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第一章：声现象 教参资料（全章节）
声现象　　学会将问题转换　　声音是由物体的振动产生的，可有时我们却只能听见声音而看不到物体的振动，如何将这种"无形"的振动变为"有形"，从而被我们识别，就要借助于转换的思想。　　例1：我们已经知道声是由振动的物体发出的。但有的时候，比如敲桌子时，我们能听到声音，却看不见桌子的振动。你能想办法证明桌子发声时也在振动吗？　　分析：敲桌子时桌子发声，说明桌子在振动，但由于这种振动非常快，桌面的变化不明显，所以我们看不到。但是这种振动我们却是可以通过它对其他物体的作用反映出来。如在桌子上放些碎纸屑、黄豆或其他轻小的物体，通过这些物体在敲桌子时的状态而以推出桌子的振动情况。这种通过某种手段，将我们不容易观察到的现象或通过放大或变静为动或加颜色等方式转化为容易被我们观察、认识的现象，就是转换法。　　故该题的解答可有多种方法：　　方法一、先用力敲桌子，然后用手按住桌面，手感到发麻。这说明桌子发声时在振动；　　方法二、先在桌子上放一些小纸片或小沙粒或大米或豆子等轻小物体，它们先处于静止状态，用力敲击桌面时，这些轻小物体开始不停地振动起来。这也说明桌面发声时在振动。　　方法三、在桌子上放一盆水，敲击桌子发声，观察到盆里水产生了波纹，说明桌子发声是由桌面的振动产生的。　　例2、小明在家中听音响时，忽然想到课本上说声音能使空气形成疏密相间的波动并以此将声音传到远方。小明想："声音的这种波动我为什么看不见？这种说法到底对不对呢？"　　小明想了一会儿，起身找来一个小碟、一段铁丝和一勺洗衣粉。小明将洗衣粉倒入碟子中，加水溶解；然后将铁丝弯成一个带把的铁圈，将铁圈放在水中，使铁圈附上一层薄膜。小明将铁圈放在音响的喇叭前，打开音箱。这时，他发现，薄膜随着声音不断的在发生变化，如图1所示。　　(1)、小华通过实验说明了什么结论？　　(2)、小华的研究大致上经历了什么样的探究过程？　　(3)、小华在实验的过程中成功运用了什么物理学的探究方法？　　分析：小华看到的现象是薄膜随着声音的节奏不断的发生着变化，这说明是声音使空气形成了疏密相间的波动，这种看不见的波动通过轻巧的薄膜呈现了出来。　　解答：(1)、声音能使空气形成疏密相间的波动并以此将声音传到远方；　　(2)、提出问题，设计并进行实验，分析论证；(3)、转换法。　　可见，在运用转换思想使问题转换时，这种现象的本质并没变，变化的是这种现象的显示方式。　　下面我们做两个练习：　　习题1、教室里有一盏日光灯，灯亮着时，它会发出嗡嗡的声音，老师说是镇流器出了问题。同学们根据发声的物体一定在振动这一道理，猜测日光灯的镇流器也在振动。如何知道它是否在振动呢？　　习题2、在我国云南生长着一种神奇的"跳舞草"每当音乐声响起，它的叶子就会随着音乐旋律的高低快慢上下跳动，音乐的节奏越快，它跳动就越快；音乐的节奏一慢，它也随之慢下来；音乐停止时，它也就停止了跳舞；如图2所示，人对着它唱歌时，它也会"跳舞"。"跳舞草"的新奇表现与声现象有关系吗？简单阐明其中的道理。　　参考答案：1、答：拿一长木杆，把木杆的一端与镇流器接触，另一端伸入盛水的水盆内。看到的现象：水面会有波纹产生。这是因为灯座振动发声，木杆与灯座接触时，灯座的振动通过木杆传到水面上，水面也在振动的缘故。　　 2、"跳舞草"之所以能跳舞，是因为受到声波的刺激，这种草对声波的刺激反应很灵敏，声音传播时引起空气的振动，振动的空气又会引起跳舞草叶子的振动，音乐节奏快时，声波频率大，叶子就振动得快；音乐节奏慢时，声波频率小，叶子就振动得慢；音乐一旦停止，没有了振动，"跳舞草"也会停止"跳舞"。方程两边的单位要一致　　在声学中，涉及到的计算题一般较简单，它们大致可分两类：(1)根据声音在不同介质中的传播速度不同，由出现声音的时间差异来测距离； (2)根据声音的反射现象--回声测距离。计算时都常采用列方程的方法，列方程时，方程两边的单位一定要统一起来。　　例1、小明和小刚欲测一段铁路的长，但没有合适的刻度尺，他们查表知道声音在空气中的传播速度是340m/s，在钢铁中传播速度是5200m/s，于是二人各站在欲测铁路的一端，小明用锤子敲击一下铁轨，小刚在另一端听到两次声响，两次声响的时间间隔为2s，求这段铁路有多长？(注意做此实验必须当心两面开过来的火车)　　错解：设铁路长为s，由题意可得：，解之得s=727.6m。　　[分析] 由于声音在不同的介质中的传播速度不同，在钢铁中传播速度大于在空气中的传播速度，故能听到2次声音，根据二次声音传播路程相同，时间差2s的关系，可以列出方程来，但方程的两边应该表示同一个物理量，其单位是一致的。而上述方程中等式左边的单位是路程s的单位"m"，而等式右边只是个数字，没有单位，所以该方程是不成立的，虽然结果正确，但过程是不对的。　　正解：设铁路长为s，则声音在空气中的传播时间为；在铁路中的传播速度为。因为t1－t2=2s，　　所以－=2s。解之得这段铁路的长为s=727.6m。　　例2、如图所示，一辆汽车做匀速直线运动，它行驶至A处呜笛，在A处正前方440m处有一峭壁，经过2.5s它行至B处，并听到了反身回来的汽笛声。若声速为340m/s，求汽车的速度。　　错解：设汽车的速度为v；则v×2.5s+340m/s×2.5=2×440，解之得v=12m/s。　　分析：由题意可得，在2.5s内声音通过的距离与汽车通过的距离之和是两个440m。故列方程即可。但上式中有的物理量带单位，有的不带单位，使得等式本身就不相等了，为了使等式成立，应该使两边的单位相统一。　　正解：设汽车的速度为v；　　则声音通过的路程为v声t；汽车通过的路程为vt，由题意可得：v声t+vt＝2S，　　即340m/s×2.5s+v×2.5s=2×440m；　　解之得v=12m/s。　　注意物理量符号的本身既有数值又有单位，如和v×2.5s都是含有物理符号的表达式，最后它们代表的单位分别是时间的单位"s"和路程的单位"m"。　　可见，用方程的思想解决问题，思维的确要简捷得多。但列方程时，我们一定要保持等式两边的单位相统一，因为"＝"的含义就是"相等"，两边的物理量应该是一致的。开放题的解答技巧　　开放题是指解题方法多样化、答案不惟一的题目，它既可以激发学生的求知欲，提高学习兴趣，又非常有利于发散思维和创新能力的培养。　　求解开放性问题，需要我们平时注意对知识的积累，注重知识的迁移，灵活运用物理知识，多角度审视问题，多从不同的侧面入手尝试。　　例1 小明学习了声音的产生后，知道声音是由物体振动发出的，但是他发现当用手指敲桌子时，听到了桌子发出的声音，但是却看不到桌子的振动，你可以利用哪些实验加以说明？　　[分析] 实验中的桌子在发声，说明桌子在振动，之所以看不到它的振动，是因为它振动得比较快，桌面变化不明显；这时我们要想办法将其放大才行，用细小的东西放到正在发声的桌面上，可以将这种振动显示出来。　　[答案] (1)把豆子放在桌面上，敲桌子发声时，观察到豆子跳动，说明声音是由桌面振动产生的；(2)在桌子上放一盆水，敲击桌子发声，观察到盆里水在振动，说明桌子发声是由桌面的振动产生的。　　[点评]将声音放大的方法很多，但关键是要通过轻小的物体将其不明显的振动放大出来；这是一种"转换"的思想。　　例2 (2005年北京)已知空气可以传播声音。请设计一个简易实验，证明固体也能够传播声音。请写出实验所需要的器材、实验步骤以及实验分析与结论。要求设计的实验具有可行性，要符合安全原则。　　(1)实验器材：　　(2)实验步骤：　　(3)实验分析与结论：　　[研析] 这是一则方法和过程均开放的试题，我们可以先从以下方面找实例：①教材中，在做真空罩实验没抽空气时，能听到罩内钟表的铃声，说明固体玻璃是传声的；通过敲击铁管向外界求救的方法也能说明固体能传播声音，只不过需要适当理顺、扩展，以变成一个可操作性的实验；②实际生活中，如桌子是固体，敲击时在另一端能听到清晰的声音；大地是固体，通过它能听到远方夜袭敌人的马蹄声等，都可以加以扩展，改造成实验。　　[答案](1)方法一：(1)实验器材：大广口瓶、橡皮塞、小闹钟　　(2)实验步骤：把小闹钟调至响振状态，然后轻放于大广口瓶中，听小闹钟的铃声；然后，用橡皮塞盖在大广口瓶的瓶口上并塞紧，要求不漏气；然后，再听小闹钟的铃声。　　(3)实验分析与结论：瓶内空气与瓶外空气完全被大广口瓶和橡皮塞隔离，如果此时仍能听到小闹钟的铃声，则可证明听到的铃声是通过大广口瓶和橡皮塞传播来的，即固体能传播声音。　　方法二：(1)实验器材：白纸、铅笔、长条桌；　　(2)实验步骤：①同学甲在长条的一端用铅笔在白纸上用力均匀地写"一"，同时同学乙在桌子的另一端把耳朵帖在桌面上听甲在纸上写"一"的声音，重复几次实验，都可以清晰地听到写"一"时的声音；②同学乙将耳朵离开桌面，(注意调整耳朵与笔的距离，保证与上几次实验相比，耳朵与笔的距离相同)，同学甲在相同条件下继续写"一"，重复几次实验，都听不到甲在白纸上写"一"的声音。　　(3)实验分析与结论：在相同条件下，耳朵帖在桌面上能听到声音，在空气中则听不到声音，说明听到的声音是通过桌子传播的，即固体可以传播声音。　　[点评]该题的开放程度较大，器材、步骤与结论都是开放的。对这样的题我们首先要找到一个生活中恰当的例子，或老师做过的小实验，然后再将这个例子或小实验所需的器材、实验步骤写出来，总结成条理性比较强的几个环节就可以了。　　及时练：　　1、请你根据"用塑料尺敲打桌面，会听到'啪'的响声"这一现象，提同一个值得探究的问题。　　2、假如声音在空气中的传播速度变为 0.1m/s，会出现什么现象？请结合学过的知识，再加上你丰富的想象，写出三个合理的场景。　　　　参考答案：1、答：桌面振动了吗？声音的产生与物体的振动有关吗？物体振动能产生声音吗？等，该题属于问题提出的开放。　　2、答：(1)在公路上，汽车鸣笛要很长时间才能听见，易发生交通事故　　(2)在野外，发现紧急情况进行呼救，声音不易被人发觉　　(3)击鼓后，要很长时间才听得见。　　(4)在教室里听课，老师的讲话后排同学可能要1.5min才能听见，声音与口形不相对应等。巧妙听到别人说活的秘密　　西西里有一个叫吉尔真提的大教堂。教堂的内部结构呈椭球体，我们知道，椭球体有两个焦点。其中的一个焦点被无意识地选择为放置忏悔椅的地方，一个人一次偶然发现在另一个焦点处能听到忏悔人对牧师所作的忏悔，出于好奇，于是他经常去偷听别人对牧师所作的忏悔，有时他还邀请他的朋友一起去听。恰好有一天是他的妻子来做忏悔，他听到的都是妻子对自己的怨言，朋友也都借此知道了他的许多行径，这真是应了古人的一句谚语：靠在墙边偷听的人只能听到自己的丑行。　　为什么他能听到忏悔人的忏悔呢？这是因为在一个椭圆形的房间里，在一个焦点上发出的声音会像光线那样在另一个焦点上聚集，如图所示。所以第二个焦点处能听到第一个焦点上的谈话。　　无独有偶，美国华盛顿国会的国众议院大厅是一个的半球形屋顶，在大厅一边轻声耳语，在另一边也能被人听到，所以议员们的秘密谈话不止一次地被人偷听到。其原因，也是这个道理。明确振动物体，强化拓展创新　　例1、当你吹笛子时，用手指按住或放开不同的孔就会发出高低不同的声音，奏出动听的音曲，如图1甲所示。笛子是靠
发声；如图1乙所示，若将笛孔全堵上，其发音的音调变
，若将笛孔全打开，发音的音调变
。　　[分析]如图1乙所示，竹笛M是吹孔，N为贴笛膜孔，A、B、C、D、E、F为6个音孔。吹笛时将嘴唇放在吹口上，用一股又扁又窄气流去吹动笛子里的空气柱时，是靠竹笛内空气柱的振动而发声的；显然，振动的空气柱为吹孔到被堵住孔的长度；把笛子的6个孔全堵上，笛子里的空气柱最长，发出的音调最低；如果你把离吹口最远的一个孔放开，空气柱就减短了一截，笛子的音调就高一些，这就是管乐器的发音特征。吹笛子的人不断地堵住或者放开笛子上的气孔，改变里边空气柱的长短，就能演奏出优美的乐曲。　　[答案] 空气柱振动；低；高。　　与此发声类同的习题还有很多，下面我们看一下它的拓展。　　拓展一、四个相同的瓶子里装水，水面高度不同，如图2所示。用嘴帖着瓶口吹气，如果能吹出"do(1)、re(2)、mi(3)、fa(4)四个音阶，则与这四个音阶相对应的瓶子的顺序是______、______、______、______。　　[答案] 丙、乙、甲、丁。　　拓展二、往保温瓶里灌开水的过程中，听声音就能判断出瓶中水位的高低，这是因为(
)　　A．随着水位的升高，音调逐渐升高　　B．随着水位的升高，音调逐渐降低　　C．灌水过程中音调保持不变，响度越来越大　　D．灌水过程中响度保持不变，音调越来越小　　[答案]A。　　拓展三、(2004年上海)如图3所示，老师用同样的力吹一根吸管，并将它不断剪短。他在研究声音的(
)　　A．响度与吸管长短的关系　　B．音调与吸管材料的关系　　C．音调与吸管长短的关系　　D．音色与吸管材料的关系　　[答案]C。　　拓展四、(2005年辽宁)小明自己制作了一个哨子，如图4所示，在筷子上缠一些棉花，制成一个活塞，用水蘸湿棉花后，插入两端开口的塑料管，吹管的上端，可以发出悦耳的哨音，这哨音是由于管内空气柱__________产生的。上下拉动活塞，可以改变声音的__________(选填"音调"、"响度"或"音色")。　　[答案]振动；音调。　　例2、如图5所示，先拨动张紧的细橡皮筋，再拨动张紧的粗橡皮筋，则_______橡皮筋振动快，________个橡皮筋音调高。　　分析：用同样大的力拨动粗细不同的橡皮筋，细的振动快，粗的振动慢；则细橡皮筋发音的音调高。　　与此发声类似的习题也很多，下面我们再看一下它的拓展。　　拓展一、进入青春期后，男女同学在生理上会出现许多变化，其中较明显的一个变化就是他们说话的音调不同。一般男同学说话声音的音调较低，而女同学说话声音的音调较高，这是为什么？　　[答案] 这是因为男女同学在进入青春期后声带的发育不同，男同学的声带长而厚，女同学的声带短而薄，所以男同学说话声音的音调较低，而女同学说话声音的音调较高。拓展二、"水杯琴"是将不同的水装入相同的水杯中所组成的一套乐器，如图6所示，用筷子敲击杯壁，就可以演奏不同的乐曲，则发出音调由低到高的顺序是_______、_______、_______、________。　　[答案] 敲击杯壁时，杯壁振动会发声，杯中装的水会对杯壁的振动有阻碍作用；装水多时，这种阻碍作用就大，所以振动的频率比较小，音调低；装水少时，阻碍作用就小，杯壁振动的频率比较大，音调高。所以音调由低到高的顺序是甲、丁、丙、乙。　　拓展三、小明想弄清口琴的发声原理，便把自己的口琴拆开，发现口琴的琴芯结构如图7所示。在琴芯的气孔边分布着长短、厚薄都不同的一排铜片。　　小明发现：在气流冲击下，较厚较长的铜片发出的声音比较薄较短的铜片发出的声音的音调要低，对照小明的发现及示意图。　　则(1)较厚较长的铜片发声时的振动要比较薄较短的铜片振动
；(2)图7中的Ⅰ区是
音区，Ⅱ区是
音区，Ⅲ区是
音区（填"高"、"中"或"低"）；(3)在同一孔处用不同的力度吹琴，发生变化的是
。　　[答案](1)慢；(2)低；中；高；(3)声音的响度不同。　　可见，我们要学会总结，学会举一反三，学会将同类问题放在一起进行比较，明振动物体后，强化它的拓展创新是提高解题能力的根本。科学探究题的解答技巧　　科学探究是一种新型的学习方式，探究中蕴含的方法有多种，其中控制变量法是初中常见的一种方法，下面我们学习一下如何把握变量的控制。　　例1、(2004年济南)在学习吉他演奏的过程中，小华发现琴弦发出声音的音调高低是受各种因素影响的，他决定对此进行研究。经过和同学们的讨论，提出了以下猜想：　　猜想1：琴弦发出声音的音调高低，可能与琴弦的横截面积有关　　猜想2：琴弦发出声音的音调高低，可能与琴弦的长短有关　　猜想3：琴弦发出声音的音调高低，可能与琴弦的材料有关　　为了验证上述猜想是否正确，他们找到了下表所列9种规格的琴弦，因为音调的高低取决于声源振动的频率，于是借来一个能够测量振动频率的仪器进行实验。　　(1)为了验证猜想1，应选用编号为_______、________、_______的琴弦进行实验。为了验证猜想2，应选用编号为_______、______、______的琴弦进行实验。　　表中有的材料规格没填全，为了验证猜想3，必须知道该项内容。请在表中填上所缺数据。编号ABCDEFGHI材料铜铜铜铜铜铜钢尼龙尼龙长度(cm)606060801008080100横截面积(mm2)0.760.891.020.760.761.021.021.02　　(2)随着实验的进行，小华又觉得琴弦音调的高低，可能还与琴弦的松紧程度有关，为了验证这一猜想，必须进行的操作是：__________________　　_______________________________________________________________。　　[研析] 从表中可以看出，我们选取了与弦的材料、长度、横截面积三个变量有关的9种琴弦。(1)欲验证音调与弦的横截面积的关系，我们应将横截面积不同、共余均相同的琴弦作为对比的因素，故应选A、B与C；欲验证音调与弦的长短的关系，我们应将长短不同、共余均相同的琴弦作为对比的因素，故应选A、D与F；欲验证音调与弦的材料的关系，我们应将材料不同、共余均相同的琴弦作为对比的因素，只有G、H符合要求，参照它们的是长度与横截面积，在E中也应填上与它们相同的长度和横截面积，即长度是80cm、横截面积是1.02mm2。(2)再探究音调的高低与琴弦的松紧程度的关系时，应该让琴弦的材料、长度、横截面积均相同，只改变弦的松紧程度，看音调会发生什么变化。　　[答案] (1) A、B与C；A、D与F；80cm、1.02mm2。(2) 控制琴弦的材料、长度、横截面积均相同，只改变弦的松紧程度，看音调会发生什么变化。　　[点评]控制变量的思想在本题中有着突出的体现，由于该题数据多、次序不一致，寻找时有一定的困难，我们一定要有耐心，将可能的因素逐个先标出来也是一个好办法。　　例2、你一定见过风铃吧。如图1所示，在微风中，叮叮铛铛的铃声美妙极了，请用实验探究一下风铃发声的音调高低与金属管长度的关系。哪一类乐器的发声原理与此一致？　　[研析]该题是想探究风铃发声的音调高低与金属管长度的关系，应该控制金属管的长度是不同的，而其余的因素都应相同。　　[答案]找几个长度不同，但其它因素均相同的金属管，把它们都悬挂起来，用同样大的力敲击金属管，会发现金属管越长发声的音调越低，金属管越短，发声的音调越高。它的发声原理与打击乐器一致。　　[点评]叙述时突出的是控制变量思想的体现，研究什么，就应让它发生变化，而控制其余的因素不变，这是控制变量的精髓。　　　　叩诊术和听诊器　　在声学史上，有两个与医学相关的重要发明，那就是叩诊术与听诊器，从时间上看，叩诊术在听诊器之前，它们都是通过听声音诊断病情的，叩诊术是利用声音的反射，听诊器是将微弱的声音放大，关于它们的发明，还各有一段的趣的故事呢？　　一、叩诊术　　300多年前，一个饭店老板的儿子叫奥恩布鲁格，卖酒时，奥恩布鲁格发现，聪明的酒商用手指敲一敲酒桶，就能探听到桶内的秘密：空桶被敲以后能发出清脆的声响，满桶被敲之后总是闷声闷气的，图1所示。小奥恩布鲁格很快就学会了这个技巧，掌握了这种"声撞击"探测方法。奥恩布鲁格后来成了一名医生。这一天，有位病人找他看病，说胸口不舒服，喘气很费力。是什么病呢？那时既没有X光，也没有听诊器，奥恩布鲁格查来问去也弄不清病人得了什么病。　　忽然，他想到了童年时敲酒桶的方法。他想：人的胸腔不是很像酒桶吗？敲一敲胸腔不就能听出里边有没有脓水吗？　　奥恩布鲁格做了反复的实验和观察、解剖，探索胸腔疾病和叩击音之间的关系，终于写出了医学论文，发明了叩诊的方法。　　叩诊时，医生将左手的中指或食指第二节紧贴在患者胸部或其他部位，再用右手中指叩打左手中指第二节，脏器不正常与正常的叩诊声音是不相同的，如图2。这样就根据听到的叩诊音是否相同来判断病人是否有疾病。　　二、听诊器　　日，法国名医雷奈克用一本薄笔记本卷成圆筒，解决了困扰他很久的诊断难题，随之他发明了听诊器，如图3所示。　　雷奈克在回忆录中这样写道："1816年我去探视一位年轻的女患者，她正因心脏病的症状而受苦。由于她体形肥胖，以手敲诊或触诊断又起不了作用，而附耳于其胸口做诊断又不被风俗允许，我忽然想到少年时用木杆传递声音的游戏，就是一个孩子附耳于一根长木条的一端，他可以听清楚另一个孩子在另一端用大头针刮出的密码。由此可以看出，声音透过某些固体的传递可以减小声音的损失。灵光一现之后，我立刻用纸卷成圆筒，结果一点也不意外，我听到心脏运动的声音，比我以前任何一次直接附耳于患者胸口来得更清晰。那一刻，我思索着，这是一个好办法，除了心脏以外，胸腔内器官运动所制造的声音，应该也可以使我们更确认其特性......"　　显然就在一瞬间，一个卷起的纸筒使临床医学向前迈进了一大步。你看，这两项极大促进医学进展的发明都与他们儿时的经历有关，是儿时的游戏和兴趣激发了他们的灵感，发明就在身边，创造就在眼前，说不定你现在的一次学习经历就可能成为将来发明创造的重要线索呢。一题多点，扩大知识的覆盖面　　声现象内容不多但比较零碎，难度不大但多涉及日常生活，要求不高但覆盖面非常广泛，在中考中所占比例还不大，如何对这样的小知识如何进行考查呢？选择题的一题多点就是很好的解决办法，即在一道选择题的四个选项中，罗列不同方面的问题，要求从中选出符合题意的选项来，近年来，这样的题多了起来。　　例1、（2007年潍坊）关于声现象的下列说法中，正确的是(
)　　A．发声的物体一定在振动，振动停止后，声音不会立即消失　　B．医生用听诊器检查身体，是因为听诊器能放大声音　　C．人们听不到次声，是因为次声的振动幅度太小　　D．物体振动得越快，声音的传播速度越大　　分析：该题的四个选项涉及四个知识点，是让选择正确的。A涉及声音的发生与传播，发声的物体一定在振动，振动停止后，声音还会继续向外传播，有时会在高山、墙壁间反射好长时间，故它不会立即消失，所以A正确；B涉及声音的传播，医生用听诊器检查身体时，听诊器只起到减小外界因素对声音干扰的作用，并没有放大声音，故B不对；C涉及声音的三个特性，人们听不到次声，不是因为次声的振动幅度太小，而是因为次声的频率超出了人耳的听觉范围；D涉及声音的传播速度，物体振动得越快，说明它的频率高，声音的传播速度只与传播介质、温度有关，与频率无关，所以D也不对。该题选A。　　例2、（2007年镇江）下列关于声音的说法中不正确的是(
)　　A．"震耳欲聋"主要说明声音的音调高　　B．"隔墙有耳"说明固体也能传声　　C．"闻其声而知其人"主要根据音色来判断的　　D．用超声波清洗钟表，说明声具有能量　　分析：该题的四个选项也涉及四个知识点，是让选择不正确的。A涉及声音的三个特性，"震耳欲聋"主要说明声音的响度高，振动幅大，而不是音调高，故A的说法不对，所以该题应该选它；B、C、D分别涉及声音的传播、声音的特性及应用，它们的说法都是正确的。　　 例3、(2007年烟台)(多项选择)关于声音的下列说法中，正确的是（
）A．声音是由振动产生的，声音不能在真空中传播B．声音是以波的形式向外传播，声波能够传递能量C．音调和响度完全相同的声音，它们的波形也完全相同D．在空屋子里听到别人说话的声音与在旷野里听到的不一样分析：该题属于多项选择，也涉及四不同的知识点，A、B涉及声音的产生及传播，D涉及回声的知识，它们的说法都是正确的；C涉及声音的三个特性，音调和响度完全相同的声音，它们的波形也不完全相同，正是依靠这种细微的不同，才显现出每种声音独特的音色来。可见，这类题需要我们对每个选项全面把握，仔细领会；对每个知识点都不能放弃，因为它们随时都会涉及到。分清主次，加强与实际生活的联系　　声现象虽然就在我们身边，但由于我们对细微差别的观察、判断有时不到位，受前概念的影响较深，容易在判断时出现一些失误。　　一、声源的选择容易受到干扰　　例1、用鼓槌击鼓发出声音的声源主要是(
)　　A．空气
D．鼓的侧面　　错解：B。　　分析：由于我们听到的是鼓的响声，也就是鼓面的振动所产生的声音，所以声源应该是鼓面；鼓槌敲击鼓面时也可能振动发声，但它的振动很不明显，与鼓面相比，完全可以忽略不计，故应选C。　　点评：对问题的判断应着力抓住主要方面，不能因小失大，更不能不分主次。　　二、发声体与传播者容易混淆　　例2、在敲响大古钟时，有的同学发现，停止对大钟的撞击后，大钟"余音未止"，其原因是(
)　　A．一定是大钟的回声
B．有"余音"说明大钟仍在振动　　C．是人的听觉发生"延长"的缘故
D．大钟虽已停止振动，但空气仍在振动　　错解：D　　分析：由于发声的物体在振动，现在大钟有余音，说明它仍在振动，因为大钟振动起来后，衰减得比较慢，故B是正确的。而这种振动通过空气的传播所需时间极短，所以不会是空气振动所引起的。另外，回声的效果与大钟"余音未止"也不相同，回声是间歇的，而大钟的余音却是持续的，所以A也不正确。　　点评：对各选项的多方面比较也是避免知识混淆的好办法。　　三、音调和响度容易分辨不明　　例3、牛叫的声音与蚊子飞行时发出的声音相比较，下列结论正确的是(
)　　A．牛叫的声音音调高，响度大
B．牛叫的声音音调低，响度小　　C．牛叫的声音音调高，响度小
D．牛叫的声音音调低，响度大　　错解：A或B。　　分析：音调和响度是两个不同的物理量，它们分别由不同的因素所决定。由生活经验知：牛叫的声音低沉，说明它发声的频率低，即音调低，但其响度却大；而蚊子所发出的声音尖细，说明其翅膀扇得快，频率高，即音调高，但其响度却比不上牛的叫声。故正确的选项应为D。　　点评：音调常用高、低来描述，响度常用大、小来描述。音调与响度分辨不明时应多与实际生活中的具体现象相联系。　　四、生活中的声学容易包含多种因素　　例4、(2006年上海浦东)花匠在挑选花盆时，常常将新花盆拎起轻轻敲击它，根据敲击声来判断花盆是否有裂缝，他是主要根据声音三个特征的(
)　　A．响度
D．三个特征全都有　　错解：C　　分析：敲击时，花盆有无裂缝声音的差别很大，但这种差别是响度、音调不同呢，还是音色的不同，因为是不同的声源，音调的不同，所以人们在判断花盆好坏时根据的是声音的音调，故选B。　　点评：同一物体敲打辨析的是音色、不同物体敲打辨析的是音调，如"用敲打的方法查找锅炉的破裂处"，" 用敲打的方法检查火车车轮" （辨析的是音色）；"用敲打的方法判断西瓜是否熟了"，" 用敲打的方法选购陶瓷器皿" （辨析的是音调）。如何解答阅读信息题　　在给定一些材料的情况下，让我们回答文后提出的一些问题，这就是阅读信息题的基本框架，一般地，这些信息都可以在文中找到，下面我们看两个例子。　　例1、超声波有两个特点：一个是能量大，一个是沿直线传播。它的应用就是按照这两个特点展开的。　　研究表明，在振动幅度相同的情况下，一个物体振动的能量跟振动频率的二次方成正比。超声波在介质中传播时，介质近地点振动的频率很高，因而能量很大。要我国北方干燥的冬季，如果把超声波通入水罐中，剧烈的振动会使罐中的水破碎成许多小雾滴，再用小风扇把雾滴吹入室内，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，利用加温湿的原理，把药液雾化，让病人吸入，能够增强疗效。利用超声波的巨大能量还可以把人体内的结石击碎。金属零件、玻璃和陶瓷制品的除垢是件麻烦事，如果在放入这些物 清洗液中通入超声波，清洗液的剧烈振动冲击物品上的污垢，能够很快将污垢清洗掉。　　超声波基本上是沿直线传播的，可以定向发射。如果渔船载有水下超声波发生器，它旋转着向各个方向发射超声波，超声波遇到鱼群会反射回来，渔船探测到反射波就知道鱼群的位置了，这种仪器叫做声呐。声呐也可以用来探测水中的暗礁、敌人的潜艇，测量海水的深度。根据同样的道理也可以用超声波探测金属、陶瓷、混凝土制品、甚至水库大坝，检查内部是否有气泡、空洞和裂纹。　　通过阅读以上短文，根据超声波的两个特点，各举三个超声波应用的实例。　　分析：从文中可以看出，超声波的应用是依据它的两个特点分别展开叙述的，所以我们在材料中直接寻找即可。即"能量大"的应用有超声波加湿器、击碎人体内的结石、超声波除垢等；"沿直线传播"的应用有声呐、探测金属、陶瓷、混凝土制品、甚至大坝检查内部是否有气泡、空洞和裂纹等。只要答出任意三个即可。　　例2、频率越低的声波在传播时能量损失得越少，传播得越远，次声波因此就成了声波中的"长跑健将"。海轮上的雾号声特别低沉、庄重，有的雾号频率只有27Hz，这种号声在传播16km以后还能被人听到。　　次声波要比风和浪的速度快好多倍，它成了风暴来临的警报，可惜我们的耳朵听不见。　　有些动物能听到次声波，风暴来临之际，海蚤听到了"警报"，一个个跳到远处躲藏起来；水母如临大敌，一个个潜游到了大海的深处，有经验的渔民看见它们隐身藏匿，猜出会有风暴，便收网返航。　　地震和火山爆发前地壳会产生次声波，人们早就发现，大地震前许多动物表现异常。　　次声波作用于介质时，会引起物体的共振，具有一定的破坏作用。次声波能够杀人，当外界的次声波频率与内脏固有的振动频率相同或相近时，就会形成人体内脏的共振状态，产生种种不良反应，会导致视觉模糊，吞咽困难，肝功能失调等症状，严重时会四肢麻木，甚至丧失，因此有人正在利用次声波的性质与特点，研制一种能导致人神经麻痹的"次声武器"。　　在科学高度发展的当今社会，次声波有着广阔的发展前景，会在各个方面得以更的应用。　　回答下列问题：　　(1)次声波有哪些特点？利用这些特点可以干什么？　　(2)人能听到次声波吗？为什么？　　分析：(1)由文中内容可知，次声波的特点有两个。①次声波传播速度快，传播距离远，能量损失得慢，被称为声波中的"长跑健将"；利用这些特点可以远距离传递信息，有预警作用；②次声波作用于介质时，会引起物体的共振，具有一定的破坏作用；利用这个特点可以研制成导致人神经麻痹的"次声武器"。　　(2)不能听到，因为人的听觉频率范围是20Hz～20000Hz，而低于20Hz的声波称为次声波，不在人的听觉范围内。　　可见，阅读信息题多涉及了解性的内容，它的答案多在题中能直接找出来，我们要多读几篇题，明确文章的层次，认识到哪部分是说明，哪部分是举例，哪部分是对规律的总结，回答起来就不难了。【资料1】雷声为什么隆隆作响很长时间大家都知道闪电是怎么回事。它是高空运动云互相摩擦时产生的静电，当静电积累到很多时就会放电，从而形成了我们看到的划破长空的闪电。雷声实际上就是闪电击穿空气时产生的。　　一道闪电通常有几百米到几千米，那么这道闪电击穿空气时发出的声响传到我们耳中所需的时间就会差几秒、十几秒（声音在空气中的传播速度是340m/s）。况且，雷声在云和云之间还会来回反射，所以当一道闪电过后，我们才会听到雷声，而且雷声"隆隆"作响持续很长时间。【资料2】大雪后为什么很寂静在冬天，一场大雪过后，人们会感到外面万籁俱静。这是怎么回事?难道是人为的活动减少了吗?那么，为什么在雪被人踩过后，大自然又恢复了以前的喧嚣。原来，刚下过的雪是新鲜蓬松的，它的表面层有许多小气孔．当外界的声波传入这些小气孔时便要发生反射。由于气孔往往是内部大而口径小．所以，仅有少部分波的能量能通过口径反射回来，而大部分的能则被吸收掉了。从而导致自然界声音的大部分能均被这个表面层吸收，故出现了万籁俱寂的场面。　　而雪被人踩过后，情况就大不相同了，原本新鲜蓬松的雪就会被压实，从而减小了对声波能量的吸收。所以，自然界便又恢复了往日的喧嚣。　　　　　　【资料1】共振的幽灵　　唐朝开元年间，洛阳有一个姓刘的和尚，他的房间内挂着一幅磬，常敲磬解烦。有一天，刘和尚没有敲磬，磬却自动响起来了。这使他大为惊奇，终于惊扰成疾。他的一位好朋友曹绍夔是宫廷的乐令，不但能弹一手好琵琶，而且精通音律（即通晓声学理论），闻讯前来探望刘和尚。经过一番观察，他发现每当寺院里的钟响起来时，和尚房里的磬也跟着响了。丁是曹绍夔拿出刀来把磬磨去几处，从此以后就不再自鸣了。他告诉刘和尚，这磬的音律（即现在所谓的固有频率）和寺院的钟的音律一致，敲钟时由于共振，磬也就响了。将磬磨去几处就是改变它的音律，这样就不会引起共鸣。和尚恍然大悟，病也随之痊愈了。　　【资料2】难以置信的声音　　日，前苏联的莫斯科的近郊发生了一次大爆炸，据调查，在半径70km的范围内，人们清清楚楚地听到了"轰隆、轰隆"的爆炸声，但是从半径70km到160km的范围内，人们却什么也没有听见；令人奇怪的是，从半径160km一直到半径300km的远方，人们又听到了爆炸的轰鸣声。　　这真是令人奇怪而又有趣的事！声音怎么会"跳"过中间地带呢？原来声音有一种"怪癖"，它在空气中传播时，爱拣温度低、密度大的空气中去。如果某一个地区，地面附近的气温变化比较复杂，有的地方温度高，有的地方温度低，当声音经过这些地方时，就会一会拐到高空，一会又往下合唱团，这样上上下下，就形成了一种跳动现象，上面所说的现象就是爆炸志上下跳动产生的。　　声音的跳动在日常生活中经常也能遇到。如武汉关钟楼上的塔钟，夜晚每当准时报时时，钟志悦耳，响遍全市，但远郊的居民听到钟声，有时清晰，有时模糊，有时正点，有时迟到，这就是声音爱走温度低，密度大的道路引起的。因此就有人总结了一条经验：平时听不见或听不清钟声，一旦突然听得很清楚，旅游活动预示着要下雨（或者已经在下雨了）因为这时空气湿度大，湿空气比干燥空气的密度大，容易传播声音。传说中有这样一个故事：从前有一位老人住在一座古寺附近，虽然不识字，但却有识别天气的本领，后来老人身患重病，临行前乡邻们来看望他，并问他"预测风雨"的秘诀，以便今后安排农事。老人只说了一句："远寺钟声清不用问天公。"说完便咽气了。老人之所以能预测风雨，就是因为在长期的实践中，他懂得了钟声清晰程度跟天气变化的关系。　　【资料3】次声波　　1890年,一艘名叫"马尔菠萝号"帆船在从新西兰驶望英国的途中，突然神秘的失踪了。20年后，人们在火山岛岸边发现了它。奇怪的是，船上的东西原封未动，完好如初。船长航海日记的字迹仍然依稀可辩；就连那些已死多年的船员，也都各在其位，保持着当年在岗时 "姿势"1948年初，一艘荷兰货船在通过"马六甲"海峡时一场风暴过后，全船海员莫名其妙的死光；在匈牙利鲍拉得利山洞入口廊里3名游客其刷刷的突然倒地，停止了呼吸。　　　　　　【资料1】声纳　　声纳是利用水中声波进行探测、定位和通信的电子设备。声学(声纳)是各国海军进行水下监视使用的主要技术，用于对水下目标进行探测、分类、定位和跟踪；进行水下通信和导航，保障舰艇、反潜飞机和反潜直升机的战术机动和水中武器的使用。此外，声纳技术还广泛用于鱼雷制导、水雷引信，以及鱼群探测、海洋石油勘探、船舶导航、水下作业、水文测量和海底地质地貌的勘测等。　　【资料2】回声的利用回声在地质勘探中也广泛的应用，例如在石油勘探时，常采用人工地震的方法，即在地面上埋好炸药包，放上一列探头，把炸药包引爆，探头就可以接受到地下不同层间界面反射回来的声波，从而勘探促地下油矿。也可以用超声波看探测金属，陶瓷混凝土制品，甚至水库大坝检查内部是否有气泡，空洞和裂纹。在建筑方面，设计，建造大的厅堂时，必须把回声现象作为重要因素加以考虑。在封闭的空间里产生声音后，声波就在四壁上不断放射，即使在声源停止辐射后，声音还要持续一段时间这种现象 叫做混响。混响时间太长，就会干扰有用的声音。但是混响太短也不好，给人以单调，不丰满的感觉。所以设计师们须采取必要的措施，例如，厅堂的内部形状，结构，吸声，隔音等，以获得是两地混响，提高室内的音质。　　【资料3】音箱中的科学道理　　音箱主要有三个作用　　（1）共鸣箱的作用：这里喇叭是声源，它发出的声波由于音箱的谐振引起共鸣，声音就加强了。这就象小提琴，如果只有那么四根弦，没有那个葫芦形的琴箱，就不可能产生共鸣，不可能发出那样响亮、悠扬、悦耳的声音。胡琴也是如此，有一个圆筒形的蒙着蛇皮的共鸣箱。同样，大鼓的上下都是牛皮，中间的木桶就是共鸣箱。不知你是否已经联想到了，大鼓的声音粗壮低沉是和它粗壮的共鸣箱有很大的关系。你可以试试，把录音机的喇叭从它的音箱里拿到外面来，声音会有什么变化。　　（2）解决声短路问题：单独一个喇叭发声效果不理想。因为在某瞬间，纸盆向前运动，前方的空气被压缩而密度增大，同时纸盆后面的空气密度一定变小，变稀疏。所以前后声波正好反向，当后方的声波绕到前方去就会起到抵消作用，这叫声短路。特别是对低频声波更是如此。因此一般的喇叭低音效果特别差。如果把喇叭放在音箱里，音箱板把前后的声波隔开，或者对这两个反向的声波进行适当的处理，给低音扬声器发出的声音提供一个正常的路径，使低频声波更有效地辐射出去，充分发挥低音扬声器的性能。比如，用吸音材料把纸盆后面的声波吸收掉，防止它来干扰（这是封闭式音箱的原理）。或者把纸盆后面的声波的相位倒过来，使它和前面的相位一致，再送到前面，和前面的声音迭加起来（这是倒相式音箱的原理），这样不仅不会减弱反而会使声音得到增强。（3）对声音进行适当处理减少失真，改善音质。　　【资料4】立体声　　日，克来门·阿代尔在德国获得了一项"改善剧场电话设备的专利。阿代尔的发明是：把两组麦克风置于剧场舞台的两边，声音便被分程送到载着受话器的观众的耳中。这项发明在1881年举办的巴黎博览会上首次演示。在那里"播送"巴黎剧场舞台上的演出，获得了极大的成功。人们认为，这是首次听到了立体声。大约与此同时，有一位叫奥恩佐格的发明家，在普鲁士王储的宫殿里也使用了跟阿代尔的发明类似的装置。　　立体声的突出特点是，是比起单声道或单源音来，能使听众更容易找到声源的位置。这种现象，跟人们用两只眼睛比用一只眼睛更能准确地判断距离的远近的道理是一样的。在第一次世界大战中，有一种用来发现敌人飞机的"双耳接收喇叭"，就是利用了立体声的这一特点。也就是把两个大喇叭的小的一端用橡皮管连接到操作人员的两只耳朵上，他的听觉的方向性就会得到大大的加强。　　立体声的发展，最初是与电话系统的发展密切相关的。在20世纪30年代初期，以弗莱彻等人为指导，以斯托考斯基为顾问的贝尔电话寝室，是研究立体声的主要力量。　　在贝尔实验室里，有一个叫奥斯卡的哑吧，他是推动立体声研究的主要人物。奥斯卡是一个裁缝的孩子，由于聋哑，他在两只耳朵里安了两个麦克风，用以尽量创造条件听到声音。日，贝尔电视实验室作了一次公开实验：把在费城举办的音乐会，通过电话线路以立体声的方式传到华盛顿。早在1925年，康涅狄格州钮黑文的WPAJ电台，就通过采取用两种不同波长播同一节目，在听者的两只耳朵上各用一们接收器来分别收听的办法，进行了立体声广播。而于1930年获得最早的立体声唱片专利权的，则是电气和音乐工业公司的布吕姆莱因。　　【资料5】人民大会堂的声学　　声的吸收对建筑物的声学性质很重要。礼堂中讲话时，声波经过天花板、墙壁等多次反射和吸收后，其声强才降到需要的强度，这种声源振动停止后声音的延续现象叫交混回响。而声强减到原值的百万分之一的时间，叫交混回响时间。经验指出，交混回响时间在1～2秒之间最为适当，交混回响时间长短与建筑物大小和其中各种表面对声的吸收情况有关。　　我国在建造首都人民大会堂时，为了兼顾音乐和我国汉语特点，将交混回响时间控制在2秒左右。对解决庞大建筑物的声学问题，作了一些恰当的处理：采用塑料夹板的吸收构造，以加强对低频部分的吸收。在二层和三层楼上7000个皮椅底下，装有穿孔吸声结构，当座椅无人时，椅底反过来可以代替人对声的吸收作用。这样可以使满场时和仅用一楼开会（3000人）时，都有较高的语言清晰度。　　　　【资料6】为什么音色会变化　　不同的人演奏相同的乐曲时，音色是不同的。这是因为在演奏乐器时，所发出的声音和正常音调不太相同，至少在乐器刚开始发出很强的音响时是如此。这有两个原因。首先，由于不同类型的拨奏手法产生了不同的假振方式（即与共鸣箱正常的共振状态不同的振动方式）。这种假振很快衰减，留下的较弱的尾音才是正常的音调，因而给人以不同的音色感觉。第二，快速过度的声音，由于持续时间太短，人的耳朵不太容易分辨。这是由人的听觉特性决定的，声音持续的时间越短，它的音调就越难以分辨。在演奏古钢琴时，由于快速拨奏，听众会有一种金属"磨擦"的感觉，这是因为它演奏出的音乐相应的泛音几乎完全失去而造成的结果。　　　　【资料1】噪声利用　　1、噪声清除。高能量的噪声能使尘粒聚集在一起，尘粒变重而下沉。据此制成新型除尘设备--噪声除尘起。　　2、噪声诊病。科学家制成一种激光听诊装置，它由光源，噪声发生器和电脑测试器三部分组成，使用时，它先由微型噪声发生器产生微弱短促的噪声，振动耳膜，然后微型电脑就会根据回声，把耳膜功能的数据显示出来，供医生诊断，它测试迅速，不会损伤耳膜，没有痛感，特别适合儿童，此外，还可以用噪声测温法来探测人体的病灶。　　3、噪声制冷。美国工程师设计了一种利用噪声制冷的冰箱，它不消耗电能也不用化学制冷剂，既降低成本又不会污染空气，很有发展前途。　　4、噪声发电。英国剑桥大学的专家发现，声波碰到屏障时，声能会转化为机械能，据此，他们设计出一种鼓膜式声波接收器，跟一个共鸣器连在一起，可以大大提高声能的会聚能力，再通过声电转换装置，使声能转化为电能，发出了电。　　5、噪声武器。因为噪声有麻痹人体感觉和中枢神经的作用，科研人员已制造出一种"噪音弹"，用它射击逃犯，能使逃犯立即昏迷，束手就擒。　　6、以噪治噪。实验发现，两束频率相同，振幅相同，相位相反的声波相遇时，相互干涉的结果会使声波消失。为此科研人员制造出一种消声器，用来消除和减小工厂、车辆的噪声。　　7、噪声声除草。科学家发现，不同植物对不同的噪声敏感程度不同，根据这个道理，人们制造出噪声除草器，这种噪声除草器发出的噪声能使杂草的种子提前萌发，这样就可以在作物生长之前用药物除掉杂草。　　8、有源消声。通常采用的三种降低噪声的措施，即在声源处降噪，在传播过程中降噪和在人耳中降噪，都是消极被动的，为了积极主动地消除噪声，人们发明了"有源消声"这一技术，它的原理是：所有的声音都是由一定的频谱组成，如果可以找到一种声音，其频谱与所要消除的噪声完全一样，只是相位刚好相反（相差180°），就可以将这噪声完全抵消掉，关键就在于如何得到那抵消噪声的声音，实际采用的办法是，从噪声本源着手，设法通过电子线路见圆噪声的相位倒过来，由此看来，有源消声着一技术实际上是"以毒攻毒"　　9、B超成像的基本原理。向人体发射一组超声波,按一定的方向进行扫描。根据监测其回声的延迟时间,强弱就可以判断脏器的距离及性质。经过电子电路和计算机的处理, 形成了我们今天的B超图像。B超的关键部件就是我们所说的超声探头 (probe),其内部有一组超声换能器,是由一组具有压电效应的特殊晶体制成。这种压电晶体具有特殊的性质,就是在晶体特定方向上加上电压,晶体会发生形变,反过来当晶体发生形变时,对应方向上就会产生电压,实现了电信号与超声波的转换。【资料2】德国发明以噪降噪的"安静岛"　　德国伍帕塔尔大学与杜塞尔多夫防噪声研究所共同开发出一种以噪声治噪声的系统---直径1.7米的"安静岛"，借用比周围环境更大的噪声来治理噪声。　　该系统采用的原理是德国物理学家保尔鲁格于1933年发明的专利技术。人们知道，在大气中噪声是以声波的形式传播的。人们平时所听到的噪声是由高幅度和低幅度声波快速变换组合而成的。如果将两个声波交会并重叠，噪声就会被抵消。 　　　"安静岛"是在岛的周围安装一圈喇叭，外喇叭的外围再装一圈麦克风（试验中使用了7个，实际可用50个），让噪声充分传进来。然后，用计算机分析出噪声并用数学方式计算出合适频率的防噪声波，由内圈喇叭发出，起到以噪降噪的目的。噪声频率越高，所需喇叭越多。　　试验时，"安静岛"使周围的噪声下降了20个分贝，而人们感觉到的噪声几乎减少了一半。　　该系统特别适用于安装在噪声大的公路旁。由于成本问题，"安静岛"预计几年后才能进入实用。　　【资料3】超声波及其应用　　人耳最高只能感觉到大约 20 000 Hz 的声波，频率更高的声波就是超声波了。超声波广泛地应用在多种技术中。超声波有两个特点，一个是能量大，一个是沿直线传播．它的应用就是按照这两个特点展开的．理论研究表明，在振幅相同的情况下，一个物体振动的能量跟振动频率的二次方成正比．超声波在介质中传播时，介质质点振动的频率很高，因而能量很大．在我国北方干燥的冬季，如果把超声波通入水罐中，剧烈的振动会使罐中的水破碎成许多小雾滴，再用小风扇把雾滴吹入室内，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．利用加湿器的原理，把药液雾化，让病人吸入，能够增进疗效．利用超声波的巨大能量还可以把人体内的结石击碎．　　金属零件、玻璃和陶瓷制品的除垢是件麻烦事．如果在放有这些物品的清洗液中通入超声波，清洗液的剧烈振动冲击物品上的污垢，能够很快清洗干净．俗话说"隔墙有耳"，这说明声波能够绕过障碍物．但是，波长越短，这种绕射现象越不明显，因此，超声波基本上是沿直线传播的，可以定向发射．如果渔船载有水下超声波发生器，它旋转着向各个方向发射超声波，超声波遇到鱼群会反射回来，渔船探测到反射波就知道鱼群的位置了．这种仪器叫做声纳．声纳也可以用来探测水中的暗礁、敌人的潜艇，测量海水的深度．根据同样的道理也可以用超声波探测金属、陶瓷混凝土制品，甚至水库大坝，检查内部是否有气泡、空洞和裂纹．　　人体各个内脏的表面对超声波的反射能力是不同的，健康内脏和病变内脏的反射能力也不一样．平常说的"B超"就是根据内脏反射的超声波进行造影，帮助医生分析体内的病变．有趣的是，很多动物都有完善的发射和接收超声波的器官．以昆虫为食的编幅，视觉很差，飞行中不断发出超声波的脉冲，依靠昆虫身体的反射波来发现食物．海豚也有完善的"声纳"系统，使它能在混浊的水中准确地确定远处小鱼的位置．现代的无线电定位器--雷达，质量有几十、几百、几千千克，蝙蝠的超声定位系统只有几分之一克，而在一些重要性能上，如确定目标方位的精确度、抗干扰的能力等都远优于现代的无线电定位器．深入研究动物身上各种器官的功能和构造，将获得的知识用来改进现有的设备和创制新的设备，这是近几十年来发展起来的一门新学科，叫做仿生学．　　【资料4】美军方生产"传音入密"武器　 　 美国科学家们目前开发出一项新技术，很像中国武侠书中的"传音入密"，据说用它可以产生出一束极为狭窄的声波，使得只有特定的接受者才能听见。这种高度"定向"传播的声音，听起来就好像来自你的面前，而事实上它很可能是从几百米之外发出来的。美国军方正准备将这一技术用于未来的心理战。　 初衷：为了音乐　 这种名为"声音聚光灯"技术，指的是声源发送出一束直径大约数英尺的"音柱"（就好像手电筒发出的光柱一样），只有在"音柱"正前方的人才可以听到。　 这项技术的发明者是正在美国麻省理工大学媒体实验室攻读博士学位的约瑟夫·庞培。　 庞培过去经常在芝加哥的一些夜总会里吹奏爵士小号，正是在那里庞培设想，如果能有选择地把每种乐器的声音单独地放出来，不是会更加有趣吗？　 在经过数年潜心研究之后，目前庞培已经研制出了这项技术的第一批示范系统，它们分别被安装在东京SEGA公司的主题公园和波士顿科学博物馆里。"声音聚光灯"发送器大小不同，细点的只有几英尺，粗的可以达到20英尺，视需要而定。使用它们，就可以发出大小随意的声束了。在这一原理上，庞培发明了更厉害的超高音速声音系统（HSS）。HSS系统的原理和"声音聚光灯"类似，也是把声波转换成超声波信号。试验者听到了一个来自100米之外的声音，那声音非常清晰，但是当他往旁边挪了几步之后，就什么也听不见了。　 正是因为这种技术的神奇性，前不久，美国军方也准备将这一技术用于未来的战争：心理战。　 美军：要用于战争　 据说，这一技术可以扰乱敌人的判断力，让他们以为有什么东西就在附近。型号比较小的声波发送器完全可以让敌方无法观察到，而幽灵一般的声音足以令神智最清醒的士兵也精神错乱。　 据说，美军利用这一技术开发功能更为强大的产品---定向跟踪发射器。这玩意的形状就好像一机枪，但它射出来的不是子弹，而是高分贝的声音，可以让人感到不舒服，甚至造成疼痛。目前，公司已经研制出它的原型产品，它可以装在吉普车上，在控制人群的时候非常管用，它一定会产生非常大的威慑效果。（摘自《新闻晨报》）【资料5】声波武器物理学是一门基础学科，在现代社会中，由物理学孕育出的新技术已渗透到生活的各个角落．进入20世纪以来，物理学与其他学科的交叉表现得日益明显和复杂，以至人们往往忽视了其中的科学根源--物理学原理．物理学是其他学科的基础，因而物理学中的新发现常常会推进相关学科的发展；反之，其他学科中的进步亦会激励物理学家作更深入的研究．由此，物理学进入军事领域，是理所当然的．一直以来，物理学在军事科学中的应用均占有不小的比例，而军事武器的不断发展在一定程度上也促进了物理学的进步．几百年来，一度在科幻作品中出现的那些神秘武器，如光学武器，声波武器，电磁波武器，核武器等，如今已纷纷面世．现代军事科学的知识密度高，综合性强．许多高精尖现代化军事武器，比如，红外制导、红外夜视、激光雷达、声纳及核武器等都与物理学的最新成就密切相关．尽管目前这类武器的性能和状况还不够完善，人们对制造与使用这些武器，也存有较多疑虑和争议，但通过本文，物理学与军事武器的紧密相关性仍可略见一斑．我们知道，声波是机械纵波，它可以在固体、液体和气体中传播．人们日常可以听到的声音便是 20－20000Hz频率范围内的声波．目前军事领域中应用的主要是次声波部分（即频率低于20Hz的声波）．和可闻声波相比，次声波在介质中传播时，能量衰减缓慢，隐蔽性好，不易为敌人察觉，所以军事上常用次声波接收装置来侦察敌情．另一方面，次声波武器还可直接消灭敌人的有生力量．那么，它的杀伤原理是什么呢？这里要涉及到物理学的一个重要概念--共振．原来，次声武器是利用和人体器官固有频率相近的次声波与人体器官发生共振，导致器官变形、移位、甚至破裂，以达到杀伤目的的．次声武器大体可分为两类： （l）"神经型"次声武器．次声频率和人脑阿尔法节律（8－12Hz）很接近，所以次声波作用于人体时便要刺激人的大脑，引起共振，对人的心理和意识产生一定影响：轻者感觉不适，注意力下降，情绪不安，导致头昏、恶心；严重时使人神经错乱，癫狂不止，休克昏厥，丧失思维能力． （2）"器官型"次声武器．当次声波频率和人体内脏器官的固有频率（4 －18Hz）相近时，会引起人的五脏六腑产生强烈共振．轻者肌肉痉挛，全身颤抖，呼吸困难；重者血管破裂，内脏损伤，甚至迅速死亡．次声武器的优点在于：①突袭性．次声波在空气中的传播速度为每秒三百多米，在水中传播更快，每秒可达 1500m左右．次声波是常人听不到、看不见的，故除了传播迅速之外，次声波又具有良好的隐蔽性．②作用距离远．根据物理学原理，声波的频率越低，传播时介质对它的吸收就越小，波的传播距离也越远．比如，炮弹产生的可闻声波，由于衰减快，在几千米外就听不到了，但它产生的次声波，可传到80km以外；而氢弹产生的欢声波可绕地球传播好几圈，行程十几万千米．故高强度的次声武器具有洲际作战能力．③穿透力强．传播介质对低频率的声波吸收较小，故次声波具有很强的穿透能力．一般的可闻声波，一堵墙即可将其挡住，而实验表明，次声波能穿透几十米厚的钢筋混凝土．因此，无论敌人是在掩体内躲藏，还是乘坐在坦克中，或深海的潜艇里，都难以逃脱次声武器的袭击．④次声波在杀伤敌人的同时，不会造成环境污染，不破坏对方的武器装备，可作为战利品，取而用之．需指出的是，目前次声武器发出的次声波的强度和方向性等因素尚待进一步研究，所以真正应用于战争的次声武器还不多见．据说，第一台次声波发生器是由法国人在1972年发明的，它产生的次声波可以损害5km以外的人．发明者还得出结论：频率为7Hz的次声波可对人体造成致命的打击．有报道称，美军在干预索马里期间已经试用过某些音响或声音武器的样品．这些武器可以使人的内脏发生震动，把人震昏，使人感到恶心，甚至使肠子里的粪便液化，不断腹泻．此外，超声波在军事上的应用也很多．由于海水有良好的导电性，对电磁波的吸收能力很强，因而电磁雷达无法探测水下作战目标（如潜水艇）的方位和距离．所谓超声波，是指高频率的机械波（频率大约在 20kHz以上）．它具有能流密度大，方向性好，穿透力强等特点．超声波在空气中衰减较快，而在固体、液体中的衰减却很小，这正好与电磁波相反．这种情况下，超声波雷达--声纳，便可发挥巨大的威力．【资料6】"声波子弹枪"发射脉冲令劫机恐怖分子无法动弹　　据英国《新科学家》杂志报道，美国研究人员发明了一种可以发射"声波子弹"的枪，企图劫持客机的恐怖分子被击中后会暂时动弹不得，机组人员可以借机将其制服．　　现在的构想是让穿便衣的空中警察佩带这种枪，这种枪射出的大功率声波脉冲，可以让恐怖分子暂时失去活动能力，但不会像普通的枪支那样伤害乘客，造成危险．　　本周六出版的《新科学家》说，这种枪的样机已经由设在美国加州圣迭戈的高技术公司"美国技术"制造出来，该项研究是由美国通用动力公司出资的．　　这种枪包括一个大约3米长、直径4厘米的聚合物合成管子．在合成管里面，是一套压电圆盘，其作用好像小型的扬声器．由第一个圆盘发出的脉冲，会由后面的第二个盘接收和放大，这样继续下去就可在另一端得到多次放大的声波脉冲，其强度足以让人的耳鼓非常疼痛和使人晕头转向．　　美国技术的主席诺里斯说："这种枪射出的声波脉冲，就像一颗子弹。脉冲强度在一到两秒钟里超过了140分贝。" 当声音强度介于120至130分贝之间时，就会造成疼痛．　　诺里斯就亲身试验了这种枪。他说："我差一点被打中，接着有好一阵什么都不知道了。"他还说，脉冲子弹的威力足可以打倒一头牛．　　不过德国多特蒙德大学非致命声学武器专家阿特曼对此表示担心。他认为除非距离非常进，否则射出的脉冲可能会伤及其他人．　　"脉冲可能会击中其他人，或是在机舱里来回反射，造成其他乘客暂时失去听觉。"}