内容正文:
第一章 声现象
课时1.1 声音是什么
2024年课程标准
物理素养
1、知道声音是由物体振动产生的。
2、知道声音传播需要介质,会计算回声测距。
物理观念:感受声音的发声体的震动,知道声音的产生条件。
科学思维:知道声音的传播需要介质。
科学探究:探究声波传播形式,知道声音在不同的介质中传播速度不同。
科学态度与责任:掌握利用声速测距离。
知识点一、声音的产生
1.声音的产生
声音是由物体振动产生的。固体、液体、气体振动都可以发声。自然界中凡是发声的物体都在振动,振动停止,发声也停止。
特别提醒
(1)一切正在发声的物体都在振动;振动停止,发声也停止。
(2)“振动停止,发声也停止”不能叙述为“振动停止,声音也消失”,因为振动停止,
只是不再发声,而原来发出的声音仍会继续存在并传播。
2.声源
物理学中把发声的物体叫做声源。
特别提醒
声源是指具体的发声部位,如人在说话时的声源不能说是人,应该说是声带,记住几个易混的声源:蝉叫的声源是腹膜;笛子等管乐器的声源是空气柱;向暖瓶中灌水的声源是空气柱;气球爆炸的声源是气球周围的空气。
一般的常识告诉我们,雪花落水静悄悄、毫无声响。不过,在一期《自然》杂志上,几个科学家联名发表文章,雪花落水真的也能产生声波,这是因为声音是由于物体
产生的。
知识点二、声音的传播
1.介质
能够传播声音的物质叫做介质,气体、液体、固体都是介质。
特别提醒
(1)声音靠介质传播:能够传播声音的物质叫做传声的介质,一切固体、液体、气体都可以作为传声的介质。
(2)真空不能传声:真空罩里面放闹铃的实验、登月的宇航员无法直接交谈的现象都说明真空不能传声。
2.声音的传播形式
声是以声波的形式向外传播的。
特别提醒
(1)声音在介质中以声波的形式传播:声波类似水波,只是人眼看不到。
(2)声波在传播过程中遇到障碍物会发生反射回来,形成回声现象。
科技的发展,让人们遨游太空的梦想将成为现实。当你和伙伴们遨游太空时,
(选填“能”或“不能”)面对面说话交流,你的判断依据是
知识点三、声速 回声
1.声速
声音在每秒内传播的距离叫声速,单位m/s,读作米每秒。15℃时空气中的声速是340m/s,平常我们讲的声速,指的就是此值。
特别提醒
(1)340m/s的条件是15℃的空气中,温度和介质不同时其数值也不同。
(2)光速比声速大,所以先看到闪电,后听到雷声;百米赛跑时听枪声计时比看枪烟计时晚0.294s。
2.影响声速的因素
(1)介质的种类,一般情况下v固>v液>v气。
(2)温度,同种介质,温度越高,声速越大。
特别提醒
(1)由于声音在不同介质中的速度的不同,同一声源,距离相等的位置可能听到多次声音;如长水管一端敲击一次,另一端听到三次声音,第一次由铁传播,第二次由水传播,第三次由空气传播;首先注意管子要“长”,其次注意管内有没有水;第三注意听到的多次声音是不同介质传播的,并不是回声。
(2)声音在真空中不能传播,速度为0。
(3)声音在传播过程中向声速小的方向偏折,白天地表附近温度高,声速大,高空温度低,声速小,声音向上偏折;黑夜地表附近温度低,声速小,高空温度高,声速大,声音沿地表传播,所以白天不如黑夜声音传播距离远。
3.回声
声音在传播过程中,遇到障碍物被反射回来,再传入人的耳朵,人听到反射回来的声音叫回声。
特别提醒
(1)当声投射到距离声源有一段距离的大面积上时,声能的一部分被吸收,而另一部分声能要反射回来,如果听者听到由声源直接发来的声和由反射回来的声的时间间隔超过十分之一秒,它就能分辨出两个声音这种反射回来的声叫“回声”。
(2)当回声比原声晚0.1s以上,能分辨出回声,当回声比原声晚不到0.1s,分辨不出回声,此时回声对原声起加强作用。
(3)回声测距需要知道的物理量是声音在这种介质中的传播速度v,需要测出的物理量收到回声的时间t。
例如:探测海底某处的深度,向海底垂直发射超声波,需要知道的物理量是声音在海水的传播速度v,需要测出的物理量收到回声的时间t.然后根据s=vt计算发声体到障碍物的距离(时间t用时间间隔的一半)。
利用声呐系统向海底垂直发射声波,经6s后收到回波,已知声音在海水中的传播速度为1500m/s,则此处海水的深度为 m;利用此种方法不能测量地球和月球之间的距离,这是因为 。
问题一:声音的产生条件
【角度1】声源
【典例1】写出下列各种声音的声源。
(1)悠扬的短笛声: ;
(2)《黄河大合唱》中的歌词“风在吼,马在叫,黄河在咆哮”,这里的“咆哮”的声源是 。
声源是指具体的发声部位,记住几个易混的声源:蝉叫的声源是腹膜;笛子等管乐器的声源是空气柱;向暖瓶中灌水的声源是空气柱;气球爆炸的声源是气球周围的空气。
【变式1-1】如图是我国最早的乐器之一“埙”,吹奏时能发出宫、商、角、徵、羽五音,相当于现在的do、re、mi、sol、la。这个声音的声源是( )
A.陶土 B.空气 C.声带 D.嘴
【变式1-2】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”。声音是由物体的 产生的,文中声音的发声体是 。
【角度2】声音的产生条件
【典例2】超声波驱鼠器在通电工作时,发出的超声波和普通声音一样都是由于物体 产生的,它 (选填“可以”或“不可以”)通过空气传播到老鼠的位置,达到驱鼠的目的。
关于发声与振动的关系理解:
(1)一切发声都振动,但振动不一定被人们看到。
不论科技多么发达,都没有任何一种不振动就能发声的现象;敲音叉或敲桌面发声时的振动看不到,需要通过转换法来体现。
(2)一切振动都发声,但声不一定被人们听到。
振动发声有的是超声或次声,不在人的听觉范围内,故听不到;有的声音响度很小,故听不到。
【变式1-1】“舞狮”是中国的民间艺术,“狮子”随鼓声在梅花桩上表演,以下关于鼓声说法错误的是( )
A.鼓声主要是由鼓面的振动产生 B.鼓声是通过空气传播到人耳的
C.鼓声以声波的形式传播 D.鼓声的传播不需要介质
【变式1-2】如图所示是我国汉族特有的闭口吹奏乐器“损”,演奏者吹损时,发出的声音是由于空气的 产生的;诗句“路人借问遥招手,怕得鱼惊不应人”,水中的鱼能听到岸边的声音,说明 体可以传声。
问题二:声音的传播
【角度1】探究声音的传播条件
【典例1】如图是真空铃实验装置,把正在响着的闹铃放在玻璃罩内,可以清楚地听到铃声;
(1)用抽气机逐渐抽去玻璃罩内的空气,铃声将会减小;停止抽气,并让空气重新进入玻璃罩内,铃声将会 (选填“增大”、“减小”或“不变”);假如抽气机把罩内空气全部抽去,当你靠近玻璃罩时 (选填“能”或“不能”)听到声音;我们可以由此推理出 。
理想实验法:在观察实验的基础上,忽略次要的因素,进行合理的推理,得出结论,达到认识事物本质的目的.在真空罩中放入正在发声的闹铃,随着罩内空气的不断抽出,听到声音越来越小,由此推理,如果把罩内气体全部抽出,则听不到声音,其实将罩内气体全部抽出是不现实的,只是一种推理。因此得出结论:真空不能传声,或者说传声一定需要介质。
【变式1-1】下列各图描述的实验中,能用来说明声音传播需要介质的是( )
A.正在发声的音叉溅起水花
B.正在发声的音叉将乒乓球弹开
C.蜡烛烛焰随着喇叭的发声左右摆动
D.正在抽掉空气的玻璃罩内闹铃的声音变小最后听不见
【变式1-2】小明在探究声音传播条件的实验中,将正在发声的手机悬挂在密封的广口瓶内,用抽气筒将广口瓶中的空气抽出,如图所示。
(1)经调整使器件完好后,用抽气筒有效地向外抽气,随着瓶内空气逐渐减少,小明发现听到的手机声音 。(选填“变大”、“不变”或“变小”),如果把空气又逐渐地通入玻璃罩内,将会发现听到的手机声音 ;
(2)如果把广口瓶内空气完全抽出,我们将 听到声音(选填“能”或“不能”);
(3)如图所示,敲击右边音叉,左边完全相同的音叉把乒乓球弹起,这个实验现象说明声音可以在 中传播;
(4)乒乓球在实验中的作用是使现象更容易观察。这种方法叫做 (选填“等效替代法”或“转换法”);
(5)小明推测,假如把如图的装置放在月球上,敲击右边音叉时,与左边音叉接触的乒乓球 弹起(选填“会”、“不会”或“有可能”);
(6)石头落入水中,产生的水波向四周传播;发声的音叉接触水面,激起水波向四周传播。通过水波来研究声波,这种研究问题的方法为 法。
A.推理 B.类比 C.控制变量 D.转化
【角度2】声音是怎么传播的
【典例2】神舟十七号于2023年10月26日11时14分发射,火箭起飞时会产生巨大轰鸣,轰鸣声是由火箭发射时所产生的高温高压气体爆炸而剧烈 产生的,电视屏幕前观看直播的观众听到的轰鸣声是通过 传至人耳的。
判断传声介质的种类:例如,隔墙有耳、土电话说明固体可以传声;电子哺鱼、说话声吓跑鱼说明液体可以传声;人平时交谈说明气体可以传声。
【变式2-1】声音的产生靠 ,声以 的形式向外传播。
【变式2-2】如图所示:系在细绳上的乒乓球在竖直方向静止不动,将正在发声的音叉慢慢靠近并接触乒乓球,观察到乒乓球被弹起,说明声音是由物体 产生的,音叉发出的声音通过 传入我们的耳中。若在月球表面做实验, 看到乒乓球被弹起(选填“能”或“不能”)。
问题三:声速和回声
【角度1】比较不同介质中的声速大小
【典例1】阅读下面数据回答问题。
几种物质中的声速v/(m/s)
空气(15oC)
340
海水(25oC)
1531
空气(25oC)
346
铜(棒)
3750
空气(35oC)
352
大理石
3810
煤油(25oC)
1324
铝(棒)
5000
蒸馏水(25oC)
1497
铁(棒)
5200
(1)空气中的声速随温度的升高而 (选填“增大”“减小”或“不变”),可得出的规律是每升高1℃,声速每秒变化 m/s。按照你的发现规律,你估计0℃时空气中的声速大约为 m/s。
(2)影响声速大小的因素: 、 。
(1)声速与介质种类的关系规律不是绝对的,软木就是特例,所以表达规律时要说“一般情况下”。
(2)由于声音在不同介质中的速度的不同,同一声源,距离相等的位置可能听到多次声音.如长水管一端敲击一次,另一端听到三次声音,第一次由铁传播,第二次由水传播,第三次由空气传播,首先注意管子要“长”,其次注意管内有没有水.第三注意听到的多次声音是不同介质传播的,并不是回声。
(3)固体传声速度大,能量损失少,所以通过固体传声能及早地听到,并且更加清楚。
【变式1-1】我国古书《梦溪笔谈》中记载:行军宿营,士兵枕着牛皮制的箭筒睡在地上,能及早听到夜袭的敌人的马蹄声。其原因是 能够传声,且比空气传声的速度 。科学工作者向海底垂直发射超声波,经过4s收到回波信号,海洋中该处的深度是 m(声音在海水中传播的速度是1500m/s)。
【变式1-2】在一根较长的钢管的一端敲击一下,在另一端,耳朵紧贴钢管的同学可以听到两次声音,第一次声音是通过 传播的,第二次声音是通过 传播的,一先一后听到两次声音说明 。
【角度2】回声测距
【典例1】有一口竖井,深度未知。在井口大喊一声,0.5s后听到井底回声,则井深 m;在井口向井内抛下一个石子,5.25s后听到石子落到井底的声音,石子下落的平均速度为
m/s。
声音在传播过程中遇到障碍物要发生反射,形成回声现象;根据这一事实,我们可以根据s=vt测量高大障碍物的远近、海底的深度、远处冰山的距离等。
【变式2-1】用声呐系统向海底垂直发射声波,经6s后收到回波,已知声在水中的传播速度为1500m/s,则此处海底的深度为 m;利用此种方法 (选填“能”或“不能”)测量地球和月球之间的距离,这是因为 。
【变式2-2】猎人站在平行陡峭的山谷里放了一枪,放枪的位置距右侧山崖,后他听到第一次回声。已知声音在空气中的速度是,求:
(1)多长时间猎人能听到从右侧山崖反射回来的回声?
(2)两次回声的时间间隔是多长?
(3)山谷的宽度是多少米?
【基础强化】
1.在敲响大钟时有同学发现,停止了对大钟的撞击后大钟“余音未绝”,其原因是( )
A.一定是大钟的回声
B.是因为人的听觉发生“延长”的缘故
C.大钟虽已停止振动,但空气仍在振动
D.有余音说明大钟仍在振动
2.如图所示,汤姆用力敲击锅盖,锅盖上面的小老鼠杰瑞随着“翩翩起舞”。这一现象说明了( )
A.声音的传播需要介质 B.声音可以传递信息
C.响度与频率有关 D.一切正在发声的物体都在振动
3.下列有关声音的说法正确的是( )
A.笛子发出的动听声音是笛子振动产生的
B.关紧门窗后,屋外传来的声音明显变小,是由于固体不能传声
C.人说悄悄话时,声带是不振动的
D.月球上没有空气,宇航员只能通过无线电交谈,说明真空不能传声
4.如图所示,把正在发声的闹钟放入一个玻璃钟罩内,然后,用抽气机抽出钟罩内的空气,听到的声音逐渐变小;再往钟罩内加入空气,听到的声音又逐渐变大。这个现象说明( )
A.响度的大小与振幅的大小有关 B.声音的传播需要介质
C.音调的高低与振动的频率有关 D.声音是由物体振动产生的
5.声音是由物体 产生的,一切正在发生的物体都在 ,振动停止,发声也 。
6.“音爆云”是一种飞行奇观(如图所示),它是飞机速度接近音速时,压缩周围的空气,产生音爆。音爆声是由空气 产生的;低空音爆会对房子的玻璃造成破坏,这是因为声音能够传递 。
7.2023年4月,第二届中国文化旅游博览会期间举行了多场音乐会,观众在多彩的音符中感受到中国音乐艺术的魅力。笛子演奏时,是由空气柱 发声的,优美动听的乐声是通过 传播到现场观众耳中的。
【素养提升】
8.传统音乐类非物质文化遗产是湖湘文化的重要组成部分,是三湘儿女劳动和智慧的结晶,无论在音乐、文学等方面都具有较高的审美价值和研究价值。澧水船工号子、土家族打溜子、湘西苗族民歌、麻山锣鼓、青山唢呐等都是其中的优秀代表,下列说法你认为正确的是( )
A.歌声是由周围空气振动产生的
B.锣鼓声是通过空气传播到观众耳中的
C.山歌在山间回荡传播不需要介质
D.唢呐声在空气中传播速度约为
9.日照海洋公园是一个充满活力和魅力的旅游胜地,其独特的旅游特色让游客们流连忘返。小明在观看水下表演节目时突发奇想,下列能在水中演奏的乐器是( )
A.用二胡演奏《二泉映月》 B.用小号演奏《赛马》
C.用笛子演奏《姑苏行》 D.乐器在水中不可能发声
10.用力敲鼓,鼓面振动发声。为了显示鼓面的振动情况,我们可以在鼓面上撒一些泡沫球。下列关于敲鼓这一情景的说法正确的是( )
A.泡沫球的振动就是鼓面的振动
B.我们听到的鼓声是泡沫球振动产生的
C.我们听到的鼓声是通过鼓槌传播到耳朵的
D.泡沫球振动可以用来说明鼓面在振动
11.滇剧是云南省传统地方戏剧剧种,如图所示,这是云南省滇剧院倾力打造的原创大型现代滇剧《张桂梅》。表演者发出的声音是由声带 产生的。外科医生利用超声波除去人体内的结石,说明声音能传递 。
12.实验物理学先驱 最先总结得出运动不需要力来维持。“炮竹声声除旧岁”,春节燃放鞭炮的响声是由 (选填“火药”或“炮纸”或“空气”)振动产生的。
13.在“我的梦想”主题班会课上,小明同学在演讲中说到:航天员们驾驶着最新型飞船漫游在太空,突然听到空中传来“隆隆”的雷声,指出这段话中的一处科学性错误及判断依据。
错误之处: ;判断依据: 。
14.如图所示,小雪同学在做“探究声音的产生”的实验。
(1)如图甲,用悬挂着的乒乓球接触正在发声的音叉,乒乓球会被弹开,说明声音是由物体的 产生的,实验中乒乓球起到的是 ;
(2)假设在月球上进行图乙中的实验,则 (选填“能”或“不能”)看到乒乓球被弹开。
15.声音在海水中传播的平均速度约为1500m/s。为了开辟新航道,探测船的船底装有回声探测仪器,探测水下有无暗礁,如图所示,探测器发出的声音信号经2s被探测器接受到,求障碍物与探测船间的距离。
【能力培优】
16.运动会上进行百米赛跑,如果计时员听到枪声才开始计时,空气中声速取340 m/s。所记录的成绩比看到枪烟就开始计时的成绩:( )
A.记时准确 B.少记约0.294s C.多记约0.294s D.少记约0.588s
17.如图所示是两个相同规格的音叉,小敏同学敲响右边的音叉,与左边音叉接触的泡沫塑料球被多次弹开。若把该装置搬到月球表面进行实验,用更大的力敲右边的音叉,则( )
A.泡沫塑料球会被弹开,且振幅比第一次实验大
B.泡沫塑料球会被弹开,但振幅比第一次实验小
C.泡沫塑料球不会被弹开,但能听到音叉发声
D.泡沫塑料球既不会被弹开,也不能听到音叉发声
18.对如图所示实验分析正确的是( )
A.甲:用pH试纸测定白醋的酸碱度时,先用蒸馏水润湿试纸对测定结果无影响
B.乙:平衡的天平一段时间后指针偏右,说明氢氧化钠固体有腐蚀性
C.丙:纸锅能烧开水,是因为纸的着火点高于水的沸点
D.丁:用真空罩和闹钟可以直接证明真空不能传声
19.声速
(1)声速:声音在每秒内传播的 叫声速,计算公式: 。
(2)影响声速大小的因素:介质的 、介质的 。
①声音在不同介质中的传播速度不同。一般情况下,声音在固体、液体、气体中的传播速度关系为:v固 v液 v气。
②声速大小与介质温度有关。温度越高,声速越 ;在时,空气中的声速是 。
20.如图所示,小琳将几个小纸团放在正在播放音乐的扬声器的纸盆上,她发现纸团不断地上下跳动。
(1)她断开开关,让扬声器停止播放音乐,纸盆上的小纸团 (选填“还在”或“停止”)跳动,这说明声音是由物体的 产生的,实验中,小纸团的作用是将纸盆的振动 (选填“放大”或“缩小”),从而便于观察;
(2)小琳突发奇想:若将该实验装置移到月球上进行实验,当扬声器播放音乐时,她 听到声音,但 看到小纸团跳动。(均选填“能”或“不能”)
21.如图所示的是探究声现象的两个实验情景,请回答下列问题:
(1)如图甲所示,用竖直悬挂的乒乓球接触发声的音叉时,乒乓球被弹起,这个现象说明 ;也能说明声音可以在 中传播;还能说明声波具有 。乒乓球在实验中的作用是 ,如果加大力度敲击音叉,发现乒乓球被弹得越远,听到的声音的响度也越大,这个现象说明 ;
(2)如图乙所示,敲击右边的音叉,左边完全相同的音叉把乒乓球弹起,这个现象说明 ;若把甲、乙两个实验移到月球上去做,不能看到泡沫塑料球被弹起的图是 (选填“甲”或“乙”),这是因为 。
22.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2.5s,两声相隔2.33s(此时气温约为15℃)。
一些介质中的声速v(m/s)
空气(0℃)
331
铜
3750
空气(15℃)
340
铝
5000
水(常温)
1500
铁
5200
(1)求空心金属管的长;
(2)求声音在该金属管中的传播速度;
(3)该金属管可能是由什么材料制成?如果在金属管里灌满水,用时间数据简要描述可能听到的声音情况。
23.司机朝着山崖以15m/s的速度行驶,看到前方有丁字形路口,便鸣笛一声以示警告将要上路的行人或车辆(车速保持不变),鸣笛后经对面山崖的反射3s后便听到了回声,已知声音在空气中的传播速度是340m/s,求:
(1)3s内车行驶的路程是多少?
(2)鸣笛时车离山崖有多远?
(3)听到回声时车离山崖有多远?
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第一章 声现象
课时1.1 声音是什么
2024年课程标准
物理素养
1、知道声音是由物体振动产生的。
2、知道声音传播需要介质,会计算回声测距。
物理观念:感受声音的发声体的震动,知道声音的产生条件。
科学思维:知道声音的传播需要介质。
科学探究:探究声波传播形式,知道声音在不同的介质中传播速度不同。
科学态度与责任:掌握利用声速测距离。
知识点一、声音的产生
1.声音的产生
声音是由物体振动产生的。固体、液体、气体振动都可以发声。自然界中凡是发声的物体都在振动,振动停止,发声也停止。
特别提醒
(1)一切正在发声的物体都在振动;振动停止,发声也停止。
(2)“振动停止,发声也停止”不能叙述为“振动停止,声音也消失”,因为振动停止,
只是不再发声,而原来发出的声音仍会继续存在并传播。
2.声源
物理学中把发声的物体叫做声源。
特别提醒
声源是指具体的发声部位,如人在说话时的声源不能说是人,应该说是声带,记住几个易混的声源:蝉叫的声源是腹膜;笛子等管乐器的声源是空气柱;向暖瓶中灌水的声源是空气柱;气球爆炸的声源是气球周围的空气。
一般的常识告诉我们,雪花落水静悄悄、毫无声响。不过,在一期《自然》杂志上,几个科学家联名发表文章,雪花落水真的也能产生声波,这是因为声音是由于物体
产生的。
【答案】振动
【详解】根据声音产生的条件可知,声音的产生需要物体发生振动。雪花落水真的也能产生声波,这是因为声音是由于物体振动产生的。
知识点二、声音的传播
1.介质
能够传播声音的物质叫做介质,气体、液体、固体都是介质。
特别提醒
(1)声音靠介质传播:能够传播声音的物质叫做传声的介质,一切固体、液体、气体都可以作为传声的介质。
(2)真空不能传声:真空罩里面放闹铃的实验、登月的宇航员无法直接交谈的现象都说明真空不能传声。
2.声音的传播形式
声是以声波的形式向外传播的。
特别提醒
(1)声音在介质中以声波的形式传播:声波类似水波,只是人眼看不到。
(2)声波在传播过程中遇到障碍物会发生反射回来,形成回声现象。
科技的发展,让人们遨游太空的梦想将成为现实。当你和伙伴们遨游太空时,
(选填“能”或“不能”)面对面说话交流,你的判断依据是
【答案】 不能 见详解
【解析】【小题1】[1][2]声音不能在真空中传播,太空是真空环境,所以人们不能面对面说话交流。
知识点三、声速 回声
1.声速
声音在每秒内传播的距离叫声速,单位m/s,读作米每秒。15℃时空气中的声速是340m/s,平常我们讲的声速,指的就是此值。
特别提醒
(1)340m/s的条件是15℃的空气中,温度和介质不同时其数值也不同。
(2)光速比声速大,所以先看到闪电,后听到雷声;百米赛跑时听枪声计时比看枪烟计时晚0.294s。
2.影响声速的因素
(1)介质的种类,一般情况下v固>v液>v气。
(2)温度,同种介质,温度越高,声速越大。
特别提醒
(1)由于声音在不同介质中的速度的不同,同一声源,距离相等的位置可能听到多次声音;如长水管一端敲击一次,另一端听到三次声音,第一次由铁传播,第二次由水传播,第三次由空气传播;首先注意管子要“长”,其次注意管内有没有水;第三注意听到的多次声音是不同介质传播的,并不是回声。
(2)声音在真空中不能传播,速度为0。
(3)声音在传播过程中向声速小的方向偏折,白天地表附近温度高,声速大,高空温度低,声速小,声音向上偏折;黑夜地表附近温度低,声速小,高空温度高,声速大,声音沿地表传播,所以白天不如黑夜声音传播距离远。
3.回声
声音在传播过程中,遇到障碍物被反射回来,再传入人的耳朵,人听到反射回来的声音叫回声。
特别提醒
(1)当声投射到距离声源有一段距离的大面积上时,声能的一部分被吸收,而另一部分声能要反射回来,如果听者听到由声源直接发来的声和由反射回来的声的时间间隔超过十分之一秒,它就能分辨出两个声音这种反射回来的声叫“回声”。
(2)当回声比原声晚0.1s以上,能分辨出回声,当回声比原声晚不到0.1s,分辨不出回声,此时回声对原声起加强作用。
(3)回声测距需要知道的物理量是声音在这种介质中的传播速度v,需要测出的物理量收到回声的时间t。
例如:探测海底某处的深度,向海底垂直发射超声波,需要知道的物理量是声音在海水的传播速度v,需要测出的物理量收到回声的时间t.然后根据s=vt计算发声体到障碍物的距离(时间t用时间间隔的一半)。
利用声呐系统向海底垂直发射声波,经6s后收到回波,已知声音在海水中的传播速度为1500m/s,则此处海水的深度为 m;利用此种方法不能测量地球和月球之间的距离,这是因为 。
【答案】 4500 真空不能传声
【详解】[1]由可得,海洋的深度为
[2]超声波的传播需要介质,因为地球到月亮之间是真空,所以超声波不能传播,因此不能用超声波测量地月距离。
问题一:声音的产生条件
【角度1】声源
【典例1】写出下列各种声音的声源。
(1)悠扬的短笛声: ;
(2)《黄河大合唱》中的歌词“风在吼,马在叫,黄河在咆哮”,这里的“咆哮”的声源是 。
【答案】 空气柱 黄河水
【详解】(1)[1]悠扬的短笛声的声源是短笛内空气柱的振动发声。
(2)[2]《黄河大合唱》中的歌词“风在吼,马在叫,“马在叫”的声源是马的声带;“黄河在咆哮”的声源是黄河水。
声源是指具体的发声部位,记住几个易混的声源:蝉叫的声源是腹膜;笛子等管乐器的声源是空气柱;向暖瓶中灌水的声源是空气柱;气球爆炸的声源是气球周围的空气。
【变式1-1】如图是我国最早的乐器之一“埙”,吹奏时能发出宫、商、角、徵、羽五音,相当于现在的do、re、mi、sol、la。这个声音的声源是( )
A.陶土 B.空气 C.声带 D.嘴
【答案】B
【详解】吹奏时,按住不同的空,埙内的空气振动发声,ACD不符合题意,B符合题意。
故选B。
【变式1-2】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”。声音是由物体的 产生的,文中声音的发声体是 。
【答案】 振动 空气
【详解】[1][2]文中声音是由物体的振动产生的,发声体为空气。
【角度2】声音的产生条件
【典例2】超声波驱鼠器在通电工作时,发出的超声波和普通声音一样都是由于物体 产生的,它 (选填“可以”或“不可以”)通过空气传播到老鼠的位置,达到驱鼠的目的。
【答案】 振动 可以
【详解】[1]声音都是由物体振动产生的。
[2]声音的传播需要介质,故超声波可以通过空气传播到老鼠的位置。
关于发声与振动的关系理解:
(1)一切发声都振动,但振动不一定被人们看到。
不论科技多么发达,都没有任何一种不振动就能发声的现象;敲音叉或敲桌面发声时的振动看不到,需要通过转换法来体现。
(2)一切振动都发声,但声不一定被人们听到。
振动发声有的是超声或次声,不在人的听觉范围内,故听不到;有的声音响度很小,故听不到。
【变式1-1】“舞狮”是中国的民间艺术,“狮子”随鼓声在梅花桩上表演,以下关于鼓声说法错误的是( )
A.鼓声主要是由鼓面的振动产生 B.鼓声是通过空气传播到人耳的
C.鼓声以声波的形式传播 D.鼓声的传播不需要介质
【答案】D
【详解】A.声音是由物体的振动产生的,故A正确,不符合题意;
B.声音的传播需要介质,题目中的鼓声的传播是以空气为介质,故B正确,不符合题意;
C.声音是以声波的形式进行传播的,故C正确,不符合题意;
D.声音的传播是需要介质的,无法在真空中传播,故D错误,符合题意。
故选D。
【变式1-2】如图所示是我国汉族特有的闭口吹奏乐器“损”,演奏者吹损时,发出的声音是由于空气的 产生的;诗句“路人借问遥招手,怕得鱼惊不应人”,水中的鱼能听到岸边的声音,说明 体可以传声。
【答案】 振动 液
【详解】[1]声音是由物体振动产生的,演奏者吹损时发出的声音是由空气的振动产生的。
[2]声音的传播需要介质,水中的鱼能听到岸边的声音,说明声音可以在水中传播,液体可以传声。
问题二:声音的传播
【角度1】探究声音的传播条件
【典例1】如图是真空铃实验装置,把正在响着的闹铃放在玻璃罩内,可以清楚地听到铃声;
(1)用抽气机逐渐抽去玻璃罩内的空气,铃声将会减小;停止抽气,并让空气重新进入玻璃罩内,铃声将会 (选填“增大”、“减小”或“不变”);假如抽气机把罩内空气全部抽去,当你靠近玻璃罩时 (选填“能”或“不能”)听到声音;我们可以由此推理出 。
【答案】 增大 不能 真空不能传声
【详解】(1)[1]停止抽气,并让空气重新进入玻璃罩内,玻璃罩内的空气增多,所以铃声将会增大。
[2][3]假如抽气机把罩内空气全部抽去,则玻璃罩里面没有传播声音的介质,所以铃声不能从玻璃罩内传播出来,故靠近玻璃罩时不能听到铃声,由此推理得出真空不能传声。
理想实验法:在观察实验的基础上,忽略次要的因素,进行合理的推理,得出结论,达到认识事物本质的目的.在真空罩中放入正在发声的闹铃,随着罩内空气的不断抽出,听到声音越来越小,由此推理,如果把罩内气体全部抽出,则听不到声音,其实将罩内气体全部抽出是不现实的,只是一种推理。因此得出结论:真空不能传声,或者说传声一定需要介质。
【变式1-1】下列各图描述的实验中,能用来说明声音传播需要介质的是( )
A.正在发声的音叉溅起水花
B.正在发声的音叉将乒乓球弹开
C.蜡烛烛焰随着喇叭的发声左右摆动
D.正在抽掉空气的玻璃罩内闹铃的声音变小最后听不见
【答案】D
【详解】A.发声的音叉激起水花,说明声音是由物体振动产生的,故A不符合题意;
B.将正在发声的音叉靠近悬挂的乒乓球时,乒乓球被弹开,说明发声的物体在振动,故B不符合题意;
C.将点燃的蜡烛放在扬声器的前方,可以看到烛焰随着音乐的节奏晃动,说明声音可以传递能量,故C不符合题意;
D.抽取玻璃罩内的空气,听到罩内的铃声减小,最后听不见,进一步推论得:声音的传播需要介质,真空不能传播声音,故D符合题意。
故选D。
【变式1-2】小明在探究声音传播条件的实验中,将正在发声的手机悬挂在密封的广口瓶内,用抽气筒将广口瓶中的空气抽出,如图所示。
(1)经调整使器件完好后,用抽气筒有效地向外抽气,随着瓶内空气逐渐减少,小明发现听到的手机声音 。(选填“变大”、“不变”或“变小”),如果把空气又逐渐地通入玻璃罩内,将会发现听到的手机声音 ;
(2)如果把广口瓶内空气完全抽出,我们将 听到声音(选填“能”或“不能”);
(3)如图所示,敲击右边音叉,左边完全相同的音叉把乒乓球弹起,这个实验现象说明声音可以在 中传播;
(4)乒乓球在实验中的作用是使现象更容易观察。这种方法叫做 (选填“等效替代法”或“转换法”);
(5)小明推测,假如把如图的装置放在月球上,敲击右边音叉时,与左边音叉接触的乒乓球 弹起(选填“会”、“不会”或“有可能”);
(6)石头落入水中,产生的水波向四周传播;发声的音叉接触水面,激起水波向四周传播。通过水波来研究声波,这种研究问题的方法为 法。
A.推理 B.类比 C.控制变量 D.转化
【答案】 变小 变大 不能 空气 转换法 不会 B
【详解】(1)[1][2]声音的传播需要介质,空气可以传播声音,用抽气筒有效地向外抽气,随着瓶内空气逐渐减少,传声的介质减少,发现听到的手机声音变小。如果把空气又逐渐地通入玻璃罩内,传声的介质增多,将会发现听到的手机声音变大。
(2)[3]如果把广口瓶内空气完全抽出,没有传声的介质,所以我们将不能听到声音。
(3)[4]敲击右边音叉,左边完全相同的音叉把乒乓球弹起,说明左边的音叉也在振动,两只音叉没有接触,它们之间有空气,说明空气可以传播声音,即这个实验现象说明声音可以在空气中传播。
(4)[5]乒乓球在实验中的作用是使现象更容易观察,这种用易观察的现象来反映不易观察的现象的方法称为转换法。
(5)[6]小明推测,假如把如图的装置放在月球上,敲击右边音叉时,与左边音叉接触的乒乓球不会弹起,因为月球上没有大气,不能传声。
(6)[7]声波看不见,石头落入水中,产生的水波向四周传播,发声的音叉接触水面,激起水波向四周传播,现象很像,所以通过水波来研究声波,这种研究问题的方法是类比法。
故选B。
【角度2】声音是怎么传播的
【典例2】神舟十七号于2023年10月26日11时14分发射,火箭起飞时会产生巨大轰鸣,轰鸣声是由火箭发射时所产生的高温高压气体爆炸而剧烈 产生的,电视屏幕前观看直播的观众听到的轰鸣声是通过 传至人耳的。
【答案】 振动 空气
【详解】[1]声音是由物体振动产生的,轰鸣声是由火箭发射时所产生的高温高压气体爆炸而剧烈振动产生的。
[2]声音的传播需要介质,电视屏幕前观看直播的观众听到的轰鸣声是电视机发出的,是通过空气传至人耳的。
判断传声介质的种类:例如,隔墙有耳、土电话说明固体可以传声;电子哺鱼、说话声吓跑鱼说明液体可以传声;人平时交谈说明气体可以传声。
【变式2-1】声音的产生靠 ,声以 的形式向外传播。
【答案】 振动 波
【详解】[1]声音是由物体振动产生的。
[2]声以声波的形式向外传播。
【变式2-2】如图所示:系在细绳上的乒乓球在竖直方向静止不动,将正在发声的音叉慢慢靠近并接触乒乓球,观察到乒乓球被弹起,说明声音是由物体 产生的,音叉发出的声音通过 传入我们的耳中。若在月球表面做实验, 看到乒乓球被弹起(选填“能”或“不能”)。
【答案】 振动 空气 能
【详解】[1]发声的音叉靠近并接触乒乓球,观察到乒乓球被弹起,是因为音叉在振动,说明声音是由物体的振动产生的。
[2]声音的传播需要介质,音叉发出的声音通过空气传入我们的耳中。
[3]在月球表面做实验,虽然没有空气传播声音,但音叉发声时也在振动,乒乓球靠近音叉会被弹起。
问题三:声速和回声
【角度1】比较不同介质中的声速大小
【典例1】阅读下面数据回答问题。
几种物质中的声速v/(m/s)
空气(15oC)
340
海水(25oC)
1531
空气(25oC)
346
铜(棒)
3750
空气(35oC)
352
大理石
3810
煤油(25oC)
1324
铝(棒)
5000
蒸馏水(25oC)
1497
铁(棒)
5200
(1)空气中的声速随温度的升高而 (选填“增大”“减小”或“不变”),可得出的规律是每升高1℃,声速每秒变化 m/s。按照你的发现规律,你估计0℃时空气中的声速大约为 m/s。
(2)影响声速大小的因素: 、 。
【答案】 增大 0.6 331 介质的种类 介质的温度
【详解】(1)[1]从表中数据可以看出,空气温度越高,声速越大;空气中的声速随温度的升高而增大。
[2][3]空气的温度为15℃时,声音的速度340m/s,空气的温度为25℃时,声音的速度346m/s,温度每升高10℃,声音的传播速度就会增加6m/s,则每升高1℃,声速每秒变化0.6m/s;按照这个规律,如果温度在0℃空气中声速为
(2)[4][5]从表中可以看出,不同介质中声速一般不同,同种介质中温度不同声速不同;由此可知:影响声速的因素是介质的种类和介质的温度。
(1)声速与介质种类的关系规律不是绝对的,软木就是特例,所以表达规律时要说“一般情况下”。
(2)由于声音在不同介质中的速度的不同,同一声源,距离相等的位置可能听到多次声音.如长水管一端敲击一次,另一端听到三次声音,第一次由铁传播,第二次由水传播,第三次由空气传播,首先注意管子要“长”,其次注意管内有没有水.第三注意听到的多次声音是不同介质传播的,并不是回声。
(3)固体传声速度大,能量损失少,所以通过固体传声能及早地听到,并且更加清楚。
【变式1-1】我国古书《梦溪笔谈》中记载:行军宿营,士兵枕着牛皮制的箭筒睡在地上,能及早听到夜袭的敌人的马蹄声。其原因是 能够传声,且比空气传声的速度 。科学工作者向海底垂直发射超声波,经过4s收到回波信号,海洋中该处的深度是 m(声音在海水中传播的速度是1500m/s)。
【答案】 固体 快 3000
【详解】[1][2]声音的传播需要介质,可以在固体、液体及气体中传播,一般情况下,在固体中传播的速度最快,其次是液体,在气体中传播的最慢。
[3]海洋中该处的深度为
【变式1-2】在一根较长的钢管的一端敲击一下,在另一端,耳朵紧贴钢管的同学可以听到两次声音,第一次声音是通过 传播的,第二次声音是通过 传播的,一先一后听到两次声音说明 。
【答案】 钢管 空气 声音在不同介质中传播速度不同
【详解】[1][2]在一根较长的钢管一端敲击一下,声音会在钢管和空气中同时传播,所以能够听到两次声音;因为声音在固体中最快,在气体中最慢,第一次听到的声音是通过钢管传来的,第二次听到的声音是通过空气传来的。
[3]声音在不同介质中传播速度不同,所以能听到两次声音。
【角度2】回声测距
【典例1】有一口竖井,深度未知。在井口大喊一声,0.5s后听到井底回声,则井深 m;在井口向井内抛下一个石子,5.25s后听到石子落到井底的声音,石子下落的平均速度为 m/s。
【答案】 85 17
【详解】[1]井的深度为
[2]井底的声音传到井口需要的时间为
则石子下落的时间为
石子下落的平均速度为
声音在传播过程中遇到障碍物要发生反射,形成回声现象;根据这一事实,我们可以根据s=vt测量高大障碍物的远近、海底的深度、远处冰山的距离等。
【变式2-1】用声呐系统向海底垂直发射声波,经6s后收到回波,已知声在水中的传播速度为1500m/s,则此处海底的深度为 m;利用此种方法 (选填“能”或“不能”)测量地球和月球之间的距离,这是因为 。
【答案】 4500 不能 真空不能传声
【详解】[1]此处海底的深度为
[2][3]声音传播需要介质,真空不能传声,地球和月球之间为真空状态,故利用此种方法不能测量地球和月球之间的距离。
【变式2-2】猎人站在平行陡峭的山谷里放了一枪,放枪的位置距右侧山崖,后他听到第一次回声。已知声音在空气中的速度是,求:
(1)多长时间猎人能听到从右侧山崖反射回来的回声?
(2)两次回声的时间间隔是多长?
(3)山谷的宽度是多少米?
【答案】(1);(2);(3)
【详解】
解:(1)猎人能听到从右侧山崖反射回来的过程中,通过的路程为
s1=2s=2×340m=680m
则回声的时间为
(2)听到两次回声的时间间隔为
(3)声音传播到左侧山崖的时间为
由得,放枪的位置距左侧山崖的距离为
两山之间的距离为
s3=s+s2=340m+255m=595m
答:(1)经过猎人能听到从右侧山崖反射回来的回声;
(2)两次回声的时间间隔是;
(3)山谷的宽度是。
【基础强化】
1.在敲响大钟时有同学发现,停止了对大钟的撞击后大钟“余音未绝”,其原因是( )
A.一定是大钟的回声
B.是因为人的听觉发生“延长”的缘故
C.大钟虽已停止振动,但空气仍在振动
D.有余音说明大钟仍在振动
【答案】D
【详解】敲击大钟时,大钟因为振动而发出声音,停止对大钟的撞击,但大钟的振动不能马上停止,所以仍会产生声音,所以会有“余音未绝”,故ABC不符合题意,D符合题意。
故选D。
2.如图所示,汤姆用力敲击锅盖,锅盖上面的小老鼠杰瑞随着“翩翩起舞”。这一现象说明了( )
A.声音的传播需要介质 B.声音可以传递信息
C.响度与频率有关 D.一切正在发声的物体都在振动
【答案】D
【详解】汤姆用力敲击锅盖,锅盖上面的小老鼠杰瑞随着“翩翩起舞”,说明声音是由发声体的振动产生的,一切正在发声的物体都在振动,故D符合题意,ABC不符合题意。
故选D。
3.下列有关声音的说法正确的是( )
A.笛子发出的动听声音是笛子振动产生的
B.关紧门窗后,屋外传来的声音明显变小,是由于固体不能传声
C.人说悄悄话时,声带是不振动的
D.月球上没有空气,宇航员只能通过无线电交谈,说明真空不能传声
【答案】D
【详解】A.笛子发出的动听声音是由笛子中的空气柱振动产生的,不是笛子振动,故A错误;
B.关紧门窗后,屋外传来的声音明显变小,这是在传播过程中减弱噪声,不是固体不能传播声音,故B错误;
C.人说悄悄话时,虽然声音较小,但是声带仍然是振动的,故C错误;
D.在月球上宇航员只能通过无线电交谈,是因为月球上没有空气,真空不能传声,故D正确。
故选D。
4.如图所示,把正在发声的闹钟放入一个玻璃钟罩内,然后,用抽气机抽出钟罩内的空气,听到的声音逐渐变小;再往钟罩内加入空气,听到的声音又逐渐变大。这个现象说明( )
A.响度的大小与振幅的大小有关 B.声音的传播需要介质
C.音调的高低与振动的频率有关 D.声音是由物体振动产生的
【答案】B
【详解】将正在发声的闹钟放在玻璃罩内,用抽气机逐步抽出其中的空气,声音由大变小,再往钟罩内加入空气,听到的声音又逐渐变大,由此我们可以推理得出声音在真空中无法传播,即声音的传播需要介质,故ACD不符合题意,B符合题意。
故选B。
5.声音是由物体 产生的,一切正在发生的物体都在 ,振动停止,发声也 。
【答案】 振动 振动 停止
【详解】[1][2][3]声音是由物体振动产生的,一切正在发生的物体都在振动,振动停止,发声停止。
6.“音爆云”是一种飞行奇观(如图所示),它是飞机速度接近音速时,压缩周围的空气,产生音爆。音爆声是由空气 产生的;低空音爆会对房子的玻璃造成破坏,这是因为声音能够传递 。
【答案】 振动 能量
【详解】[1][2]声音是由物体的振动产生的,音爆声是由空气振动产生的;声能传递信息和能量,低空音爆会对房子的玻璃造成破坏,这是因为声音能够传递能量,振碎玻璃。
7.2023年4月,第二届中国文化旅游博览会期间举行了多场音乐会,观众在多彩的音符中感受到中国音乐艺术的魅力。笛子演奏时,是由空气柱 发声的,优美动听的乐声是通过 传播到现场观众耳中的。
【答案】 振动 空气
【详解】[1]声音的产生是由于物体的振动,笛子演奏时,是由空气柱振动发声的。
[2]演奏者与观众之间是通过空气传声的,所以优美动听的乐声是通过空气传播到现场观众耳中的。
【素养提升】
8.传统音乐类非物质文化遗产是湖湘文化的重要组成部分,是三湘儿女劳动和智慧的结晶,无论在音乐、文学等方面都具有较高的审美价值和研究价值。澧水船工号子、土家族打溜子、湘西苗族民歌、麻山锣鼓、青山唢呐等都是其中的优秀代表,下列说法你认为正确的是( )
A.歌声是由周围空气振动产生的
B.锣鼓声是通过空气传播到观众耳中的
C.山歌在山间回荡传播不需要介质
D.唢呐声在空气中传播速度约为
【答案】B
【详解】A.根据声音的产生原因可知,歌声是由声带振动产生的,故A错误;
B.根据声音的传播条件可知,锣鼓声通过空气传播到观众耳中,故B正确;
C.根据声音的传播条件可知,声音的传播需要介质,故C错误;
D.根据声音的传播特点可知,15℃时,声音在空气中的传播速度是340m/s,故D错误。
故选B。
9.日照海洋公园是一个充满活力和魅力的旅游胜地,其独特的旅游特色让游客们流连忘返。小明在观看水下表演节目时突发奇想,下列能在水中演奏的乐器是( )
A.用二胡演奏《二泉映月》 B.用小号演奏《赛马》
C.用笛子演奏《姑苏行》 D.乐器在水中不可能发声
【答案】AB
【详解】A.二胡靠弦振动发声,弦在水中可以振动发声,故可以在水中演奏,故A符合题意;
BC.小号靠嘴唇振动带动号嘴振动发声,故可以在水下振动发声;笛子是靠空气柱振动发声,空气柱在水中无法振动,所以在水中不能演奏,故B符合题意,C不符合题意;
D.一部分乐器在水中是可以振动发声的,故D不符合题意。
故选AB。
10.用力敲鼓,鼓面振动发声。为了显示鼓面的振动情况,我们可以在鼓面上撒一些泡沫球。下列关于敲鼓这一情景的说法正确的是( )
A.泡沫球的振动就是鼓面的振动
B.我们听到的鼓声是泡沫球振动产生的
C.我们听到的鼓声是通过鼓槌传播到耳朵的
D.泡沫球振动可以用来说明鼓面在振动
【答案】D
【详解】将一些泡沫球撒在鼓面上,敲鼓时,通过观察泡沫球的跳动我们可以知道鼓面在振动;
A.泡沫球是随鼓面一起振动的,故A错误;
BC.鼓声是由鼓面的振动产生的,我们听到的鼓声是通过空气传入耳朵中的,故BC错误;
D.鼓面振动会引起泡沫的振动,通过泡沫球振动可以用来观察鼓面的振动,采用的是转换法,故D正确。
故选D。
11.滇剧是云南省传统地方戏剧剧种,如图所示,这是云南省滇剧院倾力打造的原创大型现代滇剧《张桂梅》。表演者发出的声音是由声带 产生的。外科医生利用超声波除去人体内的结石,说明声音能传递 。
【答案】 振动 能量
【详解】[1]声音是由物体振动产生的,表演者发出的声音是由声带振动产生的。
[2]声音可以传递信息和能量,外科医生利用超声波除去人体内的结石,说明声音能传递能量。
12.实验物理学先驱 最先总结得出运动不需要力来维持。“炮竹声声除旧岁”,春节燃放鞭炮的响声是由 (选填“火药”或“炮纸”或“空气”)振动产生的。
【答案】 伽利略 空气
【详解】[1]运动不需要力来维持由实验物理学先驱伽利略最先总结得出。
[2]声音是由物体振动产生,春节燃放鞭炮的响声是由空气振动产生的。
13.在“我的梦想”主题班会课上,小明同学在演讲中说到:航天员们驾驶着最新型飞船漫游在太空,突然听到空中传来“隆隆”的雷声,指出这段话中的一处科学性错误及判断依据。
错误之处: ;判断依据: 。
【答案】 听到空中传来的雷声 真空不能传声
【详解】[1][2]声音的传播需要介质,真空不能传声,因为太空是真空,所以不可能听到空中传来的雷声。
14.如图所示,小雪同学在做“探究声音的产生”的实验。
(1)如图甲,用悬挂着的乒乓球接触正在发声的音叉,乒乓球会被弹开,说明声音是由物体的 产生的,实验中乒乓球起到的是 ;
(2)假设在月球上进行图乙中的实验,则 (选填“能”或“不能”)看到乒乓球被弹开。
【答案】 振动 放大音叉的振动 不能
【详解】(1)[1]乒乓球接触正在发声的音叉被弹起,说明发声的音叉正在振动,即声音是由物体振动产生的。
[2]音叉发声时振动,但是音叉的振动较小,不容易观察,把音叉的振动转换成乒乓球的运动,乒乓球运动把音叉的振动放大了,便于观察。
(2)[3]如果这个实验放在月球上做,由于月球上没有空气,左右音叉之间是真空,声音无法传播,因此乒乓球不会被弹开。
15.声音在海水中传播的平均速度约为1500m/s。为了开辟新航道,探测船的船底装有回声探测仪器,探测水下有无暗礁,如图所示,探测器发出的声音信号经2s被探测器接受到,求障碍物与探测船间的距离。
【答案】1500m
【详解】解:由得,障碍物与探测船间的距离
答:障碍物与探测船间的距离为1500m。
【能力培优】
16.运动会上进行百米赛跑,如果计时员听到枪声才开始计时,空气中声速取340 m/s。所记录的成绩比看到枪烟就开始计时的成绩:( )
A.记时准确 B.少记约0.294s C.多记约0.294s D.少记约0.588s
【答案】B
【详解】ABCD.听到枪声才开始计时,说明枪声已经传播100米到达终点时才开始计时,测得时间肯定少了,少的时间为
故ACD不符合题意,B符合题意。
故选B。
17.如图所示是两个相同规格的音叉,小敏同学敲响右边的音叉,与左边音叉接触的泡沫塑料球被多次弹开。若把该装置搬到月球表面进行实验,用更大的力敲右边的音叉,则( )
A.泡沫塑料球会被弹开,且振幅比第一次实验大
B.泡沫塑料球会被弹开,但振幅比第一次实验小
C.泡沫塑料球不会被弹开,但能听到音叉发声
D.泡沫塑料球既不会被弹开,也不能听到音叉发声
【答案】D
【详解】若把该装置搬到月球表面进行实验,用更大的力敲右边的音叉,月球上没有空气,不能传声,所以左边的泡沫球不会被弹起,左边的音叉也不会发声。
故选D。
18.对如图所示实验分析正确的是( )
A.甲:用pH试纸测定白醋的酸碱度时,先用蒸馏水润湿试纸对测定结果无影响
B.乙:平衡的天平一段时间后指针偏右,说明氢氧化钠固体有腐蚀性
C.丙:纸锅能烧开水,是因为纸的着火点高于水的沸点
D.丁:用真空罩和闹钟可以直接证明真空不能传声
【答案】C
【详解】A.丙实验用pH试纸测定白醋的酸碱度时,先用蒸馏水润湿试纸,溶液的酸性变弱,当溶液的pH小于7时,呈酸性,且pH越小,酸性越强,则测得的pH结果比实际值偏大,故A错误;
B.平衡的天平一段时间后指针偏右,说明氢氧化钠固体具有吸水性,不能说明其具有腐蚀性,故B错误;
C.在标准大气压下,水的沸点是100℃,低于纸的着火点,故C正确;
D.调整实验器材后,重新实验,随着玻璃钟罩内空气的逐渐抽出,可以听到手机的声音逐渐变小,实验结论:真空不能传声,这是推理法,故D错误。
故选C。
19.声速
(1)声速:声音在每秒内传播的 叫声速,计算公式: 。
(2)影响声速大小的因素:介质的 、介质的 。
①声音在不同介质中的传播速度不同。一般情况下,声音在固体、液体、气体中的传播速度关系为:v固 v液 v气。
②声速大小与介质温度有关。温度越高,声速越 ;在时,空气中的声速是 。
【答案】 距离 种类 温度 > > 大 340m/s
【详解】(1)[1][2]声速是指声音在每秒钟内传播的距离叫声速,用公式计算。
(2)[3][4]声音的传播需要介质,介质的种类和介质的温度是影响声速大小的两个因素。
[5][6]声音在不同介质中的传播速度是不同的。在通常情况下,声音在固体中传播的速度最快,在液体中传播的速度其次,在气体中传播的速度最慢,声音在这三者中传播的速度关系为
v固>v液>v气
[7][8]声速的大小与介质的温度有关。介质的温度越高,声速就越大;我们把声音在时的传播的速度340m/s定为空气中的声速。
20.如图所示,小琳将几个小纸团放在正在播放音乐的扬声器的纸盆上,她发现纸团不断地上下跳动。
(1)她断开开关,让扬声器停止播放音乐,纸盆上的小纸团 (选填“还在”或“停止”)跳动,这说明声音是由物体的 产生的,实验中,小纸团的作用是将纸盆的振动 (选填“放大”或“缩小”),从而便于观察;
(2)小琳突发奇想:若将该实验装置移到月球上进行实验,当扬声器播放音乐时,她 听到声音,但 看到小纸团跳动。(均选填“能”或“不能”)
【答案】 停止 振动 放大 不能 能
【详解】(1)[1][2][3]声音是由物体振动产生的,所以断开开关后,纸盆不再振动,不再产生声音,纸盆上的小纸团也会停止振动。纸盆的振动幅度较小,不易观察,实验时通过纸团的振动将纸盆的振动放大了,便于观察。
(2)[4][5]声音的传播需要介质,在月球上没有大气,不能传播声音,所以即使可以观察到纸团的振动,但却听不到声音。
21.如图所示的是探究声现象的两个实验情景,请回答下列问题:
(1)如图甲所示,用竖直悬挂的乒乓球接触发声的音叉时,乒乓球被弹起,这个现象说明 ;也能说明声音可以在 中传播;还能说明声波具有 。乒乓球在实验中的作用是 ,如果加大力度敲击音叉,发现乒乓球被弹得越远,听到的声音的响度也越大,这个现象说明 ;
(2)如图乙所示,敲击右边的音叉,左边完全相同的音叉把乒乓球弹起,这个现象说明 ;若把甲、乙两个实验移到月球上去做,不能看到泡沫塑料球被弹起的图是 (选填“甲”或“乙”),这是因为 。
【答案】 发声的音叉在振动 空气 能量 把音叉微小的振动放大 振幅越大,响度越大 声音可以在空气传播 乙 声音传播需要介质,真空不能传声
【详解】(1)[1][2][3]用竖直悬挂的乒乓球接触发声的音叉时,乒乓球被弹起,这个现象说明发声的音叉在振动;也能说明声音可以在空气中传播;还能说明声波具有能量,能对外做功。
[4]乒乓球在实验中的作用是把音叉微小的振动放大,运用了转换法。
[5]如果加大力度敲击音叉,音叉振幅增大,乒乓球被弹得越远,听到的声音的响度也越大,说明响度跟振幅有关,振幅越大,响度越大。
(2)[6]如图乙所示,敲击右边的音叉,左边的音叉把乒乓球弹起,这个现象说明声音可以在空气中传播。
[7][8]甲、乙两个实验移到月球上去做,敲击时,甲中音叉振动,将乒乓球弹开,乙中右边音叉振动,但左边音叉不能振动,不能将乒乓球弹开,因为月球上没有空气,声音不能在真空中传播。
22.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2.5s,两声相隔2.33s(此时气温约为15℃)。
一些介质中的声速v(m/s)
空气(0℃)
331
铜
3750
空气(15℃)
340
铝
5000
水(常温)
1500
铁
5200
(1)求空心金属管的长;
(2)求声音在该金属管中的传播速度;
(3)该金属管可能是由什么材料制成?如果在金属管里灌满水,用时间数据简要描述可能听到的声音情况。
【答案】(1)850m;(2)5000m/s;(3)见详解
【详解】解:(1)空心金属管的长为
s=v空气t空气=340m/s×2.5s=850m
(2)声音在金属管内传播的时间为
t金属=t空气﹣Δt=2.5s﹣2.33s=0.17s
则声音在金属管内传播的速度为
(3)根据前面计算出声音在金属管内传播的速度大小,对比表中数据可知,该金属管可能是铝制成的。如果在金属管里灌满水,则声音在水中传播的时间为
耳朵要区分出不同介质传播过来的声音的条件是声音的时间间隔要大于0.1s,三种介质的时间差分别为
Δt1=t空气﹣t水=2.5s﹣0.57s=1.93s>0.1s
Δt2=t水﹣t金属=0.57s﹣0.17s=0.4s>0.1s
据此分析可知能听到三次声音,其依次是通过金属管、水和空气传播而来的。
答:(1)空心金属管的长为850m;
(2)声音在该金属管中的传播速度为5000m/s;
(3)见详解。
23.司机朝着山崖以15m/s的速度行驶,看到前方有丁字形路口,便鸣笛一声以示警告将要上路的行人或车辆(车速保持不变),鸣笛后经对面山崖的反射3s后便听到了回声,已知声音在空气中的传播速度是340m/s,求:
(1)3s内车行驶的路程是多少?
(2)鸣笛时车离山崖有多远?
(3)听到回声时车离山崖有多远?
【答案】(1)45m;(2)532.5m;(3)487.5m
【详解】解:(1)3s内车行驶的路程是
(2)鸣笛时车离山崖距离为
(3)听到回声时车离山崖距离为
答:(1)3s内车行驶的路程是45m;
(2)鸣笛时车离山崖距离为532.5m;
(3)听到回声时车离山崖距离为487.5m
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