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5.超声导盲手杖是一种科技助残设备,视障人士可利用该设备感知障碍物的方向、形状、距离和材质等信息。图中所示的超声导盲手杖,可以发射超声波探测周围5 m内障碍物的情况,并处理成语言信号及时播放出来,达到“以听代视”的效果。下列说法正确的是
(
A.“以听代视”听到的是超声波信号
B.该导盲手杖利用了回声定位的原理
C.该导盲手杖需要碰触到物体才能发现
障碍物
D.超声导盲杖帮助视障人士辨别障碍物
的方向、形状、距离等,是利用声音传
递能量
(
B
)A.“以听代视”听到的是超声波信号
B.该导盲手杖利用了回声定位的原理
C.该导盲手杖需要碰触到物体才能发现
障碍物
D.超声导盲杖帮助视障人士辨别障碍物
的方向、形状、距离等,是利用声音传
递能量
答案
5.B
解析
【分析】
要解答本题，需结合超声波的特性、回声定位原理、声音的利用等知识，逐一分析每个选项：首先明确人耳听觉范围（20Hz~20000Hz），超声波频率高于20000Hz，人耳无法直接听到；再分析超声导盲手杖的工作方式，它通过发射超声波、接收障碍物反射的回声获取信息，属于非接触式探测，且利用声音传递信息而非能量。
【解析】
选项A：超声波频率高于20000Hz，超出人耳听觉范围，人耳无法听到超声波，因此“以听代视”听到的不是超声波信号，A错误。
选项B：超声导盲手杖发射超声波，超声波遇到障碍物后反射，通过接收反射回声判断障碍物的情况，利用了回声定位原理，B正确。
选项C：该导盲手杖通过发射和接收超声波探测障碍物，无需碰触物体即可发现障碍物，C错误。
选项D：超声导盲杖帮助视障人士辨别障碍物的相关信息，是利用声音传递信息，而非声音传递能量，D错误。
【答案】
B
【知识点】
超声波的应用、声音的利用
【点评】
本题结合科技助残设备考查声学基础知识点，贴近生活实际，需要学生掌握超声波的特点、回声定位原理等内容，属于基础应用类题目，难度适中。
【难度系数】
0.6
要解答本题，需结合超声波的特性、回声定位原理、声音的利用等知识，逐一分析每个选项：首先明确人耳听觉范围（20Hz~20000Hz），超声波频率高于20000Hz，人耳无法直接听到；再分析超声导盲手杖的工作方式，它通过发射超声波、接收障碍物反射的回声获取信息，属于非接触式探测，且利用声音传递信息而非能量。
【解析】
选项A：超声波频率高于20000Hz，超出人耳听觉范围，人耳无法听到超声波，因此“以听代视”听到的不是超声波信号，A错误。
选项B：超声导盲手杖发射超声波，超声波遇到障碍物后反射，通过接收反射回声判断障碍物的情况，利用了回声定位原理，B正确。
选项C：该导盲手杖通过发射和接收超声波探测障碍物，无需碰触物体即可发现障碍物，C错误。
选项D：超声导盲杖帮助视障人士辨别障碍物的相关信息，是利用声音传递信息，而非声音传递能量，D错误。
【答案】
B
【知识点】
超声波的应用、声音的利用
【点评】
本题结合科技助残设备考查声学基础知识点，贴近生活实际，需要学生掌握超声波的特点、回声定位原理等内容，属于基础应用类题目，难度适中。
【难度系数】
0.6
6.一艘科考船行驶在某海域,并对该海域的海底形状利用声呐系统进行了测绘。方法是:在经过该海域水平面等间距的A、B、C、D、E五个位置时,向正下方海底定向发射超声波,测得回收信号的时间分别为0.305 s、0.12 s、0.185 s、0.13 s、0.30 s;根据时间,求出海底与海平面的距离,就可以绘出海底的大致形状。该海域海底的大致形状如下图中的 (
D
)答案
6.D
解析
【分析】
要解决这道题，需先明确声呐测距的原理：超声波从海面发射到海底，再反射回海面，总时间为往返时间，因此海底深度$ h = \frac{1}{2}v_{声}t $（$ v_{声} $为声速，同一海域声速恒定），由此可知：声呐回收信号的时间越长，对应的海底深度越大。接下来比较五个位置的时间，判断深度关系，即可选出对应海底形状。
【解析】
根据声呐测距公式$ h = \frac{1}{2}v_{声}t $，同一海域声速$ v_{声} $不变，所以海底深度与回收信号时间成正比，时间越长，深度越大。
比较五个位置的时间：$ t_A=0.305s ＞ t_E=0.30s ＞ t_C=0.185s ＞ t_D=0.13s ＞ t_B=0.12s $，因此深度关系为：$ h_A ＞ h_E ＞ h_C ＞ h_D ＞ h_B $，即A、E处海底最深，B处最浅，C、D深度介于两者之间。符合该深度关系的海底形状为选项D。
【答案】
D
【知识点】
声呐测距、速度公式应用
【点评】
本题考查声呐测距的原理，核心是理解时间与海底深度的正比关系，属于初中物理基础应用题型，难度适中。
【难度系数】
0.6
要解决这道题，需先明确声呐测距的原理：超声波从海面发射到海底，再反射回海面，总时间为往返时间，因此海底深度$ h = \frac{1}{2}v_{声}t $（$ v_{声} $为声速，同一海域声速恒定），由此可知：声呐回收信号的时间越长，对应的海底深度越大。接下来比较五个位置的时间，判断深度关系，即可选出对应海底形状。
【解析】
根据声呐测距公式$ h = \frac{1}{2}v_{声}t $，同一海域声速$ v_{声} $不变，所以海底深度与回收信号时间成正比，时间越长，深度越大。
比较五个位置的时间：$ t_A=0.305s ＞ t_E=0.30s ＞ t_C=0.185s ＞ t_D=0.13s ＞ t_B=0.12s $，因此深度关系为：$ h_A ＞ h_E ＞ h_C ＞ h_D ＞ h_B $，即A、E处海底最深，B处最浅，C、D深度介于两者之间。符合该深度关系的海底形状为选项D。
【答案】
D
【知识点】
声呐测距、速度公式应用
【点评】
本题考查声呐测距的原理，核心是理解时间与海底深度的正比关系，属于初中物理基础应用题型，难度适中。
【难度系数】
0.6
阅读下列材料,按要求完成后面提出的问题。
材料一:超声波及其应用
人能够听到声音的频率范围为20 Hz至20 000 Hz。低于20 Hz的声音叫次声波,高于20 000 Hz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。
材料二:雪花落水也有声
相信大部分读者看到本文题目,都会认为它看起来不讲科学而含诗意。要知道,一般的常识告诉我们,雪花落水静悄悄的,毫无声响。不过,雪花落水真的会产生声波。在某年的《自然》杂志上,几个科学家联名发表文章,宣布了他们的上述结论。人们之所以认为雪花落水没有声音,是因为雪花落水发出的声波频率在$5×10^{4}$ Hz到$2×10^{5}$ Hz之间,高于人们能听见的声波频率。
1.超声波能够清洗物件是因为声波具有。
2.雪花落水发出的声波属于(填“超”或“次”)声波。
3.月球上不能利用超声波测定距离,是由于。
4.若声音在海水中的传播速度为1 500 m/s,利用回声定位原理从海面竖直向海底发射超声波,从发射声波到接收到回声所用时间为2 s,那么该处海洋的深度为 m。
5.下雪天鲸鱼会异常烦躁。阅读上面的短文后,你认为下雪天鲸鱼异常烦躁的原因是:
。
材料一:超声波及其应用
人能够听到声音的频率范围为20 Hz至20 000 Hz。低于20 Hz的声音叫次声波,高于20 000 Hz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。
材料二:雪花落水也有声
相信大部分读者看到本文题目,都会认为它看起来不讲科学而含诗意。要知道,一般的常识告诉我们,雪花落水静悄悄的,毫无声响。不过,雪花落水真的会产生声波。在某年的《自然》杂志上,几个科学家联名发表文章,宣布了他们的上述结论。人们之所以认为雪花落水没有声音,是因为雪花落水发出的声波频率在$5×10^{4}$ Hz到$2×10^{5}$ Hz之间,高于人们能听见的声波频率。
1.超声波能够清洗物件是因为声波具有。
2.雪花落水发出的声波属于(填“超”或“次”)声波。
3.月球上不能利用超声波测定距离,是由于。
4.若声音在海水中的传播速度为1 500 m/s,利用回声定位原理从海面竖直向海底发射超声波,从发射声波到接收到回声所用时间为2 s,那么该处海洋的深度为 m。
5.下雪天鲸鱼会异常烦躁。阅读上面的短文后,你认为下雪天鲸鱼异常烦躁的原因是:
。
答案
1.能量 2.超 3.真空不能传声 4.1 500 5.雪花落水发出的声波频率在5×10⁴ Hz到2×10⁵ Hz之间,海里的鲸鱼能听到雪花落水所产生的声音,并且这些声音杂乱无章,对于鲸鱼来说是噪音,所以鲸鱼会感到异常烦躁。
解析
【分析】
1. 第1题：根据材料一描述，超声波清洗物件利用的是其空化效应释放的高能量冲击污垢，据此判断声波的作用。
2. 第2题：依据材料二，雪花落水的声波频率在5×10⁴Hz到2×10⁵Hz之间，高于人耳听觉上限20000Hz，结合超声波定义判断。
3. 第3题：声音传播需要介质，月球表面为真空，真空无法传声，据此分析无法测距的原因。
4. 第4题：回声定位中，超声波往返总时间为2s，单程时间为总时间的一半，结合速度公式计算海洋深度。
5. 第5题：结合材料二，雪花落水产生的声波属于人耳听不到的超声波，但鲸鱼能听到，这类杂乱声音对鲸鱼是噪音，据此整理原因。
【解析】
1. 根据材料一，超声波的空化效应是通过气泡爆破释放高能量冲击污垢，因此超声波清洗物件是因为声波具有能量。
2. 材料二明确雪花落水的声波频率在5×10⁴Hz到2×10⁵Hz之间，高于20000Hz，符合超声波的定义，故属于超声波。
3. 声音的传播依赖介质，月球表面是真空环境，真空不能传声，因此无法利用超声波（声波）在月球上传播来测定距离。
4. 超声波从海面到海底再返回的总时间为2s，单程时间t=2s÷2=1s，根据公式h=vt，海洋深度h=1500m/s×1s=1500m。
5. 由材料二可知，雪花落水发出的声波频率在5×10⁴Hz到2×10⁵Hz之间，属于超声波，人耳无法听到，但鲸鱼能听到这类声音，这些杂乱的声音对鲸鱼而言是噪音，因此下雪天鲸鱼会异常烦躁。
【答案】
1.能量
2.超
3.真空不能传声
4.1500
5.雪花落水发出的声波频率在5×10⁴ Hz到2×10⁵ Hz之间，海里的鲸鱼能听到雪花落水所产生的声音，并且这些声音杂乱无章，对于鲸鱼来说是噪音，所以鲸鱼会感到异常烦躁。
【知识点】
超声波、声音的传播、回声测距
【点评】
本题为材料结合物理知识的综合题，考查学生对超声波、声音传播、回声测距及噪声的理解，需仔细提取材料关键信息，结合所学知识解答，难度适中。
【难度系数】
0.6
1. 第1题：根据材料一描述，超声波清洗物件利用的是其空化效应释放的高能量冲击污垢，据此判断声波的作用。
2. 第2题：依据材料二，雪花落水的声波频率在5×10⁴Hz到2×10⁵Hz之间，高于人耳听觉上限20000Hz，结合超声波定义判断。
3. 第3题：声音传播需要介质，月球表面为真空，真空无法传声，据此分析无法测距的原因。
4. 第4题：回声定位中，超声波往返总时间为2s，单程时间为总时间的一半，结合速度公式计算海洋深度。
5. 第5题：结合材料二，雪花落水产生的声波属于人耳听不到的超声波，但鲸鱼能听到，这类杂乱声音对鲸鱼是噪音，据此整理原因。
【解析】
1. 根据材料一，超声波的空化效应是通过气泡爆破释放高能量冲击污垢，因此超声波清洗物件是因为声波具有能量。
2. 材料二明确雪花落水的声波频率在5×10⁴Hz到2×10⁵Hz之间，高于20000Hz，符合超声波的定义，故属于超声波。
3. 声音的传播依赖介质，月球表面是真空环境，真空不能传声，因此无法利用超声波（声波）在月球上传播来测定距离。
4. 超声波从海面到海底再返回的总时间为2s，单程时间t=2s÷2=1s，根据公式h=vt，海洋深度h=1500m/s×1s=1500m。
5. 由材料二可知，雪花落水发出的声波频率在5×10⁴Hz到2×10⁵Hz之间，属于超声波，人耳无法听到，但鲸鱼能听到这类声音，这些杂乱的声音对鲸鱼而言是噪音，因此下雪天鲸鱼会异常烦躁。
【答案】
1.能量
2.超
3.真空不能传声
4.1500
5.雪花落水发出的声波频率在5×10⁴ Hz到2×10⁵ Hz之间，海里的鲸鱼能听到雪花落水所产生的声音，并且这些声音杂乱无章，对于鲸鱼来说是噪音，所以鲸鱼会感到异常烦躁。
【知识点】
超声波、声音的传播、回声测距
【点评】
本题为材料结合物理知识的综合题，考查学生对超声波、声音传播、回声测距及噪声的理解，需仔细提取材料关键信息，结合所学知识解答，难度适中。
【难度系数】
0.6
