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2. 声现象

2.1 声音的产生与传播

声源

正在发生的物体叫做声源。

固体、液体和气体都能发生,都可以是声源。

发声体

振动部位

钢琴

琴弦

声带

鸣膜

笛子

空气柱

鼓膜

蟋蟀

翅膀

声音的产生

声音的产生:由于物体的振动,振动停止,发声停止。

转换法 探究声音是由物体振动产生的

序号

转换法示例

1

在物理学中,对于一些看不见、摸不着的东西或不易直接测量的物理量,通常用一些非常直观的现象去认识或用易测量的物理量间接测量,这种研究方法称为转换法

2

将纸屑放入发声的扬声器中,或将发声的音叉放入水中,通过纸屑跳动或溅起的水花反映扬声器或音叉的振动,用的都是转换法。

声音的传播

概念

定义

介质

能够传播声音的物质

真空不能传声:声音的传播需要介质,所以真空不能传声。

声速

概念

定义

公式

常数

影响因素

声速

表示声音传播的快慢

v=s/t

v=340m/s(15℃空气中)

介质的种类和温度

回声

形成:声音在传播过程中遇到障碍物会被反射。

条件:人耳分清前后两个声音的时间间隔大于0.1s。

回声测距:由于回声与原声在均匀介质中都沿直线传播,根公式s=vt,可以利用回声测量距离。

某同学在距离山崖1400m远处高喊一声,8s后听到回音。那么当时的声速是多少?

参考答案

350m/s

听觉的形成

听觉形成路径:

声波——>外耳道——>鼓膜振动——>听小骨——>

耳蜗——>神经末梢——>大脑(产生听觉)

2.1.1 方法清单

理想实验法探究真空不能传声

为了探究真空不能传声这个问题,小明设计了如下实验方案:他把一个正在发声的电铃放在玻璃罩内(如图所示),

逐渐抽出其中的空气,听到的铃声越来越小,最后几乎听不到铃声了。

(1)小明听到的铃声越来越小是因为__,由此小明得出结论,空气__传播空气。

(2)在这个实验中,小明得出结论采用的科学方法是()

A. 控制变量法

B. 归纳法

C. 类比法

D. 理想实验法

(3)在实验中,小明并没有完全听不到铃声,可能的原因是什么?

参考答案

(1)玻璃罩内的空气越来越稀薄 不能

(2)D

(3)可能是空气没有被抽干净,电铃与固体相接触,固体也能传声。

2.2 声音的特性

音调和频率

概念

定义

影响因素

音调

声音的高低

由发声体振动的频率决定的

频率

表示物体振动快慢的物理量。等于物体1s内振动的次数。频率的单位时赫兹,简称赫,符号时Hz。

-

音调的高低取决于振动的频率。频率越高,音调也越高;频率越低,音调也就越低。

如图所示,7个相同的水瓶中灌入不同高度的水,敲击他们,可以

发出“1、2、3、4、5、6、7”的声音来。这些声音产生的原因和决

定音调的因素分别是()

A. 瓶子和水的振动,水的高度

B. 水振动,瓶内空气柱的高度

C. 瓶内空气振动,水的高度

D. 瓶内空气振动,瓶内空气柱的高度

参考答案

A

超声波和次声波

概念

定义

特点

超声波

频率超过20,000Hz的声音

具有定向性好和穿透力强的特点

次声波

频率低于20Hz的声音

具有在传播过程中衰减少、能绕过障碍物、传播距离远、破环性大的特点

人的听觉范围是20~20,000Hz之间的声音。

如图是人和一些动物的发生频率和听觉频率范围,下列说法正确的是()

A. 人类听不到的次声波,某些动物可能能够听到

B. 人的发声频率在人的听觉频率范围之内,所以人一定能够听到别人发出的声音

C. 大象之间的“交谈”有时用超声波,声音很小,人类听不到,但大象们能听清

D. 因为大象和狗的“发声频率”没有重合区域,所以狗的叫声大象永远也听不见

参考答案

A

响度和振幅

概念

定义

影响因素

响度

声音的强弱(或大小)叫做响度

由发声体振动的幅度决定

振幅

物体振动的幅度,也是物体离开原来位置的最大举例

-

发声体的振幅越大,发出的声音响度就越大;振幅越小,发出的声音响度就越小。

音色

概念

定义

影响因素

音色

音色又叫音品或音质,它反映乐声音的品质和特色

发声体的材料、结构等

2.2.1 方法清单

音调、响度、音色的辨析

如图所示,苗族“鼓舞”是国家首批非物质文化遗产,该舞是围绕“苗鼓”展开的,

下列说法正确的是()

A. 鼓手敲击鼓的频率越大,鼓的响度越大

B. 有经验的人听下鼓声,就能区别是“苗鼓”还是其他区域鼓,是因鼓声的音色不同

C. 敲鼓的力量越大,鼓声的音调越高

D. 距鼓越远,听到的鼓声频率越低

参考答案

B

利用声波图识别声音的特性

如图所示声波的波形图,说法不正确的是()

A. 甲、乙的音调相同,音色不同

B. 甲、乙的音调不同而响度相同

C. 乙、丁的音调、响度均不同

D. 甲、丁的音调、音色都相同

参考答案

C

2.3 声的利用

声与信息

概念

内容

举例

声音传递信息

是指通过分析声音或回声得到某些信息

(1)听到上课铃声——知道上课时间到了;(2)医生使用听诊器—利用声音诊病;(3)雷声——要下雨了。(4)声纳——探测海水深度、鱼群位置。

声与能量

概念

内容

举例

声具有能量

传递声音实际就是传递能量得过程

(1)医学——利用超声波去除人体内得结石;(2)工业——利用超声波切割坚硬物体、清洗精细机械、除尘;(3)生活——利用超声波洗牙。

下列对声得应用案例中,主要利用声波传递能量得是()

A. 瓜农根据拍打西瓜发出得声音就能判断西瓜得生熟

B. 医生利用听诊器可以了解病人心脏跳动得情况

C. 利用声纳测海深

D. 将扬声器对准火焰,播放音乐,火焰跳动

参考答案

D

回声定位与声纳

概念

内容

回声定位

蝙蝠在飞行时会发出超声波,这些超声波碰到墙壁或昆虫等物体会反射回来,根据回声传来得方位和时间,蝙蝠可以确定目标得位置。蝙蝠采用超声定位得方法叫做回声定位。

声纳

收到蝙蝠回声定位得启发,人们制成了超声雷达,又叫声呐。

2.3.1 方法清单

区分声音传递的是信息还是能量

如图甲所示,击鼓传花是大家熟悉的游戏,游戏的人通过鼓来判断是否停止传花,

这说明鼓声能__;如图乙所示,人对玻璃杯大声喊话,玻璃杯会破裂,这说明声音可以__。

参考答案

传递信息 传递能量

利用回声测距离

汽车沿平直公路匀速驶向一座高山,汽车的速度为10m/s,声速为340m/s,

途中司机按了一声喇叭,2s后听到回声,司机按喇叭时汽车距离山脚多远?

参考答案

350m

2.4 噪音的危害和控制

噪音的产生及其来源

概念

界定

来源

噪音

(1)从物理学角度,发声体做无规则振动时发出的声音就是噪音;(2)从环境保护角度讲,凡是妨碍人们正常休息、学习和工作的声音,以及对人们要听的声音产生干扰的声音,都属于噪音。

(1)交通噪音;(2)工业噪音;(3)建筑噪音;(4)社会噪音。

噪音强弱的等级和噪声危害

噪音强弱的等级:以分贝(dB)为单位来白哦是声音强弱的等级。

声音强弱的等级

人的感觉(噪音危害)

声音举例

0dB

人们刚刚能听到的最微弱声音

——

10dB

相当于微风吹树叶的声音

钟表滴答声

30~40dB

叫理想的安静环境

鸟鸣

>50dB

能影响睡眠和休息

一般说话

70dB

会干扰说话,影响工作效率

大声说话

>90dB

听力会受到严重影响,并产生神经衰弱、头疼、高血压等疾病

电锯工作发出的声音

150dB

鼓膜会破裂出血,双耳完全失去听力

火箭、导弹发射的时声音

噪音的控制

序号

控制方法

具体操作

1

防止噪音产生(在声源处减弱)

给机器加橡皮垫来吸收它的震动;给汽车和摩托车安装消声器;手机调成静音等。

2

阻碍噪声传播(在传播过程中减弱)

在马路和住宅间设置屏障或种植树木;关闭门窗后教室外的吵闹声会小很多等。

3

防止噪音进入耳朵(在人耳处减弱)

人在工作时佩戴耳塞、耳罩等。

2.4.1 方法清单

减弱噪音的方法

噪音令人心烦意乱,是四大污染之一。如图所示:图甲是摩托车的消声器;

图乙是穿越北京动物园的“隔音蛟龙”;图丙是工厂用的防噪音耳机。请分

析:“摩托车的消音器”是在__减弱噪音;“隔音蛟龙”是在__减弱噪音;

“防噪音耳机”是在__减弱噪音。

参考答案

声源处 传播过程中 人耳处