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初中物理

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    阅读短文并回答下列问题.
    超声波及其应用
    人能够听到声音的频率范围从20Hz到20000Hz.低于20Hz的声音叫次声波,高于20000Hz的声音叫超声波.
    超声波具有许多奇异特性:空化效应--超声波能在水中产生气泡,气泡爆破时释放出高能量,产生强冲击力的微小水柱,它不断冲击物件的表面,使物件表面及缝隙中的污垢迅速剥落,从而达到净化物件表面的目的.传播特性--它的波长短,在均匀介质中能够定向直线传播,根据这一特性可以进行超声探伤、测厚、测距、医学诊断等.
    (1)超声波的频率范围是______.
    (2)超声波能够清洗物件是因为声波具有______.
    (3)宇航员在月球上不能利用超声波测定两山之间的距离,是由于______.
    (4)若声音在海水中的传播速度为1500m/s,利用回声定位原理从海面竖直向海底发射超声波,到接收回声所用时间为4s,那么该处海洋的深度为______m.
    本题信息:2011年河北物理问答题难度一般 来源:未知
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本试题 “阅读短文并回答下列问题.超声波及其应用人能够听到声音的频率范围从20Hz到20000Hz.低于20Hz的声音叫次声波,高于20000Hz的声音叫超声波.超声波具有许多奇...” 主要考查您对

超声波和次声波的定义

回声及回声测距离的应用

声与能量

速度公式及其应用

等考点的理解。关于这些考点您可以点击下面的选项卡查看详细档案。
  • 超声波和次声波的定义
  • 回声及回声测距离的应用
  • 声与能量
  • 速度公式及其应用
超声波和次声波:
知识点 频率范围 特点 利用与危害
超声波 高于200000Hz 定向性好,穿透能力强 利用:①超声探伤、测厚、测距、医学诊断和成像:②超声处理,如进行加工、清洗、焊接、乳化、粉碎、脱气、医疗、种子处理等
次声波 低于 20Hz 传播过程中衰减少,波长较长,能绕过障碍物;传播距离大,强大的次声波破坏性大 利用:预报俞风、地震和检测核爆炸危害:对建筑物有很大破坏性,能震裂建筑物甚至使建筑物摆动,对人体有危害,当人处在 2~10Hz次声波环境中时,会产生失明、恶心、神经错乱等症状

示波器和波形图:
     借助示波器,人们可以更加准确地找出不同声音的区别。如图所示,先用麦克风接收声音,将声音信号转变为电信号输入到示波器中,通过示波器的处理就能在示波器的荧光屏上显示出与声波相对应的图形,即波形图。

   
     在波形图中,波峰(波谷)出现的个数的多少,表示声源振动频率的高低;振幅的大小,对应着声源振动幅度的大小。波形的具体形状反映了声源发声的特色。
   
     从物理角度看,乐音是声源有规则振动产生的,其波形图也有规则;噪声是由声源没有规则的振动产生的,其波形图杂乱无章,没有规则。
补充:把声音显示出来。声音信号通过话筒,可以转换成电信号,再通过一种叫示波器的仪器,在显示屏上显示出来(如图)。



定义:
声音在传播过程中遇到障碍物要发生反射,人们把声音遇到障碍物反射回来的声音叫回声


区别回声与原声:
回声的概念 回声是由于声音被高墙、山崖反射而产生的,对着远处的高墙、山崖呼喊能够听到回声
区分回声与原声的条件 若回声到达人耳比原声晚0.1s以上,人耳就能把回声和原声区分开来。在空气中,讲话人与反射物间距离必须在17m以上,否则,回声与原声混在一起,使原声加强

人耳辨别出回声的条件:
人耳辨别出回声的条件:也就是人耳区分两次声音的条件是:反射回来的声音到达人耳比原声晚0.1秒以上,否则原声和回声混合在一起使原声加强,这就是在屋里说话为什么比在旷野里说话听起来响的原因。

回声测距离的例题剖析:
例:汽车沿平直公路匀速使向一座高山,汽车的速度为10m/s,声速为340m/s,行进途中按一次喇叭,2s后司机听到回声,求司机按喇叭处距山脚距离是多少
剖析:发出声听到回声这段时间走的路程为s1=v1t,而汽车在这段时间走的路程为s2=v2t,
鸣笛处到山脚距离s=(s1+s2)=(v1t+v2t)=(10m/s+340m/s)×2s=350m,
所以答案为:350m。
回声定位:
  蝙蝠在飞行时会发出超声波,这些超声波碰到墙壁或昆虫时会反射回来,根据回声传来的方位和时间,蝙蝠可以确定目标的位置和距离。蝙蝠采用的这种方法叫做回声定位(如图所示)。


回声的应用:
利用回声可以测量距离,如:海底的深度、河宽以及回声定位

声与能量
声具有能量,也可以传递能量。
(1)声音是由振动产生的,传递声的过程就是传递振动的过程,有振动就有能量,利用振动就是利用能量。

(2)声波的能量在实际中的应用有很多,如工业上可以利用超声波清洗精密仪器,利用超声波除尘器降低污染,美化环境。医学上可以利用超声波振动除去人体内的结石.
区分声传递的是信息还是能量的方法:
      许多同学对声音传递的是信息还是能量区别不开,这里告诉你一个小窍门:凡是声音能引起其他物体变化的例子,说明声音传递的是能量;声音未能引起其他物体的变化,而人们可以根据所听到的声音作出判断的例子,说明声音传递的是信息。

例1 下列技术应用中,属于利用声波传递能量的是(  )
A.利用鸣枪声警告歹徒
B.利用超声波将普通水“击碎”成水雾,增大房内空气的湿度
C.利用超声诊断仪检查人体内脏器官
D.利用超声波探查金属、陶瓷、塑料、混凝土等材料制品的内部结构
解析  向被检查的材料、物品发射超声波,从反射波或穿透波中提取信息,能探测其内部是否存在气泡、裂缝等缺陷,超声诊断仪的工作原理也是从反射波中获得信息,故不能选C、D;向歹徒呜枪示警,是利用声音发布信息,故也不能选A;普通水被超声波“击碎” 时需要能量,故B符合题意。
答案 B
速度的公式:
,其中v表示速度,s表示路程,t表示时间。

注意:
①应用计算时,单位要统一。s用米(m),t用秒(s)作单位时,速度v的单位为米/秒 (m/s);当s用千米(km),t用小时(h)时,速度v的单位为千米/时(km/h)。
②公式的三个物理量必须对应于同一物体。

火车过桥(隧道)问题:
   火车穿过隧道时,火车头进人隧道就开始算起,直到火车尾离开隧道才叫做火车通过了隧道,所以火车穿过隧道经过的路程应该等于隧道长与车身长度的和。过大桥时也类似,火车通过大桥经过的路程等于桥长加车长。故对于本身有长度的物体过桥问题小结如下:物体通过的路程等于桥长与物体本身长度的和。

例1:一列火车长200米,用20s的时间穿过了一条100m长的隧道,该火车如果以这样的速度通过长 3.4km的大桥,要用多长时间?

解析:火车穿过隧道时所走的路程: =100m+200m=300m,时间t1=20s,火车的速度:vl =,此速度也是火车通过大桥的速度,火车通过大桥的路程:=3400m+ 200m=3600m,通过此桥需要的时间为
答案:240s

出租车问题:
1.出租车的速度表示车辆行驶过程中的行进速度,指针指示的数值就是该时刻的速度值,采用的单位为km/h。
2.里程示数窗表示该车行驶的总路程,某段时间的路程就等于这段时间内两个示数的差。
3.出租车票据上给出的上车、下车时间间隔为车行驶时间,里程就是这段时间内出租车通过的路程。利用这些信息,可以解决与出租车有关的多种问题。

例某人乘出租车时得到一张天津市客运出租行业专用发票,如表所示,此人乘车时间为____;该车这段时间内运动的平均速度为____km/h。

解析:根据出租车票据的起止时问,可以知道此人乘车时间为10min,出租车行驶的路程是5.5km,利用速度公式求出汽车的平均速度为:=33km/h。


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