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第二章 声现象
一、声音的产生和传播
1、声音的产生
①声音是由物体的振动产生的，一切发声的物体都在振动。
②用手按住发音的音叉，发音也停止，该现象说明振动停止，发声也停止。
③振动的物体叫声源。人说话、唱歌靠声带的振动发声，婉转的鸟鸣靠鸣膜的振动发声，清脆的蟋蟀叫声靠翅膀摩擦的振动发声。
2、声音的传播
①声音的传播需要介质，传声的介质可以是固体、液体、气体，真空不能传声.
②在空气中，声音以看不见的声波的形式来传播，声波到达人耳，引起鼓膜振动，人就听到声音.
3、声速
①定义:声音在介质中的传播速度简称声速。
②声速大小的影响因素
声速的大小与介质的种类、介质的温度有关。
一般情况下，声音在固体中传播得最快，其次是液体,在气体中传播得最慢。
③声音在15℃空气中的传播速度是340 m/s,在真空中的传播速度为0m/s.
4、回声
①回声的形成原因
回声是由于声音在传播过程中遇到障碍物反射回来而形成的。如果回声到达人耳比原声晚 0.1s以上人耳能把回声跟原声区分开来，此时障碍物到听者的距离至少为17m。
②回声的利用----回声测距
利用回声可以测定海底深度、冰山距离、敌方潜水艇的远近。
测量方法是:测出从发出声音到接收到反射回来的声音讯号的时间t,查出声音在介质中的传播速度v，则发声点距物体的距离s=vt/2.
二、声音的特性
1、音调
(1)定义:人感觉到的声音的高低.
(2)影响因素
音调跟发声体振动频率有关系，频率越高音调越高;频率越低音调越低
(3)频率
①定义:物体在1s振动的次数叫频率，物体振动越快，频率越高.
②单位:频率单位为赫兹，符号为Hz.
③超声波和次声波
人能感受声音的频率有一定的范围，多数人能听到的频率范围为20Hz~20000Hz.人们把高于20000Hz的声叫做超声波:把低于20_Hz的声叫做次声波，它们都属于声,但人们都听不见。
蝙蝠、海豚发出的声常为超声波:地震、海啸、台风还有大象发出的声是次声波
(4)在波形图上的体现
音调的高低在波形图上体现为波形图的疏密程度，波形图越密集，音调越高，波形图越稀疏，音调越低
2、响度
(1)定义:人耳感受到的声音的大小.
(2)影响因素
响度跟发声体的振幅和距发声体距离的远近有关。振幅越大响度越大。
(3)振幅:物体在振动时，偏离原来位置的最大距离叫振幅。
(4)增大响度的主要方法
减小声音的发散，比如用喇叭可以减少声音的发散，使声音传播得更远。
(4)在波形图上的体现
响度的大小在波形图上体现为波形图的高低程度，波形图越高，响度越大，波形图越低，响度越小.
3、音色
(1)由发声体本身决定。不同发声体的材料、结构不同，发出声音的音色也就不同，人们根据音色能够辨别乐器或区分人。
(2)音色在波形图上的体现
音色在波形图体现为波形图的形状，若两幅波形图的形状相同，则代表两个声音的音色相同;若两幅波形图的形状不同，则代表两个声音的音色不同
小结：
特性 决定因素 影响因素 应用 波形图
响度 振幅 力的大小，声源远近，分散程度 扩音器，喇叭 波的高低
音调 频率 发声体的多少 发声体越少，音调越高 波的个数
音色 发音体本身 发声体的材料，结构 听声识人 波的形状
三、声音的利用
1、声音可以传递信息。比如声呐、倒车雷达、通过B超查看胎儿的发育情况、利用超声可以检测出锅炉有没有裂纹。
2、声音可以传递能量。比如超声波去污、超声波碎石、超声波焊接、超声波育种、次声波武器.
四、噪声的危害和控制
1、噪声的定义
从物理学_角度看，噪声是指发声体做无规则的杂乱无章的振动发出的声音:从环境保护的角度看，噪声是指妨碍人们正常休息、学习和工作的声音，以及对人们要听的声音起干扰作用的声音。
2、噪声的等级和危害
人们用分贝(dB)为单位来表示声音强弱的等级:0dB是人刚能听到的最微弱的声音:为了保证休息和睡眠，声音不能超过_50_dB,为了保证工作学习，声音不能超过70 dB;为了保护听力，声音不能超过90_dB.
4、减弱噪声的方法
①在声源处减弱噪声(防止噪声的产生)比如摩托车的消声器、禁止鸣笛等:
②在传播过程中减弱噪声(阻断噪声的传播)比如穿越北京动物园的“隔音蛟龙”、公路两旁的隔音墙、隔音玻璃等:
③在人耳处减弱噪声(阻止声音进入人耳)比如工人用的防噪声耳罩等。
一、选择题
1．下列措施是在噪声的传播环节减弱噪声的是（　　）
A．午休时佩戴防噪声耳塞 B．学校附近禁止汽车鸣笛
C．图书馆内不得大声喧哗 D．高架道路两旁的隔音墙
2．微信声纹锁和二胡调音器辨别声音的主要依据分别是（　　）
A．音色、音调 B．响度、音调 C．音调、响度 D．响度、音色
3．影剧院及音乐厅的墙壁做成凹凸不平的蜂窝状，俗称燕子泥．且四周墙壁挂呢绒帘幕，从声学的角度分析这样做的目的是为了（　　）
A．改变声音的音调，使声音更好听
B．易于反射声波，增大声音的响度
C．易于吸收声波，减弱反射的回声
D．可改变音色，使声音更加悦耳
4．关于运动会上出现的不同声音的说法，正确的是（　　）
A．王校长在主席台上宣布运动会开幕，台上台下响起雷鸣般的掌声，掌声的音调高
B．开幕式上，同学们才艺表演时，弹奏古筝的同学用手指拨动不同的琴弦时，是为了改变声音的响度
C．广播发出的很大的声音，影响了附近居民的正常生活，对他们来说，这个声音是噪声
D．百米赛跑时，裁判员听到发令的声音后计时，对应的运动员成绩会变差
5．如图所示，同一台示波器显示的不同声波的波形图，下列说法正确的是（　　）
A．甲、乙的音调和音色均相同 B．甲、丙的音调和响度均不同
C．乙、丁的音调和音色均相同 D．丙、丁的音调和响度均不同
6．下列四幅图所包含的一些信息与声现象都有联系。其中说法正确的是
A．图甲：静止的乒乓球被正在发声的音叉弹开，说明发声的音叉在振动
B．图乙：敲击编钟时，若用力越大，编钟振动发出声音的音调就会越高
C．图：医生使用听诊器为病人诊断，主要是利用了声音能够传递能量
D．图丁：在强噪声环境中，工人需要佩戴耳罩是在传播过程中减弱噪声
7．编钟是我因春秋战国时期的打击乐器，现有四个大小不同的编钟，如图甲所示，其中有一编钟上有细微的裂痕，为了查找出这口编钟，用锤子分别敲击它们，将所产生的声波输入同一示波中时显示出对应的波形图如图乙所示。则下列说法正确的是
A．敲编钟c用力最大，编钟d有裂痕 B．敲编钟c用力最大，编钟b有裂痕
C．敲编钟a用力最大，编钟d有裂痕 D．敲编钟a用力最大，编钟b有裂痕
8．如图所示是高架两旁的隔音墙，主要用来减少车辆行驶时造成的噪声污染，以下与这种减少噪声污染方法相同的是
A．有些住宅区的窗户安装真空玻璃
B．处于噪声环境时，在耳朵上戴防声耳罩
C．车辆行驶时在市区禁止鸣笛
D．电影中的枪手在枪上安装消音器
9．如图所示，关于声现象，下列说法正确的是（　　）
A．图甲，在靠近居民区的路段设置的隔音蛟龙，是为了防止噪声产生
B．图乙，利用声呐系统探测海洋深度，是由于超声波在海水中的传播速度大于其他声波
C．图丙，城市中的噪声监测装置，数字95.8后的单位应该是Hz
D．图丁，从上、下两个音叉振动的波形图中，可看出上面的音叉的音调高
10．小凯利用如图装置探究声音的产生的原因，用固定位置的激光笔照射平面镜，此时小凯观察到墙面上出现了一个小光斑。下列说法正确的是（　　）
A．用力敲击鼓面使鼓发声时，可以看到墙上的光斑在跳动，说明固体可以传声
B．该实验用到的实验方法是转换法
C．轻压图中平面镜左侧的鼓面，墙壁上光斑位置向下移动
D．快速敲击鼓面，墙上的光斑振动的越快，说明鼓面的音调变高了
二、实验题
11．吉他是由两端固定的琴弦产生振动而发音的，如图1所示。为了研究同一根钢制琴弦发声音调与哪些因素有关，可利用图2所示实验装置，一块厚木板上有A、B两个楔支撑着琴弦，其中A楔固定，B楔可沿木板左右移动以改变琴弦振动部分AB的长度。将钢制琴弦的末端固定在木板O点，另一端通过滑轮悬挂不同个数的相同重物，重物个数越多，琴弦绷的越紧。轻轻拨动琴弦，在AB间产生振动，并用仪器测出发声频率。
（1）某小组同学得到了下表中的数据，分析数据可以发现，该小组同学研究的是弦振动时发声的音调与弦的　 　和弦的松紧程度这两个因素的关系；
实验序号 长度L/m 重物/个数 频率f/Hz
1 0.4 2 375
2 0.8 2 170
3
4 265
（2）当表中的空格数据为　 　时，可用2、3两次实验来研究弦振动发声的音调和弦的　 　的关系；
（3）分析表中　 　两次实验数据可以发现：同一根弦在松紧程度相同时，弦越　 　，振动时弦的音调越低；
（4）在上述探究的基础上，他们又选用一根与钢制琴弦粗细相同的长为0.4m的尼龙弦，来探究音调与弦的材料的关系，则需悬挂重物个数为　 　个；
（5）该实验探究过程中用到的主要科学探究方法是　 　法。
12．在学习声学时，实验小组做了如下实验：
（1）如图所示，正在发声的音叉可以激起水花，这个现象说明发声体在　 　。
（2）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，该实验不仅能说明气体可以传声，还能说明声音可以传递　 　。
（3）如图所示，小芳把正在发声的闹钟放在玻璃罩内，逐渐抽出罩内的空气，她听到闹钟声音逐渐变小。小芳在此基础上进行理想化推理得出真空不能传声，这里的科学方法是　 　法。
（4）如图所示，将一把钢尺的一端紧压在桌面上，一部分伸出桌面，用手拨动伸出桌外的一端，分别轻拔与重拨钢尺各一次，则两次钢尺发出声音的　 　不同；钢尺伸出的长度不同时，用相同的力度弹拨钢尺时发出的声音的　 　不同（以上两空均选填“响度”、“音调”或“音色”）。
（5）如图所示，小东用相同力度敲击桌面时，小明的耳朵贴紧桌面时听起来更响。这个实验不仅能说明固体能传声，还能说明　 　。
13．小明在吉他演奏中发现，琴弦发出的音调与弦线的长度、粗细和松紧程度有关。
（1）他利用弦音计做研究，如图1所示，其中a、b、c、d四根弦线的松紧程度相同.
①若选择b、d两弦线做实验，则研究的目的是探究音调与弦线　 　的关系：
②若要研究音调与弦线粗细的关系，则应选择　 　 (字母序号)两根弦线实验：
③小明研究后得出结论：在其他条件相同的情况下，弦线越长，发出的音调越低：弦线越粗，发出的音调越低：
（2）请你据图2判断， 在材料和松紧程度相同的情况下，按住A点、B点、C点后用大小相同的力拨动琴弦，音调最高的是按住　 　，当小明用更大的力度拨动琴弦时，音调　 　(选填“变高”、“不变”或“变低”).
14．小明想比较聚酯棉材料和海绵材料的隔音性能，做了如下的探究。
（1）分别用这两种材料制作两个大小、厚度均　 　（选填“相同”或“不同”）的隔音盒；
（2）在安静的环境下，使手机播放相同大小的声音，先后置于两个隔音盒中，然后小明从隔音盒处逐渐远离，直至刚好听不到声音，小明记录此时自己与隔音盒的距离，记录的数据如下表所示。小明刚好听不到声音时与隔音盒的距离越长，材料的隔音性能越　 　（选填“强”或“弱”）。分析表中数据可知，　 　材料的隔音性能更强；
材料 聚酯棉 海绵
刚好听不到声音时与隔音盒的距离 4.5m 5.3m
（3）若实验中有手机和音叉两种声源可供选择。你认为这两者更适合作为声源的是　 　；
（4）完成上述实验探究后，小明利用一个声级计（测量声音强弱的仪器），设计了另一种实验方案，也比较出了两种材料的隔音性能。请将下列小明的实验方法补充完整。
①使手机播放相同大小的声音，先后置于两个隔音盒中，　 　，读出声级计的示数；
②比较两次声级计的示数，如果手机置于海绵制成的隔音盒内时，　 　，则说明海绵的隔音性能更强。
参考答案
1．【答案】D
2．【答案】A
3．【答案】C
4．【答案】C
5．【答案】D
6．【答案】A
7．【答案】A
8．【答案】A
9．【答案】D
10．【答案】B
11．【答案】（1）长度
（2）0.8；松紧
（3）1、2；长
（4）2
（5）控制变量
12．【答案】（1）振动
（2）能量
（3）理想实验
（4）响度；音调
（5）固体传声的效果比气体好
13．【答案】（1）长度；a、b
（2）A；不变
14．【答案】（1）相同
（2）弱；聚酯棉
（3）手机
（4）把声级计放置在距离隔音盒相同的距离；声级计的示数更小

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