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七年级下册科学竞赛辅导教学案
第2讲 人体的感觉与声现象
知识梳理：
一、人的感觉
1.皮肤的感觉功能有冷觉（冷觉感受器）、热觉（热觉感受器，手背最敏感）、触觉（触觉感受器，指尖最敏感）、痛觉（痛觉感受器）等。
人体的各种感觉都是在大脑中形成的。感觉器官是指感受器及其附属结构，是比系统低的结构层次，属于器官层次。感受器是感觉器官的一部分，是游离的神经末梢能产生兴奋的部分，属于细胞层次。
2.皮肤感觉的形成：低温、高温、触压、损伤等刺激→冷觉、热觉、触觉、痛觉感受器→传入神经→大脑皮层的感觉中枢（形成感觉）。
3.嗅觉的形成：气味→鼻腔→嗅觉感受器（嗅觉神经末梢）→嗅神经→大脑皮层的嗅觉中枢（形成嗅觉）。
嗅觉具有适应性（嗅觉疲劳）和差异性（不同的人、不同的动物、不同的年龄、不同的气味）的特点。
4.味觉的形成：食物→味觉感受器（味觉神经末梢、味觉细胞、味蕾）→味神经→大脑皮层的味觉中枢（形成味觉）。
四大基本味道：酸（舌两侧中部最敏感）、甜（舌尖最敏感）、苦（舌根最敏感）、咸（舌两侧前部最敏感）。而麻、辣、涩等味觉，是多种刺激综合后产生的感觉。
5.听觉的形成：声波→耳廓→外耳道→鼓膜（接受声波并转化为振动）→听小骨（将声音放大）→耳蜗（听觉感受器）→听神经→大脑皮层的听觉中枢（形成听觉）。鼓膜、听小骨受损引起传导性耳聋；耳蜗（听觉感受器）、听神经、大脑皮层的听觉中枢受损引起神经性耳聋。
6.视觉的形成：外界物体的光线→折光系统（角膜、房水、晶状体、玻璃体）→视网膜→视神经→大脑皮层的视觉中枢（形成视觉）。
二、耳和听觉
1.耳的结构
外耳 耳廓 收集声波
外耳道 传导声波
中耳 鼓膜 随着声波的振动而引起振动，将振动传到听小骨
鼓室 与耳道一起引起共鸣，并且起到平衡气压的作用
听小骨 把声音放大后传到内耳
咽鼓管 连通鼓室和咽部，使鼓膜内外空气压力保持平衡，从而使鼓膜能正常振动
内耳 耳蜗 内有液体和听觉感受器，接受声波的刺激，产生神经冲动
前庭 感受头部位置的变动，产生神经冲动
半规管
2.耳的功能：耳具有听觉功能和保持身体平衡的作用。耳朵是一个位听器官。
三、声音的产生和传播
1.声音是由于物体的振动产生的，振动停止，发音也停止。正在发声的物体叫声源。
2.声音的传播需要介质（物质），介质包括气体、固体、液体等。声音不能在真空中传播。
3.声音是以声波的形式传播的，声波（声音）遇到障碍物会反射回来即回声（可用于测距离）。
4.声音传播的快慢与介质和温度有关，声音在不同的介质和温度下，传播的速度不同。同一温度下，声音在气体中传播最慢，在固体中传播最快；在同一物质中，温度越高，声音传播的越快。在15℃时，空气中声音传播的速度是340m/s。
四、声音和噪声
1.声音的三个特性（三要素）：音调、响度、音色
（1）音调指声音的高低。音调是由频率决定的。频率是指物体在1s内振动的次数，单位是赫兹（赫），振动越快，频率越大，音调越高。人能够听到的声音频率范围大约是20~20000Hz。
超声波：高于20000Hz的声波，作用：B超检查人体内部、超声探伤仪（金属）、声纳及回声探测仪。次声波：低于20Hz的声波。
（2）响度受振幅与声源距离的影响。振幅越大，响度越大；离声源越远，响度越小。声学上用分贝作为单位来计量声音的大小，符号为dB。正常说话的分贝数为40~50dB。
（3）音色：不同的声源发出的声音音色不同。音色受发声体的性质、形状和发声方法的影响。生活中我们能辨别出演奏的乐器名称、区分动物的叫声等都是运用了音色的不同。
2.噪声
（1）概念：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。噪声在物理特性上表现为杂乱无章的波形。
（2）控制噪声的措施：防止噪声的产生；阻断噪声的传播；防止噪声进入耳朵。国家规定工厂、工地的噪声应不超过85~90dB；居民住宅区的噪声白天不超过50dB，夜间不超过40dB。
易考点
1.感觉的形成。
2.回声、双耳效应等生活实例的应用及分析。
3.利用声音的三要素分析生活实例。
4.噪声防护的三条基本措施。
经典例题简析
考点一 人体感觉中的听觉和味觉
例1、“孔子闻韶音，三月不知肉味”中的“闻韶音”和“知肉味”分别属于人的（ ）。
A.嗅觉和味觉 B.听觉和视觉 C.听觉和味觉 D.触觉和味觉
思路点拨：文言文中的“闻”的意思是用耳朵听，所以“闻韶音”属于人的听觉，而“知肉味”属于人的味觉。
参考答案：C
方法归纳：了解人体的听觉、味觉、嗅觉、触觉、视觉等几种基本感觉。
易错误区：把文言文中的“闻”与现代白话文中的“闻”意思相混淆，误认为文言文中的“闻”是用鼻子嗅，运用的是人体的嗅觉。
考点二 耳的结构及听觉的形成
例2、下列各组中，依次表示听觉形成的正常途径的是（ ）。
①声波 ②听神经 ③耳蜗内的听觉感受器 ④鼓膜 ⑤听小骨 ⑥大脑皮层听觉中枢
A.①→④→⑤→③→②→⑥ B.①→②→④→⑤→③→⑥
C.①→④→⑤→②→③→⑥ D.①→③→④→⑤→②→⑥
思路点拨：听觉的形成与触觉、嗅觉、味觉等感觉的形成不同，不同之处在于它不是直接由感受器感受声波的刺激，而是中间还有一些传导过程，声波从外耳经过中耳才传到内耳，经过了鼓膜、听小骨，才被耳蜗接收，然后经听神经传导到大脑皮层听觉中枢。
参考答案：A
方法归纳：本题考查学生是否了解耳的各部分功能和听觉的形成过程，需掌握听觉的形成与触觉、嗅觉、味觉等感觉形成的不同之处。
易错误区：对耳的结构及各结构的作用了解不足，无法正确表示听觉的形成过程。
考点三 超声波与次声波
例3、【广州】如图所示，根据图片所给的信息，判断下列说法中正确的是（ ）。
A.蝙蝠可以发出频率为400Hz的声音
B.人能听到蝙蝠发出的所有频率的声音
C.人的听觉频率范围比人的发声频率范围要大
D.15Hz的声音只要振幅足够大，人耳是能听到的
思路点拨：根据图中所给的信息可知，人和蝙蝠的发声频率范围都比听觉范围要小，都只能听到一部分频率的声音。人和蝙蝠的听觉范围不完全相同：人耳只能听到20~20000Hz的声音，而蝙蝠能听到1000~120000Hz的声音。
参考答案：C
方法归纳：需要根据图片所给的信息进行判断：不同声音的频率不同，不同动物的发声频率和接收声音的频率也不同。
易错误区：人与动物的发声频率和听觉频率范围是不同的，不能混淆。
考点四 声音的传播条件、音调、超声波与次声波、防治噪声的途径
例4、关于声音，下列说法中正确的是（ ）。
A.太空中宇航员对话，说明声音可以在真空中传播
B.手在小提琴的不同位置上按弦，主要目的是改变响度
C.道路两旁的隔音墙是在声源处减弱噪声
D.B超检查身体是超声波在医学中的应用
思路点拨：声音的传播是需要介质的，它既可以在气体中传播，也可以在固体和液体中传播，但不能在真空中传播。音调的高低与发声物体振动的频率有关，频率越高音调越高。减弱噪声的途径有三种：在声源处减弱噪声；阻断噪声的传播；在人耳处减弱噪声。超声波是频率高于20000Hz的声波，它方向性好，穿透能力强，易于获得较集中的声能，在水中传播距离远，可用于测距、测速、清洗、焊接、碎石、杀菌消毒等。
参考答案：D
方法归纳：本题需要掌握的知识点：声音的传播与介质的关系，音调的高低与发声物体振动频率的关系，减弱噪声的三种方法，超声波的特点及其应用。
易错误区：太空中宇航员能对话但不是直接对话，即使很近的距离也要通过无线电对话。手在小提琴上不同位置按弦，主要目的是改变音调（振动频率）而不是改变响度。
考点五 防治噪声的三种途径
例5、下列做法中，属于在传播途径中控制噪声的是（ ）。
A.汽车进入市区后禁止鸣喇叭 B.图书馆里不能大声喧哗
C.飞机旁的工作人员带上耳罩 D.高速公路两侧安装透明板墙
思路点拨：减弱噪声的途径有三种：在声源处减弱噪声；在传播途径中减弱噪声；在人耳处减弱噪声。汽车进入市区后禁止鸣喇叭和图书馆里不能大声喧哗，是在声源处减弱噪声；飞机旁的工作人员带上耳罩，是在人耳处减弱噪声；高速公路两侧安装透明板墙，是在传播过程中减弱噪声。
参考答案：D
方法归纳：解答此类题时，宜逐个分析选项，然后与控制噪声的三种途径相对照即可得到正确答案。
易错误区：不能把带上耳罩当作是在传播途径中减弱噪声。

三、课堂精炼
基础过关
1．声音是多种多样的，有的声音悠扬、悦耳，给人以美的享受，这种声音称为乐音。乐音通常有______、_____、______三个特性。
2．女高音与男低音中的“高”与“低”指声音的______不一样，是由声源的振动______决定的；“引吭高歌“与“低声细语”中的“高”与“低”指声音的______不一样，是由声源振动的______决定的。
3．弦乐器的音调高低决定于弦的长短、松紧、粗细。在弦的粗细，松紧相同时，弦越______，音调越高；在弦的粗细，长短相同时，弦越______，音调越高；在弦的长短、松紧相同时，弦越______，音调越高。
4．钢琴、吉他、笛子等，即使音调和响度都相同，我们仍然可以区别出来它们的声音，这是因为它们的______不同。
5．童话故事中的狼为了想吃掉小兔子，学着兔妈妈的声音说:“小兔子乖乖，把门儿开开！”小兔子却回答说:“不开，不开！”小兔子知道这不是它妈妈的声音,这主要是因为狼和兔妈妈声音的____________和____________不同。
6.我们能够分辨出各种不同乐器的声音,是因为它们的　　　　　　　(选填“音调”“响度”或“音色”)不同;戴着耳机在嘈杂的公共场所听音乐时,往往需要增大音量,这是增大了声音的　　　　　　(选填“音调”“响度”或“音色”),若长此以往会导致听力下降。
7.如图所示,在四个相同玻璃瓶里装水,水面高度不同,用嘴贴着瓶口吹气,如果能分别吹出“1(Do)”“2(Re)”“3(Mi)”“4(Fa)”四个音阶,则与这四个音阶相对应的瓶子的序号是　　　　、　　　　、　　　　、　　　　。
8. 如图所示是几种声音输入到示波器上时显示的波形,其中音调相同的是　　　　　　;响度相同的是　　　　　　。
9.下面是黎明同学探究“鼓声与声音的特性”时的三个情景:
情景1:同一个鼓,敲击力度不同,振幅不同,则响度不同;
情景2:相同材料,不同大小的鼓,敲击力度相同,频率不同,则声调不同;
情景3:不同材料,大小相同的鼓,敲击力度相同,音色不同。
根据以上情景,回答下列问题:
(1)声音的特性有哪些?
(2)这些特性分别与哪些因素有关?
例、小明在学习小提琴的演奏过程中，发现琴弦发出声音的音调高低是受各种因素影响的。他决定对此进行研究，经过和同学们讨论，提出以下猜想：
猜想1：琴弦发出声音的音调高低，可能与琴弦的横截面积有关。
猜想2：琴弦发出声音的音调高低，可能与琴弦的 有关。
猜想3：琴弦发出声音的音调高低，可能与琴弦的 有关。
为了验证上述猜想是否正确，他们找到了如下表所列的9种规格的琴弦，因为音调的高低取决于声源振动的频率，于是借来了一个能够测量振动频率的仪器进行实验。
编号 材料 长度/cm 横截面积/mm2 编号 材料 长度/cm 横截面积/mm2
A 铜 60 0.76 F 铜 80 1.02
B 铜 60 0.89 G 铁

C 铜 60 1.02 H 纤维 100 1.02
D 铜 80 0.76 I 尼龙 100 1.02
E 铜 100 0.76



（1）为了验证猜想1，应选用编号为 的三根琴弦进行实验。
（2）为了验证猜想2，应选用编号为 的三根琴弦进行实验。
（3）表中有的材料规格还没有填全，为了验证猜想3，必须知道该项内容，请在表中编号G后填上所缺数据。
（4）随着实验的进行，小明又觉得琴弦音调的高低与琴弦的松紧程度有关，为了验证这一猜想，必须进行的操作是 。
思路点拨：完成猜想2和猜想3可参照表格所列的项。验证猜想要注意利用控制变量法设计相关的对照实验。
参考答案：长度 材料 （1）A、B、C （2）A、D、E （3）100 1.02 （4）选择其中一根琴弦，弹拨后记录仪器测出的结果，然后将这根琴弦拉紧，用相同的力弹拨，再次记录仪器测出的结果，最后比较这两次的结果，得出结论
方法归纳：本题是探究影响音调与各因素的关系，考查对控制变量法的理解与应用。当一个物理量受多个因素影响时，探究其中一个因素和物理量的关系时，采用控制变量法。
易错误区：填写猜想时，未参考表中所列的项，导致建立的猜想在后续的验证中无法验证；填写G（铁材料）的数据时未参考表中其他数据，胡乱填写。
考点范围：对声源发出声音音调高低的影响因素的探究。
易错题专练
1.小明某一天跟着家人到火锅店大吃了一顿，觉得味道很好，可是接下来的几天吃其他饭菜都觉得没有味道。下列对于这种现象较为合理的解释是（ ）。
A.其他饭菜味道没有火锅的辣
B.吃了火锅后的余味还没有散去
C.吃了火锅后烫伤了味蕾
D.其他饭菜味道没有火锅的浓
2.动物的嗅觉具有差异性。下列有关嗅觉的说法中，正确的是（ ）。
A.不同动物的嗅觉敏感程度差异很大
B.同一动物对各种物质的敏感程度都很强
C.嗅觉会随年龄的增长而逐渐灵敏
D.“时间长了，腥臭味闻不出来”是因为这时已不能形成嗅觉
4.关于声现象，下列说法中不正确的是（ ）。
A.回音壁是北京天坛皇穹宇的围墙，有回音的效果，回音壁利用的是声音的反射原理
B.声音传播需要介质，航天员在飞船内或飞船外工作时相互交流须利用电子通信设备，通过无线电波进行
C.我们能分辨不同人的讲话，不同乐器的演奏，这是根据不同物体发出声音的音色是不同的
D.超声能破坏细菌结构，从而可以对医疗器械和食物进行杀菌消毒
5.下列有关声现象的说法中，错误的是（ ）。
A.我们能够分辨不同乐器发出的声音，这主要是它们的音调不同
B.蒙上双眼仅凭声音也能大致确定声源的方位是由于“双耳效应”
C.文明城市要求植树种草，树木和花草不但美化了城市而且具有吸收、减弱噪声的作用
D.沈括在《梦溪笔谈》中记载：行军宿营时士兵枕着牛皮制的箭筒睡在地上能听到夜袭敌人的马蹄声，这是利用了大地传声比空气快
中考真题
1.如图所示为两种声音在示波器上显示出来的波形。下列说法中，正确的是（ ）。
甲 乙
A.甲的音调高于乙的音调 B.乙的音调高于甲的音调
C.甲的响度大于乙的响度 D.甲与乙的响度相同
2. 东林书院名联“风声、雨声、读书声，声声入耳”表明 、 、 都可以发声。在空气中声音以 的形式传播。在同种介质中声速与 有关；声音在15℃的空气中传播速度是 m/s；不同介质中声速一般 。
3. 如图所示为人耳的结构模式图，请据图回答下列问题：
（1）外界的声波经过外耳道传到鼓膜引起其振动，鼓膜的振动通过三块［ ］ 的传递和放大后传到内耳，刺激［ ］ 内的听觉感受器产生与听觉有关的信息。
（2）这些信息再由［ ］ 传递到大脑皮层的 ，形成听觉。
（3）有些药物如链霉素等如果使用不当，会损害［ ］ 的功能，严重的会引起耳聋。
4. 阅读下面的短文，分析并回答下列问题：
潜艇的“耳目”——声呐
潜艇最大的特点是它的隐蔽性，作战时需要长时间在水下潜航，这就决定它不能浮出水面使用雷达观察，而只能依靠声呐进行探测，所以声呐在潜艇上的重要性更为突出，被称为潜艇的“耳目”。
声呐是利用水中声波对水下目标进行探测、定位和通信的电子设备，是水声学中应用广泛的一种重要装置。
声呐能够向水中发射声波，声波的频率大多在10000～30000kHz之间，由于这种声波的频率较高，可以形成较好的指向性。声波在水中传播时，如果遇到潜艇、水雷、鱼群等目标，就会被反射回来，反射回来的声波被声呐接收，根据声信号往返时间可以确定目标的距离。
声呐发出声波碰到的目标如果是运动的，反射回来的声波（下称“回声”）的音调就会有所变化，它的变化规律是：若回声的音调变高，则说明目标正向声呐靠拢；若回声的音调变低，则说明目标正远离声呐。
（1）人耳能够听到声呐发出的声波的频率范围是 。
（2）①如果停在海水中的潜艇甲发出的声波信号在10s内接收到经潜艇乙反射回来的信号，且信号频率不变，那么潜艇乙与潜艇甲的距离s1是 。（设声波在海水中的传播速度为1500m/s）
②停在海水中的潜艇甲继续监控潜艇乙，突然接到潜艇乙反射回来的声波频率是变低的，且测出潜艇乙的速度是20m/s，方向始终在潜艇甲、乙的连线上，经1min后潜艇乙与潜艇甲的距离s2为 。
（3）在月球上能否用声呐技术来测量物体间的距离？为什么？ 。
自我挑战
1.人形成听觉和视觉的部位分别是（ ）。
A.鼓膜和晶状体
B.听小骨和玻璃体
C.耳蜗和视网膜
D.听觉中枢和视觉中枢
2.在夜深人静时，偶尔会发现猫突然警觉起来，并竖耳谛听，这是因为（ ）。
A.猫听到了响度很小的声音，而人却听不到
B.猫听到了低频声，而人却听不到
C.猫听到了高频声，而人却听不到
D.猫的发声频率范围较宽
3.科学家正在用“以声消声”的方法开发一种新的反噪声术。简单地说，就是用话筒将噪声收集起来传送给专门的电脑进行分析，根据分析结果通过喇叭发出新的噪声，它恰好能将原来噪声的振动抵消，从而达到消除或降低噪声的目的。下列关于“以声消声”的说法中，正确的是（ ）。
A.利用声波的密部与疏部恰好相遇，它们就会互相加强
B.利用声波的密部与密部恰好相遇，它们就会互相抵消
C.利用声波的疏部与疏部相遇，它们就会互相抵消
D.“以声消声”的方法也称作“有源消声技术”
4.常温下，声音在空气、水、铁等不同介质中的传播速度如下表所示：
传声介质 空气 水 铁
声速/（m/s) 340 1450 5000
人耳能分辨两次声音的时差最少为0.1s。在一根长100m的装满水的铁管一端敲击一次，在铁管另一端能听到响声的次数是几次？请用相关数据进行分析说明。
5.液体中的声速与温度有关，关系式为vt=v0+α(t-t0)，其中vt表示温度为t时的声速，t0为表中指出的温度，v0表示温度为t0时的声速，α为温度系数。
液体 t0/℃ v0/（m/s） α/［m/（s·℃）］
丙酮 20 1192 -5.5
水 25 1500 2.5
甘油 20 1923 -1.8
水银 20 1451 -0.46
酒精 20 1180 -3.6
（1）由表中数据可知，水中的声速随温度升高而 。
（2）如图所示为酒精、水和水银中声速随温度变化的图像，其中图线 表示酒精中声速的变化规律。
（第5题）

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