会对人体造成严重损害，使人恶心、神经错乱，甚至五脏破裂。与人耳能听到的声音相比，次声波具有较小的(　)。
A．传播速度 B．传播能量
C．振动幅度 D．振动频率
5．声能够传递“信息”和“能量”。下面事例中，主要利用声传递“能量”的是(　)。
A．利用超声波给金属工件探伤
B．医生通过听诊器给病人诊病
C．通过声学仪器接收到的次声波等信息判断地震的方位和强度
D．利用超声波排除人体内的结石
6．下列减弱噪声的措施中，通过阻断噪声传播的是(　)。
A．如图甲，摩托车上安装消声器
B．如图乙，道路旁安装隔声板
C．如图丙，中考期间考场周边建筑工地停工
D．如图丁，小区内禁止鸣笛
能力达标
7．(2025·开平模拟)下列图片关于声波的利用不符合实际的是(　)。
　
　
8．(2025·中山三模)超声导盲手杖是一种科技助残设备，视障人士可利用该设备感知障碍物的方向、形状、距离和材质等信息。图中所示的超声导盲手杖，它可以发射超声波探测周围5 m内障碍物的情况，并处理成语言信号及时播放出来，达到“以听代视”的效果。下列说法正确的是(　)。
A．“以听代视”听到的是超声波信号
B．该导盲手杖利用了回声定位的原理
C．该导盲手杖需要碰触到物体才能发现障碍物
D.超声导盲手杖能帮助视障人士辨别障碍物的方向、形状、距离和材质等，利用的是声音传递能量
9．科学技术是一把双刃剑，它既可以造福人类，也可能带来不利影响。生产和生活中产生的噪声会影响人们的生活，但有些情况下我们也可以利用噪声。下列现象属于利用噪声的是(　)。
A．摩托车安装消声器
B．有的道路旁设置隔声板
C．工厂工人戴着防噪声耳罩
D．飞行员根据发动机轰鸣声判断其运转情况
素养提升
10．阅读短文，回答问题。
超声波指纹识别技术
现如今指纹识别Touch ID已经成为智能手机上的标配，随着黑科技——超声波指纹识别技术Sense ID的出现，屏下指纹的全面屏手机变得越来越普及。
传统的指纹识别原理是电容式信号感测，手指的微电场与电容传感器之间形成微电流，指纹嵴与峪(波峰与波谷)间会有高低电容差，这也是描绘指纹图像的基础。
超声波指纹技术是通过发射超声波扫描手指的指纹，并根据接收到的反射波分析得出指纹的信息，其优势在于超声波具有穿透材料的能力，能够穿透由玻璃、铝、不锈钢、蓝宝石或塑料制成的智能手机外壳进行扫描。此外，超声波扫描能够不受手指上可能存在的污物影响，例如汗水、护手霜等，从而提供一种更稳定、更精确的认证方法。另外，超声波能直接穿过皮肤表层，识别出传统指纹技术无法识别出的3D指纹特征，包括指纹脊线和汗毛孔等。这样能够产生细节丰富、难于仿制的指纹表面图。
(1)超声波指纹识别系统能置于手机内部，不占用手机外表面的位置，是因为超声波具有________________。
(2)在15 ℃的空气中，超声波传播的速度________________(选填“大于”“小于”或“等于”)次声波传播的速度。当超声波在传播中遇到障碍物时________(选填“会”或“不会”)有一部分被反射回来形成回声。
(3)超声波指纹识别系统利用了仿生学原理，它模仿了下列哪种生物？答：________(填字母)。
A．蝙蝠 B．猫
C．狗 D．大象
(4)超声波能够识别指纹是利用了超声波能够________________(选填“传递信息”或“传递能量”)。
(5)某次超声波指纹识别系统在发出超声波时，遇到手指上A、B、C、D、E五个位置，并测得回收信号的时间分别为0.30 ms、0.16 ms、0.30 ms、0.14 ms、0.30 ms，根据时间，求出手指与手机平面的距离，就可以绘制出指纹的大致形状，则该处指纹的大致形状如图中的 ________(填字母)。　　　　　　　　　　2.4　让声音为人类服务
学习目标
1．了解声音的知识在音乐和建筑方面的应用，了解超声和次声的应用。 2．了解噪声的来源和危害。 3．知道防治噪声的途径，增强环保意识。
知识点1　声音与音乐、建筑
1．回音壁是一道圆形围墙，墙面十分平滑，声音就可以多次反射形成多次回声。
2．三音石位于皇穹宇前，恰好位于圆形回音壁的圆心，人站在三音石上击掌一次所发出的声音经东、西配殿与回音壁墙面的反射，均能回到圆心，由于反射距离不同，所以能听到三次回声，故此石被称为三音石。
3．声源到人双耳的距离一般不同，这就造成了同一个声音传到人双耳的时间、强弱和其他特征会有微小的差别， 因此人们可以判断声源的方位，这就是“双耳效应”。
知识点2　声音的利用
4．超声和次声：人能听到的声音的频率范围是20～20_000 Hz，物理学中，把振动频率高于20_000 Hz的声音，叫做超声，把振动频率低于20_Hz的声音，叫做次声。
5．声与信息：声音可以用于传递信息。
示例：①声呐通过定向发射和接收超声波，探测潜艇、鱼群的位置和海洋的深度等；②医生用B型超声波诊断仪获得人体内部的图像信息，用于诊断；③利用次声定位系统可以确定火箭发射和着陆的位置；④使用声学仪器接收处理发生地震、风暴、核爆炸时的次声，可以确定这些活动发声的方位和强度。
6．声与能量：声音可以用于传递能量。
示例：①利用超声清洗钟表、眼镜等仪器上的污垢；②医生利用超声振动除去人体内的结石。
知识点3　噪声的危害与控制
7．噪声。
(1)从物理学的角度讲，发声体做无规则振动时会发出噪声。乐音的波形规则，噪声的波形杂乱。
(2)从环境保护的角度讲，一切干扰人们休息、学习和工作的声音，即对身心健康，特别是对听觉有损害的声音都是噪声。
8．噪声的控制：为了控制、减小噪声，采取的主要措施有消声、吸声和隔声。
【点拨】噪声监测器只能显示噪声的大小，不能减弱噪声。
重点一　声音的利用
1．超声波在探伤、测厚、测距、医学诊断和成像等领域应用广泛。
2．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，也可以用来制造各种乳胶，颗粒极细，而且均匀。
3．次声波不容易衰减，不易被水和空气吸收，同时次声波的波长往往很长，因此能绕开某些大型障碍物发声衍射。
4．某些频率的次声波由于和人体器官的振动频率相近甚至相同，容易和人体器官产生共振，对人体有很强的伤害性。
【跟踪训练】 1.关于声音的利用，下列说法中正确的是(　D　)。
A．闻其声而知其人，主要是根据声音的响度来判断的
B.在开阔的田野上引吭高歌时，回声起到了增强原声的作用
C．利用超声波给金属工件探伤，说明声波可以传递能量
D．利用超声波粉碎人体内的结石，说明声波可以传递能量
重点二　噪声的控制
1．从物理学角度考虑，噪声是由物体无规则振动产生的；从环保的角度考虑，不管声音是优美动听，还是杂乱刺耳，只要对人们的生活和工作造成影响的，都可以称为噪声。噪声的大小用分贝(dB)来表示，由此确定的声级是以人能听到的声音为标准划分的，0 dB是人刚能听到的最微弱的声音。居民区、行政办公区及文化教育等场所的理想声音环境是白天不高于55 dB，夜间不高于45 dB。
2．要明确生活中是采用哪种途径减弱噪声的，例如：摩托车安装消声器，在声源处减弱——消声；高架道路两侧建起透明隔音墙，在传播过程中减弱——隔声；机场工作人员戴有耳罩的头盔，在人耳处减弱——隔声；录音室的墙面上装有吸声材料，在传播过程中减弱——吸声。
【跟踪训练】 2.某路段两旁安装了隔音墙，其目的是减小车辆行驶时产生的噪声对公路两旁居民的危害。其减小噪声危害主要是在下列哪个途径中实现的(　B　)。
A．防止噪声的产生
B．阻断噪声的传播
C．防止噪声进入耳朵
D．以上三种均是
基础巩固
1．我国古代宫廷中有一种叫“编钟”的乐器，能够演奏出各种悦耳动听的音乐，一组“编钟”包括很多形状相同而大小不同的钟，敲打时各自能发出不同的声音，这些声音(　D　)。
A.只能是响度不同
B．只能是音调不同
C．只能是音色不同
D．可以做到音调、响度都不同
2．在电影院里，为了更好地呈现影片的效果，人们往往在剧场的各个方位都装有大大小小的音箱，这样做的目的主要是(　D　)。
A．使观众听到的声音响一些
B．使电视院里各个座位上的观众都能听到声音
C．使观众听到的声音更清楚些
D．利用双耳效应，让观众感到声音来自四面八方，产生立体声的效果
3．如图所示是汽车利用超声波辅助倒车的情境，当汽车与障碍物相距较近时，汽车就会发出“嘀嘀嘀”的警报声。下列关于声波的说法中，正确的是(　A　)。
A．超声波的传播需要介质
B．“嘀嘀嘀”的警报声，就是超声波
C．超声波在空气中的传播速度为3×108 m/s
D．警报声对正在倒车的驾驶员来说是噪声
4．强地震产生的次声波会对人体造成严重损害，使人恶心、神经错乱，甚至五脏破裂。与人耳能听到的声音相比，次声波具有较小的(　D　)。
A．传播速度 B．传播能量
C．振动幅度 D．振动频率
5．声能够传递“信息”和“能量”。下面事例中，主要利用声传递“能量”的是(　D　)。
A．利用超声波给金属工件探伤
B．医生通过听诊器给病人诊病
C．通过声学仪器接收到的次声波等信息判断地震的方位和强度
D．利用超声波排除人体内的结石
6．下列减弱噪声的措施中，通过阻断噪声传播的是(　B　)。
A．如图甲，摩托车上安装消声器
B．如图乙，道路旁安装隔声板
C．如图丙，中考期间考场周边建筑工地停工
D．如图丁，小区内禁止鸣笛
能力达标
7．(2025·开平模拟)下列图片关于声波的利用不符合实际的是(　C　)。
　
　
8．(2025·中山三模)超声导盲手杖是一种科技助残设备，视障人士可利用该设备感知障碍物的方向、形状、距离和材质等信息。图中所示的超声导盲手杖，它可以发射超声波探测周围5 m内障碍物的情况，并处理成语言信号及时播放出来，达到“以听代视”的效果。下列说法正确的是(　B　)。
A．“以听代视”听到的是超声波信号
B．该导盲手杖利用了回声定位的原理
C．该导盲手杖需要碰触到物体才能发现障碍物
D.超声导盲手杖能帮助视障人士辨别障碍物的方向、形状、距离和材质等，利用的是声音传递能量
9．科学技术是一把双刃剑，它既可以造福人类，也可能带来不利影响。生产和生活中产生的噪声会影响人们的生活，但有些情况下我们也可以利用噪声。下列现象属于利用噪声的是(　D　)。
A．摩托车安装消声器
B．有的道路旁设置隔声板
C．工厂工人戴着防噪声耳罩
D．飞行员根据发动机轰鸣声判断其运转情况
素养提升
10．阅读短文，回答问题。
超声波指纹识别技术
现如今指纹识别Touch ID已经成为智能手机上的标配，随着黑科技——超声波指纹识别技术Sense ID的出现，屏下指纹的全面屏手机变得越来越普及。
传统的指纹识别原理是电容式信号感测，手指的微电场与电容传感器之间形成微电流，指纹嵴与峪(波峰与波谷)间会有高低电容差，这也是描绘指纹图像的基础。
超声波指纹技术是通过发射超声波扫描手指的指纹，并根据接收到的反射波分析得出指纹的信息，其优势在于超声波具有穿透材料的能力，能够穿透由玻璃、铝、不锈钢、蓝宝石或塑料制成的智能手机外壳进行扫描。此外，超声波扫描能够不受手指上可能存在的污物影响，例如汗水、护手霜等，从而提供一种更稳定、更精确的认证方法。另外，超声波能直接穿过皮肤表层，识别出传统指纹技术无法识别出的3D指纹特征，包括指纹脊线和汗毛孔等。这样能够产生细节丰富、难于仿制的指纹表面图。
(1)超声波指纹识别系统能置于手机内部，不占用手机外表面的位置，是因为超声波具有________________。
(2)在15 ℃的空气中，超声波传播的速度________________(选填“大于”“小于”或“等于”)次声波传播的速度。当超声波在传播中遇到障碍物时________(选填“会”或“不会”)有一部分被反射回来形成回声。
(3)超声波指纹识别系统利用了仿生学原理，它模仿了下列哪种生物？答：________(填字母)。
A．蝙蝠 B．猫
C．狗 D．大象
(4)超声波能够识别指纹是利用了超声波能够________________(选填“传递信息”或“传递能量”)。
(5)某次超声波指纹识别系统在发出超声波时，遇到手指上A、B、C、D、E五个位置，并测得回收信号的时间分别为0.30 ms、0.16 ms、0.30 ms、0.14 ms、0.30 ms，根据时间，求出手指与手机平面的距离，就可以绘制出指纹的大致形状，则该处指纹的大致形状如图中的 ________(填字母)。
【答案】(1)较强的穿透能力　(2)等于　会　(3)A　(4)传递信息　(5)D

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