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1.4 人耳聽不到的聲音
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【知識梳理】
一、可聽聲波、超聲波和次聲波
1、可聽聲波：人耳能聽到的聲音叫作可聽聲波，它的頻率范圍通常為20--20 000 Hz；
2、超聲波：頻率高于20 000 Hz的聲音叫作超聲波；
3、次聲波：頻率低于20 Hz的聲音叫作次聲波。
二、超聲波的特點和應(yīng)用
特點：方向性好、穿透能力強、易于獲得較集中的聲能等。
1．人們根據(jù)超聲波方向性好、在水中傳播距離遠(yuǎn)等特點制成聲吶裝置，可以發(fā)現(xiàn)潛艇、魚群等水下目標(biāo)，并測出它們的位置，此外，利用聲吶裝置還可以測繪海底的地形。
2．超聲波能夠成像，例如，利用B型超聲波（簡稱B超），可觀察母體內(nèi)的胎兒。
3．超聲波能使清洗液產(chǎn)生劇烈振動，具有去污作用，據(jù)此，人們制成了超聲波清洗器。
4．超聲波還能使塑料膜發(fā)熱，從而將兩張塑料膜粘合在一起。常見的超聲波焊接器就是利用這一原理對塑料袋進行封口的。
三、次聲波的特點和應(yīng)用
1、特點：不易衰減，不易被水和空氣吸收，波長更長，因此能繞開障礙物，雖然我們聽不見，但它卻時刻存在我們身邊。
2、火箭發(fā)射、飛機飛行、車輛奔馳以及自然界中火山爆發(fā)、隕石墜落、地震、海嘯、臺風(fēng)、雷電等都會產(chǎn)生次聲波，次聲波能夠繞過障礙物傳得很遠(yuǎn)，而且無孔不入，地震、核爆炸、火箭發(fā)射所產(chǎn)生的次聲波能繞地球2--3周。
3、較強的次聲波會對人體造成嚴(yán)重?fù)p害，使人惡心、神經(jīng)錯亂，甚至五臟破裂，強度更大的次聲波還會對機器設(shè)備、建筑物等造成破壞。
4、應(yīng)用：預(yù)報地震、臺風(fēng)，或為監(jiān)測核爆炸提供依據(jù)。
四、聲音的應(yīng)用
1、傳遞信息：B超檢查身體、回聲測距與定位、人們根據(jù)蝙蝠超聲導(dǎo)航原理制成超聲雷達（聲吶）。
2、傳遞能量：傳聲過程實際就是傳遞能量的過程，如超聲波清洗器、超聲波擊碎人體內(nèi)的結(jié)石。
【典型例題】
1、關(guān)于聲波的下列說法中，正確的是（ ）
A．足夠強的超聲波才能被人聽見 B．超聲波比次聲波傳播速度快
C．人能聽到的聲波屬于可聽聲 D．次聲波是指頻率高于20000Hz的聲音
2、下列事例中利用超聲波傳遞信息的是（　　）
A．用超聲波電動牙刷刷牙 B．用超聲波給金屬工件探傷
C．用超聲波清洗眼鏡片 D．用超聲波除去人體內(nèi)的結(jié)石
3、下列事實中，應(yīng)用了次聲波的是（　　）
A．用聲納測量海底的深度 B．蝙蝠測定目標(biāo)的方向和距離
C．海豚判斷物體的位置和大小 D．用儀器監(jiān)聽海嘯
4、根據(jù)如圖中提供的小資料，判斷以下說法正確的是（ ）
A. 狗可以發(fā)出超聲波 B. 大象發(fā)出的都是次聲波
C. 大象和狗的“發(fā)聲頻率”沒有重疊區(qū)，所以狗的叫聲大象永遠(yuǎn)聽不到
D. 15Hz的聲音即使振幅足夠大，人耳依然是聽不到
5、超聲波具有____________、____________等特點，主要應(yīng)用于航海探測、醫(yī)療治療、金屬探傷等方面．
6、地震是一種常見的自然災(zāi)害，地震時產(chǎn)生的___________（超聲波/次聲波）對建筑物、人的平衡器官功能的破壞性很大，使人產(chǎn)生惡心、暈眩、旋轉(zhuǎn)感等癥狀，嚴(yán)重的會造成內(nèi)臟出血破裂，危及生命．由于它的破壞性大，并且它的頻率低于________Hz，人耳卻無法直接聽到，所以要盡量遠(yuǎn)離地震源．
7、某種昆蟲靠翅的_________發(fā)聲．若這種昆蟲的翅膀在2s內(nèi)振動了600次，人類_________聽到該頻率的聲音．（選填“能”或“不能”）
8、次聲波的特點是來源廣、傳播遠(yuǎn)、能夠繞過障礙物傳得很遠(yuǎn)．次聲的聲波頻率很低，一般均在20Hz以下，波長卻很長，傳播距離也很遠(yuǎn)．它比一般的聲波、光波和無線電波都要傳得遠(yuǎn)．例如，頻率低于1Hz的次聲波，可以傳到幾千以至上萬千米以外的地方．次聲波具有極強的穿透力，不僅可以穿透大氣、海水、土壤，而且還能穿透堅固的鋼筋水泥構(gòu)成的建筑物，甚至連坦克、軍艦、潛艇和飛機都不在話下．次聲波的傳播速度和可聞聲波相同，由于次聲波頻率很低．大氣對其吸收甚小，當(dāng)次聲波傳播幾千千米時，其吸收還不到萬分之幾，所以它傳播的距離較遠(yuǎn)，能傳到幾千米至十幾萬千米以外．1883年8月，南蘇門答臘島和爪哇島之間的克拉卡托火山爆發(fā)，產(chǎn)生的次聲波繞地球三圈，全長十多萬公里，歷時108小時．1961年，蘇聯(lián)在北極圈內(nèi)新地島進行核試驗激起的次聲波繞地球轉(zhuǎn)了5圈．7 000Hz的聲波用一張紙即可阻擋，而7Hz的次聲波可以穿透十幾米厚的鋼筋混凝土．許多災(zāi)害性現(xiàn)象如火山噴發(fā)在發(fā)生前可能會輻射出次聲波，因此有可能利用這些前兆現(xiàn)象預(yù)測災(zāi)害事件．地震或核爆炸所產(chǎn)生的次聲波可將岸上的房屋摧毀．次聲如果和周圍物體發(fā)生共振，能放出相當(dāng)大的能量．如圖4Hz～8Hz的次聲能在人的腹腔里產(chǎn)生共振，可使心臟出現(xiàn)強烈共振和肺壁受損．也可以用以摧毀特定目標(biāo)．
閱讀以上材料，回答下列問題：
（1）以下不屬于次聲波的特點的是_______。
A．頻率高 B．傳播遠(yuǎn) C．能夠繞過障礙物 D．穿透力強
（2）在海水中，能夠傳播的更遠(yuǎn)的是_______。
A．光波 B．超聲波 C．可聽聲波 D．次聲波
（3）可以利用次聲波監(jiān)測________________（寫出一種即可）．
（4）_______Hz的次聲能在人的腹腔里產(chǎn)生共振，可使心臟出現(xiàn)強烈共振和肺壁受損．
【課堂練習(xí)】
1、“最美人間四月天，蜜蜂蝴蝶舞蹁躚”，人能聽見的聲音的頻率范圍一般在20Hz至20000Hz之間．下面有關(guān)說法中正確的是（ ）
A. 蜜蜂在人身后飛，人可以聽見．蝴蝶在人身后飛，人聽不見
B. 蜜蜂在人身后飛，人可以聽見．蝴蝶在人身后飛，人也能聽見
C. 2Hz至10Hz的次聲，只要振幅足夠大，人耳就能聽見
D. 聲音不需要介質(zhì)在真空中也能傳播
2、醫(yī)用“B”超機是利用超聲波來診斷病情的，但人們聽不到它發(fā)出的聲音，這是因為（ ）
A. 它的響度太小 B. 它的頻率小于人能聽到的聲音頻率
C. 它的響度太大 D. 它的頻率大于人能聽到的聲音頻率
3、有一種電子牙刷（如圖所示），它能發(fā)出超聲波，直達牙刷棕毛刷不到的
地方，這樣刷牙既干凈又舒服．關(guān)于電子牙刷，正確的說法是（ ）
A. 刷牙時，人聽不到超聲波，是因為超聲波不能在空氣中傳播
B. 超聲波的音調(diào)很低，所以人聽不到
C. 超聲波不是由物體振動產(chǎn)生的
D. 超聲波能傳遞能量
4、同學(xué)們在科普節(jié)目上了解到，遇到地震時，被困在廢墟中的遇險者通過敲
擊周圍的固體向外求救，這種做法主要是利用了（　　）
A．聲音能夠傳遞能量 B．聲音能夠傳遞信息，且固體傳聲的效果比空氣好
C．敲擊固體發(fā)出的聲音響度更大 D．敲擊固體發(fā)出的超聲波使人聽得更清楚
5、野牛大象群也有自己的“語言”，研究人員錄下了象群“語言”交流時發(fā)出的聲音，發(fā)現(xiàn)以2倍速度快速播放錄音時，人耳可聽到比正常播放時更多的聲音，播放速度為原來2倍時，聲波的頻率是正常播放時的2倍；下列說法正確的是（　　）
A．2倍速度快速播放錄音時，聲音的響度變大
B．2倍速度快速播放錄音時，聲波傳播的速度變大
C．正常播放時聽不到更多的聲音是因為大象的部分“語言”是超聲波
D．能聽到更多聲音的原因是聲音的音調(diào)變高了
6、如果我們看見物體振動，卻聽不到聲音，下列分析的原因不可能的是（　　）
A. 發(fā)聲體的振幅太小 B. 發(fā)聲體振動太慢
C. 發(fā)聲體離我們太遠(yuǎn) D. 此時空氣不能傳播聲音
7、
醫(yī)生利用超聲波對病人進行體檢說明超聲波能夠____________，也可以利用超聲波除去人體內(nèi)的結(jié)石，說明超聲波具有__________。蝙蝠通常只在夜間出來活動、覓食，它在飛行時會發(fā)生_________，根據(jù)回聲到來的方位和時間、確定目標(biāo)的位置，科學(xué)家利用這個原理發(fā)明了________ 系統(tǒng)．
8、汽車倒車?yán)走_由揮頭、處理器、蜂鳴器等部件組成．探頭一般采用40kHZ、48kHZ、58kHZ的聲波，該聲波屬于___________（選填：超聲波、次聲波或可聽聲）．當(dāng)探頭發(fā)出的聲波碰到障礙物后反射回來總共用了0.01s，則處理器能算出此時車尾到障礙物的距離為_______m．此時蜂鳴器發(fā)出短促的警報聲，提醒司機小心駕駛，聲音此時給司機傳遞了_______（選填“信息”或“能量”）．
9、一只蝴蝶10s內(nèi)振翅60次，它振翅的頻率為_______Hz，這樣的頻率在下面表格中_________的聽覺范圍內(nèi)．
10、傳統(tǒng)指紋識別TouchID已成為智能手機的標(biāo)配。隨著黑科技超聲波指紋識別技術(shù)SenseID的出現(xiàn)，屏下指紋的全面屏手機變得越來越普及。與傳統(tǒng)指紋識別不同，超聲波指紋識別技術(shù)是通過發(fā)射超聲波掃描緊貼屏幕的指紋，并根據(jù)接收到的反射超聲波分析得出指紋的信息，進行比對解鎖。超聲波是頻率超過人類聽覺上限的聲波，具有較強的穿透能力，能夠穿透玻璃、鋁、不銹鋼、藍寶石或塑料等。此外，超聲波掃描能夠不受手指上可能存在的污物影響，例如汗水、護手霜或凝露等，從而提供一種更穩(wěn)定、更精確的認(rèn)證方式。
(1)超聲波_______（選填“能”或“不能”）在真空中傳播；
(2)SenseID系統(tǒng)利用了仿生學(xué)原理，它模仿了下列哪個選項的生物______；
A．蝙蝠 B．蜘蛛 C．青蛙 D．貓
(3)SenseID是利用了超聲波傳遞__________（選填“信息”或“能量”）的特性；
(4)SenseID系統(tǒng)向手指上若干個位置發(fā)射超聲波，檢測到被手指反射的信號時所需的時間隨位置的變化情況如圖1所示，由圖可知這些位置指紋的大致形狀，圖2選項最符合的是_______。
11、 300多年前，意大利的科學(xué)家做了這樣一個實驗：在房間里掛了許多鈴鐺，然后讓蝙蝠在房間內(nèi)自由飛行．第一次沒有對蝙蝠做任何限制，鈴鐺未響；第二次蒙住蝙蝠的眼睛，鈴鐺也未響；第三次塞住蝙蝠的耳朵，房間內(nèi)的鈴鐺響了．
（1）下列問題不是該實驗所研究的是_______；
A．蝙蝠飛行靠什么躲避障礙物的 B．眼睛對蝙蝠的飛行是否起到作用
C．耳朵對蝙蝠的飛行是否起到作用 D．鈴鐺是怎樣發(fā)聲的
（2）人們對蝙蝠這種高超的飛行本領(lǐng)提出了如下四種猜想，你認(rèn)為科學(xué)家的實驗支持了哪種猜想______；
A．蝙蝠的視力特別好 B．蝙蝠對空間的狀況有極強的記憶力
C．蝙蝠能發(fā)射并接收超聲波 D．蝙蝠的嗅覺系統(tǒng)特別靈敏，憑嗅覺可以判斷前方有無障礙物
【典型例題】
1、C；2、B；3、D；4、D；5、方向性好；穿透力強；
6、次聲波；20；7、振動；能；8、A；D；火山噴發(fā)；4--8；
【課堂練習(xí)】
1、A；2、D；3、D；4、B；5、D；6、D；
7、傳遞信息；能量；超聲波；聲吶；8、超聲波；1.7；信息；9、6；大象；
10、不能；A；信息；A；11、D；C；

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