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第3 节 声的利用
模型01.超声波的利用
模型破解 规范思维路径,强化科学逻辑…………………………………………………………………01~07
模型01.超声波的利用……………………………………………………………………………………01
模型02.次声波的危害……………………………………………………………………………………03
模型03.声与信息…………………………………………………………………………………………03
模型04.声与能量…………………………………………………………………………………………05
模型05.区分超声波与次声波……………………………………………………………………………06
真题演练 熟悉考试形式,提升实战能力…………………………………………………………………07~10
分层练测 实现精准提效,最终整体达标…………………………………………………………………10~15
基础夯实……………………………………………………………………………………10~12
培优拔高……………………………………………………………………………………12~15
技巧:听信看能分两路,回声测距归信息,振动破碎属能量。
传递信息:利用超声波获取距离、位置、内部结构、速度等“消息”,物体本身未被物理改变(如:
声呐测深、B 超体检、倒车雷达、蝙蝠定位)。
传递能量:利用超声波的高频振动使物体发生形态变化、位移、破碎或清洗(如:超声洗牙、体外
碎石、超声雾化、清洗精密仪器)。
计算通法:涉及测距/测速时,牢记单程时间=总时间÷2,公式
1
2
s
t
u
=
声;涉及多普勒效应时,区分
“波源动”与“观察者动”两次频移。
口诀:
超声次声听不到,回声测距定位妙(对应:声呐、B 超、倒车雷达等传递信息类)
B 超查病信息传,超声碎石声传能(对应:清洗、碎石等传递能量类)
判据关键看结果:得消息是信,改物体是能。
【例1】智能手机都有一个语言助手,可以很好实现“人机交流”,如某品牌手机,当使用者说:“小艺
小艺”,手机可以解锁,但是其他人说:“小艺小艺”, 手机不可以解锁,该系统主要根据声音的_________
这一特性来工作的;图中汽车上的倒车雷达是利用__________(选填“超声波”或“次声波”)来工作的。
【变式1-1】超声波洗牙就是通过超声波的高频震荡作用,去除牙齿上的牙结石、烟渍等,可以帮助
治疗牙周炎等口腔疾病,而且对牙面的损害非常小。以下关于超声波说法正确的是(
)
A.超声波洗牙说明声音具有能量
B.洗牙时产生的超声波,人耳能听到
C.利用超声波可以预测地震
D.超声波频率很高,可以在真空中传播
【变式1-2】如图所示,我国的“雪龙”号极地考察船正在南极某海域探测海底深度,科考船用船上的
声呐向海底垂直发射__________(选填“超声波”或“次声波”),经1.6s收到回波信号,则该处海水深
_________m,这种方法_________(选填“能“或“不能”)用来测量地球和月球之间的距离。(声音在海水
中的传播速度为1500m/s)
【变式1-3】关于声的利用,下列说法中正确的是(
)
A.“柴门闻犬吠,风雪夜归人”说明声音可以传递能量
B.医生通过B超查看胎儿的发育情况,主要是利用声传递信息
C.超声波不仅可以清洗眼镜,还能粉碎人体内的结石,说明声可以传递信息
D.轮船的“声呐”系统利用了超声波在水中能传递能量
提醒:
混淆项:听到雷声预示下雨是“可听声传信息”,非超声;玻璃被巨响震碎是“声传能量”,但不一定
是超声。
计算陷阱:回声问题中,题目给出的时间通常是往返总时间,计算距离务必除以2。
模型02.次声波的危害
【例2】《曹刿论战》中曹刿善于利用鼓声,鼓声是由于鼓面
产生的。学校定期会进行防震
安全疏散演练,地震时产生的
(选填“超声波”或“次声波”)会对人的健康产生危害。
【变式2-1】2008 年5 月12 日,四川汶川发生里氏8.0 级强烈地震,地震所产生的_________(填“超
声波”、“次声波”、“电磁波”)对建筑物、人的平衡器官的功能破坏性很大,人耳无法直接听到,所以要尽
量远离地震源。若某声源在10s内振动了150 次,则此声源发出的是________波。
【变式2-2】下列有关次声波的事实描述中,说法不正确的是(
)
A.通过监测次声波,可预报海啸、台风
B.火山爆发、地震、海啸、雷电均能产生次声波
C.次声波的频率低对人体有伤害作用
D.次声波可以传得很远,但不容易绕过障碍物
【变式2-3】地震爆发前,许多动物往往有异常反应,如老鼠逃出洞、牛马不入圈、鸡犬不宁等,这
主要是地震爆发前潜伏在我们身边的强烈次声波引起的。物理上把频率低于20 赫兹的声波称为次声波(简
称次声),这是人耳听不到的声波。次声波的重要特性是在传播过程中衰减很小,容易绕过障碍物向前传
播,能传播得很远,且无孔不入。例如,地震、台风、核爆炸等产生的次声波可绕地球数周。此外,频率
为2~10 赫兹的次声会对人体产生危害,如引发眩晕、恶心、神经错乱等症状,其中5 赫兹左右的次声危
害最大。
阅读材料,总结次声波的两条规律。
模型03.声与信息
技巧:抓“频率<20Hz+共振致损”两关键词,解题按“判频率→找共振→列症状→分程度”四步走。
判频率门槛:确认题干声波频率是否小于20Hz,否则不属于次声波范畴(人耳听不见≠一定是次声,
需看频率定义)。
抓共振机制:锁定“外界频率≈人体器官固有频率(0.01~20Hz,如心脏~5Hz、胸腔4~6Hz、腹腔
6~9Hz)”这一关键条件,无共振通常仅轻微不适,有共振才致重伤或死亡。
列典型症状:按轻重排序作答——轻度(头晕、恶心、呕吐、平衡感丧失、烦躁);重度(内脏出
血、器官破裂、昏迷、死亡);注意区分“听不见”不是危害本身,共振破坏才是危害根源。
分场景应用:自然类(地震/风暴前兆预警 vs 灾害伴随伤害);人工类(核爆/机械振动致设备解体或
人员伤亡);答题时若问“如何避免”,答远离声源、阻断传播、监测预警。
口诀:
次声二十赫兹下,悄摸钻过人骨架,
同频晃得内脏麻,晕吐腿软眼发花,
技巧:抓“结果”判用途——获知情况为“信息”,改变状态/做功为“能量”。
传递信息:声音作为载体让人知道某事(如交谈、B 超诊断、回声定位、雷声预示下雨),物体本
身未发生物理形态或运动状态的改变。
【例3】古代战场上常用“击鼓进军,鸣金收兵”作为命令,说明声音可以传递________,士兵们是通
过________辨别鼓声和锣声的。
【变式3-1】同学们过马路时不能光凭“勇敢”,一定要遵守交通规则,做到“一停二看三通过”。对不守
规则的行人,司机有时会按喇叭提醒。行人听到喇叭声后应主动避车,说明声音可以传递_________。
【变式3-2】随着科学技术和社会的发展,超声波已广泛应用于各个领域。下列事例中利用超声波传
递信息的是( )
A.生活中利用超声波清洗眼镜
B.工程师利用金属超声波探伤仪检测金属内部是否有缺陷
C.玩具厂的工人利用超声波焊接器焊接塑料玩具
D.医院的医生利用超声波粉碎结石
【变式3-3】(多选)下列事例中,能说明声波可以传递信息的是( )
A.医院里用B超检查病情
B.利用超声波除去人体内的结石
C.用声呐技术测海底深度
D.利用超声波清洗眼镜
传递能量:声音引起物体振动、破碎、清洗、移动等实质变化(如超声波碎石、清洗眼镜、声波吹
灭蜡烛),体现了声能做功。
速记口诀:“听声知事是信息,声动物体是能量”;看到“检测、诊断、定位、交流”选信息,看
到“清洗、碎石、除尘、震碎”选能量。
口诀:
传递信息知情况,回声定位B 超听。
传递能量改物体,清洗碎石超声波。
若问改变或破坏,定是能量在运行。
若问探测或诊断,定是信息在传情。
提醒:
B 超/听诊器:医生通过声音了解病情→传递信息。
超声波碎石/清洗:结石被击碎、污垢被震落→传递能量。
倒车雷达/声呐:利用回声判断距离/位置→传递信息。
声波灭火/震碎玻璃:火焰熄灭、玻璃破裂→传递能量。
蝙蝠回声定位:获取昆虫位置→传递信息(注意区别于超声波驱蚊/杀虫的能量应用)。
模型04.声与能量
【例4】下列图中,主要描述声音能够传递能量的是( )
A.
回声定位
B.
敲橡皮膜烛焰摇动
C.
超声波检查 D.
探测海的深度
【变式4-1】如图所示,将点燃的蜡烛放在发声喇叭前方,可以看到烛焰随着声音晃动,烛焰晃动说
明声音具有_________。
【变式4-2】用高压放电的电火花产生一个冲击波,再用椭球形凹面镜使声波反射后集中到胆结石上,
就能使胆结石粉碎,这一现象主要说明声能够传递_________。B超利用的是超声波能传递_________。
【变式4-3】下列事例中,属于利用声传递能量的是( )
技巧:看结果是否改变物体状态(形变/运动/破碎/清洗)→是则为能量;若仅获取情况/位置/内容→
则为信息。
传递能量:声波对物体做功,导致物体形状、位置、运动状态发生改变(如碎石、清洗、吹动火焰、
震碎玻璃)。
传递信息:声波作为载体告知某种情况,物体本身未发生物理状态改变(如B 超检查、倒车雷达测
距、听诊器诊病、声呐定位)。
口诀:
声分两路各有用,传信探物知动静,
传能振物改形态,碎石化雾显神通。
提醒:
“传递能量”的典例:超声波碎石、超声波清洗精密仪器、声波吹灭蜡烛/晃动烛焰、强声震碎玻璃
杯、次声波破坏建筑物。
“传递信息”的典例:B 超诊断、倒车雷达、声呐探测、蝙蝠回声定位、听诊器听心跳、超声波金
属探伤(仅探测缺陷不破坏工件)。
烛焰晃动/熄灭、纸屑/乒乓球跳动、水面起波纹→转换法体现声具有能量;振幅越大(响度越大),
上述现象越剧烈→说明声能大小与振幅正相关。
A.倒车雷达利用超声波定位
B.医生用听诊器给病人诊断病情
C.利用次声波判断地震方位
D.利用超声波击碎人体内的结石
模型05.区分超声波与次声波
【例5】下列关于超声波和次声波的说法中正确的是( )
A.蝙蝠是靠发射和接收超声波进行目标定位的
B.次声波不能引起人耳的听觉,所以不能传递信息
C.人耳听不到次声波,是因为它不是由物体振动而产生的
D.超声波清洗眼镜是利用了声波传递信息的性质
【变式5-1】如图所示,低音频发声灭火装置可通过发出30~60Hz的低频声波,使空气振动来扑灭火
焰。下列说法正确的是(
)
A.该装置发出的声波是次声波
B.30Hz的声波比60Hz的声波振动更快
C.低频声波能灭火,说明声波具有能量
D.该声波在真空中的传播速度是340m/s
【变式5-2】关于声的应用实例:
①排除人体内的结石 ②用声呐确定潜艇的位置
③探测核爆炸强度 ④检测锅炉有没有裂痕
其中不属于超声波应用的是__________。
【变式5-3】超声波在很多方面有应用,下列说法不正确
...的是( )
技巧:锁定频率数值:高于20000Hz 为超声波,低于20Hz 为次声波,两者均人耳不可闻。
超 声 波:频率>20000Hz(20kHz),特点是方向性好、穿透力强、易聚焦能量。
次 声 波:频率<20Hz,特点是波长长、衍射强、传播距离远、易引起共振破坏。
可听声波:频率 20Hz ~ 20000Hz,人耳正常听觉范围,非本题考察对象。
特性匹配:超声波(>20000Hz)特点是方向性好、穿透强,对应B 超、声呐、清洗、探伤;次声波
(<20Hz)特点是传得远、易绕过障碍,对应地震/台风监测、核爆探测、大象交流。
口诀:
超声短距能量高,次声远传衍射强;
动物对应别记混,大象次声海豚超。
提醒:
不要混淆“声音大”与“超声波”:响度(振幅)大不代表是超声波,频率高才是关键。
不要混淆“雷达”原理:倒车雷达用的是超声波;气象雷达、军用探测雷达用的是电磁波,需仔细
审题关键词。
单位换算注意:题目可能出现 kHz 单位,记住20kHz=20000Hz,避免数量级判断失误。
A.
蝙蝠利用发出的超声波导航
B.
人们制成超声雷达探测鱼群
C.
用超声波检查母体内的胎儿
D.
狗能通过超声提前感知地震
1.(2025·四川南充)如图所示是象群迁移时的情景,它们之间是利用________声波交流,这是利用
声音传递_________。
2.(2025·山东日照)人工智能为日常生活带来美好体验。当人对智能车机播放系统说“请将歌声调
大”,车机播放系统将改变声音的_________(选填“音调”或“响度”或“音色”),这种人机交互说
明了声音能够传递_________(选填“信息”或“能量”)。
3.(2024·西藏)格桑在化学实验课上按照如图所示的方法检验氢气的纯度时,听到很小的声音,判
断出气体较纯,主要是依据声音的_________这一特性;该现象同时说明声音能够传递_________。
4.(2025·四川宜宾)声在生活中有着广泛的应用。下列主要利用声音传递能量的是(
)
A.医院里的常见医疗设备“B 超”
B.探测鱼群所用的设备“声呐”
C.中医诊病四个途径中的“闻”
D.清洗眼镜的设备“超声波清洗机”
5.(2025·四川泸州)“风声雨声读书声声声入耳”,声音是我们感知缤纷世界的一个重要窗口。以下
关于声现象说法正确的是(
)
A.图甲:密闭玻璃罩中的空气被逐渐抽出,听到的闹铃声逐渐变小
B.图乙:用手拨动一端伸出桌边的塑料尺,伸出长度越长,音调越高
C.图丙:福建舰舰载机引导员戴上耳罩,是为了在传播过程中减弱噪声
D.图丁:用“B 超”检查身体,主要利用了声音能传递能量
6.(2025·四川乐山)下列关于声的说法不正确的是( )
A.
发声的喇叭使小纸片“跳舞”,说明发声体在振动
B.
探究音调与频率的关系,频率越高,音调越低
C.
倒车雷达,是利用声传递信息
D.
摩托车的消声器,是在声源处控制噪声
7.(2025·黑龙江绥化)关于声现象,下列说法中正确的是(
)
A.声音在空气中的传播速度是340m/s
B.闻其声而知其人是根据音色判断的
C.广场上的噪声监测仪可以减弱噪声
D.超声波探伤是利用声波传递能量
8.(2025·山东威海)如图所示,体育场紧邻主干道,当运动员经过带有弧形顶棚的主席台时,听到
的外面车辆声音总是比在体育场其他地方听到的车辆声音大。下列说法错误的是( )
A.声波在顶棚处发生了反射
B.运动员能够区分不同车辆的声音,说明声波传递了信息
C.道路旁的树木使声音的能量在传播过程中逐渐减小
D.听到车辆的声音很大说明车辆发声的频率很高
9.(2025·山东德州)如图所示是一款骨传导蓝牙耳机,将耳机贴在颞骨附近,既可以听到耳机发出
的声音,又可以听到周围环境的声音,提高户外使用时的安全性。以下说法错误的是(
)
A.骨传导耳机利用了固体可以传声
B.长期佩戴耳机开大音量听音乐可能有损听力
C.人戴着耳机听音乐能根据声音的音色分辨不同的乐器
D.蓝牙耳机提示配对成功说明声音可以传递能量
10.(2025·黑龙江哈尔滨)我们生活在声音的广袤空间里,下列有关声现象说法错误的是( )
A.
琴声来自琴弦的振动
B.
自制吉他粗细不同的橡皮筋音调不同
C.
公路旁的声音屏障是在人耳处减弱噪声
D.
蝙蝠利用超声波定位
【基础夯实】
1.每年5 月下旬至6 月上旬,中国红河蝴蝶谷会出现上亿只蝴蝶,形成“蝶舞成诗,如叶纷飞”的奇观。
但游客置身其中,却听不到群蝶飞舞之声,这是因为蝴蝶翅膀振动的(
)
A.振幅太小
B.振幅太大
C.频率太低
D.频率太高
2.关于声现象,下列说法正确的是(
)
A.真空中的声速是340m/s
B.教室安装双层玻璃可以减弱噪声
C.超声波清洗仪是利用声传递信息
D.小提琴和二胡能发出音色相同的声音
3.如图所示,医生正用听诊器给南南进行体检。下列说法正确的是(
)
A.南南体内的声音是周围空气振动产生的
B.用听诊器为南南体检,这样可以提高声音的音调
C.声音通过听诊器的橡皮管传送到医生的耳朵里说明固体能够传声
D.平时我们听不到身体里的声音,是因为身体里的声音属于超声波
4.对下列诗句中蕴含的声现象,分析正确的是(
)
A.“牧童骑黄牛,歌声振林樾”,“歌声”是通过空气传入人耳的
B.“不敢高声语,恐惊天上人”,“高声”是指声音的音调高
C.“夜深知雪重,时闻折竹声”,“折竹声”说明声音可以传递能量
D.“朝来山鸟闹,惊破睡中天”,“山鸟闹”一定是乐音
5.下列关于声现象的说法正确的是( )
A.
拨动张紧的橡皮筋,能听到声音,说明发声的物体在振动
B.
逐渐抽出真空罩内的空气,闹钟的铃声逐渐增强
C.
用大小不同的力敲击同一个编钟,发出声音的响度相同
D.
超声波清洗机清洗眼镜,说明声可以传递信息
6.夏天,乡村的傍晚,蝉鸣、蛙叫交织在一起,蝉鸣声与蛙声(
)
A.传播都不需要介质
B.音调一定相同
C.音色不同
D.都不能传递能量
7.有一种电动牙刷,它能发出超声波,直达牙刷棕毛刷不到的地方,这样刷牙既干净又舒服。关于电
动牙刷,正确的说法是(
)
A.刷牙时,人听不到超声波,是因为超声波不能在空气中传播
B.超声波的音调很低,所以人听不到
C.超声波不是由物体振动产生的
D.超声波能传递能量
8.下列关于声现象的分析,正确的是(
)
A.小明回答问题时声音洪亮,是由于小明的声带振动得快
B.音乐老师能够分辨钢琴和长笛发出的C 调,是由于它们的音色不同
C.蝙蝠夜间能够精准确认目标,是利用次声波的反射确定目标位置
D.厂房外面安装玻璃隔音板降低噪声,是由于玻璃不能传播声音
9.下列关于声的说法正确的是(
)
A.医生用的听诊器可以减少声音的分散,增大响度
B.演奏小提琴时,按压弦的不同位置,发出音色不同的声音
C.音叉的木质共鸣箱可以改变音叉发出声音的音调
D.古代士兵用“伏地听声”防范敌军夜袭,“伏地”可以听到敌军马蹄发出的次声波
10.关于次声波:
(1)频率低于________的声波称为次声波;
(2)次声波的产生:飞机飞行、火箭发射、车辆奔驰都会产生次声波、大自然中火山爆发、陨石坠
落、地震、_________、台风、雷电、气压突变都会产生次声波;
(3)次声波的特点:传播很远,容易_________________;
(4)次声波的危害:较强的次声波对人体造成严重的危害,使人恶心、神经错乱,甚至五脏破裂。
强度更大的次声波还会对机器设备、建筑物等造成破坏。
(5)次声波的应用:预报_________、_________或为监测___________提供依据。
【培优拔高】
1.声在生活中有着广泛的应用。眼镜店清洗眼镜的设备是利用__________(选填“超声波”或“次声波”)
使清洗液发生剧烈振动达到去污的效果,这是利用了声可以传递________。
2.随着人工智能的发展,机器人送餐成为时尚。如图所示,机器人可以灵活地避开障碍物是通过体内
的雷达发射_________,然后接收障碍物的反射波,确定障碍物的位置。客人可以通过语言来操控机器人,
说明声可以传递_________。
3.在智能汽车的语音交互系统中,以下关于声音的科学原理分析正确的是( )
A.声纹识别功能主要利用了声音的音调特征
B.调节导航音量时改变的是声音的响度
C.语音指令控制车窗升降说明声音能传递能量
D.车载音响发出的声音是由空气振动产生的
4.图为094 型核潜艇,它是我国国防力量的重要组成部分。它在水下航行时是通过声呐系统发出的超
声波感知附近海域的情况。下列说法正确的是(
)
A.超声波不是由物体的振动产生
B.超声波的传播不需要介质
C.感知附近海域情况是利用超声波传递信息
D.潜艇上的舰员能够听见超声波
5.“勿忘国耻,珍爱和平”,9 月18 日这一天,许多城市拉响了防空警报,关于此过程,下列说法中
正确的是(
)
A.为了让警报声传的更远,应该提高警报声的音调
B.听到警报声说明声音可以传递信息
C.警报声是一种超声波
D.警报声在空气中的传播速度为3×108m/s
6.如图所示,汽车倒车时,车尾保险杠上的探头利用超声波探测到障碍物进入危险距离时,汽车内蜂
鸣器就开始鸣叫,提醒司机及时停车。关于超声波和蜂鸣器发出的鸣叫声,下列叙述正确的是(
)
A.同种介质中,超声波的传播速度比蜂鸣器的鸣叫声传播速度大
B.探头利用超声波测距,它是一种声呐装置
C.探头发出的超声波不是由于物体振动产生的
D.蜂鸣器发出提示音,说明声音能传递了能量
7.如图所示,是一款低音频发声灭火装置,通过发出30~60Hz 的低频声波,能够在短短数秒之内扑灭
火焰。关于这台低音频发声灭火装置,下列说法正确的是(
)
A.低音频发声灭火装置发出的是次声波
B.低音频发声灭火装置利用的是其发声的响度大
C.声波可以灭火说明声波具有能量
D.低音频发声灭火装置发出的声波能量大,能在真空中传播
8.军队中号声就是命令,关于号声下列说法正确的是(
)
A.号声是由司号员的声带振动产生的
B.士兵通过声音的响度分辨出号声
C.司号员利用号声传递信息
D.号声属于超声波
9.实验探究题:人能够听到声音的频率范围从20Hz 到2000Hz,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)超声波的频率是______________;
(2)超声波能够清洗物件是因为声波具有_________,超声探伤、测厚、测距、医学诊断是利用了声
音能够_____________;
(3)人们可以用__________来确定地震发生的方位和强度;
(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一束超声波,
接受到回声的时间为 4s,那么该处海洋的深度为多少米?______________________。
10.阅读题:我国自主研制的“奋斗者”号载人潜水器在马里亚纳海沟成功完成了万米级海试。潜水器配
备了国际先进水平的声学系统,声学系统由母船部分和潜水器本体部分组成,为“奋斗者”号实现了水声通
信、精细探测和定位导航。
水声通信是“奋斗者”号与母船之间唯一的沟通方式。由于可见光和电磁波在海水中传播时衰减很快,
也无法通过一根连接母船的线缆来进行通信。所以科学家为“奋斗者”号量身定制了一套数字水声通信系统,
如图所示,它将语言和文字等信息编码调制后,通过换能器进行发射和接收,实现数据交互,把所有的关
键数据准确高效地与母船进行沟通。
精细探测为“奋斗者”号在水下航行和作业提供了安全保障。尽管马里亚纳海沟两侧都是非常陡峭的海
山,但是“奋斗者”号安装有前视成像声呐设备,可对前方海山的距离和轮廓进行实时探测,帮助它精准避
开障碍物。
定位导航使“奋斗者”号水下作业精准高效。由于水下没有卫星定位,必须使用声学定位。下潜之前,
科学家通过设备的标定实验,使声学系统可以输出精确的速度等关键数据,再将定位与多普勒测速仪、惯
性导航设备组合后进行导航,就能实现万米海底“大海捞针”,“奋斗者”号仅半小时就收回了之前在海底布
放的一些目标物。
(1)由于可见光和电磁波在海水中传播时衰减很快,因此___________是“奋斗者”号与母船之间沟通
的唯一方式;
(2)前视成像声呐设备能发出__________(选填“超声波”或“次声波”),让潜水器在漆黑的万米深海
中精准避障。这说明声音能传递__________(选填“信息”或“能量”);
(3)请写出“奋斗者”号声学系统的一个优点:________________________。