2025年中考物理一轮复习第一讲 声

第一讲 声 精讲精练 一、声音的产生和传播 注意：利用声音产生和传播的条件以及声速的影响因素(介质的种类和温度) ①莫把“振动停止，发声停止”误认为“振动停止，声音消失”，因为物体振动停止前所发出的声音会以声波的形 式在介质中向四周继续传播； ②也不要误认为只要物体振动，就能听到声音.由于人耳的听觉频率范围在 20~20 000 Hz，若物体振动发出的是次声波或超声波，人耳将听不到. 【例题 1】下列关于声音的说法中正确的是 ( ) A.声音只能在空气中传播 B.声音在真空中的传播速度是3×10⁸m/s C.声音是由于物体振动而产生的 D.只要物体振动，我们就能听到声音 【例题2】在一根较长的装满水的自来水管一端敲击了一下，在另一端可以听到几次声音? 第一次是由什么传来的? 【例题3】交通部门常用测速仪来检测车速.测速原理是测速仪前后两次发出并接收到被测车反射回的超声波信号，再根据两次信号的时间差，测出车速，如图甲.某次测速中，测速仪发出与接收超声波的情况如图乙所示，x表示超声波与测速仪之间的距离.则下列说法中错误的是(假设超声波的速度为340 m/s，且声速与车速均保持不变) ( ) A.汽车收到第一次信号时，距测速仪204m B.汽车收到第二次信号时，距测速仪68m C.汽车的速度约为26.15 m/s D.汽车两次收到信号的时间差为 1.3s 【变式训练1】如图所示，海北中学有一个跑道为 400 m的操场，在操场的主席台和观众席上方一字形排列着A、B、C三个相同的音箱.在一次运动会的开幕式上，站在操场中的所有同学都可以听到音箱发出的足够大的声音，但站在某些位置的同学却感觉听不清音箱中播放的内容，在图中的1、2、3三个位置中，位于哪个位置附近的同学应该是“感觉听不清”的?( ) A.1 B.2 C.3 D.在哪个位置都一样 【变式训练2】如图(a)所示，停在公路旁的公安巡逻车利用超声波可以监测车速：巡逻车上的测速仪发出并接收超声波脉冲信号，根据发出和接收到的信号间的时间差就能测出车速.在图(b)中，P₁、P₂是测速仪先后发出的超声波信号，n₁、n₂分别是测速仪检测到的 P₁、P₂经反射后的信号.设测速仪匀速扫描，P₁与 P₂之间的时间间隔为0.9秒，超声波在空气中传播的速度为340 米/秒.则被测车的车速为 ( ) A.20米/秒 B.25米/秒 C.30米/秒 D.40米/秒 【变式训练3】蝙蝠沿水平向右的方向匀速飞行，速度为v，当它到达O点时向前方发出一超声波，波速为u，当蝙蝠的前方分别有前后两个障碍物，如图所示.经过时间t，蝙蝠向前飞行了一段距离到达P 点时恰好收到第一次反射波，则P 点离第一个障碍物的距离是 ；若相继收到前后两次反射波的时间差为△t，则前方两个障碍物前后间的距离是 · · 【变式训练4】如图，甲、乙分立在一堵墙的对面，两人间距为L，他们和墙的间距都是 当甲用发令枪开了一枪，乙经a秒听到第一声枪响，问再经 秒，乙能听到第二声枪响.据测定，人耳要把两次声音分辨开来，至少需要相隔0.1秒，因此，两人的间距L须大于 米.(声音在空气中每秒传播340 米) 二、声音的特性 掌握声音的三个特性的概念的内涵是解决问题的关键.在物理学中，声音的特性——音调、响度和音色分别用来表征声音的高低、大小和音质. 而日常用语中的“高低”有时指响度、有时指音调.因此，在实际生活中要注意识别和区分开.莫把音调与响度混淆、科学用语与日常用语混淆. 明确声音的特性的决定因素是解决问题的关键.音调受频率(表示声源振动的快慢)的影响；响度受振幅的影响，还跟距离发声体的远近有关；音色是由发声体的材料和结构所决定的，不同的发声体，音色不同. 注意：物体振动的频率由物体的长短、粗细、厚薄、松紧、大小等因素决定.在相同情况下物体越短、越细、越紧、越轻时，振动得越快，频率越高，音调也越高. 【例题1】男低音歌唱演员独唱时由女高音轻声伴唱，对两人声音的描述正确的是 ( ) A. 男低音比女高音音调低，响度大 B. 男低音比女高音音调低，响度小 C.男低音比女高音音调高，响度小 D. 男低音比女高音音调高，响度大 【例题2】如图所示声波的波形图，下列说法正确的是( ) A.乙、丁的响度和音色相同 B.甲、丁的音调和响度相同 C.甲、乙的音调和响度相同 D.丙、丁的音色和响度相同 【变式训练1】如图所示，四个相同的玻璃瓶内装有深度不同的水.用筷子轻轻敲击瓶口或用嘴贴着瓶口吹气，会发出不同的声音.下列关于所发出声音的判断中正确的是 ( ) A.用筷子轻轻敲击瓶口，甲瓶的音调最高 B.用嘴贴着瓶口吹气，甲瓶的音调最高 C.用筷子轻轻敲击瓶口，丁瓶的音调最低 D.用嘴贴着瓶口吹气，丁瓶的音调最高 【变式训练2】把一条粗细均匀的长金属管截成长度不等的四段，然后把这四段金属管由长到短依次排列悬挂起来，如图所示.若用锤子分别敲击四段金属管时，它们都会发出声音，其音调 ( ) A.最低的是金属管1 B.最高的是金属管1 C.都相同 D.跟敲击的位置有关 【变式训练3】车间机床工作时发出响度达110 的声音，波形如图所示. Here One降噪耳机能阻止特定的频率的声音进入人耳，同时允许其他频率的声音(如工友的指令等)进入人耳，工人在车间只要把耳机阻止声音的频率值设置为 Hz即可. 3、 声的利用及噪声的危害和控制 【例题1】下列事例中利用声传递能量的是 ( ) A.通过声学仪器接收到的次声波判断地震的方位 B.利用超声导盲仪探测前进道路上的障碍物 C.利用超声波排除人体内的结石 D.利用超声波给金属工件探伤 【例题2】在医院、学校和科学研究部门附近，有如图所示的禁鸣喇叭标志，在下列方法中，与这种控制噪声的方法相同的是 ( ) A.工人戴上防噪声耳罩 B.在道路旁设置隔声板 C.上课时关闭教室的门窗 D.在摩托车上安装消声器 【变式训练1】请回答下列有关声音的问题： (1)以下是两位同学的一段对话.请你对两位同学的对话的正确性作出判断，并给出证明. 甲同学：如果飞机在无风情况下水平飞行，当你听到从头顶传来飞机的轰鸣声时，发现飞机已掠过头顶，在你前上方，说明飞机是超音速飞行. 乙同学：如果飞机在无风情况下水平飞行，无论飞机是否超音速飞行，当你听到从头顶传来飞机的轰鸣声时，飞机一定已掠过你的头顶，在你前上方了，所以，我们无法据此来判断飞机是否超音速飞行. (2)下列三张图片分别反映了飞机以三种不同速度在空中(不考虑空气的流动)水平飞行时，产生的声波的情况.图中一系列圆表示声波的传播情况，A点表示飞机的位置.请你利用给出的图，用刻度尺、直角尺等工具估测下图a、b、c中飞机飞行的速度.已知声音在空气中的速度为340米/秒.(要求写出完整的解答过程) 四、多普勒效应 【例题1】如图A是高速公路上用超声波测速仪测量车速的示意图.测速仪发出并接收超声波脉冲信号，根据发出的和接收的超声波信号间的时间差，测出被测物体的速度，图B 中 P₁、P₂是测速仪发出的超声波信号. n₁、n₂分别是 P₁、P₂由汽车反射回来的超声波信号.设测速仪匀速扫描，P₁、P₂之间的时间间隔t=1.0s,超声波在空气中传播速度是 v=340 m/s,若汽车是匀速行驶的，则根据图B可知，汽车的速度是多少 ? (图B中所标数值为测速仪显示屏上 n₁、n₂、P₁、P₂各点之间距离) 【例题2】以速度v=20m/s奔驰的列车，鸣笛声的频率为275 Hz，已知空气中声速为 问： (1)当列车驶来时，站在铁路旁的观察者听到的笛声的频率是多少? (2)当列车驶去时，站在铁路旁的观察者听到的笛声的频率是多少? 【变式训练1】利用超声波遇到物体发生反射，可以测定物体运动的有关参量.图甲中仪器A 和 B 通过电缆线连接，B为超声波发射与接收一体化装置，而仪器A 为B 提供超声波信号源，而且能将 B 接收到的超声波信号进行处理并在屏幕上显示其波形.现固定装置B，并将它对准匀速行使的小车，使其每隔固定时间 T₀发射一短促的超声波脉冲(如图乙中幅度大的波形)，而B 接收到的由小车C 反射回的超声波经仪器A 处理后显示如图乙中幅度较小的波形，发射波滞后的时间已在图乙中标出，其中 T₀和△T 为已知量，另外还知道该测定条件下声波在空气中的速度为v₀，则根据所给信息可判断小车的运动方向为 (填“向左”或“向右”)，速度大小为 【变式训练2】两列火车以20m/s的速度迎面开来又错车离去，甲车汽笛声的频率为 2 500 Hz，问乙车中乘客听到汽笛声有什么变化? 【变式训练3】一个固定的声源发出频率为f₀的声波，一个人向波源走去，他感觉到的频率为f，那么 ( ) A. f>f₀ B. f<f₀ C. f=f₀ D.不能确定 【变式训练4】当波源与观察者有相对运动时，如果两者相互接近，观察者接收到的频率将 波源频率；如果两者远离，观察者接收到的频率将 波源频率.(均填“大于”“等于”或“小于”) 一、声音的产生和传播 【例题1】C 【解析】声音是由物体的振动产生的，振动的物体肯定能发出声音，但由于人的听觉范围、响度大小、是否有介质的限制，发出的声音不一定能听得见；声音的传播需要介质，真空不能传声. 【例题2】【解析】装满水的水管传播声音有三种物质：一是管外的空气，二是管内的水，三是金属管子(自来水管).由于这三种物质传播声音的速度均不相同，所以在另一端可以听到三次声音. 金属管子中的声音传播速度最快，人在另一端最先听到金属管子传播的声音，而空气传播声音的速度最慢，所以人最后一次听到的是空气传播的声音，中间的声音则是水传播的. 【答案】听到三次声音.第一次是金属管传来的. 【例题 3】A 【解析】A.由图知，汽车收到第一次信号时，经过的时间为 距测速仪S₁=v波 t₁=340 m/s×0.3 s=102 m,故A错. B. 由图知，汽车收到第二次信号时，经过的时间为 距测速仪S₂=v波 t₂=340 m/s×0.2 s=68 m,故B正确. C、D.汽车收到两次信号距离测速仪的距离差s= 经过时间t=1.6s—0.3s=1.3s,汽车的速度 故C、D正确. 【变式训练1】A 【解析】位置1声波干涉相互削弱，所以位于位置1附近的同学应该是“感觉听不清”，选项 A正确. 【变式训练 2】A 【解析】由P₁与P₂之间的时间间隔为0.9秒可知，P₁与n₁之间的时间间隔为0.3秒，P₂与n₂之间的时间间隔为0.2秒，测速仪发出超声波信号 P₁到被测车接收到超声波信号需时间 0.15 秒，二者相距340 米/秒×0.15秒=51米；测速仪发出超声波信号P₂到被测车接收到超声波信号需时间0.10秒，二者相距340米/秒×0.10秒=34米；被测车接收到这两个超声波信号的时间差是0.85 秒，在这段时间内被测车前进距离为51米—34 米=17 米，被测车的车速为17米÷0.85秒=20米/秒,选项A正确. 【变式训练 【变式训练4】a 34 【解析】听到第一枪，声音走的路程为L，则：L=340a 米, 听到第二枪，声音走的路程如图所示： 根据直角三角形边之间的关系可得： L+L=2L, 所以再经过 秒，乙能听到第二声枪响. 要把两声分开，时间间隔a>0.1秒，所以L=340a 米>340米/秒×0.1秒=34米. 二、声音的特性 【例题1】A 【解析】日常用语里声音的高低有时指响度，有时指音调，含义不是唯一的.女高音和男低音，这里的高低指的是音调，它是由声源的振动频率决定的.而轻声伴唱指的是响度，它是由声源振动的幅度决定的. 【例题2】C 【解析】从图中可以看出，A. 乙、丁振动的幅度不同，故响度不同；波形的形状不同，故音色不同，故A错误； B. 甲、丁振动的频率相同，故音调相同；振幅不同，所以响度不同，故B错误； C.相同时间内，甲和乙振动的频率相同，所以音调相同；振幅相同，所以响度相同，故C正确； D.丙、丁的振幅不相同，故响度不相同；波形的形状相同，音色相同，故D错误. 【变式训练1】B 【解析】用筷子轻轻敲击瓶口，由于甲瓶中水最多，甲瓶的音调最低，丁瓶的音调最高，选项 A、C错误；用嘴贴着瓶口吹气，甲瓶的空气柱最短，产生的声波波长最短，频率最高，音调最高，丁瓶的音调最低，选项B正确、D错误. 【变式训练2】A 【解析】由于金属管的粗细、材料均相同，但长度不同，所以我们用锤子敲击四段金属管时，长的振动得较慢，短的振动得较快，即据图能看出，1管振动的最慢，频率最小，音调最低；4管振动得最快，频率最大，音调最高. 【变式训练3】dB 12500 【解析】车间机床工作时发出响度达110 dB的声音，根据波形图可知T=8×10⁵s, 则阻止声音的频率值设置为 12 500 Hz. 三、声的利用及噪声的危害和控制 【例题 1】C 【解析】A.通过声学仪器接收到的次声波等信息判断地震的方位，说明声音可以传递信息，故A错误； B.利用超声导盲仪探测前进道路上的障碍物，说明声音可以传递信息，故B错误； C.利用超声波排除人体内的结石，说明声音能够传递能量，故C正确； D.利用超声波给金属工件探伤，说明声音能够传递信息，故D错误. 【例题2】D 【解析】禁鸣喇叭就是在声源处减弱噪声. A.工人戴上防噪声耳罩，是在人耳处减弱噪声，不合题意. B.在道路旁设置隔声板，是在传播过程中减弱噪声，不合题意. C.上课时关闭教室的门窗，是在传播过程中减弱噪声，不合题意. D.在摩托车上安装消声器，是在声源处减弱噪声，符合题意. 【变式训练1】答：(1)如果飞机在无风情况下水平飞行，当听到从头顶传来飞机的轰鸣声时，飞机一定已掠过头顶，因为飞机的声音传播到人的耳朵需要一定的时间，而这段时间飞机在不停地飞行，因此无法确定是否是超音速飞行.乙同学正确. (2)当飞机运动到某圆圆心时，在周围激发起声波，声波从圆心运动r和飞机从圆心运动到A 点所用的时间相同.设A 点离某圆圆心距离为x，该圆半径为r,则 x和r都可在图中量出.因此，从图上可以看出，a图飞机速度小于声速，b图等于声速，c图大于声速. 四、多普勒效应 【例题1】解法一:设P₁、n₁、P₂、n₂对应的时刻分别为t₁、t₂、t₃、t₄,P₁n₁的中间时刻(汽车与超声波第一次相遇的时刻)为t₅，P₂n₂的中间时刻(汽车与超声波第二次相遇的时刻)为t₆.从题目所给条件得，标尺上每小格表示的时间 ₀s.则有 超声波第一次与汽车相遇时，超声波走过的路程为 超声波第二次与汽车相遇时，超声波走过的路程为 而汽车通过的路程为 汽车的运动时间 故汽车的速度： 解法二：P₁到P₂之间的时间间隔可以理解为波源的周期，即每隔多少时间发射一次超声波。 故f。=1 Hz，n₁到n₂之间的时间间隔可以理解为观察者(接收器)接收到的周期 所以 根据 故 故可方便解得v'≈17.9m/s. 【例题2】(1)292 Hz (2)260 Hz 【解析】本题考查多普勒效应产生的频率的计算，分两种情况，则有： (1)观察者相对于介质静止，波源以速度v向观察者运动，若以介质为参考系， 波长将缩短为 则观察者听到的频率为： (2)同理，当列车驶去时，观察者听到的频率为： 【变式训练1】向右 【解析】从图中可知：超声波发射器(波源)的周期为T₀，而再次接收到的超声波的周期为 T₀，由多普勒效应可知，接收器和波源相对远离时接收到的频率变小，而周期变长，所以可以判定，波源和接收器是相对远离的，即小车的运动方向为向右. 故 由此可解得： 【变式训练2】错车前后乙车中乘客听到汽笛声先升高后降低. 【解析】两车迎面相遇时，乙车中乘客接收到汽笛声的频率是： 错车后，乙车中乘客接收到的频率为： 故乙车中乘客听到汽笛声先升高后降低. 【变式训练3】A 【变式训练4】大于 小于 学科网（北京）股份有限公司 $$