第23讲声和听觉

第23讲 声和听觉
竞赛要点和热点
对声音的认识
我们周围存在着各种各样的声音。我们一般用耳来辨别各种声音。运用测量声音大小的工具（例如：声强计）要比耳对声音的感觉准确。
耳的结构与听觉的形成
耳可分为外耳、中耳、内耳。外耳包括耳廓、外耳道；中耳包括鼓膜、鼓室、听小骨、咽鼓管；内耳包括半规管、前庭、耳蜗。人听到声音的途径有两种：一是声波通过空气传入人耳；二是通过骨传导。听觉在人脑形成。
声音的发生与传播
声音是由于物体的振动而产生的。振动的物体叫声源。有声音必定有声源，但有声源却不一定有声音。声音靠介质（一切固体、液体、气体）传播，它以波的形式传播，称为声波，波是传递能量的一种形式。真空不能传声。声音在不同介质中传播的速度不同，声音在固体、液体中比在空气中传播的速度快。一般来说，声音在固体中传播速度最大，在气体中传播速度最小，声音在空气（15℃）中的传播速度为340米/秒。
回声是声音遇到山崖、墙壁等障碍物反射回来传入人耳的声音。人耳区分回声和原声的最短时间间隔时0.1秒。
声波的应用
声波具有能量，在医学、军事、工农业生产中超声波有广泛的应用。
乐音的三个基本特征
乐音的三个基本特征是音调、响度、音色。发声体振动越快，音调越高。人耳能听到的频率范围是20—20000赫。响度与声源振动的幅度和人距离声源的远近有关。音色由发声体的频率组成和振幅决定；发声体的性质、形状、发声方法等都能够影响音色，根据音色我们可变不同的乐器及不同人的说话声等。
噪声
科学中把不规则振动发出的声音叫噪声；环保学中把影响他人学习、生活和工作的声音叫噪声。减弱噪声的途径有：将光源加屏蔽隔离；在声音的传播过程中减弱；在人耳处减弱。
拓展与提高
声波是如何形成的？
如右图所示，用木棒敲击音叉，两个叉股就来回往复振动。当叉股向外侧运动时，压缩邻近空气，使这部分空气变密些，压强大些；当叉股向内侧运动时，又使这部分空气变疏些，压强小些。这种疏密相间的状态，由声源向外传播，就形成声波。若声源停止振动，声波也就逐渐减弱消失。
声波传播的是声源的振动，属于机械波。空气本身并没有迁移传播，传播的只是振动的形式和振动的能量（声能）。空气振动的方向与波传播的方向在同一条直线上，这种波叫做纵波。在空气中传播的声波是纵波。
三、例题精析
例1.如图2所示的实验，左右两个音叉完全相同，用力敲击右边的音叉，左边的音叉会随之振动并将左边悬吊着的泡沫塑料球弹开，如果在月球上进行，挂在左边音叉旁的那个泡沫塑料球＿＿＿＿＿像图示虚线那样弹起。（填“会”或“不会”）
分析和解：敲击右边的音叉，右边音叉振动产生的声波通过空气传给了左边的音叉，左边的音叉也振动起来发出声音。而在真空中不会发生。由于月球上是真空，故不出现上述现象。答案填“不会”。
例2.解释下列现象。
根据下列图3所示的三幅图，说明超声波在生产和生活方面有什么应用。
分析和解：超声波的应用很广，可结合超声波的特性分析。第一幅图是工人用超声波检查金属内部是否有气泡、伤痕和裂缝等缺陷。第二幅图是家庭妇女清洗碗、碟的情景。其中用的是超声波清洗仪。第三幅图是医院里的医生用B 超给孕妇作常规检查。从上面几点可以看出超声波的应用是很广的。主要表现在：第一，超声波频率高，振动迅速，可利用它来清洗、加工和消毒；第二、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；第三、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。
四、能力训练
1.敲响大钟，停止了对大钟的撞击后，大钟仍“余音未止”，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.是因为人的听觉发生“延长”的缘故 D.大钟虽已停止振动，但空气仍在振动
2.在一根较长的内部充满水的的自来水管一端，重重地敲击一下，在水管的另一端的人贴近水管会听到声音的次数是：（ ）
A.一次 B.二次 C.三次 D.四次
3.将要上钩的鱼，会被岸上的脚步声吓跑，这时鱼接收到声波的主要途径是：（ ）
A.岸-----空气-----水------鱼 B.空气-------水---------鱼
C.岸-----水------鱼 D.岸-------空气-------鱼
4.往保温瓶里灌开水的过程中，听声音就能判断壶里水位的高低，是因为（ ）
A.随着水位升高，音调逐渐升高
B.随着水位升高，音调逐渐降低
C.灌水过程中音调保持不变，响度越来越大
D.灌水过程中音调保持不变，响度越来越小
5.假如你的邻居经常引吭高歌，干扰你的学习或休息，为了减少干扰，下列措施中无效的是（ ）
A.将门窗打开让空气流通 B.用棉花塞住自己的双耳
C.用棉毯挂在分割的墙壁上 D.请邻居歌唱时放低音量
6.要使小提琴发出的声音听起来音调高些，应采取的措施是：（ ）
A.放松琴弦 B.拉紧琴弦 C.增加部分弦线的长度 D.换些粗弦
7.在雷雨来临之前，总是先看到电光一闪即逝，紧接着才听到隆隆不断的雷声，这主要是：（ ）
A.雷一个接一个打个不停 B. 雷声经过地面、山丘和云层多次反射造成的
C. 双耳效应 D.闪电发生在雷鸣之前
8.我们闭上自己的眼睛，仅凭耳朵的听觉就能分辨出交响乐中不同乐器的声音，这是因为：（ ）
A.不同乐器的演奏方式不同 B.不同乐器的响度不同
C.不同乐器的音调不同 D.不同乐器的音色不同
9.在舞台上歌手对着麦克风演唱，扩音器主要改变了歌声的：（ ）
A.音调 B.响度 C.音色 D.音调、响度、音色
10.中国词语中有“曲高和寡”这一个成语，那么该成语中的“高”的意思是：（ ）
A.声音高昂 B.音调高 C.高雅难懂 D.都有可能
11声音在传播过程中，下列说法正确的是：（ ）
A.音色会逐渐改变 B.音调会逐渐改变
C.响度会逐渐改变 D.音调、响度和音色都要改变
12.下列哪种措施可以减弱噪声：（ ）
A.停止使用一次性白色泡沫饭盒 B.科学家研制氟利昂的代用品
C.在摩托车排气管上装消声器 D.为了推销商品，商场在门口安装高音喇叭
13.中医诊病常通过“望、闻、问、切”四个途径，其中指听的是：（ ）
A.“望” B.“闻” C.“问” D.“切”
14.具有听觉感受器的结构是：（ ）
A.耳蜗 B.前庭 C.半规管 D.鼓膜
15.“如果声音在空气中的传播速度变为1m/s,则我们周围的世界会有什么变化？“对于这一问题的讨论，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，却不能看到相应的飞机
16.科学家在对蝙蝠的研究中，曾经用黑布将蝙蝠的双眼蒙上，发现蝙蝠仍可以很正常地飞行，没有受到一点影响，这是因为（ ）
A.蝙蝠在飞行时会发射次声波，根据回声定位原理来飞行
B.蝙蝠的眼睛会发射超声波，穿透黑布，清楚地看到黑布外面的目标
C.蝙蝠在飞行时会发射超声波，根据回声定位原理来飞行
D.黑布太薄会透光，蝙蝠可以很清楚地看到黑布外面的目标
17.用一根棉线连接两个纸筒，就做成了一个“土电话”。在土电话中，传播声音的介质是＿＿＿＿＿，而这种介质是固体，这一现象说明＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿。
18.驰名中外的北京天坛里的回音壁、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。
19.有经验的养蜂员，根据蜜蜂的嗡嗡声，就可以知道它飞出采蜜，还是采好了蜜回蜂房，这是由于带花蜜飞回时，翅膀振动发出的声音的＿＿＿＿＿＿＿＿＿比不带花蜜时的低。
20.发生雷电时，人看到闪电和听到雷声的时间间隔为2.5s，则打雷处离人的距离大约为＿＿＿＿＿＿。（空气中的声速值取340m/s）
21.人有两只耳朵，大脑中枢能够估计出声音传到两耳的时间差，所以还能判别声源所在的方向，这就是所谓的＿＿＿＿＿＿＿＿＿效应。
22.火车在进入隧道前必须鸣笛，若火车速度为80km/h,声音在空气中的速度是340m/s,司机在鸣笛后2s时听到隧道口处的山崖反射的回声，则火车鸣笛处到隧道口的距离是＿＿＿＿m.
23.夏天里买西瓜，要捧起西瓜并拍两下子听听声音，这是为什么？
24.甲、乙两列火车相向行驶，甲车的速度为54km/h，乙车的速度为46km/h，当它们相距5km时，甲车鸣一声汽笛，则甲车的司机要经过多长时间才能听到从乙车反射回来的回声？（声音在空气中传播速度为340m/s）
25.有一个山谷，宽1200m，两侧为竖直陡壁，有人在山谷内放了一枪，他听到两次回声间隔5s。求人离两旁陡壁的距离分别是多少？
26.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：放在钟罩内的闹钟正在响铃，把钟罩内的空气抽出一些后，铃声明显减小。
乙：使正在发声的音叉接触水面，水面溅起浪花。
丙：吹笛子时，手指按住不同的孔便会发出不同的声音。
丁：在吊着的大钟上固定一支细小的笔，把钟敲响后，让纸在笔尖上迅速滑过，可以在纸上画出一条来回弯曲的细线。
你认为，能说明声音产生条件的实验现象是哪一个或哪几个？其他现象虽然不能说明声音产生的条件，但是分别说明了什么问题？
第23讲参考答案
1、B 2、C 3、C 4、A 5、A 6、B 7、B 8、D 9、B 10、B 11、C 12、C 13、B 14、A 15、A 16、C 17、棉线，固体能够传播声音 18、回声 19、频率 20、850米 21、双耳 22、362.2米 23、因为生西瓜和熟西瓜内部结构不同，在拍击时西瓜振动频率就不一样。即音调不一样，有的清脆，有的沉闷，有经验的卖瓜人和买瓜人就能据此分辨出瓜的好坏。24、27.1秒 25、175米，1025米26、能说明声音产生的条件的实验现象是：乙、丁。甲说明声音的传播需要介质，丙说明空气柱振动发声，抬起手指改变空气柱长度，从而改变音调。