2.4 让声音为人类服务
一、声的利用
图2-4-1
二、噪声及其控制
图2-4-2
一 声音在音乐、建筑方面的应用
1.对声音的研究推动着音乐的发展,现在利用__________技术进行音乐的数字合成,已经能够逼真地模仿出各种声音。
2.“回音壁”与“三音石”的声现象,表明声音能够被________;现代建筑中采用不同的________材料,设置不同方向的________板等,使人们听到的声音更为清晰、丰满。
3.双耳效应
由于同一个声音传到人双耳的时间、强弱和其他特征会有微小的差别,因此人们就可以判断______________,这就是“双耳效应”。
二 超声、次声的特点及其应用
1.超声是指振动频率高于____________Hz的声音,次声是指振动频率低于________Hz的声音。
2.超声的应用
(1)超声波作为________载体,已应用于声呐、B型超声诊断仪等。
(2)利用超声波的________形式,可进行工业超声处理加工、超声医疗、超声处理种子等。
3.次声的应用
监测和监控________可预报地震、台风等自然灾害性事件,还可确定火箭发射、落地的位置以及核爆炸的时间、地点、强度乃至爆炸的方式等。
三 控制、减少噪声的方法和途径
1.从环境保护角度看,一切干扰人们休息、学习和工作的声音,即对身心健康,特别是对听觉有损害的声音都是噪声。
2.噪声和乐音的区别:从物理学角度看,噪声是指物体做________振动时发出的声音,乐音是指物体做__________振动时发出的声音。
3.目前,主要在________、________和________三个方面控制和减弱噪声。
类型一 超声、次声的特点及其应用
例1 声音能够传递“信息”和“能量”。下列事例中,主要利用声音传递“能量”的是( )
A.利用超声波给金属工件探伤
B.医生通过听诊器给病人诊病
C.通过声学仪器接收到的次声波等信息判断地震的方位和强度
D.利用超声波排除人体内的结石
[方法指导]超声、次声的特点及其应用
超声和次声都是一种声波,在同种介质中,它们与一般声波的速度相等;超声波的频率大于20000 Hz,具有方向性好、穿透能力强、易于获得集中的声能等特点,可应用于声呐、B超等。而次声波的频率小于20 Hz,一般来源于自然界,如台风、地震、火山爆发、核爆炸等,可用来监测一些地质灾害。
类型二 噪声和乐音
例2 请你细心体会,在下列场景内属于噪音的是 ( )
A.足球场上,球迷们兴奋狂热的吼叫声
B.居民小区内,夜晚震耳欲聋的“坝坝舞”音乐声
C.歌舞厅里,铿锵有力的打击乐声
D.车站里,提醒旅客检票上车的广播声
[方法指导]噪声的判断
从物理学角度分析,噪声是由物体做无规则振动产生的;从环境保护角度考虑,不管声音是优美动听,还是杂乱刺耳,只要对人们的生活和工作造成影响,都可以称为噪声。
类型三 噪声的控制
例3 广场舞是中国大妈非常喜欢的一种健身活动,但同时广场舞的音乐却给周边住宅楼休息的居民造成了一定影响。为了使双方的利益都得到尊重,和谐相处,你认为采取下面哪种方法是有效、合理的 ( )
图2-4-3
A.住宅楼的居民都戴一个防噪声的耳罩
B.禁止广场舞活动
C.跳舞的大妈都戴一个播放音乐的耳机
D.住宅楼内安装噪声监测装置
[方法指导]减弱噪声的途径
(1)在声源处减弱——消声;(2)在传播过程中减弱——吸声;(3)在人耳处减弱——隔声。
课堂反馈(八)
[让声音为人类服务]
1.驰名中外的北京天坛的回音壁、三音石、圜丘三处建筑有非常美妙的声音现象,它是我国古代建筑师利用声音的________造成的音响效果。
2.人耳能够听到的声波的频率范围是20 Hz到________Hz,振动频率低于20 Hz的声音叫做________,振动频率高于________Hz的叫做超声;如果某种苍蝇飞行4 s内翅膀振动1200次,则频率是________Hz,属于________(选填“可听声”“超声波”或“次声波”)。
3.外科医生可以利用超声除去人体内的结石,是利用了声波能传递________。中国传统中医用“望、闻、问、切”来检查病人的病情,其中“闻”就是听的意思,这是利用声波能传递________。
4.声呐在海洋勘察和军事方面都是一种重要的仪器。从知识上看,它是一种能定向发射和接收________(选填“超声波”或“次声波”)的设备。
5.发生地震时,有些动物比人提前感觉到,是因为地震时伴有________声波产生;医生用的“B超”是利用________声波获得信息。
6.我们生活在声音的世界里,声音无处不在,下列声音:①工厂车间里机器的轰鸣声;②剧场里京戏表演的演奏声;③清晨公园里的小鸟鸣叫声;④装修房子的电钻声;⑤上课时,教室外汽车的汽笛声;⑥山间小溪潺潺的流水声。其中属于噪声的是( )
A.①③④ B.①②⑤ C.①④⑤ D.①④⑤⑥
7.如图8-1甲、乙所示是两种声音的波形图,从图形可知图________是噪声的波形。
图8-1
8.噪声严重影响人们的工作和生活,因此噪声又叫做“隐形杀手”,现代城市把控制噪声列为保护环境的重要项目之一。如图8-2所示,甲、乙分别是从____________和____________控制噪声。
图8-2
9.假如跟你一墙之隔的邻居经常吵架,干扰你学习和休息,下列措施无效的是( )
A.赶快关紧门窗
B.用棉花塞住耳朵
C.将窗打开,让空气加快流通
D.将棉毯挂在窗上
10.一场大雪过后,人们会感到外面万籁俱静,分析其原因,你认为正确的是( )
A.可能是大雪后,行驶的车辆减少,声音减小
B.可能是大雪蓬松且多孔,对声音有吸收作用
C.可能是大雪后,大地银装素裹,声音被反射
D.可能是大雪后气温较低,声音传播速度变慢
11.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超声波,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1530 m/s,请回答下列问题:
(1)被测量处海洋的深度为多少?
(2)利用超声波的反射能否进行太空测距?为什么?
课时作业(八)
[第二章 2.4 让声音为人类服务]
一、选择题
1.下列关于乐音、噪声的说法中,错误的是( )
A.乐音是乐器发出的声音;噪声是机器发出的声音
B.乐音的振动遵循一定的规律;噪声的振动杂乱无章、无规律可循
C.乐音悦耳动听,给人以享受;噪声使人烦躁不安,影响人的健康
D.从环境保护角度来说,一切干扰人们休息、学习和工作的声音都叫噪声
2.如图8-K-1所示是四种声音的波形图,其中属于噪声的波形图是( )
图8-K-1
3.天坛公园的回音壁是我国建筑史上的一大奇迹。回音壁应用的声学原理是下列说法中的( )
A.声音在空气中的传播
B.声音在墙壁中的传播
C.声音遇到墙壁后的反射现象
D.声音遇到墙壁后被吸收
4.“B超”是利用超声波来诊断病情的,但是人们却听不到它发出的声音,这是因为( )
A.响度太小
B.超声波不能在空气中传播
C.超声波的频率低于人耳能听到的声音的频率
D.超声波的频率高于人耳能听到的声音的频率
5.2016·荆门海上发生风暴时会产生次声波,次声波在空气和海水中传播的速度比风暴移动的速度大。次声波接收处理设备就是利用这一特点提前感知,预报海上风暴,从而为渔业、航海等服务。下列说法正确的是( )
A.次声波不能传递信息
B.次声波是由物体振动产生的
C.次声波在海水中比空气中传播慢
D.次声波的频率太高,人耳听不见
6.关于声的利用,下列事例中与其他选项利用不同的是( )
图8-K-2
7.2017·鄂州在医院、学校和科学研究部门附近,有如图8-K-3所示的禁鸣喇叭标志,在下列方法中,与这种控制噪声的方法相同的是( )
图8-K-3
A.工人戴上防噪声耳罩
B.在道路旁设置隔声板
C.上课时关闭教室的门窗
D.在摩托车上安装消声器
8.2016·凉山州白天你的邻居装修房子十分吵闹,干扰你的学习和生活,下列措施中哪一个是合理可行的( )
A.叫邻居不装修房子
B.将家中音响声音开到最大
C.赶快将家中的门窗关闭
D.安装噪声监测装置
9.2017·天津如图8-K-4所示,纺纱工人工作时戴着防噪声的耳罩,这是为了( )
图8-K-4
A.防止噪声产生
B.监测噪声强弱
C.防止噪声进入耳朵
D.减小噪声传播速度
二、填空题
10.同学们正在聚精会神地听老师讲课,这时从教室外传来了周杰伦的优美歌声,此时的歌声对同学们来说属于________(选填“乐音”或“噪声”),此歌声的振动是________(选填“有规律的”或“没有规律的”)。
11.大象进行交流的“声音”是次声波,人类听不到大象的“声音”,这是因为人耳听不到频率________(选填“高于”或“低于”)20 Hz的声音,人耳也不能听到频率________(选填“高于”或“低于”)20000 Hz的声音。
12.蝙蝠通常只在夜间出来活动、觅食,但它们从来不会撞到墙壁、树枝上,并且能以很高的精度确认目标。实际蝙蝠在夜间飞行时会发出____________来辨别是不是食物,蝙蝠采用的方法叫________,后来科学家根据这一原理发明了________,请你再举一例利用此原理的实例________。
13.医生利用超声波除去人体内的结石,属于应用声波传递________(选填“信息”或“能量”);渔民利用声呐探测大海鱼群,属于应用声波传递________;技工利用超声波给金属工件探伤,属于应用声波传递________。
14.2017·长春2017年5月31日,位于长春市伊通河上的自由大桥在2 s内成功爆破。由于采用“微爆破”技术,爆破中产生的声音很小,这是在________处减弱噪声,最大限度地控制了声音的________(选填“音调”“响度”或“音色”)。
15.现代城市的主要街道上都会设置噪声监测设备,如图8-K-5所示是一款电子噪声监测器,某一时刻该装置的显示屏显示的示数为59________(填单位),这个数字表示当时环境声音的________(选填“音调”“响度”或“音色”),此装置________(选填“能”或者“不能”)减弱噪声。
图8-K-5
16.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14 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1500 m/s)。这种方法________(选填“能”或“不能”)用来测量地球和月球之间的距离。
三、实验探究题
17.声音看不见,摸不着,有的声音(如超声波和次声波)人们甚至无法听到。那么声音真的能传递能量吗?为了弄清这个问题,小宇自己动手设计了一个简单的实验,但在实验设计时,小宇遇到两个问题,请你帮他解决:
图8-K-6
(1)小宇有一个袖珍收音机、一支音叉、一套组合音响,你认为小宇应选用________作为声源,理由是______________________。
(2)小宇想到了两种直观表现声能的方案:第一种,如图8-K-6甲所示,在声源前放一个轻小的纸条,通过观察纸条是否运动分析与判断;第二种,如图乙所示,在声源前放一支点燃的蜡烛,通过观察烛焰是否运动分析与判断。你认为第________种方案较好,理由是________________________________。
18.阅读下面的材料,并回答问题。
材料一: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,频率较低,而人体内脏的固有频率和亚声极为相似,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。
材料二:气温影响着地面附近的空气状况,也影响着声音的传播路径,研究表明声音喜欢走温度低的地方。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,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。而晚上地表的气温迅速下降,低于上方的温度。
(1)亚声是指我们学过的________(选填“超声”或“次声”),人体内脏的固有频率大致低于________Hz,超声波的频率范围是____________。
(2)烈日炎炎,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音传播时向________(选填“上”或“下”)拐弯。
(3)诗句“姑苏城外寒山寺,夜半钟声到客船”中,在清冷的深夜,姑苏城外寒山寺的钟声的传播路径向________(选填“上”或“下”)拐弯。
详解详析
【新知梳理】
一、1.计算机 2.反射 吸声 反射
3.声源的方位
二、1.20000 20
2.(1)信息 (2)能量
3.次声
三、2.无规则 有规则
3.消声 吸声 隔声
【应用示例】
例1 D [解析] 利用超声波给金属工件探伤,属于利用声音传递信息,故A选项不符合题意;医生通过听诊器给病人诊病,属于利用声音传递信息,故B选项不符合题意;通过声学仪器接收到的次声波等信息判断地震的方位和强度,属于利用声音传递信息,故C选项不符合题意;利用超声波排除人体内的结石,属于利用声音传递能量,故D选项符合题意。
例2 B [解析] 足球场上,球迷们兴奋狂热的吼叫声,是球迷们激动之举,不是噪声,故A不符合题意;居民小区内,夜晚震耳欲聋的“坝坝舞”音乐声,由于是震耳欲聋的,这种声音对人们的休息造成影响,所以是噪声,故B符合题意;歌舞厅里,铿锵有力的打击乐声,在歌舞厅里人们愿意去欣赏,不是噪声,故C不符合题意;车站里,提醒旅客检票上车的广播声是为了方便人们,不是噪声,故D不符合题意。
例3 C [解析] 让住宅楼的居民都戴一个防噪声的耳罩可以减弱噪声,但从实际角度考虑并不适用,故A错误;广场舞是一种健身活动,禁止跳广场舞是不符合实际的,故B错误;跳舞的大妈都戴一个播放音乐的耳机,即在声源处减弱噪声,既能锻炼身体,又不影响别人,故C正确;安装噪声监测装置,只能监测噪声,不能减弱噪声,故D错误。
【课堂反馈】
1.反射
2.20000 次声 20000 300 可听声
3.能量 信息
4.超声波 5.次 超
6.C
7.乙 8.声源处 传播过程中
9.C 10.B
11.(1)3060 m (2)不能,因为声音的传播需要介质,真空不能传声。
【课时作业】
1.A 2.C 3.C 4.D
5.B [解析] 次声波也是由物体振动产生的,次声波在海水中比空气中传播得快;人耳能听到的声音的频率范围是20~20000 Hz,低于20 Hz的叫次声波,由于次声波的频率不在人的听觉频率范围,所以人听不到;次声波既能传递能量,也能传递信息。故选B。
6.D
7.D [解析] 图示含义为禁止鸣笛,禁止鸣笛是在声源处减弱噪声。工人戴上防噪声耳罩是在人耳处减弱噪声;在道路旁设置隔声板,是在传播过程中减弱噪声;上课时关闭教室的门窗,是在传播过程中减弱噪声;在摩托车上安装消声器,是在声源处减弱噪声。
8.C [解析] 叫邻居不装修房子可以在声源处减弱噪声,但不合理;将家中音响声音开到最大,更加干扰你的学习和生活,不可行;关紧门窗可以在噪声的传播过程中减弱噪声,合理可行;安装噪声监测装置只能监测出声音的大小,不能减弱噪声,故不可行。
9.C [解析] 工人戴着防噪声耳罩,减弱传入入耳的噪声,这是为了防止噪声进入耳朵。
10.噪声 有规律的
11.低于 高于
12.超声波 回声定位 声呐 B超
13.能量 信息 信息
14.声源 响度 [解析] 采用“微爆破”技术,爆破中产生的声音很小可以在声源处减弱噪声,防止影响人们的正常生活。爆破中产生的声音很小是发声体的振幅发生改变,所以发出声音的响度发生改变,最大限度地控制了声音的响度。
15.dB(分贝) 响度 不能
16. 10500 不能
17.(1)组合音响 组合音响发出的声音响度大,现象明显
(2)二 火焰跳动的效果比较明显
18.(1)次声 20 高于20000 Hz (2)上 (3)下