《志鸿全优设计》2013-2014学年沪科版八年级物理上册讲解与例题:第三章 声的世界(3份)

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名称 《志鸿全优设计》2013-2014学年沪科版八年级物理上册讲解与例题:第三章 声的世界(3份)
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资源类型 教案
版本资源 沪科版
科目 物理
更新时间 2013-10-20 07:52:10

文档简介

第一节 科学探究:声音的产生与传播
答案:
(1)振动 (2)弓 (3)弦 (4)空气 (5)笛膜
(6)介质 (7)固体 (8)液体 (9)真空 (10)波
(11)大于 (12)小于
1.声音是怎样产生的
声音是由物体振动产生的,物体只有振动才发声,当物体停止振动,发声就停止。
通过实验探究,可以证明声音是由物体振动产生的:当你在讲话时,用自己的手去摸喉头的两侧,你会感觉到一种振动;当你把发声的音叉贴在脸上时会感到一阵发麻,那是因为音叉在振动;当你把一些纸屑放在敲响的锣面上时,你会观察到纸屑在“跳舞”;当你再用手按住发声的锣面时,纸屑不再“跳舞”,锣声也随之消失,那是因为锣面停止了振动。
能够发声的物体叫做发声体,固体、液体、气体都能振动而发声。“风声、雨声、读书声,声声入耳”中的“风声、雨声、读书声”分别是由气体、液体、固体振动发出的。
注意区分弦乐器与管乐器的发声部位:弦乐器(小提琴、二胡、琵琶等)是由弦的振动发声;而管乐器(笛子、箫等)是由管内空气柱振动发声。
谈重点 声音与振动的关系 “振动停止,发声也停止”不能叙述为“振动停止,发音也消失”,因为振动停止,只是不再发声,而原来发出的声音仍继续存在并传播。
【例1】(山东·济宁)为了探究声音产生的原因,小明和小华一起做了下面的实验:小明把手放在喉咙处大声讲话,感觉喉头振动了;小华把正在发声的音叉放在水中,水面激起了水花。通过对这两个实验现象的分析,你能得出的结论是:__________________________。小华同学用手使劲敲桌子,桌子发出了很大的声响,但他几乎没有看到桌子的振动,为了明显地看到实验现象,你的改进方法是:_______________________________________________________________________________________________________________________。
解析:喉头振动、水花溅起这些发声体体现的共同特征是振动,即发声的物体在振动;有些发声体的振动幅度小,不容易观察,可以采用转换法,如在敲击的桌面上放一杯水、撒部分细沙等轻小物体,通过水面的波动或细沙的跳动反映出发声的桌面在振动。
答案:发声的物体在振动 在桌面上撒一些纸屑或放一些轻小物体
点技巧 转换法在探究声音产生条件中的应用
物理学中对于一些看不见摸不着的现象或不易直接测量的物理量,通常用一些非常直观的现象去认识或用易测量的物理量间接测量,这种研究问题的方法叫转换法。在探究声音的产生时,可以通过敲动音叉所引起的乒乓球的弹开来说明一切发声体都在振动等。
2.声音是怎样传播的
如图所示,把正在响铃的闹钟放在玻璃罩内,逐渐抽出其中的空气,注意声音的变化。
再让空气逐渐进入玻璃罩内,注意声音的变化。你会观察到什么现象?说明了什么?
用玻璃罩罩住正在发声的闹钟,并用抽气机抽出罩内的空气,铃声随着罩内空气的稀薄而变小,声音逐渐变小,最后消失,但铃还在振动,说明真空不能传声,再让空气逐渐进入后,声音逐渐变大,说明空气能传声。
实验和事实可以说明以下两点:
(1)声音的传播需要介质——传播声音的物质。声音既可以在气体中传播,也可以在固体和液体中传播。
(2)真空不能传声。
点技巧 理想实验法在探究声音的传播条件中的应用
理想实验法(又称实验推理法)是在实验基础上经过概括、抽象、推理得出规律的一种研究问题的方法,但得出的规律却又不能用实验直接验证。在探究声音不能在真空中传播的实验中,真空很难达到,但我们通过空气越少听到的声音越小,从而推理得到真空不能传声。
【例2】如图所示,将甲手机挂在玻璃罩内,用乙手机拨打甲手机,能听到甲手机响亮的振铃声,同时也能看见甲手机来电指示灯闪烁。如果用抽气机不断地抽取玻璃罩内的空气,再用乙手机拨打甲手机,听到甲手机的振铃声越来越小,最后几乎听不到振铃声,但仍能看见甲手机来电指示灯闪烁。这个实验说明(  )。
A.声音和光的传播都需要介质
B.声音和光都可以在真空中传播
C.声音可以在真空中传播而光不能
D.光可以在真空中传播而声音不能
解析:由题意可知,在抽出气体的过程中,瓶内气体逐渐减少,在外面听到振铃声越来越小,但始终都能看见指示灯闪烁,说明声音的传播需要介质,而光的传播不需要介质,光也能在真空中传播,故D选项正确。
答案:D
3.声音在介质中以声波的形式传播
这一点可以通过水波来认识。
当我们向平静的水面投入小石块时,平静的水面会激起向四周传播的水波,声音的传播也与此类似。让我们一起进行实验探究:如下图所示,当你用手拨动钢片向右运动时,钢片推动右边的空气,右边空气形成密部(钢片左边空气形成疏部),被压缩的空气又压缩其右边的空气。这样依次进行,就有一个被压缩的空气密部向右传播。当钢片向左运动时,在它前面的空气也向左运动,形成一个疏部。这个疏部又影响在它前面的空气使其稀疏,并依次进行,形成一个疏部向右传播,这种疏密部交替传播,就形成了声波,传到人耳朵里,引起鼓膜发生振动,我们就能听到了声音。实际上,发声体都能在空气中激起向周围传播的声波(声音是靠介质传播的),声波与水波类似,只是我们看得见水波而看不见声波。
【例3】关于声音的传播,下列说法正确的是(  )。
A.声音借助介质以波的形式传播
B.声音的传播可以没有介质
C.声音的传播速度一般随介质的不同而不同
D.声音的传播速度与介质无关而只与温度有关
解析:由知识点3可知:声音在介质中以声波的形式传播,所以A选项正确。由知识点2可知:声音的传播需要介质,所以B选项错误。声音在不同的介质中传播速度不同,故C选项正确,D选项错误。
答案:AC
4.声音在不同介质中的传播速度不同
(1)声速:声音每秒钟在介质中传播的路程。相关计算公式:
声速=,即v=。
(2)影响声速的因素
①声速与介质有关。一般情况下,声音在液体中的传播速度大于在气体中的传播速度,小于在固体中的传播速度。例如:用小锤击响长铁管一端,另一端可听到两次响声。第一次声音由铁管传入人耳,第二次声音是由空气传入人耳。
②声速与温度有关。声速不仅与介质有关,还与温度有关。例如:声音在15 ℃和25 ℃的空气中传播的速度不同。
声音在空气中(15 ℃)的传播速度为340 m/s,这个数值应该记住。我们平常所说的声速,一般都是指这个值。
严格说来,要谈“声速”必须指明声音在何种介质、什么温度下的声音传播速度,否则没有任何意义。
【例4】假定有前后两次声音传到人的耳朵里,如果这两次声音到达人耳的先后时间间隔大于(或等于)0.1 s,人耳就能够把这两次声音分辨开。也就是说,如果两次声音传到人耳的时间间隔不足0.1 s,人耳就只能听到一次声音。
某农村中学八年级课外活动小组的同学为了体验声音在不同介质中传播速度不同的物理现象,他们请一位同学在输送水的直铁管道(充满水)上敲击一下,使铁管发出清脆的声音,其余同学沿铁管分别在不同位置用耳朵贴近铁管听声。实验结束以后,A同学说自己只听到了一次响声;B同学说自己听到了两次响声;C同学说自己听到了三次响声。已知声音在空气中的传播速度是v气=340 m/s,在水中的传播速度是v水=1 700 m/s,在钢铁中的传播速度是v铁=5 100 m/s。请你通过计算说明:在铁管上某处敲响一次,A、B、C三位同学的位置到敲击点的距离各在什么范围内?(请写出计算过程和对结论的分析过程)
解:声音到达人耳的先后顺序(传声物质)依次是:铁、水、空气。设声音传播的距离为s。
要分辨(相邻的)空气和水传来的声音,应有
-≥0.1 s,解得s1≥42.5 m。
要分辨(相邻的)水和铁传来的声音,应有
-≥0.1 s,解得s2≥255 m。
故C同学与敲击处的距离:s≥255 m时,三种物质传播的声音到达听声者的间隔时间均等于或大于0.1 s,能听到三次敲击声。B同学与敲击处的距离:255 m>s≥42.5 m时,水和铁传播的声音到达听声者的间隔时间小于0.1 s(不能区分),但水和空气传播的声音到达听声者的间隔时间仍然等于或大于0.1 s,能听到两次敲击声。A同学与敲击处的距离:s<42.5 m时,任意两种物质传播的声音到达听声者的间隔时间均小于0.1 s,只能听到一次敲击声。
5.回声产生的原因、条件及应用
(1)回声产生的原因:声音的反射。人们把在传播过程中遇到障碍物反射回来的声音叫回声。
(2)人耳能分辨出回声的条件是:反射回来的声音到达人耳比原声晚0.1 s以上,否则,回声和原声混在一起,使原声加强。这正是为什么人在室内说话比在旷野说话听起来要响亮的原因。修建剧场、礼堂、音乐厅都要考虑回声,以免影响音响效果。驰名中外的北京天坛公园的南部,有一座分成三层的圆形平台叫圜丘,是明、清两代皇帝祈谷、祈雨、祈天的地方。传说,皇帝每年都到这里跪在圜丘的天心石上祈祷上天:“苍天保佑,五谷丰登。”这时,跪在天心石上的皇帝会觉得声音特别洪亮,认为是自己的虔诚感动了老天爷显了灵。其实,这是建筑师利用声音反射造成的音响效果。从发声到回声返回中心仅有0.07 s,所以回声与原来的声音混在一起,达到加强原声的作用,使人觉得声音从地下传出(如图所示)。物体除了能反射声波,还能吸收声波。特别是软的和多孔的材料,吸收声波的效果更好。播音室的墙壁和地面都要用吸收声波好的材料来减少杂音的干扰。
(3)回声的应用:回声测距。声源发出的声波和反射回来的声波在同种均匀介质中匀速直线传播,因此可利用小学学过的匀速直线运动公式s=vt测量距离。如利用回声探测海底深度、测船与冰山的距离、探测鱼群位置等。如图所示,是利用回声测海底深度示意图。
辨误区 正确理解回声测距中的时间
在回声测距中,利用公式s=vt进行计算时,要正确理解时间t,时间t是从发出声音到听到回声所用的时间,即声音一来一回所用的时间,所以计算出来的s也是声音一来一回通过的距离,所以声源到障碍物的距离为s=vt。
【例5】利用回声可以测量声源到障碍物的距离。科学工作者为了探测海底某处的深度,从海面船底向海底垂直发射声波,经过4 s后在船底接收到回波信号。已知声波在海水中的传播速度为1 530 m/s,请简要计算或回答出下列问题:
(1)被测量处海洋的深度为多少?
(2)利用声波的反射能否进行太空测距?为什么?
解析:由题意可知,声波从海面到海底再被反射回海面,所用的时间是4 s,由于声波在海水中的速度是不变的,所以从海面到海底所用的时间为2 s,然后根据公式s=vt即可计算得到海面到海底的距离;声波不能在真空中传播,所以不能利用声波的反射进行太空测距。
解:(1)s=vt=×1 530 m/s×4 s=3 060 m
(2)不能;因为太空是真空,真空不能传声。
6.解答“声音的产生与传播”相关题目时应注意的几个问题
(1)对“振动”的理解——振动是指物体(或物体的某个部分)沿直线(或曲线)反复做来回的运动。(2)不同发声体的发声部位不同,如人发声是靠声带的振动,而蟋蟀发声是靠双翅摩擦引起的振动。(3)要区分“发声”与“传声”。前者是指声音的产生,后者是指声音的传播。(4)声音在空气中传播的速度为340 m/s是有条件的,即在标准大气压下温度为15 ℃时,这是易错的地方,容易把条件搞错。(5)一般情况下,声音在液体中传播的速度小于在固体中的传播速度,但是也有特殊的地方,如声音在软木中的速度比在水中的速度小。(6)利用回声探测距离的过程中容易把时间理解错。
【例6】声音的传播是需要介质的,探究声音的传播和介质状态的关系。
材料:三个可以密封的塑料袋、沙子、水、硬币
实验:在三个袋子中分别装满沙子、水和空气,密封后平放在桌面上。把耳朵分别贴在沙袋上、水袋上和空气袋上(另一只耳朵塞上塞子),用硬币轻轻敲打袋边桌面,比较三次听到的声响有什么不同,并由此回答:
(1)声音的传播和介质状态是否有关;
(2)传声效果如何。
解析:声音是通过组成介质的相邻微粒的撞击以声波的形式来传播的。固体中相邻粒子间的距离最小,其次是液体,气体微粒是最分散的。微粒之间相互越接近,声音传播的效果越好。所以,耳朵贴在沙袋上听时,声响最大,在空气袋上听时,声响最小。由分析可得:物质在不同状态时的传声效果不一样,固态、液态、气态三者中固体(沙子)传声效果最好,液体(水)次之,气体(空气)最差。
答案:(1)声音的传播和介质状态有关。(2)固体的传声效果最好,液体次之,气体较差。
7.声速的利用
(1)利用声速测距离:由s=vt可求距离,但应注意时间所代表的意义。
(2)利用不同介质中的传声速度不同测介质的传声速度:敲钢管一端,在另一端能听到两声,且时间差为Δt,则有-=Δt。
【例7】运动会的百米赛跑,终点计时员应选择以下的哪种方式开始计时(  )。
A.听到枪声时      B.听到发令员的哨声时
C.看到运动员起跑时 D.看到发令枪冒烟时
解析:听到枪声或听到发令员的哨声开始计时,对于在终点的裁判员来说要比发令时晚t==≈0.29 s,误差较大,而运动员起跑的时刻又不一致,所以看到发令枪冒烟时开始计时可以减小误差。
答案:D
8.人耳的结构和人耳感知声音的基本过程
(1)人耳的结构:人耳是由鼓膜、听小骨、耳郭、耳蜗、外耳道、耳道、鼓室、耳垂、半规管、前庭、咽鼓管等组成的。
(2)人耳感知声音的基本过程:
外界传来的声音→空气振动→鼓膜振动→听小骨及其他组织→听觉神经→把信号传给大脑→听到声音。
【例8】在飞机起飞和降落的过程中,机上人员要张口做吞咽动作或咀嚼口香糖;在遇到巨大声响时,要迅速张口,使咽喉管张开或闭嘴同时堵住双耳,以保持鼓膜内外气压的平衡,以防止(  )。
A.听小骨损坏
B.听觉神经损坏
C.鼓膜被震破
D.以上都不对
解析:飞机下降的时候有很大的冲击力,张开口能让空气从咽喉管进去,同时又有空气从耳朵进去,这两股气流刚好能保持鼓膜不破损。
答案:C
9.双耳效应与立体声
声源到两只耳朵的距离一般不同,声音传到两只耳朵的时刻、强弱及其他特征也就不同。这些差异就是判断声源方向的重要基础,这就是双耳效应。
正是由于双耳效应,人们可以准确地判断声音传来的方位,所以说,我们听到的声音是立体的。但是如果只用一个话筒将舞台上的声音放大后播放出来,我们听到的就不再是立体的声音。要想重现舞台上的立体声,使我们有身临其境的感觉,可以把两只话筒放在左右不同的位置(相当于人的两只耳朵),用两条线路分别放大两路的声音信号,然后通过左右两个扬声器播放出来。这样,我们就会感到不同的声音是从不同的位置传来的,这就是常说的双声道立体声。
【例9】下列说法正确的是(  )。
A.如果在舞台上放一个话筒,将声音放大后通过舞台上左右两个扬声器播放出来,通过人的两只耳朵便能听到舞台上的立体声
B.如果在舞台上左右不同的位置放两个话筒,用两条线路分别放大两路声音信号,通过左右两个扬声器播放出来,通过人的两只耳朵,便能听到舞台上的立体声
C.只要舞台上放两个以上的话筒,用两条以上的线路通过两个以上的扬声器播放出来,虽然某人有一个耳朵是聋的,也能听到舞台上的立体声
D.上述说法均是错误的
解析:人能听到立体声的原因是双耳效应,也就是两只耳朵要都能听见,因此C选项不正确。其次至少要有两个话筒,也相当于人的两只耳朵来区分舞台上不同位置的声音,因此一个话筒是不能完成任务的,所以A选项不正确,只有B选项正确。
答案:B
10.耳聋
耳聋分两类:一类是神经性的,是由于听觉神经损坏而引起的;一类是非神经性的,是由于声音的传导发生了障碍而引起的。
如果只是传导发生了障碍,可以想办法通过其他途径将振动传递给听觉神经,人耳还是能够感知声音。传导障碍常发生在鼓膜、听小骨、耳蜗等部位,如中耳炎使听力变差。一些发生传导障碍的人可以利用骨传导来听声音。所谓骨传导,是声音通过头骨、颌骨传到听觉神经的传导方式。
如果是神经性耳聋,医疗方法不能使听觉神经正常,则这样的人是永久性耳聋。
【例10】我国有几千万残疾人,其中听力残疾人占有相当一部分。学习了本节知识后,八(2)班的同学对失去听力的人恢复听力提出了一些建议:
甲:进行耳内手术,用人造组织替换受损组织
乙:发明一种装置利用骨传导
丙:戴助听器
丁:发明一种语言文字转换机,人说话可以立即转换成文字,失去听力的人可以通过看文字知道内容。
你是一个充满爱心的孩子,你认为谁的建议合理?
答案:若为神经性耳聋则丁方法好,若为非神经性耳聋,甲、乙、丙方法都行。
点评:对于因传导组织受损的人,可以通过骨传导将振动传给听觉神经;对于其他组织如听觉神经受损的人,骨传导也不能使其恢复听力,只要能达到助听目的,任何方法都可,不要局限一种方法。第二节 声音的特性
答案:
(1)强弱 (2)振动幅度 (3)振动幅度 (4)传播距离 (5)分散程度 (6)高低 (7)振动的快慢 (8)振动越快 (9)音品 (10)品质 (11)特色 (12)无规则 (13)产生 (14)传播 (15)接收
1.响度
人们把声音的强弱称为响度。
(1)影响响度大小的因素。
①声音的响度与物体振动的幅度有关,振动幅度越大,响度越大。
②声音的响度还与声音的传播距离和分散程度有关。声音的传播距离越大,分散程度越大,声音的响度越小。
(2)声音响度的单位:分贝(dB)。
(3)人们的听觉效果与声音的响度有关,声音的响度不同,听觉效果不同。听觉效果与响度的关系如下表所示:
声音 响度/dB 听觉效果
树叶微动 10 极静
轻声交谈 20~30 安静
正常说话 40~50 正常
大声呼喊 70~80 较吵
汽车喇叭 90 很响
飞机发动机 120~130 难忍
(4)当人们听到的声音响度太小时,往往感觉“听不清”。要想听清声音,就必须想法增大声音的响度。
谈重点 影响响度的因素及增大响度的方法
(1)由于声音在传播过程中,越远处越分散,越远处振动的幅度越小,所以人们所听到的声音的响度就越小;因此人们所听到的声音的响度与听者到发声体的距离有关,听者到发声体的距离越远,听者所听到的声音的响度就越小。(2)增大声音响度的方法:①增大发声体振动的幅度,②减小听者与发声体间的距离,③减小声音在传播过程中的分散,如听诊器。
【例1】小明和小亮同学为了探究乐音的特性,小明分别用大小不同的力敲击同一个鼓面(如图所示),小亮站在周围听,他发现:敲鼓时用力越大,听到的鼓声越响;用力越小,听到的鼓声越小。
(1)小明探究的问题是________。
(2)由该实验可以得出的结论是________。
(3)实验中他们还发现:当小明用同样的力敲击时,小亮到小明的距离不同,听到的声音强弱也不同。请你帮他们解释其中的原因。
解析:(1)当用大小不同的力敲击同一个鼓面时,鼓面振动的幅度不同,所以小明是为了探究声音的响度与发声体振动幅度的关系。(2)用力越大,鼓面振动的幅度就越大,同时听到的声音的响度越大;所以实验可以得出的结论是:声音的响度与物体振动的幅度有关,振动幅度越大,响度越大;振动幅度越小,响度越小。(3)由于声音在传播过程中不断分散,传播的距离越远,声音振动的幅度就越小,声音的响度就越小;所以当小明用同样的力敲击时,小亮到小明的距离越远,听到的声音响度就越小。
答案:见解析
2.音调
物理学中把声音的高低称为音调。
(1)声音的音调与声源振动的频率有关,振动的频率越快,发出声音的音调就越高;反之,振动频率越慢,发出声音的音调就越低。
(2)物理学中,物体振动的快慢用每秒振动的次数来表示,称为频率。
(3)频率的单位:赫兹(Hz)。每秒振动一次则频率为1 Hz。每秒钟振动1 000次,声音的频率就是1 000 Hz。
(4)如图所示,是甲、乙两个频率不同的音叉发出声音的频率。在相同的时间内,甲振动次数少,频率小,音调低;乙振动次数多,频率大,音调高。
(5)听觉效果与音调的关系:音调越高,听起来越尖细;音调越低,听起来越低沉。
(6)声音在传播过程中,振动频率不变,音调不变。
谈重点 对音调及其影响因素的理解
音调的高低跟发声物体的形状、尺寸和所用材料等多种因素有关,早在战国时期,我国就有“大弦小声,小弦大声”的记载。弦越短、越细、张得越紧,它振动时发出声音的音调就越高。弦乐器和管乐器通过改变振动弦或空气柱的长度来发出不同音调的声音。成年男子的声带长而厚,儿童和妇女的声带短而薄,所以成年男子的音调比儿童和妇女的低。男低音频率约为65赫兹,女高音频率约为1 100赫兹。
【例2】(山东·烟台)为了探究音调与什么因素有关,小明设计了下面几个实验,如图所示,你认为不能够完成探究目的的是(  )。
解析:A选项中,将硬纸片接触齿数不同的齿轮时,会使硬纸片振动的频率不同,从而发出的声音的音调不同,故A选项可以完成探究目的;B选项中,当钢尺伸出桌面的长度不同时,钢尺振动的频率不同,发出声音的音调不同,故B选项可以完成探究目的;C选项中,用不同的速度滑过梳子时,薄塑料片振动的频率不同,发出声音的音调不同,故C选项也可以用来探究音调与什么因素有关;D选项中,用力吹笔帽时,发出声音的响度大,轻吹笔帽时,发出声音的响度小,本实验是探究声音的响度与什么因素有关。
答案:D
3.音色
音色曾经叫音品,反映声音的品质与特色。
(1)音色是由发声体的材料、结构等因素决定的。构成发声体的材料不同,音色不同;构成发声体的形状不同,音色不同。
(2)不同物体发出声音的音色不同。不同的乐器演奏同一首曲子,即使发出的声音的响度和音调都相同,我们也能分辨出用的是什么乐器,就是因为不同的乐器发出的声音的音色不同。
“听声辨人”也是利用了音色。
【例3】如图所示是一种新型锁——声纹锁,只要主人说出事先设定的暗语就能把锁打开,别人即使说出暗语也打不开。这种声纹锁辨别声音的主要依据是(  )。
A.音调   B.响度
C.音色 D.声速
解析:别人即使说出暗语也打不开,其原因是“别人”的音色与主人的不同。由此分析不难看出声纹锁辨别声音的主要依据是音色。
答案:C
析规律 利用音色辨别发声体的规律
不同的发声体,在振动幅度相同时,音色是不同的,有的音调也不相同。这时,可以记住如下规律:辨别不同的发声体(或判断发声体的内部是否有破损),最主要是通过音色来辨别(或判断)的。
4.噪声的界定、来源与危害
(1)噪声的界定
①从物理学的角度,无规律的、难听刺耳、让人心烦的声音叫做噪声。
②从环境保护的角度,凡是影响人们正常学习、工作、生活的声音都属于噪声。
(2)噪声的来源。从来源上可以把噪声分为工业噪声、交通噪声和居民噪声。
①工业噪声主要有工厂里的各种电机、机床发出的噪声,建筑工地上机器发出的各种声音等。
②交通噪声主要包括汽车、摩托车、拖拉机以及飞机等各种交通工具发出的声音。
③居民噪声主要包括:空调、冰箱等家用电器工作时发出的声音,各种商店及家庭播放的音乐声,人们的呼喊声,自习课时同学随便讲话的声音,来自家庭活动的其他各种声音如炒菜声、敲击声等。
(3)噪声的等级:用分贝(dB)表示。下面是我国2008年10月1日起实施的《声环境质量标准》中规定的环境噪声限值。
(3)危害:青少年长期在吵闹的环境中生活,其智力发育可能降低20%;在90 dB环境中工作,听力会受到严重影响,发生耳聋、头痛、高血压等疾病;在150 dB的环境中,鼓膜会破裂出血,双耳完全失去听力。
【例4】乌鲁木齐市某街道旁的电子显示屏显示的噪声等级为80 dB。如果人处在此噪声等级的环境中(  )。
A.对人的听力会产生严重危害
B.对人的学习会产生影响
C.对人的睡眠不会产生影响
D.对人的学习、睡眠都不会产生影响
解析:很明显,80 dB介于70 dB和90 dB之间,属于影响人的正常工作和学习的范围,还没有达到危害人听力的强度。只有把噪声强弱的危害常识记住,才能解答这样的题。
答案:B
噪声会造成各种危害,反过来想一想:能否利用噪声为人类服务呢?
能!噪声可以控制植物提前或推迟发芽以除掉杂草,利用人体发出的微弱 噪声探测病灶,利用水下自然噪声显示海底情况等。
5.噪声的防治
人们通常从噪声的产生、传播及接收这三个环节进行防治。只要阻断噪声的任何一个环节,就可以达到控制噪声的目的。具体的防治措施如下表所示。
【例5】(四川·广安)噪声已经成为严重污染源,极大地阻碍了人们生活质量的提高,防噪已成为日常课题。“轻手轻脚过楼道”是在________减弱噪声,而用空心砖砌墙则是在________减弱噪声。
解析:“轻手轻脚”是为了防止走路时产生声音,所以是在声源处减弱噪声;由于用空心砖砌成的墙,其内部有空气,而声音在气体中的传播速度远小于在固体中的传播速度,即传播声音的本领弱,所以用空心砖砌墙是在传播途中减弱了噪声。
答案:声源处 传播途中
6.探究声音响度与哪些因素有关
(1)探究响度与振幅的关系时,应注意以下几点:
①选择器材时尽量选择振动幅度较为明显、振动频率较慢的物体作为发声体,便于观察振幅的大小。如较粗的橡皮筋、琴弦、钢尺等物体。
②对于振动幅度不易观察的发声体,可以利用其他物体把振幅放大,以便观察。例如:在鼓面上撒些碎纸屑,通过观察碎纸屑的跳动高度来判断鼓面的振幅。再如:把振动的音叉靠近乒乓球,根据乒乓球被弹起的高度推断音叉的振幅。
③由于声音的响度与传播距离有关,所以实验过程中必须保持听者与发声体之间的距离不变。
④为了准确判断声音的响度,要找两名以上的听者同时判断一个声音的响度。
(2)探究响度与传播距离的关系时,应注意以下几点:
①要控制发声体的振动幅度不变。例如:利用收音机和手机等机械发声。
②要求听者边远离发声体,边听声音,直到听不见声音为止。
③为了准确判断声音的响度,要找两名以上的听者同时判断一个声音的响度。
点技巧 转换法在探究声音响度与哪些因素有关中的应用 在物理实验中,对于“看不见或不易观察”的物理量,经常采用转换的方法,把它们转换为“现象明显,容易观察”的物理量,根据观察到的这些明显的现象,来推断那些“看不见或不易观察”的现象。探究响度与振幅的关系时,可以利用碎纸屑、乒乓球等轻小物体把物体振动的幅度放大,从而更容易观察振幅的大小。
【例6】在探索响度与什么因素有关时,小丽利用音叉、乒乓球、小锤以及听诊器等做了以下探究活动,请你帮她完成相关内容:
(1)使音叉发出不同响度的声音时,乒乓球被弹开的幅度是不同的,说明响度与____________有关;实验中乒乓球的作用是______________________________。
(2)用大小相等的力敲击音叉,同时听者逐步远离音叉,逐步感受音叉声音的响度变化,直到听不到音叉的声音为止。实验中用大小相等的力敲击音叉的目的是__________________________。这说明响度与____________有关,离音叉越远的人听到音叉声音的响度应该越________。
(3)使用听诊器和不用听诊器在同样远近听心脏跳动,声音的响度不同,主要是因为________。
解析:(1)因为音叉的振动幅度太小,不易观察,所以实验中利用乒乓球被弹开的距离来判断音叉振动的幅度,使实验现象更明显、更易观察。乒乓球被弹开的距离越大,说明音叉的振幅越大。从而得出声音响度与振幅的关系:音叉的振幅越大,音叉发出声音的响度就越大。
(2)实验中用大小相等的力敲击音叉的目的是保证音叉振动的幅度相等,即保证发声体振动发声的响度相同(控制变量)。该实验证明发声体产生的响度相同的声音,人们听到的声音响度与人到发声体的距离有关,人距离发声体越远,听到的声音响度就越小。
(3)声音在传播过程中不断向周围分散,所以声音的响度越来越小,听诊器能够防止声音向周围分散,所以医生通过听诊器听到的声音响度要大得多。
答案:(1)发声体振动的幅度 利用乒乓球被弹开的距离来判断音叉振动的幅度
(2)保证音叉振动的幅度相等 传播距离 小
(3)听诊器能够防止声音向周围分散
7.探究音调高低与哪些因素有关
由于音调的高低跟发声物体的形状、尺寸和所用材料等多种因素有关,所以探究音调高低与某一个因素的关系时,必须按照控制变量法的要求选择器材和设计实验。例如:
二胡琴弦发出的声音音调的高低可能与琴弦的横截面积、琴弦的长短、琴弦的材料以及琴弦的松紧程度等因素有关。(下表中有四种规格的琴弦可供选择)
编号 规格
材料 长度/cm 横截面积/mm2
A 尼龙 55 1
B 尼龙 55 0.5
C 尼龙 80 1
D 镍合金 55 0.5
(1)要探究琴弦发出的声音音调的高低与琴弦横截面积的关系,要选择材料、长度都相等的A、B两根琴弦进行实验;同时要调整两根琴弦的松紧程度,保证两根琴弦的松紧程度相同。
(2)要探究琴弦发出的声音音调的高低与琴弦长度的关系,要选择材料、横截面积都相等的A、C两根琴弦进行实验;同时要调整两根琴弦的松紧程度,保证两根琴弦的松紧程度相同。
(3)要探究琴弦发出的声音音调的高低与琴弦材料的关系,要选择长度、横截面积都相等的B、D两根琴弦进行实验;同时要调整两根琴弦的松紧程度,保证两根琴弦的松紧程度相同。
(4)要探究琴弦发出的声音音调的高低与琴弦松紧程度的关系,可以任选一根琴弦(即控制琴弦的材料、长短、横截面积相等)进行实验,实验中不断改变琴弦的松紧程度。
点技巧 控制变量法在探究音调时的应用
当一个物理量与多个因素有关时,要研究这个物理量与其中一个因素之间的关系,就必须控制其他的因素不变,只改变这个因素的大小,分析得出物理量与这个因素之间的变化关系;逐一研究后,再综合起来得出综合性的结论。这种方法叫做控制变量法。
【例7】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,他决定对此进行探究,经过和同学们讨论,提出了以下猜想:
猜想一:琴弦发出声音的音调高低可能与琴弦的横截面积有关。
猜想二:琴弦发出声音的音调高低可能与琴弦的长短有关。
猜想三: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的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。
编号 材料 长度/cm 横截面积/mm2
A 铜 60 0.76
B 铜 60 0.89
C 铜 60 1.02
D 铜 80 0.76
E 铜
F 铜 100 0.76
G 钢 80 1.02
H 尼龙 80 1.02
I 尼龙 100 1.02
(1)为了验证猜想一,应选用编号为________、________和________的琴弦进行实验。
(2)为了验证猜想二,应选用编号为________、________和________的琴弦进行实验。
(3)表中有的材料规格还没填全,为了验证猜想三,必须知道该项内容。请在表中填上所缺数据。
(4)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:____________________________。
解析:(1)本实验选择琴弦时运用了控制变量法。小华猜想琴弦发出声音的音调高低可能与琴弦的横截面积、长短、材料等三个因素有关,所以探究琴弦发出声音的音调高低与琴弦的横截面积的关系时,必须选择长短和材料相等、横截面积不相等的琴弦即编号为A、B、C的琴弦。(2)探究琴弦发出声音的音调高低与琴弦的长短的关系时,必须选择横截面积和材料相等、长短不相等的琴弦即编号为A、D、F的琴弦。(3)探究琴弦发出声音的音调高低与琴弦材料的关系时,必须选择长短和横截面积相等、材料不相同的琴弦即编号为G、H、E的琴弦,可见E琴弦的长短和横截面积应该与G、H的长短和横截面积相等。(4)探究琴弦发出声音的音调高低与琴弦松紧程度的关系时,必须控制琴弦的横截面积、长短及材料都相等,即使用同一根琴弦,实验过程中只改变琴弦的松紧程度。
答案:(1)A B C (2)A D F (3)80 1.02 (4)选同一根琴弦,先拨动较松的时候,观察其频率的高低;再拨动较紧的时候,观察其频率的高低;换另一根琴弦重复上述实验。自行车在测量中的应用 在测量跑道的长度时,可运用自行车。如普通车轮的直径为0.71米或0.66米。让车沿着跑道滚动,记下滚过的圈数n,则跑道长为n×2.23米或n×2.07米。
8.如何区分音调和响度
音调和响度是声音的两个不同的特征,它们的定义、决定因素、改变方法等都不相同,同时它们给人的听觉感受也不相同,它们的区别如下表所示。
响度 音调
定义 声音的强弱 声音的高低
决定因素 由声源振幅决定,振幅越大,响度越大。还与声音的传播距离和分散程度有关 由声源频率决定。频率大,音调高
听觉感受 洪亮、大、震耳欲聋、轻声细语 清脆、尖细、低沉、浑厚
改变方法 改变振幅,改变与发声体的距离、防止分散等 改变声源振动的频率
【例8】(江苏·盐城)如图所示,用手拨动塑料尺,塑料尺________发出声音,用的力越大,塑料尺的________越大,改变塑料尺伸出桌面的长度,会使声音的________发生改变。
解析:声音是由物体的振动产生的,塑料尺振动时能发出声音;使塑料尺振动发声时,用力越大,塑料尺的振幅越大,发出声音的响度就越大;改变塑料尺伸出桌面的长度,会使振动的频率发生改变,从而使声音的音调发生改变。
答案:振动 振幅 音调
9.噪声防治的几种方法
针对噪声的产生、传播、接收三个环节,根据噪声的来源、危害程度、产生原因等特点,选择最合适、最恰当的方法控制和减弱噪声。
(1)对于能够清除的噪声,首选在声源处消除噪声。如:把产生噪声的工厂迁到城外,远离居民区;居住区内禁止鸣笛;晚上,市区内禁止施工等。
(2)在传播途中控制噪声有三种方法:隔声、吸声和消声。例如:在公路两旁建隔音墙,在街道周围建绿化带等。
(3)对于一些特殊的噪声环境,只能采取在接收处(即人耳处)减弱噪声。例如:炼钢工人工作时必须佩带防噪耳罩等。
【例9】施工人员为紧邻居民区的轻轨轨道安装全封闭的隔音屏,尽量将列车产生的噪声降低到最低限度。这种控制噪声的方法是(  )。
A.防止噪声产生
B.阻断噪声的传播
C.防止噪声进入人耳
D.隔音屏发出噪声,使两种噪声相互抵消,以达到减弱噪声的目的
解析:
A × 隔音屏不能阻止列车产生噪声,只要有列车经过,就会产生噪声
B √ 隔音屏阻断了噪声的传播途径,噪声传播到隔音屏上时,被隔音屏吸收和反射
C × 没有给人耳佩带任何隔音物体
D × 目前,隔音屏还无法发出与原噪声相对应的噪声,以达到“以声消声”的目的
答案:B
10.乐器与音调
乐器在使用的过程中需要不断地改变发出声音的音调,乐器是如何改变音调的呢?不同的乐器改变音调的方法是不同的。按照乐器的发声原理可以把乐器分为打击乐器、弦乐器和管乐器三大类,下面对三大类乐器改变音调的方法作简要介绍。
(1)打击乐器
鼓、锣等乐器受到打击时发生振动,产生声音,称为打击乐器。这类乐器主要通过改变发声器的大小、形状来改变音调的高低。以锣为例,锣面越大,振动得越慢,音调就越低;反之,锣面越小,振动得越快,音调就越高。因此小锣的音调高,大锣的音调低。
(2)弦乐器
二胡、小提琴和吉他通过弦的振动发声,称为弦乐器。这类乐器依靠改变琴弦的长度、横截面积、松紧程度等来改变音调的高低。长而粗的弦发声的音调低,短而细的弦发声的音调高。绷紧的弦发声的音调高,不紧的弦发声的音调低。
这类乐器经常调整琴弦的松紧程度就是为了保证琴弦发出声音的音调符合要求,琴弦太紧或太松时发出声音的音调都不准确。在弹奏的过程中,弹奏者通过改变琴弦的长度和所弹琴弦的粗细来改变音调的高低。
(3)管乐器
长笛、箫、号等乐器中都包含一段空气柱,吹奏时空气柱振动发声。这类乐器通过改变空气柱的长短和粗细来改变所发声音的音调高低。例如:吹笛子时,抬起不同的手指,就会改变空气柱的长度,从而改变音调。空气柱越长,音调就越低;空气柱越短,音调就越高。
【例10-1】中国古代乐器当中,成套的打击乐器编钟最具特色。成组的钟大小依次变化,在编钟制作的过程中,若钟的发音偏低,可将它磨薄;发音偏高,便稍微磨它的两端(实际是增加其相对厚度)。
请回答下列问题:
(1)请问这里的偏高与偏低是指声音三个特征中的哪个?________。
(2)由此可知编钟发出的声音音调高低与编钟的________和________有关。
(3)要发出音调较高的声音,应该敲击体积较________的钟;要发出音调较低的声音,应该敲击体积较________的钟(选填“大”或“小”)。
解析:音调的高低与发声体振动的频率有关,发声体振动得越快,频率就越高,音调就越高。从古人的制作方法中可以发现:编钟发出的声音的音调高低与编钟的大小、相对厚度有关。编钟越大,相对厚度越大,编钟振动的越慢,编钟发出的声音的音调就越低;反之,编钟越小,相对厚度越小,编钟振动的越快,编钟发出的声音的音调就越高。要发出音调较高的声音,应该敲击体积较小的钟;要发出音调较低的声音,应该敲击体积较大的钟。
答案:(1)音调 (2)大小 相对厚度 (3)小 大
【例10-2】如图所示的古筝是我国古代的一种乐器,琴师要提高古筝的音调,应将(  )。
A.琴弦调紧一些
B.保持琴弦的松紧程度不变,使琴弦长一些
C.保持琴弦的松紧程度不变,换用较粗的琴弦
D.琴弦松紧不用调,用力拉弦
解析:
A √ 音调高低与琴弦的松紧程度有关,琴弦越紧,频率就越大,音调就越高
B × 音调高低与琴弦的长度有关,琴弦越长,频率就越小,音调就越低
C × 音调高低与琴弦的粗细有关,琴弦越粗,频率就越小,音调就越低
D × 用力拉弦时,琴弦的振幅增大,声音的响度增大,而声音的音调不变
答案:A第三节 超声与次声
答案:
(1)20 Hz (2)20 000 Hz (3)20 000 Hz (4)超声雷达 (5)声呐 (6)鱼群 (7)潜艇 (8)超声诊断仪 (9)超声金属探伤仪 (10)20 Hz (11)破坏力 (12)平衡器官
1.超声与次声的划分
物体振动产生的声波的频率范围是很宽的,在10-4 Hz至1012 Hz之间,根据产生声音时振动的频率,可将声音分为三部分,如下表所示。
分类 频率范围
人耳听到的声音 20~20 000 Hz
超声 高于20 000 Hz
次声 低于20 Hz
【例1】如图所示是海螺形超声波加湿器,关于加湿器的说法不正确的是(  )。
A.加湿器是利用超声波工作的
B.加湿器的工作过程利用了声音的能量特性
C.加湿器工作过程中,人听到的声音是超声波
D.超声波的传播也需要介质,不能在真空中传播
解析:正常人的耳朵只能听到20 Hz到20 000 Hz的声音,而超声波是发声物体振动时,频率大于20 000 Hz的声音,所以人是听不到超声波的,故C选项错误。超声波加湿器主要是利用超声波将普通的水打碎,成为直径为几微米的小水珠,变成雾扩散到空中去,这样来增大空气湿度,可见,加湿器是利用超声波传递能量来将水打碎,故A、B选项正确。超声波和我们听到的声音一样也需要通过介质来传播,真空不能传播声音。
答案:C
2.超声的特点和应用
特点 应用
方向性好,传播距离远 利用声呐探测海底深度、海中暗礁、鱼群、潜艇的位置等
穿透能力强 超声诊断仪(B超)、超声金属探伤仪等
破碎能力强 体外碎石机、杀菌消毒等
释疑点 超声和其他声音一样吗? 超声是频率高于20 000 Hz的声音,超声的传播需要介质,利用超声时需要有传播的介质。利用一段真空带也能阻断超声,所以不能利用超声进行太空测距。
【例2-1】下列应用中不是利用回声定位原理的是(  )。
A.利用声呐探测鱼群
B.蝙蝠在夜间飞行时也不会撞到墙壁、树枝上
C.利用超声击碎人体内的结石
D.利用声呐探测海洋深度
解析:声呐探测鱼群、海洋深度,蝙蝠在夜间飞行都利用了回声定位原理,人体碎石机利用了超声破碎能力强的特点。
答案:C
【例2-2】根据如图所示的三幅图,说明超声在生产和生活方面有什么应用。
解析:图a中利用超声检查金属内部的情况,表明超声具有很强的穿透能力,能穿透金属,且能传递信息;图b中用超声清洗仪器、碗、碟,表明超声具有一定的能量;图c中用超声给病人做常规检查,表明了超声能传递人体内部的信息。
答案:超声的应用主要表现在:第一,超声频率高,振动迅速,可利用它来清洗、加工和消毒;第二,超声的穿透本领大,在工业上用来检查金属内部是否有裂痕、气泡等;第三,超声在医学上应用很广,医院里的“B超”应用的就是超声。
3.次声
(1)特点:频率低,次声具有极强的穿透力和极大的破坏力。
(2)次声的产生:火山爆发、地震、台风、龙卷风、核爆炸、导弹发射等。
(3)危害:
①能量很大的次声具有极大的破坏力,它能使机器设备破裂、飞机解体、建筑物垮塌等。
②次声穿透人体时,不仅能使人头晕、烦燥、耳鸣、恶心、心悸、视物模糊、吞咽困难、胃痛、肝功能失调、四肢麻木,而且还可能破坏大脑神经系统,造成大脑组织的重大损伤,还可能导致死亡。
原来,人体内脏固有的振动频率和次声频率相近(0.01~20 Hz),倘若外来的次声频率与身体内脏的振动频率相同,就会引起人体内脏的“共振”,从而使人产生头晕、烦躁、耳鸣、恶心等一系列症状。
(4)次声的应用
A.建立次声站,可以探知几千米外的核武器试验和导弹发射。
B.由地震引起的巨大海浪的传播速度和台风中心的移动速度都小于次声的波速,所以接收次声能预报破坏性很大的海啸、台风。
C.国际海难救助组织在一些远离大陆的岛上建立起“次声定位站”。一旦船只或飞机在附近海域失事,可以迅速测定方位,进行救助。
D.次声炸弹。这种炸弹爆炸,瞬息之间,在方圆十几公里的地面上,所有的人都将被杀死,无一能幸免。次声武器能够穿透15厘米的混凝土和坦克钢板。人即使躲到防空洞或钻进坦克的“肚子”里,也还是一样难逃厄运。
辨误区 人听不到次声并不说明次声无危害
由于正常人的耳朵只能听到20~20 000 Hz之间的声音,而次声是频率低于20 Hz的声音,所以人耳是听不到次声的。但人耳听不到次声,并不代表次声对人无危害。在强次声环境中,人的平衡器官的功能将遭到破坏,严重的会危及生命。由于次声的破坏性强,危害性大,但人耳却无法直接听到,所以人要尽量远离次声环境。
【例3】地震在有些岛国频繁发生,尽管民众对地震预测有很高的期待,但在现有条件下,准确预测地震发生时间和地点依然非常困难。但地震时很多小动物却能提前避险,其原因是小动物(  )。
A.能听到声波的频率较高
B.能听到地震中的次声
C.能听到地震中的超声
D.能听到响度很小的声音
解析:低于20 Hz的次声在传播过程中衰减较小,可以传播得很远。地震、海啸等自然灾害中产生的次声人不能觉察到,但很多动物却能感知,并进行提前避险。
答案:B
4.人和动物的发声频率范围和听觉频率范围各不相同
了解一些发声体的发声频率和人、动物的听觉范围,对发声、听声的理解以及相关现象的解释都有着十分重要的作用,人和一些动物发声频率和听觉频率范围如图所示:
(1)人的发声频率和听觉频率范围并不一样。每个人的听觉范围也并不相同。有些年轻人可以感觉到低于20 Hz的声音,年龄越大,越听不见频率较低或较高的声音。
(2)各类动物之间的听觉频率范围差别较大。有些动物如蝙蝠、海豚、飞蛾等能听见超声,而大象、鲸等能听见次声。
(3)人和动物的听觉频率范围相差很大,所以有时候在人没有任何感觉时,狗却能觉察出异常情况。
【例4】下面列出了人和几种动物发出和听到的声音的频率范围。
可听到的最低频率/Hz 可听到的最高频率/Hz 能产生的最低频率/Hz 能产生的最高频率/Hz
人类 20 20 000 85 1 100
狗 15 50 000 450 1 080
猫 60 65 000 760 1 500
请利用表中数据回答问题:
(1)地震发生前,由于地壳的震动,会产生次声,在人或者狗和猫当中,谁能够在地震发生前预感到地震即将发生呢?简述你的理由.
(2)科学家们对蝴蝶和蜜蜂的发声情况进行比较研究时发现:它们都是靠翅膀的振动发声的;蝴蝶翅膀每秒钟振动5~6次,蜜蜂翅膀每秒钟振动300~400次。人闭上眼睛,能听出蜜蜂飞行时的“嗡嗡”声,但即使蝴蝶从耳旁飞过,人也不能发觉,这是为什么?
解析:振动频率低于20 Hz的声音叫做次声,地震波的频率低于20 Hz,由表可知:地震波的频率不在人和猫的听觉频率范围内,而在狗的听觉频率范围内。蝴蝶翅膀每秒钟振动5~6次,因此它发出声音的声波属于次声,发声频率低于20 Hz。蜜蜂翅膀每秒钟振动300~400次,它发出声音的频率为300~400 Hz,蜜蜂的发声频率在人的听觉频率范围内,蝴蝶的发声频率不在人的听觉频率范围内。
答案:(1)狗;它可以听见次声。(2)蜜蜂发出的声音频率在人的听觉频率范围内,而蝴蝶发出的声音是次声,人听不见。
5.声呐的应用
声呐是英文缩写“SONAR”的音译,其中文全称为:声音导航与测距,是一种利用声波在水下的传播特性,通过电声转换和信息处理,完成水下探测和通讯任务的电子设备。人们利用在水中超声比光波和无线电波传播得远,且定向性好的特点制成了声呐装置,让它向海下发出高频超声,依据接收回声声波的时间,可以探测海底深度、海中暗礁、鱼群、潜艇的位置等。
超声测量距离的原理:s=vt,其中,v表示声音在介质中的传播速度,t表示超声到达探测位置的时间,它等于从超声发出到收到回声所用时间的。
辨误区 对超声测距计算中时间t的理解
在进行超声测量距离的计算时,一定要认真审题,明确题目中所已知的时间的意义,切不可把超声一来一回所用的时间当成了单程所用的时间。
【例5】声音在海水中的传播速度是1 530 m/s,为了开辟新航道,某科学探测船装有回声探测仪器,探测水下有无暗礁,如图所示,探测船发出的声音信号0.6 s后被探测仪器接收到。
(1)探测船发出的声音为了有更好的回声效果,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,大叫一声,马上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,一只氢气球怎么能预报海上的风暴呢?试分析气象学家判断风暴的物理学依据是什么?
解析:超声从发出到接收共用时间t=0.6 s,则超声从被反射到探测船处所用时间为×0.6 s,再根据超声在水中的速度根据s=vt便可求出海底障碍物到探测船舱底的距离s。
解:(1)用超声 超声方向性好,在水中传播距离远
(2)海底障碍物到探测船舱底的距离s:s=vt=1 530 m/s××0. 6 s=459 m
(3)远处发生风暴产生次声,次声传播速度比风浪速度快得多,并引起气球的振动,因而气球碰到脸上人感觉到了。
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