资源简介

3.4　声的应用
基础提质
1.【跨学科实践·工程实践】(2026江苏无锡滨湖期中)天坛的回音壁是我国古代工匠建造的具有奇特声学效果的回声建筑。如图,两人分别站在东西围墙边,甲轻声说话,乙能清楚地听到对方的声音,下列说法中正确的是（ ）
A.回声说明声音的传播不需要时间
B.回音壁的表面越粗糙,乙听到的声音越清晰
C.两人是借助墙壁对声音的反射实现对话
D.甲的声音主要通过墙壁传播到乙的耳中
2.【情境素材·教材变式】15 ℃时声音在空气中的传播速度约为________m/s。回声到达人耳比原声晚________s以上,人耳才能把回声和原声区分开,要能区别自己的喊声和回声,站在峭壁前的人至少要离峭壁________m。
3.(2025河北石家庄期中)如图是一款变频超声驱蚊器,该驱蚊器通过发出不同的声,干扰蚊子的行为,从而达到驱蚊的效果,对于该驱蚊器的使用分析正确的是（ ）
A.该驱蚊器可以在真空环境使用
B.该驱蚊器发出的声不在人耳的听觉频率范围内
C.该驱蚊器调至频率最高挡时,声源振幅会增大
D.该驱蚊器发声时,离驱蚊器的距离越远,声的传播速度越小
4.【核心素养·物理观念】(2025四川南充中考)如图所示是象群迁移时的情境,它们之间是利用______声交流,这是利用声传递_______。
5.【情境素材·国防教育】如图为094型核潜艇,它是我国国防力量的重要组成部分。它在水下航行时通过声呐系统发出的超声感知附近海域的情况。下列说法正确的是（ ）
A.超声不是由物体的振动产生的
B.超声的传播不需要介质
C.发出超声感知附近海域情况是利用超声传递信息
D.核潜艇上的舰员能够听见超声
6.(2026河北保定十三中期中)某品牌新能源汽车配备自动泊车系统,其原理是通过车身周围的超声传感器发射超声,根据反射信号判断周边障碍物的距离。下列相关说法正确的是（ ）
A.超声传感器利用了声传递能量
B.自动泊车系统的提示音"嘀嘀"声属于超声
C.超声在空气中的传播速度大于次声在空气中的传播速度
D.该系统与蝙蝠飞行的定位原理相同
能力提升
7.【跨学科实践·日常生活】(2026山东郓城期中,★☆☆)某款导航APP,在语音播报设置上,用户可从系统中众多演员的个性语音包中进行选择。用户更换语音包能变更声音的（ ）
A.响度　　B.音色　　C.音调　　D.频率
8.【情境素材·科技成就】(★★☆)中国汽车制造商正将某AI(人工智能)功能引入旗下车型,该AI功能主要体现在车载语音助手的智能化水平上。汽车领域广泛利用AI语音助手实现"人与车"全场景自然交互,下列说法正确的是（ ）
A.AI语音助手发出的声音不是振动产生的
B.减小声音音量实质是降低音调
C.人们能分辨出车载音乐中不同乐器的声音,依据的是声音的音色
D.AI语音助手能根据用户语音指令完成指定操作,说明声音可以传递能量
9.(2025山东日照中考,★★☆)人工智能为日常生活带来美好体验。当人对智能车机播放系统说"请将歌声调大",车机播放系统将改变声音的_______(选填"音调""响度"或"音色"),这种人机交互说明了声音能够传递_______(选填"信息"或"能量")。
10.(2025山东威海临港期中,★★☆)如图是电动牙刷,它利用_______(选填"超声"或"次声")来传递_______(选填"信息"或"能量"),直达牙刷棕毛刷不到的地方,这样刷牙既干净又舒服。
素养提优
11.【核心素养·科学思维】(2026山东单县月考)学习物理要学会利用书籍的信息进行反思,并从中获取新的信息。
(1)关于声传播的速度,课本上是这样描述的:"常温(15 ℃)下空气中的声速约为340 m/s。"从描述中我们可以得到:声的传播速度与_______和介质有关,一般在_______(选填"固体""液体"或"气体")中传播得最慢。
(2)声呐能够向水中发射声(频率大多在10 kHz~30 kHz之间),遇到障碍物,就会被反射回来,反射回来的声被声呐接收,根据声信号的往返时间就可以确定目标的距离。声呐发出的声碰到的目标如果是运动的,反射回来的声的音调就会有所变化,如果回声的音调变高,说明目标正向声呐靠近;如果回声的音调变低,说明目标正在远离声呐。
①人耳能够听到声呐发出的声的频率范围是________kHz到________kHz;狗______(选填"能"或"不能")听到次声。
②停在海水中的潜艇A继续监视潜艇B,接收到经潜艇B反射回来的声的频率是变高的,说明潜艇B正在_______(选填"远离"或"靠近")潜艇A。
③运用声呐系统向海底发射超声可以探测海洋深度,用声呐在某处海平面上垂直向海底发射超声,若经过4 s接收到来自海底的回声信号,则该处的海深为________m(海水中的声速是1 500 m/s)。超声声呐_______(选填"能"或"不能")用于太空测距(比如地球与月球的距离)。
(3)雪花落入水中也会发出声,声频率在50 000 Hz到2×10 Hz之间,高于人们能听见的声频率。但是,海里的鲸鱼就能听到雪花落水所产生的声音,并且这些声音会令鲸鱼异常烦躁。从鲸鱼的角度看雪花落水发出的声音______(选填"是"或"不是")噪声。
参考答案与解析
1. C。　解析：回声是声音遇到障碍物反射回来的现象,这个过程需要时间,故A错误。粗糙的表面会散射声音,使得声音的能量分散,会使声音变得模糊,故B错误。天坛的回音壁设计巧妙,墙壁能够有效地反射声音,使得站在东、西围墙边的人即使轻声说话也能被对方清楚地听到,故C正确。声音主要是在空气中传播,而不是在墙壁中传播,墙壁的作用是反射声音,故D错误。
2. 340;0.1;17。　解析：15 ℃时声音在空气中的传播速度约为340 m/s;回声到达人耳比原声晚0.1 s以上,人耳才能把回声和原声分开;要想把自己的喊声和峭壁反射回来的声音区分开,声音来回传播需用时至少0.1 s,则喊声从发出到传播至峭壁需用时间 t= s=0.05 s,人至少要离峭壁的距离 s=vt=340 m/s×0.05 s=17 m。
3. B。　解析：由题意可知,驱蚊器通过发出不同的声,干扰蚊子的行为,由于真空不能传声,所以该驱蚊器不可以在真空环境使用,故A错误;该驱蚊器是超声驱蚊器,人耳无法听到超声,故B正确;该驱蚊器调至频率最高挡时,音调升高,振幅不会增大,故C错误;声音的传播速度与距离声源的远近无关,故D错误。
【方法归纳】(1)声的传播需要介质,真空不能传声;(2)超声是指频率高于20 000 Hz的声,次声是指频率低于20 Hz的声,人耳无法听到超声和次声;(3)音调与频率有关,频率越大,音调越高;(4)声的传播速度与介质的种类和温度有关。
4. 次;信息。　解析：象群迁移时,它们之间是利用次声交流,这是利用声传递信息。
【方法归纳】次声是一种频率低于人的听觉频率范围的声。次声的频率范围大致为10 Hz~20 Hz。一些伴随次声产生的现象有火山爆发、龙卷风、雷暴、台风。
5. C。　解析：超声是由物体的振动产生的,故A错误;超声的传播需要介质,故B错误;发出超声感知附近海域情况是利用超声传递信息,故C正确;超声的振动频率高于20 000 Hz,不在人耳的听觉频率范围内,所以核潜艇上的舰员不能听见超声,故D错误。
6. D。　解析：超声传感器利用了声传递信息,故A错误;自动泊车系统的提示音"嘀嘀"声属于可听声,不是超声,故B错误;超声和次声在空气中的传播速度相同,声速只与介质和温度有关,与声的频率无关,故C错误;该自动泊车系统通过超声传感器发射和接收超声来判断周边障碍物的距离,与蝙蝠飞行的定位原理相同,故D正确。
7. B。　解析：不同人说话时的音色不同,用户可从中选择喜欢的演员作为导航播报员,这是利用软件模拟了这些人发声的音色,故B正确。
8. C。　解析：声是由物体振动产生的,AI语音助手发出的声音是振动产生的,故A错误;减小声音音量实质是降低响度,故B错误;人们能分辨出车载音乐中不同乐器的声音,依据的是声音的音色,故C正确;根据用户语音指令完成指定操作,说明声音可以传递信息,故D错误。
9. 响度;信息。　解析：当人对智能车机播放系统说"请将歌声调大",因为"调大"通常指的是声音的强弱,所以车机播放系统将改变声音的响度;通过声音指示车机播放系统完成相应操作,说明了声音能够传递信息。
10. 超声;能量。　解析：超声频率高,具有方向性好、穿透能力强、易于获得较集中的声能等特点,电动牙刷需要较强的能量来清洁牙齿,所以利用的是超声。电动牙刷利用声直达牙刷棕毛刷不到的地方清洁牙齿,改变污垢的状态,传递的是能量。
11. (1)温度;气体;(2)①10;20;能;②靠近;③3 000;不能;(3)是。
解析：(1)声传播的速度与温度和介质有关。一般情况下,声在固体中传播得最快,其次是液体,在气体中传播得最慢。(2)①人耳的听觉频率范围是20 Hz~20 000 Hz,而声呐向水中发射声的频率大多在10 kHz~30 kHz之间,所以人耳能够听到声呐发出的声的频率范围是10 kHz到20 kHz;狗的听觉频率范围是15 Hz~50 000 Hz,所以狗能听到次声。②潜艇A接收到经潜艇B反射回来的声的频率变高了,说明潜艇B正在靠近潜艇A。③已知超声从海面到海底再返回海面的总时间为4 s,那么超声从海面到海底所用的时间 t=2 s,海水中的声速是1 500 m/s,则该处海水的深度 s=vt=1 500 m/s×2 s=3 000 m;超声不能在真空中传播,所以不能用于太空测距。(3)雪花落水所产生的声音会令鲸鱼异常烦躁,说明这种声音对鲸鱼来说属于噪声。

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