第01讲 声现象(讲义)-【上好课】2025年中考物理一轮复习讲练测(湖南专用)
2025-02-03
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精品
内容正文:
主题一 声、光、热
第01讲 声现象(解析版)
目 录
考情透视·目标导航 1
知识导图·思维导航 2
考点突破·考法探究 3
考点一 声音的产生与传播 3
►命题点01 声音的产生 3
►命题点02 声音的传播 4
考点二 声音的特性 7
►命题点01 音调 7
►命题点02 响度 8
►命题点03 音色 8
►命题点04 声音的三特性对比 9
考点三 声音的利用 11
►命题点01 声音传递信息 11
►命题点02 声音传递能量 12
考点四 噪声的危害和控制 13
►命题点01 噪声的概念 13
►命题点02 控制噪声 15
考点五 声学实验综述 17
►探究声音产生原因实验中的科学方法 17
►实验01 探究声音的产生 17
►实验02 探究声音的传播 18
►实验03 探究影响音调高低的因素 18
►实验04 探究影响响度大小的因素 19
考点六 跨学科实践:制作隔音房间模型 22
题型精研·考向洞悉 25
题型一 声音的产生与传播 25
►考向01 声音的产生 25
►考向02 声音的传播 26
►考向03 声速及其相关计算 27
题型二 声音的特性 28
►考向01 音调 28
►考向02 响度 29
►考向03 音色 30
►考向04 声音的三特性对比 31
题型三 声音的利用 32
►考向01 声音的利用辨析 32
►考向02 声音的利用常考热点 33
题型四 噪声的危害和控制 34
►考向01 噪声的概念 34
►考向02 控制噪声 35
分层训练·巩固提升 37
基础巩固 37
能力提升 43
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考情透视·目标导航
考点要求
课标要求
热点透视
命题预测
声音的产生与传播
2.3.1通过实验,认识声的产生和传播条件
声现象属于常考热点,但内容相对简单,新课标要求多为“认识”和“了解”。中考中所占的分值较少多以选择题或填空题的形式出现,小概率会出现在综合题中。在考查基础知识的基础上,对知识点进行简单的应用,重点是掌握声音的产生及传播条件和声音的三大特性,尤其是音调和响度,要从影响它们的因素方面进行区别。噪声的控制方法及声的利用也是常见到的考点,但相对简单,一般不会失分。
把声现象知识与社会生活实际紧密结合起来,是这一部分的主要特点。今年中考命题可能将注重声音的产生与传播、声音的特性、噪声的危害和控制及声在实际问题中的应用的考查。鉴于社会对环境问题越来越关注,对噪声的预防和控制需要引起我们的重视。
声音的特性
2.3.2了解声音的特性
声音的利用
2.3.2了解现代技术中声学知识的一些应用
噪声危害和控制
2.3.2知道噪声的危害及控制方法
知识导图·思维导航
考点突破·考法探究
考点一 声音的产生与传播
►命题点01 声音的产生
1.声音的产生
声音是由物体振动产生的。一切发声体都在振动,振动停止,发声停止。
2.声源
正在振动发声的物体叫作声源。
(1)固体、液体、气体都能发声,都可以成为声源。
(2)声音是由物体的振动产生的,但是不能说振动停止,声音也消失。因为振动停止,只是不再发声,但是原来所发出的声音还在继续向外传播并存在。
3.探究声音的产生
(1)轻压喉部说话或者唱歌(声带振动发声);
(2)用手拨动张紧的橡皮筋,然后再捏住橡皮筋(橡皮筋(固体)振动发声);
(3)用筷子搅动水,不碰触水盆(水(液体)振动发声);
(4)吹响笛子时,把手放在笛孔处(空气柱(气体)振动发声);
(5)敲鼓时,鼓面上纸屑的跳动;敲鼓时,观察鼓面附近的蜡烛火焰(鼓面振动发声);
(6)敲击音叉时,音叉附近的乒乓球跳开(音叉振动发声);
(7)用手按住正在发声音箱的纸盆(纸盆振动发声)
4.确定声源
只有正在发声的物体才能叫声源。一个能够发声但没有发声的物体不能称为声源。
5.声音的保存
随着科学技术的进步,人们记录声音的方法也在逐步增多,主要有以下几种:
(1)把声音的振动记录下来,如早期的机械唱片。
(2)把声音的振动转换成光信号记录下来,如在电影胶卷的边上有一条透明程度不同的带,叫声道,记录就是声音的信息。
(3)把声音的振动转换成磁信号记录下来,如电脑硬盘里面存储歌曲就是利用这个方法记录声音的
1.发声停止≠声音停止:一切发声的物体都在振动,振动停止时,发声也停止,注意发声停止不是“声音消失”。因为振动停止只是物体不再发声,但物体原来发出的声音仍然在传播。例如,发令枪响后随即停止振动不再发声,过一会终点计时员能听到枪声,说明虽然声源的振动停止了,但是声音仍然在空气中传播,并没有消失。
►命题点02 声音的传播
1.声音的传播
(1)声音的传播需要介质,传播声音的介质可以是固体、液体和气体,真空不能传声。
(2)声音是以波的形式传播的,叫声波。声波的传播也伴随着能量的传播。
(3)声音不能在真空中传播。
2.探究声音的传播
(1)固体能够传声:一个同学轻敲桌子的一端,另一个同学把耳朵贴在桌子的另一端的桌面上,能听到清晰的敲桌子的声音,声音能在固体中传播。
(2)液体能够传声:轻敲水族馆里的鱼缸体,鱼听到敲击声后迅速跑开。鱼能听到敲击声才迅速跑开,液体能够传声。
(3)气体能够传声:上课时,我们都能听见老师的讲课声。我们通过空气听到了老师讲课声,空气能传播声音。
(4)真空不能传声:把正在响铃的闹钟放在玻璃罩中,逐渐抽出其中的空气,注意声音的变化,再向玻璃罩中逐渐充入空气,注意声音的变化。随着空气被抽出,声音越来越小,最后听不到声音;再充入空气,随着空气越来越多,声音又越来越大,推理:真空不能传声。
3.回声
声波遇到障碍物会被反射回来,我们听到的回声,就是声波反射形成的。
(1)人耳能分辨出回声和原声的条件是:反射回来的声音到达人耳比原声晚0.1s以上,即:声源到障碍物的距离大于17m。
(2)回声的防止:室内讲话的回声有时候会使人听到多重声音,产生重音,严重时会对人的听觉系统造成伤害,所以要规避回声带来的不利影响。
4.声波
(1)声波:声音在介质中是以波的形式进行传播的,我们把这种波叫做声波。例如,音叉振动,引起周围空气的振动,形成了声波,从而将音叉(声源)的振动传播到远方,如图所示。
(2)声音的传播速度:在15℃,声音在空气中的传播速度是340m/s;在水中传播比在空气中快,约为1500m/s;在钢铁中更快,速度可达5200m/s。
(3)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。
5.人耳如何听到声音
(1)人耳听到声音的过程:发声体发出声音→介质传声→耳朵听声。
(2)声音可以通过头骨、颌骨传到听觉神经,物理学中把这种传导方式叫做骨传导。
(3)声源到两只耳朵的距离一般不同,这就造成了声音传到两只耳朵的时间、强度及其它特征也就不同,这就是双耳效应。正是由于双耳效应,人们可以准确地判断声音的方位。
(4)声波在传播过程中遇到障碍物会发生以下情况:一部分声波在障碍物表面反射;另一部分声波可能进入障碍物,被障碍物吸收甚至穿过障碍物,如隔墙能听到相邻房间里的声音。
6.回声的应用
(1)改善音质:在封闭的空间产生声音后,声波就在四壁上不断反射,即使声源停止振动发声,声音也会持续一段时间,这种现象叫做混响。在建筑方面,设计、建造大的厅堂时,可采取必要的措施,例如设计内部结构、形状等,以获得适量的混响,使声音更为丰满动听,提高室内的音质,如图甲所示。
(2)回声测距:当声源静止时,声音从发出到碰到障碍物反射回声源处所走过的距离,是声源到障碍物距离的两倍,即,其中t为从发声到接收到回声的时间,v声为声音的传播速度。人们根据这一原理进行距离的测量,如图乙所示。
1.对声音产生条件的理解:声音是由物体振动产生的。声音的传播需要介质,真空不能传声。所以,有声音必然有振动,但有振动并不一定能听到声音。例如,航天员在太空中通话时,若不借助电子通讯设备,则彼此间无法交谈,原因是缺少传播声音的介质。
2.类比法理解声波的传播
水波
声波
图示
分析
当我们向水平如镜的水中投入一块小石子时,水面会形成一圈一圈的水波,不断地向外传播
鼓面向左振动时,压缩鼓左侧的空气,使其变密,向右振动时,又会使左侧的空气变疏,所以鼓面的振动使周围空气形成疏密相间的波动,向远处传播
类比
水波是一圈一圈向外传播的,而声波是以疏密相间的波动形式向外传播的,水波与声波具有相似的形式
1.(传统节日)赛龙舟是端午节的主要习俗。每年端午节我省多地都会举办盛大的龙舟大赛,赛龙舟的过程中离不开声现象相关知识的运用,下列说法错误的是( )
A.鼓声主要是通过鼓面的振动产生的 B.船头鼓手敲击得越快,发出鼓声的音调越高
C.比赛的鼓声有可能成为噪音 D.观众主要根据音色区分号子声和鼓声
【答案】B
【详解】A.鼓声主要是通过鼓面的振动产生的,故A正确,不符合题意;
B.鼓面振动的频率与其本身的鼓面大小、厚薄、紧绷程度有关,与敲击的快慢没有关系,同一个鼓每次敲击时发出的音调是确定的,船头鼓手敲击得越快,不影响鼓面本身振动的频率大小,鼓声的音调不变,故B错误,符合题意;
C.从环保的角度看,鼓声若影响了人正常的休息或学习,可能成为噪声,故C正确,不符合题意;
D.比赛时,观众区分号子声和鼓声主要靠音色不同,故D正确,不符合题意。
故选B。
2.(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
【详解】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。
考点二 声音的特性
►命题点01 音调
1.音调:声音的高低叫音调。
2.频率
(1)定义:物体每秒振动的次数叫频率。用字母f表示。
(2)物理意义:描述物体振动快慢的物理量。
(3)单位:赫兹,简称赫,用符号Hz表示。如果一个物体在1s时间内振动100次,它的频率就是100Hz,表示f=100Hz。
(4)音调与声源振动频率的关系,频率决定声音的音调的高低。频率越高,音调越高,声音听起来越清脆;频率越低,音调越低,声音听起来越低沉。
(5)音调高低不同的声波波形图
3.超声波与次声波
(1)人能感知的声音频率有一定的范围。多数人能听到的频率范围大约在20Hz—20000Hz之间。物理学中把人类能听到的声叫声音。
(2)把高于20000Hz的声叫超声波,把低于20Hz的声叫次声波。
1.超声波和次声波也是由物体振动产生的;
2.超声波和次声波的传播也需要介质,在真空中不能传播;
3.在相同条件下,超声波和次声波的传播速度与声音的传播速度相同。
4.人和动物的发声和听觉频率范围
(1)人和动物听觉频率范围各不相同。另外,不同人的听觉频率范围也略有不同,即使是同一个人,在不同年龄段听觉频率范围也不同,所以听觉频率范围20Hz—20000Hz仅仅是理论上的。
(2)地震、海啸、台风、火山喷发等一般会伴有次声波产生,很多动物都能听到,如狗、大象等。
(3)海豚、蝙蝠等能发出超声波,而大象能发出次声波,它们可以用人类听不到的声音完成交流和捕食。
►命题点02 响度
1.响度:物理学中,声音的强度大小叫响度。
日常生活中所说的声音的“高”、“低”,有时候指的是音调,有时候指的是响度。例如,“高音我唱不上去”、“低音我唱不来”,这里“高”、“低”指的是音调;而“引吭高歌”、“低声细语”,这里的“高”、“低”指的是响度。
2.振幅:物理学中用振幅来描述物体振动的幅度。
(1)声音的响度与发声体振动的幅度有关。发声体振动的幅度越大,产生声音的响度越大;发声体振动的幅度越小,产生声音的响度越小。
(2)人听到的声音是否响亮,除了跟发声体发声时的振幅有关外,还跟人距发声体的远近有关。
(3)振幅与波形示意图。
甲图振幅大,响度大;乙图振幅小,响度小。
3.减少声音分散的方法
(1)将手做成喇叭状或用喇叭形的传声筒喊话,可以减少声音的分散,使处于喇叭前方的听到的声音更响亮,也可以使声音传播得更远;
(2)利用管状物(例如听诊器),也能减少声音的分散,增强传声效果。
4.放大法:在上述实验中,我们通过音叉弹开乒乓球的距离来间接反映音叉振动幅度的大小,这种方法叫放大法。放大法是转换法的一种。
►命题点03 音色
1.音色:音色又叫音品,反映声音的品质与特色。
2.影响音色的因素:音色与发声体的材料、结构等因素有关,不同发声体的材料、结构不同,发出声音的音色也不相同。
3.不同音色的声音的波形图
甲图是音叉发出的声音的音色,乙图是钢琴发出声音的音色。
4.音色的利用
(1)根据音色可以分辨出不同乐器(发声体)和不同人的声音。在欣赏交响乐时,人们能根据音色分辨出不同乐器发出的声音;“闻其声而知其人”也是因为不同人发出的声音的音色不同。
(2)同一发声体,如果其结构发生变化,音色也将发生变化。因此,可以根据音色来辨别瓷器内部是否产生了裂痕、机器运转是否正常等。
►命题点04 声音的三特性对比
知识点
概念解析
影响因素
音调
声音的高低叫音调
声源振动的快慢(频率)
响度
声音的强度(大小)叫响度
声源振动的振幅决定声音的响度
音色
音色又叫音品,反映声音的品质与特色
声源的材料、结构等因素有关,不同发声体的材料、结构不同,发出声音的音色也不相同
1.音调、响度和音色之间的区别如下表:
音调
响度
音色
定义
声音的高低
声音的强弱
声音的品质
影响因素
声源的振动频率,频率越高音调越高
声源的振幅,振幅越大,响度越大
声源的结构、材料
听觉表现
音调高:声音清脆、尖细;
音调低:声音低沉
响度大:“震耳欲聋”;
响度小:“轻声细语”
不同声源的声音,即使音调、响度相同,听起来也有差异
2.超声波与次声波
(1)超声波和次声波也是由物体振动产生的;
(2)超声波和次声波的传播也需要介质,在真空中不能传播;
(3)在相同条件下,超声波和次声波的传播速度与声音的传播速度相同。
3.对响度的理解:日常生活中所说的声音的“高”、“低”,有时候指的是音调,有时候指的是响度。例如,“高音我唱不上去”、“低音我唱不来”,这里“高”、“低”指的是音调;而“引吭高歌”、“低声细语”,这里的“高”、“低”指的是响度。
1.(传统乐器)(2024·湖南·中考真题)考古人员用两千多年前楚国的编钟演奏《茉莉花》时,用大小不同的力敲击如图所示编钟的相同位置,主要改变了声音的( )
A.传播速度 B.响度 C.音调 D.音色
【答案】B
【详解】由题意知,用大小不同的力敲击如图所示编钟的相同位置,编钟振动的幅度不同,因此改变的是声音的响度。
故选B。
2.(2023·湖南岳阳·中考真题)二胡是具有中国特色的乐器。下列关于二胡发出的声音说法正确的是:( )
A.由弦振动产生的 B.传播不需要介质
C.力越大,音调越高 D.一定不是噪声
【答案】A
【详解】A.一切声音都是由物体的振动产生的。二胡发出的声音是由弦振动产生的,故A正确;
B.声音的传播要靠介质,声音不能在真空中传播,故B错误;
C.力越大,振幅越大,响度越大,故C错误;
D.凡是妨碍人们工作、学习、休息,以及对人们要听的声音起干扰作用的声音都属于噪声,因此二胡发出的声音也有可能是噪声,故D错误。
故选A。
3.(知识架构)(2023·湖南株洲·一模)如图为教材中《声现象》的知识结构图,图中框架表示各知识之间的联系。
(1)请在A中说明声音的产生原因是:发声体 ;
(2)请在B中补全声音的特性 ,在C中填写音调的高低取决于声源振动的 ;
(3)声的利用有传递信息和 (在D中填写)。
【答案】 振动 响度 频率 能量
【详解】(1)[1]声音由物体振动产生,一切发生的物体都在振动。
(2)[2]声音的大小叫响度,响度与振幅有关。
[3]声音的高低叫音调,音调与频率有关。
(3)[4]声音可以传递信息和能量。
考点三 声音的利用
►命题点01 声音传递信息
声音传递信息在生产、生活中有着广泛的应用。其典型应用如下:
1.回声定位
(1)蝙蝠觅食:蝙蝠在飞行过程中,会发出超声波,这些声波遇到障碍物或昆虫时会反射回来,根据回声到来的方位和时间,蝙蝠可以确定目标的位置。
(2)倒车雷达:利用超声波探测汽车后方障碍物的距离,告知驾驶员周围障碍物的情况。
(3)声呐设备:利用声波在水中的传播和反射特性,对水下目标进行探测,广泛用于鱼群探测、船舶导航和海底地质地貌的勘测等。
(4)地震探测仪:自然灾害往往伴随着次声波的产生。
2.医疗设备
医生用B型超声波诊断仪向病人体内发射超声波,超声波遇到组织的分界面(不同内脏器官的分界处、内脏与骨骼分界处以及异物与组织的交界处)时会发生反射,根据反射波滞后于发射波的时间,可以知道分界面在体内的深度等信息,并转换成影像,帮助医生判断人体内的组织器官是否正常。
3.无损探伤
通过钟声判断种是否破损;工业上也可以利用超声波透射法对产品进行无损探测,如果产品内部有缺陷,超声波会在缺损处发生反射,根据接收到的声波信息可以鉴定产品是否合格。
4.声音传递信息的其他应用
声音的表现
声音的反馈
归纳
远处隆隆的雷声
大雨就要来了
不同的声音会传递给人们不同的信息。声音可以传递信息
下课铃声
下课时间到了
铁路工人用铁锤敲击钢轨,钢轨发出异常声音
有螺栓松动了
医生用听诊器听心脏跳动的声音
人体健康状况
利用仪器接收次声波
地震、台风的位置及强度
►命题点02 声音传递能量
1.医疗:医生利用超声波碎石机去除病人体内的结石。
2.工业:
(1)利用超声波对钢铁、陶瓷、宝石、金刚石等坚硬物体进行钻孔和切削加工;
(2)超声波去污:利用超声波使清洗液剧烈振动,把物体上的污垢清洗下来而不损坏被清洗的物体,可以用来清洗机器零件、精密仪器、医疗设备等;
(3)超声波焊接:利用超声波的热效应,人们研制了超声波焊接机,利用这种焊接机可以焊接塑料制品、缝制化纤纺织品等;
(4)超声波除尘:单反相机中的超声波滤镜,安置在快门之后,能够通过每秒万次的高速振动,将吸附在感光器上的灰尘碎屑震落,达到除尘的目的;
(5)日常生活:利用超声波清洗牙齿、利用超声波出去人体内结石等。
(6)次声波武器:由于次声波传播的距离远、穿透能力强,且较低频率的次声波达到一定强度时可以致人死亡,因而次声波正越来越多地应用在军事上。
1.声音传递信息和传递能量辨析
凡是声音能引起其他物体变化的例子都是声音传递能量;声音未引起其他物体的变化,而是人们根据所听到的声音做出判断的例子,属于声音传递信息。
1.(2023·湖南株洲·中考真题)图为094型核潜艇,它是我国国防力量的重要组成部分。它在水下航行时是通过声呐系统发出的超声波感知附近海域的情况。下列说法正确的是( )
A.超声波不是由物体的振动产生 B.超声波的传播不需要介质
C.感知附近海域情况是利用超声波传递信息 D.潜艇上的舰员能够听见超声波
【答案】C
【详解】A.声音是由物体振动产生的,超声波也是由物体的振动产生,故A错误;
B.声音的传播都需要介质,超声波也是声波,它的传播也需要介质,故B错误;
C.感知附近海域情况是利用声呐系统发出的超声波在传递信息,故C正确;
D.超声波是振动频率大于20000Hz的声音,超出了人的感知范围,潜艇上的舰员不能够听见,故D错误。
故选C。
2.(2022·湖南张家界·中考真题)下列关于声现象的描述和分析,正确的是( )
A.吹笛子时,按住不同的气孔是为了改变声音的音色
B.医生用听诊器为病人检查身体,是利用声音传递信息
C.公路两旁的隔音蛟龙,是在声源处减弱噪声
D.拉奏二胡时,手在不同位置按弦,是为了改变声音的响度
【答案】B
【详解】A.吹笛子时,按住不同的气孔,空气柱的长短发生了变化,音调会改变,故A错误;
B.声音可传递信息、能量。医生用听诊器为病人检查身体,是利用声音传递信息,故B正确;
C.公路两旁的隔音蛟龙,是在传播过程中减弱噪声,故C错误;
D.拉奏二胡时,手在不同位置按弦,弦振动的频率改变,音调改变,故D错误。
故选B。
3.(2023·湖南娄底·中考真题)智能送餐机器人可以灵活地避开障碍物是通过体内的雷达发射 ,然后接收障碍物的反射波,确定障碍物的位置。客人可以通过语言来操控机器人,说明声可以传递 ;
【答案】 超声波 信息
【详解】[1]机器人可以灵活地避开障碍物是利用了回声定位,其体内的雷达可以发射超声波,通过接收反射波,确定障碍物的位置。
[2]声可以传递信息,声可以传递能量,通过语言来操控机器人,说明声可以传递信息。
考点四 噪声的危害和控制
►命题点01 噪声的概念
1.乐音:人们把物体有规律的振动产生的、听起来感觉非常舒服的声音叫乐音。
2.噪声
(1)从物理学角度:噪声通常是指哪些难听刺耳、令人厌烦的声音,是发声体做无规则振动时产生的。
(2)从环保的角度: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。
3.噪声的来源
(1)工业噪声:纺织厂、印刷厂、机械车间的噪声;
(2)施工噪声:筑路、盖楼、打桩等;
(3)社会噪声:家庭噪声、娱乐场所、商店、集贸市场的喧哗声;
(4)交通运输噪声:各种交通工具的喇叭声、汽笛声、刹车声、排气声、机械运转声等。
4.噪声强弱的等级
(1)人们以分贝为单位来表示属于强弱的等级,分贝符号是dB。0dB是人们刚刚能听到的最微弱的声音—听觉下限。40-50dB属于较为安静的环境。
(2)一些声音的声级和人们相应的主观感觉
声音
声级/dB
主观感觉
风吹落叶沙沙声
10
极静
睡眠的理想环境
20-30
安静
阅览室、办公室
40-50
较静
一般说话
60
大声说话
70
较吵
繁华街道的喧哗
80
汽车鸣笛
90
很吵
摇滚音乐会
100
电锯工作
110
震耳
飞机起飞
120
感到疼痛
喷气式飞机起飞、火箭起飞
140-150
无法忍受、永久性耳聋
5.噪声的危害
(1)心理效应:使人烦躁、精力不集中,妨碍工作、学习和休息。
(2)生理效应:出现耳聋、头疼、血压升高、视觉模糊等症状,严重时会使人神志不清、休克甚至死亡。
(3)物理效应:高强度噪声能损坏建筑物,并使一些仪表和设备不能正常工作。如超音速飞机的轰鸣声、巨大的爆炸声会将建筑物的玻璃震碎等。
(4)噪声的危害
(1)>90dB,会破坏听力,引起神经衰弱、头痛高血压等疾病;
(2)>70dB,会影响学习和工作;
(3)>50dB,会影响休息和睡眠。
6.乐音和噪声辨析
乐音
噪声
环保角度
悦耳动听且不影响他人的声音
妨碍人们正常休息、学习、工作和交流的声音
物理学角度
物体做有规律振动发出的声音,波形如图
物体做无规律振动发出的声音,波形如图
联系
(1)乐音和噪声都是由物体振动产生的;(2)有时乐音会因为干扰其他人而属于噪声,例如广场舞的音乐;(3)物理学角度的噪声任何情况下都不会称为乐音
►命题点02 控制噪声
在声源处控制噪声
噪声大的机器或换用噪声小的设备,安装消声装置
在传播过程中控制噪声
传输的路径上隔离和吸收声波:用隔音或吸音材料把噪声声源与外界隔离开
在接收处控制噪声
阻止噪声进入人耳。戴防噪声耳塞、耳罩、防声头盔,或用手指塞住耳朵等
1.(从生活走向物理)伴随现代社会的高速发展,噪声已严重影响人们的正常生活和工作,下面事例中不是直接控制噪声措施的是( )
A.显示噪声等级的装置
B.城市道路的隔声板
C.工厂用的防噪声耳罩
D.摩托车的消声器
【答案】A
【详解】A.显示噪声等级的装置只是检测噪声大小的程度,并不能减小噪声,故A符合题意;
B.城市道路的隔声板是在声音的传播过程中减弱噪声,能够有效控制噪声,故B不符合题意;
C.工人用的防噪声耳罩就是从人耳处减弱的,不让或少让声音传入人耳,故C不符合题意;
D.摩托车的消声器是在噪声的产生处减弱噪声,能够有效控制噪声,故D不符合题意。
故选A。
2.(2023·湖南长沙·二模)学校进行校园改造,导致外面有很大的施工噪声,为了使教室内的学生免受噪声干扰,采取下面的哪个方法是有效的、合理的( )
A.关闭教室窗户
B.每个学生都戴一个防噪声的耳罩
C.老师讲话声音再大一些
D.教室内安装噪声监测装置
【答案】A
【详解】A.故A关闭教室窗户可以有效的在噪声的传播过程中减弱噪声,故A符合题意;
B.学生戴耳罩虽然可以在接收处减弱噪声,但老师讲课声音也听不见,不是合理的办法,故B不符合题意;
C.老师讲话声音大并不会降低噪声对学生的上课的干扰,故C不符合题意;
D.教室内安装噪声监测装置只能监测声音的大小,不能减弱噪声,故D不符合题意。
故选A。
3.在很多大城市中禁止汽车鸣笛是在 处减小噪声;在马路两边种树,有的路段安装3~4m高的透明板墙是在 减小噪声;在飞机旁的工作人员佩戴有耳罩的头盔是在 处减弱噪声.
【答案】 声源 传播过程中 人耳
【详解】禁止汽车鸣笛是不让汽车发出声音,是在声源处减弱噪声;
马路两边种树、安装3~4m高的透明板墙是在传播过程中减弱噪声;
在飞机旁的工作人员佩戴有耳罩的头盔是防止噪声进入人耳,是在人耳处减弱噪声.
考点五 声学实验综述
►科学研究方法:探究声音产生原因实验中的科学方法
(1)转换法:将一些无法直接感知或不易观察到的现象转换成人们可以感知或容易观察到的现象,这种方法就是转换法。(例如,观察音叉振动时,音叉的振动不易观察到,我们可以在音叉旁边悬挂乒乓球,音叉振动时会使乒乓球弹跳起来跳动,由此可乒乓球是否弹跳来反映音叉是否在振动发生。)
(2)比较法:通过对不同物理现象的比较,发现它们的不同点和相同点,从而得出某种结论。例如,通过比较物体发声和未发声时的区别,发现发声物体的共同特征—声音是由物体振动产生的。
(3)归纳法:通过大量事实概括得出结论的方法。例如,根据“物体振动发声”的大量事实,总结得出“发声的物体都在振动”的结论。
►实验01 探究声音的产生
固体发声小实验:
(1)轻压喉部:轻捏喉部,然后说话或者唱歌,发声时,手指感到喉咙在振动;停止发声,振动停止,声带(固体)振动发声。
(2)拨动橡皮筋:用手拨动张紧的橡皮筋,然后再捏住橡皮筋:拨动橡皮筋时,橡皮筋发出“嗡嗡”声,能看到橡皮筋在不停地振动;捏住橡皮筋时,橡皮筋不再振动,不再发声,橡皮筋(固体)振动发声。
(3)敲鼓:(1)敲鼓时,鼓面上纸屑的跳动;(2)敲鼓时,鼓面附近的蜡烛火焰晃动;说明鼓声是鼓面振动产生的。
(4)敲击音叉:敲击音叉时,音叉附近的乒乓球跳开,说明音叉在振动。
(5)正在发声的音箱:用手按住音箱的纸盆,感觉到纸盆在振动。
液体发声小实验:
(6)用筷子搅动水(不要碰触水盆):水发出“哗哗”的声音;当水面平静下来,水不再振动,不再发出声音,水(液体)振动发声。
气体发声小实验:
(7)吹响笛子:笛子发声时,把手放在笛孔处,能感觉到气流的振动;停止吹气,没有振动的气流,笛声消失。空气柱(气体)振动发声。
实验结论:声音是由物体振动产生的;振动停止,发声也停止,固体、液体、气体都可以振动发声。
►实验02 探究声音的传播
(1)固体能够传声:一个同学轻敲桌子的一端,另一个同学把耳朵贴在桌子的另一端的桌面上,能听到清晰的敲桌子的声音,声音能在固体中传播。
(2)液体能够传声:轻敲水族馆里的鱼缸体,鱼听到敲击声后迅速跑开。鱼能听到敲击声才迅速跑开,液体能够传声。
(3)气体能够传声:上课时,我们都能听见老师的讲课声。我们通过空气听到了老师讲课声,空气能传播声音。
(4)真空不能传声:把正在响铃的闹钟放在玻璃罩中,逐渐抽出其中的空气,注意声音的变化,再向玻璃罩中逐渐充入空气,注意声音的变化。随着空气被抽出,声音越来越小,最后听不到声音;再充入空气,随着空气越来越多,声音又越来越大,推理:真空不能传声。
实验结论:声音的传播需要介质,传声的介质可以是固体,也可以是液体和气体;真空不能传声。
►实验03 探究影响音调高低的因素
观察钢板尺的振动:如图,将一把钢板尺压紧在桌面上,分别将钢板尺的不同长度伸出桌面边缘,用力波动钢板尺伸出桌面的部分,使其振动发声,听声音高低的变化,观察钢板尺振动快慢情况。
钢板尺伸出桌边的长度越长,钢尺振动得越慢,发声的音调越低。因而可知,物体振动得快,发声的音调就高;振动得慢,发声的音调就低。
实验结论:音调高低是由声源振动快慢决定的。物体振动得快,发声的音调就高;振动得慢,发声的音调就低。
特别提醒
1.振动发声的频率跟发声体的形状、尺寸、材料和松紧程度等有关。
(1)弦乐器的音调高低取决于弦的粗细、长短和松紧程度。一般来说,弦乐的弦越细、越短、越紧,其发声时的音调越高。
(2)管乐音调的高低取决于发声的空气柱长短。一般来说,长空气柱振动发声的音调低,短空气柱振动发声的音调高。
(3)打击乐以鼓为例,鼓皮绷得越紧,振动得越快,音调越高。
2.我们日常生活中常说的“女高音”“男高音”中的“高”“低”指的是音调,一般来说,儿童发声的音调比成年人高,女声比男声音调高。
►实验04 探究影响响度大小的因素
实验内容:如图所示,把系好的乒乓球细线拴在铁架台上,用正在发声的音叉轻触乒乓球;用大小不同的力敲击音叉,使音叉发出响度不同的声音,重做上面的实验,观察不同情况下乒乓球被弹开的幅度。
实验现象:用较大的力敲击音叉时,音叉发出的声音的响度大,乒乓球被弹开的幅度大;用较小的力敲击音叉时,音叉发出的声音的响度小,乒乓球被弹开的幅度小。
实验结论:声音的响度与发声体振动的幅度有关。发声体振动的幅度越大,产生声音的响度大;发声体振动的幅度越小,产生声音的响度越小。
1.(科学实践)(24·湖南怀化)如图八年级(2)班物理活动小组成员在探究声音能否在固体、液体、气体、真空中传播时的一些场景。
(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 中能传播;
(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“嘀嘀声”在逐渐地减弱,说明声音在 中不能传播。
【答案】 固体 液体 真空
【详解】(1)[1]一个同学敲桌子,另一个同学耳朵贴着桌子,声音通过桌子传递到耳朵里,说明声音在固体中能传播。
(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。
2.(23·湖南岳阳)小明做探究真空是否能传声的实验,如图所示。
(1)如图,把正在响铃的电铃放在玻璃罩内,在逐渐抽出玻璃罩内空气的过程中,会听到铃声逐渐 (选填“变大”、“变小”、“不变”);
(2)推理:如果玻璃罩内抽成真空后,就听不到电铃响铃的声音了;
(3)结论:声音的传播需要 , 不能传声。
【答案】 变小 介质 真空
【详解】(1)[1]在抽气的过程中,玻璃罩内的空气逐渐减少,声音的传播介质逐渐减少,因此听到的铃声逐渐变小。
(3)[2][3]真实的实验是随着罩内空气的不断抽出,听到铃声越来越弱,在此基础上,通过进一步推理,假设真空罩内被抽成真空,就听不到铃声了,于是形成结论:声音的传播需要介质,真空不能传声。
3.(23·湖南张家界)在学习吉他演奏的过程中,小明发现琴弦发出声音的音调高低是受各种因素影响的,于是他决定与同学们一起对此进行研究。经过和同学们讨论,提出了以下猜想:
猜想一:琴弦发出声音的音调高低,可能与琴弦的横截面积有关
猜想二:琴弦发出声音的音调高低,可能与琴弦的长短有关
猜想三:琴弦发现声音的音调高低,可能与琴弦的材料有关
为了验证上述猜想是否正确,他们找到了下表所列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)
A
铜
60
0.76
B
铜
60
0.89
C
铜
60
1.02
D
铜
80
0.76
E
铜
①
②
F
铜
100
0.76
G
铁
80
1.02
H
尼龙
80
1.02
I
尼龙
100
1.02
(1)为了验证猜想一,应选用编号为 的三根琴弦进行实验;为了验证猜想二,应选用编号为 的三根琴弦进行实验;
(2)表中有的材料规格还没填全,为了验证猜想三,必须知道该项内容。请在表中填上所缺数据:① 、② ;
(3)本实验主要采用的研究方法是 (选填序号)。
①控制变量法 ②转换法 ③建模法
【答案】 A、B、C A、D、F 80 1.02 ①
【详解】(1)[1]猜想一:琴弦发出声音的音调高低,可能与琴弦的横截面积有关;当研究琴弦发出声音的音调高低与琴弦的横截面积的关系时,应控制琴弦的材料和长度相同,横截面积不同,表中符合条件的是A、B、C。
[2]猜想二:琴弦发出声音的音调高低,可能与琴弦的长短有关;当研究琴弦发出声音的音调高低与琴弦长短的关系时,应控制琴弦的材料和横截面积相同,长度不同,表中符合条件的是A、D、F。
(2)[3][4]猜想三:琴弦发出声音的音调高低,可能与琴弦的材料有关;当研究琴弦发出声音的音调高低与琴弦材料的关系时,应控制琴弦的长度和横截面积相同,材料不同;分析表格中的信息可知,在钢和尼龙中应选G、H进行实验,在铜中其他琴弦不符合条件,所以J的长度和横截面积应与G、H的相同,即长度为80cm,横截面积为。
(3)[5]控制变量法就是控制其它的因素不变,研究物理量与该因素的关系,所以本实验主要采用的研究方法是控制变量法,故①符合题意,②③不符合题意。
故选①。
4.下列是小雨用一把钢尺探究响度与什么因素有关的实验过程
(1)把钢尺伸出桌外,注意两次伸出桌外的长度 (选填“相同”或“不同”),第一次轻按第二次重按钢尺,注意听振动发出声音有何不同;
(2)实验表明第二次钢尺振幅比第一次的大, 大。本实验利用的研究方法是 ;
(3)小红想用本实验用到的实验器材探究音调与什么因素有关,把钢尺伸出桌外,注意两次伸出桌外的长度 (选填“相同”或“不同”),用大小相同的力度拨动钢尺,注意听振动发出声音有何不同。
【答案】 相同 响度 控制变量法 不同
【详解】(1)(2)[1][2][3]响度和发声体振动的振幅有关,振幅越大,响度越大,所以,把钢尺伸出桌外,根据控制变量法的思想可知,注意两次伸出桌外的长度相同,第一次轻按,第二次重按钢尺,重按时,振幅大,响度大。
(3)[4]音调的高低与发声物体振动快慢有关,物体振动越快,音调越高,所以,想用本实验用到的实验器材探究音调与什么因素有关,把钢尺伸出桌外,注意两次伸出桌外的长度不同,用大小相同的力度拨动钢尺,钢尺伸出桌面的长度越长,振动越慢,音调越低。
考点六 跨学科实践:制作隔音房间模型
一、学习目标
①根据声传播知识,制作隔音房间模型;
②通过实践加深对声传播现象的理解几应用。
二、噪声防治
噪声的防治方法有很多,隔音是其中的一种重要方法。隔声对降低噪声效果明显。
三、实践过程——制作隔音房间模型
1.项目提出:为了减少产生的声音,对周围环境的影响,可尝试将家中的一个房间改造为隔音房间,这样就不会彼此干扰。为了验证方案的可行性,我们可以通过制作模型来高效、经济地测试方案。
2.提出问题:①房间选择:生活中哪些常见的物品能够充当“房间”?
②声源选择:选择哪些声源比较合适?
③材料选择:为房间隔音的材料要满足哪些要求:可以选用哪些材料?
④材料放置:隔音的材料应放在房间的哪些位置以及如何放置?
⑤性能测试:如何测试模型房间的隔音性能?
3.问题分析:①房间选择:选择带盖的硬纸板包装盒充当房间;
②声源选择:选择手机充当声源放在距离包装盒适当位置;
③材料选择:选择几种合适的隔音材料:旧棉布、海绵、旧隔音棉、包装家具的泡沫等;
④材料放置:将隔隔音材料剪裁为合适尺寸,粘贴在包装盒的内表面和容易导致声音外泄的孔洞处;
⑤性能测试:方案一:人站在距包装盒一定距离处,比较听见声音的响度;方案二:人一边听声音,一边向后退,直至听不见声音为止,比较此处距包装盒的距离。
4.项目实施:
(1)材料准备:包装盒、手机、隔音材料、双面胶(或胶水)、剪刀(或美工刀)等;
(2)模型制作:用包装盒充当“房间”,用双面胶在包装盒的内表面均匀地粘贴一层隔音材料。注意根据包装盒的结构巧妙地布局隔音材料,将包装盒内外的空气隔开。
(3)隔音测试:测试时,通过听力测试和软件测试两种方式,比较测试前后的变化来评估模型的隔音性能。
5.展示交流:
(1)作品评级:制作的隔音房间模型,从隔音性能、空间占用率、材料是否易得、安全和环保等方面进行评价;
(2)相互交流:总结经验并进行反思,尝试对制作的模型进行改进;
(3)隔音房适用建议:在使用真正的隔音房间时,为了不打扰他人并保护自己的听力健康,需要注意以下几点:①注意隔音房间的空间占有率;②材料的选择;③噪音控制;④安全和环保;
(4)尝试制作一个防治社区噪声或交通噪声的倡议书,详细介绍噪声对身体健康的危害,并提出解决方案,为控制噪声做出贡献。
1.小芳家临近铁路,为了降低火车通过时对居民的干扰,小区内的窗户均使用双层隔音玻璃,如图所示。下列实例中,减弱噪声的方法与之相同的是( )
A.摩托车上安装消音器 B.路口的噪声监测仪
C.高架路上的隔音板 D.图书馆里禁止大声喧哗
【答案】C
【详解】小区内的窗户均使用双层隔音玻璃,这是在传播过程中减弱噪声。
A.摩托车的消声器是在声源处减弱噪声,故A不符合题意;
B.路口的噪声监测仪能够检测噪声的等级,不能够减弱噪声,故B不符合题意;
C.高架路上的隔音板可以吸收反射噪声,是在传播过程中减弱噪声,故C符合题意;
D.图书馆里禁止大声喧哗,是在声源处减弱噪声,故D不符合题意。
故选C。
2.在制作隔音小屋的跨学科实践课中,小明想比较几种材料(报纸、棉花、泡沫)的隔音性能,选择一种隔音性能好的材料制作隔音小屋的隔音材料,实验器材除了待检测的材料外,还有:音叉、机械闹钟、鞋盒、噪声检测仪(如图所示)
(1)本实验中适合做声源的是 。你觉得小明做这个实验应选择在 (选填“室内”或“室外”)进行。
(2)小明将正在发声的声源放入鞋盒,在鞋盒四周铺上待测材料后,盖上盒盖,他设想了两种实验方案:
A让人站在距鞋盒一定距离处,用噪声检测仪比较所听见声音的 (选填“响度”、“音调”或“音色”);
B让人一边听声音,一边向后退,直至听不见声音为止,比较 ;
(3)下面的表格是根据实验方案A,比较几种隔音材料的隔音性能得到的实验数据。
材料
报纸
棉花
泡沫
响度
响
最弱
较弱
由表可知,待测材料隔音性能最好的为 。
(4)为提高隔音小屋的隔音性能,除了选择隔音性能好的材料外,在制作上还应该注意 (合理即可)。
【答案】(1) 机械闹钟 室内
(2) 响度 人与鞋盒的距离
(3)棉花
(4)粘贴时隔音材料不要有缝隙或者开窗用玻璃要用真空玻璃隔音等合理即可
【详解】(1)[1]适合做声源的应该是能持续发出声音,且发声的响度能保持不变的,故应选择机械闹钟。
[2]这个实验应选择在室内进行,室外的噪声比较大,容易对噪声检测仪的测量产生影响。
(2)[1]噪声的等级是以响度来衡量的,故应用噪声检测仪比较所听见声音的响度。
[2]该实验用人与鞋盒的距离来表示材料的隔音性能,刚好听不到声音时的距离越远,说明隔音性能越差。
(3)方案A中,响度越大的,隔音性能越差,响度越小的,隔音性能越好,故由表格可知隔音性能最好的是棉花。
(4)声音可以通过空气传播,故在制作时玻璃可以选用真空的,且粘贴隔音小屋时尽量不要留有缝隙。
题型精研·考向洞悉
题型一 声音的产生与传播
►考向01 声音的产生
(1)声音的产生:所有声音都是由物体振动产生的,但声源(发声体)是什么,声音来源于什么物体的振动是学生容易出现错误的地方。有的时候为了迷惑学生,会考查一些诸如“高科技产品的声音不是由物体振动产生的”之类的问题,但无论怎么出题、如何表达,所有声音都是由物体振动产生的,这是考生需要牢记的。当然,学生在备考过程中,需要结合生活实际,多了解一些有关发声体的知识。
【典题1】(传统节日)(2023·湖南衡阳·中考真题)端午节举行龙舟赛时,运动员喊着号子、和着鼓点有节奏地同时划桨。下列有关现象说法错误的是( )
A.鼓声是通过空气传到岸上观众耳朵中的
B.鼓声是由鼓面振动产生的
C.运动员打鼓用的力越大,鼓声音调越高
D.岸上观众是通过音色分辨出鼓声、号子声的
【答案】C
【详解】A.声音能够在空气中传播,鼓声是通过空气传给岸上的观众的,故A正确,不符合题意;
B.声音是由物体的振动产生的,鼓声是由鼓面振动产生的,故B正确,不符合题意;
C.运动员敲鼓的力量越大,鼓面振动的振幅越大,鼓面的响度越大,故C错误,符合题意;
D.音色指声音的特色,不同的发声体因材料和结构不同,音色不同,观众能够分辨出鼓声和号子声,是因为这两种声音的音色不同,故D正确,不符合题意。
故选C。
【变式1-1】(2022·湖南常德·中考真题)学习了声音的知识后,小芳自制了“水瓶琴”。她往八个相同的玻璃瓶中灌入不同高度的水,敲击它们就可以发出不同的声音。关于“水瓶琴”,下列说法中错误的是( )
A.“水瓶琴”的“琴声”因为振动产生
B.敲击不同的瓶子,发出声音的音调不同
C.敲击同一个瓶子,用力越大响度越大
D.“琴声”通过水传播到小芳的耳朵
【答案】D
【详解】A.“琴声”是瓶和水振动产生的,故A正确,不符合题意;
B.由于不同的瓶子中水量不同,敲击不同瓶子时,瓶和水振动的快慢不同,即振动频率不同,因此发出声音的音调不同,故B正确,不符合题意;
C.敲击同一个瓶子,用力越大瓶和水振幅越大,响度就越大,故C正确,不符合题意;
D.“琴声”是通过空气传播到小芳的耳朵的,故D错误,符合题意。
故选D。
►考向02 声音的传播
(1)声音的传播:声音的产生与传播是声现象的基本内容,也是声现象重要知识点。中考题中,考查声音的产生的考题出现频率也很高,但一般不会只考查“声音的产生、声音的传播”单一知识点,把对声音的特性、声音的利用或噪声控制等内容结合起来的考题较多。
(2)声音以波的形式传播,声音的传播需要有介质;这是声音能不能传播出去和我们能听到声音所必须满足的条件。为了考查此知识点,经常会出现太空中宇航员与地面通话,用真空罩罩住发声体,电磁波的传播与声波的传播等考题。对这些问题加以理解和关注,对解答此类问题大有益处。
【典题2】(课程思政)(2021·湖南永州·中考真题)为庆祝建党一百周年,某中学举行了“唱支赞歌给党听”的音乐晚会。关于音乐晚会上各种乐声的说法正确的是( )
A.小提琴声不是振动产生的
B.观众听到的美妙音乐是通过空气传播的
C.钢琴声和二胡声是通过声音的音调区分的
D.笛子声的“高音”和“低音”是通过声音的响度区分的
【答案】B
【详解】A.声音都是由物体振动产生的,小提琴声是小提琴的琴弦振动产生的,故A错误;
B.声音的传播需要介质,观众听到的美妙音乐是通过空气传到观众耳朵的,故B正确;
C.各种乐器的材料、结构不同,发出的声音音色不同,能够区分钢琴声和二胡声,就是通过音色辨别的,故C错误;
D.“高音”和“低音”是指声音的高低,即音调,笛子声的“高音”和“低音”是通过声音的音调区分的,故D错误。
故选B。
【变式2-1】(2022·湖南岳阳·中考真题)乡村的夏夜,常常听到青蛙“呱呱”的叫声,下列关于“呱呱”声的说法正确的是( )
A.它是由青蛙鸣囊振动产生的
B.它的传播不需要介质
C.根据音调可以辨别它是青蛙的声音
D.关闭门窗是在声源处控制它的干扰
【答案】A
【详解】A.声音是由物体振动产生的,青蛙发出的声音是由青蛙鸣囊振动产生的,故A正确;
B.声音的传播需要介质,我们能够听到的蛙叫声是通过空气传入耳中的,故B错误;
C.不同动物发声都有自己的特色,即不同动物的音色是不同的,故根据音色可以辨别它是青蛙的声音,故C错误;
D.减弱噪声有三种途径:在声源处减弱、在传播过程中减弱和在人耳处减弱。其中关闭门窗是在传播过程中减弱噪声,故D错误。
故选A。
►考向03 声速及其相关计算
对声速的考查也曾出现,但考查此知识点的考题较少,出现的频率也不是太高。作为知识点需要考生注意以下几个问题:
(1)什么是声速,声速在不同介质中传播速度不同;
(2)在15℃时,空气中的声速是340m/s;
【典题3】(2022·湖南益阳·中考真题)北宋沈括在他的著作《梦溪笔谈》中提到:行军宿营,士兵枕着皮制的箭筒睡在地上,可尽早听到来袭敌人的马蹄声。这样做能尽早听到马蹄声的主要原因是( )
A.声音在土地中传播的速度比在空气中快
B.使马蹄声的音调变高了
C.改变了马蹄声的音色
D.提高了士兵的听力
【答案】超声波 6.8
【详解】A,一般来说,声音在固体中传播速度最快,在液体中次之,在气体中传播速度最慢。士兵利用声音在固体传播速度比在气体中快的特点,可以提前听到夜袭的敌人的马蹄声,做好准备。故A符合题意;
BC.马蹄声的音调、音色是由声源决定的,士兵枕着皮制的箭筒睡在地上,并不会改变马蹄声的音调、音色,故BC不符合题意;
D.士兵的听力是士兵自身的一种能力,士兵枕着皮制的箭筒睡在地上并不会改变,故D不符合题意。
故选A。
【变式3-1】倒车雷达是利用___________(选填“电磁波”、“超声波”或“次声波”)来工作的;如果倒车雷达发出信号后0.04s接收到返回信号,(已知声波在空气中的传播速度为340m/s,电磁波在空气中的传播速度为3×108m/s),则障碍物距汽车___________m。
【答案】超声波 6.8
【详解】[1]回声定位是利用超声波传递信息来工作的,倒车雷达是利用超声波来工作的。
[2] 障碍物与车的距离为
题型二 声音的特性
►考向01 音调
1.探究影响音调高低的因素:音调的高低可能与多个因素有关,故探究各个因素对音调高低的影响时,应采用控制变量法。振动发声的频率跟发声体的形状、尺寸、材料和松紧程度等有关。
(1)弦乐器的音调高低取决于弦的粗细、长短和松紧程度。一般来说,弦乐的弦越细、越短、越紧,其发声时的音调越高。
(2)管乐音调的高低取决于发声的空气柱长短。一般来说,长空气柱振动发声的音调低,短空气柱振动发声的音调高。
(3)打击乐以鼓为例,鼓皮绷得越紧,振动得越快,音调越高。
2.探究影响响度大小的因素:声音的响度大小与物体振动的振幅有关。探究会利用控制变量法,改变物体振动的振幅。
声音的响度也就是声音的大小,响度是由物体振动振幅决定的,物体振动振幅越大,响度越大,也就是说声音越大。
【典题1】(2023·湖南娄底·中考真题)“双减”后,社团活动丰富多彩,校园更加活跃。如图是学生课后乐器表演的场景。下列关于声现象的说法正确的是( )
A.琴声是空气振动产生的
B.弹琵琶时改变手指按压弦的位置,是为了改变声音的音调
C.同学们掌声越大,掌声在空气中传播的速度就越快
D.优美的乐声一定不属于噪声
【答案】B
【详解】A.琴声是琴弦振动产生的,故A错误;
B.弹琵琶时改变手指按压弦的位置,改变了琴弦振动的长短,改变了琴弦振动的频率,是为了改变声音的音调,故B正确;
C.声音在同一介质中,传播速度相同,故C错误;
D.优美的乐声若干扰到人们的正常生活或学习,属于噪声,故D错误。
故选B。
【变式1-1】(2022·湖南长沙·中考真题)翟志刚、王亚平、叶光富在中国空间站进行太空授课。关于他们的声音,下列说法正确的是( )
A.宇航员讲课的声音是由振动产生的
B.太空授课的声音以声波的形式传回地球
C.女宇航员的音调高是由于振幅大
D.分辨翟志刚和叶光富声音的主要依据是音调
【答案】A
【详解】A.声音是由物体的振动产生的,宇航员的声音是靠声带振动产生的,故A正确;
B.声音的传播需要介质,声波无法在太空中传播,宇航员的声音是靠电磁波传回地球的,故B错误;
C.频率决定声音的音调,女宇航员的音调高是由于频率大,故C错误;
D.不同物体的材料、结构不同,发出声音的音色不同,能分辨翟志刚和叶光富声音主要依据声音的音色,故D错误。
故选A。
►考向02 响度
【典题2】(2022·湖南衡阳·中考真题)古筝是我国传统的一种弦乐器,在2022年央视元宵节晚会上,神舟十三号航天员王亚平在空间站用古筝弹奏了一曲《茉莉花》,如图所示,关于王亚平的这次太空演出,下列说法正确的是( )
A.古筝发出声音是由琴弦的振动产生的
B.弹奏古筝时,手指越用力,发出声音的响度越小
C.人们能根据声音的音调分辨出古筝
D.古筝发出的声音是由空气直接传播到地球的
【答案】A
【详解】A.声音是由物体的振动产生的,古筝发出声音是由琴弦的振动产生的,故A正确;
B.弹奏古筝时,手指越用力,琴弦振幅越大,发出声音的响度越大,故B错误;
C.音色是由发声体本身决定的一个特性,人们能根据声音的音色分辨出古筝,故C错误;
D.声音不能在真空中传播,电磁波可以在真空中传播,古筝发出的声音是由电磁波直接传播到地球的,故D错误。
故选A。
【变式2-1】(2016·湖南长沙·中考真题)2016年5月21日,长沙“橘洲音乐节”在洋湖湿地公园开唱,“情歌王子”张信哲的倾情演唱,引发现场数千观众大合唱。下列说法正确的是( )
A.歌声通过空气传入现场观众的耳朵
B.现场观众大合唱的声音比张信哲的声音传播速度更快
C.歌手通过麦克风来提高声音的音调
D.现场观众根据响度来识别不同的伴奏乐器
【答案】A
【详解】A.在演唱会上,歌声通过空气传入现场观众的耳朵,故A正确;
B.在同样的环境下,现场观众大合唱的声音与张信哲的声音传播速度相同,故B错误;
C.歌手通过麦克风来提高声音的响度,但不能提高声音的音调,故C错误;
D.现场观众根据音色来识别不同的伴奏乐器,而不是通过响度,故D错误。
故选A。
►考向03 音色
【典题3】(2024·湖南长沙·中考真题)龙年元宵晚会精彩纷呈,《春生潇湘》节目中不同的乐器合奏出美妙的音乐。观众分辨不同乐器的声音,主要是通过声音的( )
A.音调 B.响度 C.音色 D.声速
【答案】C
【详解】音色是声音的特色,不同乐器发出的声音音色不同,通过音色可以分辨不同乐器的声音。
故选C。
【变式3-1】(2020·湖南衡阳·中考真题)在剧院欣赏音乐时,小张跟小明讨论有关声现象,下列说法正确的是( )
A.凭音色可分辨发音乐器的种类
B.扬声器音量调大可提高音调
C.音乐声只能传递信息
D.剧院内墙壁上的蜂窝状材料是为了增强声音的反射
【答案】A
【详解】A.不同乐器的材料和结构不同,演奏同一首乐曲能分辨出声音的不同,即音色不同,故凭音色可分辨发音乐器的种类,故A正确;
B.将扬声器音量调大后,扬声器发出较强的声音时,声音的响度越大,故B错误;
C.音乐声能传递信息,也能传递能量,故C错误;
D.墙壁做成凹凸不平或用蜂窝状的材料,声音在反射时能量会相互抵消(声音被吸收),减弱声波的反射,使响度减小,故D错误。
故选A。
►考向04 声音的三特性对比
声音三特性辨析属于常考热点,其主要特点是对声现象的描述进行辨析。题型大多数以选择题形式出现,甚至有的考题单考声音三特性,多数选择题有一到两个选项考查三特性。
辨别声音三个特性的方法
明概念
响度指声音的强弱,音调指声音的高低,音色指声音的品质
知因素
声源的振幅影响声音的响度大小,声源振动的频率影响声音的音调,声源的材料、结构影响音色
晓听觉
响度的听觉的感觉是声音的大小,音调的听觉感觉是声音尖细或低沉,音色的听觉感觉是声音品质的差异
【典题4】(2023·湖南长沙·中考真题)我国的民族音乐源远流长,下列关于民族乐器说法正确的是( )
A.演奏古筝时琴弦振动发声
B.敲锣的力越大,锣声的音调越高
C.箫声与鼓声的音色相同
D.笛声在空气中的传播速度比琴声大
【答案】A
【详解】A.声音是由物体的振动产生的,演奏古筝时是由琴弦振动发声的,故A正确;
B.敲锣的力越大,锣声的响度越大,故B错误;
C.箫声与鼓声发声的材料不同,所以音色不同,故C错误;
D.声速与介质和温度有关,相同温度下,同种介质中,传播速度相同,故D错误。
故选A。
【变式4-1】(民族特色)(2022·湖南湘西·中考真题)湘西苗族鼓舞流传在湘西自治州境内的吉首、凤凰、泸溪、保靖、花垣和古丈等县市,每逢佳节,苗族同胞击鼓同庆,鼓声震天。这里描述的声音特征是指( )
A.响度 B.音调 C.音色 D.频率
【答案】A
【详解】鼓声震天描述的是声音比较大, 即响度大,故A符合题意,BCD不符合题意;
故选A。
题型三 声音的利用
►考向01 声音的利用辨析
声信息与声能量的判断技巧:在声的利用考题中,主要考察方向是声音传递信息、声音传递能量两个方面。一般来说,能为人们识别自然界和社会中不同事物而提供的“消息”,就是信息。如果某种事情需要通过一定的“力量”来完成,这种“力量”一般是能量。
声音传递信息常见的有:回声定位、医用“B”超、回声测距、无损探伤等;
声音传递能量主要有:超声波去除结石、超声去污、超声除尘、超声焊接、次声波武器等。
【典题1】关于声现象,下列说法中不正确的是( )
A.发声的物体在振动
B.物体振动越快发出声音的音调就越高
C中考期间考场周围禁止鸣笛,这是在传播过程中减弱噪声
D.医生用B超检查病人内脏,这是利用声音传递信息
【答案】C
【详解】A.发声体在振动,产生声音,故A正确,但是A选项不符合题意;
B.物体振动越快,频率越高,发出声音的音调就越高,B正确,但是B不符合题意;
C.考场周围禁止鸣笛,是在声源处减弱噪声,故C选项符合题意;
D.B超检查病人内脏,是声的利用,故D选项正确,但D不符合题意。
故选C。
【变式1-1】(2024·湖南·三模)为了凝心聚力,书写华章,初三年级进行了百日誓师大会,如图所示是同学们在体育馆宣誓,下列说法正确的是( )
A.宣誓的声音可以在真空传播
B.整齐划一的宣誓声鼓舞人心,说明声音可以传递信息
C.洪亮的宣誓声表明声音的音调很高
D.宣誓声越大,在空气中传播速度越快
【答案】B
【详解】A.声音的传播需要介质,真空不传声,故A错误;
B.整齐的宣誓声能鼓舞人心,说明的是声音可以传递信息,故B正确;
C.同学们的宣誓声洪亮说明了声音的响度很大,故C错误;
D.声音在空气中传播速度与声音的响度大小无关,只与介质的种类和温度有关,故D错误。
故选B。
►考向02 声音的利用常考热点
超声波与次声波的比较
超声波
次声波
特点
方向性好、能量密度大、易于获得较集中的声能
穿透能力强、传播过程中能量损失小
应用或危害
利用声呐探测海底深度、B超诊病、超声波探伤、击碎体内结石等
次声波检测海啸、地震等;穿透人体时,会使人体出现不适,甚至导致死亡
【典题2】(2023·广东佛山·三模)关于下列四个情景的说法不正确的是( )
A.图甲:发声扬声器旁的烛焰晃动,说明声音能传递能量
B.图乙:发声的音叉将乒乓球弹开,说明发声的物体在振动
C.图丙:不能听到真空罩中闹钟的闹铃声,说明声波的传播需要介质
D.图丁:八个玻璃瓶装不同高度的水,敲击它们时发出声音的音调相同
【答案】D
【详解】A.扬声器发出的声音使蜡焰不停摆动,说明声音能传递能量,故A正确,不符合题意;
B.当小球接触到音叉时被弹开越高,说明振幅越大,响度越大,故B正确,不符合题意;
C.当空气被不断抽出后,铃声逐渐减弱,说明声音的传播需要介质,真空不能传声,故C正确,不符合题意;
D.瓶内水位越高,质量越大,越难振动,频率越小,音调越低。所以频率不同,音调不同,故D错误,符合题意。
故选D。
【变式2-1】(2024·湖南·三模)下列关于声现象的说法正确的是( )
A.“声纹门锁”是依据声音的音调来识别的
B.高速公路上安装隔音墙是在声源处减弱噪声
C.发声体振动的频率越高,响度越大
D.超声波清洗眼镜是利用了声波可以传递能量的性质
【答案】D
【详解】A.不同的发声体音色不同,“声纹门锁”是依据声音的音色来识别的,故A错误;
B.高速公路上安装隔音墙是在传播过程中减弱噪声,故B错误;
C.发声体振动的幅度越大,响度越大;振动频率越高,音调越高,故C错误;
D.声音可以传递信息和能量,超声波清洗眼镜是利用了声波可以传递能量的性质,故D正确。
故选D。
题型四 噪声的危害和控制
►考向01 噪声的概念
噪声污染也是环境污染的一种,在重视环境污染的今天,人们对噪声污染的重视程度越来越大,噪声治理也逐渐走进了我们的生活。为此,在中考中,有关噪声危害和控制的试题出现的频率呈逐年增加趋势。噪声危害和控制方面的试题主要集中在如何控制噪声和对噪声的认识两个方面。
对噪声的认识从以下方面理解:
(1)物理学角度:振动杂乱无章,波形图无规则的声音;
(2)环保角度:对人们的正常活动产生影响的声音;
(3)乐音可能成为噪声,但噪声永远不会成为乐音。
【典题1】(2024·湖南长沙·模拟预测)如图所示,古筝是中华民族古老的民族乐器,下列对古筝演奏的相关描述正确的是( )
A.优美动听的琴声一定不是噪声 B.用力拨动琴弦是为了提高声音的音调
C.琴声越响,在空气中的传播速度越快 D.演奏者听到的琴声是通过空气传播到耳中的
【答案】D
【详解】A.优美动听的琴声如果干扰了人们的休息、学习和工作,就是噪声,故A错误;
B.用力拨动琴弦,振幅增大,是为了提高声音的响度,故B错误;
C.声音在空气中传播的速度与声音响度大小无关,不论响度多大,在空气中的传播速度不变,故C错误;
D.演奏者听到琴声是通过空气传播到耳中的,故D正确。
故选D。
【变式1-1】(跨学科)(2024·山西·一模)白居易的《琵琶行》中“曲终收拨当心画,四弦一声如裂帛”是对琵琶声的形象描述。下列对琵琶弹奏中涉及的声学知识描述正确的是( )
A.琵琶声的音调越高,在空气中的传播速度越快
B.用力拨动琵琶弦,可以增大琵琶声的响度
C.琵琶声引起了诗人的共鸣,说明声音可以传递能量
D.琵琶弹奏时优美动听的琵琶声一定不会成为噪声
【答案】B
【详解】A.声音的传播速度与传播介质和温度有关,与声音的音调无关,故A不符合题意;
B.用力拨动琵琶弦,声音的振幅变大,响度变大,故B符合题意;
C.琵琶声引起了诗人的共鸣,说明声音可以传递信息,故C不符合题意;
D.凡是妨碍人们正常休息、学习和工作的声音都有可能成为噪声,优美动听的琵琶声也有可能成为噪声,故D不符合题意。
故选B。
►考向02 控制噪声
【典题2】(新素材)(2024·湖南长沙·二模)2024浏阳市周末焰火秀于4月5日20:00在浏阳天空剧院进行,整台晚会分四个乐章,每个乐章都有精彩的文艺表演,大型焰火燃放表演。让观众眼前一亮,其中都蕴含着丰富的声学、光学知识,下列理解正确的是( )
A.舞台上的灯有时同时亮同时灭,是因为这些灯一定都是串联的
B.音乐中的不同乐器发声,可通过音调来区分的
C.远处的观众先看到了绚烂的色彩,后听到了烟花声音,这是因为声速比光速快
D.现场烟花绚烂喧嚣热闹,观众席的家长帮小孩捂住耳朵,是为了在人耳处减弱噪声
【答案】D
【详解】A.灯有时同时亮同时灭,不一定都是串联的,也可能是并联,此时开关在干路,故A错误;
B.不同乐器发出声音的音色不同,所以音乐中的不同乐器发声,可通过音色来区分的,故B错误;
C.烟花绚烂的色彩和声音是同时产生,由于声速比光速慢,所以远处的观众先看到了绚烂的色彩,后听到了烟花声音,故C错误;
D.控制噪声有三种方法:在声源处减弱噪声,在传播过程中减弱噪声,在人耳处减弱噪声。在喧嚣热闹的环境中,观众席的家长帮小孩捂住耳朵,是为了在人耳处减弱噪声,故D正确。
故选D。
【变式2-1】(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
【详解】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。
分层训练·巩固提升
基础巩固
一、单选题
1.在学校周边装有图甲所示的监测设备和图乙所示的交通标志。下列说法正确的是( )
A.图甲的监测设备具有控制噪声的功能
B.图乙的交通标志是在传播过程中减弱
C.汽车喇叭振动的频率越快,发出的声音响度越大
D.图甲监测设备显示屏中的数据描述的是噪声的响度
【答案】D
【详解】A.图甲为监测设备,只能够检测噪声的大小,不能控制噪声,故A错误;
B.图乙交通标志是禁止鸣笛标志,是在声源处减弱噪声,故B错误;
C.汽车喇叭振动的频率越快,发出的声音音调越高,而响度与振幅、距离发声体的远近有关。故C错误;
D.用声强级表示声音的强弱,符号是dB。图甲监测设备显示屏中的数据65.7dB描述的是声音的响度,故D正确。
故选D。
2.遛狗伤人事故时有发生,超声驱狗器应运而生。对着狗一按驱狗器开关,狗会迅速躲开,而旁边的人什么也没听见。这是因为驱狗器发出的声音( )
A.声源振幅小,响度小 B.不能够在空气中传播
C.频率不为人耳所感知 D.不是由于振动产生的
【答案】C
【详解】A.超声波的频率很高,故A不符合题意;
B.超声波可以在空气中传播,故B不符合题意;
C.超声波的声波频率高于20000Hz,不在人耳能够感受的频率范围内,故C符合题意。
D.超声波是由物体振动产生的,故D不符合题意;
故选C。
3.轻敲和重敲同一面鼓,两次发出的声音,不同的是( )
A.音调 B.频率 C.音色 D.响度
【答案】D
【详解】声音的音调与频率有关,声音的响度与振幅有关。由于两个人敲鼓的力不同,所以鼓面振动的幅度也就不同,因此发出声音的响度不同。
故选D。
4.美丽的蝴蝶在飞行时每秒振翅5~6次,我们听不到蝴蝶飞行时的声音,但是讨厌的蚊子总是嗡嗡地飞来飞去。下列说法正确的是( )
A.蝴蝶飞行时,发出的是超声波,人耳听不到
B.蚊子飞行时翅膀振动发声响度比蝴蝶飞行时翅膀振动发声响度大,所以能被人听到
C.蝴蝶飞行时振动翅膀所发出的是次声波,所以不能被人耳听到
D.蚊子飞行时发出的声音的频率高于20000Hz
【答案】C
【详解】AC.蝴蝶在飞行时每秒振翅5~6次,频率小于20 Hz,发出的是次声波,人耳听不到,故A错误,C正确;
B.蚊子飞行时翅膀振动发声的频率比蝴蝶飞行时翅膀振动发声的频率大,在人耳的听觉范围之内,所以能被人听到,故B错误;
D.频率高于20000Hz的为超声波,人耳听不到,我们能听到蚊子飞行时发出的声音的频率应该低于20000Hz,故D错误。
故选C。
5.利用声级传感器接收声音,将声音信号传到计算机上,屏幕上显示的声波的波形图,如下图所示下列说法正确的是( )
A.甲、丙两种声音的音调相同
B.同种介质相同温度下,四种声音的传播速度相同
C.乙、丙两种声音的响度相同
D.丙、丁声音的音色相同
【答案】B
【详解】A.从图中可以看出,乙、丙两声音相同时间振动的次数不同,即振动频率不同,两种声音的音调不同,故A错误;
B.声音的传播速度与音调、音色无关,甲、乙、丙、丁在空气中的传播速度相同,故B正确;
C.从图中可以看出,乙声音的振幅最小,响度最小,甲、丙、丁的振幅相同,响度相同,故C错误;
D.从图中可以看出,丙、丁声音的波形不同,音色不同,故D错误。
故选B。
6.音叉发声的时候用手握住音叉,音叉声就消失了,这是因为( )
A.手吸收了声音 B.音叉停止振动
C.手反射了声音 D.手不能传播声音
【答案】B
【详解】声音是由物体的振动产生的,用手握住音叉时,音叉声就消失了,原因是手使音叉停止了振动,故ACD不符合题意,B符合题意。
故选B。
二、填空题
7.(新科技)如图所示是一新款智能音箱,它可以和“主人”进行语音交流,接收“主人”指令,播放音乐,播报天气,还具有模仿父母的 (选填“音调”“响度”或“音色”)讲故事哄娃入睡的功能;在它上面放一些碎纸屑,它发出声音时纸屑跳动,这说明声音是由物体的 产生的。
【答案】 音色 振动
【详解】[1]由于发声体的材料、结构、发声方式不同,发出的声音音色不同,模仿父母的声音讲故事,是指智能屏发出声音的音色和父母声音的音色相似或非常接近。
[2]在智能音箱上面放一些碎纸屑,智能音箱它发出声音时纸屑会跳动,说明声音是由物体的振动产生的。
8.(安全教育)发生地震被困在废墟中时,被困人员通过敲击水管发出求救信号,是因为 (选填“固体”或“气体”)传声效果较好,如果音乐家贝多芬耳聋后给他配备如图所示的骨传导耳机声音可以通过 (选填“耳骨”或“空气”)传至他的听神经。
【答案】 固体 耳骨
【详解】[1]声音在固体中的传播速度大于在气体中的传播速度,所以发生地震被困时,埋在废墟的被困人员,通过敲击水管发出的求救信号比直接呼救的效果好,这是因为固体传声效果比气体好。
[2]声音的传播需要介质,骨传导耳机是通过耳骨传递声音的。
9.如图所示,经古筝家娄树华的加工,《渔舟唱晚》这首古筝曲得到了广泛的流传,久演不衰。优美的古筝声是由它的弦 产生的;人们是通过 (选填“音调”“响度”或“音色”)来区分古筝声与笛声的。
【答案】 振动 音色
【详解】[1][2]优美的古筝声是由它的弦振动产生的;不同发声体发出的声音,其音色一般不同,人们是通过音色来区分古筝声与笛声的。
三、作图题
10.如图所示,根据给出的某一声音波形图,请在图中画出音调是它原来2倍波形图和响度是它原来一半波形图。
【答案】
【详解】音调是它原来2倍,则频率是原来的2倍,响度是原来的一半,则振幅是原来的一半,如图所示:
四、实验题
11.(核心素养)在探究声音的产生与传播时,小明和小华一起做了下面的实验:
(1)如图甲所示,用悬挂着的乒乓球接触正在发声的音叉,可观察到 ,它说明了声音是由 产生的;
(2)如图乙所示,敲响右边的音叉,左边完全相同的音叉也会发声,并且把乒乓球弹起,该实验能说明 可以传声,在月球上做此实验 (选填“能”或“不能”)看到乒乓球弹起;
(3)如图丙所示,把正在响铃的闹钟放在玻璃罩内,逐渐抽出其中的空气,所听到的声音将会逐渐 。(选填“减弱”或“增强”)
【答案】(1) 乒乓球被弹开 物体振动
(2) 空气 不能
(3)减弱
【详解】(1)[1][2]如图甲,用悬挂着的乒乓球接触正在发声的音叉,可观察到它被弹开,说明了声音是由物体的振动产生的。
(2)[1]如图乙,根据实验现象可知,音叉把乒乓球弹起,说明了空气可以传声。
[2]因为真空不能传声,月球是真空环境,所以在月球上不能看到乒乓球弹起。
(3)如图丙,因为声音的传播需要介质,真空不能传声,所以把正在响铃的闹钟放在玻璃罩内,逐渐抽出其中的空气,能传声的介质变少,因此所听到的声音将会逐渐减弱。
12.小华和小兰在探究“声音的产生与传播”。
(1)如图甲所示,正在发声的音叉将悬挂着的乒乓球反复弹开,说明声音是由物体 产生的;此时人听到的声音是由 传递的;
(2)如图乙所示,敲响右边的音叉,左边完全相同的音叉也会发声并把乒乓球弹起,说明空气可以传声;若将乙装置搬上月球实验,则乒乓球 (选填“能”或“不能”)被弹起;
(3)如图丙所示,抽气机不断向罩外抽气的过程中,罩内音乐播放器的声音会越来越小,进一步推理得出: 不能传声。
【答案】(1) 振动 空气
(2)不能
(3)真空
【详解】(1)[1]正在发声的音叉将悬挂着的乒乓球反复弹开,说明声音是由物体振动产生的,乒乓球将音叉的振动放大。
[2]声音的传播需要介质,空气、水、固体都可以传声,此时人听到的声音是由空气传过来的。
(2)月球表面是真空,真空不能传声,故将乙装置搬上月球实验,则乒乓球不会被弹起。
(3)抽气机不断向罩外抽气的过程中,能传声的介质越来越少,故罩内音乐播放器的声音会越来越小,进一步推理得出真空不能传声。
13.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 ;
(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 ;
材料
聚酯棉
海绵
距离/m
l
2
3
l
2
3
A/dB
54.3
49.1
46.6
61.7
55.8
53.4
(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.入边听声音边后退,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)厚度大小不同 (2)响度 (3)聚酯棉 (4)见详解 (5)B (6)传播过程中
【详解】(1)盒子的厚度影响隔音的效果,根据控制变量法,盒子的厚度与大小应相同。
(2)A处的单位是dB,为噪声强度等级的单位,故A处应为响度。
(3)同等条件下聚酯棉听到的声音响度更小,表明其隔音效果更好。
(4)一次实验得出的结论具有偶然性,本实验中比较不同材料的隔音效果,多次实验的目的是为了使结论更具有普遍性。
(5)隔音效果主要看响度的大小变化,人耳很准确判断出响度的具体噪声强度等级,只能粗略感知响度的大小,或声音的有无,由于人耳的感受声音的响度大小并不是十分可靠,故A不符合题意,B符合题意。
故选B。
(6)录播室的墙壁使用了隔音材料,可以阻断噪声的传播,这是在传播过程中减弱噪声。
能力提升
一、单选题
1.(传统乐器)编钟是我国古代重要的打击乐器,历史悠久,1978年湖北随县出土的战国曾侯乙编钟,气势恢宏,体现了中国先秦礼乐文明和青铜器铸造技术的极高水平,下列说法正确的是( )
A.用同一力度敲击大小不同编钟时,编钟振动的频率不同,音调不同
B.用大小不同的力敲击编钟,所用的力越大,编钟发出的声音的音调越高
C.编钟发出的声音和其他乐器的不同,是因为声音的音调不同
D.编钟所发出的声音在空气中传播速度一定为340m/s
【答案】A
【详解】A.大小不同的钟的在振动时,振动的频率不同,音调不同;用相同大小的力度敲击,钟的振幅相同,响度相同,但编钟振动的频率不同,音调不同,故A正确;
B.用大小不同的力敲击编钟,所用的力越大,编钟的振幅越大,编钟发出的声音的响度越大,故B错误;
C.不同的乐器材料和结构不同,所以发出声音的音色不同,编钟发出的声音和其他乐器的不同,是因为声音的音色不同,故C错误;
D.声音在15℃空气中的传播速度是340m/s,声音在空气中的传播速度与温度有关,所以编钟所发出的声音在空气中传播速度不一定为340m/s,故D错误。
故选A。
2.热映电影《只此青绿》以古琴音作为主导乐音,既清古又超逸。关于《只此青绿》中的声现象,下列说法正确的是( )
A.古琴发出的声音是通过空气振动产生的
B. 现场观众听到的古琴音主要是通过空气传入耳朵的
C.弹古琴时,手在同一位置用大小不同的力拨弦,目的是改变发出声音的音调
D.调节古琴琴弦的松紧程度,主要目的是改变发出声音的响度
【答案】B
【详解】A.古琴是靠琴弦振动发声的,所以古琴发出的声音是通过琴弦振动产生的,故A错误;
B.声音的传播需要介质,现场观众能够听到古琴发出的声音,这个声音是通过空气传入耳朵的,故B正确;
C.弹古琴时,手在同一位置用大小不同的力拨弦,改变了琴弦振动的幅度,古琴发出声音的响度发生变化,故C错误;
D.琴弦的松紧程度影响振动的频率,音调的高低与频率有关,所以调节古琴琴弦的松紧程度,主要目的是改变发出声音的音调,故D错误。
故选B。
3.下列有关声音的特性,说法正确的是( )
A.甲图中钢尺伸出桌面长度越长,拨动它时发出的声音的音调越高
B.乙图中用相同大小的力敲击不同水量的瓶子,从左到右音调变低
C.丙图中改变吸管中的空气柱的长度可以改变声音的音色
D.丁图中改变用力的大小敲击鼓面可改变其振动幅度
【答案】D
【详解】A.甲图中钢尺伸出桌面长度越长,拨动它时,伸出部分振动的越慢,频率越低,发出的声音的音调越低,故A错误;
B.乙图中用相同大小的力敲击不同水量的瓶子,瓶子和水振动发声,从左到右,瓶中水越来越少,振动越来越快,频率越来越高,音调变高,故B错误;
C.丙图中改变吸管中的空气柱的长度可以改变空气柱振动的频率,进一步改变声音的音调,故C错误;
D.丁图中改变用力的大小敲击鼓面可改变其振动幅度,使鼓发出声音的响度不同,故D正确。
故选D。
4.(从生活走向物理)如图所示,图a是在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,根据发出和接收到的信号间的时间差,测出被测的物体的速度;图b中P1、P2是测速仪发出的超声波信号,n1、n2分别是P1、P2由汽车反射回来测速仪收到的信号。设测速仪匀速扫描,P1、P2之间的时间间隔为T,超声波在空气中传播的速度是v,若汽车是匀速行驶的,则根据图a、b分析可知,下列说法正确的是( )
A.汽车第一次反射信号时距离测速仪的距离为
B.汽车第二次反射信号时距离测速仪的距离为
C.汽车反射两次信号的时间间隔为T
D.汽车的速度为
【答案】A
【详解】A.由图b可以看出,发出超声波信号到有30个小格,时间间隔为T
则一个小格的时间间隔为,发出超声波信号到接收到反射信号时间为
此时超声波与汽车之间的距离
故A正确;
B.发出超声波信号到接收到反射信号所用时间为
此时超声波与汽车之间的距离
故B错误;
C.汽车反射两次信号的时间间隔
故C错误;
D.根据以上分析可知,汽车接收到、两个信号之间的时间内前进的距离为
则汽车的行驶速度
故D错误。
故选A。
5.一辆匀速行驶的高速列车,车头在B处鸣笛后,在时刻位于车头的司机听到正前方隧道入口A处山崖反射回来的回声,再过一段时间,在时刻司机也到达隧道口。车、声音的位置与时间关系如图所示,图中,声音在空气中速度为340m/s,由图可知下列判断不正确的是( )
A.列车的速度为68m/s
B.由图像可知,为1︰3
C.司机听到回声时,声音通过的路程是列车的5倍
D.如果列车的速度加快,则
【答案】D
【详解】A.由图可知,列车鸣笛后声音到达隧道入口A处山崖的时间为,则列车鸣笛处到隧道入口A处山崖的距离为
位于车头的司机在时刻听到反射回来的回声,所以列车运动的距离为
又因为图中,则列车的速度为
故A正确,A不符合题意;
B.因为
所以
又因为图中,得
则
故B正确,B不符合题意;
C.因为
所以司机听到回声时,列车通过的路程与声音通过路程之比为
即司机听到回声时,声音通过的路程是列车的5倍,故C正确,C不符合题意;
D.当列车匀速行驶时,,则
声音速度不变,当列车的速度加快时,列车通过的路程增大,则有
即
故D错误,D符合题意。
故选D。
6.甲的耳朵贴在铁轨上,在相距一百米的铁轨的另一端,乙用铁锤敲一下铁轨,则甲将听到(通常人耳分辨两个声音的时间间隔需大于0.1s,声音在铁轨中传播速度为5200m/s)( )
A.一次敲击声,是由铁轨和空气同时传来的
B.两次敲击声,第一次是铁轨传来的,第二次是空气传来的
C.两次敲击声,第一次是空气传来的,第二次是铁轨传来的
D.以上三种情况都有可能
【答案】B
【详解】声音通过铁轨传播的时间
声音通过空气传播的时间
两次声音传播的时间间隔
故甲将听到两次敲击声,第一次是铁轨传来的,第二次是空气传来的,故ACD不符合题意,B符合题意。
故选B。
二、填空题
7.小杨为了进一步研究声音的三特性,他找来了大小不同的两个音叉、示波器做探究实验。他把不同的声音通入示波器,得到如图所示的三个波形图,其中可能是来自同一音叉的是 两图,从波形图上可以看出二者的区别是声音的 不同。甲、乙、丙三图中来自小音叉的图像是 。
【答案】 甲乙 响度 丙
【详解】[1][2]同一音叉,能够发出不同响度的声音,但声音的音调(由音叉振动的频率决定)是不变的,读图可以知道,甲与乙反映的是两个声音的音调(由音叉振动的频率决定)相同,但音叉振动的幅度不同,即声音的响度不同。
[3]小的音叉,质量小,敲击时,振动的频率高,故丙图是小音叉的发声图象。
8.(课程思政)2022年8月上旬,中国人民解放军在台海军演时,我方一艘潜艇静止在水面下,其正前方4.1km处有一艘不明潜艇驶来。已知声呐系统发出超声波后,经过5.4s听到回声,海水中声音的传播速度是1500m/s。
(1)在此情况下,我们是利用超声波能够传递 (填“信息”“能量”)来发现不明潜艇的;
(2)不明潜艇的行驶速度 ?(保留一位小数)
(3)我潜艇收到回声时与不明潜艇的距离 ?
(4)我潜艇收到回声后马上向不停驶来的不明潜艇发射鱼雷,鱼雷的速度为360km/h,问多久后可以命中不明潜艇 ?(保留一位小数)
【答案】 信息 18.5m/s 4000m 33.8s
【详解】(1)[1]我们通过超声波发现不明潜水艇,说明超声波可以传递信息。
(2)[2]不明潜艇的传播速度为
(3)[3]我潜艇收到回声时与不明潜艇的距离为
(4)[4]收到回声后马上向不停驶来的不明潜艇发射鱼雷,命中不明潜艇所需时间为
9.超声波测速仪是有效地监控汽车行驶速度的仪器,其工作原理如图所示。当小汽车进入监控区域时,测速仪向汽车发出超声波,超声波经汽车反射后又被测速仪接收。已知测速仪每隔2.6s发出一次信号,当一辆匀速行驶的小汽车进入测控区时,测速仪第一次从发出信号到接收到信号整个过程用时0.6s,第二次从发出信号到接收到信号整个过程用时04s。已知超声波的传播速度为340m/s。则:当汽车第一次反射信号时距测速仪有 m,这辆小汽车的速度为 m/s。
【答案】 102 13.6
【详解】[1]测速仪第一次发出的超声波到达汽车处所用时间
此时汽车到测速仪的距离
[2]测速仪第二次发出的超声波到达汽车处所用时间
此时汽车到测速仪的距离
。
在两次与信号相遇的过程中,行驶的距离
所用的时间
则汽车的速度
三、实验题
10.小明想比较几种材料(衣服、锡箔纸、泡沫塑料)的隔音性能,现有器材:音叉、闹钟、鞋盒。则在本实验中适合作声源的是 ;
小明设想了两种实验方案:
方案A:让人站在距鞋盒一定距离处,比较所听见声音的响度;
方案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;你认为最佳的方案是 ;
实验中小明记录实验数据及现象如下表,则待测材料隔声性能最好的是 。
材料
衣服
锡箔纸
泡沫
距离/m
1.2
0.8
0.5
响度
较响
较响
弱
【答案】 闹钟 方案B/B 泡沫
【详解】[1]由题意可知,正在发声的物体叫声源,音叉和闹钟都能够发出声音,但机械闹钟的声音稳定且有规律,而音叉的声音不稳定,本实验是探究材料的隔音效果,须要有稳定的声源,所以可以选择机械闹钟作为声源较为合适。
[2]因为用人的耳朵去判断声音的响度,是不准确的,人的耳朵可以判断声音的存在和消失,所以方案A中,让人站在距鞋盒一定距离处,分别用衣服、锡箔纸、泡沫塑料进行隔音,比较所听见声音的响度,是不理想的方案;而方案B中,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,距离越大,说明该材料隔声性能越差,这个方案效果更好,所以最佳的方案是方案B。
[3]由[2]解析可知,最佳的方案是方案B,则采用方案B的实验数据,观察该表,材料是泡沫时,距离是最小的,为0.5m,人距鞋盒的距离为0.5m即可听不见声音,不需要再大的距离,说明泡沫这材料隔声性能最好。
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$$主题一 声、光、热
第01讲 声现象(原卷版)
目 录
考情透视·目标导航 1
知识导图·思维导航 2
考点突破·考法探究 3
考点一 声音的产生与传播 3
►命题点01 声音的产生 3
►命题点02 声音的传播 4
考点二 声音的特性 6
►命题点01 音调 6
►命题点02 响度 7
►命题点03 音色 8
►命题点04 声音的三特性对比 8
考点三 声音的利用 10
►命题点01 声音传递信息 10
►命题点02 声音传递能量 11
考点四 噪声的危害和控制 12
►命题点01 噪声的概念 12
►命题点02 控制噪声 14
考点五 声学实验综述 15
►科学研究方法:探究声音产生原因实验中的科学方法 15
►实验01 探究声音的产生 15
►实验02 探究声音的传播 16
►实验03 探究影响音调高低的因素 17
►实验04 探究影响响度大小的因素 17
考点六 跨学科实践:制作隔音房间模型 19
题型精研·考向洞悉 21
题型一 声音的产生与传播 21
►考向01 声音的产生 21
►考向02 声音的传播 22
►考向03 声速及其相关计算 23
题型二 声音的特性 23
►考向01 音调 23
►考向02 响度 24
►考向03 音色 24
►考向04 声音的三特性对比 25
题型三 声音的利用 26
►考向01 声音的利用辨析 26
►考向02 声音的利用常考热点 26
题型四 噪声的危害和控制 27
►考向01 噪声的概念 27
►考向02 控制噪声 28
分层训练·巩固提升 29
基础巩固 29
能力提升 32
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考情透视·目标导航
考点要求
课标要求
热点透视
命题预测
声音的产生与传播
2.3.1通过实验,认识声的产生和传播条件
声现象属于常考热点,但内容相对简单,新课标要求多为“认识”和“了解”。中考中所占的分值较少多以选择题或填空题的形式出现,小概率会出现在综合题中。在考查基础知识的基础上,对知识点进行简单的应用,重点是掌握声音的产生及传播条件和声音的三大特性,尤其是音调和响度,要从影响它们的因素方面进行区别。噪声的控制方法及声的利用也是常见到的考点,但相对简单,一般不会失分。
把声现象知识与社会生活实际紧密结合起来,是这一部分的主要特点。今年中考命题可能将注重声音的产生与传播、声音的特性、噪声的危害和控制及声在实际问题中的应用的考查。鉴于社会对环境问题越来越关注,对噪声的预防和控制需要引起我们的重视。
声音的特性
2.3.2了解声音的特性
声音的利用
2.3.2了解现代技术中声学知识的一些应用
噪声危害和控制
2.3.2知道噪声的危害及控制方法
知识导图·思维导航
考点突破·考法探究
考点一 声音的产生与传播
►命题点01 声音的产生
1.声音的产生
声音是由 产生的。一切发声体都在振动,振动停止, 。
2.声源
正在振动发声的物体叫作 。
(1)固体、液体、气体都能发声,都可以成为 。
(2)声音是由物体的 产生的,但是不能说振动停止,声音也消失。因为振动停止,只是不再发声,但是原来所发出的声音还在 向外传播并存在。
3.探究声音的产生
(1)轻压喉部说话或者唱歌( 振动发声);
(2)用手拨动张紧的橡皮筋,然后再捏住橡皮筋( (固体)振动发声);
(3)用筷子搅动水,不碰触水盆( (液体)振动发声);
(4)吹响笛子时,把手放在笛孔处( (气体)振动发声);
(5)敲鼓时,鼓面上纸屑的跳动;敲鼓时,观察鼓面附近的蜡烛火焰( 振动发声);
(6)敲击音叉时,音叉附近的乒乓球跳开( 振动发声);
(7)用手按住正在发声音箱的纸盆( 振动发声)
4.确定声源
只有 的物体才能叫声源。一个能够发声但没有发声的物体不能称为声源。
5.声音的保存
随着科学技术的进步,人们记录声音的方法也在逐步增多,主要有以下几种:
(1)把声音的振动记录下来,如早期的机械唱片。
(2)把声音的振动转换成光信号记录下来,如在电影胶卷的边上有一条透明程度不同的带,叫声道,记录就是声音的信息。
(3)把声音的振动转换成磁信号记录下来,如电脑硬盘里面存储歌曲就是利用这个方法记录声音的
1.发声停止≠声音停止:一切发声的物体都在振动,振动停止时,发声也停止,注意发声停止不是“声音消失”。因为振动停止只是物体不再发声,但物体原来发出的声音仍然在传播。例如,发令枪响后随即停止振动不再发声,过一会终点计时员能听到枪声,说明虽然声源的振动停止了,但是声音仍然在空气中传播,并没有消失。
►命题点02 声音的传播
1.声音的传播
(1)声音的传播需要 ,传播声音的介质可以是固体、液体和 ,真空不能传声。
(2)声音是以 的形式传播的,叫声波。声波的传播也伴随着 的传播。
(3)声音不能在 中传播。
2.探究声音的传播
(1) 体能够传声:一个同学轻敲桌子的一端,另一个同学把耳朵贴在桌子的另一端的桌面上,能听到清晰的敲桌子的声音,声音能在 中传播。
(2) 体能够传声:轻敲水族馆里的鱼缸体,鱼听到敲击声后迅速跑开。鱼能听到敲击声才迅速跑开, 能够传声。
(3) 体能够传声:上课时,我们都能听见老师的讲课声。我们通过空气听到了老师讲课声, 能传播声音。
(4) 不能传声:把正在响铃的闹钟放在玻璃罩中,逐渐抽出其中的空气,注意声音的变化,再向玻璃罩中逐渐充入空气,注意声音的变化。随着空气被抽出,声音越来越小,最后听不到声音;再充入空气,随着空气越来越多,声音又越来越大,推理:真空不能传声。
3.回声
声波遇到障碍物会被 回来,我们听到的回声,就是声波 形成的。
(1)人耳能分辨出回声和原声的条件是:反射回来的声音到达人耳比原声晚 s以上,即:声源到障碍物的距离大于 m。
(2)回声的防止:室内讲话的回声有时候会使人听到多重声音,产生重音,严重时会对人的听觉系统造成伤害,所以要规避回声带来的不利影响。
4.声波
(1)声波:声音在介质中是以 的形式进行传播的,我们把这种波叫做 。例如,音叉振动,引起周围空气的振动,形成了声波,从而将音叉(声源)的振动传播到远方,如图所示。
(2)声音的传播速度:在15℃,声音在空气中的传播速度是 ;在水中传播比在空气中快,约为1500m/s;在钢铁中更快,速度可达5200m/s。
(3)影响声速的因素:
① :一般情况下v固 v液 v气(填“>”、“<”或“=”)② :同种介质,温度越高,声速越 。
5.人耳如何听到声音
(1)人耳听到声音的过程:发声体发出声音→ 传声→耳朵听声。
(2)声音可以通过头骨、颌骨传到听觉神经,物理学中把这种传导方式叫做 。
(3)声源到两只耳朵的距离一般不同,这就造成了声音传到两只耳朵的时间、强度及其它特征也就不同,这就是 。正是由于双耳效应,人们可以准确地判断声音的方位。
(4)声波在传播过程中遇到障碍物会发生以下情况:一部分声波在障碍物表面 ;另一部分声波可能 障碍物,被障碍物吸收甚至穿过障碍物,如隔墙能听到相邻房间里的声音。
6.回声的应用
(1) :在封闭的空间产生声音后,声波就在四壁上不断反射,即使声源停止振动发声,声音也会持续一段时间,这种现象叫做混响。在建筑方面,设计、建造大的厅堂时,可采取必要的措施,例如设计内部结构、形状等,以获得适量的混响,使声音更为丰满动听,提高室内的音质,如图甲所示。
(2)回声 :当声源静止时,声音从发出到碰到障碍物反射回声源处所走过的距离,是声源到障碍物距离的两倍,即 ,其中t为从发声到接收到回声的时间,v声为声音的传播速度。人们根据这一原理进行距离的测量,如图乙所示。
1.对声音产生条件的理解:声音是由物体 产生的。声音的传播需要 , 不能传声。所以,有声音必然有振动,但有振动并不一定能听到声音。例如,航天员在太空中通话时,若不借助电子通讯设备,则彼此间无法交谈,原因是缺少传播声音的介质。
2.类比法理解声波的传播
水波
声波
图示
分析
当我们向水平如镜的水中投入一块小石子时,水面会形成一圈一圈的水波,不断地向外传播
鼓面向左振动时,压缩鼓左侧的空气,使其变密,向右振动时,又会使左侧的空气变疏,所以鼓面的振动使周围空气形成疏密相间的波动,向远处传播
类比
水波是一圈一圈向外传播的,而声波是以疏密相间的波动形式向外传播的,水波与声波具有相似的形式
1.(传统节日)赛龙舟是端午节的主要习俗。每年端午节我省多地都会举办盛大的龙舟大赛,赛龙舟的过程中离不开声现象相关知识的运用,下列说法错误的是( )
A.鼓声主要是通过鼓面的振动产生的 B.船头鼓手敲击得越快,发出鼓声的音调越高
C.比赛的鼓声有可能成为噪音 D.观众主要根据音色区分号子声和鼓声
2.(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
考点二 声音的特性
►命题点01 音调
1.音调:声音的 叫音调。
2.频率
(1)定义:物体每秒振动的次数叫 。用字母 表示。
(2)物理意义:描述物体振动 的物理量。
(3)单位: ,简称赫,用符号 表示。如果一个物体在1s时间内振动100次,它的频率就是100Hz,表示f=100Hz。
(4)音调与声源振动频率的关系, 决定声音的音调的 。频率越高,音调越 ,声音听起来越 ;频率越低,音调越 ,声音听起来越 。
(5)音调高低不同的声波波形图
3.超声波与次声波
(1)人能感知的声音频率有一定的范围。多数人能听到的频率范围大约在 之间。物理学中把人类能听到的声叫声音。
(2)把高于20000Hz的声叫 ,把低于20Hz的声叫 。
1.超声波和次声波也是由物体振动产生的;
2.超声波和次声波的传播也需要介质,在真空中不能传播;
3.在相同条件下,超声波和次声波的传播速度与声音的传播速度相同。
4.人和动物的发声和听觉频率范围
(1)人和动物听觉频率范围各不相同。另外,不同人的听觉频率范围也略有不同,即使是同一个人,在不同年龄段听觉频率范围也不同,所以听觉频率范围20Hz—20000Hz仅仅是理论上的。
(2)地震、海啸、台风、火山喷发等一般会伴有 产生,很多动物都能听到,如狗、大象等。
(3)海豚、蝙蝠等能发出 ,而大象能发出 ,它们可以用人类听不到的声音完成交流和捕食。
►命题点02 响度
1.响度:物理学中,声音的强度 叫响度。
日常生活中所说的声音的“高”、“低”,有时候指的是音调,有时候指的是响度。例如,“高音我唱不上去”、“低音我唱不来”,这里“高”、“低”指的是音调;而“引吭高歌”、“低声细语”,这里的“高”、“低”指的是响度。
2.振幅:物理学中用 来描述物体振动的幅度。
(1)声音的响度与发声体振动的 有关。发声体振动的幅度越大,产生声音的响度越 ;发声体振动的幅度越小,产生声音的响度越 。
(2)人听到的声音是否响亮,除了跟发声体发声时的振幅有关外,还跟人距发声体的 有关。
(3)振幅与波形示意图。
甲图振幅大,响度大;乙图振幅小,响度小。
3.减少声音分散的方法
(1)将手做成喇叭状或用喇叭形的传声筒喊话,可以减少声音的 ,使处于喇叭前方的听到的声音更响亮,也可以使声音传播得更远;
(2)利用管状物(例如听诊器),也能减少声音的 ,增强传声效果。
4.放大法:在上述实验中,我们通过音叉弹开乒乓球的距离来间接反映音叉振动幅度的大小,这种方法叫 。放大法是 的一种。
►命题点03 音色
1.音色:音色又叫音品,反映声音的 。
2.影响音色的因素:音色与发声体的 、 等因素有关,不同发声体的材料、结构不同,发出声音的音色也 。
3.不同音色的声音的波形图
甲图是音叉发出的声音的音色,乙图是钢琴发出声音的音色。
4.音色的利用
(1)根据 可以分辨出不同乐器(发声体)和不同人的声音。在欣赏交响乐时,人们能根据 分辨出不同乐器发出的声音;“闻其声而知其人”也是因为不同人发出的声音的因素不同。
(2)同一发声体,如果其结构发生变化,音色也将 。因此,可以根据音色来辨别瓷器内部是否产生了裂痕、机器运转是否正常等。
►命题点04 声音的三特性对比
知识点
概念解析
影响因素
音调
声音的 叫音调
声源振动的 (频率)
响度
声音的 (大小)叫响度
声源振动的 决定声音的响度
音色
音色又叫 ,反映声音的
声源的 、 等因素有关,不同发声体的材料、结构不同,发出声音的音色也不相同
1.音调、响度和音色之间的区别如下表:
音调
响度
音色
定义
声音的
声音的
声音的
影响因素
声源的振动频率,频率越高音调越
声源的振幅,振幅越大,响度越
声源的结构、材料
听觉表现
音调高:声音清脆、尖细;
音调低:声音低沉
响度大:“震耳欲聋”;
响度小:“轻声细语”
不同声源的声音,即使音调、响度相同,听起来也有差异
2.超声波与次声波
(1)超声波和次声波也是由物体振动产生的;
(2)超声波和次声波的传播也需要介质,在真空中不能传播;
(3)在相同条件下,超声波和次声波的传播速度与声音的传播速度相同。
3.对响度的理解:日常生活中所说的声音的“高”、“低”,有时候指的是音调,有时候指的是响度。例如,“高音我唱不上去”、“低音我唱不来”,这里“高”、“低”指的是音调;而“引吭高歌”、“低声细语”,这里的“高”、“低”指的是响度。
1.(传统乐器)(2024·湖南·中考真题)考古人员用两千多年前楚国的编钟演奏《茉莉花》时,用大小不同的力敲击如图所示编钟的相同位置,主要改变了声音的( )
A.传播速度 B.响度 C.音调 D.音色
2.(2023·湖南岳阳·中考真题)二胡是具有中国特色的乐器。下列关于二胡发出的声音说法正确的是:( )
A.由弦振动产生的 B.传播不需要介质
C.力越大,音调越高 D.一定不是噪声
3.(知识架构)(2023·湖南株洲·一模)如图为教材中《声现象》的知识结构图,图中框架表示各知识之间的联系。
(1)请在A中说明声音的产生原因是:发声体 ;
(2)请在B中补全声音的特性 ,在C中填写音调的高低取决于声源振动的 ;
(3)声的利用有传递信息和 (在D中填写)。
考点三 声音的利用
►命题点01 声音传递信息
声音传递信息在生产、生活中有着广泛的应用。其典型应用如下:
1.回声定位
(1)蝙蝠觅食:蝙蝠在飞行过程中,会发出 ,这些声波遇到障碍物或昆虫时会反射回来,根据回声到来的方位和时间,蝙蝠可以确定目标的位置。
(2)倒车雷达:利用 探测汽车后方障碍物的距离,告知驾驶员周围障碍物的情况。
(3)声呐设备:利用 在水中的传播和反射特性,对水下目标进行探测,广泛用于鱼群探测、船舶导航和海底地质地貌的勘测等。
(4)地震探测仪:自然灾害往往伴随着 的产生。
2.医疗设备
医生用B型超声波诊断仪向病人体内发射超声波,超声波遇到组织的分界面(不同内脏器官的分界处、内脏与骨骼分界处以及异物与组织的交界处)时会发生反射,根据反射波滞后于发射波的时间,可以知道分界面在体内的深度等信息,并转换成影像,帮助医生判断人体内的组织器官是否正常。
3.无损探伤
通过钟声判断种是否破损;工业上也可以利用超声波透射法对产品进行无损探测,如果产品内部有缺陷,超声波会在缺损处发生反射,根据接收到的声波信息可以鉴定产品是否合格。
4.声音传递信息的其他应用
声音的表现
声音的反馈
归纳
远处隆隆的雷声
大雨就要来了
不同的声音会传递给人们不同的信息。声音可以传递信息
下课铃声
下课时间到了
铁路工人用铁锤敲击钢轨,钢轨发出异常声音
有螺栓松动了
医生用听诊器听心脏跳动的声音
人体健康状况
利用仪器接收次声波
地震、台风的位置及强度
►命题点02 声音传递能量
1.医疗:医生利用超声波碎石机去除病人体内的结石。
2.工业:
(1)利用超声波对钢铁、陶瓷、宝石、金刚石等坚硬物体进行钻孔和切削加工;
(2)超声波去污:利用超声波使清洗液剧烈振动,把物体上的污垢清洗下来而不损坏被清洗的物体,可以用来清洗机器零件、精密仪器、医疗设备等;
(3)超声波焊接:利用超声波的热效应,人们研制了超声波焊接机,利用这种焊接机可以焊接塑料制品、缝制化纤纺织品等;
(4)超声波除尘:单反相机中的超声波滤镜,安置在快门之后,能够通过每秒万次的高速振动,将吸附在感光器上的灰尘碎屑震落,达到除尘的目的;
(5)日常生活:利用超声波清洗牙齿、利用超声波出去人体内结石等。
(6)次声波武器:由于次声波传播的距离远、穿透能力强,且较低频率的次声波达到一定强度时可以致人死亡,因而次声波正越来越多地应用在军事上。
1.声音传递信息和传递能量辨析
凡是声音能 的例子都是声音传递能量;声音 ,而是人们根据所听到的声音做出判断的例子,属于声音传递信息。
1.(2023·湖南株洲·中考真题)图为094型核潜艇,它是我国国防力量的重要组成部分。它在水下航行时是通过声呐系统发出的超声波感知附近海域的情况。下列说法正确的是( )
A.超声波不是由物体的振动产生 B.超声波的传播不需要介质
C.感知附近海域情况是利用超声波传递信息 D.潜艇上的舰员能够听见超声波
2.(2022·湖南张家界·中考真题)下列关于声现象的描述和分析,正确的是( )
A.吹笛子时,按住不同的气孔是为了改变声音的音色
B.医生用听诊器为病人检查身体,是利用声音传递信息
C.公路两旁的隔音蛟龙,是在声源处减弱噪声
D.拉奏二胡时,手在不同位置按弦,是为了改变声音的响度
3.(2023·湖南娄底·中考真题)智能送餐机器人可以灵活地避开障碍物是通过体内的雷达发射 ,然后接收障碍物的反射波,确定障碍物的位置。客人可以通过语言来操控机器人,说明声可以传递 ;
考点四 噪声的危害和控制
►命题点01 噪声的概念
1.乐音:人们把物体 产生的、听起来感觉非常舒服的声音叫 。
2.噪声
(1)从物理学角度:噪声通常是指哪些难听刺耳、令人厌烦的声音,是发声体做 振动时产生的。
(2)从环保的角度: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 的声音,都属于噪声。
3.噪声的来源
(1)工业噪声:纺织厂、印刷厂、机械车间的噪声;
(2)施工噪声:筑路、盖楼、打桩等;
(3)社会噪声:家庭噪声、娱乐场所、商店、集贸市场的喧哗声;
(4)交通运输噪声:各种交通工具的喇叭声、汽笛声、刹车声、排气声、机械运转声等。
4.噪声强弱的等级
(1)人们以 为单位来表示属于强弱的等级,分贝符号是dB。0dB是人们刚刚能听到的 的声音—听觉下限。40-50dB属于较为安静的环境。
(2)一些声音的声级和人们相应的主观感觉
声音
声级/dB
主观感觉
风吹落叶沙沙声
10
极静
睡眠的理想环境
20-30
安静
阅览室、办公室
40-50
较静
一般说话
60
大声说话
70
较吵
繁华街道的喧哗
80
汽车鸣笛
90
很吵
摇滚音乐会
100
电锯工作
110
震耳
飞机起飞
120
感到疼痛
喷气式飞机起飞、火箭起飞
140-150
无法忍受、永久性耳聋
5.噪声的危害
(1)心理效应:使人烦躁、精力不集中,妨碍工作、学习和休息。
(2)生理效应:出现耳聋、头疼、血压升高、视觉模糊等症状,严重时会使人神志不清、休克甚至死亡。
(3)物理效应:高强度噪声能损坏建筑物,并使一些仪表和设备不能正常工作。如超音速飞机的轰鸣声、巨大的爆炸声会将建筑物的玻璃震碎等。
(4)噪声的危害
(1)>90dB,会破坏听力,引起神经衰弱、头痛高血压等疾病;
(2)>70dB,会影响学习和工作;
(3)>50dB,会影响休息和睡眠。
6.乐音和噪声辨析
乐音
噪声
环保角度
悦耳动听且不影响他人的声音
妨碍人们正常休息、学习、工作和交流的声音
物理学角度
物体做有规律振动发出的声音,波形如图
物体做无规律振动发出的声音,波形如图
联系
(1)乐音和噪声都是由物体振动产生的;(2)有时乐音会因为 其他人而属于噪声,例如广场舞的音乐;(3)物理学角度的噪声任何情况下都不会称为乐音
►命题点02 控制噪声
在 处控制噪声
噪声大的机器或换用噪声小的设备,安装消声装置
在 控制噪声
传输的路径上隔离和吸收声波:用隔音或吸音材料把噪声声源与外界隔离开
在 控制噪声
阻止噪声进入人耳。戴防噪声耳塞、耳罩、防声头盔,或用手指塞住耳朵等
1.(从生活走向物理)伴随现代社会的高速发展,噪声已严重影响人们的正常生活和工作,下面事例中不是直接控制噪声措施的是( )
A.显示噪声等级的装置
B.城市道路的隔声板
C.工厂用的防噪声耳罩
D.摩托车的消声器
2.(2023·湖南长沙·二模)学校进行校园改造,导致外面有很大的施工噪声,为了使教室内的学生免受噪声干扰,采取下面的哪个方法是有效的、合理的( )
A.关闭教室窗户
B.每个学生都戴一个防噪声的耳罩
C.老师讲话声音再大一些
D.教室内安装噪声监测装置
3.在很多大城市中禁止汽车鸣笛是在 处减小噪声;在马路两边种树,有的路段安装3~4m高的透明板墙是在 减小噪声;在飞机旁的工作人员佩戴有耳罩的头盔是在 处减弱噪声.
考点五 声学实验综述
►科学研究方法:探究声音产生原因实验中的科学方法
(1)转换法:将一些无法直接感知或不易观察到的现象转换成人们可以感知或容易观察到的现象,这种方法就是转换法。(例如,观察音叉振动时,音叉的振动不易观察到,我们可以在音叉旁边悬挂乒乓球,音叉振动时会使乒乓球弹跳起来跳动,由此可乒乓球是否弹跳来反映音叉是否在振动发生。)
(2)比较法:通过对不同物理现象的比较,发现它们的不同点和相同点,从而得出某种结论。例如,通过比较物体发声和未发声时的区别,发现发声物体的共同特征—声音是由物体振动产生的。
(3)归纳法:通过大量事实概括得出结论的方法。例如,根据“物体振动发声”的大量事实,总结得出“发声的物体都在振动”的结论。
►实验01 探究声音的产生
固体发声小实验:
(1)轻压喉部:轻捏喉部,然后说话或者唱歌,发声时,手指感到喉咙在振动;停止发声,振动停止,
(固体)振动发声。
(2)拨动橡皮筋:用手拨动张紧的橡皮筋,然后再捏住橡皮筋:拨动橡皮筋时,橡皮筋发出“嗡嗡”声,能看到橡皮筋在不停地振动;捏住橡皮筋时,橡皮筋不再振动,不再发声, (固体)振动发声。
(3)敲鼓:(1)敲鼓时,鼓面上纸屑的跳动;(2)敲鼓时,鼓面附近的蜡烛火焰晃动;说明鼓声是
振动产生的。
(4)敲击音叉:敲击音叉时,音叉附近的乒乓球跳开,说明 在振动。
(5)正在发声的音箱:用手按住音箱的纸盆,感觉到 在振动。
液体发声小实验:
(6)用筷子搅动水(不要碰触水盆):水发出“哗哗”的声音;当水面平静下来,水不再振动,不再发出声音, (液体)振动发声。
气体发声小实验:
(7)吹响笛子:笛子发声时,把手放在笛孔处,能感觉到气流的振动;停止吹气,没有振动的气流,笛声消失。 (气体)振动发声。
实验结论:声音是由物体 产生的;振动停止, 也停止,固体、液体、气体都可以振动发声。
►实验02 探究声音的传播
(1)固体能够传声:一个同学轻敲桌子的一端,另一个同学把耳朵贴在桌子的另一端的桌面上,能听到清晰的敲桌子的声音,声音能在固体中传播。
(2)液体能够传声:轻敲水族馆里的鱼缸体,鱼听到敲击声后迅速跑开。鱼能听到敲击声才迅速跑开,液体能够传声。
(3)气体能够传声:上课时,我们都能听见老师的讲课声。我们通过空气听到了老师讲课声,空气能传播声音。
(4)真空不能传声:把正在响铃的闹钟放在玻璃罩中,逐渐抽出其中的空气,注意声音的变化,再向玻璃罩中逐渐充入空气,注意声音的变化。随着空气被抽出,声音越来越小,最后听不到声音;再充入空气,随着空气越来越多,声音又越来越大,推理:真空不能传声。
实验结论:声音的传播需要 ,传声的介质可以是固体,也可以是液体和气体; 不能传声。
►实验03 探究影响音调高低的因素
观察钢板尺的振动:如图,将一把钢板尺压紧在桌面上,分别将钢板尺的不同长度伸出桌面边缘,用力波动钢板尺伸出桌面的部分,使其振动发声,听声音高低的变化,观察钢板尺振动快慢情况。
钢板尺伸出桌边的长度越长,钢尺振动得越慢,发声的音调越低。因而可知,物体振动得快,发声的音调就高;振动得慢,发声的音调就低。
实验结论:音调高低是由声源振动 决定的。物体振动得快,发声的音调就 ;振动得慢,发声的音调就 。
特别提醒
1.振动发声的频率跟发声体的 等有关。
(1)弦乐器的音调高低取决于弦的 、 和 程度。一般来说,弦乐的弦越细、越短、越紧,其发声时的音调越 。
(2)管乐音调的高低取决于发声的 长短。一般来说,长空气柱振动发声的音调 ,短空气柱振动发声的音调 。
(3)打击乐以鼓为例,鼓皮绷得越紧,振动得越 ,音调越 。
2.我们日常生活中常说的“女高音”“男高音”中的“高”“低”指的是 ,一般来说,儿童发声的音调比成年人 ,女声比男声音调 。
►实验04 探究影响响度大小的因素
实验内容:如图所示,把系好的乒乓球细线拴在铁架台上,用正在发声的音叉轻触乒乓球;用大小不同的力敲击音叉,使音叉发出响度不同的声音,重做上面的实验,观察不同情况下乒乓球被弹开的幅度。
实验现象:用较大的力敲击音叉时,音叉发出的声音的响度大,乒乓球被弹开的幅度大;用较小的力敲击音叉时,音叉发出的声音的响度小,乒乓球被弹开的幅度小。
实验结论:声音的响度与发声体振动的 有关。发声体振动的幅度越大,产生声音的响度 ;发声体振动的幅度越小,产生声音的响度越 。
1.(科学实践)(24·湖南怀化)如图八年级(2)班物理活动小组成员在探究声音能否在固体、液体、气体、真空中传播时的一些场景。
(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 中能传播;
(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“嘀嘀声”在逐渐地减弱,说明声音在 中不能传播。
2.(23·湖南岳阳)小明做探究真空是否能传声的实验,如图所示。
(1)如图,把正在响铃的电铃放在玻璃罩内,在逐渐抽出玻璃罩内空气的过程中,会听到铃声逐渐 (选填“变大”、“变小”、“不变”);
(2)推理:如果玻璃罩内抽成真空后,就听不到电铃响铃的声音了;
(3)结论:声音的传播需要 , 不能传声。
3.(23·湖南张家界)在学习吉他演奏的过程中,小明发现琴弦发出声音的音调高低是受各种因素影响的,于是他决定与同学们一起对此进行研究。经过和同学们讨论,提出了以下猜想:
猜想一:琴弦发出声音的音调高低,可能与琴弦的横截面积有关
猜想二:琴弦发出声音的音调高低,可能与琴弦的长短有关
猜想三:琴弦发现声音的音调高低,可能与琴弦的材料有关
为了验证上述猜想是否正确,他们找到了下表所列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)
A
铜
60
0.76
B
铜
60
0.89
C
铜
60
1.02
D
铜
80
0.76
E
铜
①
②
F
铜
100
0.76
G
铁
80
1.02
H
尼龙
80
1.02
I
尼龙
100
1.02
(1)为了验证猜想一,应选用编号为 的三根琴弦进行实验;为了验证猜想二,应选用编号为 的三根琴弦进行实验;
(2)表中有的材料规格还没填全,为了验证猜想三,必须知道该项内容。请在表中填上所缺数据:① 、② ;
(3)本实验主要采用的研究方法是 (选填序号)。
①控制变量法 ②转换法 ③建模法
4.下列是小雨用一把钢尺探究响度与什么因素有关的实验过程
(1)把钢尺伸出桌外,注意两次伸出桌外的长度 (选填“相同”或“不同”),第一次轻按第二次重按钢尺,注意听振动发出声音有何不同;
(2)实验表明第二次钢尺振幅比第一次的大, 大。本实验利用的研究方法是 ;
(3)小红想用本实验用到的实验器材探究音调与什么因素有关,把钢尺伸出桌外,注意两次伸出桌外的长度 (选填“相同”或“不同”),用大小相同的力度拨动钢尺,注意听振动发出声音有何不同。
考点六 跨学科实践:制作隔音房间模型
一、学习目标
①根据声传播知识,制作隔音房间模型;
②通过实践加深对声传播现象的理解几应用。
二、噪声防治
噪声的防治方法有很多,隔音是其中的一种重要方法。隔声对降低噪声效果明显。
三、实践过程——制作隔音房间模型
1.项目提出:为了减少产生的声音,对周围环境的影响,可尝试将家中的一个房间改造为隔音房间,这样就不会彼此干扰。为了验证方案的可行性,我们可以通过制作模型来高效、经济地测试方案。
2.提出问题:①房间选择:生活中哪些常见的物品能够充当“房间”?
②声源选择:选择哪些声源比较合适?
③材料选择:为房间隔音的材料要满足哪些要求:可以选用哪些材料?
④材料放置:隔音的材料应放在房间的哪些位置以及如何放置?
⑤性能测试:如何测试模型房间的隔音性能?
3.问题分析:①房间选择:选择带盖的硬纸板包装盒充当房间;
②声源选择:选择手机充当声源放在距离包装盒适当位置;
③材料选择:选择几种合适的隔音材料:旧棉布、海绵、旧隔音棉、包装家具的泡沫等;
④材料放置:将隔隔音材料剪裁为合适尺寸,粘贴在包装盒的内表面和容易导致声音外泄的孔洞处;
⑤性能测试:方案一:人站在距包装盒一定距离处,比较听见声音的响度;方案二:人一边听声音,一边向后退,直至听不见声音为止,比较此处距包装盒的距离。
4.项目实施:
(1)材料准备:包装盒、手机、隔音材料、双面胶(或胶水)、剪刀(或美工刀)等;
(2)模型制作:用包装盒充当“房间”,用双面胶在包装盒的内表面均匀地粘贴一层隔音材料。注意根据包装盒的结构巧妙地布局隔音材料,将包装盒内外的空气隔开。
(3)隔音测试:测试时,通过听力测试和软件测试两种方式,比较测试前后的变化来评估模型的隔音性能。
5.展示交流:
(1)作品评级:制作的隔音房间模型,从隔音性能、空间占用率、材料是否易得、安全和环保等方面进行评价;
(2)相互交流:总结经验并进行反思,尝试对制作的模型进行改进;
(3)隔音房适用建议:在使用真正的隔音房间时,为了不打扰他人并保护自己的听力健康,需要注意以下几点:①注意隔音房间的空间占有率;②材料的选择;③噪音控制;④安全和环保;
(4)尝试制作一个防治社区噪声或交通噪声的倡议书,详细介绍噪声对身体健康的危害,并提出解决方案,为控制噪声做出贡献。
1.小芳家临近铁路,为了降低火车通过时对居民的干扰,小区内的窗户均使用双层隔音玻璃,如图所示。下列实例中,减弱噪声的方法与之相同的是( )
A.摩托车上安装消音器 B.路口的噪声监测仪
C.高架路上的隔音板 D.图书馆里禁止大声喧哗
2.在制作隔音小屋的跨学科实践课中,小明想比较几种材料(报纸、棉花、泡沫)的隔音性能,选择一种隔音性能好的材料制作隔音小屋的隔音材料,实验器材除了待检测的材料外,还有:音叉、机械闹钟、鞋盒、噪声检测仪(如图所示)
(1)本实验中适合做声源的是 。你觉得小明做这个实验应选择在 (选填“室内”或“室外”)进行。
(2)小明将正在发声的声源放入鞋盒,在鞋盒四周铺上待测材料后,盖上盒盖,他设想了两种实验方案:
A让人站在距鞋盒一定距离处,用噪声检测仪比较所听见声音的 (选填“响度”、“音调”或“音色”);
B让人一边听声音,一边向后退,直至听不见声音为止,比较 ;
(3)下面的表格是根据实验方案A,比较几种隔音材料的隔音性能得到的实验数据。
材料
报纸
棉花
泡沫
响度
响
最弱
较弱
由表可知,待测材料隔音性能最好的为 。
(4)为提高隔音小屋的隔音性能,除了选择隔音性能好的材料外,在制作上还应该注意 (合理即可)。
题型精研·考向洞悉
题型一 声音的产生与传播
►考向01 声音的产生
(1)声音的产生:所有声音都是由物体振动产生的,但声源(发声体)是什么,声音来源于什么物体的振动是学生容易出现错误的地方。有的时候为了迷惑学生,会考查一些诸如“高科技产品的声音不是由物体振动产生的”之类的问题,但无论怎么出题、如何表达,所有声音都是由物体振动产生的,这是考生需要牢记的。当然,学生在备考过程中,需要结合生活实际,多了解一些有关发声体的知识。
【典题1】(传统节日)(2023·湖南衡阳·中考真题)端午节举行龙舟赛时,运动员喊着号子、和着鼓点有节奏地同时划桨。下列有关现象说法错误的是( )
A.鼓声是通过空气传到岸上观众耳朵中的
B.鼓声是由鼓面振动产生的
C.运动员打鼓用的力越大,鼓声音调越高
D.岸上观众是通过音色分辨出鼓声、号子声的
【变式1-1】(2022·湖南常德·中考真题)学习了声音的知识后,小芳自制了“水瓶琴”。她往八个相同的玻璃瓶中灌入不同高度的水,敲击它们就可以发出不同的声音。关于“水瓶琴”,下列说法中错误的是( )
A.“水瓶琴”的“琴声”因为振动产生
B.敲击不同的瓶子,发出声音的音调不同
C.敲击同一个瓶子,用力越大响度越大
D.“琴声”通过水传播到小芳的耳朵
►考向02 声音的传播
(1)声音的传播:声音的产生与传播是声现象的基本内容,也是声现象重要知识点。中考题中,考查声音的产生的考题出现频率也很高,但一般不会只考查“声音的产生、声音的传播”单一知识点,把对声音的特性、声音的利用或噪声控制等内容结合起来的考题较多。
(2)声音以波的形式传播,声音的传播需要有介质;这是声音能不能传播出去和我们能听到声音所必须满足的条件。为了考查此知识点,经常会出现太空中宇航员与地面通话,用真空罩罩住发声体,电磁波的传播与声波的传播等考题。对这些问题加以理解和关注,对解答此类问题大有益处。
【典题2】(课程思政)(2021·湖南永州·中考真题)为庆祝建党一百周年,某中学举行了“唱支赞歌给党听”的音乐晚会。关于音乐晚会上各种乐声的说法正确的是( )
A.小提琴声不是振动产生的
B.观众听到的美妙音乐是通过空气传播的
C.钢琴声和二胡声是通过声音的音调区分的
D.笛子声的“高音”和“低音”是通过声音的响度区分的
【变式2-1】(2022·湖南岳阳·中考真题)乡村的夏夜,常常听到青蛙“呱呱”的叫声,下列关于“呱呱”声的说法正确的是( )
A.它是由青蛙鸣囊振动产生的
B.它的传播不需要介质
C.根据音调可以辨别它是青蛙的声音
D.关闭门窗是在声源处控制它的干扰
►考向03 声速及其相关计算
对声速的考查也曾出现,但考查此知识点的考题较少,出现的频率也不是太高。作为知识点需要考生注意以下几个问题:
(1)什么是声速,声速在不同介质中传播速度不同;
(2)在15℃时,空气中的声速是340m/s;
【典题3】(2022·湖南益阳·中考真题)北宋沈括在他的著作《梦溪笔谈》中提到:行军宿营,士兵枕着皮制的箭筒睡在地上,可尽早听到来袭敌人的马蹄声。这样做能尽早听到马蹄声的主要原因是( )
A.声音在土地中传播的速度比在空气中快
B.使马蹄声的音调变高了
C.改变了马蹄声的音色
D.提高了士兵的听力
【变式3-1】倒车雷达是利用___________(选填“电磁波”、“超声波”或“次声波”)来工作的;如果倒车雷达发出信号后0.04s接收到返回信号,(已知声波在空气中的传播速度为340m/s,电磁波在空气中的传播速度为3×108m/s),则障碍物距汽车___________m。
题型二 声音的特性
►考向01 音调
1.探究影响音调高低的因素:音调的高低可能与多个因素有关,故探究各个因素对音调高低的影响时,应采用控制变量法。振动发声的频率跟发声体的形状、尺寸、材料和松紧程度等有关。
(1)弦乐器的音调高低取决于弦的粗细、长短和松紧程度。一般来说,弦乐的弦越细、越短、越紧,其发声时的音调越高。
(2)管乐音调的高低取决于发声的空气柱长短。一般来说,长空气柱振动发声的音调低,短空气柱振动发声的音调高。
(3)打击乐以鼓为例,鼓皮绷得越紧,振动得越快,音调越高。
2.探究影响响度大小的因素:声音的响度大小与物体振动的振幅有关。探究会利用控制变量法,改变物体振动的振幅。
声音的响度也就是声音的大小,响度是由物体振动振幅决定的,物体振动振幅越大,响度越大,也就是说声音越大。
【典题1】(2023·湖南娄底·中考真题)“双减”后,社团活动丰富多彩,校园更加活跃。如图是学生课后乐器表演的场景。下列关于声现象的说法正确的是( )
A.琴声是空气振动产生的
B.弹琵琶时改变手指按压弦的位置,是为了改变声音的音调
C.同学们掌声越大,掌声在空气中传播的速度就越快
D.优美的乐声一定不属于噪声
【变式1-1】(2022·湖南长沙·中考真题)翟志刚、王亚平、叶光富在中国空间站进行太空授课。关于他们的声音,下列说法正确的是( )
A.宇航员讲课的声音是由振动产生的
B.太空授课的声音以声波的形式传回地球
C.女宇航员的音调高是由于振幅大
D.分辨翟志刚和叶光富声音的主要依据是音调
►考向02 响度
【典题2】(2022·湖南衡阳·中考真题)古筝是我国传统的一种弦乐器,在2022年央视元宵节晚会上,神舟十三号航天员王亚平在空间站用古筝弹奏了一曲《茉莉花》,如图所示,关于王亚平的这次太空演出,下列说法正确的是( )
A.古筝发出声音是由琴弦的振动产生的
B.弹奏古筝时,手指越用力,发出声音的响度越小
C.人们能根据声音的音调分辨出古筝
D.古筝发出的声音是由空气直接传播到地球的
【变式2-1】(2016·湖南长沙·中考真题)2016年5月21日,长沙“橘洲音乐节”在洋湖湿地公园开唱,“情歌王子”张信哲的倾情演唱,引发现场数千观众大合唱。下列说法正确的是( )
A.歌声通过空气传入现场观众的耳朵
B.现场观众大合唱的声音比张信哲的声音传播速度更快
C.歌手通过麦克风来提高声音的音调
D.现场观众根据响度来识别不同的伴奏乐器
►考向03 音色
【典题3】(2024·湖南长沙·中考真题)龙年元宵晚会精彩纷呈,《春生潇湘》节目中不同的乐器合奏出美妙的音乐。观众分辨不同乐器的声音,主要是通过声音的( )
A.音调 B.响度 C.音色 D.声速
【变式3-1】(2020·湖南衡阳·中考真题)在剧院欣赏音乐时,小张跟小明讨论有关声现象,下列说法正确的是( )
A.凭音色可分辨发音乐器的种类
B.扬声器音量调大可提高音调
C.音乐声只能传递信息
D.剧院内墙壁上的蜂窝状材料是为了增强声音的反射
►考向04 声音的三特性对比
声音三特性辨析属于常考热点,其主要特点是对声现象的描述进行辨析。题型大多数以选择题形式出现,甚至有的考题单考声音三特性,多数选择题有一到两个选项考查三特性。
辨别声音三个特性的方法
明概念
响度指声音的强弱,音调指声音的高低,音色指声音的品质
知因素
声源的振幅影响声音的响度大小,声源振动的频率影响声音的音调,声源的材料、结构影响音色
晓听觉
响度的听觉的感觉是声音的大小,音调的听觉感觉是声音尖细或低沉,音色的听觉感觉是声音品质的差异
【典题4】(2023·湖南长沙·中考真题)我国的民族音乐源远流长,下列关于民族乐器说法正确的是( )
A.演奏古筝时琴弦振动发声
B.敲锣的力越大,锣声的音调越高
C.箫声与鼓声的音色相同
D.笛声在空气中的传播速度比琴声大
【变式4-1】(民族特色)(2022·湖南湘西·中考真题)湘西苗族鼓舞流传在湘西自治州境内的吉首、凤凰、泸溪、保靖、花垣和古丈等县市,每逢佳节,苗族同胞击鼓同庆,鼓声震天。这里描述的声音特征是指( )
A.响度 B.音调 C.音色 D.频率
题型三 声音的利用
►考向01 声音的利用辨析
声信息与声能量的判断技巧:在声的利用考题中,主要考察方向是声音传递信息、声音传递能量两个方面。一般来说,能为人们识别自然界和社会中不同事物而提供的“消息”,就是信息。如果某种事情需要通过一定的“力量”来完成,这种“力量”一般是能量。
声音传递信息常见的有:回声定位、医用“B”超、回声测距、无损探伤等;
声音传递能量主要有:超声波去除结石、超声去污、超声除尘、超声焊接、次声波武器等。
【典题1】关于声现象,下列说法中不正确的是( )
A.发声的物体在振动
B.物体振动越快发出声音的音调就越高
C中考期间考场周围禁止鸣笛,这是在传播过程中减弱噪声
D.医生用B超检查病人内脏,这是利用声音传递信息
【变式1-1】(2024·湖南·三模)为了凝心聚力,书写华章,初三年级进行了百日誓师大会,如图所示是同学们在体育馆宣誓,下列说法正确的是( )
A.宣誓的声音可以在真空传播
B.整齐划一的宣誓声鼓舞人心,说明声音可以传递信息
C.洪亮的宣誓声表明声音的音调很高
D.宣誓声越大,在空气中传播速度越快
►考向02 声音的利用常考热点
超声波与次声波的比较
超声波
次声波
特点
方向性好、能量密度大、易于获得较集中的声能
穿透能力强、传播过程中能量损失小
应用或危害
利用声呐探测海底深度、B超诊病、超声波探伤、击碎体内结石等
次声波检测海啸、地震等;穿透人体时,会使人体出现不适,甚至导致死亡
【典题2】(2023·广东佛山·三模)关于下列四个情景的说法不正确的是( )
A.图甲:发声扬声器旁的烛焰晃动,说明声音能传递能量
B.图乙:发声的音叉将乒乓球弹开,说明发声的物体在振动
C.图丙:不能听到真空罩中闹钟的闹铃声,说明声波的传播需要介质
D.图丁:八个玻璃瓶装不同高度的水,敲击它们时发出声音的音调相同
【变式2-1】(2024·湖南·三模)下列关于声现象的说法正确的是( )
A.“声纹门锁”是依据声音的音调来识别的
B.高速公路上安装隔音墙是在声源处减弱噪声
C.发声体振动的频率越高,响度越大
D.超声波清洗眼镜是利用了声波可以传递能量的性质
题型四 噪声的危害和控制
►考向01 噪声的概念
噪声污染也是环境污染的一种,在重视环境污染的今天,人们对噪声污染的重视程度越来越大,噪声治理也逐渐走进了我们的生活。为此,在中考中,有关噪声危害和控制的试题出现的频率呈逐年增加趋势。噪声危害和控制方面的试题主要集中在如何控制噪声和对噪声的认识两个方面。
对噪声的认识从以下方面理解:
(1)物理学角度:振动杂乱无章,波形图无规则的声音;
(2)环保角度:对人们的正常活动产生影响的声音;
(3)乐音可能成为噪声,但噪声永远不会成为乐音。
【典题1】(2024·湖南长沙·模拟预测)如图所示,古筝是中华民族古老的民族乐器,下列对古筝演奏的相关描述正确的是( )
A.优美动听的琴声一定不是噪声 B.用力拨动琴弦是为了提高声音的音调
C.琴声越响,在空气中的传播速度越快 D.演奏者听到的琴声是通过空气传播到耳中的
【变式1-1】(跨学科)(2024·山西·一模)白居易的《琵琶行》中“曲终收拨当心画,四弦一声如裂帛”是对琵琶声的形象描述。下列对琵琶弹奏中涉及的声学知识描述正确的是( )
A.琵琶声的音调越高,在空气中的传播速度越快
B.用力拨动琵琶弦,可以增大琵琶声的响度
C.琵琶声引起了诗人的共鸣,说明声音可以传递能量
D.琵琶弹奏时优美动听的琵琶声一定不会成为噪声
►考向02 控制噪声
【典题2】(新素材)(2024·湖南长沙·二模)2024浏阳市周末焰火秀于4月5日20:00在浏阳天空剧院进行,整台晚会分四个乐章,每个乐章都有精彩的文艺表演,大型焰火燃放表演。让观众眼前一亮,其中都蕴含着丰富的声学、光学知识,下列理解正确的是( )
A.舞台上的灯有时同时亮同时灭,是因为这些灯一定都是串联的
B.音乐中的不同乐器发声,可通过音调来区分的
C.远处的观众先看到了绚烂的色彩,后听到了烟花声音,这是因为声速比光速快
D.现场烟花绚烂喧嚣热闹,观众席的家长帮小孩捂住耳朵,是为了在人耳处减弱噪声
【变式2-1】(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
分层训练·巩固提升
基础巩固
一、单选题
1.在学校周边装有图甲所示的监测设备和图乙所示的交通标志。下列说法正确的是( )
A.图甲的监测设备具有控制噪声的功能
B.图乙的交通标志是在传播过程中减弱
C.汽车喇叭振动的频率越快,发出的声音响度越大
D.图甲监测设备显示屏中的数据描述的是噪声的响度
2.遛狗伤人事故时有发生,超声驱狗器应运而生。对着狗一按驱狗器开关,狗会迅速躲开,而旁边的人什么也没听见。这是因为驱狗器发出的声音( )
A.声源振幅小,响度小 B.不能够在空气中传播
C.频率不为人耳所感知 D.不是由于振动产生的
3.轻敲和重敲同一面鼓,两次发出的声音,不同的是( )
A.音调 B.频率 C.音色 D.响度
4.美丽的蝴蝶在飞行时每秒振翅5~6次,我们听不到蝴蝶飞行时的声音,但是讨厌的蚊子总是嗡嗡地飞来飞去。下列说法正确的是( )
A.蝴蝶飞行时,发出的是超声波,人耳听不到
B.蚊子飞行时翅膀振动发声响度比蝴蝶飞行时翅膀振动发声响度大,所以能被人听到
C.蝴蝶飞行时振动翅膀所发出的是次声波,所以不能被人耳听到
D.蚊子飞行时发出的声音的频率高于20000Hz
5.利用声级传感器接收声音,将声音信号传到计算机上,屏幕上显示的声波的波形图,如下图所示下列说法正确的是( )
A.甲、丙两种声音的音调相同
B.同种介质相同温度下,四种声音的传播速度相同
C.乙、丙两种声音的响度相同
D.丙、丁声音的音色相同
6.音叉发声的时候用手握住音叉,音叉声就消失了,这是因为( )
A.手吸收了声音 B.音叉停止振动
C.手反射了声音 D.手不能传播声音
二、填空题
7.(新科技)如图所示是一新款智能音箱,它可以和“主人”进行语音交流,接收“主人”指令,播放音乐,播报天气,还具有模仿父母的 (选填“音调”“响度”或“音色”)讲故事哄娃入睡的功能;在它上面放一些碎纸屑,它发出声音时纸屑跳动,这说明声音是由物体的 产生的。
8.(安全教育)发生地震被困在废墟中时,被困人员通过敲击水管发出求救信号,是因为 (选填“固体”或“气体”)传声效果较好,如果音乐家贝多芬耳聋后给他配备如图所示的骨传导耳机声音可以通过 (选填“耳骨”或“空气”)传至他的听神经。
9.如图所示,经古筝家娄树华的加工,《渔舟唱晚》这首古筝曲得到了广泛的流传,久演不衰。优美的古筝声是由它的弦 产生的;人们是通过 (选填“音调”“响度”或“音色”)来区分古筝声与笛声的。
三、作图题
10.如图所示,根据给出的某一声音波形图,请在图中画出音调是它原来2倍波形图和响度是它原来一半波形图。
四、实验题
11.(核心素养)在探究声音的产生与传播时,小明和小华一起做了下面的实验:
(1)如图甲所示,用悬挂着的乒乓球接触正在发声的音叉,可观察到 ,它说明了声音是由 产生的;
(2)如图乙所示,敲响右边的音叉,左边完全相同的音叉也会发声,并且把乒乓球弹起,该实验能说明 可以传声,在月球上做此实验 (选填“能”或“不能”)看到乒乓球弹起;
(3)如图丙所示,把正在响铃的闹钟放在玻璃罩内,逐渐抽出其中的空气,所听到的声音将会逐渐 。(选填“减弱”或“增强”)
12.小华和小兰在探究“声音的产生与传播”。
(1)如图甲所示,正在发声的音叉将悬挂着的乒乓球反复弹开,说明声音是由物体 产生的;此时人听到的声音是由 传递的;
(2)如图乙所示,敲响右边的音叉,左边完全相同的音叉也会发声并把乒乓球弹起,说明空气可以传声;若将乙装置搬上月球实验,则乒乓球 (选填“能”或“不能”)被弹起;
(3)如图丙所示,抽气机不断向罩外抽气的过程中,罩内音乐播放器的声音会越来越小,进一步推理得出: 不能传声。
13.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 ;
(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 ;
材料
聚酯棉
海绵
距离/m
l
2
3
l
2
3
A/dB
54.3
49.1
46.6
61.7
55.8
53.4
(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.入边听声音边后退,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。
能力提升
一、单选题
1.(传统乐器)编钟是我国古代重要的打击乐器,历史悠久,1978年湖北随县出土的战国曾侯乙编钟,气势恢宏,体现了中国先秦礼乐文明和青铜器铸造技术的极高水平,下列说法正确的是( )
A.用同一力度敲击大小不同编钟时,编钟振动的频率不同,音调不同
B.用大小不同的力敲击编钟,所用的力越大,编钟发出的声音的音调越高
C.编钟发出的声音和其他乐器的不同,是因为声音的音调不同
D.编钟所发出的声音在空气中传播速度一定为340m/s
2.热映电影《只此青绿》以古琴音作为主导乐音,既清古又超逸。关于《只此青绿》中的声现象,下列说法正确的是( )
A.古琴发出的声音是通过空气振动产生的
B. 现场观众听到的古琴音主要是通过空气传入耳朵的
C.弹古琴时,手在同一位置用大小不同的力拨弦,目的是改变发出声音的音调
D.调节古琴琴弦的松紧程度,主要目的是改变发出声音的响度
3.下列有关声音的特性,说法正确的是( )
A.甲图中钢尺伸出桌面长度越长,拨动它时发出的声音的音调越高
B.乙图中用相同大小的力敲击不同水量的瓶子,从左到右音调变低
C.丙图中改变吸管中的空气柱的长度可以改变声音的音色
D.丁图中改变用力的大小敲击鼓面可改变其振动幅度
4.(从生活走向物理)如图所示,图a是在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,根据发出和接收到的信号间的时间差,测出被测的物体的速度;图b中P1、P2是测速仪发出的超声波信号,n1、n2分别是P1、P2由汽车反射回来测速仪收到的信号。设测速仪匀速扫描,P1、P2之间的时间间隔为T,超声波在空气中传播的速度是v,若汽车是匀速行驶的,则根据图a、b分析可知,下列说法正确的是( )
A.汽车第一次反射信号时距离测速仪的距离为
B.汽车第二次反射信号时距离测速仪的距离为
C.汽车反射两次信号的时间间隔为T
D.汽车的速度为
5.一辆匀速行驶的高速列车,车头在B处鸣笛后,在时刻位于车头的司机听到正前方隧道入口A处山崖反射回来的回声,再过一段时间,在时刻司机也到达隧道口。车、声音的位置与时间关系如图所示,图中,声音在空气中速度为340m/s,由图可知下列判断不正确的是( )
A.列车的速度为68m/s
B.由图像可知,为1︰3
C.司机听到回声时,声音通过的路程是列车的5倍
D.如果列车的速度加快,则
6.甲的耳朵贴在铁轨上,在相距一百米的铁轨的另一端,乙用铁锤敲一下铁轨,则甲将听到(通常人耳分辨两个声音的时间间隔需大于0.1s,声音在铁轨中传播速度为5200m/s)( )
A.一次敲击声,是由铁轨和空气同时传来的
B.两次敲击声,第一次是铁轨传来的,第二次是空气传来的
C.两次敲击声,第一次是空气传来的,第二次是铁轨传来的
D.以上三种情况都有可能
二、填空题
7.小杨为了进一步研究声音的三特性,他找来了大小不同的两个音叉、示波器做探究实验。他把不同的声音通入示波器,得到如图所示的三个波形图,其中可能是来自同一音叉的是 两图,从波形图上可以看出二者的区别是声音的 不同。甲、乙、丙三图中来自小音叉的图像是 。
8.(课程思政)2022年8月上旬,中国人民解放军在台海军演时,我方一艘潜艇静止在水面下,其正前方4.1km处有一艘不明潜艇驶来。已知声呐系统发出超声波后,经过5.4s听到回声,海水中声音的传播速度是1500m/s。
(1)在此情况下,我们是利用超声波能够传递 (填“信息”“能量”)来发现不明潜艇的;
(2)不明潜艇的行驶速度 ?(保留一位小数)
(3)我潜艇收到回声时与不明潜艇的距离 ?
(4)我潜艇收到回声后马上向不停驶来的不明潜艇发射鱼雷,鱼雷的速度为360km/h,问多久后可以命中不明潜艇 ?(保留一位小数)
9.超声波测速仪是有效地监控汽车行驶速度的仪器,其工作原理如图所示。当小汽车进入监控区域时,测速仪向汽车发出超声波,超声波经汽车反射后又被测速仪接收。已知测速仪每隔2.6s发出一次信号,当一辆匀速行驶的小汽车进入测控区时,测速仪第一次从发出信号到接收到信号整个过程用时0.6s,第二次从发出信号到接收到信号整个过程用时04s。已知超声波的传播速度为340m/s。则:当汽车第一次反射信号时距测速仪有 m,这辆小汽车的速度为 m/s。
三、实验题
10.小明想比较几种材料(衣服、锡箔纸、泡沫塑料)的隔音性能,现有器材:音叉、闹钟、鞋盒。则在本实验中适合作声源的是 ;
小明设想了两种实验方案:
方案A:让人站在距鞋盒一定距离处,比较所听见声音的响度;
方案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;你认为最佳的方案是 ;
实验中小明记录实验数据及现象如下表,则待测材料隔声性能最好的是 。
材料
衣服
锡箔纸
泡沫
距离/m
1.2
0.8
0.5
响度
较响
较响
弱
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