文档内容
第3节 声的利用 （导学案）
【学习目标】
1. 了解声的有关知识和应用，知道声可以传递信息，传递能量。
2. 通过学习声在现代技术中的应用，体会科学、技术与社会的联系。
【学习重点】
了解声的有关知识和应用，知道声可以传递信息，传递能量。
【学习难点】
声传递信息与声传递能量的区别。
【自主预习】
阅读教材，完成以下问题：
1. 声波可以传递信息。
（1）超声波可以传递信息与应用。应用：如蝙蝠的回声定位、利用声呐探测海深、B超、超声波
探伤仪等。
（2）次声波可以传递信息与应用。发生地震、火山爆发、台风、海啸等自然灾害时，都伴有次声
波产生。大象之间的交流靠次声波，声学仪器接收到次声波信息可以确定方位和强度。
2. 声波不但能够传递信息，而且还可以传递能量。例如外科医生可以利用超声波的振动除去人体
内的结石。
【合作探究】
探究一、声与信息
1. 声可以传递信息
【想一想】思考下面几个问题，归纳看看能够得出什么结论。
①现在，老师与同学们正在探究“声与信息”，靠什么进行交流？②听到雷声就知道马上要下雨。
③医生用听诊器了解人体器官的健康状况。
【归纳】以上事例表明：当人们感知到不同的声音时，就会传递给人们不同的信息。
结论：声音可以传递信息。
2. 声传递信息的应用
（1）回声定位
【想一想】蝙蝠通常只在夜间出来活动和觅食。但它们从来不会碰到墙壁、树枝等障碍物，你知
道蝙蝠是怎样判断目标的位置的吗？它采用的方法叫什么？
【分析】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弹回来，根据回声到来
的方位和时间，蝙蝠可以确定目标的位置。这种根据回声探测目标的方法叫做回声定位。
蝙蝠靠超声波发现昆虫 倒车雷达
（2）回声定位的应用
受蝙蝠的启发，现在，科学家们发明了倒车雷达、声呐和超声导盲仪等。
①倒车雷达
小轿车上的倒车雷达就是根据回声定位的原理制成的。由装置在车尾保险杠上的探头发送超声波
撞击障碍物后反射此声波，计算出车体与障碍物间的实际距离，然后提示给司机，使停车或倒车更容
易、更安全。
②声呐
根据回声定位原理，超声波遇到障碍物又会反射回来，于是，人们利用它制造出水下探测和通讯
仪器——声呐。利用声呐系统，人们可以探测海洋的深度，绘出水下数千米的海底地形图；渔民利用
声呐获得鱼群信息。海底深度的表达式：s=v t/2
水
探测海底深度 超声导盲仪及其原理
③超声导盲仪
采用“回声定位”原理制成的超声导盲仪可以探测障碍物，帮助盲人出行。超声导盲仪通过发射
超声波，接收障碍物反射的回波，经过处理后，将障碍物的距离信息转化为声音信息，反馈给使用者，
达到“以听代视”的效果。
（3）B超原理
中医诊病通过“望、闻、问、切”四个途径，其中“闻”就是听。医生利用听诊器捕获人体内的
声音信息，来诊断疾病。而借助超声波，医生还可以准确地获得人体内部脏器的图像信息。医生用 B
型超声波诊断仪向病人体内发射超声波，然后接收体内脏器的反射波，反射波携带的信息经过处理后显示在屏幕上。这就是常说的“B超”。
医生用B超查看胎儿发育情况 超声波探伤仪
（4）超声波探伤仪
超声波探伤仪是利用超声波能透入金属材料的深处，并由一界面进入另一界面时，在界面边缘发
生反射的特点来检查零件缺陷的一种方法。
（5）次声波检测仪
频率低于20 Hz的声叫做次声波。地震、火山爆发、台风、海啸、核爆炸等发生时，都伴有次声波
产生。对人类生命和财产造成严重威胁。次声波传播的距离很远，发生地震、台风、核爆炸时，即使
在几千千米以外，使用灵敏的声学仪器——次声波检测仪也能接受到他们产生的次声波。处理这些信
息可以确定这些活动发生的方位和强度。
另外，还有超声波测速仪、超声波测厚仪等应用。
【例题1】如图，当轿车倒车时，尾部的非安全距离内遇到人或障碍物，倒车雷达就会发出警报，方
便司机判断车尾与后部障碍物间的距离。在倒车雷达工作的过程中，会应用到下列物理知识中的（ C ）
①声的反射； ②超声波； ③声音可以传递信息； ④次声波
A. ①② B. ③④ C. ①②③ D. ①②③④
【解析】倒车雷达，即倒车防撞雷达，也叫泊车辅助装置，它能以声音或更为直观的显示告知司
机车辆周围是否有障碍物。
倒车时，利用超声波原理，由装置在车尾保险杠上的探头发送超声波撞击障碍物后反射此声波，
计算出车体与障碍物间的实际距离，然后提示给司机，使停车或倒车更容易、更安全，所以说倒车雷
达应用了回声定位的原理，获得一些信息。所以倒车雷达工作过程中，应用了超声波、回声、声音可
以传递信息，没涉及到次声波，故应用到的物理知识是①②③，④不符合题意。所以选C。
探究二、声与能量1. 声具有能量，也可以传递能量
【想想议议】平静的水面上有几片静止的树叶，现在把一块石头扔进去，会看到什么现象？
看到的现象是：把一块石头扔进水里，可以看到一圈一圈的波纹向四周散去，水面上的树叶也随
之起伏，扔石头的能量通过水波传给了树叶。说明水波能传递能量。
水波 发声扬声器旁的烛焰
【想一想】声波也是一种波动，那么，声波能传递能量吗？
【实验】将扬声器对准烛焰，播放音乐，你看到了什么现象？这说明了什么问题？
现象：火焰 会（填“会”或“不会”）摇动，这说明声波可以传递能量。
【总结】声波具有能量，能通过介质传递能量。
一般来说，超声波产生的振动比可闻声更加强烈，所以应用更加广泛。
2. 区分声音传递的是能量还是信息
（1）若声音能改变什么或引起物体变化，这说明声音传递的是能量。例如“超声碎石”。
（2）若声音能告诉我们什么，物体本身又没发生变化，说明声音传递的是信息。如利用“B超检
查身体”。关键是弄清楚声在此过程中所起的作用。对于传递信息，声对物体不起物理作用；对于声
传递能量，声对物体产生了物理作用，例如，物体发生了诸如形状、状态、位置等物理变化。
【试一试】下列是一些声的利用实例，请按照“声传递信息”和“声传递能量”进行分类。
①海豚交流；②蝙蝠定位；③超声波洁牙；④超声波加湿器；⑤声呐；⑥B超；⑦超声波击碎结
石；⑧超声波探伤仪；⑨倒车雷达；⑩超声波导盲仪；⑪超声波清洗钟表等精密仪器。
声传递信息 声传递能量
① 海豚交流； ② 蝙蝠定位 ； ⑤ 声呐； ③ 超声波洁牙； ④ 超声波加湿器； ⑦
⑥ B 超； ⑧ 超声波探伤仪； ⑨ 倒车雷 超声波击碎结石； ⑪ 超声波清洗钟表
达； ⑩ 超声波导盲仪等。 等精密仪器。
【例题2】下列现象说明声音能够传递能量的是（ B ）
A．120救护车发出急促刺耳的声音
B．高强度爆炸声震碎了居民楼的所有窗玻璃
C．老师讲课的声音
D．声呐探测海底鱼群【解析】A．救护车发出急促的声音，传递的是人生命危急的信息，
故A不符题意；
B．高强度爆炸声具有强大的能量，所以将玻璃震碎了，说明声音能传递能量，故B符合题意；
C．讲课的声音，传递的是正在上课的信息，不是能量，故C不符题意；
D．声呐探测海底鱼群，是因为反射回来的超声波带回了鱼群的信息，故D不符合题意。
所以选B。
3. 声传递能量的应用
（1）超声波清洗机
超声波可以用来洗涤精密的仪器。把需要清洗的物体放在清洗液中，超声波穿过液体并引起激烈
的振动，振动把物体上的污垢敲击下来而不会损坏被洗的物体。用超声波清洗钟表、首饰、钱币、水
果、电子元件等。
超声波清洗机 超声波碎石机
（2）超声波碎石
外科医生常利用超声波振动除去人体内的结石。向人体内结石发射超声波，结石会被击成细小的
微粒或粉末，再通过服用辅助排泄的药物，结石就可以顺畅地被排出体外。
（3）超声波雾化器
超声波加湿器 药液雾化器
把超声波通入水罐中，采用超声波高频振荡原理将水雾化为1～5微米的超微粒子，再用小风扇把
雾滴吹入室内，从而达到均匀加湿空气的目的，就可以增加室内空气的湿度。这就是超声波加湿器的
原理。
对于咽喉炎、气管炎等疾病，药力很难达到患病的部位。利用超声波的高能量将药液打碎成小雾
滴，让病人吸入，能够增进疗效。
（4）次声波武器由于次声波传播的路程远、穿透能力强、且较低频率的次声波达到一定强度时可以致人死亡，所
以在科技发达的今天，次声波可以作为武器。
【例题3】声能够传递“信息”和“能量”。下面事例中，主要利用声传递“能量”的是（ B ）
A．利用超声波给金属工件探伤 B．利用超声波排除人体内的结石
C．医生通过听诊器给病人诊病 D．利用次声预报仪判断地震的方位和强度
【解析】A．利用超声波给金属探伤，属于利用声音传递信息，故A不符题意；
B．利用超声波排除人体内的结石，利用声音传递能量，故B符合题意；
C．医生通过听诊器给病人诊病，属于利用声音传递信息，故C不符题意；
D．利用次声预报仪判断地震的方位和强度，是利用声音传递信息，故D不符题意。所以选B。
探究三、建筑声学的杰作——圜丘
阅读P40《科学世界》，了解天坛“圜丘”奇妙的声学现象。并讨论交流下列问题。
①为什么人站在天坛的圜丘中央台上说话，会感到声音特别洪亮？
②为什么在音乐厅里听音乐与在旷野里听到的不一样？
【总结】①当人在台中心喊叫一声，传向四处的声音有一部分被四周的石栏杆反射，射到稍有倾
斜的台面后又反射到台中心。因为圜丘第三层半径仅11.5m，从发声到回声返回中心约需0.07s，所以
回声跟原来的声音混在一起，分辨不开，只觉得声音格外响亮，还使人觉得似乎有声音从地下传来。
②圜丘等反映出我国古代高水平的建筑声学成就。现在建筑如礼堂、音乐厅等，也有着很高的声
学要求。设计师通过选择吸声材料和特别的声学设计，使听到的声音更加饱满悦耳。
【例题4】下列建筑不属于声音的利用的是（ B ）
A．北京天坛的回音壁 B．录音棚墙壁做成凸凹不平状
C．北京天坛的三音石 D．北京天坛的圜丘
【解析】北京天坛里的回音壁、三音石和圜丘三处建筑是我国古代建筑师利用声音的反射造成的
音响效果，有非常美妙的声音现象，故ACD属于声音的利用；录音棚壁做成凹凸不平，则是为了声音
在反射时能量会相互抵消，以此减弱声音的反射，使声音能够听得更清楚，故不属于声音的利用，所
以，符合题的是B，故选B。
【精讲点拨】1. 对声传递信息与传递能量之间的区别，有些同学觉得不易分清，可根据两种情况下对物体作用
的情况区分。一般情况下，声传递信息时，能量比较小，对物体不会有伤害作用；传递能量时，能量
大，对物体有“破坏”作用，例如，使物体的形状、状态、位置等发生物理变化。
2. 对于声波的应用，知道有哪些应用即可，不必过分理解其工作过程。
【归纳整理】
【课堂练习】
1. 某昆虫的翅膀在2s内振动了600次，人类_______（选填“能”或“不能”）听到该频率的声
音。眼镜店清洗眼镜的设备是利用_____（“超”/“次”）声波使清洗液发生剧烈振动达到去污作用，
这是利用声波传递______；另一方面，科学研究发现，7Hz的声波可以穿透十几米厚的钢筋混凝土给
人伤害，用这种_____（“超”/“次”）声波制成的武器威力巨大，可以传得很远，如果要减少伤害，
可以制造_____隔离罩，从而有效的阻止声波的传播。
【答案】能，超，能量，次，真空。
【详解】昆虫的翅膀在2s内振动了600次，故此昆虫的翅膀振动频率为
f=600/2H =300H
Z Z
人耳能够听到的声音频率为20Hz-20000Hz，故此时人耳能够听到此声音。
声音既可以传递信息也可以传递能量，超声波具有破碎的能力，可以传递能量，超声波可以使清
洗液发生剧烈振动达到去污作用。
次声波的振动对于建筑物或人会有损害，7Hz的声波可以穿透十几米厚的钢筋混凝土给人伤害，
由于声音无法在真空中传播，故可以通过制造真空隔离罩的方式有效的阻止声波的传播。
2．（多选题）下列事例属于利用声传递信息的是（ ）
A．蝙蝠靠超声波发现昆虫 B．医生用B超查看胎儿的发育情况
C．利用超声波倒车雷达引导倒车 D．超声波清洗机清洗眼镜上的污渍【答案】B。
【解析】ABC．蝙蝠靠超声波发现昆虫、医生用B超查看胎儿发育情况、超声波倒车雷达引导倒
车都是利用声音可以传递信息，故符合题意；
D．利用超声波清洗眼镜上的污渍是利用声音可以传递能量，D不符合题意。
所以选ABC。
3．如图所示，将一支点燃的蜡烛放在扬声器的前方，可以看到烛焰随着音乐的节奏晃动。烛焰的
晃动说明声音具有_____。下列没有运用此结论的是_____。（选填字母）
A．超声波碎石 B．超声波清洗牙齿 C．B超 D．焊接
【答案】能量，C.
【解析】扬声器的纸盆由于振动发出声音，声音通过空气传到烛焰处，烛焰的晃动说明声音具有
能量。
A．超声波碎石属于声音传递能量，故A不符合题意；
B．超声波清洗牙齿属于声音传递能量，故B不符合题意；
C．B超属于声音传递信息，故C符合题意；
D．焊接属于声音传递能量，故D不符合题意。 所以选C。
4．下列有关声现象的说法正确的是（ ）
A．医生用听诊器检查病情时，提高了声音的音调
B．超声波能够粉碎人体内“结石”是因为声波能够传递能量
C．“公共场所不要大声喧哗”是要求人们说话时音调放低些
D．人们能够分辨出钢琴和小提琴发出的声音，是因为发声的响度不同
【答案】B。
【解析】A．医生用听诊器检查病情时，提高了声音的响度，故A错误；
B．声可以传递信息，也可以传递能量，超声波能击碎人体内的“结石”，是因为声波能够传递能量，故B正确；
C．响度指声音的强弱，“公共场所不要大声喧哗”是要求人们说话时响度放小些，故C错误；
D．不同乐器发出声音的音色不同，所以人能分辨出不同乐器发出的声音，其辨别声音的主要依据
是音色，故D错误。 所以选B。
5. 关于声的利用，下列说法中错误的是（ ）
A. 铁路工人用铁锤敲击钢轨，会从异常的声音中发现松动的螺栓，这说明声可以传递信息
B. 医生利用超声波可以准确地获得人体内部疾病的信息，说明声可以传递信息
C. 医生利用超声波除去人体内的结石，这说明声可以传递能量
D. 蝙蝠利用“超声”探测障碍物， 这说明“超声”可以传递能量
【答案】D。
【解析】D. 蝙蝠利用“超声”探测障碍物， 是利用了“超声”传递信息，并不是能量，所以该
选项错误，符合题意。
选项A、B、C都是正确的。故选D。
6. 关于声音的应用，下列说法中不正确的是（ ）
A．中医诊病通过“望、闻、问、切”四个途径，其中“闻”是利用声来获得身体各方面的信息
B．超声波能够传递能量，因此利用超声波可以清洗精密机械
C．教师在教室里讲课，回声起到了增强原声的作用
D．声在工农业生产、医疗、军事等方面有很重要的应用，没有危害
【答案】D。
【解析】ABC.中医诊病通过“闻”获得信息；超声波能够传递能量，可清洗精密机械；教师在教
室里讲课，回声起到了增强原声；故ABC正确。
D.声有重要应用，但也有危害，如次声波对建筑物的破坏作用。 所以选D。
7. 现在大多数汽车都有倒车雷达，如图所示，打开倒车雷达，在显示器上就能显示出障碍物与汽
车之间的距离，避免倒车时与障碍物相撞，关于倒车雷达，下列说法不正确的是（ ）
A．倒车雷达利用了回声定位原理 B．倒车雷达利用声传递能量
C．倒车雷达利用声传递信息 D．倒车雷达发出的声波我们听不到
【答案】B。【解析】倒车雷达发出超声波，根据声传递信息，进行回声定位。倒车雷达不是利用声传递能量，
所以选项B错误。
8．汽车已进入千家万户，给人们的出行带来方便。司机倒车时因看不到车后的障碍物容易撞到
障碍物，为了安全，轿车装有倒车雷达。
（1）倒车防撞超声波雷达安装在车的____（选填“前”、“中”或“尾”）部；
（2）倒车防撞超声波雷达是利用______测距原理来测量距离的。这种倒车雷达 _______（选填
“能”或“不能”）用在月球探测车上预防月球车撞到障碍物。原因是 _________。
（3）倒车防撞超声波雷达向障碍物发出超声波信号后，经过0.02s后其接收装置收到返回的信号，
则车尾与障碍物之间的距离大约是多少？
【答案】（1）不能；（2）回声，不能，声音不能在真空中传播；（3）3.4m.
【详解】（1）倒车防撞超声波雷达安装在车的尾部，防止车的尾部撞到障碍物。
（2）倒车防撞超声波雷达是利用回声测距原理来测量距离的，根据声音发出到接收的时间t和声
速v，由s=vt/2得到距离的远近。
月球表面是真空，声音不能在真空中传播，这种倒车雷达不能用在月球探测车上预防月球车撞到
障碍物。
（3）超声波到达障碍物所用的时间t=0.02s/2=0.01s
车尾与障碍物之间的距离s=vt=340ms ×0.01s=3.4m
9. 各国航船在定位和测量海深时都要用到超声测位仪（如图所示）。
（1）超声测位仪是利用声音可以在______中传播来工作的。
（2）若海的深度是6.75km，声音在海水中的速度是1500m/s，则测位仪发出信号后需经过多长时
间才能接收到信号。
【答案】（1）液体；（2）9s.
【详解】（1）超声测位仪是利用声音可在液体中传播工作的。
（2）声音通过的距离s =6750m×2
则测位仪发出信号到接收到信号需经过的时间
s 6750m×2
t= = =9s
v 1500m/s10．阅读材料，回答问题：
功勋卓著的声呐
1912年，英国商船“泰坦尼克号”在自己的第一次航行中，发生了与冰山相撞沉没的悲剧，这次
海难事件引起了全世界的关注。为了寻找沉船，美国科学家设计并制造出第一台测量水下目标的回声
探测仪，于1914年成功地发现了3 km以外的冰山。
第一次世界大战时，德国潜水艇击沉了协约国大量战舰、船只，几乎中断了横跨大西洋的海上运
输线。当时潜水艇潜在水下，看不见、摸不着，横行无敌。法国著名物理学家朗之万等人研究并制造
了第一部主动式声呐，使得德军潜水艇无处藏身。
①利用声呐测量海底深度，必须知道的一个物理量是_____，必须测量的一个物理量是______，海
底深度的表达式h＝_____（以上各空物理量均用字母表示）。
②如图是一艘静止在水面上的测量船利用声呐测量海底深度的显示装置，图中两个波形是发出和
接收到的信号。已知发射信号持续时间为0.2 s，声波在海水中的传播速度为1500 m/s，则该处海水深度
为____m。
【答案】①v ，时间t，v t/2；②450m.
水 水
【解析】①利用声呐测量海底深度，必须知道的一个物理量是声音在海水中的传播速度v ，必须
水
测量的一个物理量是发出信号与接收信号的间隔时间t，海底深度的表达式：h=v t /2。
水
②海水深度为h=v t /2 = 1500 m/s×0.6s/2=450m
水
【课后反思】
