【本讲教育信息】

一. 教学内容：

人耳听不见的声音

二. 教学重点、难点：

1. 了解人耳听觉的频率范围；

2. 超声波的特点及其用途；

3. 掌握次声波的特点、应用及危害

三. 主要知识点分析

1. 人耳听声的范围

A. 人耳所能听到声波的频率范围通常在20~20000Hz之间，我们称之为可听声。

2. 超声波及应用

A. 频率高于20000Hz的声音叫做超声波，频率低于20Hz的声波叫做次声波。

B. 不同的动物听觉范围不同，有些动物，如蝙蝠、海豚、飞蛾等能听见频率高于20000Hz的超声，而大象、鲸等能听到频率低于20Hz的次声。

C. 超声波具有方向性好、穿透力强、易于获得较为集中的能量等特点，人们利用超声波方向性好、在水中传播距离远等特点制成了声纳装置。

D. 超声波能够成像，如B超；超声波能使清洗液产生剧烈的振动，有去污作用，据此人们制成了超声波清洗器。超声波还能使塑料之间摩擦生热，从而黏合在一起，商店里的超声波焊接器，就是利用这一原理制成的。

3. 次声波知识

A. 生活中的次声波时刻潜伏在我们身边，火箭发射、飞机飞行、火车及汽车的奔驰，以及自然界中的火山爆发、陨石坠落、地震、台风、海啸等都能产生次声波

B. 次声波的特点是可以传播得远，容易绕过障碍物，而且，无孔不入。人们可以利用这一特点来预报地震、台风、海啸和监测核爆炸。

【典型例题】

例1. 医生在利用“B超”给病人检查身体时，人们看到了电脑展示的一些图像却听不到一点声音，这是因为 （ ）

A. 超声波的响度太小

B. 声音的响度太大

C. 声音的频率小于人能听到的声音的频率

D. 声音的频率大于人所能听到的频率

分析：医生用的“B超”是“B型多普勒超声波”，是频率超过了人的听觉范围的声波，因而人们是听不到的。其它如“A超”“彩超”也是超声波。

　　答案：D

说明：声波频率高于20000Hz的声音，一般人的听觉无法听到，我们把这种声波叫做超声波，其特点是：波长短可聚集成狭小的线束，其次功率大，因为超声波频率高而介质振动比较快，能量大。因此具有：方向性好，穿透力强，易于获得较集中的能量等特点

举一反三1 如图所示在医院里，医生常用这样的设备给病人碎石，这是利用了这种离合器能发出一种波，从而使病人体内的结石被击碎。这种波应该是（ ）

A. 超声波 B. 次声波 C. 激光 D. 一种电波

例2. 在看地震知识画栏时，李松同学注意到有这样一句话“地震有前兆，井水往上冒，鸡飞狗又跳，老鼠满街跑”。他在想，为什么地震前“鸡飞狗又跳，老鼠满街跑”而人类却不能通过自身的感觉器官感觉到呢?你觉得地震时发出的可能是一种人听不到而鸡狗等动物能听到的（ ）

A. 超声波 B. 次声波 C. 可听声 D. 某种特殊的信号

分析：人类所听不到的声音中，其它动物却能听到，比如大象可以听到1Hz以上的声音，狗能听到5Hz以上的声音。而人所能听到的最低频率是20Hz，而地震所发出的声音是低于20Hz的次声波。

答案：B

说明：次声波频率低于20Hz的声音叫做次声波,飞机飞行、火箭发射、车辆奔跑、地震、台风、海啸、雷电等都能产生次声波。这种声波对人体的伤害比较大，，如使人产生恐惧、恶心、神经错乱，甚至五脏破裂。

举一反三2 下列事例中应用了次声波的是 （ ）

A. 用声纳测海底的深度　　　 B. 蝙蝠确定目标的方向和距离

C. 海豚判断物体的位置和大小　 D. 预报台风、海啸等

例3. 阅读下列材料,你能从中获取哪些信息,联系生活实际简述几条。

一项研究发现，军事声纳可能是导致大规模死亡的罪魁祸首。它会使在深海潜游的鲸飞快地上浮，就像减压太快的潜水员一样，鲸会死于一种致命的“减压病”。

强大的海军声纳早已被怀疑是导致鲸和海豚搁浅的原因，可能声纳使它们迷失了方向，但是，这项研究首次提出了声纳如何影响它们的证据。

科学家们对在加那群岛搁浅的数头鲸进行了解剖。

这些鲸是在离它们不远的一支西班牙海军部队在演习中使用中频声纳后约4小时搁浅的。组织解剖显示，鲸的肝脏和其他内部器官都充满了气泡，小一些的血管都从内部爆裂了，这些鲸没有表现出任何疾病的征兆。

减压病是由于从深水中上浮的速度太快造成的。出现这种情况时，氮气不是在血液中溶解而是飞快地膨胀，形成气泡，阻塞或撑破血管。

研究指出了这一现象的两种可能性：

第一是声纳发出的超声波在深处距离的作用非常强，它们能在特定的组织中激活压缩氮气形成的核心，使气体膨胀。

第二种可能是，声纳使鲸失去了深感，导致它们危险地快速上浮。

分析：文章中主要描述了超声波在军事上的应用——声纳给一些海洋生物造成影响，结合本节所学的内容，知道超声波在水中传播远、方向性好、易于集中等特点。

答案：（1）超声波是人耳不能听到的一种声波；（2）超声波能给一些海洋生物造成影响；（3）任何一种事物都应该一分为二地看，即它既有有利的一面，同时也有不利的一面。

说明：一、对于我们初学物理的同学而言，要学会从已知的一些材料中获取知识，或者从一些已知的素材中提取信息；二、要在学习的过程中多想一想自己学过了哪些知识，怎样来利用这些知识。

【模拟试题】（答题时间：30分钟）

一、填空题

1. 人听觉的频率范围是 Hz至 Hz，高于 Hz的声音叫超声，低于 H z的声音叫次声。

2. 我们利用次声波可以预报 、 和监测核爆炸。

3. 在军事上美国称他们研究出了一种声波枪，如果这种声波，用于战术攻防，目标在于打击敌人，使他们失去战斗力，则宜用 声波枪，如果用于战略攻防，如捣毁敌人的工厂、指挥中心、经济中心、战略要地等宜使用 声波枪。（选填“超”、“次”）

4. 第一次世界大战期间，法国的物理学家朗之万发现超声波的 好，传播远，可以利用超声波制成仪器来侦察水面和水下的军舰或潜水艇。这种仪器叫做 。

5. 蝴蝶的翅膀每秒钟振动5~6次，它所发出的声音低于 H z，是 声波。蝙蝠在飞行时，翅膀发出的声音是 声波，而它的嘴能发出频率高于 H z的超声，并利用 来避开障碍物或者捕食小昆虫。

6. 大象可以听到500Km外的同类用脚踏地时发出的声音，这是因为这种声音是__________声波，这种声音能传播得很远，容易绕过障碍物，且无孔不入。

7. 人耳听不到的声音有 和 两种。其中， 可以用来制成焊接或清洗的仪器设备。

二、选择题

8. 关于声的知识，下列说法错误的是（ ）

A. 在课堂上听到老师的讲话声，说明声音可以在空气中传播

B. 利用超声波清洗钟表，说明声波可以传递信息

C. 在城市道路旁设置隔声板，是为了在传播过程中减弱噪声

D. 通常我们根据音色辨别不同人说话的声音

9. 下列有关超声与次声的说法中正确的是（ ）

A. 超声就是速度超过340m/s的声音

B. 超声在水中传播比空气中传播得快、传播得远

C. 次声波就是没有传声介质，使人听不见的声音

D. 超声可以越过一定的真空向前传播

10. 人耳能听到的声音的条件是 （ ）

A. 有声传入人耳

B. 声波的频率高于20Hz低于20000Hz

C. 声音要有足够的响度

D. 必须同时具备上述所有的条件

11. 下列关于超声波的说法正确的是（ ）

A. 超声波能获得较集中的能量，可以进行超声清洗

B. 超声波的穿透能力强，可以穿透任何物体

C. 超声波能够成像，人耳能听到超声波

D. 超声波缺少方向性，且不稳定

12. 下列不能用声波来测量的是（ ）

A. 海的深度

B. 相距很远的两高山的距离

C. 地球与月球的距离

D. 很长的钢管的长度

13. 下列说法中不正确的是（ ）

A. 利用强超声波对钢铁、宝石、金刚石等坚硬物体进行钻孔和切割

B. 在建筑上，当设计、建造大厅堂时，必须把回声现象作为重要的因素来考虑

C. 在石油勘探时常采用人工地震的方法，即在地面上埋好炸药包，放一个探头，把炸药引爆，探头可以接收到地下不同层间界面反射的声波，从而探测出地下矿藏

D. 利用超声波能够预测地震、侦察台风和大气中的核爆炸

14. 下列现象中不属于利用超声波的是（ ）

A. 蝙蝠飞行时的定向系统

B. 医生利用“B超”给病人检查

C. 利用声波清洗零件

D. 优美的小提琴演奏声

15. 超声波是人耳听不见的声音，但它有着广泛的应用。在下列设备中，利用超声波工作的是（ ）

A. 验钞机 B. 微波炉 C. 电视遥控器 D. 潜艇上的声纳系统

三、探究与计算

16. 一个声源2min内振动了720次，它的频率是 　 Hz，人耳 　 （能、不能）听到这个声音。小明在练声时发出的声音频率是200Hz，则他的声带每秒钟振动 次。

四、阅读与理解

17. 阅读下列短文，完成文后各题。

次声波的特点

次声波是一种每秒钟振动次数很少，人耳听不到的声波。次声波的频率一般在20Hz以下，波长却很长，它比一般声波、光波和无线电波都要传得远。次声波还具有极强的穿透力，不仅可以穿透海水、土壤，而且还能穿透坚固的钢筋水泥构成的建筑物。次声波穿透人体时，不仅能使人产生头晕、耳鸣……而且还可能破坏大脑神经系统及心脏。下面的几个例子可以进一步说明次声波的特点。

1984年初，一艘荷兰的货船在通过马六甲海峡时，一场风暴之后，全船的海员莫名其妙地死亡了，检查的结果不是自杀和他杀，也不存在中毒迹象，经过反复调查，原来是这艘船驶近马六甲海峡时，恰遇上海上风暴，风暴与海浪摩擦，产生了次声波，次声波使人的心脏及其他内脏剧烈抖动，致使血管破裂，最后死亡。

1960年，智利发生大地震，产生的次声波传播到了全世界的每一个角落。1961年前苏联在北极圈内进行了一次核爆炸实验，产生的声波竟绕地球转了5圈后才消失。

问题：（1）次声波具有 和 的特点。

（2）马六甲海峡的惨案的“凶手”是 。

（3）请你举出一例说明日常生活中有哪些物体能产生次声波。

【试题答案】

一、填空题

1. 20　　　20000　20000　　20　　

2. 地震　　台风　　

3. 超　次　

4. 方向　声纳

5. 20　　次　　次　20000　　超声波　　

6. 次　　

7. 超声波　　次声波　超声波　

二、选择题

8. B　　9. B　　10. D　　11. A　　12. C　　13.D　　14. D　15. D　　

三、探究与计算

16. 6　不能　200　　

四、阅读与理解

17. （1）传播远　容易绕过障碍物　　　

　（2）次声波　

　（3）略