(共30张PPT)
第二章《声现象》
一、声音的产生和传播
1.产生:
由物体的振动产生。
2.传播
(1)形式:声音以波的形式传播,我们把它叫作声波。
(2)介质: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。
3.声速
(1)声速的大小等于声音在每秒内传播的距离 。
(2)声速的大小跟介质的种类有关,还跟介质的温度有关 。
(3)15 ℃ 时空气中的声速是340 m/s。?
4.回声:声音在传播过程中,如果遇到障碍物,就会被反射。
二、声音的特性
1.三特性的比较
2.超声波和次声波
(1)人们感受的声音频率有一定的范围。多数人能够听到的频率范围大约从20 Hz到20 000 Hz。?
(2)人们把高于20 000 Hz的声叫作超声波,因为它们超过人类听觉的上限。?
(3)把低于20 Hz的声叫作次声波,因为它们低于人类听觉的下限。
三、声的利用
1.声音可以传递信息,如回声定位、声呐、B超等。
2.声音可以传递能量,如超声波清洗物体、超声波碎石等。
四、噪声的危害和控制
1.概念
从物理学角度看,发声体做无规则振动时会发出噪声。从环境保护角度看,凡是妨碍人们正常休息、工作、学习的声音以及对人们要听到的声音产生干扰的声音都是噪声。
2.噪声的等级和危害
(1)等级:人们用分贝(dB)为单位来划分声音强弱的等级,0分贝是人们刚好能听到的最弱声音。
(2)危害:为了保护听力,应控制噪声不超过90 dB,为了保证工作和学习,应控制噪声不超过70 dB,为了保证休息和睡眠,应控制噪声不超过50 dB。
(3)控制噪声要从三方面入手:防止噪声的产生;阻断噪声的传播;防止噪声进入耳朵。
1.琴弦H比琴弦L每秒内振动次数多,推断此时H比L发出的声音( )
A.音调高 B.音调低
C.响度大 D.响度小
答案:A
解析:频率描述物体振动的快慢,琴弦H比琴弦L每秒内振动次数多,说明其频率高,频率决定声音的音调,则此时H比L发出的声音的音调高。
2.我们通过声音能区分不同的人,主要是依据说话人声音的 ( )
A.音色 B.音调 C.响度 D.速度
答案:A
解析:我们通过听声音就能判断出是谁,主要是依据声音的音色不同,因为不同人发出声音的音色不同,故选项B、C、D错误,A正确。
3.下列事例,属于从噪声的产生环节进行防治的是( )
A.道路两旁植树
B.上课时把手机关机或调成静音状态
C.高架道路两旁建隔音墙
D.在飞机旁工作的人员戴有耳罩的头盔
答案:B
解析:A、C中措施都是从传播过程中阻止噪声的传播;B中措施是在声源处阻止噪声的产生;D中措施是在人耳处阻止噪声进入人耳。
4.把正在发声的音叉插入水中,会看到如图甲所示的现象,说明声音是由物体的 产生的。如图乙所示,把正在发声的闹钟放在玻璃罩内,逐渐抽出其中的空气,听到的铃声越来越小,由此推理可以得出: 不能传声。?
答案:振动 真空
解析:把正在发声的音叉插入水中,会看到水花飞溅的现象,说明发生的音叉在振动,由此说明声音是由物体的振动产生的。把正在发声的闹钟放在玻璃罩内,逐渐抽出其中的空气,听到的铃声越来越小,进一步推理得出空气越稀薄,声音越小,在完全没有空气时,声音也听不到了,可得真空不能传声。
5.某空军基地附近频繁起降的战机对当地居民的生活造成很大干扰,有时还会把附近居民家的玻璃震碎,说明战机起降时产生的声音具有很强的 ,为此,当地居民建议将基地改迁他处,这是在 控制噪声的体现。?
答案:能量 声源处
解析:超低空飞行的战斗机有时会把居民家的玻璃震碎,这是声音将玻璃震碎,说明声音具有能量;当地居民建议将基地改迁他处,这是在声源处减弱噪声。
1.正确区分音调、响度和音色
(1)音调和响度是声音的两个不同的特性,音调高的声音,响度不一定大,响度大的声音,音调也不一定高,当用大小不同的力时,一般改变的是响度。
(2)注意区分日常生活中人们对音调和响度的描述,如“高奏凯歌”“高歌一曲”“低声呢喃”中的高低实际是指响度;而“低音炮”“男低音”“女高音”中的高低是指音调。
(3)根据音色来分辨不同乐器的声音和不同人的声音:音色是由发声体本身决定的,发声体有变化,音色也将变化。例如,辨别西瓜的生熟、瓷器的好坏、机器运转是否良好等。
【例1】 吹奏笛子时,演奏者抬起压在不同出气孔的手指,是为了改变乐器所发的( )
A.音调 B.响度 C.音色 D.振幅
解析:悠扬的笛声是由空气柱振动产生的,抬起不同的手指,就会改变空气柱的长度,长度越短,振动越快(频率越大),从而改变声音的音调,故选A。
答案:A
下列关于声音说法正确的是( )
A.成语“声如洪钟”描述的是声音的音色
B.声音传播的速度一定是340 m/s
C.“闻其声而知其人”的主要根据是响度
D.用大小不同的力先后敲击同一音叉,音叉发声的音调是相同的
答案:D
解析:成语“声如洪钟”是指声音的响度,不是声音的音色,故A错误;声音在不同的介质中的传播速度不同,因此声音传播的速度不一定是340 m/s,故B错误;“闻其声而知其人”主要是根据音色来判断的,故C错误;用大小不同的力先后敲击同一音叉,响度不同,音调相同,故D正确。
2.声现象在生活中的应用问题
结合生活实际问题考查声学知识的应用是声现象的重点问题,声的利用主要体现在三个方面:
(1)利用声音挑选商品,在日常生活中,人们常常根据敲打物体时物体发出的声音来鉴别物体质量的好坏,如轻轻敲打瓷器,根据音色判断瓷器是否有裂纹等。
(2)利用声音诊病,医生用听诊器可以听到心脏跳动的声音从而诊断病情。
(3)利用声音辨熟人,这是利用了声音的音色。
【例2】 声波既能传递“信息”也能传递“能量”,下面事例中,主要利用声波传递“能量”的是( )
A.用超声波碎石 B.用声呐探海深
C.利用B超做体检 D.利用回声定位
解析:利用超声波碎石是利用声波传递能量,故选项A正确;选项B、C、D都是利用声波传递信息。
答案:A
汽车上的电子防盗报警装置,在汽车被撬开时能发出报警声,提醒人们车辆被盗,这是利用了声音可以传递 。?
答案:信息
解析:声音可以传递信息也可以传递能量,汽车报警装置发出声音提醒人们汽车被盗,这是利用了声音可以传递信息。
3.关于声现象的实验探究
探究(1) 利用“转换法”探究发声体在振动
【例3】 如图所示,用悬挂着的乒乓球接触正在发声的音叉,乒乓球会被多次弹开。这个实验是用来探究( )
A.声音能否在真空中传播
B.声音产生的原因
C.音调是否与频率有关
D.声音传播是否需要时间
解析:由题图可知,用悬挂着的乒乓球接触正在发声的音叉,乒乓球会被多次弹开,说明发声的物体在振动,故正确的选项是B。
答案:B
如图所示,敲响右边的音叉,左边完全相同的音叉也会发声,并且把泡沫塑料球弹起,该实验能说明哪些问题?请你写出一个。
答案:空气可以传声、声音是由物体的振动产生的、发声体在振动、声音可以传递能量(任选其一即可)
解析:由题意结合图示可知,敲响右边的音叉,右边音叉由于振动发声,右边音叉振动引起周围空气的振动,空气振动引起左边音叉的振动,左边音叉振动使得泡沫塑料球不断跳动。
探究(2) 利用“控制变量法”探究声音的音调和响度
【例4】 为探究琴弦振动的音调、响度与什么因素有关,物理科技活动小组开展了一次活动,下表是2个小组收集到的一些数据和现象。
(1)分析比较第1组数据和现象可得出的结论是 ? 。?
(2)分析比较第2组数据和现象可得出的结论是 ? 。?
解析:(1)分析比较第1组数据和现象可知,拉力、振幅、长短相同时,声音的响度相同,音调与粗细有关,故可得出的结论为在其他条件相同的情况下,弦越细,振动时发出的声音音调越高。(2)分析比较第2组数据和现象可知,弦的粗细、长短相同时,声音的音调相同,受到的拉力不同,振幅不同,故可得出的结论为在其他条件相同的情况下,弦受到的拉力越大,振动时振幅越大,发出的声音响度越大。
答案:(1)在其他条件相同的情况下,弦越细,振动时发出声音的音调越高 (2)在其他条件相同的情况下,弦受到的拉力越大,振动时振幅越大,发出的声音响度越大
请将下列实验报告中的空缺部分填写完整。
探究影响音调高低的因素:
答案:钢尺伸出桌边的长度 幅度(或振幅) 控制变量
解析:音调的高低决定于物体振动的频率,振动的频率越高,音调越高,所以在探究影响音调高低与振动频率的关系时,要控制振动的振幅等其他因素相同,只是振动的频率不同,这里运用了控制变量法。
第二章 声现象
考点回顾
1.(2018·山东聊城中考)关于声现象,下列说法正确的是 ( )
A.超声波可以在真空中传播
B.吹笛子时,笛管振动发声
C.汽车安装消声器,是在传播过程中减弱噪声
D.用大小不同的力击鼓,鼓发出声音的响度不同
答案D
2.(2018·广东广州中考)吉他上的弦绷得越紧,它发出声音的音调越高,当弦绷得更紧时,下列说法正确的是( )
A.振幅更大
B.振幅更小
C.振动频率更低
D.每秒内振动次数更多
答案D
3.(2018·山东德州中考)右图为木制玩具青蛙刮鼓,用木棒在青蛙背上摩擦,就会发出类似青蛙的叫声,有时还能引起周围青蛙的附和共鸣。下列说法正确的是( )
A.青蛙刮鼓发出的声音是由木棒振动产生的
B.模拟青蛙的叫声是指音色相近
C.青蛙刮鼓发出的声音一定是噪声
D.能引起周围青蛙的附和共鸣说明声音能传递能量
答案B
4.(2018·山东济宁中考)下列属于从传播环节防治噪声的是( )
A.教室内请勿大声喧哗
B.放鞭炮时,用手捂住耳朵
C.城区路口安装分贝仪
D.高架道路两旁建隔音墙
答案D
实战演练
1.(多选)关于声现象,下列说法不正确的是( )
A.声音不一定由物体的振动产生
B.声音不可以在真空中传播
C.声源振动的频率越高,音调越高
D.音调越高,说明声源振动的幅度越大
答案AD
2.拿一张硬纸片,让它在木梳齿上划过,一次快些,一次慢些,是为了研究( )
A.音调 B.响度
C.音色 D.声音的大小
答案A
解析音调是指声音的高低,它是由物体振动快慢即频率决定的。硬纸片在木梳齿上划过,一次快些,一次慢些,振动快慢不同,音调不同,这是为了研究音调。
3.当我们在山谷中大声呼喊时,往往会重复听到自己的呼喊声,这是由于( )
A.山谷中有磁场,能将呼喊声录制再播放
B.有很多人在模仿我们呼喊
C.喊声在山谷中不断反射,经不同时间回到我们耳中
D.山谷中有不同的声音传播介质,使喊声以不同的速度传到我们耳中
答案C
解析当我们在山谷中大声呼喊时,发出的声音在向前传播的过程中遇到障碍物会发生反射,反射回来的声音再次进入人的耳朵,这就是我们听到的回声,故选项C正确。
4.关于声现象,下列说法正确的是( )
A.物体振动得越快,发出的音调越低
B.外科医生利用超声波振动除去人体内的结石是利用了声音能传递能量
C.用真空罩罩住发声体减弱噪声的做法是控制噪声的产生
D.声音在不同介质中的传播速度都相同
答案B
解析音调的高低与频率有关,振动越快,频率越高,音调越高,故A错误;外科医生利用超声波振动除去人体内的结石是利用了声音能传播能量,故B正确;用真空罩罩住发声体减弱噪声的做法是在声音的传播过程中减弱噪声,即阻断噪声的传播,故C错误;声音在不同介质中的传播速度一般不同,故D错误。
5.小红同学喜欢利用复读机进行英语听力训练,在音量不变的情况下,如果让复读机先正常播放一段录音,然后再快速播放同一段录音,则发出的声音( )
A.响度增大,音调不变 B.响度减小,音调不变
C.响度不变,音调升高 D.响度不变,音调降低
答案C
解析声音的三要素包括音调、响度和音色;音调是指声音的高低,是由振动频率决定的;响度是指声音的大小,是由振幅和距发声体的距离决定的;音色可以用来区别不同的发声体。音量不变是指声音的大小即响度不变,快速播放同一段录音,发出声音的振动频率加快,声音的音调变高。所以C选项正确。
6.学生们正在教室内上课,为了减小校园外汽车的噪声干扰,下列措施可行的是( )
A.在校园周围植树
B.将教室的窗户打开
C.在教室内安装噪声监测装置
D.每个学生都戴一个防噪声耳罩
答案A
解析减弱噪声的途径主要有在声源处减弱,在传播过程中减弱,在人耳处减弱。选项A中,通过植树造林可以阻断噪声的传播,所以可以减小校园外汽车的噪声对教学的干扰;选项B中,将窗户打开后,噪声对教学的干扰会更大;选项C中,噪声监测装置只能显示声音响度的大小,不能减弱噪声;选项D中,学生戴上防噪声耳罩将影响听课。所以选项A正确。
7.下列说法正确的是( )
答案D
解析太空中宇航员能对话,是靠电磁波传递信息的,不能说明声音可在真空中传播,选项A错误;手在小提琴上不同位置按弦,主要目的是改变音调,选项B错误;道路两旁的隔音墙是在传播过程中减弱噪声,选项C错误;选项D的说法是正确的。
8.下列有关声现象说法正确的是( )
A.只有房主本人说出暗语时才能打开的“声纹门锁”,是依据声音的音调来识别的
B.声和电磁波都能传递信息且都可以在真空中传播
C.鼓乐声主要是由鼓内空气振动产生的
D.中考期间学校路段禁止鸣喇叭,这是在声源处减弱噪声
答案D
解析“声纹门锁”是依据声音的音色来识别的,选项A错误;真空不能传声,电磁波可以在真空中传播,选项B错误;鼓乐声主要是由鼓面振动产生的,选项C错误;中考期间学校路段禁止鸣喇叭是在声源处减弱噪声,选项D正确。
9.(多选)探究影响音调高低的因素的实验装置如图所示,下列说法正确的是( )
A.通过改变钢尺伸出桌面的长度来改变钢尺振动的频率
B.多次实验中,保持钢尺振动的振幅相同,运用了控制变量法
C.钢尺伸出桌面越长,振动越快
D.物体振动得快,频率高,发出声音的音调高
答案ABD
解析通过改变钢尺伸出桌面的长度来改变钢尺振动的频率,长度越长振动得越慢,A正确,C错误。探究音调跟频率的关系时,需控制振幅不变,B正确。物体振动得快,频率高,发出的声音音调高,D正确。故选ABD。
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 。?
答案变小 介质
解析声音的传播需要介质,用抽气机将瓶内的空气抽出,在抽气机向外抽气的过程中,能传播声音的空气越来越少,所以音乐声会逐渐减弱;如果把瓶中的空气完全抽出来,瓶内就成了真空,没有了将声音传出瓶外的介质,所以我们不能听到音乐声。这说明声音靠介质传播,真空不能传声。
11.日常生活中声音的“高”与“低”,其物理意义是不同的,有时指音调,有时指响度。例如:一名男低音歌手正在放声高歌,这里的“低”指的是 ;“高”指的是 。成语“震耳欲聋”,从声音的特性分析,描述的是 的大小。?
答案音调 响度 响度
解析男低音的“低”指的是音调;放声高歌中的“高”指响度;“震耳欲聋”指声音很大即响度很大。
12.用一个纸盒、两支笔和四根宽窄不同的橡皮筋制作的“橡皮筋吉他”如图所示。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。?
答案a 响度
解析四根橡皮筋的长度相同,a橡皮筋最细,越细的橡皮筋振动频率越高,音调越高,所以a橡皮筋的音调最高;拨动同一根橡皮筋时,用力越大,橡皮筋振动的振幅就会越大,发出的声音响度就越大。
13.接听电话时,很容易分辨出熟人的声音,这主要是根据声音的 来判断的;戴着耳机在嘈杂的公共场所听音乐时,往往需要增大音量,这是增大了声音的 ,若长此以往会导致听力下降。(均选填“音调”“响度”或“音色”)?
答案音色 响度
解析能够分辨出熟人的声音是根据不同人发出声音的音色不同;戴着耳机在嘈杂的公共场所听音乐时,需要增大音量,这是增大了声音的响度。
14.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 处减弱噪声,而用空心砖砌墙则是在 减弱噪声。?
答案声源 传播途中
解析“轻手轻脚过楼道”是在声源处减弱噪声,用空心砖砌墙是在传播过程中减弱噪声的。
15.中国的特种兵被称为“陆地猛虎、海底蛟龙、空中雄鹰”,他们穿着黑色特种作战消音靴“上天”“入地”“下海”。消音靴能够在 处减弱噪声,这样做主要是防止 (选填“音调”或“响度”)过大而暴露目标。?
答案声源 响度
解析特种兵所穿的消音靴能够在声源处减弱噪声;从声音的三个特征来分析,这主要是减小声音的响度,即是防止响度过大而暴露目标。
16.微风吹过,金属管风铃发出悦耳的声音。小明想探究管子发出声音的频率与长度、直径的关系。他选取了材料与管壁厚度都相同、长度和直径都不同的三根直管,将它们用细线悬挂,敲击后,测出各自发出声音的频率,数据如下表:
编号 长度/cm 直径/cm 频率/Hz
1 1.50 2 131
2 31.00 2.00 1 284
3 48.50 2.50 656
(1)用刻度尺测量1号管长度如图所示,读数是 cm。?
(2)三根管中音调最低的是 号。?
(3)根据表中数据,能否得出“管子发出声音的频率随长度、直径的增大都会减小”的结论?请说明你的理由。
答: (选填“能”或“不能”);理由: ?
。?
(4)小明发现悬挂的金属管发出声音时在做有规律的摆动,认为金属管发出的声音是由于摆动所产生的。
请设计一简单的实验来检验小明的想法,简要写出实验方案和判断方法。
实验方案: ;?
判断方法:?
。?
答案(1)20.05 (2)3 (3)不能 没有控制变量 (4)将金属管悬挂,轻推使其摆动 若能听到其发声,则说明发出的声音是由摆动产生的,反之则不是由摆动产生的
解析(1)由题图示刻度尺可知,刻度尺的分度值是1mm,管子的长度是20.05cm。
(2)由表中实验数据可知,3号管发出声音的频率最小,则3号管的音调最低。
(3)探究管子发出的声音的频率与管子长度、直径的关系应采用控制变量法,由表中实验数据可知,实验中没有控制管子的长度相同而直径不同、管子的长度不同而直径相同,即没有采用控制变量法,不能根据表中实验数据得出实验结论。
(4)见答案。
1
