2.1 声音的产生与传播(6大题型)-2024-2025学年八年级上册物理同步题型分类讲与练(人教版2024)
2024-09-20
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内容正文:
2.1 声音的产生与传播
知识点 1 声音的产生
1、探究声音产生的原因
①固体振动:拨动皮筋,皮筋发声时,能感觉到皮筋振动;停止拨动,皮筋不再振动,声音也消失。
②液体振动:从高处落下一滴水时,会产生“叮咚”声。产生“叮咚”声时,水面振动,产生波纹。
③气体振动:吹响笛子,然后停止吹笛。笛子发声时,把手指放在笛孔处,能感觉到气流的振动;停止吹气,没有振动的气流,笛声消失。
结论:声音是由物体的振动产生的。振动停止,发声也停止。
【注意】振动停止时,发声也停止,注意发声停止不是“声音消失”。因为振动停止只代表物体不再发声,但物体原来发出的声音仍然在传播。例如撞击引起钟振动,停止撞击,钟停止振动,发声停止,但声音仍然继续传播。
2、声源
①概念:正在发声的物体,叫作声源。
②声源可以是固体,也可以是液体或气体。
3、声音的保存
将发声体的振动记录下来,需要时再让物体按照记录下来的振动规律去振动,就会产生与原来一样的声音,这样就可以将声音保存下来。唱片、磁带、激光唱盘等可以把记录的声音重现出来。
知识点2 声音的传播
1、实验:固体、液体、气体及真空是否能传声
①固体:一个同学敲桌子,另一个同学耳朵贴着桌子能听到声音。
结论:固体能够传播声音。
②液体: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,听到了手机的音乐声。、
结论:液体能够传播声音。
③气体:上课时,我们都能听见老师讲课的声音。
结论:气体能够传播声音。
④真空:把正在响铃的闹钟放在玻璃罩内,逐渐抽出其中的空气,随着密闭容器中空气被抽出,声音越来越小,最后几乎听不见。
推理:真空不能传声。
【结论】声音的传播需要介质,传声的介质既可以是气体、固体,也可以是液体;真空不能传声。
2、声音的传播形式
①类比法理解声波:水波是一圈一圈向外传播的,声波是以疏密相间的波动的形式向外传播的,水波与声波具有相似的形式。
②声波:声音以波的形式传播着,我们把它叫作声波。像水波一样,声波在传播过程中会减弱。当我们离发声体太远时,传来的声波太弱而不能引起听觉。
知识点3 声速
1、声速
(1)概念:声音传播的快慢用声速描述,其大小等于声音在每秒内传播的距离。
(2)影响声速大小的因素
①声音在不同介质中传播的速度不同。一般来说,声音在气体中传播得最慢,在液体中传播得较快,在固体中传播得最快。 。
②声速大小与介质温度有关。15 ℃时空气中的声速是 340m/s。
在空气中声速的大小跟空气的温度有关,且随着空气温度的升高而增大。
2、回声
①概念:声音在传播过程中,如果遇到障碍物,就会被反射,形成回声。
②区分开回声与原声的条件:如果障碍物离人较远,回声到达人耳的时间比原声晚0.1s以上,人耳就能把回声和原声区分开;如果回声和原声到达人耳的时间相差不到0.1s,人们就分辨不出原声和回声,但会觉得声音更响亮。
③回声测距
回声可以用来测量距离。测量原理: ,其中t为从发声到听到回声的时间,v声为声音在介质中的传播速度。
1、生活中常见的振动发声的例子
①弦乐器(小提琴、二胡、琵琶等)是靠弦的振动发声的。
②管乐器(笛子、箫等)是靠管内空气柱的振动发声的。
③吹口哨声是口腔内空气振动产生的。
④蝉的鸣叫声是由其腹部发音膜的振动产生的。
⑤蟋蟀的叫声是由其翅膀根部的摩擦片互相摩擦产生的。
2、物理常用实验方法(转换法、类比法、实验推理法)
①转换法:有些物理现象的发生,人们的感觉器官往往无法直接感知或不易察觉到,在物理实验研究中,通常采用一些手段将这些感知不到的现象转换成人们可以感知或容易观察到的现象,这种方法叫转换法。例如,把物体的振动转化为纸屑的跳动等可见的现象。
②类比法:当我们要学习的新内容看不见、摸不着、不形象直观,只靠空泛的口头描述很难理解时,往往用已有的知识来帮助理解新知识,而所用的已有知识与新内容有许多类似之处。例如,学习声波时,我们看不见声波,但大家都见过水面就形成的波纹,声波也是这样。像这样类比水波学习声波的方法,就叫做类比法。
③实验推理法:在研究真空能不能传播声音时,由于在实验操作过程中,不可能把玻璃罩内的空气完全抽出,因此只能通过声音的逐渐变小,推断真空不能传播声音,这种研究物理问题的方法叫做实验推理法。
题型一 实验:探究声音的产生与传播
【例1】(23-24八年级上·辽宁丹东·期中)为研究声音是如何产生的,小晨同学进行以下实验:
(1)图甲:轻敲音叉,用悬吊着的乒乓球接触发声的叉股,发现乒乓球被弹开,说明声音是由 产生的;用乒乓球是为了能更明显地观察到实验现象,采用的实验方法是 ;
(2)图乙:敲响右边的音叉时,与左边音叉的叉股接触的乒乓球会被弹起来,这一现象既可以说明声音可以在 中传播,也可以说明声音具有 。
【变式1-1】(22-23八年级上·河南安阳·期中)如图所示,小组同学完成以下两个声现象的实验,请回答相关问题。
(1)如图甲所示,该装置中乒乓球被弹开,说明了发声的音叉在 ;该装置还可以探究声音响度与 的关系;
(2)如图乙所示,小组同学用抽气机不断向罩外抽气,小明听到罩内正在响铃的闹钟铃声的 (选填“响度”、“音调”或“音色”)越来越小,但始终都能听到铃声。请你分析原因可能是: 。
【变式1-2】(23-24八年级上·河南安阳·阶段练习)小明做了如图所示的几个探究声学实验:
(1)如图甲所示,敲击右边的音叉,左边完全相同的音叉把泡沫塑料球弹起,这个现象说明声音可以在中 传播;
(2)如图乙所示,为了验证甲中的探究结论,小明同学用手使劲敲桌子,桌子发出了很大的声音,但他几乎没有看到桌子的振动,为了明显地看到实验现象,你的改进方法是 ;
(3)如图丙所示,小华将正在发声的手机悬挂在广口瓶内,用抽气机将瓶内的空气抽出,随着瓶内的空气逐渐减少,小华听到手机声音的逐渐 (选填“变大”或“变小”或“不变”)。此实验 (选“能”或“不能”)直接得出:声音不能在真空中传播。
【变式1-3】(23-24八年级上·广东汕头·阶段练习)如图是测实八年级物理活动小组成员在最探究与声音有关的实验。
(1)甲图一个同学敲桌子,另一个同学耳朵贴着桌子能听到声音,说明声音在 中传播;
(2)乙图将音乐芯片放入水中,同学们都能听到音乐声,说明 能够传声;
(3)丙图中当向外不断地抽气时,闹钟的“啧啧声”在逐渐地减弱,说明声音在 中不能传播。
(4)丁图实验中,乒乓球的作用是 采用的实验方法是 .
【变式1-4】(23-24八年级上·江苏扬州·阶段练习)在学习声学时,实验小组做了如下实验:
(1)如图①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,这个现象说明声音是由物体 产生的;此探究中通过乒乓球来显示音叉的现象,这种思维方法叫做 (选填“类比法”、“控制变量法”或“转换法”);如图②所示,用小锤去敲打右边的音叉,泡沫小球也会弹起;
(2)如图③所示,把正在发声的闹钟放在玻璃罩内逐渐抽出罩内的空气,她听到闹钟声音逐渐变小。这个现象说明声音 (选填“能”或“不能”)在真空中传播,在这种情况下,你是怎样得出这一结论的 ;
A.通过日常生活经验得出的 B.用实验直接证实的
C.通过理论推导出来的 D.建立在实验基础上加科学的推理得出的
(3)如果将①、②实验装置搬上月球,则两小球会弹起的是 ;
A.① B.② C.都会 D.都不会
(4)图④中小明的耳朵分别贴紧桌面和离开桌面时听到小东用相同力度敲击桌面产生的声音大小不同,这是因为 (选填“固体”、“液体”或“气体”)传声性能好;
(5)图⑤如果在用土电话时,另一个同学用手捏住线上的某一部分,则听的一方就听不到声音了,这是由于手阻止了线的 使声音无法通过线来传播;
(6)小组探究材料的隔音性能时:把闹钟放到一个盒子里,将各种材料盖在闹钟上方,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,得到如表的数据。
材料
衣服
报纸
平装书
塑料袋
袜子
听不见钟声的距离/m
2.1
2.8
3.7
5.2
1.2
你认为 (蓬松多孔/平整光滑)的材料隔声效果好。
【变式1-5】(23-24八年级上·河南郑州·阶段练习)小明将正在发声的手机悬挂在广口瓶内,用抽气筒将广口瓶中的空气抽出(如图)。
(1)抽气一段时间后小明发现听到的手机声音没有明显变化,造成这一现象可能原因是( )
A.手机声音的响度太大;
B.手机声音的频率太高;
C.未塞紧瓶塞存在漏气;
D.插入广口瓶中导管不足够长;
(2)经调整使器件完好后,再次用抽气筒有效地向外抽气过程中,随着瓶内空气逐渐减小,小明发现听到的手机声音的音调 (填“变高”、“不变”或“变低”),响度 (填“变大”、“不变”或“变小”)。
(3)由上述实验可以得到的推论是:真空不能传播声音。实际实验时无论怎么臭气,总是能听到手机铃声,说明瓶内不能达到结论中的状态,因此该实验用的研究方法: 。
(4)该实验不把手机直接放在瓶里面却把手机悬挂在广口瓶里,这么做的目的是 。
【变式1-6】(22-23八年级上·江苏宿迁·阶段练习)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”)
题型二 发声与振动的关系
【例2】(23-24八年级上·江西赣州·阶段练习)下列关于声现象的说法中,正确的是( )
A.吹奏长笛时,笛声是由空气柱的振动产生的
B.声音的传播不需要介质,能在真空中传播
C.声音在空气中的传播速度大于在水中的传播速度
D.声音不是由物体振动产生的
【变式2-1】(2024·广东揭阳·模拟预测)除夕夜,热闹的春节文娱晚会进行到午夜时,大家都会等待新年的第一声钟响,在人们敲响大钟后,有同学发现,虽然停止了对大钟的撞击,大钟仍“余音不止”。其原因是( )
A.一定是大钟的回声
B.有余音,说明大钟仍在振动
C.是人的听觉延长了时间
D.大钟虽已停止振动,但空气仍在振动
【变式2-2】(23-24八年级上·重庆长寿·阶段练习)下列关于声音的说法正确的是( )
A.只要物体在振动,我们就一定能听到声音
B.声音在同种介质中的传播速度一定相同
C.一切正在发声的物体都在振动
D.声音在真空中的传播速度是340m/s
【变式2-2】(2024八年级上·全国·专题练习)如图所示,在探究“声音是由物体振动产生的”实验中,将正在发声的音叉放入水中,发现水花四溅,这样做是为了( )
A.把音叉的微小振动放大,便于观察
B.说明声音在水中传播速度大于声音在空气中传播速度
C.把声音的振动延迟,能够有更多的观察时间
D.使声波被多次反射形成回声
【变式2-3】(24-25八年级上·全国·假期作业)“肺活量达人”比赛中,一位达人把一只厚皮气球吹破,同时发出“砰”的一声响,这个响声主要是( )
A.气球被吹大时振动发出的响声 B.吹气时气球内空气振动发出的响声
C.气球破裂时外皮振动发出的响声 D.气球破裂时引起周围空气振动发出的响声
题型三 声音的传播
【例3】(24-25八年级上·全国·假期作业)2025年我国将实现航天员登月计划,在月球上漫步的航天员须借助无线电通讯设备才能进行交谈,其原因是( )
A.月球上是真空不能传声
B.航天员的防护服阻断了声音的传播
C.月球上声音传播速度快
D.月球上航天员声带无法振动发声
【变式3-1】(2024·湖南邵阳·三模)如图所示是博物馆珍藏的古代青铜“鱼洗”,注入半盆水后,用双手搓把手,会发出嗡嗡声,盆内水花四溅。下列说法正确的是( )
A.“鱼洗”发出的声音只能在水中传播
B.“水花四溅”说明发声的“鱼洗”正在振动
C.多个“鱼洗”同时发声能加快声音的传播速度
D.停止搓把手后,短时间“鱼洗”仍能发出嗡嗡声,说明“鱼洗”发声不需要振动
【变式3-2】(24-25八年级上·全国·假期作业)关于声音的传播,下面说法中正确的是( )
A.声音借助介质以波动形式传播
B.声音在真空中的速度传播是3×108m/s
C.声音在介质中传播的速度随温度降低而增大
D.声音在介质中的传播速度不随介质的变化而变化
【变式3-3】(2024·云南昭通·二模)如图是“探究声音的产生与传播”实验,用两个完全相同的音叉放在水平桌面上,用小槌敲响右边的音叉,左边的音叉也会发声。下列说法正确的是( )
A.此实验说明物体不振动也可以发声
B.声音在空气中的传播速度是
C.若把这个实验移到月球上去做,不能看到乒乓球被弹起
D.该实验用到了控制变量法
【变式3-4】(23-24八年级上·吉林辽源·期末)能说明“液体可以传播声音”的事例是( )
A.将要上钩的鱼被岸边的说话声吓跑
B.我们听到树枝上小鸟的“唧唧”声
C.我们听到雨滴打在雨伞上的“嗒嗒”声
D.人在小溪边听到“哗哗”的流水声
【变式3-5】(23-24八年级上·山东临沂·期中)下列实验或操作,不能说明声音产生条件的是( )
A.手摸敲响的音叉,感受音叉发声时的情况
B.将正在发声的音叉去轻触静止悬挂的乒乓球,乒乓球被弹开
C.往鼓面上撒一些泡沫塑料屑,敲鼓时见到泡沫塑料屑不停地跳动
D.花样游泳比赛运动员在水中也能听到音乐,随音乐起舞
题型四 不同介质中的声速
【例4】(23-24七年级上·内蒙古呼和浩特·期中)关于声音的传播速度,下列说法正确的是( )
A.大声比小声在空气中的传播速度快
B.声音在真空中的传播速度为340m/s
C.一般声音在固体中、液体中比在气体中传播得慢
D.声音在不同介质中的传播速度不一样
【变式4-1】(23-24八年级上·四川凉山·期末)图中小资料是声音在一些介质中的传播速度,根据表中提供的信息,下面说法正确的是( )
A.声音在同一种介质中传播速度一定相同
B.声音的传播速度只与介质的温度有关
C.声音的传播速度与介质种类和介质的温度有关
D.声音在金属中传播速度小于它在气体中传播速度
【变式4-2】(23-24八年级上·湖北襄阳·阶段练习)抗日战争年代,电影《铁道游击队》中的队员们为了抗日,经常将耳朵贴在铁道的钢轨上,这样做主要是为了( )
A.就地卧倒,防止敌人发现自己
B.防止敌人的机枪扫射
C.因为声音在钢轨中传播比在空气中传播得快,能够提前听到日军的火车到来,早做好战斗准备
D.避免火车灯光照在自己身上,从而有效打击敌人
【变式4-3】(22-23八年级上·江苏常州·期中)同学将耳朵贴在一根15m铁管的一端,乙同学在另一端用力敲一下铁管,甲同学能听到(空气中声速为340m/s,铁中声速为5200m/s)( )
A.1次敲击声 B.3次敲击声 C.4次敲击声 D.2次敲击声
【变式4-4】(23-24八年级上·重庆·期中)关于声音的产生和传播,下列说法正确的是( )
A.固体传声一定比液体传声快 B.真实空气一定不能传播声音
C.同种介质中声速度一定相同 D.正在发声的物体一定会振动
题型五 声速的计算(回声测距)
【例5】(22-23八年级上·江苏常州·阶段练习)国庆节期间,小明随父母去爬山,一座高山,走了好久还走不到,大约还有多远呢?小明想到可以利用回声来测量距离,听一下回声,用手机上的秒表记下两声之间的时间间隔为1.5s,那么他到山崖的距离大约是( )
A.510m B.255m C.340m D.1020m
【变式5-1】(2024·山东烟台·一模)如图所示为一种身高测量仪,其顶部的感应器竖直向下发射超声波信号,经下方物体反射后返回,被感应器接收。某同学站上测高台,感应器记录信号从发射到接收所经历的时间为0.005s.已知感应器距测高台的高度为2.6m,空气中的声速取340m/s,则该同学的身高为( )
A.1.65m B.1.70m C.1.75m D.0.85m
【变式5-2】(23-24八年级上·辽宁·阶段练习)在秋季运动会上,进行百米赛跑,站在终点的裁判看到发令枪冒烟开始计时,运动员成绩是10.59s,如果他听到枪响才开始计时,运动员百米成绩记录约为( )
A.10.88s B.10.59s C.10.30s D.10.78s
【变式5-3】(23-24八年级上·辽宁丹东·期中)为了监测超速行驶的违法行为,公路上常常设置有超声波测速仪,如图为某公路直线路段的一处测速仪,测速仪向小车发出超声波,当行驶的小轿车驶离测速仪62m时,测速仪从发出超声波到接收反射回来的超声波所用的时间0.4s。(已知超声波的速度为340m/s)
(1)汽车接收到超声波信号时,距测速仪 m;
(2)小车在此路段的速度 km/h。
【变式5-4】(23-24八年级上·四川南充·阶段练习)火车在进出隧道前必须鸣笛,一列火车的行驶速度是20m/s,在火车刚好全部驶出隧道后鸣笛一声,司机在鸣笛后3s听到隧道口处山崖反射的回声,求:(已知声音在空气中的传播速度为340m/s)
(1)从司机鸣笛到听到回声火车行驶了多远?
(2)3s时间内声音传播的距离是多少?
(3)火车的长度是多少?
【变式5-5】(23-24八年级上·安徽淮南·期中)为了提高安全性,减少事故的发生,有关部门要求汽车司机在进入隧道前必须鸣笛。如图所示,若汽车行驶的速度为20m/s,司机在鸣笛后2s听到隧道口处的山崖反射的回声。
(1)声音在15℃空气中的传播速度为?
(2)听到回声时汽车离山崖多远?
题型六 解释生活中的声现象
【例6】(23-24八年级上·福建泉州·阶段练习)我们坐在教室里听老师讲课,我们听不到回声的原因( )
A.老师讲课的声音太小
B.回声太小,听不到
C.老师讲课的声音根本没有回声
D.回声与原声混在一起
【变式6-1】(2024八年级上·全国·专题练习)百米赛跑时,如果站在终点的计时员听到发令枪声开始计时,他所记的运动员的成绩偏 (选填“高”或“低”)。
【变式6-2】(23-24八年级上·吉林·阶段练习)人耳能区分两次声音的时间间隔至少为0.1s,为了听到回声,反射声波的障碍物至少应该距离我们 米远。普通的教室里 (选填“能”或“不能”)听到老师讲课的回声(空气中的声速是340米/秒)。
【变式6-3】(22-23八年级上·陕西渭南·期中)在设计、建造电影院时,为了减少回声对观众听觉的干扰和影响,应尽量 (选填“增加”或“减少”)四周墙壁对声音的反射,因此电影院内四周墙壁表面要采用 (选填“松软多孔”或“坚硬光滑”)的材料。观看电影时,电影声是通过空气,以 的形式传入人耳的。
【变式6-4】(23-24八年级上·河南周口·阶段练习)如图是北京天坛公园里的圜丘。当游客站在圜丘的天心石上说话时,会感到声音特别洪亮,这是为什么?
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2.1 声音的产生与传播
知识点 1 声音的产生
1、探究声音产生的原因
①固体振动:拨动皮筋,皮筋发声时,能感觉到皮筋振动;停止拨动,皮筋不再振动,声音也消失。
②液体振动:从高处落下一滴水时,会产生“叮咚”声。产生“叮咚”声时,水面振动,产生波纹。
③气体振动:吹响笛子,然后停止吹笛。笛子发声时,把手指放在笛孔处,能感觉到气流的振动;停止吹气,没有振动的气流,笛声消失。
结论:声音是由物体的振动产生的。振动停止,发声也停止。
【注意】振动停止时,发声也停止,注意发声停止不是“声音消失”。因为振动停止只代表物体不再发声,但物体原来发出的声音仍然在传播。例如撞击引起钟振动,停止撞击,钟停止振动,发声停止,但声音仍然继续传播。
2、声源
①概念:正在发声的物体,叫作声源。
②声源可以是固体,也可以是液体或气体。
3、声音的保存
将发声体的振动记录下来,需要时再让物体按照记录下来的振动规律去振动,就会产生与原来一样的声音,这样就可以将声音保存下来。唱片、磁带、激光唱盘等可以把记录的声音重现出来。
知识点2 声音的传播
1、实验:固体、液体、气体及真空是否能传声
①固体:一个同学敲桌子,另一个同学耳朵贴着桌子能听到声音。
结论:固体能够传播声音。
②液体: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,听到了手机的音乐声。、
结论:液体能够传播声音。
③气体:上课时,我们都能听见老师讲课的声音。
结论:气体能够传播声音。
④真空:把正在响铃的闹钟放在玻璃罩内,逐渐抽出其中的空气,随着密闭容器中空气被抽出,声音越来越小,最后几乎听不见。
推理:真空不能传声。
【结论】声音的传播需要介质,传声的介质既可以是气体、固体,也可以是液体;真空不能传声。
2、声音的传播形式
①类比法理解声波:水波是一圈一圈向外传播的,声波是以疏密相间的波动的形式向外传播的,水波与声波具有相似的形式。
②声波:声音以波的形式传播着,我们把它叫作声波。像水波一样,声波在传播过程中会减弱。当我们离发声体太远时,传来的声波太弱而不能引起听觉。
知识点3 声速
1、声速
(1)概念:声音传播的快慢用声速描述,其大小等于声音在每秒内传播的距离。
(2)影响声速大小的因素
①声音在不同介质中传播的速度不同。一般来说,声音在气体中传播得最慢,在液体中传播得较快,在固体中传播得最快。 。
②声速大小与介质温度有关。15 ℃时空气中的声速是 340m/s。
在空气中声速的大小跟空气的温度有关,且随着空气温度的升高而增大。
2、回声
①概念:声音在传播过程中,如果遇到障碍物,就会被反射,形成回声。
②区分开回声与原声的条件:如果障碍物离人较远,回声到达人耳的时间比原声晚0.1s以上,人耳就能把回声和原声区分开;如果回声和原声到达人耳的时间相差不到0.1s,人们就分辨不出原声和回声,但会觉得声音更响亮。
③回声测距
回声可以用来测量距离。测量原理: ,其中t为从发声到听到回声的时间,v声为声音在介质中的传播速度。
1、生活中常见的振动发声的例子
①弦乐器(小提琴、二胡、琵琶等)是靠弦的振动发声的。
②管乐器(笛子、箫等)是靠管内空气柱的振动发声的。
③吹口哨声是口腔内空气振动产生的。
④蝉的鸣叫声是由其腹部发音膜的振动产生的。
⑤蟋蟀的叫声是由其翅膀根部的摩擦片互相摩擦产生的。
2、物理常用实验方法(转换法、类比法、实验推理法)
①转换法:有些物理现象的发生,人们的感觉器官往往无法直接感知或不易察觉到,在物理实验研究中,通常采用一些手段将这些感知不到的现象转换成人们可以感知或容易观察到的现象,这种方法叫转换法。例如,把物体的振动转化为纸屑的跳动等可见的现象。
②类比法:当我们要学习的新内容看不见、摸不着、不形象直观,只靠空泛的口头描述很难理解时,往往用已有的知识来帮助理解新知识,而所用的已有知识与新内容有许多类似之处。例如,学习声波时,我们看不见声波,但大家都见过水面就形成的波纹,声波也是这样。像这样类比水波学习声波的方法,就叫做类比法。
③实验推理法:在研究真空能不能传播声音时,由于在实验操作过程中,不可能把玻璃罩内的空气完全抽出,因此只能通过声音的逐渐变小,推断真空不能传播声音,这种研究物理问题的方法叫做实验推理法。
题型一 实验:探究声音的产生与传播
【例1】(23-24八年级上·辽宁丹东·期中)为研究声音是如何产生的,小晨同学进行以下实验:
(1)图甲:轻敲音叉,用悬吊着的乒乓球接触发声的叉股,发现乒乓球被弹开,说明声音是由 产生的;用乒乓球是为了能更明显地观察到实验现象,采用的实验方法是 ;
(2)图乙:敲响右边的音叉时,与左边音叉的叉股接触的乒乓球会被弹起来,这一现象既可以说明声音可以在 中传播,也可以说明声音具有 。
【答案】(1)振动 转换法 (2)空气 能量
【解析】(1)[1][2]乒乓球被弹开,说明音叉在振动,说明声音是由物体振动产生的,这种研究方法是转换法。
(2)[1][2]两音叉之间存在空气,敲响右边音叉时,声波通过空气传递到左边音叉,说明声音可以在空气中传播;声波引起左边音叉振动,说明声波是具有能量的。
【变式1-1】(22-23八年级上·河南安阳·期中)如图所示,小组同学完成以下两个声现象的实验,请回答相关问题。
(1)如图甲所示,该装置中乒乓球被弹开,说明了发声的音叉在 ;该装置还可以探究声音响度与 的关系;
(2)如图乙所示,小组同学用抽气机不断向罩外抽气,小明听到罩内正在响铃的闹钟铃声的 (选填“响度”、“音调”或“音色”)越来越小,但始终都能听到铃声。请你分析原因可能是: 。
【答案】(1)振动 振幅
(2)响度 空气没有被全部抽出(或闹钟通过底座能够传声)
【解析】(1)[1][2]图甲中,乒乓球接触发声的音叉被弹开,说明了发声的音叉在振动通过乒乓球被弹起将音叉微小的振动放大,这种实验方法叫做转换法;通过乒乓球被弹起说明物体发声时在振动;如果改变用力大小,乒乓球弹起的越高,振幅越大,响度越大,该实验可以探究响度跟振幅的关系。
(2)[1]图乙中抽气机不断向罩外抽气的过程中,罩内被拨打的手机的铃声越来越小,即响度越来越小。
[2]声音的传播需要介质,随着不断向罩外抽气的过程中,但始终都能听到铃声,说明空气没有被全部抽出(或闹钟通过底座能够传声)。
【变式1-2】(23-24八年级上·河南安阳·阶段练习)小明做了如图所示的几个探究声学实验:
(1)如图甲所示,敲击右边的音叉,左边完全相同的音叉把泡沫塑料球弹起,这个现象说明声音可以在中 传播;
(2)如图乙所示,为了验证甲中的探究结论,小明同学用手使劲敲桌子,桌子发出了很大的声音,但他几乎没有看到桌子的振动,为了明显地看到实验现象,你的改进方法是 ;
(3)如图丙所示,小华将正在发声的手机悬挂在广口瓶内,用抽气机将瓶内的空气抽出,随着瓶内的空气逐渐减少,小华听到手机声音的逐渐 (选填“变大”或“变小”或“不变”)。此实验 (选“能”或“不能”)直接得出:声音不能在真空中传播。
【答案】(1)空气 (2)在桌面上撒一些纸屑或豆粒等 (3)变小 不能
【解析】(1)如图甲所示,敲击右边的音叉,左边完全相同的音叉把泡沫塑料球弹起,说明右边音叉振动产生的声波通过空气传递给左边音叉,这个现象说明声音可以在空气中传播。
(2)如图乙所示,为了验证甲中的探究结论,小明同学用手使劲敲桌子,桌子发出了很大的声音,但他几乎没有看到桌子的振动,为了明显地看到实验现象,可以选用转换法,改进方法是在桌面上撒一些纸屑或豆粒等。
(3)[1]声音的传播不需要介质,小华将正在发声的手机悬挂在广口瓶内,用抽气机将瓶内的空气抽出,随着瓶内的空气逐渐减少,小华听到手机声音的逐渐变小。
[2]钟罩内的空气无法被抽尽,声音不能在真空中传播,是由实验加推理得出的,无法由实验完全得出。
【变式1-3】(23-24八年级上·广东汕头·阶段练习)如图是测实八年级物理活动小组成员在最探究与声音有关的实验。
(1)甲图一个同学敲桌子,另一个同学耳朵贴着桌子能听到声音,说明声音在 中传播;
(2)乙图将音乐芯片放入水中,同学们都能听到音乐声,说明 能够传声;
(3)丙图中当向外不断地抽气时,闹钟的“啧啧声”在逐渐地减弱,说明声音在 中不能传播。
(4)丁图实验中,乒乓球的作用是 采用的实验方法是 .
【答案】(1)固体 (2)液体 (3)真空 (4)见详解 转换法
【解析】(1)[1]由题知,另一个同学把耳朵贴在桌子上,听到较大的敲击声,这种现象说明固体能够传播声音。
(2)[2]将音乐芯片放入水中,同学们都能听到音乐声,说明声音可以在水中传播,即能在液体中传播。
(3)[3]丙图中当向外不断地抽气时,玻璃罩内空气越来越少,闹钟的“嘀嘀声”在逐渐地减弱,说明声音在真空中不能传播。
(4)[4][5]丁实验中,用悬挂着的乒乓球接触正在发声的音叉,可以观察到乒乓球被弹开,这说明发声的物体在振动,音叉的振动不易观察,通过悬挂乒乓球将音叉的振动放大,便于观察实验现象,这种科学研究方法是转换法。
【变式1-4】(23-24八年级上·江苏扬州·阶段练习)在学习声学时,实验小组做了如下实验:
(1)如图①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,这个现象说明声音是由物体 产生的;此探究中通过乒乓球来显示音叉的现象,这种思维方法叫做 (选填“类比法”、“控制变量法”或“转换法”);如图②所示,用小锤去敲打右边的音叉,泡沫小球也会弹起;
(2)如图③所示,把正在发声的闹钟放在玻璃罩内逐渐抽出罩内的空气,她听到闹钟声音逐渐变小。这个现象说明声音 (选填“能”或“不能”)在真空中传播,在这种情况下,你是怎样得出这一结论的 ;
A.通过日常生活经验得出的 B.用实验直接证实的
C.通过理论推导出来的 D.建立在实验基础上加科学的推理得出的
(3)如果将①、②实验装置搬上月球,则两小球会弹起的是 ;
A.① B.② C.都会 D.都不会
(4)图④中小明的耳朵分别贴紧桌面和离开桌面时听到小东用相同力度敲击桌面产生的声音大小不同,这是因为 (选填“固体”、“液体”或“气体”)传声性能好;
(5)图⑤如果在用土电话时,另一个同学用手捏住线上的某一部分,则听的一方就听不到声音了,这是由于手阻止了线的 使声音无法通过线来传播;
(6)小组探究材料的隔音性能时:把闹钟放到一个盒子里,将各种材料盖在闹钟上方,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,得到如表的数据。
材料
衣服
报纸
平装书
塑料袋
袜子
听不见钟声的距离/m
2.1
2.8
3.7
5.2
1.2
你认为 (蓬松多孔/平整光滑)的材料隔声效果好。
【答案】(1)振动 转换法 (2)不能 D (3) A
(4)固体 (5)振动 (6)蓬松多孔
【解析】(1)[1]音叉的振动传递给乒乓球,所以乒乓球被弹起,说明声音是由物体振动产生的。
[2]将音叉的振动用乒乓球的运动来表示,用到的实验方法是转化法。
(2)[3]逐渐抽出玻璃罩内的空气,玻璃罩内变为真空环境,闹钟的声音逐渐变小,说明声音不能在真空中传播,声音的传播需要介质。
[4]因为绝对真空的环境无法做到,所以是在实验的基础上通过推导得出真空不能传声的结论,故D符合题意,ABC不符合题意。
故选D。
(3)[5]月球上没有空气,所以不能传播声音,②实验中敲击右边的音叉,通过空气将振动传递给左边音叉,再由左边的音叉将振动传递给乒乓球,所以在月球上,②实验不能使小球弹起来,①实验中的音叉仍然会发生,能振动,但人耳听不到,所以能看到乒乓球振动,不能听到声音,故A符合题意,BCD不符合题意。
故选A。
(4)[6] 贴紧桌面时是桌面传递声音,离开桌面时是空气传递声音,固体的传声效果好,所以紧贴桌面时听到的声音大。
(5)[7]另一个同学用手捏住线上的某一部分,阻碍了细线的振动,声音不能继续传播,所以听的一方就听不到声音了。
(6)[8]由实验可知,袜子的隔音效果最好,袜子表面粗糙、多孔,由此可知,蓬松多孔的材料隔声效果好。
【变式1-5】(23-24八年级上·河南郑州·阶段练习)小明将正在发声的手机悬挂在广口瓶内,用抽气筒将广口瓶中的空气抽出(如图)。
(1)抽气一段时间后小明发现听到的手机声音没有明显变化,造成这一现象可能原因是( )
A.手机声音的响度太大;
B.手机声音的频率太高;
C.未塞紧瓶塞存在漏气;
D.插入广口瓶中导管不足够长;
(2)经调整使器件完好后,再次用抽气筒有效地向外抽气过程中,随着瓶内空气逐渐减小,小明发现听到的手机声音的音调 (填“变高”、“不变”或“变低”),响度 (填“变大”、“不变”或“变小”)。
(3)由上述实验可以得到的推论是:真空不能传播声音。实际实验时无论怎么臭气,总是能听到手机铃声,说明瓶内不能达到结论中的状态,因此该实验用的研究方法: 。
(4)该实验不把手机直接放在瓶里面却把手机悬挂在广口瓶里,这么做的目的是 。
【答案】(1)C (2)不变 变小
(3)推理法 (4)避免手机与瓶子接触导致瓶子振动发声
【解析】(1)声音的传播需要介质,抽气一段时间后小明听到手机声音没有明显变化,说明瓶内的气体没有减少,说明实验中未塞紧瓶塞存在漏气,故ABD不符合题意,C符合题意。
故选C。
(2)[1]音调的高低与物体振动的快慢有关,抽气筒有效地向外抽气过程中,随着瓶内空气逐渐减小,听到的音调不变。
[2]瓶内空气减小接近真空状态,由于声音的传播需要介质,则听到的声音的响度变小。
(3)真空不能传声的现象是在实验加推理的基础上得出的,不能由实验直接得出。
(4)该实验不把手机直接放在瓶里面却把手机悬挂在广口瓶里,是避免由于手机与瓶子接触导致广口瓶振动发声。
【变式1-6】(22-23八年级上·江苏宿迁·阶段练习)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】(1) 停止 振动 放大 (2)不能 能
【解析】(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。
题型二 发声与振动的关系
【例2】(23-24八年级上·江西赣州·阶段练习)下列关于声现象的说法中,正确的是( )
A.吹奏长笛时,笛声是由空气柱的振动产生的
B.声音的传播不需要介质,能在真空中传播
C.声音在空气中的传播速度大于在水中的传播速度
D.声音不是由物体振动产生的
【答案】A
【解析】AD.声音是由物体的振动产生的。在吹奏长笛的过程中,笛声是由笛子内部的空气柱振动产生的,故A正确,D错误;
B.声音在传播过程中需要介质,真空不能传声,故B错误;
C.一般情况下,固体传声速度大于液体传声速度,液体传声速度大于气体传声速度,则声音在空气中传播速度小于水中的传播速度,故C错误;
故选A。
【变式2-1】(2024·广东揭阳·模拟预测)除夕夜,热闹的春节文娱晚会进行到午夜时,大家都会等待新年的第一声钟响,在人们敲响大钟后,有同学发现,虽然停止了对大钟的撞击,大钟仍“余音不止”。其原因是( )
A.一定是大钟的回声
B.有余音,说明大钟仍在振动
C.是人的听觉延长了时间
D.大钟虽已停止振动,但空气仍在振动
【答案】B
【解析】A.回声是声音在传播过程中,遇到障碍物时,被障碍物反射的现象;停止对大钟的撞击后大钟“余音不止”,不是由于回声现象,故A不符合题意;
B.虽停止对大钟的撞击后,大钟仍在振动,故出现“余音不止”现象,,故B符合题意;
C.人的听觉不会发生“延长”现象,故C不符合题意;
D.停止对大钟的撞击后,大钟不能立即停止振动(如同敲击音叉实验一样);激起的空气的振动是声波传播时导致的现象,故D不符合题意。
故选B。
【变式2-2】(23-24八年级上·重庆长寿·阶段练习)下列关于声音的说法正确的是( )
A.只要物体在振动,我们就一定能听到声音
B.声音在同种介质中的传播速度一定相同
C.一切正在发声的物体都在振动
D.声音在真空中的传播速度是340m/s
【答案】C
【解析】A.物体振动产生声音,但是如果没有传声介质,我们就听不到声音,故A错误;
B.声音的传播速度和介质种类及温度有关,声音在同种介质中的传播速度不一定相同,故B错误;
C.一切正在发声的物体都在振动,振动停止,发声停止,故C正确;
D.声音在15℃空气中的传播速度是340m/s,声音不能在真空中传播,故D错误。
故选C。
【变式2-2】(2024八年级上·全国·专题练习)如图所示,在探究“声音是由物体振动产生的”实验中,将正在发声的音叉放入水中,发现水花四溅,这样做是为了( )
A.把音叉的微小振动放大,便于观察
B.说明声音在水中传播速度大于声音在空气中传播速度
C.把声音的振动延迟,能够有更多的观察时间
D.使声波被多次反射形成回声
【答案】A
【解析】ACD.音叉的振动幅度较小,用肉眼不易看出,当把正在发声的音叉放进水中时,发现水花四溅,水花把音叉的微小振动放大,便于观察,故A符合题意,CD不符合题意;
B.声音的传播不需要介质,声音在水中传播速度小于声音在空气中传播速度,故B不符合题意。
故选A。
【变式2-3】(24-25八年级上·全国·假期作业)“肺活量达人”比赛中,一位达人把一只厚皮气球吹破,同时发出“砰”的一声响,这个响声主要是( )
A.气球被吹大时振动发出的响声 B.吹气时气球内空气振动发出的响声
C.气球破裂时外皮振动发出的响声 D.气球破裂时引起周围空气振动发出的响声
【答案】D
【解析】声音是由物体振动产生的。向气球内吹气时,袋内的气体逐渐增多,外皮受到的压力达到一定程度时,就会破裂,球内气体急速冲出,引起周围空气振动,从而发出较大的响声。故ABC不符合题意,D符合题意。
故选D。
题型三 声音的传播
【例3】(24-25八年级上·全国·假期作业)2025年我国将实现航天员登月计划,在月球上漫步的航天员须借助无线电通讯设备才能进行交谈,其原因是( )
A.月球上是真空不能传声
B.航天员的防护服阻断了声音的传播
C.月球上声音传播速度快
D.月球上航天员声带无法振动发声
【答案】A
【解析】A.因为月球上没有空气,真空不能传声,故A符合题意;
B.航天员的防护服也能传播声音,故B不符合题意;
C.因为月球上没有空气,真空不能传声,故C不符合题意;
D.月球上宇航员的声带可以振动发声,但不能传播,故D不符合题意。
故选A。
【变式3-1】(2024·湖南邵阳·三模)如图所示是博物馆珍藏的古代青铜“鱼洗”,注入半盆水后,用双手搓把手,会发出嗡嗡声,盆内水花四溅。下列说法正确的是( )
A.“鱼洗”发出的声音只能在水中传播
B.“水花四溅”说明发声的“鱼洗”正在振动
C.多个“鱼洗”同时发声能加快声音的传播速度
D.停止搓把手后,短时间“鱼洗”仍能发出嗡嗡声,说明“鱼洗”发声不需要振动
【答案】B
【解析】A.声音的传播需要介质,声音可以在固体、液体、气体中传播,“鱼洗”发出的声音也能在固体、液体、气体中传播,故A错误;
B.声音是由物体振动产生的,“水花四溅”说明发声的“鱼洗”正在振动,故B正确;
C.温度相同时,声音在同种介质中的传播速度相同,多个“鱼洗”同时发声不能加快声音的传播速度,故C错误;
D.声音是由物体振动产生的,振动停止,发声也停止。停止搓把手后,短时间“鱼洗”仍能发出嗡嗡声,说明“鱼洗”仍在振动,故D错误。
故选B。
【变式3-2】(24-25八年级上·全国·假期作业)关于声音的传播,下面说法中正确的是( )
A.声音借助介质以波动形式传播
B.声音在真空中的速度传播是3×108m/s
C.声音在介质中传播的速度随温度降低而增大
D.声音在介质中的传播速度不随介质的变化而变化
【答案】A
【解析】A.声音是借助介质以波动形式传播的,因此成为声波,故A正确;
B.声音不能在真空中传播,故B错误;
C.一般来说,声音的传播速度随着介质温度的升高而增大,故C错误;
D.一般来说,声音的传播速度随着介质种类的不同而不同,故D错误。
故选A。
【变式3-3】(2024·云南昭通·二模)如图是“探究声音的产生与传播”实验,用两个完全相同的音叉放在水平桌面上,用小槌敲响右边的音叉,左边的音叉也会发声。下列说法正确的是( )
A.此实验说明物体不振动也可以发声
B.声音在空气中的传播速度是
C.若把这个实验移到月球上去做,不能看到乒乓球被弹起
D.该实验用到了控制变量法
【答案】C
【解析】A.声音都是由物体的振动产生的,用小槌敲响右边的音叉,右边的音叉振动,产生声音,声音可以传递能量,带动左侧的音叉振动发声,故A错误;
B.声音在15℃的空气中传播的速度为,声音传播速度随着温度的升高而增大,故B错误;
C.月球上没有大气,真空不能传声,所以若把这个实验移到月球上去做,不能看到乒乓球被弹起,故C正确;
D.音叉的振动不易观察,通过观察到乒乓球被弹开说明音叉在振动,采用了转换法,没有采用控制变量法,故D错误。
故选C。
【变式3-4】(23-24八年级上·吉林辽源·期末)能说明“液体可以传播声音”的事例是( )
A.将要上钩的鱼被岸边的说话声吓跑
B.我们听到树枝上小鸟的“唧唧”声
C.我们听到雨滴打在雨伞上的“嗒嗒”声
D.人在小溪边听到“哗哗”的流水声
【答案】A
【解析】A.将要上钩的鱼被岸边的说话声吓跑,是因为声音通过水传到鱼的耳朵,因此鱼被吓跑,说明液体可以传声,故A符合题意;
BCD.树枝上小鸟的“唧唧”声、雨滴打在雨伞上的“嗒嗒”声、“哗哗”的流水声都是通过空气传到人耳,说明气体可以传声,故BCD不符合题意。
故选A。
【变式3-5】(23-24八年级上·山东临沂·期中)下列实验或操作,不能说明声音产生条件的是( )
A.手摸敲响的音叉,感受音叉发声时的情况
B.将正在发声的音叉去轻触静止悬挂的乒乓球,乒乓球被弹开
C.往鼓面上撒一些泡沫塑料屑,敲鼓时见到泡沫塑料屑不停地跳动
D.花样游泳比赛运动员在水中也能听到音乐,随音乐起舞
【答案】D
【解析】A.手摸敲响的音叉,感受音叉发声时的情况,手有震感,说明声音是由物体的振动产生的,能探究声音产生条件,故A不符合题意;
B.将正在发声的音叉去轻触静止悬挂的乒乓球,乒乓球被弹开,说明发声的音叉在振动,所以能说明声音是由物体的振动产生的,故B不符合题意;
C.敲击鼓面发声时,鼓面是振动的,所以鼓面上的泡沫塑料屑会不停的运动,可以探究声音的产生原因,故C不符合题意;
D.花样游泳运动员在水中也能听到音乐声,说明声音可以在水中传播,不能探究声音产生条件,故D符合题意。
故选D。
题型四 不同介质中的声速
【例4】(23-24七年级上·内蒙古呼和浩特·期中)关于声音的传播速度,下列说法正确的是( )
A.大声比小声在空气中的传播速度快
B.声音在真空中的传播速度为340m/s
C.一般声音在固体中、液体中比在气体中传播得慢
D.声音在不同介质中的传播速度不一样
【答案】D
【解析】A.大声和小声在空气中传播的速度相同,故A错误;
B.声音在15℃空气中的传播速度是340m/s,故B错误;
C.一般声音在固体中、液体中比在气体中传播得快,故C错误;
D.声速与介质的种类和温度有关,声音在不同介质中的传播速度不一样,故D正确。
故选D。
【变式4-1】(23-24八年级上·四川凉山·期末)图中小资料是声音在一些介质中的传播速度,根据表中提供的信息,下面说法正确的是( )
A.声音在同一种介质中传播速度一定相同
B.声音的传播速度只与介质的温度有关
C.声音的传播速度与介质种类和介质的温度有关
D.声音在金属中传播速度小于它在气体中传播速度
【答案】C
【解析】A.同一种介质中,温度不同时声音的传播速度也不同,比如声音在不同温度的空气中传播速度不同,故A错误;
BC.由表格数据可知,一般情况下,声音在固体中传播的最快,在气体中传播的最慢,同一种介质中,温度对声音的传播速度有影响。声音的传播速度和介质的种类、介质的温度有关。故B错误,C正确;
D.声音在金属传播的速度大于它在气体中传播的速度,一般情况下,声音在固体中传播的最快,在气体中传播的最慢,故D错误。
故选C。
【变式4-2】(23-24八年级上·湖北襄阳·阶段练习)抗日战争年代,电影《铁道游击队》中的队员们为了抗日,经常将耳朵贴在铁道的钢轨上,这样做主要是为了( )
A.就地卧倒,防止敌人发现自己
B.防止敌人的机枪扫射
C.因为声音在钢轨中传播比在空气中传播得快,能够提前听到日军的火车到来,早做好战斗准备
D.避免火车灯光照在自己身上,从而有效打击敌人
【答案】C
【解析】声音的传播需要介质,声音在固体里传播速度最快,其次是液体,最后是气体;电影《铁道游击队》中的队员们为了抗日,经常将耳朵贴在钢轨上,这样做主要是因为声音在钢轨中传播比在空气中传播的快,能够提前听到日军的火车到来,早做好战斗准备,故C符合题意,ABD不符合题意。
故选C。
【变式4-3】(22-23八年级上·江苏常州·期中)同学将耳朵贴在一根15m铁管的一端,乙同学在另一端用力敲一下铁管,甲同学能听到(空气中声速为340m/s,铁中声速为5200m/s)( )
A.1次敲击声 B.3次敲击声 C.4次敲击声 D.2次敲击声
【答案】A
【解析】声音在空气中传播的时间为
声音在铁管中传播的时间为
两个声音的间隔为
由于人耳分辨出两声响,时间间隔至少为0.1s,故甲同学只能听到一声响,故A符合题意,BCD不符合题意。
故选A。
【变式4-4】(23-24八年级上·重庆·期中)关于声音的产生和传播,下列说法正确的是( )
A.固体传声一定比液体传声快 B.真实空气一定不能传播声音
C.同种介质中声速度一定相同 D.正在发声的物体一定会振动
【答案】D
【解析】A.声音在软木中的传播速度小于水中的传播速度,则固体传声不一定比液体传声快,故A错误;
B.声音的传播需要介质,真实空气能传播声音,故B错误;
C.同种介质中,温度不同声速度不同,故C错误;
D.声音是由物体振动产生,正在发声的物体一定会振动,故D正确。
故选D。
题型五 声速的计算(回声测距)
【例5】(22-23八年级上·江苏常州·阶段练习)国庆节期间,小明随父母去爬山,一座高山,走了好久还走不到,大约还有多远呢?小明想到可以利用回声来测量距离,听一下回声,用手机上的秒表记下两声之间的时间间隔为1.5s,那么他到山崖的距离大约是( )
A.510m B.255m C.340m D.1020m
【答案】B
【解析】小明到小明到山崖的距离
故ACD不符合题意,B符合题意。
故选B。
【变式5-1】(2024·山东烟台·一模)如图所示为一种身高测量仪,其顶部的感应器竖直向下发射超声波信号,经下方物体反射后返回,被感应器接收。某同学站上测高台,感应器记录信号从发射到接收所经历的时间为0.005s.已知感应器距测高台的高度为2.6m,空气中的声速取340m/s,则该同学的身高为( )
A.1.65m B.1.70m C.1.75m D.0.85m
【答案】C
【解析】超声波从发射到该同学的头顶所用的时间为
感应器到该同学的头顶的距离为
该同学的身高为
故C符合题意,ABD不符合题意。
故选C。
【变式5-2】(23-24八年级上·辽宁·阶段练习)在秋季运动会上,进行百米赛跑,站在终点的裁判看到发令枪冒烟开始计时,运动员成绩是10.59s,如果他听到枪响才开始计时,运动员百米成绩记录约为( )
A.10.88s B.10.59s C.10.30s D.10.78s
【答案】C
【解析】声音在100m内传播的时间为
如果他听到枪响才开始计时,运动员百米成绩记录约为
t'=10.59s-0.29s=10.30s
故选C。
【变式5-3】(23-24八年级上·辽宁丹东·期中)为了监测超速行驶的违法行为,公路上常常设置有超声波测速仪,如图为某公路直线路段的一处测速仪,测速仪向小车发出超声波,当行驶的小轿车驶离测速仪62m时,测速仪从发出超声波到接收反射回来的超声波所用的时间0.4s。(已知超声波的速度为340m/s)
(1)汽车接收到超声波信号时,距测速仪 m;
(2)小车在此路段的速度 km/h。
【答案】(1)6m (2)108km/h
【解析】(1)汽车接收到超声波信号时,距测速仪的距离为
(2)汽车行驶的距离为
汽车运动这些距离所用的时间为
汽车的速度为
【变式5-4】(23-24八年级上·四川南充·阶段练习)火车在进出隧道前必须鸣笛,一列火车的行驶速度是20m/s,在火车刚好全部驶出隧道后鸣笛一声,司机在鸣笛后3s听到隧道口处山崖反射的回声,求:(已知声音在空气中的传播速度为340m/s)
(1)从司机鸣笛到听到回声火车行驶了多远?
(2)3s时间内声音传播的距离是多少?
(3)火车的长度是多少?
【答案】(1)60m (2)1020m (3)480m
【解析】(1)从司机鸣笛到听到回声火车行驶的路程为
(2)3s时间内声音传播的距离是
(3)根据题意可得火车的长度是
【变式5-5】(23-24八年级上·安徽淮南·期中)为了提高安全性,减少事故的发生,有关部门要求汽车司机在进入隧道前必须鸣笛。如图所示,若汽车行驶的速度为20m/s,司机在鸣笛后2s听到隧道口处的山崖反射的回声。
(1)声音在15℃空气中的传播速度为?
(2)听到回声时汽车离山崖多远?
【答案】(1)340m/s;(2)320m
【解析】解:(1)声音的传播速度与介质的种类和温度有关,声音在15℃空气中的传播速度为340m/s;
(2)2s内汽车行驶的路程为
s1=v1t=20m/s×2s=40m
2s内声音所走路程为
s2=v2t=340m/s×2s=680m
鸣笛时汽车到峭壁的距离是
则司机听到回声时汽车距峭壁的距离为
s'=s-s1=360m-40m=320m
答:(1)声音在15℃空气中的传播速度为340m/s;
(2)听到回声时汽车离山崖的距离为320m。
题型六 解释生活中的声现象
【例6】(23-24八年级上·福建泉州·阶段练习)我们坐在教室里听老师讲课,我们听不到回声的原因( )
A.老师讲课的声音太小
B.回声太小,听不到
C.老师讲课的声音根本没有回声
D.回声与原声混在一起
【答案】D
【解析】在屋子里说话,说话的声音传到墙壁上又反射回来,时间差太短,我们不能分辨出回声与原声,我们听到的是回声与原声的混合,故我们听不到回声。故ABC不符合题意,D符合题意。
故选D。
【变式6-1】(2024八年级上·全国·专题练习)百米赛跑时,如果站在终点的计时员听到发令枪声开始计时,他所记的运动员的成绩偏 (选填“高”或“低”)。
【答案】高
【解析】发令枪声从百米起点传播到终点需要一定的时间,如果从听到枪声开始计时,那么他计的时间偏少,成绩偏高。
【变式6-2】(23-24八年级上·吉林·阶段练习)人耳能区分两次声音的时间间隔至少为0.1s,为了听到回声,反射声波的障碍物至少应该距离我们 米远。普通的教室里 (选填“能”或“不能”)听到老师讲课的回声(空气中的声速是340米/秒)。
【答案】17 不能
【解析】[1]因为人耳能区分两次声音的时间间隔至少为0.1s,根据可知为了听到回声,反射声波的障碍物至少应该距离
[2]教室的长度一般都低于17m,所以在教室中,原声和回声混合在一起,人耳不能把它们区分开来,因此不能听到回声。
【变式6-3】(22-23八年级上·陕西渭南·期中)在设计、建造电影院时,为了减少回声对观众听觉的干扰和影响,应尽量 (选填“增加”或“减少”)四周墙壁对声音的反射,因此电影院内四周墙壁表面要采用 (选填“松软多孔”或“坚硬光滑”)的材料。观看电影时,电影声是通过空气,以 的形式传入人耳的。
【答案】减少 松软多孔 声波
【解析】[1][2]声音是以波的形式向外传播的;要减少障碍物对声波的反射,可以利用松软多孔的材料来装饰墙壁。所以,在设计、建造电影院时,为了减少回声对观众听觉的干扰和影响,应尽量减少四周墙壁对声音的反射,即电影院内四周墙壁表面要采用松软多孔的材料。
[3]声音传播需要介质,观看电影时,电影声是通过空气,以声波的形式传入人耳的。
【变式6-4】(23-24八年级上·河南周口·阶段练习)如图是北京天坛公园里的圜丘。当游客站在圜丘的天心石上说话时,会感到声音特别洪亮,这是为什么?
【答案】见解析
【解析】当游客站在圈丘的天心石上说话时听到的声音格外响亮,这是建筑师利用声音的反射,回声与原声混在一起,使得声音得到了加强,造成回声的音效效果。
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