雪花落水也有声
一般的常识告诉我们,雪花落水静悄悄,毫无声响.不过,雪花落水真的发生声波,在3月份一期的《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.
首先要说明的是,雪花落水发出的声波频率在50000Hz到2×105之间,高于人们能听见的声波频率.但是,海里的鲸鱼就能听到雪花落水所产生的声响,并且这些声响令鲸鱼异常烦躁.然而,请不要想当然,这些声音不是雪花与水面撞击发出的,而是…
冷战时期,当时美国海军要监视苏联潜水艇的活动,他们发现,在下雨的时候,水下声呐工作效果不好,常有噪声干扰,甚至干脆无法监听.
著名的约翰霍甫金斯大学机械工程系的普罗斯佩勒提教授通过实验作出断定,这些声音不是雨滴撞击水面发出,而是含在雨滴中的气泡振动发出的.他还发现,大气泡振动产生低频声波,小气泡振动产生高频声波.
渔民常抱怨,在下雪时他们的声呐也常常侦听不到鱼群.一开始,科学家们不信,因为雪花中含有90%以上的水,空气不多.在一个风雪的夜晚,科学家们在一个汽车旅馆的游泳池找到了证据,雪花落水时也产生气泡,同样,这些气泡也振动,从而发出声波.其实,无论是人们打水漂时所听到的细微声响,还是瀑布的隆隆震响,都不是(或主要不是)来自石块及岩石与水的碰撞,而是由于气泡.
(1)雪花落水发出的声波属于
(2)声呐装置是利用仿生学原理制成的,它模仿的是下列哪种生物
A.蝙蝠 B.猫 C.狗 D.大象
(3)雪花落水发出的声音对人来讲不是噪音,站在鲸鱼的角度看
(4)科学家们发现,雪花落水也有声是因为
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神奇的乐器
口琴是用嘴吹气或吸气,使金属簧片振动发声的多簧片乐器。它上面有气孔,装有多组自由振动的簧片,气流强迫通过时,灵活的金属舌簧振动发声,来回移动,吹吸不同的孔时可以发出不同音调的声音。如图甲所示是将口琴拆开后其内部的琴芯结构,在琴芯的气孔边分布着长短、厚薄都不同的一排铜片,A区的较长、较厚,而C区的较薄、较短。水瓶琴如图乙所示,在八只相同的玻璃杯中注入不同深度的水,用一根细棒依次敲击或对瓶口吹气,可以发现声音的音调和盛水量有关。如果调节适当,可演奏出简单的乐曲。
![](https://img.xkw.com/dksih/QBM/editorImg/2024/4/9/2b8d6d7d-8cac-40a3-b9d4-8340e868c0ed.png?resizew=553)
(1)在图甲中C区是音区
(2)往中间的一个气孔用力吹气时,发出声音的音调
(3)停止吹气后,口琴仍“余音未绝”,其原因是
A.这是声音的回声 B.铜片在继续振动 C.人的听觉发生“暂留”的缘故
(4)若依次对图乙中玻璃瓶口吹气,可听到不同音调的声音。其中音调最高的是编号
(5)若用竹筷轻轻拍打瓶身时,也会产生不同音调的声音,其中音调最高的是编号为
A.蝙蝠在黑暗中能自由地飞翔,用蜡封住其耳朵,虽然把它放在明亮的房间里,仍像喝醉酒一样,一次次地碰到障碍物,后来,物理学家证实了蝙蝠能发出①波,靠这种波的回声来确定目标和距离.
B.如果把八只同样的玻璃杯盛不同深度的水,再用一根细棒依次敲打杯子,可以发现声音的②与水量有关.如果调节适当,可演奏出简单的曲谱,由此我们不难知道古代“编钟”的原理.
C.许多年前,“马克·波罗”号帆船在“火地岛”失踪,经过多年的研究,揭开了“死亡之谜”,他们都是死于亚声,这是一种人耳听不到的声音,频率低于20Hz,而人的内脏的固有频率和亚声波极为相似,当二者相同时,会形成内脏的共振,严重时,把内脏振坏而使人丧生.
(1)请你将上面短文A、B中①和②两处补上恰当的文字:①
(2)文中的“亚声”是指我们学过的
(3)从短文C中可以看出,人体内脏的固有频率大致在
(4)短文B中所填的物理量和音调之间的关系是
![](https://img.xkw.com/dksih/QBM/editorImg/2022/7/5/47faf103-dba5-4123-86df-b7532c3f9e6f.png?resizew=180)
(1)请帮小羽把文中的填空填完整。
(2)从电视画面上我们常常看到,登山队员们在翻越一座座雪山时,总是默默无言地前进,绝对禁止他们大声呼喊,这是为什么呢?答:原来,人在大声呼喊的时候,会发出多种频率的声波,通过空气传递给高山上的积雪层,往往会引起积雪的
北京时间 2015 年 12 月 29 日 0 时 4 分,我国成功将“高分 4 号”卫星发射到远离大气层 的距地面高 3.6 万千米的圆形轨道绕地球运行,如图所示是卫星的在轨照片.“高分 4 号”卫 星绕地球一周的时间为 24 小时,与地球自转周期相同,是地球的同步卫星,所以能够对地 面上的移动目标长期“凝视”,获取动态变化过程数据.该卫星的成功发射,使我国初步形成 全天候、全天时、全球覆盖的陆地、大气、海洋对地观测能力,具有重大的战略意义.
![](https://img.xkw.com/dksih/QBM/editorImg/2022/7/30/254385ec-34a1-465b-9cfc-accd0a48a9c8.png?resizew=127)
(1)发射卫星的火箭使用的液态燃料,与家用液化气相似,都是通过
(2)“高分 4 号”卫屋夜间照相时,利用的是
(3)从照片可以看到,卫星的两翼装有电池板,电池板吸收太阳光为卫星提供动力,可见 光具有
(4)以地球为参照物,该卫星是
亚声
频率小于20Hz的声波叫做亚声。
亚声看不见,听不见。可它却无处不在。地震、火山爆发、风暴、海浪冲击、热核爆炸等都会产生亚声,科学家借助仪器可以“听见”它。
亚声的传播速度和可听声波相同,但它传播的距离较远,亚声还具有很强的穿透能力。可以穿透建筑物,掩蔽所等障碍物。甚至可以穿透十几米厚的钢筋混凝土。
亚声会干扰人的神经系统正常功能,危害人体健康。一定强度的亚声,能使人头晕、恶心。有人认为,晕车、晕船就是车、船在运行时产生的亚声引起的。人内脏的固有频率和亚声波极为相似。当二者相同时,会形成内脏的共振。严重时,把内脏震坏而丧生。
亚声的应用大致有一下几个方面:
1研究自然亚声的特性和产生机制,预测自然灾害性事件。人们利用一种叫“水母耳”的仪器,监测风暴发出的亚声,即可在风暴到来之前发出警报;
2通过测定亚声在大气中传播的特性,可探测某些大规模气象过程的性质和规律。如沙尘暴,龙卷风以及大气中电磁波的扰动等;
3亚声在军事上的应用。利用亚声的强穿透性制造出能穿透坦克、装甲车的武器,亚声武器一般只伤害人员,不会造成环境污染。
请回答以下问题:
(1)文中提到的亚声就是
(2)亚声在常温条件下空气中的传播速度为
(3)人们利用一种叫“水母耳”的仪器,监测风暴发出的亚声,即可在风暴到来之前发出警报,说明亚声除了可以传播能量外,还可以传播
(4)下列不同频率的声波能与亚声产生共振的是
A. 8Hz B. 800Hz
C. 8000Hz D. 80000Hz
(5)在月球上能否利用亚声武器来克敌?为什么?
材料一:蝙蝠在黑暗中能自由地飞翔,用蜡封住其耳朵,虽然把它放在明亮的房间里,仍然像喝醉酒一样,一次一次地碰到障碍物,后来,物理学家证实了蝙蝠能发出 ① (选填“超声”或“次声”)波,靠这种波的回声来确定目标和距离。
材料二:如果把八只同样的玻璃杯盛不同深度的水用一根细棒依次敲打杯子,可以发现声音的 ② (“音调”或“响度”)和盛水量有关。如果调节适当,可演奏简单的乐谱,由此我们不难知道古代“编钟”提道理。
材料三:许多年前,“马可波多”号帆船在“火地岛”失踪,经过多年的研究,揭开了“死亡之谜”,他们都是死于亚声,这是一种人耳听不到的声音(人耳能听到声音的频率范围为20Hz~20kHz),频率较低,而人的内脏的固有频率和亚声波极为相似,当二者相同时,会形成内脏的共振,严重时,把内脏振坏而丧生。
问题:
(1)请你将上面材料中①和②两处补上恰当的文字:①
(2)亚声是指我们学过的
(3)从材料三中可以看出,人体内脏的固有频率大致低于
材料四:气温影响着地面附近的空气状况,气温越高,地面附近空气变得越稀薄,声音在其中的传播速度越快大,因而声速与气温有关。晴天的中午,地表迅速升温,地表附近的气温较上层的气温高,声音在地表附近的传播速度较上层快,所以地面上的声源发出的声音向四周传播时是向上拐弯的;
(4)赤日炎炎,在沙漠里即使相距不太远的人也难以听清对方的大声喊叫,其中一个主要原因是声源传播时向
(5)“姑苏城外寒山寺,夜半钟声到客船”在清冷的深夜,姑苏城外寒山寺的钟声的传播路径向
超声波指纹识别技术
传统指纹识别TouchID已成为智能手机的标配。随着黑科技超声波指纹识别技术SenserID的出现,屏下指纹的全面屏手机变得越来越普及。
与传统指纹识别不同,超声波指纹识别技术是通过发射超声波扫描紧贴屏幕的指纹,并根据接收到的反射超声波分析得出指纹的信息,进行比对解锁。超声波是频率超过人类听觉上限的声波,具有较强的穿透能力,能够穿透玻璃、铝、不锈钢、蓝宝石或塑料等。此外,超声波扫描能够不受手指上可能存在的污物影响,例如汗水、护手霜或凝露等,从而提供一种更稳定、更精确的认证方法。
(1)超声波是指频率高于
(2)SenserID系统能置于手机内部,可以让超声波透过屏幕进行指纹识别,是因为超声波具有
(3)超声波指纹识别是通过声波获取指纹的信息,以下各项应用中与此不同的是
A.科技工作者利用声呐探测海底深度
B.技工利用超声波给金属工件探伤
C.医生利用超声波除去人体内的结石
D.渔民利用声呐探测大海鱼群
(4)SenserID系统利用了仿生学原理,它模仿了下列哪个选项的生物
A.蝙蝠 B.蜘蛛 C.青蛙 D.猫
(5)SenserID系统向手指上若干个位置发射超声波,检测到被手指反射的信号时所需的时间随位置的变化情况如图1所示,由图可知这些位置指纹的大致形状,图2选项最符合的是
![](https://img.xkw.com/dksih/QBM/2022/2/25/2923869278208000/2948611332546560/STEM/6cdfc4f7-544f-4f64-a8ef-4b4288979d8d.png?resizew=613)
2021年10月16日,神舟十三号乘组成功进驻天宫空间站,开启了新的旅程,他们将在轨生活个月。图甲是航天员太空起床后洗漱的情形。在空间站长期工作,航天员喝的水从哪里来?
据专家介绍,我国空间站的水资源主要来自三部分:其一,航天员(货运飞船)上行时携带的少量的水。另外的两部分水,自来空间站的“环控生保系统”一其工作原理图如图乙所示。“环控生保系统”启动后,冷凝水系统会把收集起来的水蒸气凝结成水,经净化系统净化后,存入饮水储水箱,供航天员饮用。尿处理系统采用蒸汽压缩蒸馏技术,从“尿”中取得“蒸馏水”,尿处理系统能够从6升尿液中提取出5升蒸馏水。萨巴蒂尔反应器最大产水速度为2.5升每小时。净化后的水,可以满足在空间站中长期作业的航天员饮用、清洁和制氧等用途。
![](https://img.xkw.com/dksih/QBM/2022/1/9/2890337764483072/2891275981717504/STEM/cd345dd4-003b-466e-b7ad-c3e32e57fba4.png?resizew=667)
(1)以地球为参照物,天宫空间站是
(2)冷凝水系统中将水蒸气凝结成水,这是一种
(3)若萨巴蒂尔反应器以最大产水速度产水,3小时可生产出
(4)火箭发射时,会产生频率低于20Hz的
(5)由于
潜艇的“耳目”——声呐
潜艇(如图所示)最大的特点是它的隐蔽性,作战时需要长时间在水下潜航,这就决定它不能浮出水面使用雷达观察,而只能依靠声呐进行探测,所以声呐在潜艇上的重要性更为突出,被称为潜艇的“耳目”。
声呐是利用水中声波对水下目标进行探测、定位和通信的电子设备,是水声学中应用广泛的一种重要装置。
声呐能够向水中发射声波,声波的频率大多在10~30kHz之间,由于这种声波的频率较高,可以形成较强的指向性。声波在水中传播时,如果遇到潜艇、水雷、鱼群等目标,就会被反射回来,反射回来的声波被声呐接收,根据声信号往返时间可以确定目标的距离。
声呐发出声波碰到的目标如果是运动的,反射回来的声波(下称“回声”)的音调就会有所变化,它的变化规律是:如果回声的音调变高,说明目标正向声呐靠拢;如果回声的音调变低,说明目标远离声呐。
(1)对于这种声呐发出的声波,下列说法错误的是
A.定向性好
B.易获得较集中的声能
C.属于次声波
D.在海水中的速度比空气中的快地多
(2)①如果停在海水中的潜艇A发出的声波信号在10s内接收到经潜艇B反射回来的信号,且信号频率不变,潜艇B与潜艇A的距离s1是
②停在海水中的潜艇A继续监控潜艇B,突然接到潜艇B反射回来的声波频率是变低的,且测出潜艇B的速度是20m/s,方向始终在潜艇A、B的连线上,经一分钟后潜艇B与潜艇A的距离s2为
(3)在月球上
(4)假如你是一位城市建设的规划者,你将采取怎样的措施减弱噪声给人们带来的危害?(举出两例即可)
![](https://img.xkw.com/dksih/QBM/editorImg/2023/4/21/4832f950-5eae-494b-98d1-7016e93c10a0.png?resizew=193)
雪花落水也有声
一般的常识告诉我们,雪花落水静悄悄,毫无声响。不过,雪花落水真的会发出声波,在《自然》杂志上,几个科学家宣布了他们的上述结论。
雪花落水发出的声波频率在50000Hz到
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/50ebffac83b83d30ea133def21850c92.png)
冷战时期,海军发现,在下雨的时候,水下声呐工作效果不好,常有噪声干扰,甚至干脆无法监听。他们把这个问题交给大学声学物理实验室的克拉姆教授,克拉姆又找到普罗斯·佩勒提教授,后者是个奇才,他猜想:这些声音不是雨滴撞击水面发出,而是含在雨滴中的气泡振动发出的。他们利用高速水下摄影机,在下雨时发现水中产生气泡,这些气泡还在不断地收缩、膨胀、振动。佩勒提教授通过计算得出,下雨时那些噪声的频率和衰减情况确实与气泡的振动状况协调一致,从而证实他们的理论完全正确。
事情还没有结束,他们听说渔民常抱怨,在下雪时声呐也常常侦听不到鱼群。他们用实验来进行验证,在一个风雪的夜晚,在一个游泳池找到了证据,雪花落水时也产生气泡,同样,这些气泡也不断变化、振动,从而发出声波。
其实,打水漂时的细微声响、瀑布的隆隆震响,主要不是来自石块及岩石与水的碰撞,而是由于气泡。大自然是何等奇妙,而从事科研的人们在发现真理的时候是多么幸福。
(1)雪花落水发出的声波属于
(2)科学家通过什么方式证实了“雨滴或雪花下落的声音不是因为撞击水面发出,而是含在雨滴或雪花中的气泡振动发出的”理论猜想是正确的;
(3)在探究雨滴落水产生声音的过程中,科学家们进行了下列的探究过程,请你把它们按正确的顺序排列起来
A.得出结论 B.进行实验 C.提出假设 D.分析归纳
减少环境污染 生命拒绝噪声
城市噪声污染早已成为城市环境的一大公害。国外早就出现了“噪音病”一词,世界卫生组织最近进行的全世界噪声污染调查认为,噪声污染已经成为影响人们身体健康和生活质量的严重问题。
在我们这座城市中,噪声可谓无孔不入。近年来城市机动车辆的剧增已成为城市的主要噪声源。来自机动车、飞机、火车等交通工具的噪声是流动的,干扰范围大,而建筑施工现场的噪声污染虽然相对“静止”,但噪声的强度和持续性更加令人难以忍受。因为建筑施工现场的噪声一般在90分贝以上,最高达到130分贝。
与交通和建筑施工噪声相比,来自室内的生活噪声往往容易被忽略。家庭中的电视机、风扇、电脑、洗衣机所产生的噪声可达到50分贝~70分贝,电冰箱为34分贝~45分贝。
世界卫生组织研究表明,当室内的持续噪声污染超过30分贝时,人的正常睡眠就会受到干扰,而持续生活在70分贝以上的噪声环境中,人的听力及身体健康都会受到影响。
噪声对人体健康的危害是名方面的。容易受到关注的是对听力的损害,引起耳部不适,如耳鸣、耳痛和听力下降。若在80分贝以上的噪声环境中生活,造成耳聋者可达50%。
除此以外,噪声还可损伤心血管、神经系统等。长期在噪声中,特别是在夜间噪声中生活的冠心病患者,心肌梗死的发病率会增加。噪声还可导致女性生理机能紊乱、月经失调、流产率增加等。噪声的心理效应多反映在噪声影响人的休息、睡眠和工作,从而使人感到烦躁、萎靡不振,影响工作效率。
对于正处于生长发育阶段的婴幼儿来说,噪声的危害尤其明显。经常处在嘈杂环境中的婴儿不仅听力受到损伤,智力发展也会受到影响。
(1)从环保意义上讲,
(2)家庭中有噪声吗?请你举出来源于室内的生活噪声(请写出两例)①
(3)丽丽家有一台电冰箱,当压缩机进行工作时会发出非常大的声音。到了晚上,这个声音会更加明显。冰箱发出来的这种声音对丽丽会产生什么样的危害?如何能尽可能地减小这种危害?说出你的方法和理由;
(4)丽丽发现每次下雪后,周围环境会变得非常安静。通过查阅相关资料,她知道由于刚下的雪非常松软,声音“钻”进雪里后经过多次反射,就可以将能量消耗,“钻”出雪的声音就会变得非常小。请你根据丽丽的发现,提出一个有效治理城市噪声的方案,并且利用身边常见的物品来验证这种方案的可行性