第二章 · 第三节
声的利用
声音传递信息 · 声音传递能量 · 超声波与次声波

📖 知识点学习

🎯 学习目标

  • 了解声音可以传递信息和能量
  • 知道回声定位、声呐、B超等信息传递应用
  • 知道超声波清洗、超声波碎石等能量传递应用
  • 了解超声波和次声波的特点及应用
知识点一:声音传递信息
📡 声音传递信息
声音可以传递信息。我们通过声音可以了解发声体的种类、状态、位置等信息。
人类和动物利用声音来获取外界信息。
💡 声音传递信息的实例
  • 回声定位:蝙蝠发出超声波,根据回声确定昆虫的位置和距离
  • 声呐:舰船利用声呐探测海底深度、鱼群位置和敌方潜艇
  • B超:医生用超声波获得人体内部器官的图像,诊断疾病
  • 听诊器:医生通过声音了解心肺状况
知识点二:声音传递能量
⚡ 声音传递能量
声音不仅可以传递信息,还可以传递能量
超声波具有能量大、方向性好的特点,常被用来传递能量。
💡 声音传递能量的实例
  • 超声波清洗:利用超声波在液体中产生强烈振动,清洗精密零件
  • 超声波碎石:用超声波击碎人体内的结石,免于手术
  • 超声波除尘:利用超声波的能量去除物体表面的灰尘
知识点三:超声波与次声波
🦇 超声波
频率高于 20000Hz 的声音叫做超声波。
超声波的特点:方向性好、穿透力强、易于获得较集中的能量
🌊 次声波
频率低于 20Hz 的声音叫做次声波。
次声波的特点:传播距离远、穿透力强、不易被吸收
地震、火山爆发、海啸、台风等自然现象都会产生次声波。
s = v × t / 2
声呐测距公式(t为超声波往返总时间)

🎬 动画讲解

📢
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🧪 互动实验:声呐测距模拟

💡 调节海水深度,点击「发射声呐」观察超声波探测海底的过程
⚙️ 实验参数
声速(海水) 1500 m/s
海水深度 1500 m
回声时间 2.00 s
📋 实验结论
声呐利用超声波的回声定位原理:测出超声波往返时间 t,由 s = v×t/2 计算海底深度。这是声音传递信息的典型应用。

📝 例题精讲

💡 提示:点击「下一步」按钮,逐步查看详细解题过程
例题 1 声呐测海底深度
一艘船用声呐向海底发射超声波,经过 4s 后收到回声信号。已知超声波在海水中的传播速度为 1500m/s,求此处海水的深度。
🔍 解题过程
1 分析:超声波从船发出,到海底再反射回来,4s 是往返总时间。
2 计算总路程:s = v × t = 1500 m/s × 4 s = 6000 m
3 求海水深度:深度 = s / 2 = 6000 m / 2 = 3000 m
✅ 海水深度为 3000m(回声测距:深度 = v×t/2)
例题 2 信息还是能量?
下列事例中,属于声音传递能量的是?
A. 用B超检查身体   B. 蝙蝠靠超声波捕虫   C. 用超声波清洗眼镜   D. 医生用听诊器听心跳
🔍 解题过程
1 分析各选项:
A. B超检查身体——获取体内图像信息,属于传递信息
B. 蝙蝠捕虫——确定昆虫位置,属于传递信息
2 继续分析:
C. 超声波清洗眼镜——利用超声波的振动能量去除污垢,属于传递能量
D. 听诊器听心跳——了解心脏状况,属于传递信息
3 结论:只有 C 是利用超声波传递能量来清洗物体,选 C
✅ 答案:C。超声波清洗眼镜是利用声音传递能量,其余都是传递信息。
例题 3 蝙蝠回声定位计算
蝙蝠发出超声波后,经过 0.1s 收到从昆虫反射回来的回声。已知空气中声速为 340m/s,求蝙蝠与昆虫之间的距离。
🔍 解题过程
1 分析:0.1s 是超声波从蝙蝠到昆虫再反射回来的往返总时间。
2 计算总路程:s = v × t = 340 m/s × 0.1 s = 34 m
3 求距离:距离 = s / 2 = 34 m / 2 = 17 m
✅ 蝙蝠与昆虫的距离为 17m。

🚀 拓展提升

🦇 动物的回声定位

许多动物拥有比人类更敏锐的听觉,能利用回声定位:

  • 蝙蝠:发出超声波,靠回声在黑暗中飞行、捕食
  • 海豚:利用超声波在水中定位和交流
  • :能发出低频声波,在海洋中远距离交流
  • 这些动物即使视力不好,也能靠声波"看见"周围环境

🌊 次声波的危害与应用

  • 预测灾害:地震、海啸前会产生次声波,可用来监测预警
  • 对人体有害:强次声波会引起人体器官共振,导致不适甚至危险
  • 军事应用:次声波武器能产生强烈破坏力

🏥 超声波的广泛应用

  • 超声诊断(B超):无创伤地检查人体内部器官
  • 超声治疗:超声波碎石、超声雾化
  • 工业探伤:检测金属内部是否有裂纹
  • 超声波速度测量:利用多普勒效应测速

✏️ 练习巩固

💡 提示:每道题作答后会立即显示解析,请认真思考后再作答
第 1 题 ★☆☆ 基础
下列事例中,属于声音传递信息的是?
A超声波清洗眼镜
B超声波击碎体内结石
C超声波除尘
D医生用B超检查身体
第 2 题 ★☆☆ 基础
蝙蝠夜间飞行、捕食昆虫依靠的是?
A超声波回声定位
B发达的视觉
C次声波
D红外线探测
第 3 题 ★★☆ 巩固
声呐向海底发射超声波,6s 后收到回声,海水中声速为 1500m/s,海底深度为多少米?
第 4 题 ★★☆ 巩固
关于超声波和次声波,下列说法正确的是?
A人耳能听到超声波和次声波
B超声波的频率低于20Hz
C地震会产生次声波
D超声波没有实际应用价值
第 5 题 ★★★ 拓展
海面上一艘船的声呐发出超声波,2s 后收到海底回声,1.2s 后收到鱼群回声。已知海水中声速为 1500m/s,求该处海底的深度(单位:米)。

🧠 知识点问答

老师来考考你!下面的问题都来自本节课的知识点,看看你掌握了多少。每次点击"再考一次"题目顺序都会随机打乱哦!
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课程完成!

恭喜你完成了「声的利用」的学习!

📌 本节核心要点回顾:
① 声音能传递信息:回声定位、声呐、B超、听诊器
② 声音能传递能量:超声波清洗、超声波碎石
③ 超声波(>20000Hz):方向性好、穿透力强
④ 次声波(<20Hz):传播远,地震海啸会产生