第四章 声现象
一、声音的产生与传播
知能演练提升
ZHINENG YANLIAN TISHENG
/能力提升/
1.下列关于声音的产生和传播的说法正确的是( )
A.声音都是靠空气来传播的
B.只要物体振动,就能听到声音
C.回声是声波被障碍物反射而形成的
D.声音的传播速度不受周围环境温度的影响
2.小纸片会在发声的扬声器的纸盆上跳动;发声的音叉接触水面时会激起水花;风吹树叶哗哗响,树叶在振动。这些现象说明了( )
A.声音是由物体振动产生的
B.声音能在水中传播
C.声音的传播需要介质
D.声音能在空气中传播
3.如图所示的四幅图中,不能产生声音的是( )
/
/
4.在探究人耳怎样听到声音时,可以用肥皂膜模拟人耳的鼓膜。如图所示,当喇叭发声时,肥皂膜将( )
A.振动
B.一直向左运动
C.一直向右运动
D.静止不动
5.人类从呱呱坠地的那时起,就无时无刻不与声打交道。下列关于声的说法错误的是( )
A.我们能听到远处的雷声,说明空气可以传声
B.人在岸上大声说话也能惊动水中的鱼,说明水能传声
C.将耳朵贴在长钢管的一端,让其他人在另一端敲击一下,你会听到两次敲击声,其中最先听到的声音是通过空气传来的
D.宇航员在太空中不能直接对话,说明真空不能传声
6.花样游泳比赛中,即使运动员在水下,仍能听到场馆内的音乐声,这时音乐声是靠什么传播的( )
/
A.水 B.水→空气
C.空气→水 D.空气
7.下图是小明收集的宇航员在飞船舱外工作时的照片,宇航员之间的对话必须借助电子通信设备才能进行,而在飞船舱内却可以直接对话,其原因是( )
/
A.舱外噪声太大
B.舱外是真空,不能传声
C.用通信设备对话更方便
D.声音只能在地面附近传播
8.(2017·河南中考)我们生活在声音的世界里,声音由物体的 产生,以 的形式在介质中传播。?
9.(2017·山东济宁中考)同学们对“声音的产生和传播”有下面两种看法,请根据你的知识,对每种看法作出评论。
(1)“声音是由于物体的运动产生的”,评论:
?
?
。?
(2)“声音的传播速度是340 m/s”,评论:?
?
?
。?
10.
/
如图所示,接通电源,此时能听到电铃发出的声音。现用抽气设备逐渐抽出其中的空气,听到的声音会逐渐 (选填“变大”“变小”或“不变”),甚至最后听不到声音。这个实验说明了声音的传播需要 。?
11.
/
嫦娥一号卫星在北京航天飞行控制中心科技人员的遥控下成功撞月。对于我们来说,这是一次无声的撞击,原因是?
?
。?
/探究创新/
12.观察下表,试写出两个与声音传播速度有关的结论。
在空气中
温度/℃
声速/
(m·s-1)
0
330
15
340
30
349
100
386
在气、固、液体中(0 ℃)
介质
声速/
(m·s-1)
氧气
316
水
1 450
冰
3 160
铁
4 900~
5 000
在15 ℃空气中
频率/Hz
声速/(m·s-1)
2 000
340
1 000
340
500
340
256
340
结论:(例:声音在不同介质中传播速度是不同的)
(1)?
。?
(2)?
。?
参考答案
知能演练·提升
1.C 解析: 不仅空气能够传播声音,其他的固体、液体都能够传播声音,故选项A错误;声音是由物体的振动产生的,但振动发出的声音,若没有介质,人不能听到,故选项B错误;当声波遇到较大的障碍物时会反射回来,使人第二次听到声音,这就是回声,故选项C正确;声音的传播速度除与介质的种类有关外,还与温度等环境因素有关,故选项D错误。
2.A 解析: 本题考查声音产生的原因。由题目给出的现象可以看出发声的物体都在振动,故声音的产生是由于物体的振动。
3.C 解析: 声音是由物体的振动产生的。敲击水瓶琴,水瓶振动发出声音;真空罩中响铃的闹钟振动发声,只是声音没有被传播出来;关闭的立体声收音机,不会产生声音;吹着的哨子,里面的空气柱振动发声。
4.A 解析: 喇叭发声时,引起周围空气的振动,空气的振动引起肥皂膜的振动,故选A。
5.C 解析: 本题考查了声音的传播需要介质,也就是声音可以在固体、液体、气体中传播,不能在真空中传播。具体分析如下:雷声传到我们耳朵,通过的介质是空气,也就是空气可以传声,A项正确;人在岸上大声说话也能惊动水中的鱼,鱼听到人的声音,说明液体也能传声,B项正确;敲钢管听到两次声音,传播的途径有多条,但是最先听到的是通过钢管传来的,C项错误;太空里没有空气,真空不能传声,D项正确。
6.C 解析: 音乐先通过空气,再通过水传入运动员耳中。
7.B 解析: 解决这个题目首先要知道宇航员生活的飞船内有空气,在飞船外是真空,还要知道声音的传播需要介质,不能在真空中传播。
8.解析: 声音是由物体的振动产生的,以声波的形式在介质中传播。
答案: 振动 声波
9.答案: (1)声音是由于物体的振动产生的,一切正在发声的物体都在振动,振动停止,发声也停止,故此种说法错误 (2)声音在15 ℃空气中的传播速度约为340 m/s,声音在不同的介质中的传播速度是不相同的,故此种说法错误
10.解析: 声音的传播需要介质,用抽气机将玻璃罩内的空气抽出,在抽气机向外抽气的过程中,能传播声音的空气越来越少,所以铃声会逐渐减弱。如果把瓶中的空气完全抽出来,瓶内就成了真空,没有了将声音传出玻璃罩外的介质,所以我们就不能听到铃声。这说明声音靠介质传播,真空不能传声。
答案: 变小 介质
11.解析: 解决这个题目首先要知道月球上是真空,还要知道声音的传播需要介质,不能在真空中传播。
答案: 真空不能传声
12.解析: 本题是一道开放题,解题的关键是根据表中提供的信息,结合所学过的知识来进行分析并得出答案。
答案: (1)声音在空气中的传播速度与温度有关,温度越高,声速越大 (2)温度一定时,(在同一介质中)声速与频率无关
二、乐音
三、噪声与环保
知能演练提升
ZHINENG YANLIAN TISHENG
/能力提升/
1.如图所示,在四个完全相同的玻璃杯内装有质量不等的同种葡萄酒,用大小相同的力敲击四个玻璃杯,会发出不同的声音。这“不同的声音”主要是指声音的( )
/
A.音调 B.振幅
C.音色 D.响度
2.一场大雪过后,人们会感到外面万籁俱寂,究其原因,你认为正确的是( )
/
A.可能是大雪后,行驶的车辆减少,噪声减少
B.可能是大雪蓬松且多孔,对噪声有吸收作用
C.可能是大雪后,大地银装素裹,噪声被反射
D.可能是大雪后气温较低,噪声传播速度变慢
3.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( )
/
/
4.吼猴是世界上叫声最响的动物之一,它以雷鸣般吼声警告其他动物不要侵犯它的领地。这里的“雷鸣般”描述的是声音的( )
A.音调 B.响度
C.音色 D.声速
5.有一种专门存放贵重物品的“银行”,当人们存放了自己的贵重物品后,要用仪器记录下自己的“手纹”“眼纹”“声纹”等。以便今后用这些细节独有的特征才能亲自取走物品,防止被别人领走,这里的“声纹”记录的是人说话的( )
A.音调 B.响度
C.音色 D.三者都有
6.根据如图所给信息,判断下列说法正确的是( )
/
A.蝙蝠可以发出频率为400 Hz的声音
B.人能听到蝙蝠发出的所有频率的声音
C.人的听觉频率范围比人发声频率范围要大
D.15 Hz的声音只要振幅足够大,人耳是能听到的
7.在使用小提琴前,乐师常旋动琴弦轴以调节琴弦的松紧,俗称“定弦”。这主要是为了改变声音的( )
A.响度 B.音调
C.音色 D.振幅
8.音乐会上不同的乐器演奏同一首乐曲,我们也能够分辨出不同乐器发出的声音。这主要是依据( )
A.音调 B.响度
C.音色 D.频率
/
9.(2017·湖北鄂州中考)在医院、学校和科学研究部门附近,有如图所示的禁鸣笛标志,在下列方法中,与这种控制噪声的方法相同的是( )
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
10.关于乐音和噪声的叙述不正确的是( )
A.乐音是乐器发出的声音,噪声是机器发出的声音
B.乐音悦耳动听,使人心情舒畅,噪声使人烦躁不安,有害人体健康
C.从环保角度看,一切干扰人们学习、休息和工作的声音都叫噪音
D.乐音的振动遵循一定规律,噪声的振动杂乱无章,无规律可循
11.下图是用一个纸盒、两根铅笔和四根宽窄不同的橡皮筋制作的“橡皮筋吉他”,拨动a、b、c、d四根橡皮筋, 的音调最高。用大小不同的力拨动同一根橡皮筋,橡皮筋发声的 不同。?
/
12.成语“声如洪钟”形容说话或歌唱时声音洪亮,它描述的是声音的 (选填“音调”“响度”或“音色”),洪亮的声音是通过 传到人耳的。?
13.在中考考场里,开考前监考老师正在强调考试要求。
(1)监考老师的声音是由声带的 产生的,是通过 传播传入考生耳中的,考生能分辨出两位老师的声音是因为他们各自的 不同。?
(2)考试期间,考点周边禁止鸣笛、禁止附近工地开工,这种措施属于在 处减弱噪声。?
14.减少噪声主要在消音、吸音和隔音三个方面采取措施。生活中常见:①在录音室的墙面上贴泡沫材料;②给汽车的排气管加装消音管;③在道路两旁加装玻璃墙。
上述例子对应减少噪声的措施分别是
① 。?
② 。?
③ 。?
15.一天,王皓放学回家,刚进家门时听到电视里传来:“夜半三更哟,盼天明……岭上开遍哟,映山红……”。他一听便知是达州青年歌手黄英在唱。这是根据声音的 来判断的。他奶奶称赞黄英的声音很尖,这是指她唱歌时发声的 高。?
/
16.如图所示,将一根长约30 cm的钢锯条紧压在桌面的边沿,使它长度的
3
4
伸出桌外。拨动它的一端,可以观察到锯条在振动的同时发出
声音。然后回缩一些,使它的
1
2
伸出桌外,再次拨动它,可以观察到锯条振动变快,并能感受到声音随之发生变化。类似实验再做几次,可以得出的与声音有关的结论是
?
。?
17.为了减少噪声污染,很多市区禁止机动车鸣喇叭。从声学上讲,这是从 处减弱噪声。人们以 为单位表示噪声强弱的等级。?
/探究创新/
18.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中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,从图形可知:图 是乐音的波形。请提出一种控制噪声的方法 ?
。?
/
参考答案
知能演练·提升
1.A 解析: 本题考查乐音的三个特征。杯子内装的葡萄酒的多少不同,则杯子振动发声时,振动的频率也不会相同,所以本题不同的声音是指音调。
2.B 解析: 大雪蓬松且多孔,对噪声有吸收作用,B对。
3.D 解析: 音调是由发声体振动的频率决定的,选项A、B、C中的做法都可以改变其振动频率,所以能完成探究目的;选项D中改变吹笔帽的力度,只能改变发声体振动的幅度,从而改变响度的大小,所以选项D不能达到探究的目的。
4.B 解析: “雷鸣般”的声音是指声音的响度大,是描述声音响度的,故选B。
5.C 解析: 一个人说话的声音音调、响度都可以发生变化,但是人说话的音色一般不会发生变化,而且,不同的人说话的音色是不同的,故“声纹”主要是记录了人说话的音色。
6.C 解析: 从题中所提供的信息看,蝙蝠的发声频率是10 000 Hz至120 000 Hz,故A错;人的听觉频率范围是20 Hz到20 000 Hz,而蝙蝠发声频率中有高于20 000 Hz的,则人不能听到蝙蝠发出的所有频率的声音,B错;15 Hz的声音低于人的听觉下限,振幅再大,人耳也不能听到,故D错;人的听觉频率范围大于人发声频率范围,故C对。
7.B 解析: 发声体发出的频率是由发声体的长短、粗细、松紧程度来决定的,发声体越短、越细,张得越紧,发出声音的频率就越高。“定弦”就是调节琴弦的松紧程度,由于音调与发声体的频率有关,频率越大,音调越高,所以“定弦”实质上是在改变音调。
8.C 解析: 由于不同乐器的材料、结构、发声原理等不同,其发出声音的音色不同,故可以根据音色来辨别不同的发声体。
9.D 解析: 题图含义为禁止鸣笛,禁止鸣笛是在声源处防止噪声产生。工人戴上防噪声耳罩,是防止噪声进入人耳,不合题意;在道路旁设置隔声板,是在传播过程中阻断噪声的传播,不合题意;上课时关闭教室的门窗,是在传播过程中阻断噪声传播,不合题意;在摩托车上安装消声器,是在声源处防止噪声产生,符合题意。
10.A 解析: 从物理角度讲,乐音指发声体做有规律的振动而发出的声音,噪声是发声体做无规则杂乱无章的振动而发出的声音。乐器发出的声音一般为乐音,但有时也是噪声,但不单单只有机器发出的声音才是噪声,如吵闹声。从环保角度上讲,一切干扰、妨碍人们正常工作、学习和休息的声音都是噪声,它有害人体健康;反之悦耳动听、使人心情舒畅的声音就是乐音。
11.解析: 音调是指声音的高低,是由发声体振动的频率决定的;响度是指声音的大小,是由发声体振动的幅度决定的。由题图可知,四根橡皮筋长度相同,a橡皮筋最细,d橡皮筋最粗,a橡皮筋振动得最快,音调最高。用大小不同的力拨动同一根橡皮筋,橡皮筋发声的振动幅度不同,响度不同。
答案: a 响度
12.解析: 成语“声如洪钟”形容说话或歌唱时声音洪亮,它描述的是声音的响度。声音的传播需要介质,说话或歌唱时洪亮的声音是通过空气传递到人耳中。
答案: 响度 空气
13.解析: (1)声音是由物体振动产生的,通常情况下,声音是通过空气传入人们的耳中的,在区分不同人发出的声音时,主要是依靠音色的不同来区分的。(2)在各地考试期间,考务人员都会通过各种方法来减弱考场周围的噪音,其中禁止鸣笛、禁止附近工地开工等,都是在声源处减弱噪声的。
答案: (1)振动 空气 音色 (2)声源
14.解析: 在录音室的墙面上贴泡沫材料,泡沫材料可以吸收一部分噪音;给汽车的排气管加装消音管,消音管可以减小声音,是在声源处进行消音;玻璃墙可以阻挡一部分噪音,将噪音与接收者隔开,是隔音。
答案: 吸音 消音 隔音
15.解析: 音色是由发声体本身决定的,不同发声体发出声音的音色不同。不同的人发出的声音,即使音调、响度都相同,由于他与别人的音色不同,仍然能够将他们区别开来;声音很尖,也就是声音的频率大,即发声的音调高。
答案: 音色 音调
16.解析: 根据实验观察现象,锯条越短,拨动时振动得越快,频率越大,音调越高,所以得出此结论。
答案: 频率越大,音调越高(或振动越快,音调越高,或音调的高低与振动快慢有关,或音调的高低与振动频率有关)
17.解析: 噪声强弱的等级以分贝(dB)为单位进行衡量。减弱噪声的途径有三条:(1)在声源处减弱;(2)在传播过程中减弱;(3)在人耳处减弱。其中禁止机动车鸣喇叭是从声源处减弱噪声的。
答案: 声源 分贝(dB)
18.解析: 第一次锯条发出的声音响,第二次锯条发出的声音轻,同时观察到示波器上显示的波形幅度b图的比c图的大,所以他得出的实验结论是响度大,振幅大;d图中的波形振动规则,是乐音的波形;控制噪声的方法有三种:防止噪声产生、阻断噪声的传播或防止噪声进入耳朵。答出其中之一即可。
答案: 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(答出其中之一即可)
四、声现象在科技中的应用
知能演练提升
ZHINENG YANLIAN TISHENG
/能力提升/
1.下列不属于回声定位的实例是( )
/
2.人们用声呐来探测潜艇、鱼群的位置,主要是利用声呐发出的( )
A.电磁波 B.微波
C.超声波 D.次声波
3.
/
右图为一种我国自主研发的超声导盲手杖。它可以发射超声波探测周围5米内障碍物的情况,并处理成语音信号及时播放出来,达到“以听代视”的效果。该手杖可帮助盲人辨别障碍物的方位、距离、大小甚至形状等信息。下列说法正确的是( )
A.超声波的频率低于20 Hz
B.超声波信号会对使用者造成电磁波辐射危害
C.超声波信号遇到障碍物后不会发生反射现象
D.该导盲杖对障碍物的定位原理与蝙蝠的定位原理相同
4.(2017·湖北武汉中考)下列事例中利用声传递能量的是( )
A.通过声学仪器接收到的次声波判断地震的方位
B.利用超声导盲仪探测前进道路上的障碍物
C.利用超声波粉碎人体内的结石
D.利用超声波给金属工件探伤
5.下列关于超声波的说法正确的是( )
A.超声波缺乏方向性,且不稳定
B.超声波的穿透能力比较差,没有什么用处
C.超声波能获得较集中的能量,可以进行焊接
D.人耳能直接听到超声波
6.关于超声波或超声波的应用,下面说法不正确的是( )
A.蝙蝠能发出超声波
B.超声波的传播不需要介质
C.可以利用超声波的反射探测海洋深度
D.可以利用B超检查身体
7.
/
巴西设计师将3D打印技术与医用B超相结合,给准妈妈腹中胎儿打印了1∶1的3D模型(如图所示),作为孩子成长的记录,请问B超利用的是 (选填“声波”或“电磁波”),这种波 在真空中传播。?
8.声波生命探测仪是利用声波传递 的一种救援装备。它可以灵敏地接收到物体 时产生的微弱的声音,以尽早营救。?
9.根据下面的三幅图,说明超声波在生产和生活方面有什么应用。
/
a.用超声波检查金属内部是否有气泡、裂痕
/
b.用超声波清洗仪器、碗、碟
/
c.用B超给病人做常规检查
/探究创新/
10.阅读下面的短文。
潜艇的“耳目”——声呐
/
潜艇最大的特点是它的隐蔽性,作战时需要长时间在水下潜航,这就决定它不能浮出水面使用雷达观察,而只能依靠声呐进行探测,所以声呐在潜艇上的重要性更为突出,被称为潜艇的“耳目”。
声呐是利用水中声波对水下目标进行探测、定位和通信的电子设备,是水声学中应用广泛的一种重要装置。
声呐能够向水中发射声波,声波的频率大多在10~30 kHz之间,由于这种声波的频率较高,可以形成较强的指向性。声波在水中传播时,如果遇到潜艇、水雷、鱼群等目标,就会被反射回来,反射回来的声波被声呐接收,根据声信号往返时间可以确定目标的距离。
声呐发出声波碰到的目标如果是运动的,反射回来的声波(下称“回声”)的音调就会有所变化,它的变化规律是如果回声的音调变高,说明目标正向声呐靠拢;如果回声的音调变低,说明目标远离声呐。
请回答以下问题:
(1)人耳能够听到声呐发出的声波的频率范围是 kHz到 kHz。?
(2)在月球上能否用声呐技术来测量物体间的距离?为什么?
11.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,探测船发出的声音信号经0.6 s被探测仪器接收到。
(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)估算出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凑近耳朵听了听,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。
参考答案
知能演练·提升
1.C 解析: 回声定位是声波传递信息的一个应用,是人们模仿蝙蝠捕食方法而采用的一种利用超声波的反射波来确定目标位置、距离和大小的方法。而医学上的超声波洗牙,尽管也利用了超声波,但超声波洗牙是利用超声波的能量,而不是利用回声定位确定位置等。
2.C 解析: 声呐发出的是超声波,利用回声定位的原理,而不是电磁波、微波或次声波,故正确选项为C。
3.D 解析: 超声波振动频率高于20 000 Hz,故A错误;超声波不会造成电磁波辐射危害,故B错误;所有声波在传播的过程中遇到障碍物会反射回来,通常称为回声,故C错误;超声导盲手杖是利用回声定位探测道路上的障碍物,与蝙蝠的定位原理相同,故D正确。
4.C 解析: 选项A,根据“判断”“方位”可知利用的是声传递信息;选项B,根据“探测”“障碍物”可知利用的是声传递信息;选项C,根据“粉碎”“结石”可知利用的是声传递能量;选项D,根据“探伤”可知利用的是声传递信息。
5.C 解析: 与可闻声相比,超声具有方向性好、穿透能力强、易于获得较集中的声能等特点,可以用于塑料焊接,因而有广泛的应用。如:人们利用超声穿透能力强的特点,用来观察人体的内部以诊断病情,也可用来检测样品内部是否有缺陷,还可利用超声波的振荡去除人体内的结石,或清除精密机械上的污垢。
6.B
7.解析: B超利用超声波来传递信息,超声波不能在真空中传播,电磁波可以在真空中传播。
答案: 声波 不能
8.解析: 声波生命探测仪是通过识别被困者发出的声音来判断被困者的具体位置的。
答案: 信息 振动
9.答案: 超声波的应用主要表现在:①超声波的穿透本领大,在工业上用来检验金属内部是否有裂痕、气泡等;②超声波频率高,振动迅速,可利用它来清洗、加工和消毒;③超声波在医学上应用很广,医院里的B超应用的就是超声波。
10.解析: (1)人耳的听觉频率为20~20 000 Hz。(2)月球上是真空,声音不能在真空中传播。
答案: (1)10 20 (2)不能。因为月球是真空,而真空不能传播声音。
11.解析: 本题是一道综合性较强的题目,解答本题的关键是搞清超声波、次声波的特点以及应用速度和路程的关系。h=
1
2
vt=
1
2
×1 530 m/s×0.6 s=459 m。
答案: (1)超声波 方向性好
(2)459 m
(3)风暴来临前一般会产生次声波,次声波引起气球内空气振动,人耳能听到球内气体振动发出的声音,从而推测出风暴是否来临。
