2.5 跨学科实践:制作隔音房间模型(3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)
2024-09-25
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内容正文:
2.5 跨学科实践:制作隔音房间模型
知识点 1 任务分析(设计隔音房间模型)
1、控制噪音路径:①防止噪声产生;②阻断噪声传播;③防止噪声进入耳朵。
2、隔音房间模型:
当我们在家中弹奏乐器、欣赏音乐或观看电视节目时,有可能会打扰需要休息的家人和邻居。有同学设计了一个方案,打算将家中的一个房间改造为隔音房间,在方案实施前,可以通过制作隔音房间模型来高效、经济地测试方案的可行性。
3、隔音房间作用:
通过阻断噪声传播的方式,避免了外界声音对房间内人的干扰,也避免了房间内声音对外界人的干扰。
4、设计隔音房间模型
(1)选择充当“房间”的物品
要求有一定的硬度,同时隔音性能好的中空的物品。例如纸箱、包装盒或鞋盒等。
(2)选择为房间阻隔声音的材料
①隔音材料
一般选择对声音的反射和吸收能力较强的材料,减少向外传导声音的响度。例如泡沫、海绵、隔音板、隔音毡等。在注意隔音性能的同时,也要尽量减小材料的厚度,最大限度地保证“房间”的空间。
②不同材料阻隔声音的性能及特点
图示
隔音性能
特点
隔音毡
隔声性能强,同时具备减振效果
材料质轻、超薄、柔软、拉伸强度大;成本低;环保
聚酯纤维吸音板
对于高频率高分贝噪音有很好的缓解作用
保温、阻燃、轻体、易加工、稳定、抗冲击、维护简便等特点
岩棉板
具有良好的隔音性能
质量轻、导热系数小、吸热、不燃
吸音绵
吸音率高,隔音性能好,有效地阻挡低频声音,减少回声和共振
具有良好的柔韧性与压缩性,能够适应不同的安装环境
③吸音板隔音板的区别
吸音板:一般是多孔材料,通过其表面的小孔和内部的结构设计来吸收声波的能量。
隔音板:一般是高密度材料,声音不容易穿透。
(3)阻隔声音的材料的放置
声音可以通过隔音房间的墙壁、门窗天花板和地板等部位向外传播,阻隔声音的材料应放在“房间”的四周位置且紧贴“墙壁”。
(4)测试模型房间的隔音性能的方法
①手机软件或噪声监测仪监测:根据手机监测软件、噪声监测仪,监测声音的响度,判断隔音效果,灵度高。
②将声音强弱转化为距离进行比较:依次将不同隔音材料安装在“房间”内部四周,将正在发声的手机置于“房间”内部倾听铃声并逐渐远离“房间”,记录每次刚刚听不到铃声时人与“房间”的距离,距离越远的说明隔音效果越差;距离越近的说明隔音效果越好。
知识点2 动手实践(制作隔音房间模型)
1、实验器材
闹钟,包装盒或鞋盒(充当“房间”),木板、玻璃等隔音材料,聚酯纤维、海绵等吸音材料,带有能测量声音强弱的软件的手机或计算机,胶水等。
2、实验步骤
①用包装盒(或鞋盒)充当“房间”,将闹钟放在包装盒(或鞋盒)里打开闹钟,用手机(或计算机)中的软件测量闹钟铃声的强弱。
②在盒内的相应区域安装隔音(或吸音)材料。
③将闹钟放人包装盒(或鞋盒)中,再次测量闹钟铃声的强弱。
④换用不同的隔音(或吸音)材料,重复步骤③。
⑤通过比较记录的数据,评估隔音性能。
知识点3 展示与交流(评价和改进隔音房间模型)
1、对隔音房间模型进行评价
各组展示制作的隔音房间模型,并对模型进行以下几方面的评价。
①隔音性能:把同一闹钟放在不同隔音房间模型中,用手机(或计算机)软件监测闹钟声音的响度,响度越小,隔音效果越好。
②空间占用率:用刻度尺测算出房间的总容积和隔音材料占用的容积,算出隔音材料的空间占用率,占用率越小越好。
③材料是否易得、安全和环保:通过上网查阅资料,对不同材料进行评价。
2、对制作的模型进行改进
相互交流,总结经验并进行反思,尝试对制作的型进行改进。
3、使用时注意的问题
①合理使用隔音房间:虽然隔音房间能有效减少外界噪音的干扰,但过度依赖隔音房间可能会让人忽视外界环境,因此应适当使用,避免长时间处于完全隔音的环境中。
②注意通风与换气:保持室内空气流通,避免因长时间封闭而导致空气质量下降,影响健康。
③控制音量:在使用隔音房间时,仍需注意控制个人活动产生的噪音,保护自己的听力健康。
模型研究法
对那些不能直接进行研究的对象系统,可通过设计、构造和分析与原型相似的模型而达到间接地研究认识原型的目的。物理模型是通过物理实验或实物模拟来描述和分析问题的模型。物理模型可以是实验装置、原型模型等。具有经济性、安全性和有效性。
题型一 隔音原理
【例1】(24-25八年级上·全国·课后作业)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 。
【答案】声音不能在真空中传播
【解析】声音的传播是需要介质的,无法在真空中传播,所以两层玻璃之间抽成接近真空后声音无法传播,起到了隔音的效果
【变式1-1】(2024·湖南长沙·一模)麓景路隧道口安装的隔音屏能有效的减弱交通噪声对周围居民生活的影响。以下选项中减弱噪声的方式与隔音屏相同的是( )
A.学校附近禁止鸣笛 B.居民区多植树种草
C.机场地面工作人员戴耳罩 D.城市街头安装噪声监测仪
【答案】B
【解析】A.隔音屏是在传播过程中减弱噪声的;学校附近禁止鸣笛,是在声源处减弱噪声的,故A不符合题意;
B.居民区多植树种草,是在传播过程中减弱噪声的,故B符合题意;
C.机场地面工作人员戴耳罩,是在人耳处减弱噪声的,故C不符合题意;
D.城市街头安装噪声监测仪,可以监测噪声的等级,不能减弱噪声,故D不符合题意。
故选B。
【变式1-2】(2024·贵州贵阳·一模)城市交通网络日益完善的同时,汽车行驶时的胎噪声、鸣笛噪声等给附近居民的生活也带来不便,为此靠近路边的住宅窗户通常会使用双层真空玻璃来减小噪声带来的影响,其起到隔音降噪的原理是( )
A.真空中不能传声 B.真空玻璃吸收了声波
C.真空玻璃将声音反射回去 D.声音的传播速度变慢
【答案】A
【解析】使用双层真空玻璃来减小噪声带来的影响,利用真空不能传声,故A符合题意,BCD不符合题意。
故选A。
【变式1-3】(23-24八年级上·辽宁本溪·期中)衍水大桥靠近楼房的隔音幕墙是在 减弱噪声,这样做主要是防止 (选填“音调”或“响度”)过大而影响居民生活。
【答案】传播过程中 响度
【解析】[1]声音可以在声源处、传播过程中、人耳处减弱,衍水大桥靠近楼房的隔音幕墙是在传播过程中减弱噪声。
[2]噪声减弱后,响度减小,这样做主要是防止响度过大而影响居民生活。
【变式1-4】(23-24八年级上·全国·课后作业)阅读短文并回答问题。
城市噪声主要来源有工业噪声、交通噪声和生活环境噪声。控制措施有将噪声严重的工厂迁出市区;给噪声大的机器安装消音器并限制使用,未安装消音设备的机动车不得驶入市区;在市内规划安静小区;不安装高音喇叭;车辆尽量少鸣喇叭等。积极搞好城市绿化植树,宜用多孔建筑材料,加强隔音,例如城市高架快速干道系统——上海市内环线上,采用质量轻、强度高、隔音性能好且耐腐蚀的先进建材——聚碳酸酯板作为隔音材料,能尽可能降低高架干道上车辆行驶时产生的噪声污染。此外,在市区有关地段如闹市区等处设立噪声监测装置,以加强每个公民控制噪声的环保意识,不制造噪声并增强自我健康保护意识。
(1)从物理学的角度看,噪声是指发声体做 振动时发出的声音;
(2)以上材料中减弱噪声的方法是在 处减弱;在 过程中减弱;
(3)在教室里上课时,室外常有噪声干扰,请你提出至少三种减小噪声干扰的方法: 。
【答案】(1)无规则 (2) 声源 传播 (3)见解析
【解析】(1)[1]从物理学角度看,杂乱、振动无规律的声音都是噪声,噪声是由发声体做无规则振动产生的。
(2)[2][3]材料中,“给噪声大的机器安装消音器并限制使用,未安装消音设备的机动车不得驶入市区;在市内规划安静小区;不安装高音喇叭;车辆尽量少鸣喇叭等。”都属于在声源处减弱噪声;“搞好城市绿化植树,宜用多孔建筑材料,加强隔音”属于在在传播过程中减弱噪声。
(3)[4]在教室里上课时,室外常有噪声干扰,减小噪声干扰的方法有:在校园内、外植树;关闭门窗;用双层玻璃的窗户等。
题型二 探究不同材料的隔音性能
【例2】(19-20八年级上·全国·课后作业)小明想比较几种材料(衣服、锡箔纸、泡沫塑料)的隔音性能,除了待检测的材料外,可利用的器材还有:音叉、机械闹钟、鞋盒.小明选取一种声源放入鞋盒内,在其四周塞满待测材料.他设想了两种实验方案:①让人站在距鞋盒一定距离处,比较所听见声音的响度;②让人一边听声音,一边向后退,直至听不见声音为止,比较此处距鞋盒距离.你认为小明选取的最佳声源和研究方案是()
A.闹钟方案① B.音叉方案② C.闹钟方案② D.音叉方案①
【答案】C
【解析】(1)机械闹钟发出的声音有节奏,声音较为稳定,适合做实验的声源;(2)靠听到声音的响度判断不是太直观,具有很大的误差,①方案不合适;而测量听不到声音的距离较为直观,有可靠的实验数据,能够较好的判断隔音效果.故方案②更合适.故选C.
【变式2-1】(20-21八年级上·江苏扬州·期中)为了比较几种材料(衣服、锡箔纸、泡沫塑料)的隔音性能,小明将机械闹钟作为声源放入鞋盒内,并在其四周塞满待测材料,让人一边听声音,一边向后退,直到听不到声音为止,测量人到鞋盒距离,这一环节而言,属于科学探究中的( )
A.提出问题 B.猜想假设 C.进行实验 D.分析论证
【答案】C
【解析】为比较几种材料的隔音性能而进行的实际操作过程是科学探究过程中的进行实验环节,故ABD不符合题意,C符合题意。
故选C。
【变式2-2】(22-23八年级上·全国·课后作业)小明同学为了研究一组材料的隔音性能(材料为:泡沫塑料板、玻璃、木板、硬纸板)设计并做了一个实验,他们先把闹钟放入一只烧杯中,然后从听到最响的声音位置开始,慢慢远离声源,测得听不到指针走动声音时的位置与声间的距离。比较各种情况下这段距离的大小就可以比较不同材料的隔声性能。
进行实验收集到的数据为:
材料
听不到闹钟指针走动声音时的实际距离(m)
泡沫塑料板
0.3
玻璃
0.6
木板
0.4
硬纸板
0.5
由上表所列数据,可以知道,按隔音效果由好到坏依次排列( )
A.泡沫塑料板、玻璃、木板、硬纸板 B.泡沫塑料板、木板、硬纸板、玻璃
C.玻璃、硬纸板、木板、泡沫塑料板 D.木板、泡沫塑料板、玻璃、硬纸板
【答案】B
【解析】由表中数据知,使用泡沫塑料板作隔音材料时,听不到闹钟指针走动声音时的实际距离为0.3m,距离最短,也就是隔音效果最好;其次是木板、硬纸板;使用玻璃作隔音材料时,听不到闹钟指针走动声音时的实际距离为0.6m,距离最长,也就是隔音效果最差,所以隔音效果由好到坏依次顺序是:泡沫塑料板、木板、硬纸板、玻璃。故B符合题意,ACD不符合题意。
故选B。
【变式2-3】(23-24八年级上·陕西西安·阶段练习)小明想比较几种材料的隔音性能,除了待检测的材料外,可利用的器材还有:音叉、机械闹钟、鞋盒。
(1)在本实验中适合做声源的是 (选填“音叉”或“机械闹钟”);
(2)如图所示,分别用不同材料将声源包裹起来,然后放在鞋盒内,通过实验来探究它们的隔音性能。这些材料包裹的厚度应该 (选填“相同”或“不同”);
(3)小明一边听声音,一边向后退,在此过程中,他所听到声音的 (选填“音调”或“响度”)发生改变。当听不见声音时分别测量并记录此处到鞋盒的距离(如表所示);
材料
报纸
羽绒服
塑料袋
泡沫板
人听不到声音的距离/m
8
4
7
5
(4)分析实验结果,这些材料中隔声性能最好的是 ;
(5)为了进一步验证,同组的小红认为还可以保持人到声源的距离相同,分别改变不同隔音材料的厚度,直到测试者听不见声音为止,然后通过比较材料的厚度来确定材料的隔音性能。若材料越厚,则说明其隔音性能越 (选填“好”或“差”);
(6)在控制噪声的方法分类中,“隔音”是在 减弱噪声;
(7)为降低电影院中的噪声,请根据本实验结果提出一条合理化的建议: 。
【答案】(1)机械闹钟 (2)相同 (3) 响度 (4)羽绒服 (5) 差
(6)传播过程中 (7)见详解
【解析】(1)[1]机械闹钟发出的声音有节奏,声音较为稳定,适合做实验声源。
(2)[2]隔音效果与厚度、材料等因素有系,根据控制变量法,探究材料的关系,实验时要保证各种不同的隔音材料包裹的厚度相同。
(3)[3]声音的响度与听者与声源的距离有关,故小明在远离声源的过程中,他所听到声音的响度发生改变。
(4)[4]由表格数据可知,羽绒服的距离最短,说明隔音效果最好;报纸的距离最长,说明隔音效果最差,故这些材料中隔声性能最好的是羽绒服。
(5)[5]保持人到声源的距离相同,分别改变不同隔声材料的厚度,直到测试者听不见声音为止,若材料越厚,则说明其隔声性能越差。
(6)[6]在控制噪声的方法分类中,“隔音”是阻断噪声的传播,属于在传播过程中减弱噪声。
(7)[7]为降低电影院中噪声,可使用较松软的隔音材料进行装修,增加吸音的效果。
【变式2-4】(24-25八年级上·全国·课堂例题)常见的隔音材料有聚酯棉、实木、泡沫、海绵。 为了比较这几种材料的隔音性能,除了待检测的材料外,小明还准备了其他器材:音叉、机械闹钟、手机、鞋盒。
(1)在本实验中适合作声源的是___。
A.振动的音叉 B.播放歌曲《我和我的祖国》的手机 C.持续响铃的机械闹钟
(2)小明将声源放入鞋盒内,在其四周塞满待测材料。他设想了两种实验方案。
方案一:让人站在距鞋盒一定距离处,比较 。(填字母代号,下同)
方案二:让人一边听声音,一边向后退,直至听不见声音为止,比较 。
A.此处距鞋盒的距离 B.所听见声音的响度
C.所听见声音的音调 D.所听见声音的音色
(3)小明采用方案二,通过实验得到如表所示的数据。
材料种类
聚酯棉
实木
泡沫
海绵
距离/m
0.2
1.8
0.5
1.2
分析数据可得:四种材料中最适合作隔音墙装修材料的是 。
【答案】(1)C (2)B A (3)聚酯棉
【解析】(1)A.振动的音叉发生不稳定,还需要敲击,不适合作为声援,故A不符合题意;
B.播放歌曲《我和我的祖国》的手机,播放一会,就停止,不适合做声源,故B不符合题意;
C.持续响铃的机械闹钟发出的声音稳定,适合做声源,故C符合题意。
故选C。
(2)[1]为了比较这几种材料的隔音性能,可以让人站在距鞋盒一定距离处,比较听见声音的响度来比较隔音效果,听到的响度越小,说明材料的隔音效果越好,故ACD不符合题意,B符合题意。
故选B。
[2]方案二:让人一边听声音,一边向后退,直至听不见声音为止,比较此处距鞋盒的距离来比较隔音效果,距离越近,说明隔音效果越好,故A符合题意,BCD不符合题意。
故选A。
(3)由表格中数据得,使用聚酯棉作为隔音材料时,听不见声音的距离与鞋盒的距离最近,说明使用聚酯棉的隔音效果最好。
【变式2-5】(23-24八年级上·陕西西安·阶段练习)小华学习了有关声音的知识后,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,请阅读并回答下列问题。实验步骤:
①先搜集各种材料,如衣服、报纸、平装书、塑料袋、袜子;
②把闹钟放到一个鞋盒里,将衣服盖在鞋盒上方,然后逐渐远离盒子直到听不见滴答声,记下此时人离盒子的距离;
③分别将各种材料盖在鞋盒上方,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
听不见滴答声的实际距离
回答问题:
(1)小华设计的实验利用了离声源越远,听到声音的响度越 (填“大”或“小”)的原理。
(2)根据小华所得数据可知粗糙的材料比平滑材料隔音性能 (填“好”或“差”),如果再给你一块海绵材料,你认为其隔声性能与报纸相比, (填“海绵”或“报纸”)隔声性能好一点。
(3)为了进一步验证,小华认为还可以保持 相同,分别改变不同隔声材料的厚度,直到测试者听不见声音为止,然后通过比较材料的厚度来确定材料的隔声性能。若材料越厚,则说明其隔声性能越 (好/差)。
【答案】(1)小 (2)好 海绵 (3)人到声源的距离 差
【解析】(1)[1]物理学中把人耳能感觉到的声音的强弱称为响度,与振幅和距离有关,距离越远,响度越小。
(2)[2][3]根据小华所得数据可知,粗糙的材料比平滑材料到听不见滴答声的实际距离近,则说明粗糙的材料比平滑材料隔音性能好,因海绵报纸粗糙,故海绵隔声性能好一点。
(3)[4][5]根据控制变量法,为了进一步验证,小红认为还可以保持人到声源的距离相同,分别改变不同隔声材料的厚度,直到测试者听不见声音为止,然后通过比较材料的厚度来确定材料的隔声性能,若材料越厚,则说明其隔声性能越差。
【变式2-6】(23-24八年级上·山东烟台·阶段练习)小刚同学学习了声现象后,利用家里的小闹铃完成了好多实验探究:
(1)他把正在响铃的闹钟放在桌面上,用一根细线悬挂一个轻质小球贴近闹钟上方的响铃,小球被弹开。此现象说明 ;
(2)之后,他将正在响铃的闹钟放在玻璃罩内,如图所示,逐渐抽出其中的空气,听到“声音逐渐变小”,这是在描述声音的 (选填“音调”“响度”或“音色”),当玻璃罩被抽成真空,将听不到铃声,说明 ;
(3)小刚将正在响铃的闹钟用塑料袋包好,放入水中,仍可以听到铃声,说明 ,小刚用两个棉球塞住耳朵,几乎听不到铃声,这是在 处减弱噪声;
(4)接着,他又取了一个鞋盒儿。利用闹小闹铃儿来研究一下泡沫、报纸、衣服哪个材料隔音效果更好。他设计了两个方案:
方案一是将小闹铃放到盒子里,然后将盒子放在桌子上,将盒子中先后三次塞上不同材料,再退到离盒子十米的位置,比较听到的声音大小,并收集信息在表一:
表一:
材料
泡沫
衣服
报纸
声音大小
很弱
较响
较响
方案二是先后三次将盒子里塞上不同材料,然后慢慢远离盒子,直到听不见时,测量盒子与人之间的距离,并记录信息在表二:
表二:
材料
泡沫
衣服
报纸
距离/m
6
8
10
A.两个方案,哪一个方案设计更合理 ,说出你的理由 ;
B.通过合理的设计方案,我们可以发现,三种材料里隔音效果最好的是 ,这段时间开发区政府出资贴补鼓励市民在老小区改造中有一项做保温层的惠民工程,简单的说就是在楼房的外层贴上泡沫层,所以通过今天的探究我们知道了,保温层不仅保温,还可以有效的隔音,这是在 减弱噪声。
【答案】(1) 声音是由物体振动产生的 (2)响度 真空不能传声
(3) 液体可以传声 人耳 (4)方案二 把隔声性能转化为可以测量的距离更直观准确 泡沫 传播过程中
【解析】(1)[1]当泡沫塑料球接触发声的响铃时,泡沫塑料球被弹起,所以发声的音叉应该在振动,说明了声音是由物体的振动产生的。
(2)[2][3]用抽气机将玻璃罩内的空气抽出,空气越来越少,铃声逐渐变小,声音变小,指声音的响度小;根据这个现象,我们推理真空不能传声。说明声音的传播需要介质,真空不能传声。
(3)[4][5]把正在响铃的闹钟由塑料袋包好,把它放入水中,仍能听到铃声;以上现象都说明了水能够传播声音,因此可以得出结论:液体能够传声;小刚同学用棉球塞住耳朵,噪声就会传播不到小刚的耳朵了,属于在人耳处减弱了噪声。
(4)[6][7][8][9]方案一比较响度,不直观,方案二可以直接测量,直观且较为准确,即把隔声性能转化为可以测量的距离更直观准确;通过合理的设计方案,我们可以发现,三种材料里隔音效果最好的是泡沫,这段时间开发区政府出资贴补鼓励市民在老小区改造中有一项做保温层的惠民工程,简单的说就是在楼房的外层贴上泡沫层,所以通过今天的探究我们知道了,保温层不仅保温,还可以有效的隔音,这是在传播过程中减弱噪声。
【变式2-7】(23-24八年级上·江苏连云港·期中)探究:各种材料的隔声性能。
(1)提出问题:
一场大雪过后,大地银装素裹,这时你会发现周围特别宁静,这是什么原因?是因为松软的雪特别能吸声吗?吸声和隔声有什么不同?怎样比较不同材料的隔声性能?
(2)实验设计:
小明想比较几种材料(衣服、锡箔纸、泡沫塑料)的隔音性能,除了待检测的材料外,可利用的器材还有:音叉、机械闹钟、鞋盒。在本实验中适合作声源的是 ;小明将声源放入鞋盒内,在其四周塞满待测材料。他设想了两种实验方案,你认为最佳的是 ;
A.让人站在距鞋盒一定距离处,比较所听见声音的响度
B.让人一边听声音,一边向后退,直至听不见声音为止,比较此处距鞋盒的距离
(3)收集证据:小明通过实验得到的现象如表格所示,则待测材料隔声性能由好到差的顺序为 。
材料
衣服
锡箔纸
泡沫
响度
较响
较响
弱
材料
衣服
锡箔纸
泡沫
距离
较长
很长
短
【答案】(2)机械闹钟 (2)B (3)泡沫、衣服、锡箔纸
【解析】(2)[1]机械闹钟发出的声音有节奏,声音较为稳定、持久,适合做实验声源。
[2]A方案:靠听到声音的响度判断不是太直观,具有很大的误差,方案不适合;B方案:测量听不到声音的距离较为直观,具有可靠性。故A不符合题意,B符合题意。
故选B。
(3)[3]人听不到钟声的位置与闹钟距离关系为
L泡沫<L衣服<L锡箔纸
泡沫的距离最短,说明隔音效果最好;锡箔纸的距离最长,说明隔音效果最差,因此待测材料隔声性能由好到差的顺序为:泡沫、衣服、锡箔纸。
题型三 制作隔音房间模型
【例3】(2024·云南·中考真题)某同学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,她设计实验来测评材料的隔音性能。器材有:一个声级计(测量声音强弱的仪器)、毛毡布、泡沫板、闹钟和两个相同的盒子。实验如下:
(1)用相同的方式把毛毡布、泡沫板分别布置在两个盒子内;
(2)接下来的操作是: ,读出声级计的示数;
(3)比较两次声级计的示数,如果 ,则说明泡沫板的隔音性能好。
【答案】见解析 见解析
【解析】(2)[1]将闹钟分别放在两个盒子中,将声级计放在盒子外面相同距离处测量,读出声级计的示数。
(3)[2]如果闹钟置于毛毡布内时,声级计的示数更高,置于泡沫板内时,声级计的示数更低,则说明泡沫板的隔音性能好。
【变式3-1】(24-25八年级上·全国·课堂例题)隔音效果和材料厚度的关系
为了更准确地比较隔音效果,小明使用分贝仪进行音量的测量。选用纸巾进行实验,改变包裹声源的纸巾的张数,在 (填“相同”或“不相同”)的距离处摆放测音器材用来测声音的强弱,测出数据记录在表中。
项目
餐巾纸厚度
餐巾纸
0片
2片
4片
6片
响度
104dB
100dB
97dB
95dB
分析数据可得:同种隔音材料,材料越厚,其隔音性越 (填“好”或“差”)。
【总结和反思】
在实际应用中,我们不仅仅要考虑房间的隔音效果,还要考虑到房间的最大使用面积。仅仅是选择材料和厚度是不准确的,接下来应该对比固定 下不同材料的隔音性能。
展示交流:
制作隔音房间评价表
评价指标
作品等级
优秀
合格
待改进
隔音效果(有效隔音量)
40dB以上
30~40dB
30dB以下
空间利用率
80%以上
70%~80%
70%以下
【答案】 相同 好 厚度
【解析】[1]为了更准确地比较隔音效果,由控制变量法得,小明使用分贝仪进行音量的测量。选用纸巾进行实验,改变包裹声源的纸巾的张数,应在相同的距离处摆放测音器材用来测声音的强弱。
[2]分析数据可得:同种隔音材料,材料越厚,听到的实验的响度越小,说明其隔音性越好。
[3]验证不同材料的隔音性能,应固定厚度相同,使用不同隔音材料进行实验。
【变式3-2】(23-24九年级下·广东茂名·期中)小明想比较聚酯棉材料和海绵材料的隔音性能,做了如图所示的探究。
(1)小明分别用两种材料做了如图甲所示的隔音盒。该制作的错误之处是 ;
材料
聚酯棉
海绵
距离/m
1
2
3
1
2
3
A/dB
54.3
49.1
46.6
61.7
55.8
53.4
(2)改正错误后,小明在安静的环境下,将手机1播放80dB的声音,先后置于两种隔音盒中,另一个手机2在距隔音盒不同距离的位置测量接收的声音,如图乙所示,得出如表中的数据。表格A处应填写 ;
(3)利用数据进行比较,得出 材料的隔音性能更强;
(4)本探究实验中多次测量数据目的是 ;
(5)小明认为人耳可以替代手机2进行探究,并提出如下两种方案,最佳的是 ;
A.人距隔音盒一定距离处,先后比较人听到手机1在两种材料的隔音盒里发出声音大小;
B.人边听声音边后退,直至听不到手机1发出的声音为止,比较两次距隔音盒的距离。
(6)小明发现上录播课时,为了防止录播室外的嘈杂声音干扰录课,录播室的墙壁使用了隔音材料,这是在 减弱噪声。
【答案】(1)大小不同,厚度不同 (2)响度 (3)聚酯棉 (4)寻找普遍规律
(5)B (6)传播过程中
【解析】(1)根据控制变量法可知,用两种材料做的隔音盒大小、厚度应该相同,从图中可以看出,制作的错误之处是大小不同,厚度不同。
(2)手机2在距隔音盒不同距离的位置测量接收声音的响度,单位是dB。
(3)用数据进行比较,距离相等,响度小的效果好,得出聚酯棉材料的隔音性更强。
(4)实验中多次测量数据目的:一是减小误差,二是寻找普遍规律,本探究实验中多次测量数据目的是寻找普遍规律的。
(5)人距隔音盒一定距离处,先后比较人听到手机1在两种材料的隔音盒里发出声音大小,这个很难比较;人边听声音边后退,直至听不到手机1发出的声音为止,这个方法容易做到,故选B。
(6)减弱噪声的途径:在声源处,在传播过程中,在入耳处。录播室的墙壁使用了隔音材料,这是在传播过程中减弱噪声。
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2.5 跨学科实践:制作隔音房间模型
知识点 1 任务分析(设计隔音房间模型)
1、控制噪音路径:①防止噪声产生;②阻断噪声传播;③防止噪声进入耳朵。
2、隔音房间模型:
当我们在家中弹奏乐器、欣赏音乐或观看电视节目时,有可能会打扰需要休息的家人和邻居。有同学设计了一个方案,打算将家中的一个房间改造为隔音房间,在方案实施前,可以通过制作隔音房间模型来高效、经济地测试方案的可行性。
3、隔音房间作用:
通过阻断噪声传播的方式,避免了外界声音对房间内人的干扰,也避免了房间内声音对外界人的干扰。
4、设计隔音房间模型
(1)选择充当“房间”的物品
要求有一定的硬度,同时隔音性能好的中空的物品。例如纸箱、包装盒或鞋盒等。
(2)选择为房间阻隔声音的材料
①隔音材料
一般选择对声音的反射和吸收能力较强的材料,减少向外传导声音的响度。例如泡沫、海绵、隔音板、隔音毡等。在注意隔音性能的同时,也要尽量减小材料的厚度,最大限度地保证“房间”的空间。
②不同材料阻隔声音的性能及特点
图示
隔音性能
特点
隔音毡
隔声性能强,同时具备减振效果
材料质轻、超薄、柔软、拉伸强度大;成本低;环保
聚酯纤维吸音板
对于高频率高分贝噪音有很好的缓解作用
保温、阻燃、轻体、易加工、稳定、抗冲击、维护简便等特点
岩棉板
具有良好的隔音性能
质量轻、导热系数小、吸热、不燃
吸音绵
吸音率高,隔音性能好,有效地阻挡低频声音,减少回声和共振
具有良好的柔韧性与压缩性,能够适应不同的安装环境
③吸音板隔音板的区别
吸音板:一般是多孔材料,通过其表面的小孔和内部的结构设计来吸收声波的能量。
隔音板:一般是高密度材料,声音不容易穿透。
(3)阻隔声音的材料的放置
声音可以通过隔音房间的墙壁、门窗天花板和地板等部位向外传播,阻隔声音的材料应放在“房间”的四周位置且紧贴“墙壁”。
(4)测试模型房间的隔音性能的方法
①手机软件或噪声监测仪监测:根据手机监测软件、噪声监测仪,监测声音的响度,判断隔音效果,灵度高。
②将声音强弱转化为距离进行比较:依次将不同隔音材料安装在“房间”内部四周,将正在发声的手机置于“房间”内部倾听铃声并逐渐远离“房间”,记录每次刚刚听不到铃声时人与“房间”的距离,距离越远的说明隔音效果越差;距离越近的说明隔音效果越好。
知识点2 动手实践(制作隔音房间模型)
1、实验器材
闹钟,包装盒或鞋盒(充当“房间”),木板、玻璃等隔音材料,聚酯纤维、海绵等吸音材料,带有能测量声音强弱的软件的手机或计算机,胶水等。
2、实验步骤
①用包装盒(或鞋盒)充当“房间”,将闹钟放在包装盒(或鞋盒)里打开闹钟,用手机(或计算机)中的软件测量闹钟铃声的强弱。
②在盒内的相应区域安装隔音(或吸音)材料。
③将闹钟放人包装盒(或鞋盒)中,再次测量闹钟铃声的强弱。
④换用不同的隔音(或吸音)材料,重复步骤③。
⑤通过比较记录的数据,评估隔音性能。
知识点3 展示与交流(评价和改进隔音房间模型)
1、对隔音房间模型进行评价
各组展示制作的隔音房间模型,并对模型进行以下几方面的评价。
①隔音性能:把同一闹钟放在不同隔音房间模型中,用手机(或计算机)软件监测闹钟声音的响度,响度越小,隔音效果越好。
②空间占用率:用刻度尺测算出房间的总容积和隔音材料占用的容积,算出隔音材料的空间占用率,占用率越小越好。
③材料是否易得、安全和环保:通过上网查阅资料,对不同材料进行评价。
2、对制作的模型进行改进
相互交流,总结经验并进行反思,尝试对制作的型进行改进。
3、使用时注意的问题
①合理使用隔音房间:虽然隔音房间能有效减少外界噪音的干扰,但过度依赖隔音房间可能会让人忽视外界环境,因此应适当使用,避免长时间处于完全隔音的环境中。
②注意通风与换气:保持室内空气流通,避免因长时间封闭而导致空气质量下降,影响健康。
③控制音量:在使用隔音房间时,仍需注意控制个人活动产生的噪音,保护自己的听力健康。
模型研究法
对那些不能直接进行研究的对象系统,可通过设计、构造和分析与原型相似的模型而达到间接地研究认识原型的目的。物理模型是通过物理实验或实物模拟来描述和分析问题的模型。物理模型可以是实验装置、原型模型等。具有经济性、安全性和有效性。
题型一 隔音原理
【例1】(24-25八年级上·全国·课后作业)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 。
【答案】声音不能在真空中传播
【解析】声音的传播是需要介质的,无法在真空中传播,所以两层玻璃之间抽成接近真空后声音无法传播,起到了隔音的效果
【变式1-1】(2024·湖南长沙·一模)麓景路隧道口安装的隔音屏能有效的减弱交通噪声对周围居民生活的影响。以下选项中减弱噪声的方式与隔音屏相同的是( )
A.学校附近禁止鸣笛 B.居民区多植树种草
C.机场地面工作人员戴耳罩 D.城市街头安装噪声监测仪
【答案】B
【解析】A.隔音屏是在传播过程中减弱噪声的;学校附近禁止鸣笛,是在声源处减弱噪声的,故A不符合题意;
B.居民区多植树种草,是在传播过程中减弱噪声的,故B符合题意;
C.机场地面工作人员戴耳罩,是在人耳处减弱噪声的,故C不符合题意;
D.城市街头安装噪声监测仪,可以监测噪声的等级,不能减弱噪声,故D不符合题意。
故选B。
【变式1-2】(2024·贵州贵阳·一模)城市交通网络日益完善的同时,汽车行驶时的胎噪声、鸣笛噪声等给附近居民的生活也带来不便,为此靠近路边的住宅窗户通常会使用双层真空玻璃来减小噪声带来的影响,其起到隔音降噪的原理是( )
A.真空中不能传声 B.真空玻璃吸收了声波
C.真空玻璃将声音反射回去 D.声音的传播速度变慢
【答案】A
【解析】使用双层真空玻璃来减小噪声带来的影响,利用真空不能传声,故A符合题意,BCD不符合题意。
故选A。
【变式1-3】(23-24八年级上·辽宁本溪·期中)衍水大桥靠近楼房的隔音幕墙是在 减弱噪声,这样做主要是防止 (选填“音调”或“响度”)过大而影响居民生活。
【答案】传播过程中 响度
【解析】[1]声音可以在声源处、传播过程中、人耳处减弱,衍水大桥靠近楼房的隔音幕墙是在传播过程中减弱噪声。
[2]噪声减弱后,响度减小,这样做主要是防止响度过大而影响居民生活。
【变式1-4】(23-24八年级上·全国·课后作业)阅读短文并回答问题。
城市噪声主要来源有工业噪声、交通噪声和生活环境噪声。控制措施有将噪声严重的工厂迁出市区;给噪声大的机器安装消音器并限制使用,未安装消音设备的机动车不得驶入市区;在市内规划安静小区;不安装高音喇叭;车辆尽量少鸣喇叭等。积极搞好城市绿化植树,宜用多孔建筑材料,加强隔音,例如城市高架快速干道系统——上海市内环线上,采用质量轻、强度高、隔音性能好且耐腐蚀的先进建材——聚碳酸酯板作为隔音材料,能尽可能降低高架干道上车辆行驶时产生的噪声污染。此外,在市区有关地段如闹市区等处设立噪声监测装置,以加强每个公民控制噪声的环保意识,不制造噪声并增强自我健康保护意识。
(1)从物理学的角度看,噪声是指发声体做 振动时发出的声音;
(2)以上材料中减弱噪声的方法是在 处减弱;在 过程中减弱;
(3)在教室里上课时,室外常有噪声干扰,请你提出至少三种减小噪声干扰的方法: 。
【答案】(1)无规则 (2) 声源 传播 (3)见解析
【解析】(1)[1]从物理学角度看,杂乱、振动无规律的声音都是噪声,噪声是由发声体做无规则振动产生的。
(2)[2][3]材料中,“给噪声大的机器安装消音器并限制使用,未安装消音设备的机动车不得驶入市区;在市内规划安静小区;不安装高音喇叭;车辆尽量少鸣喇叭等。”都属于在声源处减弱噪声;“搞好城市绿化植树,宜用多孔建筑材料,加强隔音”属于在在传播过程中减弱噪声。
(3)[4]在教室里上课时,室外常有噪声干扰,减小噪声干扰的方法有:在校园内、外植树;关闭门窗;用双层玻璃的窗户等。
题型二 探究不同材料的隔音性能
【例2】(19-20八年级上·全国·课后作业)小明想比较几种材料(衣服、锡箔纸、泡沫塑料)的隔音性能,除了待检测的材料外,可利用的器材还有:音叉、机械闹钟、鞋盒.小明选取一种声源放入鞋盒内,在其四周塞满待测材料.他设想了两种实验方案:①让人站在距鞋盒一定距离处,比较所听见声音的响度;②让人一边听声音,一边向后退,直至听不见声音为止,比较此处距鞋盒距离.你认为小明选取的最佳声源和研究方案是()
A.闹钟方案① B.音叉方案② C.闹钟方案② D.音叉方案①
【答案】C
【解析】(1)机械闹钟发出的声音有节奏,声音较为稳定,适合做实验的声源;(2)靠听到声音的响度判断不是太直观,具有很大的误差,①方案不合适;而测量听不到声音的距离较为直观,有可靠的实验数据,能够较好的判断隔音效果.故方案②更合适.故选C.
【变式2-1】(20-21八年级上·江苏扬州·期中)为了比较几种材料(衣服、锡箔纸、泡沫塑料)的隔音性能,小明将机械闹钟作为声源放入鞋盒内,并在其四周塞满待测材料,让人一边听声音,一边向后退,直到听不到声音为止,测量人到鞋盒距离,这一环节而言,属于科学探究中的( )
A.提出问题 B.猜想假设 C.进行实验 D.分析论证
【答案】C
【解析】为比较几种材料的隔音性能而进行的实际操作过程是科学探究过程中的进行实验环节,故ABD不符合题意,C符合题意。
故选C。
【变式2-2】(22-23八年级上·全国·课后作业)小明同学为了研究一组材料的隔音性能(材料为:泡沫塑料板、玻璃、木板、硬纸板)设计并做了一个实验,他们先把闹钟放入一只烧杯中,然后从听到最响的声音位置开始,慢慢远离声源,测得听不到指针走动声音时的位置与声间的距离。比较各种情况下这段距离的大小就可以比较不同材料的隔声性能。
进行实验收集到的数据为:
材料
听不到闹钟指针走动声音时的实际距离(m)
泡沫塑料板
0.3
玻璃
0.6
木板
0.4
硬纸板
0.5
由上表所列数据,可以知道,按隔音效果由好到坏依次排列( )
A.泡沫塑料板、玻璃、木板、硬纸板 B.泡沫塑料板、木板、硬纸板、玻璃
C.玻璃、硬纸板、木板、泡沫塑料板 D.木板、泡沫塑料板、玻璃、硬纸板
【答案】B
【解析】由表中数据知,使用泡沫塑料板作隔音材料时,听不到闹钟指针走动声音时的实际距离为0.3m,距离最短,也就是隔音效果最好;其次是木板、硬纸板;使用玻璃作隔音材料时,听不到闹钟指针走动声音时的实际距离为0.6m,距离最长,也就是隔音效果最差,所以隔音效果由好到坏依次顺序是:泡沫塑料板、木板、硬纸板、玻璃。故B符合题意,ACD不符合题意。
故选B。
【变式2-3】(23-24八年级上·陕西西安·阶段练习)小明想比较几种材料的隔音性能,除了待检测的材料外,可利用的器材还有:音叉、机械闹钟、鞋盒。
(1)在本实验中适合做声源的是 (选填“音叉”或“机械闹钟”);
(2)如图所示,分别用不同材料将声源包裹起来,然后放在鞋盒内,通过实验来探究它们的隔音性能。这些材料包裹的厚度应该 (选填“相同”或“不同”);
(3)小明一边听声音,一边向后退,在此过程中,他所听到声音的 (选填“音调”或“响度”)发生改变。当听不见声音时分别测量并记录此处到鞋盒的距离(如表所示);
材料
报纸
羽绒服
塑料袋
泡沫板
人听不到声音的距离/m
8
4
7
5
(4)分析实验结果,这些材料中隔声性能最好的是 ;
(5)为了进一步验证,同组的小红认为还可以保持人到声源的距离相同,分别改变不同隔音材料的厚度,直到测试者听不见声音为止,然后通过比较材料的厚度来确定材料的隔音性能。若材料越厚,则说明其隔音性能越 (选填“好”或“差”);
(6)在控制噪声的方法分类中,“隔音”是在 减弱噪声;
(7)为降低电影院中的噪声,请根据本实验结果提出一条合理化的建议: 。
【答案】(1)机械闹钟 (2)相同 (3) 响度 (4)羽绒服 (5) 差
(6)传播过程中 (7)见详解
【解析】(1)[1]机械闹钟发出的声音有节奏,声音较为稳定,适合做实验声源。
(2)[2]隔音效果与厚度、材料等因素有系,根据控制变量法,探究材料的关系,实验时要保证各种不同的隔音材料包裹的厚度相同。
(3)[3]声音的响度与听者与声源的距离有关,故小明在远离声源的过程中,他所听到声音的响度发生改变。
(4)[4]由表格数据可知,羽绒服的距离最短,说明隔音效果最好;报纸的距离最长,说明隔音效果最差,故这些材料中隔声性能最好的是羽绒服。
(5)[5]保持人到声源的距离相同,分别改变不同隔声材料的厚度,直到测试者听不见声音为止,若材料越厚,则说明其隔声性能越差。
(6)[6]在控制噪声的方法分类中,“隔音”是阻断噪声的传播,属于在传播过程中减弱噪声。
(7)[7]为降低电影院中噪声,可使用较松软的隔音材料进行装修,增加吸音的效果。
【变式2-4】(24-25八年级上·全国·课堂例题)常见的隔音材料有聚酯棉、实木、泡沫、海绵。 为了比较这几种材料的隔音性能,除了待检测的材料外,小明还准备了其他器材:音叉、机械闹钟、手机、鞋盒。
(1)在本实验中适合作声源的是___。
A.振动的音叉 B.播放歌曲《我和我的祖国》的手机 C.持续响铃的机械闹钟
(2)小明将声源放入鞋盒内,在其四周塞满待测材料。他设想了两种实验方案。
方案一:让人站在距鞋盒一定距离处,比较 。(填字母代号,下同)
方案二:让人一边听声音,一边向后退,直至听不见声音为止,比较 。
A.此处距鞋盒的距离 B.所听见声音的响度
C.所听见声音的音调 D.所听见声音的音色
(3)小明采用方案二,通过实验得到如表所示的数据。
材料种类
聚酯棉
实木
泡沫
海绵
距离/m
0.2
1.8
0.5
1.2
分析数据可得:四种材料中最适合作隔音墙装修材料的是 。
【答案】(1)C (2)B A (3)聚酯棉
【解析】(1)A.振动的音叉发生不稳定,还需要敲击,不适合作为声援,故A不符合题意;
B.播放歌曲《我和我的祖国》的手机,播放一会,就停止,不适合做声源,故B不符合题意;
C.持续响铃的机械闹钟发出的声音稳定,适合做声源,故C符合题意。
故选C。
(2)[1]为了比较这几种材料的隔音性能,可以让人站在距鞋盒一定距离处,比较听见声音的响度来比较隔音效果,听到的响度越小,说明材料的隔音效果越好,故ACD不符合题意,B符合题意。
故选B。
[2]方案二:让人一边听声音,一边向后退,直至听不见声音为止,比较此处距鞋盒的距离来比较隔音效果,距离越近,说明隔音效果越好,故A符合题意,BCD不符合题意。
故选A。
(3)由表格中数据得,使用聚酯棉作为隔音材料时,听不见声音的距离与鞋盒的距离最近,说明使用聚酯棉的隔音效果最好。
【变式2-5】(23-24八年级上·陕西西安·阶段练习)小华学习了有关声音的知识后,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,请阅读并回答下列问题。实验步骤:
①先搜集各种材料,如衣服、报纸、平装书、塑料袋、袜子;
②把闹钟放到一个鞋盒里,将衣服盖在鞋盒上方,然后逐渐远离盒子直到听不见滴答声,记下此时人离盒子的距离;
③分别将各种材料盖在鞋盒上方,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
听不见滴答声的实际距离
回答问题:
(1)小华设计的实验利用了离声源越远,听到声音的响度越 (填“大”或“小”)的原理。
(2)根据小华所得数据可知粗糙的材料比平滑材料隔音性能 (填“好”或“差”),如果再给你一块海绵材料,你认为其隔声性能与报纸相比, (填“海绵”或“报纸”)隔声性能好一点。
(3)为了进一步验证,小华认为还可以保持 相同,分别改变不同隔声材料的厚度,直到测试者听不见声音为止,然后通过比较材料的厚度来确定材料的隔声性能。若材料越厚,则说明其隔声性能越 (好/差)。
【答案】(1)小 (2)好 海绵 (3)人到声源的距离 差
【解析】(1)[1]物理学中把人耳能感觉到的声音的强弱称为响度,与振幅和距离有关,距离越远,响度越小。
(2)[2][3]根据小华所得数据可知,粗糙的材料比平滑材料到听不见滴答声的实际距离近,则说明粗糙的材料比平滑材料隔音性能好,因海绵报纸粗糙,故海绵隔声性能好一点。
(3)[4][5]根据控制变量法,为了进一步验证,小红认为还可以保持人到声源的距离相同,分别改变不同隔声材料的厚度,直到测试者听不见声音为止,然后通过比较材料的厚度来确定材料的隔声性能,若材料越厚,则说明其隔声性能越差。
【变式2-6】(23-24八年级上·山东烟台·阶段练习)小刚同学学习了声现象后,利用家里的小闹铃完成了好多实验探究:
(1)他把正在响铃的闹钟放在桌面上,用一根细线悬挂一个轻质小球贴近闹钟上方的响铃,小球被弹开。此现象说明 ;
(2)之后,他将正在响铃的闹钟放在玻璃罩内,如图所示,逐渐抽出其中的空气,听到“声音逐渐变小”,这是在描述声音的 (选填“音调”“响度”或“音色”),当玻璃罩被抽成真空,将听不到铃声,说明 ;
(3)小刚将正在响铃的闹钟用塑料袋包好,放入水中,仍可以听到铃声,说明 ,小刚用两个棉球塞住耳朵,几乎听不到铃声,这是在 处减弱噪声;
(4)接着,他又取了一个鞋盒儿。利用闹小闹铃儿来研究一下泡沫、报纸、衣服哪个材料隔音效果更好。他设计了两个方案:
方案一是将小闹铃放到盒子里,然后将盒子放在桌子上,将盒子中先后三次塞上不同材料,再退到离盒子十米的位置,比较听到的声音大小,并收集信息在表一:
表一:
材料
泡沫
衣服
报纸
声音大小
很弱
较响
较响
方案二是先后三次将盒子里塞上不同材料,然后慢慢远离盒子,直到听不见时,测量盒子与人之间的距离,并记录信息在表二:
表二:
材料
泡沫
衣服
报纸
距离/m
6
8
10
A.两个方案,哪一个方案设计更合理 ,说出你的理由 ;
B.通过合理的设计方案,我们可以发现,三种材料里隔音效果最好的是 ,这段时间开发区政府出资贴补鼓励市民在老小区改造中有一项做保温层的惠民工程,简单的说就是在楼房的外层贴上泡沫层,所以通过今天的探究我们知道了,保温层不仅保温,还可以有效的隔音,这是在 减弱噪声。
【答案】(1) 声音是由物体振动产生的 (2)响度 真空不能传声
(3) 液体可以传声 人耳 (4)方案二 把隔声性能转化为可以测量的距离更直观准确 泡沫 传播过程中
【解析】(1)[1]当泡沫塑料球接触发声的响铃时,泡沫塑料球被弹起,所以发声的音叉应该在振动,说明了声音是由物体的振动产生的。
(2)[2][3]用抽气机将玻璃罩内的空气抽出,空气越来越少,铃声逐渐变小,声音变小,指声音的响度小;根据这个现象,我们推理真空不能传声。说明声音的传播需要介质,真空不能传声。
(3)[4][5]把正在响铃的闹钟由塑料袋包好,把它放入水中,仍能听到铃声;以上现象都说明了水能够传播声音,因此可以得出结论:液体能够传声;小刚同学用棉球塞住耳朵,噪声就会传播不到小刚的耳朵了,属于在人耳处减弱了噪声。
(4)[6][7][8][9]方案一比较响度,不直观,方案二可以直接测量,直观且较为准确,即把隔声性能转化为可以测量的距离更直观准确;通过合理的设计方案,我们可以发现,三种材料里隔音效果最好的是泡沫,这段时间开发区政府出资贴补鼓励市民在老小区改造中有一项做保温层的惠民工程,简单的说就是在楼房的外层贴上泡沫层,所以通过今天的探究我们知道了,保温层不仅保温,还可以有效的隔音,这是在传播过程中减弱噪声。
【变式2-7】(23-24八年级上·江苏连云港·期中)探究:各种材料的隔声性能。
(1)提出问题:
一场大雪过后,大地银装素裹,这时你会发现周围特别宁静,这是什么原因?是因为松软的雪特别能吸声吗?吸声和隔声有什么不同?怎样比较不同材料的隔声性能?
(2)实验设计:
小明想比较几种材料(衣服、锡箔纸、泡沫塑料)的隔音性能,除了待检测的材料外,可利用的器材还有:音叉、机械闹钟、鞋盒。在本实验中适合作声源的是 ;小明将声源放入鞋盒内,在其四周塞满待测材料。他设想了两种实验方案,你认为最佳的是 ;
A.让人站在距鞋盒一定距离处,比较所听见声音的响度
B.让人一边听声音,一边向后退,直至听不见声音为止,比较此处距鞋盒的距离
(3)收集证据:小明通过实验得到的现象如表格所示,则待测材料隔声性能由好到差的顺序为 。
材料
衣服
锡箔纸
泡沫
响度
较响
较响
弱
材料
衣服
锡箔纸
泡沫
距离
较长
很长
短
【答案】(2)机械闹钟 (2)B (3)泡沫、衣服、锡箔纸
【解析】(2)[1]机械闹钟发出的声音有节奏,声音较为稳定、持久,适合做实验声源。
[2]A方案:靠听到声音的响度判断不是太直观,具有很大的误差,方案不适合;B方案:测量听不到声音的距离较为直观,具有可靠性。故A不符合题意,B符合题意。
故选B。
(3)[3]人听不到钟声的位置与闹钟距离关系为
L泡沫<L衣服<L锡箔纸
泡沫的距离最短,说明隔音效果最好;锡箔纸的距离最长,说明隔音效果最差,因此待测材料隔声性能由好到差的顺序为:泡沫、衣服、锡箔纸。
题型三 制作隔音房间模型
【例3】(2024·云南·中考真题)某同学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,她设计实验来测评材料的隔音性能。器材有:一个声级计(测量声音强弱的仪器)、毛毡布、泡沫板、闹钟和两个相同的盒子。实验如下:
(1)用相同的方式把毛毡布、泡沫板分别布置在两个盒子内;
(2)接下来的操作是: ,读出声级计的示数;
(3)比较两次声级计的示数,如果 ,则说明泡沫板的隔音性能好。
【答案】见解析 见解析
【解析】(2)[1]将闹钟分别放在两个盒子中,将声级计放在盒子外面相同距离处测量,读出声级计的示数。
(3)[2]如果闹钟置于毛毡布内时,声级计的示数更高,置于泡沫板内时,声级计的示数更低,则说明泡沫板的隔音性能好。
【变式3-1】(24-25八年级上·全国·课堂例题)隔音效果和材料厚度的关系
为了更准确地比较隔音效果,小明使用分贝仪进行音量的测量。选用纸巾进行实验,改变包裹声源的纸巾的张数,在 (填“相同”或“不相同”)的距离处摆放测音器材用来测声音的强弱,测出数据记录在表中。
项目
餐巾纸厚度
餐巾纸
0片
2片
4片
6片
响度
104dB
100dB
97dB
95dB
分析数据可得:同种隔音材料,材料越厚,其隔音性越 (填“好”或“差”)。
【总结和反思】
在实际应用中,我们不仅仅要考虑房间的隔音效果,还要考虑到房间的最大使用面积。仅仅是选择材料和厚度是不准确的,接下来应该对比固定 下不同材料的隔音性能。
展示交流:
制作隔音房间评价表
评价指标
作品等级
优秀
合格
待改进
隔音效果(有效隔音量)
40dB以上
30~40dB
30dB以下
空间利用率
80%以上
70%~80%
70%以下
【答案】 相同 好 厚度
【解析】[1]为了更准确地比较隔音效果,由控制变量法得,小明使用分贝仪进行音量的测量。选用纸巾进行实验,改变包裹声源的纸巾的张数,应在相同的距离处摆放测音器材用来测声音的强弱。
[2]分析数据可得:同种隔音材料,材料越厚,听到的实验的响度越小,说明其隔音性越好。
[3]验证不同材料的隔音性能,应固定厚度相同,使用不同隔音材料进行实验。
【变式3-2】(23-24九年级下·广东茂名·期中)小明想比较聚酯棉材料和海绵材料的隔音性能,做了如图所示的探究。
(1)小明分别用两种材料做了如图甲所示的隔音盒。该制作的错误之处是 ;
材料
聚酯棉
海绵
距离/m
1
2
3
1
2
3
A/dB
54.3
49.1
46.6
61.7
55.8
53.4
(2)改正错误后,小明在安静的环境下,将手机1播放80dB的声音,先后置于两种隔音盒中,另一个手机2在距隔音盒不同距离的位置测量接收的声音,如图乙所示,得出如表中的数据。表格A处应填写 ;
(3)利用数据进行比较,得出 材料的隔音性能更强;
(4)本探究实验中多次测量数据目的是 ;
(5)小明认为人耳可以替代手机2进行探究,并提出如下两种方案,最佳的是 ;
A.人距隔音盒一定距离处,先后比较人听到手机1在两种材料的隔音盒里发出声音大小;
B.人边听声音边后退,直至听不到手机1发出的声音为止,比较两次距隔音盒的距离。
(6)小明发现上录播课时,为了防止录播室外的嘈杂声音干扰录课,录播室的墙壁使用了隔音材料,这是在 减弱噪声。
【答案】(1)大小不同,厚度不同 (2)响度 (3)聚酯棉 (4)寻找普遍规律
(5)B (6)传播过程中
【解析】(1)根据控制变量法可知,用两种材料做的隔音盒大小、厚度应该相同,从图中可以看出,制作的错误之处是大小不同,厚度不同。
(2)手机2在距隔音盒不同距离的位置测量接收声音的响度,单位是dB。
(3)用数据进行比较,距离相等,响度小的效果好,得出聚酯棉材料的隔音性更强。
(4)实验中多次测量数据目的:一是减小误差,二是寻找普遍规律,本探究实验中多次测量数据目的是寻找普遍规律的。
(5)人距隔音盒一定距离处,先后比较人听到手机1在两种材料的隔音盒里发出声音大小,这个很难比较;人边听声音边后退,直至听不到手机1发出的声音为止,这个方法容易做到,故选B。
(6)减弱噪声的途径:在声源处,在传播过程中,在入耳处。录播室的墙壁使用了隔音材料,这是在传播过程中减弱噪声。
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