专题02 声现象 (讲义)-【上好课】2025年中考物理一轮复习讲练测(山东专用)
2025-01-03
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精品
内容正文:
专题02 声现象(1~3)
01考情透视·目标导航
02知识导图·思维引航
03考点突破·考法探究
考点一 声音的产生与传播
考点二 声音的特性
实验01 探究影响音调高低的因素
实验02 探究影响响度大小的因素
考点三 声音的利用
考点四 噪声及其控制
04解题方法·技巧点拨
05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
►考向02 声音的传播
►考向03 声速及其计算
题型二 声音的特性
►考向01 声音三特性辨析
►考向02 探究影响音调高低的因素
►考向03 探究影响响度大小的因素
题型三 声音的利用
►考向01 声音传递信息与传递能量的辨析
►考向02 超声波、次声波及其应用
题型四 噪声及其控制
►考向01 噪声与乐音
►考向02 噪声控制
06分层训练·巩固提升
► 基础巩固
► 能力提升
考点要求
课标要求
命题预测
声音的产生与传播
· 通过实验探究,初步认识声音的产生与传播的条件;
《声现象》是最简单也是中考必考的内容,尤其是声音的产生和传播、声音的特征、噪声的危害和控制、声音的应用、超声波、次声波等,每年中考必考。考题往往以选择题(单选较多)、填空题、简答题的形式出现,分值一般为2分。虽然分值不高,但,是最容易得分的考题。考查情景主要是学生生活中已有的感性认识和课堂上观察或总结出的规律,需要在理解的基础上准确把握,这里注意超声波、次声波与电磁波的区别。
声音的特性
· 了解声音的特性
声音的应用
· 了解现代技术中与声有关的应用,如超声波、次声波在现代技术中的简单应用等
噪声及其防治
· 了解防治噪声的途径
考点一 声音的产生与传播
一、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做声源。
(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.确定声源:弦乐是琴弦的振动产生的;管乐是空气柱的振动产生的;打击乐是由被打击乐器的振动产生的等。
对声源的理解:①声源可以是固体,也可以是液体和气体。如“风声雨声读书声”,其中的“风声”、“雨声”、“读书声”分别是由气体(空气)、液体(水)、固体(声带)振动发出的声音,此时,空气、水、声带就是声源。②只有正在发生的物体才能叫声源。一个能够发声但没有发声的物体不能称为声源。
4.探究声音的产生
(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)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。
(4)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。
(5)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。
(6)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。
(7)正在发声的音箱:用手按住音箱的纸盆,感觉到纸盆在振动。
二、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)声音可以在固体、液体和气体中传播,但不能在真空中传播。
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。
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。
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。
1.(多选)(2024·山东济南·一模)下列诗句情景中有关声现象的分析正确的是( )
A.《琵琶行》中有诗句“转轴拨弦三两声”,琵琶发出的声音是由琴弦振动产生的
B.《赠汪伦》中有诗句“忽闻岸上踏歌声”,听到的歌声是通过空气传播的
C.《春夜洛城闻笛》中有诗句“此夜曲中闻折柳,何人不起故园情”,传来的《折柳曲》能唤起人们的思乡之情,说明声音能传递能量
D.《枫桥夜泊》中有诗句“夜半钟声到客船”,钟声是根据声音的音色辨别的
2.【新情景】(2024·山东临沂·中考真题)5月25日,2024年全国科技活动周正式启动,临沂市部分学校开展了人工智能进校园活动。如图所示,同学们与智能机器人交流互动时,机器人的声音( )
A.不是由振动产生的 B.不能在真空中传播
C.在气体中传播得最快 D.音调的高低与振幅有关
考点二 声音的特性
一、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.探究影响音调高低的因素
(1)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。
(2)探究弦乐器(二胡)、管乐器(笛子)、打击乐器的音调影响因素。
二、响度
1.响度:物理学中,声音的强度(大小)叫响度。
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,产生声音的响度大;发声体振动的幅度越小,产生声音的响度越小。
(2)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.探究影响响度大小的因素
(1)与振幅的关系。
(2)与声源的距离远近有关。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)与是否集中于一个方向上传播有关。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;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。
三、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因素不同。
(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。
1.生活中声音的“高”、“低”: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.音调、响度和音色之间的区别:
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
3.(2024·山东枣庄·中考真题)2024年5月2日,星耀枣庄,传奇绽放——“时光演唱会”在我市体育馆举行。歌手美妙的歌声穿越体育馆的上空。有关歌声说法正确的是( )
A.歌声是由声带振动产生的 B.歌声的传播不需要介质
C.歌声在空气中的传播速度是m/s D.不同歌手发出声音的音色相同
4.(2024·山东泰安·中考真题)关于声现象,下列说法正确的是( )
A.声音是由物体的振动产生的 B.植树造林可以防止噪声产生
C.发声体的振幅越大,音调越高 D.“闻其声知其人”是根据声音的响度区分的
考点三 声音的应用
一、人耳听不见的声音
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,频率超出一定范围的声音称之为人耳听不见的声音。人耳听不见的声音有超声波和次声波。
1.超声波:
(1)定义:振动频率高于20000Hz的声音叫超声波;
(2)超声波的特点:方向性好、穿透能力强、易于获得较集中的声能等;
(3)超声波的应用:医学上的B超、超声测距(声呐)、超声波清洗、超声波焊接等。
2.次声波:
(1)定义:振动频率低于20Hz的声音叫次声波;
(2)次声波的特点:能绕过障碍物、传播距离远、声能较集中等;
(3)次声波的应用:地震预警、台风监测、次声武器等;
3.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。
4.超声波和次声波的相同点
(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。
二、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(回声测距)
(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。
2.医用B超
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
工业上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
声音的特点
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
三、声音传递能量
1.实验探究——声波能传递能量
(1)探究过程:如图所示,将音箱对准火焰,播放音乐。
(2)实验现象:观察到火焰随音乐“舞动”。
(3)实验结论:声音能传递能量。
2.医疗:医生利用超声波碎石机去除病人体内的结石。
3.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。
5.【原创】为了使学生有个安静的学习环境,我们在教学楼周围植树,这是在_____________减弱噪声(选填“声源处”、“传播过程中”或“人耳处”);外科医生常利用超声波振动除去人体内结石,这是利用了声波能传递______;监测员利用仪器接收__________,可以监测地震、台风位置,这是利用了声波能传递______。
6.【新情景】(2024·山东临沂·中考真题)2024年4月26日05时04分,神舟十七号航天员乘组打开“家门”,欢迎神舟十八号航天员乘组入驻“天宫”,并拍下“全家福”(如图)向全国人民报平安。“全家福”传回地面利用的是( )
A.电磁波 B.超声波 C.次声波 D.红外线
考点四 噪声及其控制
一、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.乐音和噪声辨析
乐音
噪声
区别
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
4.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。
5.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。
(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
6.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。
二、控制噪声
噪声一些人们的身心健康,是当今社会的四大公害之一,因此控制噪声非常重要。控制噪声一般从防止噪声的产生、阻断噪声的传播、防止噪声进入耳朵这三个方面着手。
1.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;如:在声源处加防护罩、在内然机或摩托车排气管处加消声器。
2.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;如:在马路和住宅间设立屏障或植树造林。
3.在接收处(人耳处)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。
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。
8.(2024·山东济南·中考真题)下列措施是在噪声的传播环节减弱噪声的是( )
A.午休时佩戴防噪声耳塞 B.学校附近禁止汽车鸣笛
C.图书馆内不得大声喧哗 D.高架道路两旁的隔音墙
9.(2024·山东济南·一模)动车组轨道用的是超长无缝钢轨,可以避免轮与轨之间的缝隙碰撞发声,从而给乘客一个安静舒适的环境。下列实例中,减弱噪声的方法与之相同的是( )
A.摩托车上的消音器
B.路口的噪声监测仪
C.高架路上的隔音板
D.工厂里的降噪耳塞
1.探究声音产生原因实验中的科学方法。
(1)转换法:物理学中常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,观察鼓面振动时,鼓面的振动不易观察到,我们可以在鼓面上撒些碎纸屑或泡沫颗粒,鼓面振动时会引起纸屑或泡沫颗粒的跳动,由此可由纸屑或泡沫颗粒是否跳动来反映鼓面是否在振动。
放大法: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。
(2)比较法:比较法有利于概念的记忆和对现象的归纳总结。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。
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
(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。
2.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
3.探究影响因素实验中的控制变量法。
1、探究影响音调的高低的因素,可采用控制变量法。音调的高低可能与多个因素有关,故探究某个因素对音调高低的影响时,应当控制其他影响因素不变,探究该因素对音调高低的影响,最后再综合分析音调高低与各个因素之间的关系。
声源振动的频率越高,其音调越高,而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)管乐器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)打击乐器以鼓为例,鼓皮绷得越紧,振动得越快,音调越高。
(4)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。
2、探究声音的响度大小与哪些因素有关,可采用控制变量法。声音的响度大小可能与声源振动的振幅、距离声源的距离、是否集中于一个方向上传播有关。声音的响度也就是声音的大小,改变物体振动的振幅,响度也就发生变化。物体振动振幅越大,响度越大,也就是说声音越大。
4.声信息与声能量的理解。
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。
题型一 声音的产生和传播
►考向01 声音的产生
1.【新情景】贵州省盘州市水塘镇丹霞山上的护国寺,始建于万历年间,是贵州省佛教界重要的佛事活动中心。周末,同学们结伴前去游玩。在敲响寺内一口大铁钟时,有同学发现,停止对大铁钟撞击后,大铁钟“余音未止”,其根本原因是( )。
A.钟声的回声仍在回荡 B.钟还在振动
C.钟停止振动,空气还在振动 D.人的听觉发生了“延长”
2.(2024·山西晋中·一模)如图是我国最早的乐器之一“埙”,吹奏时能发出宫、商、角、徵、羽五音,相当于现在的do、re、mi、sol、la。关于吹埙发出的声音,下列说法正确的是( )
A.主要是由埙内空气的振动产生的
B.只能通过空气传播进入人耳
C.宫、商、角、徵、羽的五音是指声音的音色
D.埙的声音在真空中的传播速度为340m/s
►考向02 声音的传播
3.(2024·江苏常州·中考真题)如图所示,将点燃的蜡烛放在发声喇叭前方,可以看到烛焰随着声音晃动,喇叭的纸盆由于 产生声音,声音通过 传播到烛焰处,烛焰晃动说明声音具有 。
4.(2024·山东菏泽·中考真题)课堂上有关声现象的描述,下列说法错误的是( )
A.老师讲课的声音是由声带振动产生的 B.通过音色就能判断是哪位同学在回答问题
C.老师讲课的声音可以在真空中传播 D.同学回答问题时,声音洪亮说明响度大
►考向03 声速及其计算
5.(2024·山东滨州·改编)外科医生利用超声波可以除去病人体内的结石,这是利用了声波能传递 。利用声波还能测距,在15℃的空气中,声音每秒传播的距离约为340米,若你面对山谷喊叫,经过6秒后听到回声,则你离山的距离约为 米。小亮看到闪电后3秒才听到雷声,说明光传播的速度 声音传播的速度(选填“>”、“=”或“<”)。
6.(2023·菏泽)某中学运动会男子400米比赛时,发令员在起跑线后方某处,运动员在各自赛道的起点处等待发令,如图所示。发令枪响同时有闪光,下列判断正确的是( )
A. 枪声不是振动产生的;
B. 运动员中在第8赛道的听到枪声最晚;
C. 枪声和闪光都是依靠空气传播的;
D. 发令员戴耳塞是在声源处减弱噪声
7.【回声测距】声音在空气中速度是340m/s,如果我们对着一座高山呼喊,经过2s后听到回声,那么我们可以断定( )。
A.高山距我们680m B.高山距我们340m
C.高山距我们170m D.高山距我们17m
题型二 声音的特性
►考向01 声音三特性的辨析
1.【新情景】如图所示,目前声纹锁在门禁系统得到很好的应用,实现了传说中“芝麻开门”的神话。 声纹锁辨别声音主要依据的是( )。
A.音调 B.响度 C.音色 D.频率
2.(2024·山东威海·中考真题)如图所示,敲击音叉A,音叉B将乒乓球弹起,下列说法错误的是( )
A.A、B之间的空气可以传递能量
B.A、B之间的空气与音叉发生了相互作用
C.用大小不同的力敲击音叉A,音叉A发出声音的音色会变化
D.若在宇航员生活的空间站内做此实验,乒乓球依然可以弹起来
►考向02 探究影响音调高低的因素
3.【身边小实验】如图所示,将一把钢尺紧按在桌面上,一端伸出桌边,拨动钢尺,听它振动发出的声音。若增加钢尺伸出桌面的长度,则听到的声音( )。
A. 频率不变,音调变高 B. 频率变高,音调变低
C. 频率变低,音调变高 D. 频率变低,音调变低
4.【身边小实验】绷紧在纸盒上的两条橡皮筋,粗细不同(如图),用手拨动橡皮筋可发出声音。下列说法正确的是( )。
A. 拨动橡皮筋发出的声音,不是振动产生的;
B. 手拨动越快,橡皮筋发出的声音传播越快;
C. 拨动两条橡皮筋,发出声音的响度一定不同;
D. 拨动不同橡皮筋,可探究音调与振动频率的关系
►考向03 探究影响响度大小的因素
5.(2024·山东淄博·一模)声音对我们来说再熟悉不过了,下列关于声现象的描述和分析,正确的是( )
A.甲、乙音叉的形状差不多,分别标有“”、“”字样,先后用相同的力度敲击它们,甲、乙两音叉相比甲响度小
B.编钟是我国春秋战国时代的乐器,敲击大小不同的编钟可以改变音调
C.“闻其声而知其人”,主要是因为不同的人产生声音的音调不同
D.“山东舰”航母上的起飞引导员佩戴有耳罩的头盔,这是在传播过程中减弱噪声
6.(2024·山东济宁·二模)关于神舟十八号宇航员在空间站谈话时的声音,下列说法正确的是( )
A.空间站内声音的传播速度为3×108m/s
B.航天员的声音可以通过超声波传回地球
C.在空间站内,叶光富可根据音色判断说话的是哪位宇航员
D.回看谈话场景,用二倍速播放时声音变尖是因为改变了声音的响度
7.【新考法】在“小实验、小制作”比赛活动中,物理兴趣小组利用身边的小玻璃瓶、单孔橡皮塞、两端开口的透明吸管、水,展示了如下实验。
(1)“敲击实验”。如图甲,用笔杆敲击使空玻璃瓶发生___________,产生声音,加大敲击的力量,声音的___________(选填“音调”“响度”或“音色”)发生了改变;
(2)自制温度计。如图乙,将玻璃瓶放入热水中,观察到吸管中的液面___________(选填“上升”“下降”或“不变”),验证了温度计是根据液体___________的规律制成的;
(3)自制水气压计。如图丙,提着瓶子从一楼走到四楼,观察到吸管中的液面上升,说明了大气压强随海拔高度升高而___________(选填“增大”“减小”或“不变”);
(4)自制“喷雾器”,如图丁,往B管中吹气,可以看到A管中的液面___________(选填“上升”“下降”或“不变”),这表明,在气体中,流速越大的位置压强___________(选填“越大”“越小”或“不变”)。
题型三 声音的应用
►考向01 声音传递信息和传递能量的辨析
1.(2024·山东聊城·中考真题)下列和声现象有关的情景,说法正确的是( )
A.甲情景,声音由物体振动产生,只要物体振动人耳就能听到声音
B.乙情景,古筝演奏中拨动不同琴弦时发出声音的音色不同
C.丙情景,利用超声波可以清洗眼镜,说明声波能传递能量
D.丁情景,航空母舰上的起飞引导员佩戴耳罩是为了防止噪声产生
2.(2024·山东青岛·模拟)有一种随身携带的“声波盒”,它利用47000Hz超声波使液体高频振动产生无数微小的气泡,再立即使其破裂,这个短暂的过程,会产生强烈冲击力,将物体表面的污渍、油脂撞击、剥离下来,达到高效清洁的目的。下列说法正确的是( )
A.超声波不是由物体振动产生的
B.利用超声波清洗物品说明声波具有能量
C.超声波只能在固体、空气和水中传播
D.超声波和人耳可听到的声波在同种情况下传播的速度不同
考向02 超声波、次声波及其应用
3.【国防力量】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
4.(多选)(2024·山东临沂·模拟)关于声的应用,下列说法正确的是( )
A.声波能够传递能量,外科医生利用超声波振动击碎人体内结石
B.超声波和次声波已被广泛应用,是因为它们不会对人体造成损害
C.利用台风产生的次声波判断台风的风向和位置,使航船及早躲到安全区
D.中医诊病通过“望、闻、问、切”四个途径,其中“闻”是利用声音获得身体各方面的能量的
题型四 噪声及其控制
►考向01 噪声与乐音
1.(2024·山东临沂·一模)临沂启阳国际机场是山东省第一个民用航空机场,满足了人们个性化、多样化的出行需求,同时,飞机的频繁起降也带来了一定的噪声污染。下列说法正确的是( )
A.发动机的轰鸣声不是振动产生的 B.轰鸣声通过空气传入居民耳中
C.轰鸣声很大是因为音调较高 D.关闭门窗可以在声源处减弱噪声
2.【新考法】噪声监测器在对环境声音的监测中,可以提供声音的部分参数以便采取相关措施。监测器测出的甲、乙两种声音的特性如下表,分析表中数据可知( )。
声音
声音强弱的等级/dB
频率/Hz
甲
50
2000
乙
90
500
A.甲、乙两种声音一定都属于噪声;
B.甲的频率高,是超声波,能够在真空中传播;
C.在监测器处,甲的响度小于乙的响度;
D.甲每秒的振动次数小于乙每秒的振动次数
►考向02 噪声控制
1.(2024·山东济南·二模)下列四个选项中的方法都可以有效地减弱噪声,其中在声源处减弱噪声的是( )
A.在高架路两旁建隔音墙 B.房间墙壁上使用吸音材料
C.在住宅区附近禁鸣喇叭 D.在道路两旁种植花草树木
2.(2024·山东滨州·一模)下列关于声现象的描述和分析,正确的是( )
A.图甲:敲鼓发出的声音是由鼓槌的振动产生的
B.图乙:用不同力度拨动直尺发出声音的音调不同
C.图丙:悬挂的乒乓球接触正在发声的音叉被弹开,说明声音可以传递能量
D.图丁:北京动物园的“隔音蛟龙”作用是在传播过程中控制噪声的
基础巩固
一、单选题
1.【新思路】以下情景中,不能产生声音的是( )。
A.被敲击的水瓶 B.真空罩中响铃的闹钟
C.振翅飞行的蝴蝶 D.关闭的收音机
2.如图所示,用悬挂着的乒乓球接触正在发声的音叉,乒乓球会多次被弹开。这个实验是用来探究( )。
A.声音产生的原因 B.声音的传播是否需要介质
C.声速是否与介质有关 D.声音的传播是否需要时间
3.(2024·山东临沂·一模)2024年3月25日,小郯同学所在班级复习了八年级物理第10章《机械与人》,下列说法正确的是( )
A.老师的声音是由空气的振动产生的
B.15℃时,老师的声音是以340m/s的速度传播
C.同学们能根据音调辨别出老师的声音
D.同学们听到老师的声音很大是因为他的音调很高
4.如图所示,小刚在艺术节上用吉他弹奏优美的乐曲.对于吉他发出的声音,下列说法正确的是( )。
A.乐曲的声音是通过空气传入人耳的;
B.变换手指按压弦的位置可以改变声音的响度;
C.用力拨动吉他弦可以提高声音的音调;
D.拨动不同的吉他弦可以改变吉他的音色
5.(新考向)如图所示是在其他条件相同时不同的声音信号输入示波器时显示的波形图,下列说法正确的是( )。
A.甲、丁的音调相同、响度不同 B.甲、丙的音调相同、响度相同
C.甲、乙的音色相同、音调不同 D.丙、丁的响度相同、音调不同
6.下列各图描述的实验中,说法不正确的是( )。
A. 发声的音叉激起水花,说明声是由物体的振动产生的;
B. 音叉发出的声音越响,乒乓球被弹开的越远,说明音调与物体振幅有关;
C. 用相同大小的力拨动钢尺,当钢尺伸出桌边的长度变短,振动时声音的音调变高;
D. 抽取玻璃罩内的空气,听到罩内的音乐声逐渐变小,推理出:真空不能传声
7.下列关于声音的利用,与其他三项不同的是( )。
A. 超声波清洗眼镜 B. 收听广播
C. 倒车雷达 D. 大象间的交流
8.(新考法)英国科学家切断番茄植株的茎,用人耳倾听没有引起任何听觉。但在靠近茎的切口处放置录音机录音,然后用超大音量、超低速度播放,居然能清晰地听到“尖叫”声。这说明,番茄植株遭受伤害后,会发出( )。
A.响度很小的超声 B.响度很大的超声 C.响度很小的次声 D.响度很大的次声
9.(2024·山东菏泽·二模)排箫是中国的传统乐器,它由长短不同的竹管组成。下列说法不正确的是( )
A.排箫声是由竹管的振动产生
B.长竹管发出的声音一定比短竹管的音调低
C.用力吹气是为了提高声音的响度
D.聆听乐曲时能区分排箫声和笛子声是依据音色的不同
10.【新考法】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
二、填空题
11.(传统文化)古诗词是我国的文化瑰宝,很多诗句里蕴含着物理知识。例如“夜半钟声到客船”中的“钟声”是根据声音的______判断出来的:唐代诗人白居易的《琵琶行》中的诗句:“转轴拨弦三两声,未成曲调先有情”从物理学的角度来看,弹琴之前“转轴”是为了改变弦的松紧程度,从而改变弦发声的______;“小弦切切如私语”是指声音的______小。(均选填“音调”“响度”或“音色”)
12.如图所示是河南博物院镇院之宝8000多年前的贾湖骨笛,吹奏它时,若想使吹奏的声音音调更高,应用手指按压 (选填“靠近”或“远离”)嘴的孔,此时由于振动的 较短,音调较高。
13.【新情景】(2024·山东济南·一模)我国新型深远海综合科学考察船 “东方红3号”是全球最大的静音科考船。该船配有静音螺旋桨,其噪音控制指标已达到全球最高级别,当船行驶时,水下20米以外的鱼群都感觉不到。该船的静音螺旋桨是在声音的 (选填“产生”、“传播”、“接收”)环节来减弱噪声的;船上配备的声呐系统可利用 (选填“超声波”、“次声波”、“电磁波”)探测海底地形、地貌。
14.2020年11月9日在新疆伊犁州巩留县发生了3.1级地震,震源深度13km,有些动物能比人提前感觉到,是因为它们能“听到”地震时伴随产生的 _____。蜜蜂1min振翅26400次,蝴蝶20s振翅120次,蚊子10s振翅6400次,其中音调最高的是 _____(选填“蜜蜂”、“蝴蝶”或“蚊子”)。人耳 _____(选填“能”、“不能”)听到蝴蝶振翅的声音。
15.【新考法】表中是某些介质的声速。
介质
v/(m/s)
介质
v/(m/s)
水(5℃)
1450
冰
3230
水(15℃)
1470
软橡胶(常温)
40﹣50
水(20℃)
1480
软木
500
海水(25℃)
1531
铁
5200
(1)分析表格的信息,推断声速大小可能和哪些因素有关:声速的大小跟 ___________、___________有关(答两种即可)。
(2)设海水温度为25℃,在海面用超声测位仪向海底垂直发射声波,经过4s后收到回波,海水的深度是 ___________。
(3)如图甲,用竖直悬挂的泡沫塑料球接触发声的音叉时,泡沫塑料球被弹起,该现象说明 ___________。若用小锤分别重敲、轻敲与泡沫塑料球接触的音叉,会看到重敲音叉时,泡沫塑料球被弹起的幅度较 ___________,同时听到声音的 ___________(选填“音调”“响度”或“音色”)较大。
(4)如图乙,用小锤去敲打右边的音叉,左边的音叉也能发声,并把泡沫塑料球弹起,该实验能说明声波可以传递 ___________。
(5)如图丙所示是把音叉发出的声音输入到示波器上显示的波形,其中音调相同的是 ___________;响度相同的是 ___________。(均填写丙图中的序号)
三、实验题
16.小强同学在探究声音的产生与传播时,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,可观察到乒乓球被弹开,这说明了 ______ 。
(2)如图乙所示,将正在响铃的闹钟放在玻璃罩内,逐渐抽出其中的空气,将听到响铃的声音 ______ ,并由此推理可以得出 ______ 不能传声。
(3)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,说明水可以 ______ 。
17.小华在观察弦乐团演奏时猜想,在弦张紧程度相同的条件下,发声的音调高低还可能与弦的粗细、长短及弦的材料有关。于是他找来了各种不同的琴弦,设计探究实验,琴弦的编号及材料、长度、横截面积情况如表所示:
(1)如果想探究发声时音调与弦的粗细的关系,应选用表中编号为___________和___________的琴弦。
编号
弦的材料
长度/㎝
横截面积/mm2
①
钢
30
0.3
②
钢
30
0.6
③
尼龙丝
40
0.5
④
铜
50
0.5
⑤
尼龙丝
50
0.5
(2)通过查询资料,小华知道琴弦的振动频率与琴弦长度的关系如图所示。如果小华的实验无误,则可确定的是编号为___________的琴弦一定比编号为___________的琴弦振动时音调低。
四、综合题
18.回声是由声波在传播过程中遇到障碍物反射回来而形成的,当障碍物离声源较远时,发出的声音经过较长时间(大于0.1s)再回到耳畔,我们才能把回声与原声区别开来;当障碍物离声源较近时,声波很快就反射回来了,人们就不能区分回声与原声,只能听到一种比较响亮的声音。求:(声音在空气中传播的速度为340m/s)
(1)要听到自己的回声,人发声时离障碍物至少要多远?
(2)用回声可以帮助船只测量水深,因此在海洋和江河的考察船上都装有声呐。如果声音在水中的传播速度为1500m/s,考察船上的声呐发出声音1.2s后接收到了回声,这里的水深为多少?
19.【新情景】科普阅读题:超声波测距
在日常生活,生产中,我们通常用刻度尺、卷尺等工具来测量物体的长度。在工业生产和科学研究中,还会用到其他一些技术来测量距离,如超声波测距等。超声波在空气中的传播速度约为340m/s。超声波的指向性强,在空气中传播的距离较远,因而经常用于距离的测量、汽车倒车防撞、智能机器人等领域。超声波距原理如图所示。发射器向某一方向发射超声波,在发射的同时开始计时。超声波传时到障碍物会被反射,接收器收到反射波就停止计时。根据计时器记录的时间t,仪器自动计算出发射点与障碍物之间的距度。如果障碍物是运动的物体,超声波测量仪还可以测出物体移动的速度。请根据上述材料,回答下列问题:
(1)由于超声波具有 的特点,使其在空气中传播的距离较远,因而经常用于距离的测量,汽车倒车防撞,智能机器人等领域;
(2)上述材料主要阐述了 ;
A.超声波能传递信息 B.超声波具有能量
(3)若计时器记录的时间t为0.4s;则发射点与障碍物之间的距离约为 m;
(4)超声波被广泛应用在实际生活中,除文中提到的实例外,请你再列举一个具体实例。 。
能力提升
1.(2024·山东日照·中考真题)下列关于声现象的分析,正确的是( )
A.小明回答问题时声音洪亮,是由于小明的声带振动得快
B.音乐老师能够分辨钢琴和长笛发出的C调,是由于它们的音色不同
C.蝙蝠夜间能够精准确认目标,是利用次声波的反射确定目标位置
D.厂房外面安装玻璃隔音板降低噪声,是由于玻璃不能传播声音
2.如图是一种便携式“声波盒”,工作时可以产生48000Hz的“高频波”使液体振动,从而将放入盒中的物体清洗干净。关于该“高频波”下列说法正确的是( )。
A. 它在15°C空气中的传播速度约为340m/s;
B. 它可以在真空中传播;
C. 人耳能够听见它;
D. 它不是由物体振动产生的
3.图甲是一手工艺品,由竹筒(A、B两端开口,C处开一小口)和“活塞”组成,将活塞从B处塞入,在A处吹气并来回拉动“活塞”能发出悦耳的哨音,如图乙所示,下列说法正确的是( )。
A.哨音在真空中也能传播;
B.哨音是由筒内空气振动产生的;
C.换用更大的力吹气改变了哨音的音调;
D.吹气时来回拉动“活塞”改变了哨音的响度
4.(多选)(2024·山东济南·二模)关于以下声学实验或现象的分析,正确的是( )
A.甲:将发声体悬挂而不直接放在底座上,可减弱固体传声对实验现象的影响
B.乙:用相同的力度拨动粗细不同的橡皮筋,所发出声音的音调不同
C.丙:摩托车的消声器、高架桥的隔音墙是在同一环节来减弱噪声的
D.丁:蝙蝠捕食、轮船通过声呐探测,均利用了“回声定位”的原理
5.(2024·山东东营·中考真题)医院经常用 (选填“红外线”或“紫外线”)灯灭菌;利用超声波排除人体内的结石,是利用声波能传递 (选填“信息”或“能量”)的性质。
6. (2024·山东青岛·二模)邯郸舰是中国自行研制的新型导弹护卫舰,具有较强的反潜、远程警戒和防空作战能力,其装备的声呐系统利用 波来探测敌方潜艇,雷达系统利用 波来发现空中敌情。舰上还装备有一种神秘的声波武器—“金嗓子”,能发出145dB以上的高频声波,在索马里护航时对海盗构成了有效威慑,“金嗓子”主要利用了声音能够传递
7.为研究声音是如何产生的,小明同学进行系列的实验研究。
(1)如图甲所示,用竖直悬挂的乒乓球接触发声的音叉时,乒乓球会被弹起,这个现象说明___________;乒乓球在试验中起到什么作用?___________。
(2)如图乙所示,敲击右边的音叉,左边完全相同的音叉会把乒乓球弹起,这个现象说明___________。
(3)若在月球上做上述两个实验,___________实验乒乓球会弹起。
(4)石头落入水中,产生的水波向四周传播;发声的音叉接触水面,激起水波向四周传播。通过水波来研究声波,这种研究问题的方法为___________法。
A.推理 B.类比 C.控制变量 D.转化
8.阅读下列短文,回答问题。
超声波测速
超声波是振动频率高于20000Hz的声波,它具有指向性好、反射能力强、能量集中等特点,可用于测距、测速等。
测距是测速的基础,如图甲所示,超声波测速仪向静止的汽车发射超声波信号(简称信号),同时开始计时,信号传播过程中遇到汽车会被反射,测速仪接收到返回的信号就停止计时,根据记录的时间及其与路程、速度的关系,可计算出汽车与测速仪之间的距离,图乙是信号传播过程的s-t图像,s表示信号与测速仪之间的距离,t表示信号传播的时间。
则速仪测量汽车速度的原理是:测速仪向运动的汽车先后发射两次信号,根据汽车在两次遇到信号之间所通过的路程及所用的时间,由速度公式可得出汽车的平均速度测速仪在公路上对某跑车进行测速时,向匀速驶来的跑车发射两次信号,两次发射信号的时间间隔是1.0s,第一次发射信号到接收用时0.6s,第二次发射信号到接收用时0.3s。经测速仪测定,该跑车超速,驾驶员将受到交警部门处罚。(超声波速度取340m/s)
(1)人耳_______(选填“能”或“不能”)听到超声波。超声波测速是利用了超声波的指向性好、能量集中、________________等特点;
(2)如图乙所示,若t0=0.4s,则静止的汽车与测速仪之间的距离为_______m;
(3)通过计算,在下图中,大致画出测速仪对该跑车发射的两次信号传播过程的s-t图像(t从第一次发射信号开始计时)。跑车在两次遇到信号之间通过的路程为_______m,跑车的速度大小为_______m/s。
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专题02 声现象(1~3)
01考情透视·目标导航
02知识导图·思维引航
03考点突破·考法探究
考点一 声音的产生与传播
考点二 声音的特性
实验01 探究影响音调高低的因素
实验02 探究影响响度大小的因素
考点三 声音的利用
考点四 噪声及其控制
04解题方法·技巧点拨
05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
►考向02 声音的传播
►考向03 声速及其计算
题型二 声音的特性
►考向01 声音三特性辨析
►考向02 探究影响音调高低的因素
►考向03 探究影响响度大小的因素
题型三 声音的利用
►考向01 声音传递信息与传递能量的辨析
►考向02 超声波、次声波及其应用
题型四 噪声及其控制
►考向01 噪声与乐音
►考向02 噪声控制
06分层训练·巩固提升
► 基础巩固
► 能力提升
考点要求
课标要求
命题预测
声音的产生与传播
· 通过实验探究,初步认识声音的产生与传播的条件;
《声现象》是最简单也是中考必考的内容,尤其是声音的产生和传播、声音的特征、噪声的危害和控制、声音的应用、超声波、次声波等,每年中考必考。考题往往以选择题(单选较多)、填空题、简答题的形式出现,分值一般为2分。虽然分值不高,但,是最容易得分的考题。考查情景主要是学生生活中已有的感性认识和课堂上观察或总结出的规律,需要在理解的基础上准确把握,这里注意超声波、次声波与电磁波的区别。
声音的特性
· 了解声音的特性
声音的应用
· 了解现代技术中与声有关的应用,如超声波、次声波在现代技术中的简单应用等
噪声及其防治
· 了解防治噪声的途径
考点一 声音的产生与传播
一、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做声源。
(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.确定声源:弦乐是琴弦的振动产生的;管乐是空气柱的振动产生的;打击乐是由被打击乐器的振动产生的等。
对声源的理解:①声源可以是固体,也可以是液体和气体。如“风声雨声读书声”,其中的“风声”、“雨声”、“读书声”分别是由气体(空气)、液体(水)、固体(声带)振动发出的声音,此时,空气、水、声带就是声源。②只有正在发生的物体才能叫声源。一个能够发声但没有发声的物体不能称为声源。
4.探究声音的产生
(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)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。
(4)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。
(5)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。
(6)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。
(7)正在发声的音箱:用手按住音箱的纸盆,感觉到纸盆在振动。
二、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)声音可以在固体、液体和气体中传播,但不能在真空中传播。
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。
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。
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。
1.(多选)(2024·山东济南·一模)下列诗句情景中有关声现象的分析正确的是( )
A.《琵琶行》中有诗句“转轴拨弦三两声”,琵琶发出的声音是由琴弦振动产生的
B.《赠汪伦》中有诗句“忽闻岸上踏歌声”,听到的歌声是通过空气传播的
C.《春夜洛城闻笛》中有诗句“此夜曲中闻折柳,何人不起故园情”,传来的《折柳曲》能唤起人们的思乡之情,说明声音能传递能量
D.《枫桥夜泊》中有诗句“夜半钟声到客船”,钟声是根据声音的音色辨别的
【答案】ABD
【详解】A.声音是由物体振动产生,琵琶发出的声音是由琴弦振动产生的,故A正确;
B.声音的传播需要介质,《赠汪伦》中有诗句“忽闻岸上踏歌声”,听到的歌声是通过空气传播的,故B正确;
C.声音可以传递信息与能量,《春夜洛城闻笛》中有诗句“此夜曲中闻折柳,何人不起故园情”,传来的《折柳曲》能唤起人们的思乡之情,说明声音能传递信息,故C错误;
D.不同发声体发出声音的音色一半不同,《枫桥夜泊》中有诗句“夜半钟声到客船”,钟声是根据声音的音色辨别的,故D正确。
故选ABD。
2.【新情景】(2024·山东临沂·中考真题)5月25日,2024年全国科技活动周正式启动,临沂市部分学校开展了人工智能进校园活动。如图所示,同学们与智能机器人交流互动时,机器人的声音( )
A.不是由振动产生的 B.不能在真空中传播
C.在气体中传播得最快 D.音调的高低与振幅有关
【答案】B
【详解】A.声音都是由物体振动产生的,故A不符合题意;
B.声音的传播需要介质,真空不能传声,故B符合题意;
C.相同温度下,声音在固体中传播最快,液体次之,气体最慢,故C不符合题意;
D.声音的音调与振动频率有关,故D不符合题意。
故选B。
考点二 声音的特性
一、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.探究影响音调高低的因素
(1)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。
(2)探究弦乐器(二胡)、管乐器(笛子)、打击乐器的音调影响因素。
二、响度
1.响度:物理学中,声音的强度(大小)叫响度。
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,产生声音的响度大;发声体振动的幅度越小,产生声音的响度越小。
(2)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.探究影响响度大小的因素
(1)与振幅的关系。
(2)与声源的距离远近有关。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)与是否集中于一个方向上传播有关。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;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。
三、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因素不同。
(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。
1.生活中声音的“高”、“低”: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.音调、响度和音色之间的区别:
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
3.(2024·山东枣庄·中考真题)2024年5月2日,星耀枣庄,传奇绽放——“时光演唱会”在我市体育馆举行。歌手美妙的歌声穿越体育馆的上空。有关歌声说法正确的是( )
A.歌声是由声带振动产生的 B.歌声的传播不需要介质
C.歌声在空气中的传播速度是m/s D.不同歌手发出声音的音色相同
【答案】A
【详解】A.声音是由物体的振动产生的,歌声是由声带振动产生的,故A正确;
B.声音的传播需要介质,歌声通过空气传播,故B错误;
C.歌声在空气中的传播速度约为340m/s,m/s是光在真空中的传播速度,故C错误;
D.不同人的音色一般不同,所以不同歌手发出声音的音色不同,故D错误。
故选A。
4.(2024·山东泰安·中考真题)关于声现象,下列说法正确的是( )
A.声音是由物体的振动产生的 B.植树造林可以防止噪声产生
C.发声体的振幅越大,音调越高 D.“闻其声知其人”是根据声音的响度区分的
【答案】A
【详解】A.声音都是由物体的振动产生的,振动停止,则发声停止,故A正确;
B.植树造林可以吸收反射噪声,减弱噪声,是在传播过程中控制噪声,但不能防止噪声产生,故B错误;
C.发声体的振幅越大,响度越大,音调跟频率有关,故C错误;
D.音色是由发声体自身特点决定的,是判断发声体的依据,“闻其声知其人”是根据声音的音色区分的,故D错误。
故选A。
考点三 声音的应用
一、人耳听不见的声音
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,频率超出一定范围的声音称之为人耳听不见的声音。人耳听不见的声音有超声波和次声波。
1.超声波:
(1)定义:振动频率高于20000Hz的声音叫超声波;
(2)超声波的特点:方向性好、穿透能力强、易于获得较集中的声能等;
(3)超声波的应用:医学上的B超、超声测距(声呐)、超声波清洗、超声波焊接等。
2.次声波:
(1)定义:振动频率低于20Hz的声音叫次声波;
(2)次声波的特点:能绕过障碍物、传播距离远、声能较集中等;
(3)次声波的应用:地震预警、台风监测、次声武器等;
3.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。
4.超声波和次声波的相同点
(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。
二、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(回声测距)
(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。
2.医用B超
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
工业上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
声音的特点
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
三、声音传递能量
1.实验探究——声波能传递能量
(1)探究过程:如图所示,将音箱对准火焰,播放音乐。
(2)实验现象:观察到火焰随音乐“舞动”。
(3)实验结论:声音能传递能量。
2.医疗:医生利用超声波碎石机去除病人体内的结石。
3.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。
5.【原创】为了使学生有个安静的学习环境,我们在教学楼周围植树,这是在_____________减弱噪声(选填“声源处”、“传播过程中”或“人耳处”);外科医生常利用超声波振动除去人体内结石,这是利用了声波能传递______;监测员利用仪器接收__________,可以监测地震、台风位置,这是利用了声波能传递______。
【答案】①传播过程中;②能量;③次声波;④信息。
【解析】[1]在教学楼周围植树,浓密的树叶可以吸收或反射噪声,这是在传播过程中减弱噪声。
[2]由于超声波具有方向性好、能量易于集中的特点,可以利用超声波振动除去人体内结石,这是利用了声波能传递能量。[3][4]地震、台风发出的是次声波,声音传递了信息。
6.【新情景】(2024·山东临沂·中考真题)2024年4月26日05时04分,神舟十七号航天员乘组打开“家门”,欢迎神舟十八号航天员乘组入驻“天宫”,并拍下“全家福”(如图)向全国人民报平安。“全家福”传回地面利用的是( )
A.电磁波 B.超声波 C.次声波 D.红外线
【答案】A
【详解】电磁波可以在真空中传播,可以传递信息,超声波、次声波不能在真空中传播;红外线波长太长,远距离传输容易造成信息失真;因此神舟十八号航天员乘组入驻“天宫”,并拍下“全家福”向全国人民报平安,“全家福”传回地面利用的是电磁波传回地面的,故A符合题意,BCD不符合题意。
故选A。
考点四 噪声及其控制
一、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.乐音和噪声辨析
乐音
噪声
区别
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
4.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。
5.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。
(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
6.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。
二、控制噪声
噪声一些人们的身心健康,是当今社会的四大公害之一,因此控制噪声非常重要。控制噪声一般从防止噪声的产生、阻断噪声的传播、防止噪声进入耳朵这三个方面着手。
1.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;如:在声源处加防护罩、在内然机或摩托车排气管处加消声器。
2.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;如:在马路和住宅间设立屏障或植树造林。
3.在接收处(人耳处)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。
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。
8.(2024·山东济南·中考真题)下列措施是在噪声的传播环节减弱噪声的是( )
A.午休时佩戴防噪声耳塞 B.学校附近禁止汽车鸣笛
C.图书馆内不得大声喧哗 D.高架道路两旁的隔音墙
【答案】D
【详解】A.午休时佩戴防噪声耳塞,是阻止声音进入人耳,所以是在人耳处减弱噪声,故A不符合题意;
B.学校附近禁止汽车鸣笛,是阻止声源发出声音,所以是在声源处控制噪声,故B不符合题意;
C.图书馆内不得大声喧哗,是阻止声源发出声音,所以是在声源处控制噪声,故C不符合题意;
D.高架道路两旁建隔音墙,是减弱声音的传播,属于在传播过程中减弱噪声,故D符合题意。
故选D。
9.(2024·山东济南·一模)动车组轨道用的是超长无缝钢轨,可以避免轮与轨之间的缝隙碰撞发声,从而给乘客一个安静舒适的环境。下列实例中,减弱噪声的方法与之相同的是( )
A.摩托车上的消音器
B.路口的噪声监测仪
C.高架路上的隔音板
D.工厂里的降噪耳塞
【答案】A
【详解】动车组轨道用的是超长无缝钢轨,可以避免轮与轨之间的缝隙碰撞发声,是在声源处减弱噪声的。
A.摩托车上的消音器是在声源处减弱噪声的,故A符合题意;
B.路口的噪声监测仪只能监测噪声的大小,不能减弱噪声,故B不符合题意;
C.高架路上的隔音板是在传播过程中减弱噪声,故C不符合题意;
D.工厂里的降噪耳塞是在人耳处减弱噪声,故D不符合题意。
故选A。
1.探究声音产生原因实验中的科学方法。
(1)转换法:物理学中常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,观察鼓面振动时,鼓面的振动不易观察到,我们可以在鼓面上撒些碎纸屑或泡沫颗粒,鼓面振动时会引起纸屑或泡沫颗粒的跳动,由此可由纸屑或泡沫颗粒是否跳动来反映鼓面是否在振动。
放大法: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。
(2)比较法:比较法有利于概念的记忆和对现象的归纳总结。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。
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
(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。
2.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
3.探究影响因素实验中的控制变量法。
1、探究影响音调的高低的因素,可采用控制变量法。音调的高低可能与多个因素有关,故探究某个因素对音调高低的影响时,应当控制其他影响因素不变,探究该因素对音调高低的影响,最后再综合分析音调高低与各个因素之间的关系。
声源振动的频率越高,其音调越高,而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)管乐器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)打击乐器以鼓为例,鼓皮绷得越紧,振动得越快,音调越高。
(4)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。
2、探究声音的响度大小与哪些因素有关,可采用控制变量法。声音的响度大小可能与声源振动的振幅、距离声源的距离、是否集中于一个方向上传播有关。声音的响度也就是声音的大小,改变物体振动的振幅,响度也就发生变化。物体振动振幅越大,响度越大,也就是说声音越大。
4.声信息与声能量的理解。
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。
题型一 声音的产生和传播
►考向01 声音的产生
1.【新情景】贵州省盘州市水塘镇丹霞山上的护国寺,始建于万历年间,是贵州省佛教界重要的佛事活动中心。周末,同学们结伴前去游玩。在敲响寺内一口大铁钟时,有同学发现,停止对大铁钟撞击后,大铁钟“余音未止”,其根本原因是( )。
A.钟声的回声仍在回荡 B.钟还在振动
C.钟停止振动,空气还在振动 D.人的听觉发生了“延长”
【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,停止对大铁钟的撞击后大铁钟“余音未止”,不是由于回声现象,故A不符合题意;
B.虽然停止对大铁钟撞击,但大铁钟仍在振动,继续产生声响,所以出现“余音未止”现象,故B符合题意;
C.停止对大铁钟的撞击后,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C不符合题意;
D.人的听觉并不会发生“延长”现象,故D不符合题意。
故选B。
2.(2024·山西晋中·一模)如图是我国最早的乐器之一“埙”,吹奏时能发出宫、商、角、徵、羽五音,相当于现在的do、re、mi、sol、la。关于吹埙发出的声音,下列说法正确的是( )
A.主要是由埙内空气的振动产生的
B.只能通过空气传播进入人耳
C.宫、商、角、徵、羽的五音是指声音的音色
D.埙的声音在真空中的传播速度为340m/s
【答案】A
【详解】A.由于一切声音都是由振动产生的,所以吹埙发出的声音主要是由埙内空气的振动产生的,故A正确;
B.由于固体、液体、气体都能传播声音,所以声音不仅仅通过空气传播进入人耳,故B错误;
C.宫、商、角、徵、羽的五音,这些音振动的频率高低不同,所以五音是指声音的音调,故C错误;
D.由于真空不能传声,所以埙的声音在真空中的传播速度为0,故D错误;
故选A。
►考向02 声音的传播
3.(2024·江苏常州·中考真题)如图所示,将点燃的蜡烛放在发声喇叭前方,可以看到烛焰随着声音晃动,喇叭的纸盆由于 产生声音,声音通过 传播到烛焰处,烛焰晃动说明声音具有 。
【答案】 振动 空气 能量
【详解】[1][2][3]声音是由物体的振动产生的,喇叭的纸盆由于振动产生声音;声音的传播需要介质,声音通过空气传播到烛焰处;声音可以传递信息,声音可以传递能量,烛焰晃动说明声音具有能量。
4.(2024·山东菏泽·中考真题)课堂上有关声现象的描述,下列说法错误的是( )
A.老师讲课的声音是由声带振动产生的 B.通过音色就能判断是哪位同学在回答问题
C.老师讲课的声音可以在真空中传播 D.同学回答问题时,声音洪亮说明响度大
【答案】C
【详解】A.声音是由物体的振动产生的,老师讲课的声音是由老师声带的振动发出的,故A正确,不符合题意;
B.音色是由发声体的材料和结构决定的,每个人的音色都不同,通过音色就能判断是哪位同学在回答问题,故B正确,不符合题意;
C.声音的传播需要介质,真空不能传声,故C错误,符合题意;
D.响度指声音的大小,同学回答问题时,声音洪亮说明响度大,故D正确,不符合题意。
故选C。
►考向03 声速及其计算
5.(2024·山东滨州·改编)外科医生利用超声波可以除去病人体内的结石,这是利用了声波能传递 。利用声波还能测距,在15℃的空气中,声音每秒传播的距离约为340米,若你面对山谷喊叫,经过6秒后听到回声,则你离山的距离约为 米。小亮看到闪电后3秒才听到雷声,说明光传播的速度 声音传播的速度(选填“>”、“=”或“<”)。
【答案】 能量 1020 >
【详解】[1]利用超声波可以除去病人体内的结石,这说明了声波能传递能量。
[2]离山的距离约为
[3]先看到闪电3秒才听到雷声,说明光传播的速度大于声音的传播速度。
6.(2023·菏泽)某中学运动会男子400米比赛时,发令员在起跑线后方某处,运动员在各自赛道的起点处等待发令,如图所示。发令枪响同时有闪光,下列判断正确的是( )
A. 枪声不是振动产生的;
B. 运动员中在第8赛道的听到枪声最晚;
C. 枪声和闪光都是依靠空气传播的;
D. 发令员戴耳塞是在声源处减弱噪声
【答案】B。
【解析】A.声音是由物体振动产生的,枪声是振动产生的,故A错误;
B.由图可知,第8赛道的运动员距离发令员最远,声音在各赛道传播的速度相同,由可知,枪声传到第8赛道运动员的时间最长,故运动员中在第8赛道的听到枪声最晚,故B正确;
C.声音传播需要介质,枪声是通过客气传播的;光的传播不需要介质,故C错误;
D.发令员戴耳塞是在人耳处减弱噪声,故D错误。
故选B。
7.【回声测距】声音在空气中速度是340m/s,如果我们对着一座高山呼喊,经过2s后听到回声,那么我们可以断定( )。
A.高山距我们680m B.高山距我们340m
C.高山距我们170m D.高山距我们17m
【答案】B。
【解析】声音传到高山的时间为
声音在15℃的空气中的传播速度为340m/s,根据
高山与我们间的距离为
故B符合题意,ACD不符合题意。
故选B。
题型二 声音的特性
►考向01 声音三特性的辨析
1.【新情景】如图所示,目前声纹锁在门禁系统得到很好的应用,实现了传说中“芝麻开门”的神话。 声纹锁辨别声音主要依据的是( )。
A.音调 B.响度 C.音色 D.频率
【答案】C。
【解析】在声音的三要素中,音调和响度都可以模仿到相同的程度,只有音色是独一无二的,所以声纹锁在门禁系统中主要依靠辨别声音的音色来辨别声音,故AB错误,C正确。而频率是用来描述音调的,所以D也错误。
故选C。
2.(2024·山东威海·中考真题)如图所示,敲击音叉A,音叉B将乒乓球弹起,下列说法错误的是( )
A.A、B之间的空气可以传递能量
B.A、B之间的空气与音叉发生了相互作用
C.用大小不同的力敲击音叉A,音叉A发出声音的音色会变化
D.若在宇航员生活的空间站内做此实验,乒乓球依然可以弹起来
【答案】C
【详解】AB.由题意可知,敲击音叉A,音叉A振动发声,声音以波的形式传播,音叉A对空气有作用,使得空气振动,空气再对音叉B有作用,使得音叉B振动,音叉B再将乒乓球弹起,说明A、B之间的空气可以传递能量,故AB正确,AB不符合题意;
C.用大小不同的力敲击音叉A,音叉A发出声音的响度会变化,音色不会发生变化,故C错误,符合题意;
D.若在宇航员生活的空间站内做此实验,空间站内存在供宇航员生活的“空气”,“空气”依然可以传递能量,因此乒乓球依然可以弹起来,故D正确,不符合题意。
故选C。
►考向02 探究影响音调高低的因素
3.【身边小实验】如图所示,将一把钢尺紧按在桌面上,一端伸出桌边,拨动钢尺,听它振动发出的声音。若增加钢尺伸出桌面的长度,则听到的声音( )。
A. 频率不变,音调变高 B. 频率变高,音调变低
C. 频率变低,音调变高 D. 频率变低,音调变低
【答案】D。
【解析】增加钢尺伸出桌面的长度,用大小相同的力度拨动钢尺,钢尺振动的幅度相同,则听到的声音响度相同;振动的快慢变低了,即频率变低,则听到的声音音调变低。故ABC错误,D正确。
故选D。
4.【身边小实验】绷紧在纸盒上的两条橡皮筋,粗细不同(如图),用手拨动橡皮筋可发出声音。下列说法正确的是( )。
A. 拨动橡皮筋发出的声音,不是振动产生的;
B. 手拨动越快,橡皮筋发出的声音传播越快;
C. 拨动两条橡皮筋,发出声音的响度一定不同;
D. 拨动不同橡皮筋,可探究音调与振动频率的关系
【答案】D。
【解析】A.声音是由物体的振动产生的。拨动橡皮筋发出的声音,也是振动产生的,故A错误;
B.手拨动越快,橡皮筋振动得越快,发出的声音音调越高,不是传播越快,声音传播的快慢与介质种类和温度有关,故B错误;
C.拨动两条橡皮筋,因为橡皮筋粗细不同,发出声音的音调不同,但响度可能不同,当拨动的力度相同时,响度相同,故C错误;
D.拨动不同橡皮筋,因为橡皮筋粗细不同,发出声音的频率不同,音调不同,所以可探究音调与振动频率的关系,故D 正确。
故选D。
►考向03 探究影响响度大小的因素
5.(2024·山东淄博·一模)声音对我们来说再熟悉不过了,下列关于声现象的描述和分析,正确的是( )
A.甲、乙音叉的形状差不多,分别标有“”、“”字样,先后用相同的力度敲击它们,甲、乙两音叉相比甲响度小
B.编钟是我国春秋战国时代的乐器,敲击大小不同的编钟可以改变音调
C.“闻其声而知其人”,主要是因为不同的人产生声音的音调不同
D.“山东舰”航母上的起飞引导员佩戴有耳罩的头盔,这是在传播过程中减弱噪声
【答案】B
【详解】A.甲、乙音叉的形状差不多,分别标有“”、“”字样,先后用相同的力度敲击它们,甲、乙两音叉振动幅度相同,响度相同,故A错误;
B.编钟是我国春秋战国时代的乐器,敲击大小不同的编钟,振动快慢不同,可以改变音调,故B正确;
C.音色是声音的品质,“闻其声而知其人”,主要是因为不同的人产生声音的音色不同,故C错误;
D.“山东舰”航母上的起飞引导员佩戴有耳罩的头盔,这是在人耳处减弱噪声,故D错误。
故选B。
6.(2024·山东济宁·二模)关于神舟十八号宇航员在空间站谈话时的声音,下列说法正确的是( )
A.空间站内声音的传播速度为3×108m/s
B.航天员的声音可以通过超声波传回地球
C.在空间站内,叶光富可根据音色判断说话的是哪位宇航员
D.回看谈话场景,用二倍速播放时声音变尖是因为改变了声音的响度
【答案】C
【详解】A.空间站内声音的传播的介质为空气,所以速度约为340m/s,故A错误;
B.太空是真空的,超声波不能在真空中传播,故B错误;
C.不同宇航员的音色不同,在空间站内,叶光富可根据音色判断说话的是哪位宇航员,故C正确;
D.回看谈话场景,用二倍速播放时声音变尖是因为改变了声音的音调,故D错误。
故选C。
7.【新考法】在“小实验、小制作”比赛活动中,物理兴趣小组利用身边的小玻璃瓶、单孔橡皮塞、两端开口的透明吸管、水,展示了如下实验。
(1)“敲击实验”。如图甲,用笔杆敲击使空玻璃瓶发生___________,产生声音,加大敲击的力量,声音的___________(选填“音调”“响度”或“音色”)发生了改变;
(2)自制温度计。如图乙,将玻璃瓶放入热水中,观察到吸管中的液面___________(选填“上升”“下降”或“不变”),验证了温度计是根据液体___________的规律制成的;
(3)自制水气压计。如图丙,提着瓶子从一楼走到四楼,观察到吸管中的液面上升,说明了大气压强随海拔高度升高而___________(选填“增大”“减小”或“不变”);
(4)自制“喷雾器”,如图丁,往B管中吹气,可以看到A管中的液面___________(选填“上升”“下降”或“不变”),这表明,在气体中,流速越大的位置压强___________(选填“越大”“越小”或“不变”)。
【答案】①振动;②响度;③上升;④热胀冷缩;⑤减小;⑥上升;⑦越小。
【解析】(1)[1]用笔杆敲击使空玻璃瓶,使玻璃瓶发生振动,从而产生声音,说明声音由物体的振动产生的。
[2]响度与发声体的振幅有关,振幅越大,响度越大,用更大的力敲击玻璃瓶,玻璃瓶振动的幅度改变,故声音的响度发生改变。
(2)[3][4]将玻璃瓶放入热水中,玻璃瓶中液体吸收热量,体积膨胀,所以吸管中的液面上升,实验验证了温度计是根据液体的热胀冷缩的规律制成的。
(3)[5]大气压不是固定不变的,随着高度的升高而减小,所以提着瓶子从一楼走到四楼,观察到吸管中的液面上升。
(4)[6][7]往B管中吹气,可以看到A管中的水面上升,原因是:往B管中吹气,吸管A上方空气的流速变大,压强减小,A管中液体受到向上的压强大于向下的压强,所以A管水上升。表面在气体中,流速越大的位置压强越小。
题型三 声音的应用
►考向01 声音传递信息和传递能量的辨析
1.(2024·山东聊城·中考真题)下列和声现象有关的情景,说法正确的是( )
A.甲情景,声音由物体振动产生,只要物体振动人耳就能听到声音
B.乙情景,古筝演奏中拨动不同琴弦时发出声音的音色不同
C.丙情景,利用超声波可以清洗眼镜,说明声波能传递能量
D.丁情景,航空母舰上的起飞引导员佩戴耳罩是为了防止噪声产生
【答案】C
【详解】A.甲情景,声音由物体振动产生,只要物体振动的频率需要在人耳的听觉范围内,人耳才可能听到声音,故A错误;
B.乙情景,古筝演奏中拨动不同琴弦时发出声音的音调不同,故B错误;
C.丙情景,利用超声波可以清洗眼镜,利用超声波将污物击碎,说明声波能传递能量,故C正确;
D.丁情景,航空母舰上的起飞引导员佩戴耳罩是为了防止噪声入耳,故D错误。
故选C。
2.(2024·山东青岛·模拟)有一种随身携带的“声波盒”,它利用47000Hz超声波使液体高频振动产生无数微小的气泡,再立即使其破裂,这个短暂的过程,会产生强烈冲击力,将物体表面的污渍、油脂撞击、剥离下来,达到高效清洁的目的。下列说法正确的是( )
A.超声波不是由物体振动产生的
B.利用超声波清洗物品说明声波具有能量
C.超声波只能在固体、空气和水中传播
D.超声波和人耳可听到的声波在同种情况下传播的速度不同
【答案】B
【详解】A.声音是由物体振动产生的,超声波属于声波,因此超声波也是由物体振动产生的,故A错误;
B.声可以传递信息和能量,利用超声波清洗物品说明声波具有能量,故B正确;
C.声音的传播需要介质,超声波可以在固体、液体以及气体中传播,故C错误;
D.声音的传播速度与温度和介质有关,超声波属于声波,超声波和人耳可听到的声波在同种情况下传播的速度相同,故D错误。
故选B。
考向02 超声波、次声波及其应用
3.【国防力量】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。
【解析】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。
4.(多选)(2024·山东临沂·模拟)关于声的应用,下列说法正确的是( )
A.声波能够传递能量,外科医生利用超声波振动击碎人体内结石
B.超声波和次声波已被广泛应用,是因为它们不会对人体造成损害
C.利用台风产生的次声波判断台风的风向和位置,使航船及早躲到安全区
D.中医诊病通过“望、闻、问、切”四个途径,其中“闻”是利用声音获得身体各方面的能量的
【答案】AC
【详解】A.声音可以传递信息与能量,外科医生利用超声波振动击碎人体内结石,说明声波能传递能量,故A正确;
B.任何事物都有有利的一面和有害的一面,超声波和次声波虽然已被广泛应用,但是它们也会对人体造成损害,故B错误;
C.利用次声波可以对地震和台风等自然灾害作出预报,并能判断台风的风向和位置,故C正确;
D.中医中的“望、闻、问、切”四步诊法中,望,指观气色;闻,指听声息;问,指询问症状;切,指摸脉象;故其中的“闻”是据声音传递信息的典型应用,故D错误。
故选AC。
题型四 噪声及其控制
►考向01 噪声与乐音
1.(2024·山东临沂·一模)临沂启阳国际机场是山东省第一个民用航空机场,满足了人们个性化、多样化的出行需求,同时,飞机的频繁起降也带来了一定的噪声污染。下列说法正确的是( )
A.发动机的轰鸣声不是振动产生的 B.轰鸣声通过空气传入居民耳中
C.轰鸣声很大是因为音调较高 D.关闭门窗可以在声源处减弱噪声
【答案】B
【知识点】探究声音的产生、声音是怎么传播的、区分音调、响度与音色、在传播途中减弱
【详解】A.声音是由物体振动产生的,所以发动机的轰鸣声是振动产生的,故A错误;
B.声音的传播需要介质,固体、液体、气体都可以传声,轰鸣声通过空气传入居民耳中,故B正确;
C.响度是指声音的强弱(大小),音调指声音的高低,轰鸣声很大是因为响度大,故C错误;
D.减弱噪声的通常方法有3种,分别是在声源处减弱噪声、在传播途中减弱噪声、在人耳处减弱噪声,关闭门窗可以在传播途中减弱噪声,故D错误。
故选B。
2.【新考法】噪声监测器在对环境声音的监测中,可以提供声音的部分参数以便采取相关措施。监测器测出的甲、乙两种声音的特性如下表,分析表中数据可知( )。
声音
声音强弱的等级/dB
频率/Hz
甲
50
2000
乙
90
500
A.甲、乙两种声音一定都属于噪声;
B.甲的频率高,是超声波,能够在真空中传播;
C.在监测器处,甲的响度小于乙的响度;
D.甲每秒的振动次数小于乙每秒的振动次数
【答案】C。
【解析】A.甲、乙两处声音不一定都属于噪声,这要取决于声音是否妨碍人们正常休息、学习和工作,故A不符合题意;
B.声音的传播需要介质,真空不能传声,甲的频率小于20000Hz不是超声波,故B不符合题意;
C.甲的响度为50dB,乙的响度为90dB,说明甲声音的响度小于乙声音的响度,故C符合题意;
D.由表格中的数据可知,甲的频率大于乙的频率,即声音甲每秒的振动次数大于声音乙每秒的振动次数,故D不符合题意。
故选C。
►考向02 噪声控制
1.(2024·山东济南·二模)下列四个选项中的方法都可以有效地减弱噪声,其中在声源处减弱噪声的是( )
A.在高架路两旁建隔音墙 B.房间墙壁上使用吸音材料
C.在住宅区附近禁鸣喇叭 D.在道路两旁种植花草树木
【答案】C
【知识点】在传播途中减弱、从声源处减弱
【详解】A.在高架路两旁建隔音墙,是在传播过程中减弱噪声,故A不符合题意;
B.房间墙壁上使用吸音材料,是在传播过程中减弱噪声,故B不符合题意;
C.在住宅区附近禁鸣喇叭,是在声源处减弱噪声,故C符合题意;
D.在道路两旁种植花草树木,是在传播过程中减弱噪声,故D不符合题意。
故选C。
2.(2024·山东滨州·一模)下列关于声现象的描述和分析,正确的是( )
A.图甲:敲鼓发出的声音是由鼓槌的振动产生的
B.图乙:用不同力度拨动直尺发出声音的音调不同
C.图丙:悬挂的乒乓球接触正在发声的音叉被弹开,说明声音可以传递能量
D.图丁:北京动物园的“隔音蛟龙”作用是在传播过程中控制噪声的
【答案】D
【知识点】探究声音的产生、辨析响度与振幅的关系、在传播途中减弱
【详解】A.声音是由物体振动产生的,因此敲鼓发出的声音是由鼓面的振动产生的,故A错误;
B.用不同力度拨动直尺,直尺振动的幅度不同,因此发出声音的响度不同,故B错误;
C.悬挂的乒乓球接触正在发声的音叉被弹开,说明声音是由物体振动产生的,故C错误;
D.控制噪声的途径有声源处、传播过程中、人耳处,因此北京动物园的“隔音蛟龙”作用是在传播过程中控制噪声的,故D正确。
故选D。
基础巩固
一、单选题
1.【新思路】以下情景中,不能产生声音的是( )。
A.被敲击的水瓶 B.真空罩中响铃的闹钟
C.振翅飞行的蝴蝶 D.关闭的收音机
【答案】D。
【解析】声音是由物体的振动产生,可知产生声音的物体在振动,被敲击的水瓶、真空罩中的闹钟、振翅飞行的蝴蝶均在振动,能产生声音,关闭的收音机不能振动,则不能产生声音,故ABC不符合题意,D符合题意。
故选D。
2.如图所示,用悬挂着的乒乓球接触正在发声的音叉,乒乓球会多次被弹开。这个实验是用来探究( )。
A.声音产生的原因 B.声音的传播是否需要介质
C.声速是否与介质有关 D.声音的传播是否需要时间
【答案】A。
【解析】正在发声的音叉将乒乓球多次被弹开,说明音叉在振动,从而说明声音是由音叉的振动产生的,所以,本探究实验是研究声音产生原因的,故A符合题意。
故选A。
3.(2024·山东临沂·一模)2024年3月25日,小郯同学所在班级复习了八年级物理第10章《机械与人》,下列说法正确的是( )
A.老师的声音是由空气的振动产生的
B.15℃时,老师的声音是以340m/s的速度传播
C.同学们能根据音调辨别出老师的声音
D.同学们听到老师的声音很大是因为他的音调很高
【答案】B
【知识点】区分音调、响度与音色、声音是怎么传播的、探究声音的产生
【详解】A.声音是由物体振动产生的,老师的声音是由声带的振动产生的,故A错误;
B.15℃时,声音在空气里的传播速度是340m/s,故B正确;
C.不同人说话时的音色不同,所以同学们能根据音色辨别出老师的声音,故C错误;
D.声音的大小或强弱叫响度。老师讲课声音很大是因为他的响度大,故D错误。
故选B。
4.如图所示,小刚在艺术节上用吉他弹奏优美的乐曲.对于吉他发出的声音,下列说法正确的是( )。
A.乐曲的声音是通过空气传入人耳的;
B.变换手指按压弦的位置可以改变声音的响度;
C.用力拨动吉他弦可以提高声音的音调;
D.拨动不同的吉他弦可以改变吉他的音色
【答案】A。
【解析】A.声音靠介质传播,固体液体气体都可以作为传播声音的介质,乐曲的声音是通过空气传入人耳的,故选项A正确;
B.音调是指声音的高低,它与发声体的频率有关系,频率越高,音调越高,变换手指按压弦的位置可以改变弦的长度,改变弦振动的频率,改变声音的音调,故选项B不正确;
C.响度是指声音的大小,跟发声体的振幅、距离发声体的远近有关系,振幅越大,响度越大,距离发声体越近,响度越大,用力拨动吉他弦可以增大吉他弦的振幅,增大声音的响度,故选项C不正确;
D.音色由发声体自身结构、材料等决定,拨动不同的吉他弦可以改变吉他的振动的频率,来改变声音的音调,故选项D不正确。
5.(新考向)如图所示是在其他条件相同时不同的声音信号输入示波器时显示的波形图,下列说法正确的是( )。
A.甲、丁的音调相同、响度不同 B.甲、丙的音调相同、响度相同
C.甲、乙的音色相同、音调不同 D.丙、丁的响度相同、音调不同
【答案】A。
【解析】从图中可以看出,相同时间内,甲、乙、丁的振动频率相同,故音调相同;甲、乙、丙的振幅相同,故响度相同;甲、丙、丁的波形相同,故音色相同。综上分析,A正确,BCD错误。
故选A。
6.下列各图描述的实验中,说法不正确的是( )。
A. 发声的音叉激起水花,说明声是由物体的振动产生的;
B. 音叉发出的声音越响,乒乓球被弹开的越远,说明音调与物体振幅有关;
C. 用相同大小的力拨动钢尺,当钢尺伸出桌边的长度变短,振动时声音的音调变高;
D. 抽取玻璃罩内的空气,听到罩内的音乐声逐渐变小,推理出:真空不能传声
【答案】B。
【解析】A.发声的音叉激起水花,是音叉振动将水花激起,利用了转换法,说明声音由物体振动产生的,故A正确,不符合题意;
B.音叉发出的声音越响,乒乓球被弹开的越远,说明响度与物体振幅有关,故B错误,符合题意;
C.钢尺伸出桌边的长度变短,振动变快,振动时声音音调变高,故C正确,不符合题意;
D.声音的传播需要介质,抽取玻璃罩内的空气,听到罩内的声音变小,可进一步推理得出:真空不能传声,故D正确,不符合题意。
故选B。
7.下列关于声音的利用,与其他三项不同的是( )。
A. 超声波清洗眼镜 B. 收听广播
C. 倒车雷达 D. 大象间的交流
【答案】A。
【解析】超声波清洗眼镜,利用了声音能够传递能量;收听广播、倒车雷达、大象间的交流,都是利用声音传递信息,故A符合题意,BCD不符合题意。
故选A。
8.(新考法)英国科学家切断番茄植株的茎,用人耳倾听没有引起任何听觉。但在靠近茎的切口处放置录音机录音,然后用超大音量、超低速度播放,居然能清晰地听到“尖叫”声。这说明,番茄植株遭受伤害后,会发出( )。
A.响度很小的超声 B.响度很大的超声 C.响度很小的次声 D.响度很大的次声
【答案】A。
【解析】用超大音量播放表示原来的响度小;超低速度播放表示原来的音调高,番茄植株遭受伤害后,会发出响度很小的超声,故A正确,BCD错误。
故选A。
9.(2024·山东菏泽·二模)排箫是中国的传统乐器,它由长短不同的竹管组成。下列说法不正确的是( )
A.排箫声是由竹管的振动产生
B.长竹管发出的声音一定比短竹管的音调低
C.用力吹气是为了提高声音的响度
D.聆听乐曲时能区分排箫声和笛子声是依据音色的不同
【答案】A
【知识点】根据音色辨别发声体、辨析响度与振幅的关系、辨析音调与频率的关系、探究声音的产生
【详解】A.排箫声是由空气柱的振动产生的,故A错误,符合题意;
B.长竹管中的空气柱长,振动频率低,发出的声音一定比短竹管的音调低,故B正确,不符合题意;
C.用力吹气增大了振幅,是为了提高声音的响度,故C正确,不符合题意;
D.不同的乐器音色不同,音色与发声体的材料和结构有关,聆听乐曲时能区分排箫声和笛子声是依据音色的不同,故D正确,不符合题意。
故选A。
10.【新考法】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
【详解】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。
二、填空题
11.(传统文化)古诗词是我国的文化瑰宝,很多诗句里蕴含着物理知识。例如“夜半钟声到客船”中的“钟声”是根据声音的______判断出来的:唐代诗人白居易的《琵琶行》中的诗句:“转轴拨弦三两声,未成曲调先有情”从物理学的角度来看,弹琴之前“转轴”是为了改变弦的松紧程度,从而改变弦发声的______;“小弦切切如私语”是指声音的______小。(均选填“音调”“响度”或“音色”)
【答案】音色;音调;响度。
【解析】[1] 判断出这是编钟发出的声音“钟声”,是根据声音的特色、品质判断出来的,即根据声音的音色判断的,音色与发声体的材料与结构有关。
[2]改变弦的松紧程度,从而改变弦振动的频率,而音调又与振动的频率有关,故填写音调。
[3]“小弦切切如私语”是指声音较弱,即声音的响度小。
12.如图所示是河南博物院镇院之宝8000多年前的贾湖骨笛,吹奏它时,若想使吹奏的声音音调更高,应用手指按压 (选填“靠近”或“远离”)嘴的孔,此时由于振动的 较短,音调较高。
【答案】靠近;空气柱。
【解析】吹奏骨笛时,声音是由笛内空气柱的振动产生的,空气柱越短,振动越快,音调越高,故要想使吹奏的声音音调更高,应用手指按压靠近嘴的孔,此时由于振动的空气柱较短,音调较高。
故答案为:靠近;空气柱。
13.【新情景】(2024·山东济南·一模)我国新型深远海综合科学考察船 “东方红3号”是全球最大的静音科考船。该船配有静音螺旋桨,其噪音控制指标已达到全球最高级别,当船行驶时,水下20米以外的鱼群都感觉不到。该船的静音螺旋桨是在声音的 (选填“产生”、“传播”、“接收”)环节来减弱噪声的;船上配备的声呐系统可利用 (选填“超声波”、“次声波”、“电磁波”)探测海底地形、地貌。
【答案】 产生 超声波
【知识点】超声波的利用、从声源处减弱
【详解】[1]该船的静音螺旋桨,禁止声音的产生,是在声音的产生环节来减弱噪声的。
[2]声波可以传递信息,船上配备的声呐系统可利用超声波探测海底地形、地貌。
14.2020年11月9日在新疆伊犁州巩留县发生了3.1级地震,震源深度13km,有些动物能比人提前感觉到,是因为它们能“听到”地震时伴随产生的 _____。蜜蜂1min振翅26400次,蝴蝶20s振翅120次,蚊子10s振翅6400次,其中音调最高的是 _____(选填“蜜蜂”、“蝴蝶”或“蚊子”)。人耳 _____(选填“能”、“不能”)听到蝴蝶振翅的声音。
【答案】次声波;蚊子;不能。
【解析】[1]地震时伴随着次声波的产生,有些动物能能听到次声波。
[2]蜜蜂每1min翅膀振动26400次,蜜蜂翅膀振动频率为
蝴蝶每20s翅膀振动120次,蝴蝶翅膀
蚊子每10s翅膀振动6400次,蚊子翅膀振动频率
因为蚊子翅膀振动频率>蜜蜂翅膀振动频率>蝴蝶翅膀振动频率,所以,蚊子的音调最高。
[3]人耳的听声范围是20~20000Hz,因为蝴蝶翅膀振动频率小于20Hz,是次声波,所以人耳听不到。
15.【新考法】表中是某些介质的声速。
介质
v/(m/s)
介质
v/(m/s)
水(5℃)
1450
冰
3230
水(15℃)
1470
软橡胶(常温)
40﹣50
水(20℃)
1480
软木
500
海水(25℃)
1531
铁
5200
(1)分析表格的信息,推断声速大小可能和哪些因素有关:声速的大小跟 ___________、___________有关(答两种即可)。
(2)设海水温度为25℃,在海面用超声测位仪向海底垂直发射声波,经过4s后收到回波,海水的深度是 ___________。
(3)如图甲,用竖直悬挂的泡沫塑料球接触发声的音叉时,泡沫塑料球被弹起,该现象说明 ___________。若用小锤分别重敲、轻敲与泡沫塑料球接触的音叉,会看到重敲音叉时,泡沫塑料球被弹起的幅度较 ___________,同时听到声音的 ___________(选填“音调”“响度”或“音色”)较大。
(4)如图乙,用小锤去敲打右边的音叉,左边的音叉也能发声,并把泡沫塑料球弹起,该实验能说明声波可以传递 ___________。
(5)如图丙所示是把音叉发出的声音输入到示波器上显示的波形,其中音调相同的是 ___________;响度相同的是 ___________。(均填写丙图中的序号)
【答案】温度;介质种类;3062m;发声体在振动;大;响度;能量;①②;②③。
【解析】(1)[1][2]观察表中数据,可以发现:①声音在 5℃、15℃、20℃的水中的速度不同,说明声速大小和温度有关。②声音在水、海水、冰、铁等不同介质中速度不同,说明声速大小和介质种类有关。
(2)[3]声音在温度为25℃的海水中的速度v=1531m/s
声音从海面到海底时间t=×4s=2s
由v=可得,海水深度为h=s=vt=1531m/s×2s=3062m
(3)[4]如图甲,用竖直的悬挂的泡沫塑料球接触发声的音叉时,泡沫塑料球会被弹起,这个现象说明发声的物体在振动。
[5][6]用不同的力击打音叉,音叉的响度不同,会看到小球被弹开的幅度不同,振幅越大,响度越大,说明响度与物体的振幅有关;泡沫小球的作用是将音叉的振动放大。
(4)[7]如图乙所示,敲击右边的音叉,左边完全相同的音叉把泡沫塑料球弹起,这个现象说明声音能够传递能量。
(5)[8][9]从三幅图可以看出,①②在相同时间内,振动的次数是相同的,因此它们的振动频率是相同的,所以①和②的音调是相同的;②③两种波形的振幅是相同的,因此它们的响度是相同的。
三、实验题
16.小强同学在探究声音的产生与传播时,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,可观察到乒乓球被弹开,这说明了 ______ 。
(2)如图乙所示,将正在响铃的闹钟放在玻璃罩内,逐渐抽出其中的空气,将听到响铃的声音 ______ ,并由此推理可以得出 ______ 不能传声。
(3)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,说明水可以 ______ 。
【答案】声音是由物体的振动产生的;减弱;真空;传声。
【解析】(1)[1]乒乓球被弹起,说明发声的音叉在振动。
(2)[2][3]空气逐渐被抽出,声音逐渐减小,这说明声音的传播需要介质,真空不能传声。
(3)[4]放入水中能听到铃声,说明水也可以传声。
17.小华在观察弦乐团演奏时猜想,在弦张紧程度相同的条件下,发声的音调高低还可能与弦的粗细、长短及弦的材料有关。于是他找来了各种不同的琴弦,设计探究实验,琴弦的编号及材料、长度、横截面积情况如表所示:
(1)如果想探究发声时音调与弦的粗细的关系,应选用表中编号为___________和___________的琴弦。
编号
弦的材料
长度/㎝
横截面积/mm2
①
钢
30
0.3
②
钢
30
0.6
③
尼龙丝
40
0.5
④
铜
50
0.5
⑤
尼龙丝
50
0.5
(2)通过查询资料,小华知道琴弦的振动频率与琴弦长度的关系如图所示。如果小华的实验无误,则可确定的是编号为___________的琴弦一定比编号为___________的琴弦振动时音调低。
【答案】①;②;⑤;③。
【解析】[1][2]在弦张紧程度相同的条件下,探究发声时音调与弦的粗细的关系,应控制琴弦的材料长度相等而弦的粗细(横截面积)不同,由表中实验数据可知,应该选用表中编号为①、②的琴弦。
[3][4]音调的高低取决于声源振动的频率,频率越大,音调越高;如图所示,琴弦越长振动频率越低,在研究琴弦的长度与频率的关系时,应控制琴弦的横截面积与材料相同,综上所述,结合数据表可以确定的是编号为⑤的琴弦一定比编号为③的琴弦振动时音调低。
四、综合题
18.回声是由声波在传播过程中遇到障碍物反射回来而形成的,当障碍物离声源较远时,发出的声音经过较长时间(大于0.1s)再回到耳畔,我们才能把回声与原声区别开来;当障碍物离声源较近时,声波很快就反射回来了,人们就不能区分回声与原声,只能听到一种比较响亮的声音。求:(声音在空气中传播的速度为340m/s)
(1)要听到自己的回声,人发声时离障碍物至少要多远?
(2)用回声可以帮助船只测量水深,因此在海洋和江河的考察船上都装有声呐。如果声音在水中的传播速度为1500m/s,考察船上的声呐发出声音1.2s后接收到了回声,这里的水深为多少?
【答案】(1)17米;(2)900米。
【解析】(1)回声到达人耳的时间比原声晚0.1秒以上人耳才能把原声和回声区分开来。所以人能把原声与回声区别开的最短时间为0.1s,则人的声音传到障碍物的时间
人到障碍物至少距离s=vt=340m/s×0.05s=17m
(2)声音从水面传到水底的时间
水深h=v′t′=1500m/s×0.6s=900m。
答:(1)发声体至少离障碍物的距离为17米;(2)水的深度为900米。
19.【新情景】科普阅读题:超声波测距
在日常生活,生产中,我们通常用刻度尺、卷尺等工具来测量物体的长度。在工业生产和科学研究中,还会用到其他一些技术来测量距离,如超声波测距等。超声波在空气中的传播速度约为340m/s。超声波的指向性强,在空气中传播的距离较远,因而经常用于距离的测量、汽车倒车防撞、智能机器人等领域。超声波距原理如图所示。发射器向某一方向发射超声波,在发射的同时开始计时。超声波传时到障碍物会被反射,接收器收到反射波就停止计时。根据计时器记录的时间t,仪器自动计算出发射点与障碍物之间的距度。如果障碍物是运动的物体,超声波测量仪还可以测出物体移动的速度。请根据上述材料,回答下列问题:
(1)由于超声波具有 的特点,使其在空气中传播的距离较远,因而经常用于距离的测量,汽车倒车防撞,智能机器人等领域;
(2)上述材料主要阐述了 ;
A.超声波能传递信息 B.超声波具有能量
(3)若计时器记录的时间t为0.4s;则发射点与障碍物之间的距离约为 m;
(4)超声波被广泛应用在实际生活中,除文中提到的实例外,请你再列举一个具体实例。 。
【答案】指向性强;A;68;超声波碎体内结石。
【解析】(1)[1]超声波的指向性强,在空气中传播的距离较远,因而经常用于距离的测量、汽车倒车防撞、智能机器人等领域。
(2)[2]根据短文知道,通过超声波测距,或利用超声波测速,这都获得一个消息,都属于超声波能传递信息。故选A。
(3)[3]若计时器记录的时间t为0.4s,超声波在空气中的传播速度约为340m/s,由知道,超声波经过的路程s=vt=340m/s×0.4s=136m
所以计时器到障碍物距离
(4)[4]医生用B超诊断病情也是利用超声波可以传递信息,而超声波体外碎石、超声波加湿器对空气加湿、超声波清洗眼镜片都是利用超声波可以传递能量。
能力提升
1.(2024·山东日照·中考真题)下列关于声现象的分析,正确的是( )
A.小明回答问题时声音洪亮,是由于小明的声带振动得快
B.音乐老师能够分辨钢琴和长笛发出的C调,是由于它们的音色不同
C.蝙蝠夜间能够精准确认目标,是利用次声波的反射确定目标位置
D.厂房外面安装玻璃隔音板降低噪声,是由于玻璃不能传播声音
【答案】B
【详解】A.声音的洪亮程度通常与声音的响度有关,响度与声波的振幅有关,振幅越大,声音越响。声带振动得快慢影响的是声音的音调,即声音的高低,而不是响度,故A错误;
B.音色是指声音的特征,它是由声波的波形决定的。不同的乐器即使演奏相同的音调,也会因为材料、结构等不同而产生不同的音色,因此音乐老师可以通过音色来区分不同的乐器,故B正确;
C.蝙蝠在夜间导航和捕食时使用的是超声波,而不是次声波。它们发出超声波,这些声波在遇到障碍物时会反射回来,蝙蝠通过接收这些回声来确定目标的位置和距离,故C错误;
D.玻璃本身是可以传播声音的,但是隔音板的设计通常是为了减少声音的传播。隔音板通过吸收、反射或散射声波来降低噪声,而不是因为玻璃不能传播声音,故D错误。
故选B。
2.如图是一种便携式“声波盒”,工作时可以产生48000Hz的“高频波”使液体振动,从而将放入盒中的物体清洗干净。关于该“高频波”下列说法正确的是( )。
A. 它在15°C空气中的传播速度约为340m/s;
B. 它可以在真空中传播;
C. 人耳能够听见它;
D. 它不是由物体振动产生的
【答案】A。
【解析】A、这里的“高频波”其实是超声波,超声波在15°C空气中的传播速度约为340m/s,故A正确;
B、超声波与可听声一样,都不能在真空中传播,故B错误;
C、48000Hz的“高频波”是超声波,超出了人耳的听觉频率范围,人耳不能听到它,故C错误;
D、超声波与可听声一样,都是由物体振动产生的,故D错误。
故选:A。
3.图甲是一手工艺品,由竹筒(A、B两端开口,C处开一小口)和“活塞”组成,将活塞从B处塞入,在A处吹气并来回拉动“活塞”能发出悦耳的哨音,如图乙所示,下列说法正确的是( )。
A.哨音在真空中也能传播;
B.哨音是由筒内空气振动产生的;
C.换用更大的力吹气改变了哨音的音调;
D.吹气时来回拉动“活塞”改变了哨音的响度
【答案】B。
【解析】A.真空不能传声,哨音不能在真空中传播,故A错误;
B.声音是由物体振动产生的,哨音是由筒内空气振动产生的,故B正确;
C.换用更大的力吹气,振幅变大,哨音的响度变大,改变了哨音的响度,故C错误;
D.吹气时来回拉动“活塞”改变了空气柱振动的频率,改变了哨音的音调,故D错误。
故选B。
4.(多选)(2024·山东济南·二模)关于以下声学实验或现象的分析,正确的是( )
A.甲:将发声体悬挂而不直接放在底座上,可减弱固体传声对实验现象的影响
B.乙:用相同的力度拨动粗细不同的橡皮筋,所发出声音的音调不同
C.丙:摩托车的消声器、高架桥的隔音墙是在同一环节来减弱噪声的
D.丁:蝙蝠捕食、轮船通过声呐探测,均利用了“回声定位”的原理
【答案】ABD
【详解】A.固体、液体和气体都可以传声,将发声体悬挂而不直接放在底座上,可减弱固体传声对实验现象的影响,故A正确;
B.用相同的力度拨动粗细不同的橡皮筋,橡皮筋振动频率不同,所发出声音的音调不同,故B正确;
C.摩托车的消声器是在声源处减弱噪声,高架桥的隔音墙是在传播过程中减弱噪声,不是在同一环节减弱噪声,故C错误;
D.蝙蝠靠超声波捕食,轮船通过声呐探测,利用的也是超声波,两者均利用了“回声定位”的原理,故D正确。
故选ABD。
5.(2024·山东东营·中考真题)医院经常用 (选填“红外线”或“紫外线”)灯灭菌;利用超声波排除人体内的结石,是利用声波能传递 (选填“信息”或“能量”)的性质。
【答案】 紫外线 能量
【详解】[1]紫外线具有杀菌作用,医院的手术室、病房里用紫外线灯灭菌。
[2]超声波有很强的穿透性,能够传递能量,外科医生可以利用超声波除去人体内的结石,是利用了声波能传递能量。
6. (2024·山东青岛·二模)邯郸舰是中国自行研制的新型导弹护卫舰,具有较强的反潜、远程警戒和防空作战能力,其装备的声呐系统利用 波来探测敌方潜艇,雷达系统利用 波来发现空中敌情。舰上还装备有一种神秘的声波武器—“金嗓子”,能发出145dB以上的高频声波,在索马里护航时对海盗构成了有效威慑,“金嗓子”主要利用了声音能够传递
【答案】 超声波 电磁 能量
【解析】【小题1】[1]声呐系统利用超声波的回声定位来传递信息。所以邯郸舰的声呐系统是利用超声波来探测敌方潜艇。
[2]军舰上的雷达是利用电磁波来工作的,所以雷达系统利用电磁波来发现空中敌情。
[3]“金嗓子”能对海盗构成威慑,是因为声音能够传递能量。
7.为研究声音是如何产生的,小明同学进行系列的实验研究。
(1)如图甲所示,用竖直悬挂的乒乓球接触发声的音叉时,乒乓球会被弹起,这个现象说明___________;乒乓球在试验中起到什么作用?___________。
(2)如图乙所示,敲击右边的音叉,左边完全相同的音叉会把乒乓球弹起,这个现象说明___________。
(3)若在月球上做上述两个实验,___________实验乒乓球会弹起。
(4)石头落入水中,产生的水波向四周传播;发声的音叉接触水面,激起水波向四周传播。通过水波来研究声波,这种研究问题的方法为___________法。
A.推理 B.类比 C.控制变量 D.转化
【答案】声音是由物体振动产生的;将微小振动放大;空气可以传播声音;甲;B。
【解析】(1)[1][2]用竖直悬挂的乒乓球接触发声的音叉时,乒乓球会被弹起,这个现象说明声音由物体的振动产生的,声音是由物体振动产生的,但这种振动往往不易观察,需要将实验效果进行“放大”,乒乓球在实验中起到将微小振动放大的作用。
(2)[3]声音的传播是需要介质的,它可以在气体中传播,敲击右边的音叉,左边完全相同的音叉把乒乓球弹起,这个现象说明空气可以传播声音。
(3)[4]月球上没有空气,处于真空状态,声音不能在真空中传播,因此甲实验乒乓球会被弹起,乙实验乒乓球不会被弹起。
(4)[5]通过水波来类比研究声波,这种研究问题的方法被称为类比法,故选B。
8.阅读下列短文,回答问题。
超声波测速
超声波是振动频率高于20000Hz的声波,它具有指向性好、反射能力强、能量集中等特点,可用于测距、测速等。
测距是测速的基础,如图甲所示,超声波测速仪向静止的汽车发射超声波信号(简称信号),同时开始计时,信号传播过程中遇到汽车会被反射,测速仪接收到返回的信号就停止计时,根据记录的时间及其与路程、速度的关系,可计算出汽车与测速仪之间的距离,图乙是信号传播过程的s-t图像,s表示信号与测速仪之间的距离,t表示信号传播的时间。
则速仪测量汽车速度的原理是:测速仪向运动的汽车先后发射两次信号,根据汽车在两次遇到信号之间所通过的路程及所用的时间,由速度公式可得出汽车的平均速度测速仪在公路上对某跑车进行测速时,向匀速驶来的跑车发射两次信号,两次发射信号的时间间隔是1.0s,第一次发射信号到接收用时0.6s,第二次发射信号到接收用时0.3s。经测速仪测定,该跑车超速,驾驶员将受到交警部门处罚。(超声波速度取340m/s)
(1)人耳_______(选填“能”或“不能”)听到超声波。超声波测速是利用了超声波的指向性好、能量集中、________________等特点;
(2)如图乙所示,若t0=0.4s,则静止的汽车与测速仪之间的距离为_______m;
(3)通过计算,在下图中,大致画出测速仪对该跑车发射的两次信号传播过程的s-t图像(t从第一次发射信号开始计时)。跑车在两次遇到信号之间通过的路程为_______m,跑车的速度大小为_______m/s。
【答案】不能;反射能力强;68;51;60。
【解析】(1)[1]超声波是指频率超过20000Hz的声音,人的听觉范围是20Hz~20000Hz,人耳不能听到超声波。
[2]根据文中,超声波具有指向性好、反射能力强、能量集中等特点。
(2)[3]如图乙所示,若t0=0.4s,则静止的汽车与测速仪之间的距离为
(3)[4][5]第一次发射信号到接收用时0.6s,跑车遇到信号时,距离测速仪
第二次发射信号到接收用时0.3s,跑车遇到信号时,距离测速仪
跑车在两次遇到信号之间通过的路程为
因此测速仪对该跑车发射的两次信号传播过程的s-t图像如图所示:
跑车遇第一次信号,到测速仪接到信号,时间是接收用时的一半,即0.3s,两次发射信号的时间间隔是1.0s,因此跑车再走0.4s,才发出第二次信号,到跑车与第二次信号相遇,时间要接收用时的一半,即0.15s,因此跑车二次与信号相遇的间隔时间为
跑车速度为。
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