【核心素养】 浙教(2024)版八上《1.3声音的特性与应用-第二课时》学案(含解析)

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【核心素养】 浙教(2024)版八上《1.3声音的特性与应用-第二课时》学案(含解析)

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核心素养
科学观念:掌握声音具备传递信息与能量的功能;明确噪声存在物理与环保双重定义,知道噪声的危害及分贝标准。
科学思维:通过类比推理理解声呐原理,系统分析噪声控制三途径,借助波形图建构噪声物理模型。
探究实践:通过一些有趣的小活动,初步感受科学就在身边,科学与生活息息相关,初步感悟合作学习和交流分享是学习科学的重要方法;
态度责任:培养环保意识,减少生活噪声;树立社会责任感,鼓励参与公共场所噪声治理,共建良好声环境。
【课前预习】
1. 医生用_______(一种超声波仪器)检查胎儿的发育情况,利用了超声波_______的特点。
2. 利用超声波清洗精密仪器,是利用了超声波_______的特点;利用超声波击碎人体内的结石,是利用了超声波_______的特点。
3. 次声波可以传播很远的距离,而且不容易被吸收,利用次声波可以监测_______、_______等自然灾害。
4. 声音可以传递_______和_______,例如,人们通过说话交流信息,利用了声音传递_______;利用超声波清洗物品,利用了声音传递_______。
5 控制噪声的途径主要有三个:防止噪声_______、阻断噪声_______、防止噪声_______。
6. 在摩托车排气管上安装消声器,是在_______处减弱噪声;在道路两旁种植树木,是在_______中减弱噪声;戴上耳塞,是在_______处减弱噪声。
7. 从物理学角度看,噪声是指发声体做_______振动时发出的声音;从环境保护角度看,凡是妨碍人们正常_______、_______和_______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。
【课中研学】
一、声的利用
1、回声现象
(1)定义:声音在传播过程中遇到障碍物,就会被反射,人们把能够与原声区分开的反射声波叫做回声。
(2)分辨回声的条件:当障碍物离人较远时,人发出的声音经过较长时间 (大于 0.1s) 回到耳边,人们就能把回声和原声区分开来。
思考与讨论:已知在 15℃的空气中,声音每秒传播 340 米,人离障碍物至少 米能听到回音。
2、超声波的利用
(1)回声定位
①动物利用超声波捕食,如蝙蝠、海豚等。
②声呐系统和倒车雷达:声呐测绘、超声波定位鱼群、倒车雷达。
(3)超声波扫描
利用超声波扫描可以得到人体内部各器官的图像,以获得人体内部是否病变的准确信息,确诊病情,如胎儿 B 超图像。
(3)其他应用:日常用品也越来越多地使用超声波,如超声波清洗器、超声波牙刷等。
3、次声波的利用
(1)部分动物利用次声波交流
不同的动物感受声波的频率范围不同,大象利用人类听不到的 “声音” 进行交流,这种 “声音” 是一种次声波。
(2)次声波监测
自然界中的许多现象,如地震、火山爆发、海啸、台风等,都伴有次声波的产生。次声波可传播很远的距离,发生地震、台风、核爆炸时,即使在几千千米以外,使用灵敏的声学仪器也能接收到它们产生的次声波。通过处理这些信息,可以确定现象发生的方位和强度等。
科学阅读:动物利用大地振动波互相联络
动物通过探测土壤、植物茎叶的小振动产生的波来识别环境、定位猎物、防备捕食者。很多动物能用大地振动波与其他动物联络,它们用各种方式产生振动,包括敲打、抖动和刮擦等,动物产生的大地振动波通常专属于相应物种,能用来确认和追求潜在配偶、警告同伴附近存在捕食者、声明领地,或者协调社会成员的活动等。
二、噪声及其控制
1、乐音:使人感觉轻松愉快的声音,如清脆的鸟鸣声、悠扬的乐声、悦耳的歌声等。
2、噪声:使人感到烦躁不安的声音,如马路上的嘈杂声、飞机的轰鸣声等。
思考与讨论:学习时,邻居发出的优美的音乐对你来说是乐音还是噪声?为什么?
(1)凡影响人们正常工作、生活和休息的声音都是噪声
噪声妨碍人们的生活、工作与学习,有害健康,被列为国际公害。我国政府规定,学校、居民住宅区的环境噪声,白天不能超过 55dB,夜间不能超过45dB。
(2)控制噪声的措施
控制噪声一般从三个方面考虑:控制噪声产生、阻断噪声传播、防止噪声入耳。
思考与讨论:举例说明日常生活和生产劳动中控制噪声的措施。
科学阅读:我国古代在声学方面取得的成就
1973 年,浙江余姚河姆渡遗址出土一批文物,其中有大量完整的骨哨和骨笛,至今仍能吹奏出和谐的旋律,表明中国古人在史前时期对声学就有了认识。
到 3000 多年前的商代,人们已能系统地掌握乐器的制造方法和相应的乐律等,能制造弦乐器和管乐器,以及钟磬等打击乐器,如近代出土的编钟是由一系列大小不同的钟组成的,能敲出高低不一而和谐的音调。
我国古代工匠在建筑声学技术方面也有丰富的经验,如北京天坛的回音壁,巧妙地利用声的反射和聚焦现象,使声音能沿着环形壁面传播得很远,并且在回音壁中心的三音石附近能清晰地分辨出三次回声。
【课堂总结】
【课堂练习】
1.(2025八上·杭州月考)生产和生活中产生的噪声会影响人们的生活,我们经常要进行噪声防治,下列属于在声源处减弱噪声的是()
A.在居民居住区多植树种草 B.有的道路旁设置隔音板
C.工厂员工戴着防噪声耳罩 D.摩托车排气管安装消声器
2.(2025八上·慈溪月考)近年来被称为“水上大熊猫”的中华白海豚得到了有效保护。海豚发声频率范围非常大,当海豚发出22000Hz的声音时,人耳   (选填“能”或“不能”)听到这种声音。为了不惊扰海豚,所有经过的轮船禁止鸣笛,这是在   减弱噪声。
3.火箭发射时,会产生次声波,这种波对人体会造成伤害,说明声波   传递能量;“嫦娥六号”降落月球的过程中,   借助减速伞进行减速制动。(选填“可以”或“不可以”)
4.小红计划将自己练琴的房间改造成隔音房间,以免练琴时打扰邻居。方案实施前,她和小伙伴一起上网查找资料,并购买了聚酯棉和海绵,通过实验来测评其隔音性能。
(1)现准备了音叉与电子闹钟各一个,应选择   作为本实验的声源。
(2)将待测材料分别填充在两个完全相同的鞋盒内,且保持填充的厚度相同。将声源放进鞋盒,在安静环境下,利用手机上的分贝仪软件测量声音的响度。在对比测试的过程中,除测试材料外,其他条件需保持一致,如声源类型、   (写出一点即可)。
(3)通过探究,得到如表所示的实验数据,分析可知隔音性能较好的材料是   ;你的判断方法是   相同时,比较   。
材料 聚酯棉 海绵
距离/ 1 2 3 1 2 3
响度/ 54.3 49.1 46.6 61.7 55.8 53.4
(4)选择房间隔音材料时,除考虑隔音效果外,还应考虑   、   等因素。
5.噪声会影响我们的身体健康,在制作隔音房间的实践活动中,小明了解到在减弱噪声的手段中,采用隔音性能更好的材料是手段之一。于是他设计了如下实验对材料的隔音性能进行探究,请阅读并回答下列问题。
甲    乙
实验步骤:
①先搜集各种材料,如5 cm厚波峰吸音棉,5 cm厚聚酯纤维吸音棉,3 mm厚隔音毡,2 mm厚隔音毡,2 mm厚白色阻尼隔音毡,复合隔音吸音材料,复合阻尼隔音板;
②把正在响铃的手机放入玻璃筒内,在筒边放置声级计,如图甲,声级计显示为72.3 dB;
③保持手机铃声不变,声级计到玻璃筒的距离不变。如图乙,分别用各种材料覆盖玻璃筒顶端,用声级计进行测试,得到如表的数据。
次数 1 2 3 4 5 6 7
材料 5 cm厚波 峰吸音棉 5 cm厚聚酯纤维吸音棉 3 mm厚隔 音毡 2 mm厚隔 音毡 2 mm厚白色阻 尼隔音毡 复合隔音 吸音材料 复合阻尼 隔音板
声级计示 数/dB 67.1 68.9 63.2 68.2 65.8 71.9 68.1
(1)该实验利用了同一稳定声源发声,根据表格中数据可知,这几组测试中,隔音性能最好的是第   组。
(2)分析小明所得数据,根据第3次和第4次数据可知,材料隔音性能与材料的   有关;因此利用这组数据   (选填“能”或“不能”)准确比较出这几种隔音材料的隔音性能好坏。
(3)制作隔音小屋时,可以将墙壁制成中空夹层,并在其中塞满隔音材料,这是从 方面入手控制噪声。
(4)上述材料中选择   塞满隔音小屋的墙壁夹层隔音效果最好。
【课后练习】
1.(2025八上·杭州开学考)我国高速列车的飞速发展给人们的美好生活带来了新福祉,为世界高速列车的发展树立了新标杆。动车组轨道用的是超长无缝钢轨,可以避免轮与轨之间的缝隙碰撞发声,从而给乘客一个安静舒适的环境。下列实例中,减弱噪声的方法与之相同的是(  )
A.摩托车上的消音器 B.路口的噪声监测仪
C.高架路上的隔音板 D.工厂里的降噪耳塞
2.(2025八上·杭州开学考)屏下指纹的“全面屏”手机变得越来越普及,与传统指纹识别不同,该手机采用超声波指纹识别技术,通过发射超声波扫描紧贴屏幕的指纹,并根据接收到的反射波分析得出指纹的信息,进行比对解锁。该系统向手指上若干个位置发射超声波,检测到被手指反射的信号时所需的时间随位置的变化情况如图所示,则下列指纹的大致形状,最符合的是(  )
A. B. C. D.
3.随着居民环保意识的增强,噪声问题越来越受到大家的关注,下列措施中,不能减弱噪声的是(  )
A.城区内禁止机动车鸣笛 B.减少二氧化碳气体的排放
C.城市高架路上安装隔声屏 D.给汽车排气管装上消声器
4.我们生活在声音的世界里,声音无处不在。这里列举了6种声音:①工厂车间里机器的轰鸣声;②剧场里的演奏声;③清晨公园里小鸟的鸣叫声;④装修房子的电钻声;⑤街上汽车的鸣笛声;⑥山间小溪的流水声。其中从环保角度看属于噪声的是 (  )
A.①③④ B.①②⑤ C.①④⑤ D.①④⑤⑥
5.如图所示,在城市的繁华路段旁常竖有噪声监测装置,从装置上显示的分贝数大小可知此时的噪声(  )
A.会使人失去听力 B.会妨碍人们的工作和学习
C.不会妨碍人们的休息和睡眠 D.是较理想的安静环境
(5题图) (6题图)
6.训练警犬时,训犬员常使用如图所示的训犬笛对警犬发号施令。将调节杆适当旋进或旋出并固定后,可改变笛声的   (填“音调”“响度”或“音色”);某次训犬笛发出25 000 Hz 的声音,此时它发出的是    (填“超声波”或“次声波”),人耳   (填“能”或“不能”)听到。
7.跳广场舞已经成为较普遍的人们健身的一项运动,为了不影响周围居民的生活和休息,跳舞时将音箱的音量调小,这是在   减弱噪声;附近的居民紧闭窗户,这是在   减弱噪声。如图所示的噪声监测装置   (填“能”或“不能”)减弱噪声。
(7题图) (8题图)
8.如图所示为一款降噪耳机。
(1)耳机可以发出声音是因为耳机内的部分结构在   。
(2)声波进入人耳,在   形(第10题)成听觉。
(3)佩戴降噪耳机是在   (填“声源处”“传播过程中”或“人耳处”)减弱噪声。
9.如图所示,在2022年北京冬奥会开幕式上,一名小男孩用小号演奏《我和我的祖国》,44名孩子用希腊语唱起《奥林匹克颂》。
(1)小号的声音通过   传入现场观众耳朵中;小男孩吹奏时用手按下不同的按键,是为了改变声音的   (填声音的特性);
(2)孩子们的天籁之音是由他们的声带   产生的,我们能够从伴奏中分辨出不同乐器发出的声音,是由于它们发出声音的   ,填声音的特性)不同;
(3)开幕式现场附近,禁止车辆鸣笛,这是通过  来控制噪声污染;
(4)如下图所示为同一示波器显示的几种声波的波形图,其中音调和甲一样的有   ,响度和甲不同的是   。
10.小明佩戴了一款主动降噪耳机,耳机工作时,用话筒将噪声收集起来传送到专门的处理器进行分析,根据分析结果再通过喇叭产生与噪声声波相符的反噪声波,以抵消噪声声波,从而降低噪声,如图所示。
(1)音叉的声音是以声波的形式在空气中传播的,人耳听到的声音较弱时,是两个声源发出的声音   (选填“同时”或“不同时”)传达到某处,引起空气的振动相互抵消的结果。
(2)“以声消声”技术消除噪声的方法属于____。
A.控制噪声的产生 B.阻断噪声的传播 C.防止噪声进入耳朵
11.住宅的玻璃门窗通常采用真空玻璃。其结构特点是将两块玻璃边部密封在一起,通过抽气口将两层玻璃之间抽成接近真空,并用玻璃柱支撑,如图所示。这种双层真空玻璃“既不影响采光,又能隔音”,“能隔音”的原因是   。这种控制噪声的措施属于在   减弱噪声的。
(11题图) (12题图)
12.如图所示,在医院走廊里经常能看到醒目的“静”字,提醒人们不要大声说话,以免影响病人休息,这是在   减弱噪声;病房门窗都具有较好的隔音效果,这是在   减弱噪声;有的病人休息时喜欢戴上耳罩,这是在   减弱噪声。
13.“蝉噪林逾静,鸟鸣山更幽。”这两句千古传诵的名句被誉为“文外独绝”。蝉叫声和鸟鸣声都是由物体的   产生的;暑假在家学习时,为了减小蝉叫声的干扰,关闭门窗,这是在   (选填“声源处”、“传播过程中”或“人耳处”)减弱噪声。
14.小明学了声音的知识后,对材料的隔音性能很感兴趣,于是他设计了如下实验进行探究:①搜集各种材料,如衣服、报纸、平装书、塑料袋、袜子;②把钟放到一个盒子里,将衣服盖在钟上方,然后逐渐远离盒子直到听不到嘀嗒声,记下此时人离盒子的距离;③依次分别将各种材料盖在钟上方重复以上实验,得到下表的数据。
材料 衣服 报纸 平装书 塑料袋 袜子
听不见钟声的实际距离/m 2.1 2.8 3.7 5.2 1.2
(1)小明设计的实验利用了离声源越远,听到的声音响度越   (选填 “大”或“小”)的原理;
(2)根据实验数据,上述待测材料隔音性能最差的是   ;
(3)根据小明的实验结果,可以作出一个推测:表面   的材料隔音性能较好。(选填“平整光滑”或“粗糙多孔”)
参考答案
课前预习
1. B超、能传递信息
2. 能传递能量、能传递能量
3. 地震、海啸
4. 信息、能量、信息、能量
5. 产生、传播、进入人耳
6. 声源、传播过程、人耳
7 无规则、休息、学习、工作
课中研学
一、声的利用
思考与讨论:(答案:S=Vt=340m/s×0.05s=17m)
二、噪声及其控制
思考与讨论: 噪声,因为优美的音乐也会影响人的学习。
(2)控制噪声的措施
思考与讨论:
①控制噪声产生:如交通繁忙地区禁按喇叭。
②阻断噪声传播:如高架路上安装隔音屏。
③防止噪声入耳:如车间工人佩戴隔音耳罩。
课堂练习
1.【答案】D
【知识点】噪声的危害和防止噪声的途径
【解析】【分析】减弱噪声主要有三种途径:在声源处减弱、在传播过程中减弱、在人耳处减弱。在声源处减弱噪声,是指对噪声源进行处理,使其发出的噪声减小;在传播过程中减弱噪声,是指在声音传播的路径上采取措施,阻碍声音的传播;在人耳处减弱噪声,是指通过佩戴防护设备,减少进入人耳的噪声。
【解答】A、在居民居住区多植树种草,树木和草是在声音传播过程中对噪声起到吸收等作用,属于在传播过程中减弱噪声,故该选项错误。
B、有的道路旁设置隔音板,隔音板能阻挡声音的传播,属于在传播过程中减弱噪声,故该选项错误。
C、工厂员工戴着防噪声耳罩,耳罩是减少噪声进入人耳,属于在人耳处减弱噪声,故该选项错误。
D、摩托车排气管安装消声器,消声器是对摩托车这个噪声源进行处理,使其发出的噪声减小,属于在声源处减弱噪声,故该选项正确。
故答案为:D。
2.【答案】不能;声源处
【知识点】超声波与次声波;噪声的危害和防止噪声的途径
【解析】【分析】大于20000Hz的声音称为超声波,人耳不能听到;低于20Hz的声音称为次声波,人耳也听不到。
【解答】人耳能听到的声音频率范围大约在20Hz到20000Hz之间。海豚发出的22000Hz声音属于超声波,超过了人耳听觉上限,因此人耳不能听到这种声音。
轮船禁止鸣笛是从噪声产生的源头进行控制,这是在声源处减弱噪声。噪声控制通常分为三个途径:声源处控制、传播过程中控制和接收处控制。
3.【答案】可以;不可以
【知识点】超声波与次声波;力与运动的关系;月球的概况;人类对月球和火星的探测
【解析】【分析】降落伞能使飞行器减速,利用的是空气阻力,月球上没有大气,可知不能通过降落伞使飞行器减速。
【解答】火箭发射时会产生次声波,声波可以传递能量,次声波对人体会造成伤害
月球表面没有空气,因此不存在空气阻力,所以“嫦娥六号”降落月球过程中,不可以借助减速伞进行减速制动
4.【答案】(1)电子闹钟
(2)手机与声源的距离
(3)聚酯棉;手机与声源的距离;响度
(4)价格;环保性
【知识点】声音传播的条件;噪声的危害和防止噪声的途径
【解析】【分析】(1)便于测量,要让声源持续稳定地发出声音;
(2)实验要运用控制变量法;
(3)分析数据可得出声音结论;
(4)还应考虑价格、环保性等因素,据此分析;
【解答】(1)音叉发声持续时间较短且声音不稳定,而电子闹钟能持续稳定发声,更适合作为本实验的声源,所以应选择电子闹钟。
(2) 在对比测试过程中,为保证实验的科学性,除测试材料外,其他条件需保持一致,像手机与声源的距离会影响声音响度的测量,所以要保持手机与声源的距离相同。
(3)观察实验数据,当手机与声源的距离相同时,聚酯棉对应的响度数值比海绵小。因为隔音性能好的材料,能使声音减弱得更多,透过材料后的声音响度更小,所以隔音性能较好的材料是聚酯棉;判断方法是手机与声源的距离相同时,比较响度。
(4)选择房间隔音材料时,除了隔音效果,还得考虑材料的价格,要选择性价比高的;同时也要考虑环保性,避免材料对环境和人体健康造成危害等因素。
5.【答案】(1)3
(2)厚度;不能
(3)传播过程
(4)白色阻尼隔音毡
【知识点】噪声的危害和防止噪声的途径
【解析】【分析】(1)声级计示数越小,说明该组的隔音性能越好;
(2)分析第3与第4次相同的量和不同的量,可得出隔音性能好坏的某种影响因素;
要比较隔音材料隔音性能的好坏,必须让各种材料的其他条件相同;
(3)控制噪声的三种途径:从声源处,从传播过程中,从人耳处,根据题意分析即可;
(4)判断出隔音性能最好的材料,选择便可。
【解答】(1)由表格中数据知,第3组数据声级计的数值最小,可知该组隔音性能最好;
(2)第3次和第4次数据材料的种类相同,厚度不同,声级计的示数不同,可知材料隔音性能与材料的 厚度有关;
由于材料隔音性能与材料的 厚度有关,各组数据没有控制各种材料的厚度相同,所以不能准确比较出这几种隔音材料的隔音性能好坏;
(3)在墙壁中层塞满隔音材料,这是从传播过程方面入手控制噪声;
(4)由1/2/3三组的数据可知,厚隔音毡要比厚波峰吸音棉和厚聚酯纤维吸音棉的隔音效果好,由4、5可知,厚白色阻尼隔音毡比厚隔音毡的隔音效果更好。
课后练习
1.【答案】A
【知识点】噪声的危害和防止噪声的途径
【解析】【分析】 减弱噪声的途径有:在声源处减弱噪声、在传播过程中减弱噪声、在人耳处减弱噪声;明确题干中是通过哪种方法来减弱噪声的,再对照选项中提到的物理情景,即可得到答案。
【解答】动车组轨道用的是超长无缝钢轨,可以避免轮与轨之间的缝隙碰撞发声,防止了噪声的产生,这是在声源处减弱噪声。
摩托车上的消音器,是在声源处减弱噪声,故A符合题意;
路口的噪声监测仪只能监测噪声的强弱,不能减弱噪声,故B不符合题意;
高架路上的隔音板,是在传播过程中减弱噪声,故C不符合题意;
工厂里的降噪耳塞,是在人耳处减弱噪声,故D不符合题意。
故选A。
2.【答案】D
【知识点】超声波与次声波
【解析】【分析】(1) 超声波传播与反射原理:超声波在传播过程中遇到障碍物会反射,距离障碍物越远,超声波往返传播所需时间越长。所以,根据检测到反射信号的时间变化,能判断指纹的凹凸情况(时间长对应指纹凸起,时间短对应指纹凹陷 )。
(2) 图像与指纹形状的对应:分析时间 - 位置图像,时间的起伏反映指纹不同位置与手机屏幕的距离变化,从而对应指纹的凸起和凹陷形态。
【解答】A、将 A 选项指纹形状与时间 - 位置图像对比,其凹凸对应的时间变化与题干图像不符,该选项错误。
B、B 选项指纹形状对应的时间变化和题干图像不一致,该选项错误。
C、C 选项指纹形状的凹凸所对应的超声波反射时间变化,与题干图像不匹配,该选项错误。
D、D 选项指纹形状的凸起和凹陷,能使超声波反射时间变化与题干图像相符,该选项正确。
故答案为:D。
3.【答案】B
【知识点】噪声的危害和防止噪声的途径
【解析】【分析】(1)减弱噪声的途径有三种:在声源处减弱噪声;在传播过程中减弱噪声;在人耳处减弱噪声。
(2)二氧化碳是一种温室气体,减少二氧化碳气体的排放主要是为了缓解温室效应,与减弱噪声无关。
【解答】A、城区内禁止机动车鸣笛,是在声源处减弱噪声,故该选项正确。
B、减少二氧化碳气体的排放,是为了应对温室效应等环境问题,不能减弱噪声,故该选项错误。
C、城市高架路上安装隔声屏,是在传播过程中减弱噪声,故该选项正确。
D、给汽车排气管装上消声器,是在声源处减弱噪声,故该选项正确。
故答案为:B。
4.【答案】C
【知识点】噪声的危害和防止噪声的途径
【解析】【分析】 从环保角度看,凡是影响人们正常休息、工作、学习的声音,以及对人们要听的声音造成干扰的声音,都属于噪声。
【解答】从环保角度来看,工厂车间里机器的轰鸣声、装修房子的电钻声、街上汽车的鸣笛声都影响了人们正常的工作与生活,属于噪声;剧场里的演奏声、清晨公园里小鸟的鸣叫声、山间小溪的流水声没有影响人们的正常工作和生活,不属于噪声。
故A、B、D错误,C正确。
故选C。
5.【答案】B
【知识点】噪声的危害和防止噪声的途径
【解析】【分析】人们用分贝来划分声音的等级。
0分贝是人们刚刚能 听到的最弱声——听觉下限。
10分贝相当于微风吹落树叶的沙沙声。
30~40分贝是较理想的安静环境。
超过50分贝就会影响睡眠和休息。
70分贝以上会干扰谈话,影响工作效率。
长期生活在90分贝以上的噪声环境,会严重影响听力和引起神经衰弱、头疼、血压升高等疾病。
【解答】图中噪声监测装置显示的分贝数大小为76.5分贝,此等级的噪声不会使人失去听力,但会妨碍人们的工作和学习、妨碍人们的休息和睡眠,不是较理想的安静环境。故ACD错误,B正确。
故答案为:B。
6.【答案】音调;超声波;不能
【知识点】超声波与次声波;音调及其与频率的关系
【解析】【分析】 音调与发声体振动的频率有关;
人耳能听到的声音的频率范围是20~20000Hz,低于20Hz的叫次声波,高于20000Hz叫超声波;
超声波和次声波都是人耳听不到的。
【解答】将调节杆适当旋进或旋出并固定后,可以改变空气柱的振动频率,从而改变笛声的音调;训犬笛发出 25 000 Hz 的声音,25 000 Hz>20 000 Hz,此时训犬笛发出的是超声波,人耳不能听到。
7.【答案】声源处;传播途中;不能
【知识点】噪声的危害和防止噪声的途径
【解析】【分析】 (1)减弱噪声的途径:①从噪声的产生处减弱噪声;②在传播过程中减弱噪声;③在人耳处减弱噪声。
(2)根据噪声检测仪的用途解答。
【解答】(1)跳舞时将音箱的音量调小,这是在声源处减弱噪声;附近的居民紧闭窗户,这是在传播途中减弱噪声;
(2)噪声监测装置显示的是声音的强弱,不能减弱噪声。
8.【答案】(1)振动
(2)大脑
(3)人耳处
【知识点】耳的结构与听觉的形成;声音产生的条件;噪声的危害和防止噪声的途径
【解析】【分析】(1)根据声音是由物体的振动产生的进行分析。
(2)所有的感觉都是在大脑皮层形成的。
(3)减弱噪声的方式:在声源处减弱噪声,例如静止鸣笛;在传播过程中减弱,例如加装双层真空玻璃;在人耳处减弱,例如佩戴耳机。
【解答】(1)声音是由物体的振动产生的可知,耳机可以发出声音是因为耳机内的部分结构在振动。
(2)听觉是在大脑皮层形成的。
(3)佩戴降噪耳机可以在人耳处减弱噪声。
9.【答案】(1)空气;音调
(2)振动;音色
(3)防止噪声产生或在声源处减弱噪声
(4)乙丁;丁
【知识点】声音传播的条件;声音产生的条件;响度、音调与声源振动的关系;噪声的危害和防止噪声的途径;音调、响度与音色的辨别
【解析】【分析】(1)声音的传播需要介质,空气可以传声。
(2)所有声音都是由物体振动产生的。
(3)噪声控制分为声源处、传播过程中和人耳处减弱,禁止鸣笛属于从声源处减弱。
(4)声音的音调与振动频率有关,振动频率越快,声音的音调越高;声音的响度与振动幅度有关,振动幅度越大,声音的响度越大;声音的音色与声源的材料、结构等因素有关。
【解答】(1)声音的传播需要介质,在空气中通过声波传播到人耳;按键改变空气柱长度,从而改变振动频率,影响音调。
(2)声音由振动产生,所以孩子们的天籁之音是由他们的声带振动产生的。
音色反映声音的独特品质,不同乐器音色不同,所以我们能够从伴奏中分辨出不同乐器发出的声音。
(3)禁止鸣笛,即不发出声音,可知是通过防止噪声产生或在声源处减弱噪声来控制噪声污染。
(4) 音调与振动频率有关,可知乙和丁与甲的振动频率相同,可知音调相同;响度与振动幅度有关,由图可知,丁和甲的振动幅度不同,可知响度不同。
10.【答案】(1)同时
(2)B
【知识点】噪声的危害和防止噪声的途径
【解析】【分析】(1)声音以声波形式传播,当两个声源发出的声音同时传达到某处时,若声波的振动情况相反,会引起空气的振动相互抵消,从而使听到的声音变弱。
(2)减弱噪声的途径有:在声源处减弱(控制噪声的产生)、在传播过程中减弱(阻断噪声的传播)、在人耳处减弱(防止噪声进入耳朵)。
【解答】(1)人耳听到的声音较弱时,是两个声源发出的声音同时传达到某处,引起空气的振动相互抵消的结果,所以第一空填同时。
(2)“以声消声” 技术是通过产生反噪声波,在噪声传播过程中与噪声声波叠加抵消,从而消除噪声,这种方法属于阻断噪声的传播,所以应选 B。
11.【答案】声音不能在真空中传播;传播过程中
【知识点】噪声的危害和防止噪声的途径
【解析】【分析】(1)声音的传播需要介质,固体、液体、气体都可以作为传声的介质,而真空不能传声。(2)减弱噪声的途径有三种:在声源处减弱、在传播过程中减弱、在人耳处减弱。在传播过程中减弱噪声,是指在声音从声源传播到人耳的过程中,采取措施阻碍声音的传播。
【解答】双层真空玻璃 “能隔音” 的原因是声音不能在真空中传播。因为声音的传播需要介质,真空没有传播声音的介质,所以声音无法在双层玻璃之间的真空层传播,从而起到隔音效果。
这种控制噪声的措施属于在传播过程中减弱噪声。因为双层真空玻璃是在声音传播的路径上,通过真空层阻碍声音的传播,所以是在传播过程中减弱噪声。
12.【答案】声源处;传播过程中;人耳处
【知识点】噪声的危害和防止噪声的途径
【解析】【分析】减弱噪声的方法有在声源处减弱、在传播过程中减弱和在人耳处减弱。
【解答】不要大声说话,是阻止声源发声,所以是在声源处减弱噪声。
门窗都具有较好的隔音效果,是阻止声音的传播,所以是在传播过程中减弱噪声。
戴上耳罩,是阻止声音进入人耳,所以是在人耳处减弱噪声。
13.【答案】振动;传播过程中
【知识点】声音传播的条件;噪声的危害和防止噪声的途径
【解析】【分析】(1)声音是由物体的振动产生的;
(2)防治噪声的途径,从三方面考虑:①在声源处;②在传播过程中;③在人耳处。
【解答】声音是由物体的振动产生的,蝉叫声和鸟鸣声都是由物体的振动产生的;
为了减小蝉叫声的干扰,关闭门窗,这是在传播过程中减弱噪声。
14.【答案】(1)小
(2)塑料袋
(3)粗糙多孔
【知识点】响度、音调与声源振动的关系;噪声的危害和防止噪声的途径
【解析】【分析】(1)响度与振动幅度和距离有关,振动幅度越小,与声源之间的距离越远,声音的响度越小。
(2)根据听不到声音的实际距离越远,说明隔音效果越差进行分析。
(3)结合(2)中结论和表中数据可知,粗糙多孔的结构隔音效果更好。
【解答】(1)声音的响度与振动幅度以及距声源的距离有关,振动幅度一定时,与声源之间的距离越远,声音的响度越小,可知小明设计的实验利用了离声源越远,听到的声音响度越小的原理。
(2)听不见钟声的实际距离越大,说明隔音效果越差,塑料袋听不到钟声的实际距离最远,说明隔音效果最差。
(3)实验数据中,袜子、平装书和报纸的隔音效果优于光滑的塑料袋,说明粗糙多孔的结构能吸收更多声波,减少声音传播。
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核心素养
科学观念:掌握声音具备传递信息与能量的功能;明确噪声存在物理与环保双重定义,知道噪声的危害及分贝标准。
科学思维:通过类比推理理解声呐原理,系统分析噪声控制三途径,借助波形图建构噪声物理模型。
探究实践:通过一些有趣的小活动,初步感受科学就在身边,科学与生活息息相关,初步感悟合作学习和交流分享是学习科学的重要方法;
态度责任:培养环保意识,减少生活噪声;树立社会责任感,鼓励参与公共场所噪声治理,共建良好声环境。
【课前预习】
1. 医生用_______(一种超声波仪器)检查胎儿的发育情况,利用了超声波_______的特点。
2. 利用超声波清洗精密仪器,是利用了超声波_______的特点;利用超声波击碎人体内的结石,是利用了超声波_______的特点。
3. 次声波可以传播很远的距离,而且不容易被吸收,利用次声波可以监测_______、_______等自然灾害。
4. 声音可以传递_______和_______,例如,人们通过说话交流信息,利用了声音传递_______;利用超声波清洗物品,利用了声音传递_______。
5 控制噪声的途径主要有三个:防止噪声_______、阻断噪声_______、防止噪声_______。
6. 在摩托车排气管上安装消声器,是在_______处减弱噪声;在道路两旁种植树木,是在_______中减弱噪声;戴上耳塞,是在_______处减弱噪声。
7. 从物理学角度看,噪声是指发声体做_______振动时发出的声音;从环境保护角度看,凡是妨碍人们正常_______、_______和_______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。
【课中研学】
一、声的利用
1、回声现象
(1)定义:声音在传播过程中遇到障碍物,就会被反射,人们把能够与原声区分开的反射声波叫做回声。
(2)分辨回声的条件:当障碍物离人较远时,人发出的声音经过较长时间 (大于 0.1s) 回到耳边,人们就能把回声和原声区分开来。
思考与讨论:已知在 15℃的空气中,声音每秒传播 340 米,人离障碍物至少 米能听到回音。
2、超声波的利用
(1)回声定位
①动物利用超声波捕食,如蝙蝠、海豚等。
②声呐系统和倒车雷达:声呐测绘、超声波定位鱼群、倒车雷达。
(3)超声波扫描
利用超声波扫描可以得到人体内部各器官的图像,以获得人体内部是否病变的准确信息,确诊病情,如胎儿 B 超图像。
(3)其他应用:日常用品也越来越多地使用超声波,如超声波清洗器、超声波牙刷等。
3、次声波的利用
(1)部分动物利用次声波交流
不同的动物感受声波的频率范围不同,大象利用人类听不到的 “声音” 进行交流,这种 “声音” 是一种次声波。
(2)次声波监测
自然界中的许多现象,如地震、火山爆发、海啸、台风等,都伴有次声波的产生。次声波可传播很远的距离,发生地震、台风、核爆炸时,即使在几千千米以外,使用灵敏的声学仪器也能接收到它们产生的次声波。通过处理这些信息,可以确定现象发生的方位和强度等。
科学阅读:动物利用大地振动波互相联络
动物通过探测土壤、植物茎叶的小振动产生的波来识别环境、定位猎物、防备捕食者。很多动物能用大地振动波与其他动物联络,它们用各种方式产生振动,包括敲打、抖动和刮擦等,动物产生的大地振动波通常专属于相应物种,能用来确认和追求潜在配偶、警告同伴附近存在捕食者、声明领地,或者协调社会成员的活动等。
二、噪声及其控制
1、乐音:使人感觉轻松愉快的声音,如清脆的鸟鸣声、悠扬的乐声、悦耳的歌声等。
2、噪声:使人感到烦躁不安的声音,如马路上的嘈杂声、飞机的轰鸣声等。
思考与讨论:学习时,邻居发出的优美的音乐对你来说是乐音还是噪声?为什么?
(1)凡影响人们正常工作、生活和休息的声音都是噪声
噪声妨碍人们的生活、工作与学习,有害健康,被列为国际公害。我国政府规定,学校、居民住宅区的环境噪声,白天不能超过 55dB,夜间不能超过45dB。
(2)控制噪声的措施
控制噪声一般从三个方面考虑:控制噪声产生、阻断噪声传播、防止噪声入耳。
思考与讨论:举例说明日常生活和生产劳动中控制噪声的措施。
科学阅读:我国古代在声学方面取得的成就
1973 年,浙江余姚河姆渡遗址出土一批文物,其中有大量完整的骨哨和骨笛,至今仍能吹奏出和谐的旋律,表明中国古人在史前时期对声学就有了认识。
到 3000 多年前的商代,人们已能系统地掌握乐器的制造方法和相应的乐律等,能制造弦乐器和管乐器,以及钟磬等打击乐器,如近代出土的编钟是由一系列大小不同的钟组成的,能敲出高低不一而和谐的音调。
我国古代工匠在建筑声学技术方面也有丰富的经验,如北京天坛的回音壁,巧妙地利用声的反射和聚焦现象,使声音能沿着环形壁面传播得很远,并且在回音壁中心的三音石附近能清晰地分辨出三次回声。
【课堂总结】
【课堂练习】
1.(2025八上·杭州月考)生产和生活中产生的噪声会影响人们的生活,我们经常要进行噪声防治,下列属于在声源处减弱噪声的是()
A.在居民居住区多植树种草 B.有的道路旁设置隔音板
C.工厂员工戴着防噪声耳罩 D.摩托车排气管安装消声器
2.(2025八上·慈溪月考)近年来被称为“水上大熊猫”的中华白海豚得到了有效保护。海豚发声频率范围非常大,当海豚发出22000Hz的声音时,人耳   (选填“能”或“不能”)听到这种声音。为了不惊扰海豚,所有经过的轮船禁止鸣笛,这是在   减弱噪声。
3.火箭发射时,会产生次声波,这种波对人体会造成伤害,说明声波   传递能量;“嫦娥六号”降落月球的过程中,   借助减速伞进行减速制动。(选填“可以”或“不可以”)
4.小红计划将自己练琴的房间改造成隔音房间,以免练琴时打扰邻居。方案实施前,她和小伙伴一起上网查找资料,并购买了聚酯棉和海绵,通过实验来测评其隔音性能。
(1)现准备了音叉与电子闹钟各一个,应选择   作为本实验的声源。
(2)将待测材料分别填充在两个完全相同的鞋盒内,且保持填充的厚度相同。将声源放进鞋盒,在安静环境下,利用手机上的分贝仪软件测量声音的响度。在对比测试的过程中,除测试材料外,其他条件需保持一致,如声源类型、   (写出一点即可)。
(3)通过探究,得到如表所示的实验数据,分析可知隔音性能较好的材料是   ;你的判断方法是   相同时,比较   。
材料 聚酯棉 海绵
距离/ 1 2 3 1 2 3
响度/ 54.3 49.1 46.6 61.7 55.8 53.4
(4)选择房间隔音材料时,除考虑隔音效果外,还应考虑   、   等因素。
5.噪声会影响我们的身体健康,在制作隔音房间的实践活动中,小明了解到在减弱噪声的手段中,采用隔音性能更好的材料是手段之一。于是他设计了如下实验对材料的隔音性能进行探究,请阅读并回答下列问题。
甲    乙
实验步骤:
①先搜集各种材料,如5 cm厚波峰吸音棉,5 cm厚聚酯纤维吸音棉,3 mm厚隔音毡,2 mm厚隔音毡,2 mm厚白色阻尼隔音毡,复合隔音吸音材料,复合阻尼隔音板;
②把正在响铃的手机放入玻璃筒内,在筒边放置声级计,如图甲,声级计显示为72.3 dB;
③保持手机铃声不变,声级计到玻璃筒的距离不变。如图乙,分别用各种材料覆盖玻璃筒顶端,用声级计进行测试,得到如表的数据。
次数 1 2 3 4 5 6 7
材料 5 cm厚波 峰吸音棉 5 cm厚聚酯纤维吸音棉 3 mm厚隔 音毡 2 mm厚隔 音毡 2 mm厚白色阻 尼隔音毡 复合隔音 吸音材料 复合阻尼 隔音板
声级计示 数/dB 67.1 68.9 63.2 68.2 65.8 71.9 68.1
(1)该实验利用了同一稳定声源发声,根据表格中数据可知,这几组测试中,隔音性能最好的是第   组。
(2)分析小明所得数据,根据第3次和第4次数据可知,材料隔音性能与材料的   有关;因此利用这组数据   (选填“能”或“不能”)准确比较出这几种隔音材料的隔音性能好坏。
(3)制作隔音小屋时,可以将墙壁制成中空夹层,并在其中塞满隔音材料,这是从 方面入手控制噪声。
(4)上述材料中选择   塞满隔音小屋的墙壁夹层隔音效果最好。
【课后练习】
1.(2025八上·杭州开学考)我国高速列车的飞速发展给人们的美好生活带来了新福祉,为世界高速列车的发展树立了新标杆。动车组轨道用的是超长无缝钢轨,可以避免轮与轨之间的缝隙碰撞发声,从而给乘客一个安静舒适的环境。下列实例中,减弱噪声的方法与之相同的是(  )
A.摩托车上的消音器 B.路口的噪声监测仪
C.高架路上的隔音板 D.工厂里的降噪耳塞
2.(2025八上·杭州开学考)屏下指纹的“全面屏”手机变得越来越普及,与传统指纹识别不同,该手机采用超声波指纹识别技术,通过发射超声波扫描紧贴屏幕的指纹,并根据接收到的反射波分析得出指纹的信息,进行比对解锁。该系统向手指上若干个位置发射超声波,检测到被手指反射的信号时所需的时间随位置的变化情况如图所示,则下列指纹的大致形状,最符合的是(  )
A. B. C. D.
3.随着居民环保意识的增强,噪声问题越来越受到大家的关注,下列措施中,不能减弱噪声的是(  )
A.城区内禁止机动车鸣笛 B.减少二氧化碳气体的排放
C.城市高架路上安装隔声屏 D.给汽车排气管装上消声器
4.我们生活在声音的世界里,声音无处不在。这里列举了6种声音:①工厂车间里机器的轰鸣声;②剧场里的演奏声;③清晨公园里小鸟的鸣叫声;④装修房子的电钻声;⑤街上汽车的鸣笛声;⑥山间小溪的流水声。其中从环保角度看属于噪声的是 (  )
A.①③④ B.①②⑤ C.①④⑤ D.①④⑤⑥
5.如图所示,在城市的繁华路段旁常竖有噪声监测装置,从装置上显示的分贝数大小可知此时的噪声(  )
A.会使人失去听力 B.会妨碍人们的工作和学习
C.不会妨碍人们的休息和睡眠 D.是较理想的安静环境
(5题图) (6题图)
6.训练警犬时,训犬员常使用如图所示的训犬笛对警犬发号施令。将调节杆适当旋进或旋出并固定后,可改变笛声的   (填“音调”“响度”或“音色”);某次训犬笛发出25 000 Hz 的声音,此时它发出的是    (填“超声波”或“次声波”),人耳   (填“能”或“不能”)听到。
7.跳广场舞已经成为较普遍的人们健身的一项运动,为了不影响周围居民的生活和休息,跳舞时将音箱的音量调小,这是在   减弱噪声;附近的居民紧闭窗户,这是在   减弱噪声。如图所示的噪声监测装置   (填“能”或“不能”)减弱噪声。
(7题图) (8题图)
8.如图所示为一款降噪耳机。
(1)耳机可以发出声音是因为耳机内的部分结构在   。
(2)声波进入人耳,在   形(第10题)成听觉。
(3)佩戴降噪耳机是在   (填“声源处”“传播过程中”或“人耳处”)减弱噪声。
9.如图所示,在2022年北京冬奥会开幕式上,一名小男孩用小号演奏《我和我的祖国》,44名孩子用希腊语唱起《奥林匹克颂》。
(1)小号的声音通过   传入现场观众耳朵中;小男孩吹奏时用手按下不同的按键,是为了改变声音的   (填声音的特性);
(2)孩子们的天籁之音是由他们的声带   产生的,我们能够从伴奏中分辨出不同乐器发出的声音,是由于它们发出声音的   ,填声音的特性)不同;
(3)开幕式现场附近,禁止车辆鸣笛,这是通过  来控制噪声污染;
(4)如下图所示为同一示波器显示的几种声波的波形图,其中音调和甲一样的有   ,响度和甲不同的是   。
10.小明佩戴了一款主动降噪耳机,耳机工作时,用话筒将噪声收集起来传送到专门的处理器进行分析,根据分析结果再通过喇叭产生与噪声声波相符的反噪声波,以抵消噪声声波,从而降低噪声,如图所示。
(1)音叉的声音是以声波的形式在空气中传播的,人耳听到的声音较弱时,是两个声源发出的声音   (选填“同时”或“不同时”)传达到某处,引起空气的振动相互抵消的结果。
(2)“以声消声”技术消除噪声的方法属于____。
A.控制噪声的产生 B.阻断噪声的传播 C.防止噪声进入耳朵
11.住宅的玻璃门窗通常采用真空玻璃。其结构特点是将两块玻璃边部密封在一起,通过抽气口将两层玻璃之间抽成接近真空,并用玻璃柱支撑,如图所示。这种双层真空玻璃“既不影响采光,又能隔音”,“能隔音”的原因是   。这种控制噪声的措施属于在   减弱噪声的。
(11题图) (12题图)
12.如图所示,在医院走廊里经常能看到醒目的“静”字,提醒人们不要大声说话,以免影响病人休息,这是在   减弱噪声;病房门窗都具有较好的隔音效果,这是在   减弱噪声;有的病人休息时喜欢戴上耳罩,这是在   减弱噪声。
13.“蝉噪林逾静,鸟鸣山更幽。”这两句千古传诵的名句被誉为“文外独绝”。蝉叫声和鸟鸣声都是由物体的   产生的;暑假在家学习时,为了减小蝉叫声的干扰,关闭门窗,这是在   (选填“声源处”、“传播过程中”或“人耳处”)减弱噪声。
14.小明学了声音的知识后,对材料的隔音性能很感兴趣,于是他设计了如下实验进行探究:①搜集各种材料,如衣服、报纸、平装书、塑料袋、袜子;②把钟放到一个盒子里,将衣服盖在钟上方,然后逐渐远离盒子直到听不到嘀嗒声,记下此时人离盒子的距离;③依次分别将各种材料盖在钟上方重复以上实验,得到下表的数据。
材料 衣服 报纸 平装书 塑料袋 袜子
听不见钟声的实际距离/m 2.1 2.8 3.7 5.2 1.2
(1)小明设计的实验利用了离声源越远,听到的声音响度越   (选填 “大”或“小”)的原理;
(2)根据实验数据,上述待测材料隔音性能最差的是   ;
(3)根据小明的实验结果,可以作出一个推测:表面   的材料隔音性能较好。(选填“平整光滑”或“粗糙多孔”)
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