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2.1　声音的产生与传播
@学习目标
课程标准(2022年版) 本节要点
2.3.1　通过实验，认识声的产生和传播条件. 1.通过实验探究，知道声音的产生和传播条件.(重点) 2.能简单解释有关声现象的实例. 3.知道声音在不同介质中的声速不同，知道空气中的声速.
@集慧解惑
声音的产生
演示实验：体验声音的产生条件.
情景体验：拨动紧绷的橡皮筋(图甲)，或用手摸正在说话的喉咙(图乙)，发出声音的同时它们都在　振动　；当它们不再　振动　时，就不能发出声音了.
结论：①声音是由物体的　振动　产生的；振动停止，物体发声也　停止　；②像这样正在发声的物体叫作　声源　.
典例1 [物理观念]如图所示，将正在发声的音叉插入水中，水花飞溅，这说明声音是由物体　振动　产生的；用双手搓双耳鱼洗盆把手，盆会发出嗡嗡声，同时盆内水花四溅，说明发声的“鱼洗”正在　振动　；用双手按住把手，嗡嗡声会很快消失，这是因为　振动停止，发声也停止　.
变式1　如图甲所示，把乒乓球靠近正在发声的音叉，你会看到　乒乓球被弹开　，这说明正在发声的音叉在　振动　.甲、乙、丙三个实验中的乒乓球或纸屑等轻小物体起到把微小振动　放大　(选填“缩小”或“放大”)的作用，便于实验观察，物理学中把这种研究问题的方法叫作　转换　法.
　1.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.(不能说成“振动停止，声音立即消失”)
2.声源：正在发声的物体.(声源可以是固体、液体或气体)
3.几种常见物体的发声体：①人说话：声带；②蚊子的嗡嗡声：翅膀；③管乐器(如长笛、洞箫)：空气柱；④弦乐器(如吉他、古筝、钢琴)：弦；⑤打击乐器(如鼓、锣)：鼓面、锣面.
4.转换法：对于不易观察的现象或不易直接测量的物理量，用直观的现象去认识或用易测量的物理量间接测量，这种研究问题的方法叫作转换法.例如：在桌面上撒些细沙，敲击桌面发声时，可以看到细沙在桌面上跳动；音叉振动发声时，可以看到乒乓球被弹开等.
声音的传播
1.演示实验：研究声音的传播.
(1)如图甲所示，你把一个耳朵贴在桌面上，让同桌用手指甲轻刮桌子(不要让附近的同学听到声音)，你　能　(选填“能”或“不能”)听到声音，若能听到声音，跟抬起头听声音相比，耳朵贴在桌面上听到的声音更　响　；说明　固体　可以传播声音，且传声效果　更好　.
(2)如图乙所示，将正在发声的手机装入塑料袋，扎紧袋口后用细线悬挂在水中，还能听到手机的音乐声，说明　液体　可以传播声音.
(3)如图丙所示，在玻璃罩内放一个正在响铃的小闹钟，此时　能　(选填“能”或“不能”)听到闹铃声；用抽气机抽取罩内的空气，在抽气的过程中，听到闹铃声逐渐　变小　(选填“变大”或“变小”)；如果罩中的空气完全抽出，　不能　(选填“能”或“不能”)听到闹铃声；如果再让空气逐渐进入玻璃罩中，闹铃声会逐渐　变大　(选填“变大”或“变小”).
结论：真空　不能　(选填“能”或“不能”)传声；声音的传播需要　介质　.
典例2 小明在鱼缸旁边拍手时，鱼儿被吓得惊慌.随后，他用黑布挡在鱼缸和手之间如图所示，然后拍手，发现鱼儿仍被吓得惊慌.由此发现 (　B　)
A.鱼儿的惊慌是由手的动作引起的
B.鱼儿的惊慌是由声音引起的
C.鱼儿听到声音是由空气直接传来的
D.声音在空气中比水中传播得快
变式2　[物理观念]音乐家贝多芬晚年失聪，将硬棒的一端抵在钢琴的盖板上，另一端咬在牙齿的中间，通过硬棒来“听”钢琴声，这说明　固体能够传声　.如果贝多芬耳聋后，给他配备如图所示的骨传导耳机，声音可以通过　耳骨　(选填“耳骨”或“空气”)传至他的听神经.
2.声的传播形式
(1)如图所示，击鼓时，鼓面的振动带动周围的　空气　振动，形成了疏密相同的波动，向远处传播.这个过程跟　水波　的传播相似.
(2)结论：声音以　波　的形式传播着，我们把它叫作　声波　.
　1.声音的传播需要介质，固体、液体、气体都可以传声，真空不能传声.
2.声音以波的形式传播.
3.理想实验法：科学家通过逻辑推理和理想化假设，在头脑中构建无法完全在现实中实现的实验场景，从而揭示自然规律的一种研究方法.如抽气机无法将玻璃罩完全抽成真空，但通过罩内空气变少，听到的声音越来越小，由此推理出：真空不能传声.
声速与回声
1.声速
阅读下表数据，总结归纳知识.
介质 声速/(m·s－1) 介质 声速/(m·s－1)
空气(0 ℃) 331 海水(25 ℃ ) 1 531
空气(15 ℃) 340 冰 3 230
空气(25 ℃) 346 铜(棒) 3 750
软木 500 大理石 3 810
煤油(25 ℃) 1 324 铝(棒) 5 000
水(常温) 1 500 铁(棒) 5 200
(1)声音传播的快慢用　声速　来描述；15 ℃时空气中的声速是　340　m/s.
(2)声速大小跟介质的　种类　有关，一般情况下，　固体　(选填“固体”“液体”或“气体”)中的声速最大.
(3)声速大小还跟介质的　温度　有关，同种介质中，温度升高，声速变　大　(选填“大”或“小”).
2.回声
(1)概念：声音在传播过程中遇到　障碍物　被　反射　回来形成回声.
(2)人耳能区分出原声与回声的时间间隔要在　0.1　s以上.当障碍物离声源太近时，声波很快被反射回来，此时　回声　与原声混在一起，分辨不出原声与回声，但会觉得声音更响亮，所以在室内讲话比在旷野里讲话更响亮.
典例3 (回归教材)人耳能区分出原声与回声的时间间隔要在0.1 s以上，那么人距离障碍物至少要多少米？(气温为15 ℃)
解：声音传播到障碍物的时间t＝×0.1 s＝0.05 s
声速v＝340 m/s
人与障碍物之间的距离s＝vt＝340 m/s×0.05 s＝17 m
答：人距离障碍物至少要17 m.
　　15 ℃时，声音在空气中传播的速度为340 m/s.计算发声体与反射物的距离时，一定要注意声音传播的时间等于声音传出与返回的总时间，即根据公式s＝vt计算距离时，t为传播总时间的一半.
变式3　[科学思维]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声波，经过6 s收到回波信号，求：
(1)声波从探测船传到海底的时间；
(2)该处海底的深度.(声音在海水中的传播速度是1 500 m/s)
解：(1)声波从海面传到海底用的时间t＝t总＝×6 s＝3 s
(2)由v＝可得，该处海底的深度s＝vt＝1 500 m/s×3 s＝4 500 m
答：(1)声波从探测船传到海底的时间是3 s；(2)该处海底的深度是4 500 m.
@慧化亮人
1.[传统文化]我国古人发明的风筝是世界上最早的飞行器之一.明代《询刍录》中记载“于鸢首以竹为笛，使风入竹，声如筝鸣，故名风筝”，文中声音的发声体是
(　C　)
A.鸢 B.竹 C.风 D.筝
2.(2024·雷州市期末)沈括在《梦溪笔谈》中记载道：行军宿营，士兵枕着牛皮制的箭筒睡在地上，能够及早地听到夜袭的敌人的马蹄声.究其原因，下列解释正确的是
(　C　)
A.气体传声快 B.液体传声快
C.固体传声快 D.原因不明，尚在探索中
3.(回归教材)在地球上做这样的实验：一人在一根较长的灌满水的钢管的一端敲击一下，另一人在钢管的另一端耳朵贴近管口会听到　3　次声音，第一次听到的响声是经　钢管　传来的，最后一次是经　空气　传来的.
4.如表是某些介质中的声速.
介质 声速/(m·s－1) 介质 声速/(m·s－1)
空气(15 ℃) 340 海水(25 ℃) 1 531
空气(25 ℃) 346 铜(棒) 3 750
空气(35 ℃) 352 大理石 3 810
煤油(25 ℃) 1 324 铝(棒) 5 000
蒸馏水(25 ℃) 1 497 铁(棒) 5 200
(1)在15 ℃空气中，声速是　340　m/s，声源发出的声音需要经过　0.2　s才能让放在离声源68 m处的声音采集设备接收到.
(2)空气中的声速随温度的升高而　增大　(选填“增大”“减小”或“不变”).
(3)分析表格信息，推断声速大小可能跟什么因素有关？(写出两种)　温度　、　介质种类　.
(4)月球上两个航天员即使相距很近也要借助无线电交流，这是因为　真空　不能传声.
5.我们知道：声音在不同介质中传播的速度不同.阅读表中一些介质中的声速，回答问题.在空心金属管的一端敲击一下，在另一端先后听到两个声音，已知敲击后声音通过空气传到另一端需要的时间为2.5 s，两声相隔2.33 s(此时气温约为15 ℃).求：
(1)空心金属管的长；
(2)声音在该金属管中的传播速度及该金属管可能是由什么材料制成的？
一些介质中的声速v/(m·s－1)
空气(0 ℃) 331 铜 3 750
空气(15 ℃) 340 铝 5 000
水(常温) 1 500 铁 5 200
解：(1)声音在15 ℃空气中的传播速度v空气＝340 m/s
声音在空气中的传播时间t空气＝2.5 s
空心金属管的长s＝v空气t空气＝340 m/s×2.5 s＝850 m
(2)声音在空气中的传播速度小于在金属管中的传播速度，则声音在空气中的传播时间大于在金属管中的传播时间，由题意可知声音在金属管内传播的时间
t金属＝t空气－Δt＝2.5 s－2.33 s＝0.17 s
则声音在金属管内传播的速度
v金属＝＝＝5 000 m/s
对比表中数据可知，该金属管可能是铝制成的
答：(1)空心金属管的长为850 m；(2)声音在该金属管中的传播速度为5 000 m/s，该金属管可能是铝制成的.2.1　声音的产生与传播
@学习目标
课程标准(2022年版) 本节要点
2.3.1　通过实验，认识声的产生和传播条件. 1.通过实验探究，知道声音的产生和传播条件.(重点) 2.能简单解释有关声现象的实例. 3.知道声音在不同介质中的声速不同，知道空气中的声速.
@集慧解惑
声音的产生
演示实验：体验声音的产生条件.
情景体验：拨动紧绷的橡皮筋(图甲)，或用手摸正在说话的喉咙(图乙)，发出声音的同时它们都在 ；当它们不再 时，就不能发出声音了.
结论：①声音是由物体的 产生的；振动停止，物体发声也 ；②像这样正在发声的物体叫作 .
典例1 [物理观念]如图所示，将正在发声的音叉插入水中，水花飞溅，这说明声音是由物体 产生的；用双手搓双耳鱼洗盆把手，盆会发出嗡嗡声，同时盆内水花四溅，说明发声的“鱼洗”正在 ；用双手按住把手，嗡嗡声会很快消失，这是因为 .
变式1　如图甲所示，把乒乓球靠近正在发声的音叉，你会看到 ，这说明正在发声的音叉在 .甲、乙、丙三个实验中的乒乓球或纸屑等轻小物体起到把微小振动 (选填“缩小”或“放大”)的作用，便于实验观察，物理学中把这种研究问题的方法叫作 法.
　1.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.(不能说成“振动停止，声音立即消失”)
2.声源：正在发声的物体.(声源可以是固体、液体或气体)
3.几种常见物体的发声体：①人说话：声带；②蚊子的嗡嗡声：翅膀；③管乐器(如长笛、洞箫)：空气柱；④弦乐器(如吉他、古筝、钢琴)：弦；⑤打击乐器(如鼓、锣)：鼓面、锣面.
4.转换法：对于不易观察的现象或不易直接测量的物理量，用直观的现象去认识或用易测量的物理量间接测量，这种研究问题的方法叫作转换法.例如：在桌面上撒些细沙，敲击桌面发声时，可以看到细沙在桌面上跳动；音叉振动发声时，可以看到乒乓球被弹开等.
声音的传播
1.演示实验：研究声音的传播.
(1)如图甲所示，你把一个耳朵贴在桌面上，让同桌用手指甲轻刮桌子(不要让附近的同学听到声音)，你 (选填“能”或“不能”)听到声音，若能听到声音，跟抬起头听声音相比，耳朵贴在桌面上听到的声音更 ；说明 可以传播声音，且传声效果 .
(2)如图乙所示，将正在发声的手机装入塑料袋，扎紧袋口后用细线悬挂在水中，还能听到手机的音乐声，说明 可以传播声音.
(3)如图丙所示，在玻璃罩内放一个正在响铃的小闹钟，此时 (选填“能”或“不能”)听到闹铃声；用抽气机抽取罩内的空气，在抽气的过程中，听到闹铃声逐渐 (选填“变大”或“变小”)；如果罩中的空气完全抽出， (选填“能”或“不能”)听到闹铃声；如果再让空气逐渐进入玻璃罩中，闹铃声会逐渐 (选填“变大”或“变小”).
结论：真空 (选填“能”或“不能”)传声；声音的传播需要 .
典例2 小明在鱼缸旁边拍手时，鱼儿被吓得惊慌.随后，他用黑布挡在鱼缸和手之间如图所示，然后拍手，发现鱼儿仍被吓得惊慌.由此发现 (　 　)
A.鱼儿的惊慌是由手的动作引起的
B.鱼儿的惊慌是由声音引起的
C.鱼儿听到声音是由空气直接传来的
D.声音在空气中比水中传播得快
变式2　[物理观念]音乐家贝多芬晚年失聪，将硬棒的一端抵在钢琴的盖板上，另一端咬在牙齿的中间，通过硬棒来“听”钢琴声，这说明 .如果贝多芬耳聋后，给他配备如图所示的骨传导耳机，声音可以通过 (选填“耳骨”或“空气”)传至他的听神经.
2.声的传播形式
(1)如图所示，击鼓时，鼓面的振动带动周围的 振动，形成了疏密相同的波动，向远处传播.这个过程跟 的传播相似.
(2)结论：声音以 的形式传播着，我们把它叫作 .
　1.声音的传播需要介质，固体、液体、气体都可以传声，真空不能传声.
2.声音以波的形式传播.
3.理想实验法：科学家通过逻辑推理和理想化假设，在头脑中构建无法完全在现实中实现的实验场景，从而揭示自然规律的一种研究方法.如抽气机无法将玻璃罩完全抽成真空，但通过罩内空气变少，听到的声音越来越小，由此推理出：真空不能传声.
声速与回声
1.声速
阅读下表数据，总结归纳知识.
介质 声速/(m·s－1) 介质 声速/(m·s－1)
空气(0 ℃) 331 海水(25 ℃ ) 1 531
空气(15 ℃) 340 冰 3 230
空气(25 ℃) 346 铜(棒) 3 750
软木 500 大理石 3 810
煤油(25 ℃) 1 324 铝(棒) 5 000
水(常温) 1 500 铁(棒) 5 200
(1)声音传播的快慢用 来描述；15 ℃时空气中的声速是 m/s.
(2)声速大小跟介质的 有关，一般情况下， (选填“固体”“液体”或“气体”)中的声速最大.
(3)声速大小还跟介质的 有关，同种介质中，温度升高，声速变 (选填“大”或“小”).
2.回声
(1)概念：声音在传播过程中遇到 被 回来形成回声.
(2)人耳能区分出原声与回声的时间间隔要在 s以上.当障碍物离声源太近时，声波很快被反射回来，此时 与原声混在一起，分辨不出原声与回声，但会觉得声音更响亮，所以在室内讲话比在旷野里讲话更响亮.
典例3 (回归教材)人耳能区分出原声与回声的时间间隔要在0.1 s以上，那么人距离障碍物至少要多少米？(气温为15 ℃)
　　15 ℃时，声音在空气中传播的速度为340 m/s.计算发声体与反射物的距离时，一定要注意声音传播的时间等于声音传出与返回的总时间，即根据公式s＝vt计算距离时，t为传播总时间的一半.
变式3　[科学思维]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声波，经过6 s收到回波信号，求：
(1)声波从探测船传到海底的时间；
(2)该处海底的深度.(声音在海水中的传播速度是1 500 m/s)
@慧化亮人
1.[传统文化]我国古人发明的风筝是世界上最早的飞行器之一.明代《询刍录》中记载“于鸢首以竹为笛，使风入竹，声如筝鸣，故名风筝”，文中声音的发声体是
(　 　)
A.鸢 B.竹 C.风 D.筝
2.(2024·雷州市期末)沈括在《梦溪笔谈》中记载道：行军宿营，士兵枕着牛皮制的箭筒睡在地上，能够及早地听到夜袭的敌人的马蹄声.究其原因，下列解释正确的是
(　 　)
A.气体传声快 B.液体传声快
C.固体传声快 D.原因不明，尚在探索中
3.(回归教材)在地球上做这样的实验：一人在一根较长的灌满水的钢管的一端敲击一下，另一人在钢管的另一端耳朵贴近管口会听到 次声音，第一次听到的响声是经 传来的，最后一次是经 传来的.
4.如表是某些介质中的声速.
介质 声速/(m·s－1) 介质 声速/(m·s－1)
空气(15 ℃) 340 海水(25 ℃) 1 531
空气(25 ℃) 346 铜(棒) 3 750
空气(35 ℃) 352 大理石 3 810
煤油(25 ℃) 1 324 铝(棒) 5 000
蒸馏水(25 ℃) 1 497 铁(棒) 5 200
(1)在15 ℃空气中，声速是 m/s，声源发出的声音需要经过 s才能让放在离声源68 m处的声音采集设备接收到.
(2)空气中的声速随温度的升高而 (选填“增大”“减小”或“不变”).
(3)分析表格信息，推断声速大小可能跟什么因素有关？(写出两种) 、 .
(4)月球上两个航天员即使相距很近也要借助无线电交流，这是因为 不能传声.
5.我们知道：声音在不同介质中传播的速度不同.阅读表中一些介质中的声速，回答问题.在空心金属管的一端敲击一下，在另一端先后听到两个声音，已知敲击后声音通过空气传到另一端需要的时间为2.5 s，两声相隔2.33 s(此时气温约为15 ℃).求：
(1)空心金属管的长；
(2)声音在该金属管中的传播速度及该金属管可能是由什么材料制成的？
一些介质中的声速v/(m·s－1)
空气(0 ℃) 331 铜 3 750
空气(15 ℃) 340 铝 5 000
水(常温) 1 500 铁 5 200

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