1.7 超声波及其应用 讲义（原卷版+解析版）-2023-2024学年京改版物理八年级全一册

1.7 超声波及其应用 知识梳理 一、超声波 1、超声波是频率高于20000Hz的声波，它方向性好，穿透能力强，易于获得较集中的声能，在水中传播距离远，可用于测距、测速、清洗、焊接、碎石、杀菌消毒等。在医学、军事、工业、农业上有很多的应用。超声波因其频率下限大约等于人的听觉上限而得名。 2、 超声波的特点 超声波在传播时，方向性强，能量易于集中。 超声波能在各种不同媒质中传播，且可传播足够远的距离。 超声波与传声媒质的相互作用适中，易于携带有关传声媒质状态的信息诊断或对传声媒质产生效。 3、超声波的主要参数 频率：F≥20kHz（在实际应用中因为效果相似，通常把F≥15kHZ的声波也称为超声波）。 功率密度：p=发射功率（W）/发射面积（cm2）；通常p≥0.3W/cm2。 4、超声波的空化现象 超声波振动在液体中传播的音波压强达到一个大气压时，其功率密度为0.35W/cm2，这时超声波的音波压强峰值就可达到真空或负压，但实际上无负压存在，因此在液体中产生一个很大的压力，将液体分子拉裂成空洞一空化核。此空洞非常接近真空，它在超声波压强反向达到最大时破裂，由于破裂而产生的强烈冲击将物体表面的污垢撞击下来。这种由无数细小的空化气泡破裂而产生的冲击波现象称为“空化”现象。 超声波振动在液体中传播的音波压强达到一个大气压时，其功率密度为0.35W/cm2，这时超声波的音波压强峰值就可达到真空或负压，但实际上无负压存在，因此在液体中产生一个很大的压力，将液体分子拉裂成空洞一空化核。此空洞非常接近真空，它在超声波压强反向达到最大时破裂，由于破裂而产生的强烈冲击将物体表面的污垢撞击下来。这种由无数细小的空化气泡破裂而产生的冲击波现象称为“空化”现象。 5、超声波发展史———国际&国内 自19世纪末到20世纪初，在物理学上发现了压电效应与反压电效应之后，人们解决了利用电子学技术产生超声波的办法，从此迅速揭开了发展与推广超声技术的历史篇章。 1922年，德国出现了首例超声波治疗的发明专利。 1939年，发表了有关超声波治疗取得临床效果的文献报道。 1949年，召开的第一次国际医学超声波学术会议上，超声治疗方面的论文。 二、超声波的应用 1.利用超声波的巨大能量还可以把人体内的结石击碎. 2.清理金属零件、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. 3.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 4.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. 基础训练 一、单选题 1．地震是一种常见的自然灾害。发生地震时，被困人员可以敲击周围坚硬物体求救。下列说法错误的是（　　） A．地震时会产生超声波 B．声音可以传递信息 C．声音在固体中传播更快 D．声音的传播需要介质 2．如图（a）所示，停在路旁的巡逻车利用超声波可以监测车速：巡逻车上测速仪发出并接收超声波信号，根据发出和接收到的信号间的时间差，就能测出车速。图（b）中，P1、P2是测速仪先后发出的超声波信号，n1、n2分别是测速仪检测到的P1、P2经反射后的信号。P1与P2之间的时间间隔为2.7秒，超声波在空气中传播的速度为340m/s，若汽车是沿直线匀速行驶，则下列说法正确的是（　　） A．第一次发出信号到该信号被测速仪接收到间隔时间为0.45s B．第二次发出信号到该信号被测速仪接收到的时间内汽车行驶了18m C．汽车第一次按收到信号和第二次接收到信号之间行驶了102m D．该汽车的速度是17m/s 3．下列关于声音的说法正确的是（　　） A．音调的高低与声振动的频率有关 ... ...