《声》全章复习与巩固(基础)
【学习目标】
1.理解声音是由物体的振动产生的;
2.知道声音的传播需要介质,声音在不同的介质中传播速度不同;
3.会利用声速、回音进行简单的计算;
4.了解人耳的结构,知道人类听到声音的过程;
5.知道乐音的三个特征,及其影响因素,并会用物理知识解释生活中与乐音特性有关的现象;
6.从物理学的角度和环保的角度理解噪声的定义;
7.知道噪声的来源,防治噪声的途径及方法;
8.了解超声和次声,及其在生活和现代科技中的应用。
【知识网络】
【要点梳理】
要点一、声音的产生和传播1.声音的产生:声音是由物体振动产生的。固体、液体、气体振动都可以发声。自然界中凡是发声的物体都在振动,振动停止,发声也停止。
2.声音的传播:声音可以在空气中传播,但不能在真空中传播。
3.声音的传播速度:声音在不同介质中的传播速度是不同的。15℃时空气中的声速是340m/s,平常我们讲的声速,指的就是此值。
要点诠释:
(1)声音的传播是需要介质的,它既可以在气体中传播,也可以在固体和液体中传播。
(2)影响声速的因素:①介质的种类,一般情况下v固>v液>v气;
②温度,同种介质,温度越高,声速越大。
(3)物体振动产生的声音在气体、液体、固体中以波的形式传播。
要点二、人的发声和听声能力
人的声带振动,可以发出声音;声波传入人耳中,触动鼓膜,则会产生听觉,使我们听到声音。
要点诠释:
外界传来的声音引起鼓膜的振动,这种振动经听小骨及其他组织传给听觉神经,听觉神经把信号传给大脑,我们就听到了声音。要点三、乐音的特征1. 音调:声音的高低叫音调。频率越高,音调越高;频率越低,音调越低。
2.响度:物理学中,声音的大小叫做响度。
影响响度的因素:(1)声源的振幅;(2)人耳离发声体的距离。
3.音色:音色是声音的一个特色,不同的乐器,即使它们发出声音的音调和响度相同,我们也能分辨它们。主要音色不同。音色与声源的材料、结构有关。
要点诠释:
关于乐音的三个特征,音调由频率决定,同种材料的物体的音调与材料的长短、 粗细、松紧有关;而响度由振幅决定,还与人耳到声源的距离有关;音色与发声体的材料、结构有关,因此不同乐器的音色不同;注意联系实际生活从定义区分音调、响度和音色。
要点四、噪声
1.噪声
(1)从物理学角度看,物体杂乱无章的不规则振动产生的声音,称为噪声。如:家庭装修时电钻发出的声音。
(2)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,都称为噪声。
2.噪声的危害(1)>150 dB,鼓膜会破裂出血,双耳完全丧失听力;
(2)>90dB,听力会受到严重影响,引起耳聋、头痛、高血压等疾病;
(3)>70dB,会影响学习和工作。
3.噪声的防治:
(1)从噪声的产生处防治噪声;
(2)从噪声的传播过程中防治噪声;
(3)从噪声的接收处防治噪声。
要点诠释:
(1)噪声的来源:①工业噪声:纺织厂、印刷厂、机械车间的噪声;②施工噪声:筑路、盖楼、打桩等;③社会噪声:家庭噪声、娱乐场所、商店、集贸市场的喧哗声;④交通运输噪声:各种交通工具的喇叭声、汽笛声、刹车声、排气声、机械运转声等。
(2)噪声往往只能减弱,而不是完全的消除,因为在一些生产生活中是不可避免的要产生噪声的。
要点五、声与现代科技
1.奇异的声现象
(1)回声:声音在传播的过程中遇到障碍物时,将被反射回来,反射回来的声音再次被我们耳朵听见就成了回声。
(2)共鸣:将两个频率相同的音叉靠近放在桌子上,敲击其中一个,未被敲击的音叉也发出了声音,这种现象称为共鸣。
2.超声:把频率高于20000Hz的声音称为超声。超声的波长短,在均匀介质中能沿直线传播,应用于探伤、测距、测厚、医学诊断和成像。
3.次声:通常把频率低于20Hz的声音称为次声。火山爆发、激光、地震、海啸、台风、核爆炸、火箭发射等现象都会产生次声。次声频率低,其最显著的特点是传播距离远,不容易被吸收。如:印度尼西亚的喀拉喀托火山爆发时,产生的次声绕地球三圈传播了十几万米。次声速度大于风暴的速度,可以检测风暴。但是有的次声对人体有害。要点诠释:
声和声音,声的概念比较广,包括声音、超声、次声等;声音的概念相对较窄,仅指人耳能感觉到的那部分声。在声的利用这一节中了解声音、超声、次声的应用。
【典型例题】
类型一、声音的产生和传播
1.(2019?广州模拟)除夕夜,热闹的春节文娱晚会进行到午夜时,大家都会等待新年的第一声钟响,在人们敲响大钟后,有同学发现,虽然停止了对大钟的撞击,大钟仍“余音不止”。其原因是( )
A.一定是大钟的回声
B.有余音,说明大钟仍在振动
C.是人的听觉延长了时间
D.大钟虽已停止振动,但空气仍在振动
【思路点拨】解决此题的关键是要知道声音是由物体的振动产生的,振动停止,声音消失。
【答案】B
【解析】 A、回声是声音遇到障碍物发生反射形成的,所以此选项不正确;B、虽然停止敲击大钟,但是大钟仍然在振动,声音还不会停止,所以此选项正确;C、人的听觉不可能“延长”,所以此选项不正确;D、在人们敲响打钟后,大钟的振动不停止,所以此选项不正确;故选B。
【总结升华】对知识点“声音产生的原因”比较容易了解,属于基础题。
举一反三:【变式】如图所示,小华将一只正在发声的音叉触及面颊有振感。这个实验是用来探究( )
A.声音产生的原因 B.决定音调的因素 C.声音能否在空气中传播 D.声音传播是否需要时间
【答案】A
2.中国在2011年发射“天宫”一号目标飞行器,如图所示,标志着我国的空间站建设正式开始,宇航员在空间站内可直接对话,但在空间站外工作时,必须借助电子通讯设备才能进行通话,原因是( )
A.太空中噪声太大 B.用通讯设备对话方便
C.太空是真空,不能传声 D.声音只能在地面附近传播
【答案】C
【解析】 声音的传播需要介质,真空不能传播声音。飞船内有空气,可以直接对话,但在飞船外是真空,所以工作时,必须借助电子通讯设备才能进行对话。故选C。
【总结升华】声音的传播是需要介质的,声音可以在固体、液体、气体中传播,但不能在真空中传播。
举一反三:【变式】(2019?庆阳模拟)《梦溪笔谈》中有这样的叙述:行军宿营,士兵枕着牛皮制的箭筒睡在地上,能及早听到夜袭敌人的马蹄声,这是因为( )
A.马蹄声不能由空气传到人耳
B.马蹄踏在地面上时,使土地振动而发声
C.睡在地上能感觉地面振动
D.土地传播声音的速度比空气快
【答案】 D
类型二、声速和计算
3.(2019?东明县一模)决定声音传播速度的是( )
A.发声体振动的幅度 B.发声体振动的频率
C.发声体的材料和结构 D.传播声音的介质
【思路点拨】声音在不同的介质中传播速度不同,一般在固体中传播速度最快,在液体中次之,在气体中传播最慢。
【答案】D
【解析】声音的传播需要介质,固体、液体、气体都可以作为传播声音的介质,声音在不同介质中的传播速度不同。故选D。
【总结升华】此题考查了学生对声音在不同介质中的传播速度不同的理解,属于声学基础题。
举一反三:【变式】声音在空气、酒精、钢管这几种介质中传播的速度从快到慢的顺序是( )
A.空气、酒精、钢管 B.钢管、空气、酒精C.空气、钢管、酒精 D.钢管、酒精、空气
【答案】 D
4. 站在百米跑道终点计时台上的甲、乙两名计时员,为同一跑道的运动员计时,甲看到起跑发令枪冒烟时开始计时,而乙则听到发令枪声才开始计时,则:
(1)甲、乙两名计时员谁计时准确?
(2)若甲、乙两名计时员的反应速度相同,他们计时相差大约是多少?
【思路点拨】在空气中,声音的传播速度是远远小于光的传播速度的,所以光传播的时间可以忽略不计。
【答案与解析】(1)由于光速远大于声速,所以看到发令枪冒烟时开始计时准确,即甲计时员记时准确。
(2)已知:
求:t
解:
答:(1)甲计时员记时准确;(2)他们计时相差大约是0.3s.
【总结升华】题目考查了速度的计算,声音在空气中的传播速度约为340m/s,光在空气中的传播速度约为3×108m/s,光速远大于声速。所以光传播的时间可以忽略不计。
类型三、乐音的特性
5.音乐小组的几位同学制作了各自的乐器,乐器发声的波形图如下图所示,对此说法不正确的是( )
A.乐器发声时都在振动 B.乐器发声的音色相同 C.乐器发声的响度相同 D.乐器发声的音调相同
【思路点拨】知道影响乐音的要素,会在波形图中判断乐音的频率和振幅。
【答案】B
【解析】声音是由物体振动产生的,所以乐器发声时都在振动,A选项正确,不合题意;从波形图来看,三个乐器振动频率相同音调相同,振幅相同响度相同。但是波形图并不完全相同是因为不同乐器材料结构不同,声音的音色不同。所以答案B错误,符合题意。
【总结升华】这是一道信息题,题目结合声波的波形图考查了和声音的三个特性。解决这类题目要从波形图上比较振动频率和振幅。
6.鼓浪屿因其西南面有海蚀洞受浪潮冲击,声如擂鼓所得名。“擂鼓”一词生动描述了声音的两种特性,分别是( )
A.响度与音色 B.响度与音调 C.乐音与噪声 D.超声与次声
【答案】 A
【解析】海蚀洞受浪潮冲击发出声音,声如擂鼓,说明声音很大,指响度;像鼓声指音色。A选项符合题意。
【总结升华】注意分辨音调、响度和音色。联系实际理解音调、响度、音色的概念,特别是音调和响度容易混淆。
举一反三:【变式】如图所示,用二胡和笛子同时演奏同一首曲谱,二胡和笛子发出声音的 是相同的,此时区分二胡声和笛子声依据的是 (选填“响度”、“音调”或“音色”)。
【答案】音调;音色
类型四、超声与次声
7. 有一种电子牙刷,如图所示,它能发出超声波,直达牙刷棕毛刷不到的地方,这样刷牙既干净又舒服.关于电子牙刷,下列说法中正确的是( )
A.刷牙时,人听不到超声波,是因为超声波不能在空气中传播
B.刷牙时,人听不到超声波,是因为超声波的音调很低
C.超声波不是由物体的振动产生的
D.超声波能传递能量
【答案】D
【解析】超声波指的是振动频率高于20000HZ的声波,超声波的振动频率大,音调高,不在人的听觉范围之内,所以人耳听不到;超声波的产生和传播和我们能听到的声音有相同之处,需要振动产生,传播也需要介质;超声波能传递能量。
【总结升华】题目考查的是对于声的产生、传播、超声波、声与能量的了解,是一道基础题;知道什么是超声波,知道超声波在生活中的应用。
举一反三:
【变式】医生给孕妇做B超,说明声波能够传递 ;外科医生向人体内的结石发射 ,结石会被击成细小的粉末,可以顺畅地排出体外,这说明声波具有 。
【答案】信息;超声波;能量
【巩固练习】
一、选择
1. 下列哪一种情况声音不能传播( )
A.在空气中 B.在水中 C.在地面以下 D.在太空中
2.(2019?铜官山区校级一模)关于声现象,下列说法中正确的是( )
A.“闻其声而知其人”主要是根据声音的响度来判断的
B.“不敢高声语,恐惊天上人”中的“高”指声音的音调高
C.中考期间学校周围路段禁鸣喇叭,这是在声音传播的过程中减弱噪声
D.用超声波能粉碎人体内的“小石头”,说明声波具有能量
3.(多选)下列现象中利用了回声的是 ( )
A.船只利用声呐系统探测鱼群 B.雷雨天时,先看到闪电后听见雷声
C.蝙蝠用超声波捕捉蚊虫 D.录音棚内用软塑料隔音
4. 如图为我国第一个全女子现代民乐组合--“女子十二乐坊”。她们使用的乐器古筝、二胡、三弦、竹笛、古琴、葫芦丝…在实际演奏的过程中,这些乐器所发出声音的什么特性肯定是不相同的( )
A.响度 B.音调 C.音色 D.可能都相同
5.(2019?沈阳中考)声音无处不在,下列关于声音的描述中正确的是( )
A.公园里,游客听见鸟的鸣叫声,说明空气可以传播声音
B.音乐厅内,观众能够辨别美妙的钢琴声,是依据音调的不同
C.闹市中,人们关紧门窗,可以在声源处减弱噪声
D.运动场上,同学们的呐喊声越大,声音传播的速度越大
6. (多选)噪声严重影响着人们的生活和工作,可行的控制噪声的办法是 ( )
A.通过科学研究,使噪声源不发生振动
B.在机器上安装消音器
C.在城市中穿过住宅区的快速路两旁建设隔音墙,一般道路两旁植树种花
D.建筑工地不允许使用大型机械设备
7.(2019?大连一模)李白的诗句“不敢高声语,恐惊天上人”中的“高”是指声音的( )
A.音调
B.响度
C.音色
D.频率
8.(2019?罗平县二模)关于声现象的说法,不正确的是( )
A.雷雨天气,先看到远处的闪电,稍后听到雷声
B.击鼓的力量越大,响度越大
C.声波具有传递能量的性质
D.声音只能在空气中传播
9. 设想一人以和声速相同的速度离开一正在唱歌的演员,则此人离开后( )
A.始终能听到刚离开时所听到的歌声 B.能听到演员继续歌唱的歌声
C.所听到的歌声音调高低始终不变 D.不能听到演员的歌声
10. 今年5月,世博会在我国上海顺利举行,为向全世界充分展示“城市,我们的美好生活”这一主题,上海建设越来越注重以人为本。如:城区汽车禁止鸣笛,主干道路面铺设沥青,住宅区道路两旁安装隔音板等。这些措施的共同点是( )
A.绿化居住环境 B.缓解“热岛效应” C.降低噪音污染 D.减少大气污染
二、填空
11. 吹笛子发出的声音是________振动引起的(填“人嘴”、 “笛子”或“笛子中的空气”)。
12. 我国古书《梦溪笔谈》中记载:行军宿营,士兵枕着牛皮制的箭筒睡在地上,能及早听到夜袭的敌人的马蹄声,其原因是 能够传声,且比空气传声的快。
13.东林书院名联“风声、雨声、读书声,声声入耳”表明 、 、
都可以发声。在空气中声音以 的形式传播。在同种介质中声速与 有关,在15℃的空气中的传播速度是 m/s; 不同介质声速一般 。
14.(2019?淄博中考)弹钢琴时手指按压不同的琴键是为了改变声音的 ;利用超声波清洗眼睛说明声波能够传递 。利用声呐系统向海底垂直发射声波,经2s后收到回波。已知声音在海水中的传播速度为1531m/s,则此处海水的深度为 m;利用此种方法不能测量地球和月球之间的距离,这是因为 。
15. 许多青少年在“变声期”往往感觉到自己说话的声音“变粗”,这里的“粗”指的是声音的 发生变化(选填“响度”、“音调”或“音色”)。
16. 为了安全,列车进入隧道前必须鸣笛,若列车速度为72km/h,司机在鸣笛2s后听到从隧道口山崖反射的回声,则鸣笛时列车距隧道口多少米?(已知声音在空气中的速度是340m/s)
17. 如图(包括对应的描述)所示的这些现象说明:正在发声的物体都在 。
三、综合应用与实验探究
18. 现给你如下器材:钢尺、木梳、音叉、乒乓球、细线、橡皮筋、鼓、纸张、小锤。请你任选器材,设计两个有关声现象的实验。
19. 在四个相同的玻璃瓶里装不同高度的水,如图所示,当你用嘴贴着瓶口吹气时,你听到声音的________(填“音调”、“响度”或“音色”)有高有低,这是靠瓶内________振动发声(填“空气”或“水”)。
20.如图甲所示,用竖直悬挂的泡沫塑料球接触发声的音叉时,泡沫塑料球被弹起,这个现象说明声音是由物体 产生的;为了便于完成该实验使用了 法;如图乙所示,敲击右边的音叉,左边完全相同的音叉把泡沫塑料球弹起,这个现象说明 能传声。声音的响度越大,小球被弹开的幅度越大,说明响度与 有关。
【答案与解析】
一、选择
1.【答案】D
2.【答案】D
【解析】A、因为每个人的声带结构不同,所以发出声音的音色就会不同,所以我们可以通过音色辨别是谁,即“闻其声而知其人”,不是响度,故A错;B、“不敢高声语”是指不敢大声说话,指响度,不是音调,故B错;C、在学校周围禁鸣喇叭,是在声源处减弱噪声,故C错;D、超声波通过传递能量可以击碎结石,说明声音可以传递能量,故D正确。故选D。
3.【答案】AC
【解析】利用声纳探测鱼群是回声的利用。故A说法正确;先看到闪电后听见雷声是因为光的传播速度比声音传播的快,故B说法不正确;蝙蝠利用超声波捕虫是利用了回声,C选项正确。录音棚内用软泡沫塑料隔音是因为泡沫塑料是多孔的,隔音性能好,可以吸声或减少声音的反射,故D不符合题意。
4.【答案】C
【解析】不同的乐器演奏相同的乐曲,音调相同,响度也可能相同。但是由于不同乐器结构材料不同,发出声音的特色不同,音色不同。
5.【答案】A
【解析】A、公园里,游客听见鸟的鸣叫声,是声音靠空气传播的,故A正确;B、音乐厅内,观众能够辨别美妙的钢琴声,是依据音色的不同,故B错误;C、闹市中,人们关紧门窗,可以在传播过程中减弱噪声,故C错误;D、运动场上,同学们的呐喊声越大,声音传播的越远,声音传播速度与响度大小无关,故D错误。故选A。
6.【答案】BC
【解析】在噪声的产生处可以减弱噪声,但是不让产生噪声的声源振动方法不可行,A不符合题意;机器上装消音器可以在声源处减弱噪声B符合题意;在高速公路两旁建隔音墙、道路两旁植树种花都可以在声音的传播途中减弱噪声,办法可行,C符合题意;工地没有大型机械工作无法进行,D不符合题意。
7.【答案】B
【解析】 “不敢高声语”指的是不敢大声说话,这里的“高”指的是声音的大小,是响度,故选B。
8.【答案】D
9.【答案】A
【解析】因为人和声音的速度相同,除去刚离开时的声音传入耳朵,其它声音不会传播进耳朵;故人始终能听到刚离开时所听到的歌声。
10.【答案】C
【解析】上海建设越来越注重以人为本。在城区汽车禁止鸣笛,是在声源处减弱噪声;在主干道路面铺设沥青,可以让石块结合的更紧密,减轻石块间的振动,从而减弱车子的振动,减弱噪音;住宅区道路两旁安装隔音板,是在传播过程中减弱噪声。故选C。
二、填空
11.【答案】笛子中的空气
【解析】笛子是管乐器,管乐器的发声是管内空气柱的振动。
12.【答案】固体(大地)
【解析】行军宿营,士兵枕着牛皮制的箭筒睡在地上,能及早听到夜袭的敌人的马蹄声,其原因是利用固体(大地)能够传声,且传播速度比空气传播快得多。
13.【答案】气体;液体;固体;声波;温度;340;不同
【解析】因为气体、液体和固体的振动都可以发声,所以我们可以听到“风声、雨声、读书声”;声音在空气中是以声波的形式传播的;声音的传播速度与介质的种类和温度有关,在15℃的空气中的传播速度是340m/s。
14.【答案】音调;能量;1531;超声波的传播需要介质,地球到月亮之间是真空,所以超声波不能传播
【解析】(1)弦乐的音调跟频率有关,频率跟松紧、长度、粗细有关,调节二胡的松紧程度,改变了弦的松紧,改变了振动频率,改变声音的音调;(2)利用超声波清洗钟表仪器,说明声波能够传递能量;(3)声音到达海底的时间为,由v=s/t可得,海洋的深度为s=vt=1531m/s×1s=1531m。超声波的传播需要介质,因为地球到月亮之间是真空,所以超声波不能传播,不能用超声波测量地月距离。
15.【答案】音调
【解析】青少年在“变声期”,男生的声带变厚变长,发声时声带的振动频率就小了,发出的声音就变“粗”了,所以男生的“变声期”是音调发生了变化。
16.【答案与解析】
解:
已知:;;
2s内列车前进的距离为:
列车鸣笛后2s内声音传播的路程为:
列车鸣笛时距隧道口的距离:
答:列车鸣笛时距隧道口360m。
17.【答案】振动
三、综合应用与实验探究
18.【答案】(1)所选器材:钢尺、木梳
实验步骤:①用钢尺快速地刮木梳齿
②用钢尺缓慢地刮木梳齿,观察两次响度变化
实验现象:快速刮时声音大,缓慢刮时声音小
结论:声音的响度与发声体的振幅有关
(2)所选器材:音叉、细线、乒乓球、小锤
实验步骤:①用小锤轻敲音叉
②用吊着细线的乒乓球接近音叉,观察乒乓球的运动情况
实验现象:乒乓球被弹起
结论:发声的物体都在振动
19.【答案】音调;空气
【解析】向装着不同高度的水的瓶内吹气,瓶内的空气柱会振动发声,由于瓶内空气柱的高度不同,所以空气柱的振动频率不同,音调也就不同。
20. 【答案】振动;转换;空气;振幅
【解析】(1)如图甲所示,用竖直悬挂的泡沫塑料球接触发声的音叉时,泡沫塑料球被弹起,这个现象说明发声体在振动;
(2)为了便于观察实验现象,把不容易看到的现象转换成便于观察的现象,叫转换法。
(3)如图乙所示,敲击右边的音叉,左边完全相同的音叉把泡沫塑料球弹起,这个现象说明空气能够传播声音;而且响度越大,小球被弹开的幅度越大,说明响度与物体的振幅有关。