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专题二 声现象（讲义）——中考物理一轮复习备考合集
【考情分析】
本专题主要考查声音的产生与传播条件、声音的特性及三个特征的辨析、物理学和环保角度对噪声的定义、噪声的控制途径及声在现代科技中的应用等内容。尤其是专题关于声音的产生和传播、声音的特征、噪声的危害和控制等，每年中考必考。考题往往以选择题（单选较多）、填空题、简答题的形式出现，分值一般为2分。考查情景主要是学生生活中已有的感性认识和课堂上观察或总结出的规律，需要在理解的基础上准确把握，这里注意声与电磁波的区别。
【知识讲解】
一、声音的产生与传播
1.声音的产生
声音是由物体振动产生的，振动停止，发声也停止，但声音不一定消失，因为振动停止只是物体不再发声，但物体原来发出的声音仍然在传播。
2.声音的传播
（1）条件
大量实验表明：声音的传播需要物质，物理学中把这样的物质叫作介质；传声的介质既可以是气体、固体，也可以是液体；真空不能传声。
（2）形式
声音在空气中以波的形式向四周传播，我们把它叫作声波。
（3）回声
①定义：人们把在传播过程中，遇到障碍物被反射回来的声音叫作回声。
②回声测距的原理：若从发出声音到听到回声所用时间为，声音在介质中传播的速度为，则所测的距离为。
③原声与回声间隔大于0.1 s时，人才能将原声与回声区分开，否则，原声与回声混合在一起，使原声加强。
（4）声速
声音传播的快慢用声速描述，声速的大小等于声音在每秒内传播的距离。
①影响因素
与介质的种类及介质的温度有关，声音在不同介质中的传播速度是不同的，一般情况下。
②声速一般随介质温度的升高而增大。15℃时，声音在空气中的传播速度为340 m/s。
二、声音的特性
1.音调
（1）定义：人们把声音的高低称为音调
（2）频率：物体振动的次数与所用时间之比叫作频率。用频率来描述物体振动的快慢，频率越高表示物体振动得越快。
（3）频率的单位：赫兹，简称赫，符号为Hz。
（4）音调与声源振动频率的关系：振动越快，频率越高，音调越高，听起来越清脆；
振动越慢，频率越低，音调越低，听起来越低沉。
（5）我们平时所说的男低音（低沉）、女高音（尖细），以及手指按压琴弦的位置不同，声音不同，都指的是音调。
2.响度
（1）响度：物理学中，声音的强弱叫作响度。
（2）振幅：物理学中，把振动的幅度叫作振幅。
（3）决定因素：响度的大小决定于发声体的振幅以及距离发声体的远近，振幅越大、离发声体越近，响度越大。
（4）日常生活中的低声细语、震耳欲聋、引吭高歌、放声高歌等描述的都是响度。
3.音色
（1）定义：我们把声音的品质与特色称为音色。
（2）影响音色的因素：音色与发声体本身有关，即发声体的材料、结构等因素。
（3）日常生活中所说的闻其声知其人、模仿别人的声音、语音识别、区分不同的演奏乐器等都是音色。
三、声的利用
1.超声波
定义：频率高于20000Hz的声叫作超声波。
应用： 传递信息：倒车雷达、声呐、B超、蝙蝠利超声捕食昆虫
传递能量：超声波清洗眼镜、超声碎石、超声空气加湿器
2.次声波
定义：频率低于20Hz的声叫作次声波。
应用：传递信息：监测火山爆发、龙卷风以及核爆炸发生的方位和强度
传递能量：利用次声波的特性制造出次声武器，可使人的心脏、肺等因出现强烈共振而受损
四、噪声及噪声的防治
1.定义
从物理学的角度：发声体做无规则振动时发出的声音为噪声。
从环保角度：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，都属于噪声。
2.等级划分
（1）人们以分贝为单位来表示声音强弱的等级，符号为dB。
（2）0 dB是人刚能听到的最微弱的声音；30~40 dB是较为理想的安静环境；为了保证休息和睡眠，声音不能超过50 dB；为了保证工作和学习，声音不能超过70 dB；长期生活在90 dB以上的噪声环境中，会影响听力；人耳如果暴露在150 dB的环境下，骨膜就会出血。
3.噪声的防治
（1）在声源处防止噪声的产生，如在机动车辆的排气管上加消声器、禁止鸣笛、公共场合禁止喧哗、手机调静音等；
（2）在传播过程中阻断噪声的传播，如加隔音设备以及设立屏障或植树造林等；
（3）在人耳处防止噪声进入耳朵，如戴耳塞、捂住耳朵等。
【重难延伸】
对声音的传播的理解
（1）声音的传播需要物质，物理学中把这样的物质叫作介质。气体、液体、固体都可以充当传播声音的介质。
（2）空气越稀薄、传声效果越差，真空不能传声。月球上没有空气，故在月球表面的航天员只能通过电子通信设备交流。
（3）一般而言，固体传声效果最好，液体次之，气体传声效果最差。由于固体传声效果比空气好，故在灾害中（如地震、滑坡等）被困在废墟中的遇险者可以通过敲击周围的固体向外发出求救信号。
（4）声源于听觉器官间的物质就是传声介质；若两者间“没有物质”，则传声介质就是空气。
理解音调应注意的两个问题
（1）振动频率的高低跟发声体的形状、尺寸和所用的材料有关。一般情况下，小、短、细、轻、紧的发声体发声的音调相对较高；大、长、粗、重、松的发声体发声的音调相对较低。
（2）一般来说，儿童说话的音调比成年人高，女人说话的音调比男人高。我们平时所说的“女高音”“男低音”中的“高”“低”指的都是音调。
有关声速的计算
声音传播的距离、时间、速度的关系是。这里的 s 为传播的距离，v 为传播的速度，t 为传播所用的时间。利用声速测距主要有三种题型：
（1）利用声速计算打雷处到人的距离，这类问题要注意闪电和雷声是同时产生的。
（2）利用回声测人到障碍物的距离或利用超声波测海深，这类问题要注意声音走了一个来回。
（3）利用声音在金属和空气中传播速度不同，计算传声时间之差，或测算钢轨或金属管的长度等问题。
声音三个特性的辨析
音调 响度 音色
定义 声音的高低 声音的强弱 声音的特色和品质
描述 尖细、低沉、粗细 响亮、微弱、高声、细语 音质、音品
举例 尖锐刺耳、女高音 震耳欲聋 闻其声而知其人
影响因素 频率越高，音调越高 振幅越大，离发声体越近，响度越大 发声体的材料、结构
改变方法 改变发声体的松紧、长短、粗细等 改变力度 改变发声体的结构等
波形描述 波越密，频率越高，音调越高 振幅越大，响度越大 波形不同，音色不同
【方法突破】
声音三特性的识别问题
对声音三特性的识别方法：（1）明确声音各特性的含义；（2）熟记三个特性各自的决定因素：音调的高低由频率决定，响度的大小由振幅和距发声体的远近决定，音色由发声体本身的材料结构决定；（3）注意区分日常生活中人们对音调和响度的描述。
声波波形图的分析
分析声波波形图：“音调看疏密；响度看高低；音色看形状”，即相同时间内，山头（波峰）越多，音调越高；山头越高，振幅越大，响度越大；波的形状不一样，音色就不一样。
吹和敲的不同
敲击水瓶琴时，是瓶子和水柱共同振动发声，水越多，瓶子振动越慢，频率越低，音调越低。
向瓶内吹气时，是瓶内空气柱振动发声，水越多，空气柱越短，振动频率越高，音调越高。
有关声音特性的探究问题
解题时，注意把握三点：一是知道影响音调与响度的因素；二是在实验中注意控制变量法的运用；三是注意在实验时要多做几次，目的是防止一次实验带来的偶然性。
声的利用的区分问题
利用声波获得信息和利用声波获得能量是完全不同的两种物理现象。利用声波获得信息是利用声波了解物体的某些特征；利用声波获得能量是指物体获得能量后，物体产生一系列的改变，两种现象有明显区别，解答时，要看问题着重强调的是什么。
【典型例题】
1．[2024年吉林长春中考真题]导游讲解时使用扩音器是为了改变声音的( )
A.音色 B.音调 C.响度 D.频率
2．[2024年广东广州中考真题]监测器测得某次鸟鸣和猫叫的声音信息如下表，则( )
声音 鸟鸣 猫叫
声音的频率/Hz 5000 800
声音强弱的等级/dB 30 60
A.鸟鸣的响度大 B.猫叫是超声波
C.鸟鸣的频率高 D.猫叫的音调高
3．[2024年河北中考真题]如图所示，用鹤骨制作的贾湖骨笛是迄今为止中国考古发现的最早的管乐器。用骨笛吹奏发声时，下列说法正确的是( )
A.发出的声音一定不是噪声
B.发出的声音是由鹤骨的振动产生的
C.发出的声音在空气中的传播速度与响度无关
D.按压骨笛上不同的孔可以改变发出的声音的音色
4．[2024年湖北武汉中考真题]下列关于声现象的说法正确的是( )
A.拨动张紧的橡皮筋，能听到声音，说明发声的物体在振动
B.逐渐抽出真空罩内的空气，闹钟的铃声逐渐增强
C.用大小不同的力敲击同一个编钟，发出声音的响度相同
D.超声波清洗机清洗眼镜，说明声可以传递信息
5．[2024年山西中考真题]如图所示为科技小组制作的“火焰琴”。展示时，试管中金属丝和空气被加热，堵住或松开塑料管上不同的孔能发出不同声音。下列说法正确的是( )
A.琴声不是由物体振动产生的 B.琴声在真空中传播速度最大
C.琴声是通过空气传入人耳的 D.按压不同的孔可以改变音色
6．[2024年上海中考真题]如下图所示的风铃有七根长短不同的小棍，物理感兴趣的同学在敲打小棍时，发现它们发出的声音不同，经研究可得：如表一所示是同一铁棍在不同长度L时敲击的振动频率。
实验序号 ① ② ③ ④ ⑤
L（cm） 5 10 15 20 25
（Hz） 700 500 400 300 200
（1）判断同一铁棍长度L与音调的关系，并说明理由_________。
（2）要用这种材料做一个乐器，发出do re mi fa so laxi的音时，re的音小于500Hz，请你判断该乐器的长度_________10cm（选填“大于”或“等于”或“小于”）。
【模拟训练】
1.下列有关声音的事例，能说明声音可以传递信息的有( )
A.利用超声波清洗精密元件上的污渍
B.铁路工人用铁锤敲击钢轨，从异常的声音中发现松动的螺栓
C.医生通过听诊器可以了解病人心、肺的工作状况
D.炸弹强烈的爆炸声震破了附近房屋的玻璃窗
2.小强同学在探究声音的产生与传播时，做了以下实验。
（1）如图甲所示，用悬挂着的乒乓球接触正在发声的音叉，可观察到乒乓球被弹开，这说明了____________。
（2）如图乙所示，将正在响铃的闹钟放在玻璃罩内，逐渐抽出其中的空气，听到的铃声______，由此可以推理得出______不能传声。
（3）将正在响铃的闹钟用塑料袋包好，放入水中，仍可以听到铃声，说明水可以______。
3.如图为录制合成的声音波形图，由图可知，甲和乙_______不相同，甲和丙_______不相同（均选填“音调”、“响度”或“音色”）。
4.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______减弱噪声，而在空心砖砌墙则是在_______减弱噪声，戴上耳罩则是在________减弱噪声。
5.小美买了一个金属管风铃，微风吹过，风铃发出悦耳的声音，小美想探究管子发出声音的频率与长度、直径的关系，于是他选取了材料与管壁厚度都相同、长度和直径不同的三根直管，先用同一刻度尺测出直管的长度和直径，然后将它们悬挂起来敲击发出声音，利用仪器测出各自发出声音的频率，记录数据如表所示：
编号 长度/cm 直径/cm 频率/Hz 声强级/dB
1 20.50 1.50 2131 80
2 31.00 2.00 1284 100
3 48.50 2.50 656 90
（1）根据表中的数据可知，小美所用刻度尺的分度值是________。
（2）三根管子中音调最低的是_______号。
（3）小美发现根据表中的数据无法总结出管子发出声音的频率与长度、直径的关系，因为_________。
（4）要想完成实验需要再增加一根材料与管壁厚度相同的________（选填“A”或“B”）直管来做实验。
A.长度为20.50 cm，直径为2.50 cm
B.长度为55.50cm，直径为3.00 cm
参考答案
【典型例题】
1．答案：C
解析：导游讲解时使用扩音器是为了改变声音的响度，让每一位游客都能听见导游的讲解，故ABD不符合题意，C符合题意。
故选C。
2．答案：C
解析：A.分析数据可知，猫叫的声音强弱的等级大于鸟鸣的声音强弱的等级，所以猫叫的响度大，故A不符合题意；
B.超声波的频率大于20000Hz，猫叫声音的频率为800Hz，不是超声波，故B不符合题意；
CD.鸟鸣的频率为5000Hz，猫叫的频率为800Hz，所以鸟鸣的频率高，音调高，故C符合题意，D不符合题意。
故选C。
3．答案：C
解析：A.笛声可能属于噪声，比如笛声影响人们休息和工作时，就属于噪声，故A错误；
B.笛声是由空气柱振动发出的，故B错误；
C.声音在空气中的传播速度主要与介质的特性有关，而与声音本身的响度无关，故C正确；
D.按住不同的笛孔，空气柱长度改变，发出声音的音调会改变，故D错误。
故选C。
4．答案：A
解析：A.用力拨动绷紧的橡皮筋时，橡皮筋会振动，而我们会听到振动的橡皮筋发出声音，说明声音是由物体振动发出的，故A正确；
B.声音的传播需要介质，逐渐抽出真空罩内的空气，真空罩内的空气减少，闹钟的铃声逐渐减弱，故B错误；
C.响度指声音的大小，与物体的振动幅度有关，用大小不同的力敲击同一个编钟，则物体振动的幅度不同，响度也不同，故C错误；
D.声音可以传递信息和能量，超声波清洗机清洗眼镜，说明声可以传递能量，故D错误。
故选A。
5．答案：C
解析：A.声音是由物体振动产生的，所以火焰琴的琴声是由塑料管内空气柱振动产生的，故A错误；
B.声音的传播需要介质，声音琴声不能在真空中传播，故B错误；
C.声音的传播需要介质，因此琴声是通过空气传入人耳的，故C正确；
D.按压不同的孔，振动的空气柱长短不同，因此物体振动的频率不同，所以改变的是声音的音调，故D错误。
故选C。
6．答案：（1）L越长音调越低（频率随长度增加而减小，频率小即音调低）；（2）大于
解析：（1）由表格数据可知，当铁棒的长度越长时，振动的频率越低，音调越低；当铁棒的长度越短时，振动的频率越高，音调越高。
（2）由表格数据可知，当铁棒的长度为10cm时，振动的频率为500Hz，当铁棒的长度小于10cm时，振动的频率大于500Hz，音调高于re；当铁棒的长度大于10cm时，振动的频率小于500Hz，音调低于re；所以，要用这种材料做一个乐器，发出do re mi fa so la xi的音时，re的音小于500Hz，该乐器的长度应大于10cm。
【模拟训练】
1.答案：BC
解析：A.利用超声波清洗精密元件上的污渍，说明声音能够传递能量，故A不符合题意；
B. 铁路工人用铁锤敲击钢轨，从异常的声音中发现松动的螺栓，说明声音能够传递信息，故B符合题意；
C. 医生通过听诊器可以了解病人心、肺的工作状况，说明声音能够传递信息，故C符合题意；
D.炸弹强烈的爆炸声震破了附近房屋的玻璃窗，说明声音能够传递能量，故D不符合题意。
故选BC。
2.答案：（1）声音是由物体的振动产生的
（2）减弱；真空
（3）传声
解析：（1）用悬挂着的乒乓球接触正在发声的音叉，乒乓球被弹开，发声的音叉在振动，说明声音是由物体的振动产生的。
（2）将正在响铃的闹钟放在玻璃罩内，逐渐抽出其中的空气，由于空气的减少，听到的铃声会减弱；由此推理，若玻璃罩内被抽成真空，将听不到铃声，这表明声音的传播需要介质，真空不能传声。
（3）将正在响铃的闹钟用塑料袋包好，放入水中，仍可以听到铃声，这表明水可以传播声音。
3.答案：音色；响度
解析：由图可知，甲和乙波形不同，因此甲和乙音色不相同。
由图可知，甲和丙的波形偏离平衡位置的幅度不同，即甲和丙振幅不同，因此甲和丙响度不同。
4.答案：声源处；传播途中；人耳处
解析：轻手轻脚过楼道是防止噪声的产生，所以在声源处减弱噪声。
气体的传声效果弱于固体传声效果，所以用空心砖砌墙则是在传播过程中减弱噪声。
戴上耳罩是在人耳处切断声音传入人耳，则是在人耳处减弱噪声。
5.答案：（1）1mm；（2）3；（3）没有控制变量；（4）A
解析：（1）刻度尺的分度值是刻度尺相邻两刻度线表示的长度。由“20.50cm”知，刻度尺的分度值是：0.1cm=1mm。
（2）音调跟频率有关，频率越大，音调越高；频率越小，音调越低。由表格数据可知，3号管子的频率最小，音调最低。
（3）探究频率与管子长度、直径的关系应采用控制变量法，由表中数据可知，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，所以不能根据表中数据得出管子发出声音的频率与长度、直径的关系。
（4）根据控制变量法，如果想得出管子发出声音的频率与长度、直径的关系，则需再增加一根长度和直径与表中相同的金属管，表中长度有“20.50cm、直径有2.50cm”，即要选A管，这样可以控制直径相同或长度相同。

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