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第二单元 声现象 暑假预习讲义
【知识点讲解】
1.声音的产生
（1）产生原因：声音是由物体的振动产生的。一切正在发声的物体都在振动，振动停止，发声也停止，但声音不一定立刻消失（因为声音还会在介质中传播一段时间）。例如，人说话时是靠声带的振动发声；敲鼓时鼓面在振动发出声音。
（2）实验探究：可以通过一些简单实验来证明声音由物体振动产生，如将正在发声的音叉接触水面，会看到水花四溅，说明音叉在振动；或者在鼓面上放一些纸屑，敲鼓时纸屑跳动，表明鼓面在振动。
2.声音的传播
（1）传播条件：声音的传播需要介质，真空不能传声。介质可以是固体、液体、气体。例如，我们能听到彼此说话，是因为声音通过空气这种气体介质传播；在水中也能听到声音，说明声音可在液体中传播；把耳朵贴在桌面上能更清楚地听到敲击桌面的声音，体现了声音在固体中的传播效果较好。
（2）传播形式：声音以波的形式传播，叫声波。就像水波一样，声波也是通过介质中的质点依次振动将能量传递出去。
3.声速
（1）定义：声音在介质中传播的速度叫声速。
（2）影响因素：声速的大小跟介质的种类和介质的温度有关。一般情况下，声音在固体中传播速度最快，液体次之，气体最慢。在1个标准大气压和15℃的条件下，声音在空气中的传播速度约为340m/s。温度升高时，声速会略有增加。
4.回声
（1）产生：声音在传播过程中，遇到障碍物会被反射回来，从而形成回声。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；如果不到0.1s，回声就会和原声混合在一起，使原声加强。
（2）应用：利用回声可以测量距离，例如测量海的深度，先知道声音在海水中的传播速度，从发出声音到接收到回声所用的时间，根据公式（其中为距离，为声速，为时间，这里的时间是声音从发出到反射回来总时间的一半）就可以计算出海洋的深度等。
5.声音的特性
（1）音调
①定义：声音的高低叫音调。
②决定因素：音调由发声体振动的频率决定，频率越高，音调越高；频率越低，音调越低。频率是指物体在每秒内振动的次数，单位是赫兹（Hz）。例如，女生声音的音调一般比男生高，是因为女生声带振动的频率比男生高。
（2）响度
①定义：声音的强弱叫响度。
②决定因素：响度与发声体的振幅有关，振幅越大，响度越大；还与距离发声体的远近有关，距离发声体越近，听到的声音响度越大。振幅是指发声体振动时偏离平衡位置的最大距离。比如，用力敲鼓，鼓面振幅大，发出的声音响度就大。
（3）音色
①定义：音色也叫音品，是指声音的特色。
②决定因素：音色由发声体本身的材料、结构等因素决定。不同发声体发出的声音，即使音调和响度相同，音色也不同。我们能区分不同乐器演奏同一首曲子，就是因为不同乐器的音色不同，如钢琴和小提琴演奏同一旋律，我们很容易分辨出来。
6.声的利用
（1）传递信息：声音可以传递各种信息。例如，人们通过说话交流信息；蝙蝠靠超声波回声定位来捕捉昆虫，了解周围环境；医生用听诊器听病人的心声、呼吸声等，来判断病情。
（2）传递能量：声音也能传递能量。比如，利用超声波清洗钟表等精细仪器，是因为超声波能使清洗液剧烈振动，产生强大的冲击力，将仪器上的污垢清洗掉；还有超声波碎石，利用超声波的能量将人体内的结石击碎。
7.噪声的危害和控制
（1）噪声的定义：从物理学角度看，噪声是发声体做无规则振动时发出的声音；从环境保护角度看，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）噪声的等级和危害：人们以分贝（dB）为单位来表示声音的强弱。0dB是人刚能听到的最微弱的声音。30 - 40dB是较为理想的安静环境；70dB会干扰谈话，影响工作效率；长期生活在90dB以上的噪声环境中，会对人的听力造成损害。
（3）噪声的控制：可以在声源处、传播过程中、人耳处进行控制。在声源处控制，如给机器加消声器，使发声体振动规则化；在传播过程中控制，如在道路两旁种植树木，利用树木等障碍物来阻挡、吸收声音；在人耳处控制，如戴耳塞、耳罩等防护用具。
【易错点】
1.声音产生与传播的混淆
（1）易错点：容易错误地认为只要物体振动就一定能听到声音，忽略了声音传播需要介质这一条件。
（2）提示：牢记声音产生后，还需要通过介质传播到我们的耳朵才能被听到，在真空中即使物体振动也听不到声音。
2.声速相关问题
（1）易错点：在计算利用回声测距离等涉及声速的问题时，容易忘记时间是声音从发出到反射回来总时间的一半。
（2）提示：遇到此类问题，仔细分析题目所给条件，明确时间的含义，严格按照公式进行计算，必要时可画图辅助理解。
3.声音特性的判断
（1）易错点：分不清音调、响度、音色分别由什么因素决定，在具体情境中不能准确判断声音特性的变化。
（2）提示：多通过实际例子来加深理解，比如通过改变乐器的弹奏力度感受响度变化，改变琴弦的松紧感受音调变化，对比不同乐器感受音色差异，牢记各声音特性的决定因素。
4.噪声控制措施对应错误
（1）易错点：不能准确判断噪声控制措施是在声源处、传播过程中还是人耳处采取的。
（2）提示：仔细分析控制措施的具体操作对象和方式，如针对发声体本身的措施一般是在声源处控制；涉及在声音传播路径上设置障碍物等的是在传播过程中控制；给人自身佩戴防护用具的是在人耳处控制。
【巩固练习】
一、单项选择题
1．如图所示，把你的耳朵贴在桌面上，请一位同学用手指甲轻刮桌子（不要让附近的同学听到声音）。此时，你却可以通过桌面听到指甲轻刮桌子的声音。从这个实验可以发现（　　）
A．声音由物体的振动产生 B．声音的传播需要介质
C．桌子可以传播声音 D．空气不能传播声音
2．如图所示为一款新型骨传导耳机，佩戴时不堵塞耳朵，将耳机贴在颞骨两侧，我们就可以听到声音了。下列有关法正确的是（　　）
A．佩戴者能听到声音说明声音的传播不需要介质
B．这种耳机发出的声音不是由物体振动产生的
C．带上这种耳机，人耳能听到人类听觉范围以外的声音
D．听力健全的人在户外活动时使用这款耳机，也不影响他听周围环境中的声音，可以保障使用者的安全
3．如图所示，同学们自制一件小乐器，在8个相同的透明玻璃瓶中装有不同高度的水，用同样大小的力敲击8个玻璃瓶，会发出不同的声音。这“不同的声音”主要是指声音的（　　）
A．音调 B．振幅 C．音色 D．响度
4．下列事例中，属于利用声传递能量的是（　　）
A．倒车雷达利用超声波定位 B．医生用听诊器给病人诊断病情
C．利用次声波判断地震方位 D．利用超声波击碎人体内的结石
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．对下面诗句中蕴含的物理知识，理解正确的是（　　）
①“不敢高声语，恐惊天上人”，诗中“高”是指声音响度大
②“柴门闻犬吠，风雪夜归人”，说明声音可以传递信息
③“忽闻水上琵琶声”其中琵琶声是琵琶弦振动产生的
④“闻其声而知其人”是根据音色不同来辨别人的
A．只有①③正确 B．只有②④正确
C．只有②③④正确 D．①②③④都正确
7．如图为学校附近常见的控制噪声标志。下列控制噪声的措施与图的方法相同的是（　　）
A．放鞭炮时用手捂住耳朵 B．在高速铁路两侧安装隔音幕墙
C．观演时手机调为静音 D．上课时关闭教室门窗
8．下列有关声现象的说法正确的是（　　）
A．图甲：噪声监测仪可以减弱噪声污染
B．图乙：蝙蝠利用次声波来确定目标位置
C．图丙：放在音箱前的烛焰晃动，说明声音具有能量
D．图丁：对着装有水的试管口吹气，水量增加声音变低
二、多项选择题
9．一艘测量船利用声呐探测某江域水底状况，测量船匀速行驶经过该江域的甲、乙、丙、丁四个位置时，向水底定向发射超声波，测得发出声波至收到回声的时间分别为0.30s、0.16s、0.28s、0.12s。由此可推断（　　）
A．四个位置中甲处江底最深
B．四个位置中丁处江底最深
C．这个区域江底是圆弧形
D．还不能描绘这个区域江底的完整形状
10．第一次“测定铸铁中声音的传播速度”实验是在法国巴黎用下述方法进行的：在铸铁管的一端敲一下，在管的另一端听到两次声音，两次声音间隔为，已知声音在空气中的传播速度是，铁管的长度为，则下面分析正确的是（　　）
A．第一声由在空气传来的声音，第二声是由铸铁传来的声音
B．人耳听到的声音是由铸铁振动产生的
C．声音在铸铁中的传播速约为
D．听到的第二次声音是第一次声音的回音
三、填空题
11．如图所示的贾湖骨笛是河南博物院镇馆之宝，世界上最早的吹奏乐器，吹奏骨笛时，笛内的空气柱　 　发声，用不同的力度吹奏时，发出声音的　 　不同。
12．如图所示，当用相同的力拨动宽窄不同的橡皮筋时，会发出不同的声音，此声音是由橡皮筋　 　产生的．当用相同大小的力拨动松紧度相同、宽窄不同的橡皮筋时，听到的声音的　 　不同(填声音特征的名称)．
13．现在次声波还被研发成武器，受到这种武器攻击的人会东倒西歪，这说明次声波可以传递　 　。其实，抵御这种新型武器也不难，只要在它面前设置一条真空带即可，这是因为　 　。
14．如图所示，小张同学学习了声音的知识后，废物利用，将7根长度不同、粗细相同的大吸管底部封口，并成一排做成一个“吸管琴”。当用嘴对吸管口吹气时，发声体是吸管内的　 　，声音的音调从左至右逐渐　 　（选填“升高”“降低”或“不变”）。
15．“抖音”App是一款社交类的软件，“抖音”的本质是将正常录制的音频和视频通过App软件以3倍的速度快速播放而达到“短”的目的，此时声波的频率也为正常声音的3倍，则“抖音”的声音　 　（选填“响度”、“音调”或“音色”）发生了改变，而声音的传播速度　 　（选填“变大”、“变小”或“不变”）。
16．日常生活中声音的“高”与“低”，其物理意义是不同的，有时指音调，有时指响度，例如：一名男低音歌手正在放声高歌，这是的“低”指的是　 　；“高”指的是　 　。成语“震耳欲聋”，从声音的特性分析，描述的是　 　的大小。
17．在气温为15℃时，声音在空气中的传播速度是340m/s，如果在看到闪电后2s才听到雷声，那么闪电处约距离人　 　m。某校进行地震逃生演练时，听到地震警报后，同学们立即有序跑出教学楼，这是利用声传递了　 　（选填“信息”或“能量”）。发生地震时会伴有　 　（选填“超声波”或“次声波”）产生。
18．跳广场舞已经成为人们健身的一项运动。 小超在学习时， 广场舞的音乐声对他来说属于　 　（选填“噪声”或“乐音”）。如图所示，在监测仪上看到显示的数字，它的单位是　 　（单位符号）。当有几辆重型汽车通过时，显示屏上的数字将会　 　（选填“变大”“不变”或“变小”）。
四、科普阅读题
19．阅读下列短文，回答问题。
超声波测速
超声波是振动频率高于20000Hz的声波，它具有指向性好、反射能力强、能量集中等特点，可用于测距、测速等。
测距是测速的基础，如图甲所示，超声波测速仪向静止的汽车发射超声波信号（简称信号），同时开始计时，信号传播过程中遇到汽车会被反射，测速仪接收到返回的信号就停止计时，根据记录的时间及其与路程、速度的关系，可计算出汽车与测速仪之间的距离，图乙是信号传播过程的s-t图像，s表示信号与测速仪之间的距离，t表示信号传播的时间。
则速仪测量汽车速度的原理是：测速仪向运动的汽车先后发射两次信号，根据汽车在两次遇到信号之间所通过的路程及所用的时间，由速度公式可得出汽车的平均速度测速仪在公路上对某跑车进行测速时，向匀速驶来的跑车发射两次信号，两次发射信号的时间间隔是1.0s，第一次发射信号到接收用时0.6s，第二次发射信号到接收用时0.3s。经测速仪测定，该跑车超速，驾驶员将受到交警部门处罚。（超声波速度取340m/s）
（1）人耳　 　（选填“能”或“不能”）听到超声波。超声波测速是利用了超声波的指向性好、能量集中、　 　等特点；
（2）如图乙所示，若t0=0.4s，则静止的汽车与测速仪之间的距离为　 　m；
（3）通过计算，在下图中，大致画出测速仪对该跑车发射的两次信号传播过程的s-t图像（t从第一次发射信号开始计时）。跑车在两次遇到信号之间通过的路程为　 　m，跑车的速度大小为　 　m/s。
五、简答题
20．飞机的噪声主要来自飞机发动机，工程师使用吸声材料和吸声结构对飞机的发动机进行吸声处理，可以有效地减弱噪声．另外，工程师在机舱内设置了绝热隔声层和阻尼层，也能有效地减弱机舱内飞机发动机产生的噪声。请结合上述材料，说一说，工程师是通过什么途径降低机舱内飞机发动机产生的噪声。
21．唐代诗人胡令能的《小儿垂钓》中写道：“蓬头稚子学垂纶，侧坐莓苔草映身，路人借问遥招手， 怕得鱼惊不应人。”当路人问路时，学钓鱼的小儿为何要远远地摆手，不答应呢？请联系所学的声学知识解释其中的原因。
六、实验探究题
22．小明想要研究声音的特性，于是她将正在发声的音叉轻触系在细绳上的乒乓球，观察到乒乓球被弹开。
（1）如图甲，乒乓球不停地被弹开，说明发声的音叉正在　 　；这种研究问题的方法称为　 　（选填“控制变量法”或“转换法”）。
（2）用更大的力度敲击音叉时，发现音叉发出的声音更强，乒乓球被弹得更高了，这一现象说明发声的响度与物体的　 　有关。
（3）如图乙，音叉停止振动后，在其右边放一个相同的音叉，敲击右边这一音叉时，发现贴近左边音叉的乒乓球被弹起，说明声音可以传递　 　。
（4）把如图乙的整套装置带到月球表面，不能看到与（3）相同的现象，是因为　 　。
23．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。
七、综合题
24．科学工作者为探测某处海底的深度，他们从测量船向海底垂直发射超声波，经过6s收到回波信号，则：
（1）声波从探测船传到海底的时间是多少？
（2）该处海底的深度是多少？（声音在海水中的传播速度是1500m/s）
参考答案
1．C
2．D
3．A
4．D
5．D
6．D
7．C
8．C
9．A,D
10．B,C
11．振动；响度
12．振动；音调
13．能量；真空中不能传声
14．空气柱；降低
15．音调；不变
16．音调；响度；响度
17．680；信息；次声波
18．噪声；dB；变大
19．不能；反射能力强；68；51；60
20．使用吸声材料和吸声结构对飞机的发动机进行吸声处理，这是在声源处减弱噪声；在机舱内设置绝热隔声层和阻尼层，这是在传播过程中减弱噪声。
21．解：人们发出的声音可以通过空气和水传播被鱼听到；声音能够传递信息，鱼听到人的说话声会被吓跑。
22．（1）振动；转换法
（2）振幅
（3）能量
（4）月球表面是真空状态，而声音的传播需要介质
23．（1）长度
（2）0.8；松紧
（3）1、2；长
（4）2
（5）控制变量
24．解：（1）超声波从海面到海底用的时间
（2）该处海底的深度s=vt=1500m/s×3s=4500m
答：（1）声波从探测船传到海底的时间是3s；
（2）该处海底的深度是4500m。

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