2024北师大版物理八年级上学期
第四节 声波的应用
知能演练提升
能力提升
1.(2023·陕西商洛期末)超声波喷雾降温扇是利用超声波具有的 ,把水击打成很细小的水雾,并在风扇转动时喷出,从而达到降温的目的。
2.(2023·陕西渭南期中)一只蝴蝶飞行时翅膀一分钟振动300次,其频率是 Hz,产生的声波属于 (选填“超”或“次”)声波,人耳 (选填“能”或“不能”)听到该声音。
3.(2023·陕西西安期中)倒车雷达全称是“倒车防撞雷达”,也叫“泊车辅助装置”,该装置能够判断车与障碍物的距离,并提示车辆周围障碍物的情况,以提高倒车时的安全性。该装置是由声波传感器(俗称探头)、控制器和显示器、报警器(喇叭或蜂鸣器)等部件组成的,探头是整个装置中最核心的部件,其作用是发出与接收声波,常用的工作频率为40 kHz。当探头探知汽车与障碍物的距离达到危险距离时,系统会通过报警器发出“嘀嘀”的警报声和显示器来提醒驾驶员。声波在空气中的传播速度取340 m/s。
(1)倒车雷达的探头是利用 (选填“超声波”或“次声波”)来工作的,相当于 (选填“喇叭”或“声呐”)。
(2)当汽车与障碍物之间的距离过小时,报警器发出“嘀嘀”的警报声,警报声 (选填“属于”或“不属于”)超声波;司机听到警报声马上停车,说明声波可以传递 。
(3)司机听到急促的“嘀嘀”声时,马上停止倒车,此时,如果倒车雷达的探头向障碍物发出信号后,经过0.002 s接收到返回的信号,车尾与障碍物之间的距离是多少米 (声波传播的距离s与声速v、传播时间t的关系为s=vt)
探究创新
4.阅读短文,回答问题。
超声波指纹识别
超声波指纹识别技术利用了超声波具有穿透材料的能力,且随材料的不同产生大小不同的反射回来的声波(超声波到达不同材质表面时,被吸收、穿透与反射的程度不同)。因此,利用皮肤与空气对于声波阻抗的差异,就可以区分指纹波峰和波谷所在的位置。应用超声波指纹识别技术时能量被控制在对人体无损的程度。
(1)频率高于 Hz的声波叫作超声波。已知超声波在海水中的传播速度约为1 500 m/s,在某处海面上向海底垂直发射超声波,若4 s后收到回声信号,则该处海底深度约为 m。
(2)超声波指纹识别技术通过声波获取指纹的信息,以下各项应用中与此类似的是 (选填选项字母)。
A.超声波体外碎石
B.医生用B超诊断病情
C.超声波加湿器对空气加湿
D.超声波清洗眼镜片
(3)放大手指局部,其表面是凹凸不平的。超声波指纹识别系统发出超声波,遇到手指上A、B、C、D、E五个位置时,测得返回信号的时间分别为0.30 ms、0.36 ms、 0.30 ms、0.36 ms、0.26 ms。 根据时间,求出手指各位置与该系统之间的距离,就可以绘出指纹的大致形状。则该处指纹的大致形状如图3-4-1中的( )。
图3-4-1
参考答案
1.答案:能量
2.答案:5 次 不能
解析:该蝴蝶翅膀振动的频率为 Hz=5 Hz。低于20 Hz的声波为次声波,该蝴蝶飞行时翅膀振动的声音属于次声波。通常人耳能听到声音的频率范围为20~20 000 Hz,所以人耳听不见该声音。
3.答案:(1)超声波 声呐 (2)不属于 信息
(3)0.34 m
解析:(1)探头常用的工作频率为40 kHz=40 000 Hz,大于20 000 Hz,属于超声波;倒车雷达工作时,探头是利用超声波来测量距离的,相当于声呐。
(2)报警器发出急促的“嘀嘀”声通过空气传到司机耳内,该警报声在人耳听觉频率范围内,不属于超声波,司机听到警报声马上停车,此时警报声给司机传递了信息。
(3)由题知,超声波到达障碍物所用的时间t=×0.002 s=0.001 s,车尾与障碍物之间的距离s=vt=340 m/s×0.001 s=0.34 m。
4.答案:(1) 20 000 3 000 (2)B (3)A
解析:(1)超声波是指频率高于20 000 Hz的声波。超声波在海水中的传播速度约为1 500 m/s,声波到达海底所用时间t=2 s,所以海底深度s=vt=1 500 m/s×2 s=3 000 m。(2)医生用B超诊断病情也是利用声音可以传递信息。(3)由题意知,发出的超声波遇到手指上A、B、C、D、E五个位置时,测得返回信号的时间分别为0.30 ms、0.36 ms、 0.30 ms、 0.36 ms、 0.26 ms,根据s=vt知道,速度一定时,时间越长,通过的路程越远,因为0.36 ms>0.30 ms>0.26 ms,所以sB=sD>sA =sC>sE,即B、 D到该系统的距离是相同的(最远),而离手机最近的是E,A、C在中间且与该系统的距离相等,所以,对照题图可知,该处指纹的大致形状如题图中的A。
精品试卷·第 2 页 （共 2 页）
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