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第三章　声现象　·　3.4　声波的应用　同步分层练习
3.4　声波的应用　同步分层练习
北师大版（2024）八年级物理上册　第三章　声现象
班级：__________　姓名：__________　得分：__________
考查范围：①声波传递信息与传递能量；②超声波的特点及其信息类、能量类应用；③次声波的产生、特点与应用；④回声测距的简单计算。
温馨提示：本卷共 18 题，满分 100 分，建议用时 40 分钟。声音在空气中的传播速度取 340 m/s，在海水中取 1500 m/s。
【A 层 · 基础达标】（共 40 分）
一、声波传递信息与传递能量
1．（2025·四川宜宾中考改编）声在生活中有着广泛的应用，下列主要利用声波传递能量的是（　　）
A．利用强超声波对金刚石等坚硬物品钻孔
B．用声呐探测海底的深度
C．用“B超”检查身体的内部器官
D．通过接收到的次声波判断地震的方位和强度
2．下列事例中，属于利用声传递信息的是（　　）
A．利用超声波排除人体内的结石
B．医生用听诊器给病人诊断病情
C．用超声波清洗眼镜上的污垢
D．用超声波加湿器将水打散成白雾
3．（2025—2026学年·宁夏固原·期中）在学校组织的地震疏散演练中，随着警报声响起，各班学生在老师组织下迅速躲到桌下、墙角三角区域做好避震准备。这个场景说明（　　）
A．警报声能传递信息
B．警报声能传递能量
C．警报声的传播不需要介质
D．警报声不振动就能产生
二、超声波的特点及其信息类应用
4．声呐是利用超声波具有__________、在水中传播距离远等特点制成的。利用声呐系统可以探测海底深度、海中暗礁，还可以探测鱼群和潜艇的位置。
5．（2025—2026学年·辽宁本溪·期末）工程师利用“超声波检测仪”检查大桥桥墩内部是否有裂缝。他将设备紧贴桥墩表面发射超声波，声波遇到内部裂缝时会反射回来被设备接收。关于此技术，下列说法正确的是（　　）
A．超声波可以在真空中传播
B．超声波可以被人耳听到
C．这一过程是利用声传递信息
D．超声波在桥墩中传播的速度和在空气中传播的速度相同
6．蝙蝠在夜间飞行时不会撞到障碍物，并能准确发现昆虫。如图所示，它靠发出__________（选填“超声波”或“次声波”），利用回声定位来确定目标的位置。若蝙蝠发出声波后经过 0.02 s 接收到回声，则障碍物到蝙蝠的距离约为__________m。
图1　蝙蝠利用超声波回声定位
三、超声波的能量类应用
7．如图所示，把眼镜放入超声波清洗机的清洗液中，超声波穿过液体引起剧烈振动，使眼镜上的污垢脱落，这说明超声波可以传递__________。
图2　超声波清洗眼镜
8．下列现象中，属于利用声波传递能量的是（　　）
A．用超声波清洗钟表等精密机械
B．用“B超”检查人体内部器官
C．蝙蝠利用超声波发现昆虫
D．用声呐探测鱼群的位置
四、次声波
9．地震、火山喷发、台风等自然灾害发生时，往往伴随有__________（选填“超声波”或“次声波”）产生。地震监测站利用灵敏的声学仪器接收这种声波，从而确定地震发生的方位和强度，说明声波可以传递__________。
10．（多选）关于超声波和次声波，下列说法正确的是（　　）
A．超声波和次声波都是声波，都是由物体振动产生的
B．超声波和次声波的传播都不需要介质
C．次声波在空气中的传播速度比超声波小
D．人耳听不到超声波和次声波，是因为它们的频率不在人的听觉频率范围内
【B 层 · 能力提升】（共 40 分）
11．（6分）在海上测量时，测量船利用船底的声呐竖直向海底发射超声波来探测海底深度，超声波在海水中传播的速度为 1500 m/s。
（1）若声呐发出超声波后经过 4 s 接收到回声，求此处海底的深度。
（2）测量船航行到另一位置，用声呐测得该处海底的深度为 600 m，求声呐从发出超声波到接收到回声需要的时间。
图3　利用超声波探测海底深度
12．（6分）（2025—2026学年·湖南长沙·期末）剧院及音乐厅的四周墙壁常做成凹凸不平、像蜂窝一样的形状，同时悬挂呢绒帘幕。这样做主要是为了（　　）
A．减弱声波的反射，避免嘈杂的回声
B．增强声波的反射，使声音更响亮
C．提高声音的音调
D．装饰、美观
13．（6分）下列关于声波应用的说法中，正确的是（　　）
A．利用声呐可以测量地球到月球之间的距离
B．用超声波碎除人体内的结石，是利用声波传递信息
C．用“B超”检查身体，是利用声波传递信息
D．次声波不能传递能量
14．（6分）科技改变生活。某品牌手机采用屏下指纹识别技术：屏幕下方的传感器发出超声波，超声波遇到手指上凹凸不平的指纹后反射回来被传感器接收，从而获取指纹图像信息。这说明超声波可以传递__________；某新型防盗门采用声纹识别技术识别主人身份，这是利用了不同人发出声音的__________不同。
15．（6分）小明想探究声波能否传递能量。他找来一个去掉瓶底的饮料瓶，在瓶口蒙上橡皮膜并用橡皮筋扎紧，对着点燃的蜡烛火焰敲击橡皮膜。
（1）观察到烛焰晃动，说明声波可以传递__________。
（2）为了使实验现象更明显，可以采取的措施是__________（写出一种即可）。
（3）请再举出一个生活中利用声波传递能量的实例：__________。
16．（10分）阅读短文，回答问题。
　　超声波的频率高于 20000 Hz，具有方向性好、穿透能力强、能量集中等特点。人们利用超声波制成了声呐、B超机、超声波探伤仪、倒车雷达等设备，用于探测距离、检查身体、检测金属内部的裂纹；也利用超声波制成了超声清洗机、超声碎石器、超声加湿器等设备，用于清洗污垢、击碎结石、打散水雾。
（1）根据短文，超声波具有的特性有__________（写出一点即可）。
（2）利用“B超”检查身体，是利用声波传递__________；利用超声波击碎人体内的结石，是利用声波传递__________。
（3）下列设备中，利用超声波传递信息的是__________（填字母）。
A．超声清洗机　　 B．倒车雷达　 　C．超声加湿器 　　D．超声碎石器
【C 层 · 拓展培优】（共 20 分）
17．（10分）一艘测量船在某海域进行海底地形测绘，船底的声呐竖直向海底发射超声波，超声波在海水中传播的速度为 1500 m/s。
（1）若声呐发出超声波后经过 1.2 s 接收到回声，求此处海底的深度。
（2）测绘中发现某处海底的深度为 1200 m，求声呐从发出超声波到接收到回声所用的时间。
（3）在第一问与第二问两处之间，测量船以 5 m/s 的速度匀速直线航行，用时 90 s，求两处之间的距离。
18．（10分）请设计一个实验，证明“声波可以传递能量”。要求写出：
（1）实验器材；
（2）实验步骤；
（3）观察到的现象和由此得出的结论。
参考答案与解析
【A 层】
1．【答案】A
【解析】A项：超声波携带能量作用于金刚石，使坚硬物品被钻孔，是声波传递能量，符合题意。B项：声呐发出超声波、接收回声来探测海底深度，是获取信息，属于传递信息。C项：“B超”通过接收体内反射回来的超声波形成图像，据此判断身体状况，属于传递信息。D项：接收次声波并判断地震的方位和强度，是获取信息，属于传递信息。故选A。
2．【答案】B
【解析】A、C、D三项中，超声波都是通过自身的振动去击碎结石、清洗污垢、打散水雾，改变了他物的状态，属于传递能量；B项用听诊器听患者体内发出的声音来诊断病情，是获取信息，属于传递信息。故选B。
3．【答案】A
【解析】警报声提醒同学们迅速避震，传递了“需要疏散避震”的信息，属于声波传递信息，A正确。题干中没有体现声波引起物体状态改变，B错误。声的传播需要介质，警报声靠空气传播，C错误。一切发声的物体都在振动，警报声也是由物体振动产生的，D错误。故选A。
4．【答案】方向性好
【解析】超声波具有方向性好、穿透能力强、能量集中等特点，声呐正是利用超声波方向性好、在水中传播距离远的特点制成的，可用来探测海底深度、海中暗礁以及鱼群、潜艇的位置。
5．【答案】C
【解析】A项：声的传播需要介质，真空不能传声，超声波属于声波，不能在真空中传播，错误。B项：超声波的频率高于 20000 Hz，超出人耳的听觉频率范围（20 Hz～20000 Hz），人耳听不到，错误。C项：利用反射回来的超声波判断桥墩内部有无裂缝，是获取信息，属于声传递信息，正确。D项：声速与介质的种类有关，一般情况下固体中声速大于空气中声速，超声波在桥墩（固体）中传播比在空气中快，错误。故选C。
6．【答案】超声波；3.4
【解析】蝙蝠发出的是超声波，通过回声定位确定目标的位置。超声波从蝙蝠到障碍物再返回，经过的路程是该距离的 2 倍，故障碍物到蝙蝠的距离 s = vt = × 340 m/s × 0.02 s = 3.4 m。
7．【答案】能量
【解析】超声波穿过清洗液时引起液体的剧烈振动，把眼镜上的污垢振动下来，说明超声波可以传递能量（正是利用了超声波能量集中的特点）。
8．【答案】A
【解析】A项：超声波清洗钟表等精密机械，是利用超声波的高频振动把污垢振落，属于利用声波传递能量，符合题意。B、C、D三项都是通过声波获取目标的位置或内部情况，属于利用声波传递信息，不符合题意。故选A。
9．【答案】次声波；信息
【解析】地震、火山喷发、台风、海啸等自然灾害发生时，都会伴随产生次声波。次声波频率低于 20 Hz，人耳听不到，但地震监测站的灵敏仪器能接收到它，并据此判断地震发生的方位和强度，说明声波可以传递信息。
10．【答案】AD
【解析】A项：超声波、次声波与可听声一样，都是由物体的振动产生的声波，只是频率不在人耳的听觉范围内，正确。B项：一切声波的传播都需要介质，真空不能传声，错误。C项：在同一种介质中，超声波与次声波的传播速度相同，错误。D项：人耳的听觉频率范围是 20 Hz～20000 Hz，超声波频率高于 20000 Hz、次声波频率低于 20 Hz，都不在听觉范围内，所以人耳听不到，正确。故选AD。
【B 层】
11．【答案】（1）3000 m　（2）0.8 s
【解析】（1）超声波从声呐到海底再返回，经过的总时间 t = 4 s，是由该处海底深度决定的往返时间，单程时间 t单 = × 4 s = 2 s。由 v = s/t 可得，此处海底的深度 s = vt = × 1500 m/s × 4 s = 3000 m。（2）声波往返的总路程为 2s，由 v = s/t 可得，声呐从发出超声波到接收到回声所需的时间 t = 2s/v = 2 × 600 m ÷ 1500 m/s = 0.8 s。
　　【点评】回声测距问题中，声波往返的路程是所求距离的 2 倍，切忌把测得的总时间直接乘以声速当作单程距离。
12．【答案】A
【解析】声音传到凹凸不平的墙壁上时，会被反射到各个方向或被多次反射而被吸收，这样能减弱声波的反射、避免嘈杂的回声，从而保证较好的听觉效果，A正确、B错误。这种做法不会改变声音的音调，也不是单纯为了装饰美观，C、D错误。故选A。
13．【答案】C
【解析】A项：月球与地球之间为真空，声音不能在真空中传播，声呐无法测量地球到月球的距离，错误。B项：用超声波碎除结石，是利用超声波的能量把结石击碎，属于传递能量，错误。C项：“B超”通过接收体内反射回来的超声波获取器官的图像信息，属于利用声波传递信息，正确。D项：次声波同样可以传递能量（如次声武器），错误。故选C。
14．【答案】信息；音色
【解析】超声波遇到指纹后反射回来，传感器接收后获取指纹的图像信息，说明超声波可以传递信息；不同的人发声体的材料和结构不同，发出声音的音色不同，声纹识别技术就是利用音色这一特性来识别主人身份的。
15．【答案】（1）能量　（2）增大敲击橡皮膜的力度（或让瓶口靠近烛焰）　（3）用超声波清洗眼镜（或利用超声波碎除人体内的结石、用超声波加湿器等）
【解析】（1）敲击橡皮膜使其振动发声，声波传到烛焰处使烛焰晃动，说明声波可以传递能量。（2）声波传递能量的多少与声波的振幅（响度）和传播距离有关，增大敲击的力度可使橡皮膜振动幅度增大，或让瓶口靠近烛焰减小传播距离，都能使现象更明显。（3）凡是利用声波的能量改变他物状态的应用均可，如超声波清洗眼镜、超声波碎除结石、超声波加湿器等。
16．【答案】（1）方向性好（或穿透能力强、能量集中）　（2）信息；能量　（3）B
【解析】（1）由短文可知，超声波具有方向性好、穿透能力强、能量集中等特点，任答一点即可。（2）“B超”通过超声波反射成像获取体内器官的信息，属于传递信息；超声波击碎结石是利用超声波的能量改变结石的状态，属于传递能量。（3）倒车雷达通过发射超声波、接收回声来判断障碍物的距离，属于传递信息，故选B；超声清洗机、超声加湿器、超声碎石器都是利用声波的能量，属于传递能量。
【C 层】
17．【答案】（1）900 m　（2）1.6 s　（3）450 m
【解析】（1）声波从声呐到海底再返回共用时 1.2 s，由 s = vt 可得，此处海底的深度 s = × 1500 m/s × 1.2 s = 900 m。（2）已知海底深度 s = 1200 m，声波往返的总路程为 2s ，由 v = s/t 可得，所用时间 t = 2s /v = 2 × 1200 m ÷ 1500 m/s = 1.6 s。（3）测量船匀速直线航行，由 v = s/t 可得，两处之间的距离 s = v船t = 5 m/s × 90 s = 450 m。
18．【答案】答案见解析（合理即可）
【解析】（1）实验器材：一个去掉瓶底的饮料瓶、橡皮膜、橡皮筋、点燃的蜡烛（或用音箱、蜡烛）。
　　（2）实验步骤：①把橡皮膜蒙在去底饮料瓶的瓶口，用橡皮筋扎紧；②将点燃的蜡烛放在瓶口前方合适位置；③用手敲击橡皮膜，观察烛焰的变化。
　　（3）现象与结论：敲击橡皮膜时，可以看到烛焰晃动，说明橡皮膜振动产生的声波把能量传递给了烛焰，即声波可以传递能量。
　　【评分提示】器材选择合理、步骤清晰、现象与结论对应正确即可得分；若用音箱代替敲击橡皮膜，或将烛焰放在音箱前播放音乐，同样正确。
评分标准参考
一、分值分布：A 层 40 分（第 1～10 题，每题 4 分）；B 层 40 分（第 11～14 题每题 6 分，第 15 题 6 分，第 16 题 10 分）；C 层 20 分（第 17、18 题各 10 分）。
二、选择题与填空题按标准答案判分，答案唯一。多选第 10 题漏选得 2 分，错选不得分。
三、计算题（第 11、17 题）分步给分：写出正确的关系式 s = vt（或 v = s/t）得 2 分；代入数据正确得 2 分；结果正确并带单位得 2 分；缺少单位或单位错误的，每小题扣 1 分。
四、实验与开放性试题（第 15、18 题）言之有理即可给分，重点考查实验设计的合理性与结论表述的准确性。
五、等级参考：85 分及以上为优秀，70～84 分为良好，60～69 分为合格，60 分以下为待提高。
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