第一讲 声现象专题
[课标要求]
通过实验探究,初步认识声音产生和传播的条件。了解乐音的特性。了解现代技术中与声有关的应用。知道防治噪声的途径。
[知识网络]
[解题指导]
例1、“风声、雨声、读书声,声声入耳”这句话给我们提供了哪些信息?
分析:风声、雨声、读书声分别是由空气、雨水和人的声带振动产生的,经过空气传入人耳的。
解答:信息1、气体、液体和固体都能振动产生声音。
信息2、空气能传声。
信息3、这些声音的频率都大于20Hz,且都小于20000Hz。
信息4、这些声音到达人耳时都大于0dB。
例2、在探究声音的特性时,进行如下实验:
实验1如图1-1所示,先拨动张紧的细橡皮筋,
再拨动粗橡皮筋,观察先后两次发声时橡皮筋振动
快慢及声音的特点,记录如下表:
序号 橡皮筋长短 橡皮筋粗细 振动快慢 声音
甲 相同 细 快 尖锐
乙 相同 粗 慢 低沉
实验2如图1-2所示,两次敲打音叉,观察泡沫球被弹起,第一次轻敲音叉,发现塑料球被弹起的高度较小;第二次重敲音叉,发现塑料球被弹起的高度较大,而且音叉前后两次发出的声音是前者较小后者较大。
分析以上实验,回答下列问题:
(1)实验1主要是研究声音的 与发声体振动频率的关系:发声体振动的频率越快,声音的 越 。
(2)实验2主要是研究声音的 与发声体振动的幅度的关系:发声体振动的幅度越大,声音的 越 。
(3)如果还要研究声音的第三个因素,你打算设计一个怎样的实验?请举一例。
分析:实验1中,橡皮筋振动快慢反映振动频率的大小,声音尖锐或低沉反映音调的高低。审题时要注意表格中音调高低与振动频率大小的对应关系。实验2中,塑料球被弹起的高度反映了音叉叉股振幅的大小,而声音的大小反映的是声音的响度。审题时要注意它们的对应关系。
声音的第三个因素是音色,可以用不同的乐器奏同一个音符来研究,注意控制变量法的运用。
解答:(1)音调 音调 高;(2)响度 响度 大;(3)用同样大小的力吹口琴和笛子的同一个音符,如“1”;或用同样大小的力敲击好的瓷碗和有裂纹的瓷碗,仔细比较声音的区别。
例3、图书馆和医院的墙壁上都醒目地写着“安静”二字。“安静”是要求声音不超过 ,从减轻噪声的途径看,这是在 处减弱噪声。我们日常生活中说话是利用声音传递 。
分析:人们用分贝(dB)来划分声音强弱的等级:0dB是人耳刚刚能听到的最弱声音;在30dB~40dB的环境里人感到最舒适;超过50dB就会影响睡眠和休息;超过90dB时,人的听力会受损。在医院和图书馆不许大声喧哗,是从声源处减弱噪声。日常生活中人们用语言交流则是利用声音传递信息。
解答:40dB 声源 信息
[能力训练]
1、演奏同一乐曲时,人能分辨出二胡和小提琴发出的声音,主要是因为它们的( )
A.响度不同 B.音调不同 C.音色不同 D.节奏不同
2、下列关于声的现象的说法中,正确的是( )
A.声在固体中传播的速度都比液体中的声速大
B.声可以在固体、液体和气体等介质中传播,声也可以在真空中传播
C.中考、高考期间要求学校周围噪声大的单位停工是从声源处减弱噪声
D.声是由于物体的振动产生的,环保角度的噪声一定是由物体无规则振动产生
3、以下措施不能减弱噪声的是( )
A.摩托车上安装消声器 B.机场工作人员佩戴有耳罩的头盔
C.街头设置噪声监测仪 D.高架道路两侧安装透明板墙
4、关于声现象下列说法中正确的是( )
A.声音只能在空气中传播 B.声音在真空中传播最快
C.声音不能在固体中传播 D.市区禁止机动车辆鸣笛是为了减小噪声
5、以下减弱噪声的方法中,属于在声源处减弱的是( )
A.影剧院的墙面用吸音材料制成
B.在飞机旁的工作人员佩戴有耳罩的头盔
C.城市某些路段禁鸣喇叭
D.高架道路两侧某些路段设有隔音板墙
6、关于声音,下列说法中正确的是( )
A.我们能区分出小提琴和二胡的声音,是因为它们发出声音的音调不同
B.我们无法听到蝴蝶飞过的声音,是因为它发出声音的响度太小
C.敲锣时用力越大,它发出声音的响度越大
D.歌唱演员引吭高歌,其中的“高”是指音调高
7、控制噪声是城市环保主要项目之一,下列哪种措施不能减弱噪声( )
A.市区内禁止机动车鸣笛 B.减少二氧化碳气体的排放
C.在汽车的排气管上装消声器 D.在城市街道两旁种草植树
8、用大小不同的两个力分别敲打同一个音叉,所发出的声音不同的是( )
A.响度 B.频率 C.音色 D.音调
9、在下面几幅交通标志牌中,能明显表示用于环境保护的是( )
10、超声波是人耳听不见的声音,但它有着广泛的应用. 在下列设备中,利用超声波工作的是( )
A.验钞机 B.微波炉
C.电视遥控器 D.潜艇上的声呐系统
11、你观察过下列现象吗?安静的傍晚,狗竖起耳朵在警觉地谛听.这是由于( )
A.狗听到很远处的人们手机的对话
B.狗听到火星发出的声音
C.狗听到人耳所不能觉察的某些高频率的声音
D.狗听到无线电波
12、控制噪声是城市环境保护的主要项目之一.下列措施不能减弱噪声的是( )
A.大街小巷两旁种草植树
B.市区禁止机动车鸣笛
C.摩托车的排气管上加消声器
D.在一些主要干道旁设置噪声监测设备
13、下列有关声现象的说法,错误的是( )
A.发声体都在振动
B.声音和光一样都能在真空中传播
C.人们常用音色来区分是何种乐器发出的声音
D.公路边植树既可以净化空气,也可减弱噪声
14、下列关于声现象的说法中,不正确的是( )
A.在音乐会上,人们常用响度来区分是何种乐器发出的声音
B.用一根棉线和两个纸杯可以以制成“土电话”,说明固体能够传声
C.刮风时,我们能听到树叶发出的声音,说明树叶在振动
D.公路边植树,既可以净化空气,也可以减弱噪声
15、物理教科书上有下列两则信息,如图1和图2所示( )
根据上述两则信息,可以判断下列说法中正确的是
A.人凭听觉能发现飞行的蜜蜂和飞行的蝴蝶
B.狗凭听觉能发现飞行的蜜蜂和飞行的蝴蝶
C.猫凭听觉能发现飞行的蝴蝶,不能发现飞行的蜜蜂
D.人凭听觉能发现飞行的蜜蜂不能发现飞行的蝴蝶
16、夏天人们在购买西瓜时,有经验的人总是把西瓜拿在手中拍一拍,根据声音判断西瓜的成熟情况。这种选瓜的方法主要是依据声音的( )
A .响度不同 B .音调不同
C .音色不同 D .回声大小不同
17、超声波是人耳听不见的声音,但它有着广泛的应用. 在下列设备中,利用超声波工作的是( )
A.验钞机 B.微波炉
C.电视遥控器 D.潜艇上的声呐系统
18、在日常生活中,常用“高声大叫”、“低声细语”来形容人说话的声音,这里的“高”、“低”是指声音的 ( )
A、音调 B、响度 C、音色 D、音调和晌度
19、医生在诊病时使用听诊器,听诊器( )
A.能使心脏振动的振幅增加,响度增大
B.能改变心跳的频率,使音调变高
C.能改变心跳的音色,使声音更好听
D.能减小声音传播过程中的能量损耗
20、我们平时所说的 “女高音”、“男低音”,这里说的“高”和“低”指的是( )
A.音色 B.音调 C.响度 D.速度
21、1994年,天文学家观察到苏梅尔——列维慧星裂成二十多块大的碎片,撞击木星,产生巨大的爆炸。但是地球上的人们却没有听到一丝声响。以下猜想最符合科学性的是:( )
A、这种爆炸本身不会发出声音;
B、这种爆炸发出的声音太小;
C、爆炸声传到地球后,没有引起人们的注意;
D、木星与地球之间存在很长的真空带,没有传声介质
22、如果“声音在空气中的传播的速度变为1米/秒,则我们周围的世界会有什么变化 "关于这一问题的讨论,一位学生提出了下列四个有关的场景,请你判断不正确的是( )
A、教室内学生能更清楚地听到教师的讲课声
B、汽车的喇叭不能再起到原来的作用
C、铜管乐队在会场内的演奏效果将变差
D、我们听到万米高空传来的客机声时,却不能看到该飞机
23、图15中,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
24、我们经常说“男低音”、“女高音”,这里的“高”和“低”指的是__________。
25、如图1-3,医生正在用听诊器为病人诊病. 听诊器运用了声音 (填“具有能量”或“传递信息”)的道理;来自患者的声音通过橡皮管传送到医生的耳朵,这样可以提高声音的 (填“音调”或“响度”).
26、东林书院名联“风声、雨声、读书声,声声入耳”表明声音可以在 中传播;用小提琴和二胡演奏“二泉映月”乐曲时,我们可以根据声音的 不同来加以辨别。
27、科学考察工作者为了测海底某处的深度,向海底垂直发射超声波,经过1 4 s收到回波信号。该处海水深 m(声音在海水中的传播速度约1500m/s)。这种方法 (填“能”或“不能”)用来测量地球和月球之间的距离。
28、如图a所示,伍实同学用示波器、钢锯条和台钳研究声音的响度.他将钢锯条的下端夹紧在台钳上,上端用手扳动一下,使钢锯条振动发声.实验中,他进行了两次实验,第一次锯条发出的声音响,第二次锯条发出的声音轻,他同时观察到示波器上显示的波形幅度分别如图b、c所示,则他得出的实验结论是:_____________________;图d、e是两种声音的波形图,从图形可知:图 是乐音的波形.请提出一种控制噪声的方法 .
(第32题图)
29、隔墙有耳表明:
30、小明想比较几种材料(衣服、锡箔纸、泡沫塑料)的隔音性能,除了待检测的材料外,可利用的器材还有:音叉、机械闹钟、鞋盒。在本实验中适合作声源的是_______;小明将声源放入鞋盒内,在其四周塞满待测材料。他设想了两种实验方案,你认为最佳的是_________。
A、让人站在距鞋盒一定距离处,比较所听见声音的响度。
B、让人一边听声音,一边向后退,直至听不见声音为止,比较此处距鞋盒的距离。
通过实验得到的现象如表格所示,则待测材料隔声性能由好到差的顺序为_______________________。
材料 衣服 锡箔纸 泡沫 材料 衣服 锡箔纸 泡沫
距离 较长 长 短 响度 较响 较响 弱
31、噪声是城市环境污染的一个主要来源,其中有三大部分:工业噪声、交通噪声、居民噪声。请你分别列举出一个工业噪声和一个交通噪声的实例。
工业噪声: 。
交通噪声: 。
32、生活中常常有这样的感受和经历:当你吃饼干或者硬而脆的食物时,如果用手捂紧自己的双耳,自己会听到很大的咀嚼声,这说明 能够传声;但是你身旁的同学往往却听不到明显的声音,这又是为什么呢?请从物理学的角度提出一个合理的猜想: .
33、乐音的三个特性分别是响度、 和 .女同学的声音较尖细,是指她声音的 较高.
34、一些耳聋的人也能按音乐的节奏翩翩起舞,这是为什么?
35、小明家在马路边,人来人往产生的噪声严重地影响着小明在家时的学习,请帮他想办法减弱干拢他的噪声。(至少两种可行的办法)
36、1985年圣诞节前两天,美国内华达州有两名青年万斯和贝尔纳普,如痴如醉地收听收音机里的节目,他们将音量开到最大,疯狂的噪声使他俩精神失常,发疯似的将室内的一切家具陈设统统砸烂,随之又用手枪开枪伤人,最后双双自杀。成为轰动西文的新闻。以上事例说明了什么?
37、为了探究声音产生的条件,有人建议利用以下几个实验现象:
甲:在钟罩内的闹钟正在响铃,把钟罩内的空气抽出一些后铃声会明显减小。
乙:在吊着的大钟上固定一支细小的笔,把钟敲响后,让笔尖在纸上迅速滑动,可以在纸上画出一条来回弯曲的细线。
丙:吹笛子时,手指按住不同的孔便会发出不同的声音。
丁:使正在发声的音叉接触水面,水面会溅起浪花。
你认为:能说明声音产生条件的实验现象是哪一个或哪几?其他现象虽不能说明声音产生的条件,但是分别说明什么问题?
38、小敏和小晖跟爸爸去钓鱼,他们来到湖边跑来跑去,并大声谈笑。爸爸说:“你们俩把鱼儿吓跑了,我怎么钓啊?”鱼儿是怎么被吓跑的呢?
小敏猜想:鱼儿离人较远,可能听到人的吵闹声被吓跑了。
小晖猜想:鱼儿没有耳朵,可能看到晃动的人影被吓跑了。
请你针对他俩的猜想,各设计一个方案,验证他们的想法是否正确(符合就地取材、现场实施的原则)。
方案一: ;
方案二: ;
39、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。要求设计的实验其有可行性,要符合安全原则。
( l )实验器材:
( 2 )实验步骤:
( 3 )实验分析与结论:
40、生活中常常有这样的感受和经历:当你吃饼干或者硬而脆的食物时,如果用手捂紧自己的双耳,自己会听到很大的咀嚼声,这说明 能够传声;但是你身旁的同学往往却听不到明显的声音,这又是为什么呢?请从物理学的角度提出一个合理的猜想。
41、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(㎝) 横截面积(㎜2)
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 、 、 的琴弦进行实验。
为了验证猜想二,应选用编号为 、 、 的琴弦进行实验。
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。
(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:
(3)课本中所涉及的探究实验中,有些实验的研究方法与上述方法类似,例如: 。
42、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0.1s,人耳就只能听到一次声音。某农村中学8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=1700 m/s,在钢铁中的传播速度是v铁=5100 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)
43、图1-4是在高速公路上用超声波测速仪测量车速的示意图,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,测出被测物体的速度。图中P1、P2分别是测速仪发出的超声波,n1、n2分别是汽车反射回来的信号。设测速仪匀速扫描,P1、P2之间的时间间隔⊿t=0.1s,超声波在空气中传播的速度是v=340m/s,若汽车是匀速行驶的,则根据图可知,汽车在接收到P1、P2、两个信号之间的时间内前进的距离是多少m?汽车的速度是多少m/s?
答案
声现象专题
一、1、C 2、C 3、C 4、D 5、C 6、C 7、B 8、A 9、C 10、D 11、C 12、D 13、B 14、A 15、D 16、C 17、D 18、B 19、D 20、B 21、D 22、C 23、C
24、音调 25、传递信息 响度 26、空气 音色 27、1.05×104 不能 28、响度大,振幅大 d 防止噪声产生、阻断噪声的传播或防止噪声进入耳朵29、固体(墙壁)可传声30、机械闹钟 B 泡沫、衣服、锡箔纸 31、工厂机器的运转声(或通风机吸排气声;材料的锯割、冲压、切削声……) 机动车辆的鸣叫声(或汽车发动机的振动声、排气声;汽车车身的振动声……) 32、固体(骨骼或身体) 传声效果跟传声介质有关 33、音调 音色 音调(或频率)(第一、二空顺序可颠倒)
34、他们是利用骨传导感知声音的 35、(1)关闭门窗 (2)戴上耳塞 (3)房前植树种草 36、乐音的声音过大超过90dB就变成噪声,当人长久地在90dB的环境中时就很容易引起神经失常。 37、能说明声音产生条件的现象是乙和丁。 甲说明真空不能传声,丙说明空气柱的长短会影响空气发声的音调。 38、方案一:人离远点或躲起来,大声叫喊或突然击掌,观察鱼儿是否有反应。 方案二:人站在水边,突然向鱼儿挥手或用鱼杆在水面上晃动,观察鱼儿是否受惊。 39、方法一:实验器材:大广口瓶、橡皮塞、小闹钟 实验步骤:①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,要求能听到明显的铃声。②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。 实验分析与结论:瓶内空气与并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出来的,即固体也能传播声音。 方法二:实验器材:折纸、铅笔、长条桌 实验步骤:①同学甲在长条桌的一端用铅笔在折纸上用力写“一”,同时同学乙在桌子的另一端把耳朵贴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”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,都听不到甲在纸上写“一”的声音。 实验分析与结论:在相同条件下,将耳朵贴在桌面上听得到声音,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。 40、骨骼和肌肉 传声性能跟介质种类有关 41、(1)A、B、C;ADF或HI;80 1.02(2)先用E材料,拨动较松琴弦,观察其频率高低;再拨动较紧的琴弦,观察其频率高低;换H、I材料重复上述实验。 (3)比较运动快慢。 42、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米. 要分辨(相邻的)空气和水传来的声音,应有:S1/340-S1/1700≥0.1 解得:S1≥42.5(m) 要分辨(相邻的)水和铁传来的声音,应有:S2/1700-S2/5100≥0.1解得:S2≥255(m)
结论:C同学与敲击处的距离:S≥255m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:255m>S≥42.5m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. 43、图中每小格对应的时间t=,由于超声波的速度远大于汽车的速度,故超声波传播到汽车所用的时间等于它从汽车反射回来所用的时间,由图知:从发出信号P1到接收信号n1时测速仪离汽车的距离S1==68m,从发出P2到接收n2时测速仪离汽车的距离S2==51m,所以汽车在接收到P1、P2两个信号之间的时间内前进的距离S=S1-S2=68m-51m=17m.所以汽车的速度17m/s
20km
宿 迁
20t
A B C D
图1-3
声音的产生 声源(固体、液体和气体)振动产生声音
声 现 象
声音的传播
1、声音的传播需要介质,固体、液体和气体都能传播声音,真空不能传声
2、声音在介质中是以波的形式传播的
3、声音的传播速度是由介质的种类和温度决定的
人耳听见回声的条件
应用:回声测距、回声定位
声音的接收
1、人耳的听觉频率范围:20Hz~20000Hz
2、人耳感知声音的两种途径
4、噪声
响度 响度由声源的振幅和听者离声
源的距离共同决定
音色
音调 音调的高低由频率的大小决定
来源、等级和危害
两种定义
防止危害的三种途径
5、人类对声音的利用
利用声音传递能量
利用声音传递信息
3、乐音
4、回声
a b c
e f
图1-1
图1-2