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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.这种仪器叫做声呐.声呐也可以用来探测水中的暗礁、敌人的潜艇以及测量海水的深度.

  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.以昆虫为食的蝙蝠,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“声呐”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.

各写出一个超声传递信息、超声传递能量的实例.

答案:超声传递信息:蝙蝠可以靠超声波发现昆虫;声纳;探矿;B超;超声探伤(检测).

超声传递能量:

声波清灰;超声波清洗镜片;超声波雾化;医用超声波碎石;声波凝聚;超声波空化治理废水 等.



练习册系列答案
相关习题

科目:初中物理 来源: 题型:

14、1947年,第一台微波炉问世,微波炉就是用微波来煮饭烧菜的.微波是一种电磁波,这种电磁波的能量不仅比通常的无线电波大得多,而且还很有“个性”,微波一碰到金属就发生反射,金属根本没有办法吸收或传导它;但微波可以穿过玻璃、陶瓷、塑料等绝缘材料,且不会消耗能量;而含有水分的食物,微波不但能透过,其能量反而会被吸收.微波炉正是利用微波的这些特性制作的.微波炉的外壳用不锈钢等金属材料制成,可以阻挡微波从炉内逃出,以免影响人们的身体健康.装食物的容器则用绝缘材料制成.微波能穿透食物,并使食物中的水分子也随之运动,剧烈的运动产生了大量的热能,于是食物“煮”熟了.这就是微波炉加热的原理.
(1)通过短文的阅读,在微波炉中应选用下列哪种容器来加热饭菜(
C

A.不锈钢盆子,B.铁盆子,C.玻璃盆子,D.铜制盆子
(2)微波在真空中传播速度是
3×108
m/s;
(3)为安全使用微波炉应选用
三孔
孔插座;
(4)微波炉的外壳用不锈钢等金属材料制成的原因
金属外壳对电磁波有屏蔽作用(防止电磁波向外辐射)

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科目:初中物理 来源: 题型:

34、微波炉是现代家庭中的烹饪工具,接通电源后微波炉内的磁控管能产生频率很高,波长很短的电磁波,故称为微波.微波有以下重要特性:
①微波的传播速度等于光速.
②微波遇到金属物体,会像光遇到镜子一样地发生反射;波遇到绝缘材料,如玻璃、塑料等,会像光透过玻璃一样顺利通过.
③微波遇到含水的食品,能够被其大量吸收,引起食品内部分子发生剧烈的振动,达到加热食品的目的.
④过量的微波照射对人体有害.
(1)通过短文的阅读,在微波炉中应选用下列哪种容器来加热饭菜(
C

A.不锈钢盆子;B.铁盆子;C.玻璃盆子;D.铜制盆子
(2)微波在真空中传播速度是
3×108
m/s;请你猜想,微波
具有
能量(选填“具有”或“不具有”).
(3)为防止微波泄漏对人体造成伤害,在玻璃炉门内侧应装有
金属网罩
,(填“金属网罩”或“非金属网罩”)你的理由是
金属网罩对电磁波有屏蔽作用,能阻挡电磁波的传播

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科目:初中物理 来源: 题型:阅读理解

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阅读材料(一)
人耳能听到声波的频率通常在20Hz至20000Hz之间;我们把它叫做可听声.频率高于20000Hz的声波叫做超声波,低于20Hz的声波叫做次声波,与可听声相比,超声波具有方向性好,穿透能力强,易于获得较集中的声能等特点,因而有广泛的应用.
阅读材料(二)
前苏联科学家舒雷金进行过一项研究:他在靠近海岸的研究站上不断放出气球,然后用仪器记录这些气球的振动情况,居然发现,在气球发生剧烈振动以后,往往会有风暴的出现.研究还发现,气球的这种振动很慢,频率低于20Hz.振动是由远处海面上传来的次声波引起的.
通过阅读上述材料解决下面问题:
声音在海水中的传播速度是1530m/s,为了开辟新航道,某科学探测船装有回声探测仪器,探测水下有元暗礁,探测船发出声音信号0.6s后被探测仪器接收.
(1)探测船发出的声音为了有更好的回收效果,最好用什么声波?为什么?
(2)通过计算说明海底障碍物到探测船舱底的距离是多少?
(3)探测船在一次海上航行时,轮船上的一位气象学家将一只氢气球在脸颊上贴了一下,向大家发出紧急报告:“海上风暴即将来临”.就在当天夜里,海上发生了强烈的风暴,试分析气象学家判断风暴的物理学依据是什么?

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科目:初中物理 来源:素质教育新学案·物理·九年级·全一册 题型:038

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机器上的铭牌

  这里说的铭牌,是指机器上的一个小牌子,上面标有机器的主要性能.例如有一台水泵,它的铭牌如下:

  铭牌上的轴功率,是指水泵在流量、扬程和转速都正常的情况下,水泵轴从动力机得到的功率,配套功率是指与这台水泵配套的动力机的功率.

  如果用电动机带动这台水泵,就应选择功率是17 kW的电动机.电动机的功率比17 kW小,带不动水泵;比17 kW大,是一种浪费.就像小马拉大车,拉不动,大马拉小车,又没有充分发挥马的作用一样.

  在购买和选用机器时,要仔细看一看它的铭牌,了解它的性能是不是符合要求.

摘自“九三制”教材《物理》(人教版)

(1)结合对应的数值,解释“允许吸上真空高度”的含义.

(2)农田秧苗需要灌溉,农田高出河水水面3 m,需用水量1 500 t,用上述水泵及其配套的电动机抽水需多少时间?

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同步练习册答案