内容正文:
专题01 声现象
新课标对单元考点要求
1.通过实验,认识声的产生和传播条件。
2.了解声音的特性。了解现代技术中声学知识的一些应用。 知道噪声的危害及控制方法。
单元知识思维导图
【一、探究声音产生的条件】 2
【二、有关声速的计算(回声测距和测速)】 3
【三、有关声音的计算(不同介质中的速度比较)】 5
【四、区分响度、音调、音色】 7
【五、用波形图比较声音的特性】 8
【六、探究音调和频率的关系】 11
【七、噪声及其控制】 17
【八、探究不同物质的隔音性能】 19
【九、科普阅读题】 24
【知识梳理1 认识声音的产生与传播】
1.声音的产生。声音是由于物体的振动而产生的,振动停止,发声就停止。(注意:是发声停止,不是声音停止——两者有区别)。
2.声音的传播。声音的传播需要介质,一切固体、液体、气体都可以传播声音。(真空是不能传播声音的)。声音在介质中以波的形式传播,称为声波。声音以波的形式向四面八方传播;
3.声速。是一个表示声音传播快慢的物理量,它的大小等于每秒内声音传播的距离。
声速与物质的温度、种类有关。一般而言,有v固>v液>v气。15℃空气中声音传播的速度为340m/s。
注意:人耳能辨别原声与回声的时间间隔至少为0.1S 或人与障碍物的距离至少为17m.
【一、探究声音产生的条件】
【题型1】(24-25八年级上·陕西咸阳·期中)在下列事例中,能说明声音产生原因的是( )
A.说话时,把手指放在喉头处能感觉到喉头在振动
B.声音在传播过程中遇到障碍物会反射回来,遇到多孔或柔软的物质会被吸收
C.两位同学通过“土电话”进行交流
D.放在密闭玻璃罩内的闹钟正在响铃,在抽出玻璃罩内的空气的过程中铃声逐渐减小
【变式1-1】(24-25八年级上·江苏无锡·期中)下列实验中是在探究声音的传播条件的是( )
A.手指放在喉部,说话时感觉到声带在振动
B.面颊接触发声的音叉感觉到音叉在振动
C.乒乓球被发声的音叉弹开
D.用抽气机抽气,闹铃声音越来越小
【变式1-2】(24-25八年级上·河北邯郸·阶段练习)关于声音的产生与传播,下列说法正确的是( )
A.一切发声的物体都在振动 B.声音在真空中传播的速度最大
C.一切物体的发声部位都是声带 D.声音在空气不是以波的形式传播
【变式1-3】(24-25八年级上·山西太原·阶段练习)笛子是我国传统乐器中最有民族特色的吹奏乐器。关于笛子演奏过程中涉及的声现象知识,下列说法中不正确的是( )
A.笛子发出的声音是由空气振动产生的
B.现场观众听到的笛声是通过空气传播的
C.吹奏停止时,声音的传播也立即停止
D.笛子发出的声音不可以在真空中传播
【变式1-4】(24-25八年级上·北京·期中)下列有关声音的产生和传播,下列说法正确的是( )
A.声音是由振动产生的,振动停止,声音不再传播
B.敲击大钟后,大钟“余音未止”的主要原因是有回声产生
C.振动发出的声音以声波的形式向周围传播
D.声音在真空中的传播速度为340m/s
【二、有关声速的计算(回声测距和测速)】
【题型2】(24-25八年级上·安徽六安·阶段练习)图示为一种身高测量仪,其顶部的感应器竖直向下发射超声波信号,经下方物体反射后返回,被感应器接收。某同学站上测高台,感应器记录信号从发射到接收所经历的时间为。已知感应器距测高台的高度为2.5m,空气中的声速取340m/s,则该同学的身高为 cm。
【变式2-1】(24-25八年级上·贵州黔东南·阶段练习)交通部门常用测速仪来检测车速。测速原理是测速仪前后两次发出并接收到被测车反射回的超声波信号,再根据两次信号的时间差,测出车速,如图甲。某次测速中,测速仪发出与接收超声波的情况如图乙所示,x表示超声波与测速仪之间的距离,假设超声波的速度为340 m/s,且声速与车速不变。问:
(1)汽车第一次收到超声波信号时,距测速仪多远?
(2)汽车第二次收到超声波信号时,距测速仪多远?
(3)该被测汽车的速度是多少?(结果保留一位小数)
【变式2-2】(24-25八年级上·福建福州·阶段练习)周末,小王一家开车到郊外的山上游玩。如图所示是小王开车到山前的示意图,一条笔直的公路通到山崖下,小王在公路上开车向着山崖的方向匀速行驶,他车上速度表显示此时的车速是54km/h,小王开车到A处时,按响了汽笛,汽车向前行驶4s到B处,小王听到了汽笛的回声,(声速是340m/s)。求:
(1)汽车行驶路程AB;
(2)声音4s内传播距离;
(3)听到回声处B点距山崖的距离。
【变式2-3】(24-25八年级上·山东德州·阶段练习)某市区快速路段限速80km/h,并在原地架设了固定测速仪,其原理如图所示,汽车向测速仪的方向匀速驶来,测速仪向汽车发出两次短促的(超声波)信号,第一次发出信号到测速仪接收到信号用时0.6s,第二次发出信号到测速仪接收到信号用时0.4s,发出两次信号的时间间隔是1.8s,超声波的速度是340m/s,求:
(1)汽车接收到第一次信号时,距测速仪有多远?
(2)汽车经过上述路段的速度是多少?是否超速?
【三、有关声音的计算(不同介质中的速度比较)】
【题型3】(2024八年级上·全国·专题练习)已知15℃时声音在铁、水和空气中的传播速度依次为5200m/s、1500m/s和340m/s,人耳能分清前后两次声音的时间间隔要大于0.1s。有一段长为68m的装满水的铁管,将耳朵贴在装满水的铁管的一端,在另一端敲一下,能听到的声音次数是( )
A.1次 B.2次 C.3次 D.4次
【变式3-1】(24-25八年级上·湖北武汉·阶段练习)某课外活动小组的同学为了体验声音在不同介质是传播速度不同的物理现象,小红在输送水的直铁管道(充满水)上敲击一下,使铁管发出清脆的声音:小明沿铁管在水管的某一一位置耳朵贴近铁管听声,(已知声音在空气中的传播速度是,在水中的传播速度是,在钢铁中的传播速度是),若实验中小明能听到三次响声,则小明的位置到敲击点的距离范围是( )
A. B.
C. D.
【变式3-2】(2024八年级上·全国·专题练习)已知15℃时声音在铁、水和空气中的传播速度依次为5200m/s、1500m/s和340m/s,人耳能分清前后两次声音的时间间隔要大于0.1s。有一段长为68m的装满水的铁管,将耳朵贴在装满水的铁管一端,在另一端敲一下,能听到声音的次数是( )
A.1次 B.2次 C.3次 D.4次
【变式3-3】(24-25八年级上·北京·期中)若声音在空气中的传播速度为v1,在钢轨中的传播速度为v2,已知v1<v2。有人用锤子敲了一下钢轨的一端,另一人在另一端听到两次声音的时间间隔为t,下列说法中错误的是( )
A.听到的第二次敲击声是由空气传声的
B.钢轨的长度为v2t
C.钢轨的长度为
D.声音沿钢轨从一端传到另一端用的时间为
【变式3-4】(24-25八年级上·北京·期中)如图所示为某声速测量仪器的使用说明书和实验装置图。
(1)若把铜铃放在甲、乙的中点,则液晶显示屏的示数为 ;
(2)小玲同学将铜铃放到甲的左边,并与甲、乙在一条直线上,则铜铃离甲越远,液晶显示屏上的数值 (选填“越大”“越小”或“保持不变”);
(3)通过查阅资料,小玲同学了解到了在空气中“温度越高,声速越大”,为了验证这一规律,她把铜铃固定放在甲的左边,然后加热甲、乙之间的空气,则液晶显示屏上的数值将 ;
A.变大 B.变小 C.不变 D.无法判断
(4)若在某此实验中,小玲将铜铃放置在甲、乙之间并与甲、乙在一条直线上,如图所示,通过测量可知,,液晶显示屏上显示1.750,则此时声速约为 m/s(计算结果保留整数)。
【知识梳理2 了解声音的三特性】
1.音调:是指声音的高低。 影响音调的因素有与发声体的振动快慢 有关。频率越大,音调越高。
频率:每秒内物体振动的次数叫做频率,频率是表示物体振动快慢的物理量,单位赫兹,符号HZ。
(1)频率越大,音调越高;
(2)长而粗的弦,发声的音调低;
(3)短而细的弦,发声的音调高;
(4)绷紧的弦,发声的音调高;
(5)一般来说,女士的音调高于男士的音调;小孩的音调高于成人的音调。
“这首歌太高,我唱不上去”、“她是唱女高音的”、“脆如银铃”都是描述音调的。
注意:超声波与次声波。频率低于20Hz的声音称为次声波,高于20000Hz的声音称为超声波,人耳听觉的频率范围20-20000Hz。大象可以用次声波交流,地震、火山爆发、台风、海啸等都伴有次声波发生,一些机器在工作时也会产生次声波;蝙蝠可以发出超声波.
2.响度:是指声音的强弱。 影响响度的因素有:(1)与发声体的振动幅度有关。振幅越大,响度越大。
(2)与听者距离发声体的远近有关。距发声体越远,声音越发散,人耳感觉到声音的响度越小。
“震耳欲聋”、“低声细语”、“声如洪钟”、“引吭高歌”、“不敢高声语、都是描述响度的。
3.音色:是指声音的品质。 影响银色的因素有:与发声体的材料、结构有关。不同发声体的音色不相同。
“闻其声,知其人”、“悦耳动听”描述的是音色。用音色可以辨别发声的物体是什么,辨别物体是否损坏。
【四、区分响度、音调、音色】
【题型4】(24-25八年级上·天津宁河·期中)“声纹锁”能识别主人说出的“口令”并自动解锁,而当别人说出同样的“口令”却无法让锁打开。声纹锁能识别主人身份主要是依据声音的( )
A.音色 B.音调 C.响度 D.音速
【变式4-1】(24-25八年级上·山西吕梁·期中)笛子是中国广为流传的吹奏乐器,具有强烈的华夏民族特色,如图所示,用它吹奏《百鸟引》时,模仿的鸟儿叫声悦耳动听,生动展现了春光明媚,百鸟争鸣的丰富意境、下列关于笛子说法正确的是( )
A.吹奏时按压不同位置的气孔,主要改变声音的响度
B.用不同的力度吹奏,主要是改变声音的音调
C.模仿鸟儿的叫声,主要是改变声音的音色
D.笛子模仿的鸟叫声悦耳动听,一定不是噪音
【变式4-2】(24-25八年级上·湖南长沙·期中)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
【变式4-3】(24-25八年级上·江苏无锡·期中)小明利用手机录音功能记录自己的朗读声,再播放出来,他感觉和自己的声音并不相同。其主要原因是( )
A.声音的传播介质不同,导致音色变化
B.声音的传播介质不同,导致响度变大
C.声音的声源不同,导致音调变化
D.声音的声源不同,导致响度变大
【变式4-4】(24-25八年级上·江西上饶·期中)赣剧是江西省地方戏曲剧种之一,赣剧演员表演时,唱腔高亢激越,这里指得是 (选填“响度大”或“音调高”),优美的歌声通过 传入人耳。
【变式4-5】(24-25八年级上·广东揭阳·阶段练习)口琴是用嘴吹或吸气使金属簧片振动发声的多簧片乐器,是一种自由簧气鸣乐器。它有上下两排小方格孔,装有多组自由振动的簧片,气流强迫通过时,灵活的金属舌簧振动发声,来回移动,吹吸不同的孔时可以发出不同音调的声音。如图甲所示为将口琴拆开后其内部的琴芯结构,在琴芯的气孔边分布着长短、厚薄都不同的一排铜片,A区的较薄、较短、振动快,而C区的较长、较厚、振动慢。
(1)在同一孔处用不同的力度吹,发生变化的是声音的 (选填“音调”“响度”或“音色”)。
(2)口琴的高音区为图甲中的 区,口琴的低音区为图甲中的 区。(均填字母)
(3)演奏时,人能听出是口琴演奏的是依靠声音的 辨别的。
(4)如图乙所示,小漫自己制作了一个哨子,在筷子上缠一些棉花,做成一个活塞。这哨声是由管内的 振动而产生的,吹哨时上下推拉活塞,音调最高的是图丙中的 (填字母)。
【五、用波形图比较声音的特性】
【题型5】(24-25八年级上·江苏南京·期中)在音乐会上,一男高音歌唱家小聪在放声歌唱时,一女低音歌唱家小红在轻声伴唱。下列声音波形图中能够正确反映上述男、女歌唱家歌唱时的声音特征的是(纵坐标表示振幅,横坐标表示时间)( )
A. B.
C. D.
【变式5-1】(24-25八年级上·山西大同·期中)编钟是我国春秋战国时期的打击乐器,现有四个大小不同的编钟,从大到小的顺序排列,如图甲所示,其中有一编钟上有隐形的裂痕,为了查找出这口编钟,用锤子分别敲击它们,将所产生的声波输入同一示波器中时显示出对应的波形图如图乙所示。则下列说法正确的是( )
A.敲编钟a用力最大,编钟b有裂痕
B.敲编钟c用力最大,编钟b有裂痕
C.敲编钟a用力最大,编钟d有裂痕
D.敲编钟c用力最大、编钟d有裂痕
【变式5-2】(24-25八年级上·广东广州·期中)敲击甲、乙、丙三个音叉,将发出的声音输入到已经调试好的同一示波器上,甲、乙、丙三个声音的波形如图所示,若甲声波的响度为80dB,频率为400Hz,下列说法正确的是( )
A.乙声波的频率是800Hz
B.丙声波的响度160dB
C.敲击乙音叉的力度比甲大,乙音叉音调较高
D.丙音叉的音色和甲音叉的相同,丙音叉频率更高
【变式5-3】(24-25八年级上·陕西西安·期中)11月3日国民组合“凤凰传奇”在咸阳举办了一场精彩绝伦的演唱会,男低音歌手曾毅在放声歌唱时,女高音歌手玲花在轻声伴唱。下列用计算机显示声音的波形图中能够正确反映上述男、女歌手歌唱时的声音特征的是( )
A.
B.
C.
D.
【变式5-4】(23-24八年级上·陕西咸阳·期中)唐代诗人白居易的《琵琶行》中的诗句:“忽闻水上琵琶声”,琵琶的声音在水中传播的速度比空气 (选填“大”或“小”);“转轴拨弦三两声,未成曲调先有情”,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 (以上两空选填“音调”“响度”或“音色”)小。如图所示,为某段声音的波形,其中, (选填“A”或“B”)位置响度大, (选填“A”或“B”)位置音调高。
【变式5-5】(24-25八年级上·广东广州·期中)利用声现象的知识,回答以下问题:
小刚敲击一个音叉,如图1所示,现放大音叉的右臂,那么此音叉臂从最左端的A位置经过B位置到达C位置后,再由C位置再次经过B位置返回最左端,这样叫做振动一次。
(1)以下关于物体所做的机械运动,属于振动的是:______;(选填以下对应的字母)
A.蝴蝶飞行时其翅膀的运动 B.地球围绕太阳做圆周运动
C.射出枪膛的子弹向前飞行的运动 D.用手拨动绷紧的橡皮筋,橡皮筋变“胖”变“虚”
(2)物理学中用每秒内振动的次数—频率来描述物体振动的快慢。小刚从利用高速摄像机拍摄的录像中获知,音叉振动30720次所用的时间是2min,则音叉发出声音的频率是 Hz;利用手机的某个应用可以显示瞬间的声音波形图,仅由该音叉发声时,保持手机和音叉的位置均不变,在相同的设置下,小刚先后两次用手机显示其声音波形图,截屏如图2,可知手机接收到的声音的 (选填“音调”、“响度”、“音色”)发生了变化。
(3)在设计建造电影院时为了减少回声对观众听觉的干扰和影响,应尽量 (选填“增大”或“减少”)四周墙壁对声音的反射,因此电影院内四周墙壁表面要采用 (选填“柔软多孔”或“坚硬光滑”)的材料。
【六、探究音调和频率的关系】
【题型6】(23-24八年级上·贵州贵阳·期中)小明在学习吉他演奏的过程中发现吉他是由两端固定的琴弦振动而发声的,如图甲所示。弦的数量有限,却能演奏出完整的音乐,那么同一根钢制琴弦发出声音的音调与哪些因素有关呢?小明利用图乙所示的实验装置进行实验,已知一块厚木板上有A、B两个楔支撑着琴弦,其中A楔固定、B楔可沿木板移动以改变琴弦振动部分的长度。将钢制琴弦的一端固定在木板O点,另一端悬挂不同个数的相同重物,重物个数越多、琴弦绷得越紧。轻轻拨动AB间的琴弦,用仪器测出琴弦发声的频率如下表:
实验次序
长度L/m
重物个数
频率f/Hz
1
0.4
2
375
2
0.8
2
170
3
4
265
(1)分析实验数据可知,第 次实验中琴弦发声时,振动的 最快,音调最高;
(2)小明分析1、2两次实验数据可以发现:琴弦越长,发出声音的音调越低。你认为这一结论需要补充的条件是 ;
(3)当第3次实验时长度L为 m时,可用2、3两次实验来研究琴弦的音调和琴弦松紧的关系。
(4)完成以上实验后,小明如果再选用一根与钢制琴弦粗细相同的长为0.4m的涤纶琴弦,来探究音调与琴弦的材料的关系,则实验中可悬挂重物 个。
【变式6-1】(24-25八年级上·山西晋中·期中)小明观察到如图所示的风铃在风的吹动下,各个风铃管相互碰撞时会发出悦耳的声音。小明取来三只材料及厚度均相同的风铃管,将其悬挂后用相同大小的力敲击,并用声音摄谱仪记录了各自发声时的频率,如下表所示:
编号
长度/cm
直径/cm
频率/Hz
1
20.50
1.50
2131
2
31.00
2.00
1284
3
48.50
2.50
656
(1)用大小相同的力敲击不同风铃管时,发出声音的 不同;(均选填“音调”“响度”或“音色”)
(2)分析数据可知,三根风铃管中音调最高的是 ;(填编号)
(3)小明根据表中数据得出“风铃管发出声音的频率随长度的增大而减小”的结论。小明得出结论的过程是 (选填“合理”或“不合理”)的,理由是 ;
(4)若再只增加一根风铃管的实验数据,便可初步得出风铃管发出声音振动的频率与长度及直径的关系,则下列风铃管的长度和直径满足要求的是 。
A.20.50cm 2.00cm B.31.00cm 3.00cm C.51.00cm 2.50cm
【变式6-2】(24-25八年级上·辽宁大连·期中)在青少年创新大赛中,小德和他的同学们用生活中常见的物品制作乐器,组建了一支乐队完成演奏。同学们用生活中常见的器材制作橡皮筋吉他、口哨和各种打击乐器。在制作和调试的过程中,小德完成以下探究内容:
探究一:琴弦发出声音音调高低与琴弦的横截面积的关系;
(1)小德用一个纸盒、两支笔和a、b、c、d四根长度相同、粗细不同的橡皮筋(从d到a依次变粗)制作“橡皮筋吉他”。用同样大小的力拨动四根橡皮筋,a发出声音的音调最低,b、c、d音调依次升高,则说明琴弦越 (选填“粗”或“细”),振动的越快;
探究二:口哨发出声音音调高低与空气柱长短的关系;
小德在自制口琴时,查阅资料发现口琴是用嘴吹或吸气,使金属簧片振动发声的多簧片乐器;将口琴拆开后,其内部的琴芯结构如图2甲所示,在琴芯的气孔边分布着长短、厚薄都不同的一排铜片,A区的较薄、较短,振动快,C区的较厚、较长,振动慢;
(2)结合探究一的结论可以猜想:口琴的低音区为图2甲中的 (选填“A”、“B”或“C”)区;
(3)小德受口琴振动原理的启发,设计制作了通过空气柱振动发声的哨子;在筷子上缠一些棉花,做成一个活塞,用水蘸湿棉花后从下端插入两端开口的塑料管中,如图2乙所示;吹哨子时,上下推拉活塞,活塞在管中恰当的位置时,用嘴吹管的上端能分别吹出“dou”“ruai”“mi”三个音阶,则“dou”这个音阶与图乙中 位置对应;(选填“A”、“B”或“C”)
探究三:研究声音的产生和传播;
(4)物理课上,小德知道了声音是由物体振动产生的。小德用手敲鼓,鼓面发出响声,但是他看到鼓面几乎没有什么异样;为了知道敲鼓时鼓面是否振动了,可以怎么做? ;
(5)小德将正在播放音乐的手机放在玻璃瓶中,用抽气筒不停地向外抽气,听到手机音乐的声音逐渐减弱,直至几乎听不到音乐声,说明声音的传播需要 ;
(6)同组同学认为听到的音乐声越来越小可能是手机音乐本身在变小,请通过实验验证音乐本身的声音是否在变小,具体办法是: 。
【变式6-3】(24-25八年级上·陕西榆林·期中)小明在观察如图甲所示的二胡时猜想:弦发声的音调可能与弦的长度、粗细和松紧有关。于是他找来两根粗细不同的钢丝,设计了如图乙所示的装置,拨动枕木AB间的钢丝,进行了四次对比探究,四次实验的部分信息如下表所示:
实验次数
1
2
3
4
钢丝直径/mm
2
1
1
2
AB间距/cm
50
50
30
钩码个数
3
3
4
3
(1)实验中,我们可以通过改变 来改变钢丝的松紧程度;
(2)为了探究音调与琴弦松紧程度的关系,则第2次实验中AB的间距应该为 cm;
(3)通过比较 两次实验可以得出音调与弦的粗细有关。实验中发现第1次实验发声音调比第4次发声音调低,则小明可得出结论:当弦的材料、粗细和松紧程度相同时,弦越长,音调越 ;
(4)二胡演奏时可通过手指按压、松开、滑动等指法配合产生优美的旋律,图丙中小明手握上端,手指按压的是音符“3”“4”的位置,根据上述实验结论,要想发出“3”音符(“3”比“4”音调低),此时他最简单合理的操作是松开 (选填“中指”或“食指”);
(5)小明想到老师上课说过,不仅固体可以震动发声,气体和液体也可以振动发声,于是小明又制作了如图丁的水琴瓶,当小明用木棍从左到右敲击瓶子,则听到的声音的音调会依次 (选填“降低”或“升高”);
(6)小明发现对着瓶口吹气也可以发出声音,而且不同的瓶子用相同的力度吹气时音调也是不同的,当对着瓶口吹气时主要是 振动发声。
【变式6-4】(24-25八年级上·辽宁沈阳·期中)晓晓用声波传感器和电脑设备记录测量敲击某种材料合金管所发出的声音频率,他猜想敲击合金管发出的声音频率可能与合金管的直径、敲击的位置、敲击的力度、合金管的长度有关。他设计实验探究敲击合金管发出的声音频率与合金管长度之间的数值关系,以制作合金管编钟,请补充完善实验方案;
(1)实验器材: 、声波传感器、合金管若干、铁锤、电脑;
(2)实验步骤:(①③步骤的空均填“相同”或“不同”)
①选取 长度的合金管并按图安装好,每根合金管的直径 ;
②将声波传感器连接到电脑,准备记录;
③使用铁锤敲击合金管底部的 位置,确保敲击力度相同;
④ ;
⑤根据数据分析声音频率与合金管长度之间的数值关系。
(3)请你为实验设计一个记录数据的表格。(不需要填数据)
【变式6-5】(24-25八年级上·江西南昌·阶段练习)如图是某同学探究声音特性的两个实验:
实验一:
(1)如图A中甲所示,用竖直悬挂的泡沫塑料球接触发声的音叉时,观察到泡沫塑料球被弹起,说明了 ,如图A中乙所示,敲击右边的音叉,左边完全相同的音叉把泡沫塑料球弹起,也能说明声音可以在 传播;
(2)若图A中将甲、乙装置拿到月球上敲击,甲的小球 跳起,乙的小球 跳起(选填“会”或“不会”);
实验二:
如图B所示,有4支相同材料相同厚度的玻璃量筒,其中a、b、c等高,c、d粗细相同,各量筒内装的水如图B所示,某同学根据所听声音音调的高低猜想空气柱发声的频率可能与①空气柱的长短有关;②量筒的粗细有关;③水柱的长度有关。
(3)若探究发声的频率与“①空气柱的长短有关”,应选量筒 (填字母代号);
(4)若选择的是量筒b、c,则探究的是 ;(填数字序号)
(5)小明用同样大小的力在c和d的口上吹气,使它们发声,则所发出的声音音调 高;(选填“c”、“d”或“一样”)
(6)如果用同样大小的力敲击c和d使它们发声,则所发出的声音音调 高。(选填“c”、“d”或“一样”)
【知识梳理4 利用噪声的危害和控制】
1.人们以分贝为单位来表示声音的强弱等级。0dB是指刚刚引起人的听觉的声音,不是指没有声音。为了保护听力,声音的响度不能超过90dB。人们以分贝来表示声音强弱的等级,符号dB;
为了保护听力,声音不能超过90dB;
为了保证工作和学习,声音不能超过70dB;
为了保证休息和睡眠,声音不能超过50dB。
2.噪声的控制
(1)从物理学角度来讲,噪声是指发声体做杂乱无章的振动时发出的声音。
(2)环境保护的角度来讲,凡是妨碍人们正常休息、工作和学习的声音以及对人们要听的声音起干扰的声音,都属于噪声。
(3)控制噪声的途径有:
a.防止噪声的产生:在声源处控制.
b.阻断噪声的传播:在传播过程中控制.
c.防止噪声进入耳朵:在人耳接收处控制.
【七、噪声及其控制】
【题型7】(24-25八年级上·山西大同·期中)从今年5月开始。“歌迷之城,太原宠你”系列演唱会举办超过十场,山西文旅特别提供在太原看演出免费参观各大景点等优惠。关于演唱会中使用的各种乐器,下列说法正确的是( )
A.用力敲鼓可以增大声音的响度
B.观众通过音调分辨鼓和钢琴
C.吉他是通过空气振动发声
D.发出的声音一定是乐音
【变式7-1】(24-25八年级上·山东济南·期中)下面一些关于控制噪声的措施所能起到的作用的说法中,正确的是( )
A.摩托车安装消声器是为了在噪声接受处减弱噪声
B.在城市中禁鸣汽车喇叭是为了阻断噪声的传播
C.体育馆、剧院的内墙要用吸音材料来装饰是为了防止噪声产生
D.在飞机旁工作的人员要佩带有耳罩的头盔是为了在接受处减弱噪声
【变式7-2】(24-25八年级上·江苏南京·期中)如图甲,将衣架悬空挂在细绳中央,当同学用铅笔轻敲衣架时,小明听到衣架振动发出的声音.他用绕有细绳的食指堵住双耳,重复上述操作(如图乙),他还是听到了声音。与这个实验有关的几种说法中错误的是( )
A.甲、乙两实验可以探究固体、气体是否能传声
B.甲、乙两实验可比较固体和气体的传声效果
C.用大小不同的力敲打衣架时声音的响度不同
D.食指堵住双耳主要目的是为了减小周围噪声的影响
【变式7-3】(24-25九年级上·北京·期中)古时排箫又叫作“参差”,是由长短不一的竹管组成,如图5所示,所以人们都说“参差不齐”。关于排箫,下列说法正确的是( )
A.我们听到的排箫声是通过空气传到耳中的
B.竹管参差不齐,目的是为了改变声音的响度
C.用相同大小的力,吹不同位置的竹管,发出的声音的音调相同
D.因为排箫是乐器,所以任何情况下发出的声音都是乐音
【变式7-4】(24-25八年级上·上海黄浦·期中)小宋同学自制小乐器,如图1。敲击不同长度金属管,能发出“do(1)”“re(2)”“mi(3)”“fa(4)”“sol(5)”“la(6)”“si(7)”。已知敲击金属管的长度越长,金属管振动频率越低。小宋同学演奏歌曲《财神到》中的“到”时,应敲击的金属管是( )
A.a B.c C.e D.g
【变式7-5】(2024八年级上·全国·专题练习)科学家在研究中发现,长期在噪声环境下生活的人易患高血压。进一步研究发现,长期生活在声音为55dB以上的环境中的人与长期生活在声音为55dB以下的环境中的人相比,患高血压的比例增加近一倍。专家提醒,夜间睡觉时打开窗户者,高血压“光临”的机会较多。根据以上信息判断,下列说法不正确的是( )
A.玻璃可以减弱声音的传播 B.噪声不是引起高血压病的唯一原因
C.噪声对人类的危害不可轻视 D.55dB以下的声音不是噪声
【八、探究不同物质的隔音性能】
【题型8】(24-25八年级上·山西大同·期中)小智同学计划将自己练琴的房间改造成隔音房间、以免练琴时打扰邻居。方案实施前,他准备选择毛毡布或泡沫板充当隔音材料,选哪一种材料隔音效果更好呢?请你设计一个可操作的选择方案。
【变式8-1】(24-25八年级上·广东深圳·期中)噪声会彭响我们的身体健康,在制作隔音房间的实践活动中,小明了解到在减弱噪声的手段中,采用隔音性能更好的材料是手段之一。于是他设计了如下实验对材料的隔音性能进行探究,请阅读回答下列问题。
实验步骤:
①先搜集各种材料,如5cm厚波峰吸音棉,5cm厚聚酯纤维吸音棉,3mm厚隔音毡,2mm厚隔音毡,2mm厚白色阻尼隔音毡,复合隔音吸音材料,复合阻尼隔音板;
②把正在响铃的于机放入玻璃筒内,在筒边放置声级计,如图甲,声级计显示为72.3dB;
③保持于机铃声不变,声级计到玻璃筒的距离不变。如乙分别用各种材料盖玻璃筒顶端,用声级计进行测试,得到如表的数据。
次数
1
2
3
4
5
6
7
材料
5cm厚波峰吸音棉
5cm厚聚酯纤维吸音棉
3mm厚隔音毡
2mm厚隔音毡
2mm厚白色阻尼隔音毡
复合隔音吸音材料
复合阻尼隔音板
声级计示数/dB
67.1
68.9
63.2
68.2
65.8
71.9
68.1
(1)该实验利用同一稳定声源发声,并且声级计到玻璃筒的距离不变,这里运用的实验探究方法是 。根据表格中数据可知,这几组测试中,隔音性能最好的是第 组;
(2)分析小明所得数据,根据第3次和第4次数据可知材料隔音性能还与材料的 有关;因此利用这组数据 (填“能”或“不能”)准确比较出这几种隔音材料的隔音性能好坏;
(3)制作隔音小屋时,可以将墙壁制成中空夹层,并在其中塞满隔音材料,这是从 方面入手控制噪声;
(4)下列材料中选择 塞满隔音小屋的墙壁夹层隔音效果最好。
A.波峰吸音棉 B.聚酯纤维吸音棉
C.隔音毡 D.白色阻尼隔音毡
【变式8-2】(24-25八年级上·辽宁沈阳·期中)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)。
【变式8-3】(24-25八年级上·广西南宁·期中)小明想比较聚酯棉材料和海绵材料的隔音性能,做了如下的探究。
(1)小明分别用两种材料做了如图甲所示的隔音盒,黑色部分表示所用的材料,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,得出如表中的数据。利用数据进行比较,得出 材料的隔音性更强;
材料
聚酯棉
海绵
距离/m
1
2
3
1
2
3
80/dB
54.3
49.1
46.6
61.7
55.8
53.4
(3)本探究实验中多次测量数据目的是 (选填“减小实验误差”或“寻找普遍规律”);
(4)交流讨论时,小明认为除了可以用手机作为声源,还可以选用 (选填“音叉”或“机械闹钟”);小红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.让人站在距隔音盒一定距离处,比较所听见声音的响度
B.让人一边听声音,一边向后退,直至听不见声音为止,比较此处距隔音盒的距离
(5)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。
【变式8-4】(24-25八年级上·四川自贡·期中)跨学科实践:研究不同材料的隔音性能,噪声是一种严重的环境污染。为了创造安静和谐的生活环境,人们常采取隔音的措施来防治噪声。小明所在的小组对隔音材料的选取产生了浓厚的兴趣,并对此展开了调查研究。
【任务一】寻找实验中的发声体
(1)小明在家中找到的发声体有:音叉和机械闹钟。实验中适合做声源的是 。
【任务二】思考实验注意事项
(2)实验中小明将发声体放在鞋盒内,在其外侧包上待测材料,此时,需要控制声源的 (填声音的特性)和材料的 不变;实验过程中,听声音的同学 (选填“能”或“不能”)替换。
【任务三】实验方案设计及实施
小组同学设计了以下两种实验方案。
方案A:站在距离鞋盒一定的距离处,比较所听到声音的响度。
方案B:一边听声音,一边后退,直到听不到声音为止,比较此处距鞋盒的距离。
下面分别是根据方案A和方案B所设计的实验记录表格和实验中所记录的情况。
方案A:
检测材料
运动服
报纸
塑料袋
泡沫板
响度
较弱
较响
响
弱
方案B:
检测材料
运动服
报纸
塑料袋
泡沫板
听不见声音的实际距离/m
2.1
2.8
4.2
1.5
(3)你认为较佳的方案是 ,你的理由 ,以上材料中隔音性能最好的是 。
【变式8-5】(24-25八年级上·山西晋中·期中)当我们在家中弹奏乐器、欣赏音乐或观看电视节目时,有可能会打扰需要休息的家人和邻居。小梦打算将家中的一个房间改造为隔音房间,这样就不会彼此干扰,她准备先制作一个隔音房间的简易模型。在隔音材料的选择过程中,小梦比较了聚酯棉材料和海绵材料的隔音性能,做了如下的探究。
(1)小梦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,小明按图乙所示,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(安装有噪声监测软件)在距隔音盒不同距离的位置测量接收的声音,得出如表中的数据。表格A处应填写 (选填“音调”、“响度”或“音色”);
材料
聚酯棉
海绵
距离/m
1
2
3
1
2
3
A/dB
54.3
49.1
46.6
61.7
55.8
53.4
(3)利用数据进行比较,得出 材料的隔音性能更强;
(4)小明认为人耳可以替代手机2进行探究,并提出如下两种方案最佳的是( )
A.人距隔音盒一定距离处,先后比较人听到手机1在两种材料的隔音盒里发出声音大小。
B.人边听声音边后退,直至听不到手机1发出的声音为止,比较两次距隔音盒的距离。
(5)隔音房间的墙壁使用了隔音材料,这是在 减弱噪声。
【变式8-6】(24-25八年级上·北京·期中)研究小组课外实践活动中选择探究“不同材料的隔音性能”,针对噪声常常影响人们的生活和学习,为此开展了“制作护耳器”的实践活动:
【项目材料】
探究材料:报纸、海绵、毛巾;可做声源:闹钟、音叉;测量工具:声音监测仪、刻度尺等
【项目分析】
(1)小组成员一致同意在本实验中适合做声源的是 ;
(2)设计活动时同学想到材料的厚度、包裹方式都可能影响隔音效果,则实验时具体操作时应选用厚度相同的报纸、海绵和毛巾,用相同的包裹方式包住正在响铃的闹钟,听闹钟声音响度的变化。
【项目实施】
小组一:声音的变化不容器辨别,于是用声音监测仪来完成研究。将声音监测仪放在距离钟1m处,记录声音分贝,再记录下按上述材料包裹后的声音分贝如表:
次数
隔音材料厚度
包裹方式
隔音材料
包裹前声音响度/dB
包裹后声音响度/dB
材料的隔音性能
1
相同
相同
报纸
57
42
2
毛巾
38
3
海绵
29
请回答:
①小组同学发现生活中隔音材料广泛应用,使用隔音材料是在 减弱噪声;
②根据表中数据可得出结论三种材料中隔音性能最好的是: ;
小组二:分别准备三种不同材料,进行隔音效果的测试。固定声源,选择其中一种材料罩住两只耳朵,从声源处慢慢向后移动,当恰好听不到声音时停下来,测量距离,重复3次取平均值。再换用其他材料重复实验,得到如表数据。二组设计的实验中,依据听不见钟声的实际距离来判断物体的隔音性能,实际距离越长,物体的隔音性能越 (选填“好”或“差”)。
材料
报纸
毛巾
海绵
听不见钟声的实际距离/米
2.8
2.1
1.2
【知识梳理3 能举例说明声音有哪些利用】
1.声音可以传递信息。比如:回声测距,B超,听音乐。声音传递信息的实例(了解并记住):
(1)远处隆隆的雷声预示着一场可能的大雨;
(2)铁路工人用铁锤敲击钢轨,会从异常的声音中发现松动的螺栓;
(3)医生用听诊器可以了解病人心、肺的工作状况;
(4)医生用B超为孕妇作常规检查;
(5)古代雾中航行的水手通过回声能够判断悬崖的距离;
(6)蝙蝠靠超声波探测飞行中的障碍物和发现昆虫;
(7)利用声呐探测海底深度和鱼群位置。
2.声音可以传递能量。比如:超声波除结石,超声波清洁牙齿。实例(了解并记住):
(1)声波可以用来清洗钟表等精细机械;
(2)外科医生可以利用超声波振动出去人体内的结石。
3.超声波的应用。
(1)由于超声波定向性好,传播距离远。声呐就是利用超声波工作的;
(2)由于超声波方向性好,穿透能力强。B超就是利用超声波工作的;
(3)由于超声波易于获得较为集中的声能。超声波测速器就是利用超声波工作的。
【九、科普阅读题】
【题型9】(24-25八年级上·广东惠州·期中)阅读下面的短文,并回答问题。
材料一:超声波具有指向性好、反射能力强、能量集中等特点,可用于测距、测速等。声呐就是利用超声波测距的一种设备,它能够向水中发射声波,假如某一声呐发出的声波的频率在10~30kHz,由于这种声波的频率较高,可以形成较强指向性声波在水中传播时,如果遇到潜艇、水雷、鱼群等目标就会被反射回来,反射回来的声波被声呐接收,根据声信号往返时间可以确定目标的距离。超声波测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超声波信号,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。
材料二:许多年前,“马可波罗号”帆船在“火地岛”失踪,经过多年的研究,揭开了“死亡之谜”。他们都是死于亚声,这是一种人耳听不到的声音,频率低于20Hz。而人的内脏的固有频率和亚声波极为相似,当二者相同时,会形成内脏的共振。严重时,把内脏振坏而丧生。
(1)超声波的频率高于 Hz;声呐、超声波测速等是利用了超声波的能量集中、 、指向性好等特点。
(2)亚声指的我们学过的 (选填“超声波”“可听声波”或“次声波”);亚声能把内脏振坏,说明声音可以传递 。
(3)一艘科考船行驶在某海域,并对该海域的海底形状利用声呐系统进行了测绘:在经过该海域水平面等间距的A、B、C、D、E五个位置时,向海底定向发射超声波,测得回收信号的时间分别为0.30s、0.16s、0.30s、0.14s、0.30s。根据时间,求出海底与海平面的距离,就可以绘出海底的大致形状,则该海域海底的大致形状如图______。
A. B.
C. D.
(4)某固定测速仪在国外公路上对某跑车进行测速,向匀速直线驶来的跑车发射两次超声波信号,两次发射信号的时间间隔是1s,第一次发射信号到接收用时0.8s,第二次发射信号到接收用时0.4s,跑车的速度为 m/s。(计算时空气中声速取340m/s)
【变式9-1】(24-25八年级上·江苏南京·期中)阅读短文,回答问题。
以声消声
科学研究发现,音叉的叉股向外侧振动时(如图甲),会压缩外侧邻近的空气,使这部分空气变密;当叉股向内侧振动时,这部分空气又变疏;随着音叉的不断振动,空气中的声波由近处向远处传播,当两列频率相近的声波相遇时,如果其中一列声波的“密部”与另一列声波的“疏部”恰好相遇,它们就会相互抵消,在这些位置几乎听不到声音。
根据这个原理,科学家研发出一种消声器,图乙是这种消声器的结构原理图,某声源发出的一列声波,沿水平管道自左向右传播,当入射声波到达A处时,分成两束声波,它们分别向上、向下沿着图中箭头所示的方向传播,通过不同的路径在B处再次相遇,恰好发生消声现象。
消声器能有效控制发动机的周期性排气噪声,经消声处理后,其排气噪声可以降低70%以上。
(1)图甲音叉叉股振动时,在音叉的左边、右边都会传播声波,则声波向左和向右传播时,两边空气________;
A.是疏密相间的 B.是变密的 C.是变疏的 D.是均匀的
(2)用疏密相间的竖线表示两列频率相同的声波(如图丙),P、Q表示密部,M、N表示疏部,则两列声波相遇时,消声效果最明显的情况是 ;
A.P与Q相遇 B.P与N相遇 C.M与N相遇 D.P与M相遇
(3)图乙中,B处声音响度 (填“大于”“等于”或“小于”)A处声音响度;
(4)消声器的使用效果与噪声的频率和响度有关,如图丁是某型号消声器在控制不同发动机的周期性排气噪声时的性能图像,阴影部分为消声达标,以下情况中,消声达标的是________的声音。
A.响度为20dB,频率为100Hz B.响度为40dB,频率为210Hz
C.响度为70dB,频率为250Hz D.响度为90dB,频率为350Hz
【变式9-2】(24-25八年级上·江苏盐城·期中)阅读短文,回答问题。
古琴与三分损益法
古琴由面板、底板、岳山、龙龈、徽位、琴弦等部分组成。面板多为梧桐木等轻质木材,以传导声音;底板则选用梓木等硬质木材,以增强共鸣效果。琴弦通过岳山固定在面板上,另一端缠绕在龙龈处以固定张力。徽位则用于标记音高位置,帮助演奏者准确按弦。
琴弦的振动通过岳山传递到面板上,引起面板的微小振动。面板的振动进而带动共鸣腔体内的空气振动,形成声波向四周传播。
古琴蕴含着深邃的音律科学,在众多古代音乐理论中,三分损益法作为制定音律的重要法则,它基于弦长与音高之间的比例关系。如图,通过三分(将长度分为三等分)和损益(增加或减少其中一份)的操作,推导出一系列音律。具体说,第1个音以“宫”音为例,假设其弦长为基准长度L。首先,通过“三分损一”得弦长为L,生成第2个音;随后,第2个音的弦长“三分益一”,得弦长为L,(L×=L),生成第3个音;再对第3个音弦长进行“三分损一”,得弦长为L,(L×=L),生成第4个音;最后,对第4个音弦长进行“三分益一”,生成第5个音。如此,便可生成中国传统的五声音阶“宫、商、角、徵、羽”。
(1)制作古琴材料的选择主要考虑的是这些材料优良的 (声/光)学特性。
(2)文中的“音高”对应声音三要素中的 。
(3)古琴优美而独特的琴声的振动物体是________。
A.琴弦 B.面板 C.共鸣箱内空气振动 D.三种情况都有
(4)文中的第5个音对应的弦长应该为 L。
(5)“宫、商、角、徵、羽”依次对应简谱中的“1、2、3、5、6”。相同情况下,弦长越长音高越低,则文中第1-5个音的生成顺序是________。
A.宫商角徵羽 B.宫羽徵角商
C.宫徵商羽角 D.宫角羽商徵
【变式9-3】(24-25八年级上·黑龙江哈尔滨·期中)请同学们阅读以下材料,回答问题
双耳效应
人们利用两只耳朵听声音时,利用“双耳效应”可以分辨出声音是由哪个方向传来的,从而大致确定声源的位置。如图所示,在人们的右前方有一个声源,由于右耳离声源较近,声音就首先传到右耳,然后才传到左耳,产生了“时间差”。声源距两耳的距离差越大,时间差就越大。两耳之间的距离虽然很近,但由于头颅对声音的阻隔作用,声音到达两耳的音量就可能不同,产生了“声级差”。当声源在两耳连线上时,声级差最大可达到25分贝左右。不同波形的声波绕过人头部的能力是不同的,频率越高的声波,衰减就越大。于是人的双耳听到的音色就会出现差异,也就是“音色差”。
(1)听声音时,若左耳听到声音的声级比右耳听到声音的声级大,则声源在人的 ;(选填“左侧”或“右侧”)
(2)下面不是由于双耳效应达到的效果的是 ;
A.雷电来临时电光一闪即逝,但雷声却隆隆不断
B.将双眼蒙上也能大致确定发声体的方位
C.有时将头旋转一定角度后可以更准确判断声源位置
D.舞台上的立体声使人有身临其境的感觉
(3)如图乙是立体声录音现场情景示意图,如果要模拟人的双耳效应,应该使用 (选填“一个”或“两个”)拾音器进行录制。图丙是立体声播放时的情景示意图,双声道播放使听者产生了立体感(空间感);
(4)人的双耳听到声音的“音色差”越大,说明声音的 越高。
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专题01 声现象
新课标对单元考点要求
1.通过实验,认识声的产生和传播条件。
2.了解声音的特性。了解现代技术中声学知识的一些应用。 知道噪声的危害及控制方法。
单元知识思维导图
【一、探究声音产生的条件】 2
【二、有关声速的计算(回声测距和测速)】 5
【三、有关声音的计算(不同介质中的速度比较)】 8
【四、区分响度、音调、音色】 12
【五、用波形图比较声音的特性】 15
【六、探究音调和频率的关系】 20
【七、噪声及其控制】 29
【八、探究不同物质的隔音性能】 32
【九、科普阅读题】 40
【知识梳理1 认识声音的产生与传播】
1.声音的产生。声音是由于物体的振动而产生的,振动停止,发声就停止。(注意:是发声停止,不是声音停止——两者有区别)。
2.声音的传播。声音的传播需要介质,一切固体、液体、气体都可以传播声音。(真空是不能传播声音的)。声音在介质中以波的形式传播,称为声波。声音以波的形式向四面八方传播;
3.声速。是一个表示声音传播快慢的物理量,它的大小等于每秒内声音传播的距离。
声速与物质的温度、种类有关。一般而言,有v固>v液>v气。15℃空气中声音传播的速度为340m/s。
注意:人耳能辨别原声与回声的时间间隔至少为0.1S 或人与障碍物的距离至少为17m.
【一、探究声音产生的条件】
【题型1】(24-25八年级上·陕西咸阳·期中)在下列事例中,能说明声音产生原因的是( )
A.说话时,把手指放在喉头处能感觉到喉头在振动
B.声音在传播过程中遇到障碍物会反射回来,遇到多孔或柔软的物质会被吸收
C.两位同学通过“土电话”进行交流
D.放在密闭玻璃罩内的闹钟正在响铃,在抽出玻璃罩内的空气的过程中铃声逐渐减小
【答案】A
【详解】A.一切正在发声的物体都在振动,说话时,把手指放在喉头处能感觉到喉头在振动,表明发声的物体在振动,故A符合题意;
B.声音在空气中以波的形式传播,在传播过程中遇到障碍物会反射回来,遇到多孔或柔软的物质会被吸收,是传播过程中减弱噪声,故B不符合题意;
C.声音传播需要介质,两位同学通过“土电话”进行交流是通过固体传声的,故C不符合题意;
D.在抽出玻璃罩内的空气的过程中传声的介质变少了,铃声逐渐减小,说明声音传播需要介质,可推理得出真空不能传声,故D不符合题意。
故选A。
【变式1-1】(24-25八年级上·江苏无锡·期中)下列实验中是在探究声音的传播条件的是( )
A.手指放在喉部,说话时感觉到声带在振动
B.面颊接触发声的音叉感觉到音叉在振动
C.乒乓球被发声的音叉弹开
D.用抽气机抽气,闹铃声音越来越小
【答案】D
【详解】A.说话时,把手指放在喉部,会感觉到声带的振动,说明声音是由物体振动产生的,故A不符合题意;
B.将发声的音叉触及面颊,感知发声体的音叉在振动,说明声音是由物体振动产生的,故B不符合题意;
C.乒乓球被发声的音叉弹开,音叉在振动,说明声音是由物体振动产生的,故C不符合题意;
D.逐渐抽出罩内的空气,闹钟的声音会逐渐变小,若把罩内的空气全部抽出则听不到声音,说明声音在真空中不能传播,是探究声音传播条件的,故D符合题意。
故选D。
【变式1-2】(24-25八年级上·河北邯郸·阶段练习)关于声音的产生与传播,下列说法正确的是( )
A.一切发声的物体都在振动 B.声音在真空中传播的速度最大
C.一切物体的发声部位都是声带 D.声音在空气不是以波的形式传播
【答案】A
【详解】A.声音是由物体振动产生的,一切发声物体都在振动,振动停止,发声也停止,故A正确;
B.声音的传播需要介质,介质包括气体、液体以及固体,真空不能传声,故B错误;
C.一些物体没有声带,振动也可以发出声音,比如钢琴、小提琴等乐器,故C错误;
D.声音在介质中是以波的形式传播的,故声音在空气中也是以波的形式传播的,故D错误。
故选A。
【变式1-3】(24-25八年级上·山西太原·阶段练习)笛子是我国传统乐器中最有民族特色的吹奏乐器。关于笛子演奏过程中涉及的声现象知识,下列说法中不正确的是( )
A.笛子发出的声音是由空气振动产生的
B.现场观众听到的笛声是通过空气传播的
C.吹奏停止时,声音的传播也立即停止
D.笛子发出的声音不可以在真空中传播
【答案】C
【详解】A.笛子发出的声音是由笛子内的空气柱振动产生,故A不符合题意;
B.声音的传播需要介质,现场观众听到的笛声是通过空气传播,故B不符合题意;
C.吹奏停止时,空气柱的振动停止,发生会停止,但是物体已发出的声音不会立即消失,仍然会继续传播,故C符合题意;
D.声音的传播需要介质,真空不能传声,故D不符合题意。
故选C。
【点睛】此题考查声音的产生与传播。
【变式1-4】(24-25八年级上·北京·期中)下列有关声音的产生和传播,下列说法正确的是( )
A.声音是由振动产生的,振动停止,声音不再传播
B.敲击大钟后,大钟“余音未止”的主要原因是有回声产生
C.振动发出的声音以声波的形式向周围传播
D.声音在真空中的传播速度为340m/s
【答案】C
【详解】A.声音是由物体振动产生的,振动停止,发声停止,但声音仍能传播,故A错误;
B.敲击大钟后,大钟“余音未止”的主要原因是钟还在振动,故B错误;
C.和水波相似,物体振动发出的声音以声波的形式向周围传播,故C正确;
D.声音传播需要介质,真空不能传声。声速与介质的种类和温度有关,声音在15℃空气中的传播速度为340m/s,故D错误。
【二、有关声速的计算(回声测距和测速)】
【题型2】(24-25八年级上·安徽六安·阶段练习)图示为一种身高测量仪,其顶部的感应器竖直向下发射超声波信号,经下方物体反射后返回,被感应器接收。某同学站上测高台,感应器记录信号从发射到接收所经历的时间为。已知感应器距测高台的高度为2.5m,空气中的声速取340m/s,则该同学的身高为 cm。
【答案】182
【详解】感应器记录信号从发射到接收所经历的时间为,超声波从感应器到人的头部的传播时间为该时间的,则感应器到人头部的距离为
人的身高为
【变式2-1】(24-25八年级上·贵州黔东南·阶段练习)交通部门常用测速仪来检测车速。测速原理是测速仪前后两次发出并接收到被测车反射回的超声波信号,再根据两次信号的时间差,测出车速,如图甲。某次测速中,测速仪发出与接收超声波的情况如图乙所示,x表示超声波与测速仪之间的距离,假设超声波的速度为340 m/s,且声速与车速不变。问:
(1)汽车第一次收到超声波信号时,距测速仪多远?
(2)汽车第二次收到超声波信号时,距测速仪多远?
(3)该被测汽车的速度是多少?(结果保留一位小数)
【答案】(1)102 m
(2)68 m
(3)26.2 m/s
【详解】(1)由题图知,超声波第一次从测速仪发出到与汽车相遇经历的时间t1=0.3s,汽车到测速仪的距离为
x1=v声t1=340m/s×0.3s=102m
(2)超声波第二次从测速仪发出到与汽车相遇经过的时间为
t2=1.6s-1.4s=0.2s
汽车到测速仪的距离为
x2=v声t2=340m/s×0.2s=68m
(3)汽车行驶的距离为
s=x1-x2=102m-68m=34m
汽车从第一次与超声波相遇到第二次与超声波相遇所用的时间为
t=1.6s-0.3s=1.3s
则汽车行驶的速度为
【变式2-2】(24-25八年级上·福建福州·阶段练习)周末,小王一家开车到郊外的山上游玩。如图所示是小王开车到山前的示意图,一条笔直的公路通到山崖下,小王在公路上开车向着山崖的方向匀速行驶,他车上速度表显示此时的车速是54km/h,小王开车到A处时,按响了汽笛,汽车向前行驶4s到B处,小王听到了汽笛的回声,(声速是340m/s)。求:
(1)汽车行驶路程AB;
(2)声音4s内传播距离;
(3)听到回声处B点距山崖的距离。
【答案】(1)
(2)
(3)
【详解】(1)汽车行驶路程AB为
(2)声音4s内传播距离为
(3)听到回声处B点距山崖的距离为
【变式2-3】(24-25八年级上·山东德州·阶段练习)某市区快速路段限速80km/h,并在原地架设了固定测速仪,其原理如图所示,汽车向测速仪的方向匀速驶来,测速仪向汽车发出两次短促的(超声波)信号,第一次发出信号到测速仪接收到信号用时0.6s,第二次发出信号到测速仪接收到信号用时0.4s,发出两次信号的时间间隔是1.8s,超声波的速度是340m/s,求:
(1)汽车接收到第一次信号时,距测速仪有多远?
(2)汽车经过上述路段的速度是多少?是否超速?
【答案】(1)102m
(2)72km/h,不超速
【详解】(1)汽车接收到第一次信号时,距测速仪的距离为
(2)汽车接收到第二次信号时,距测速仪的距离为
超声波两次与汽车相遇汽车行驶的距离为
超声波两次与汽车相遇汽车行驶的时间
汽车这一段路程的平均速度为
故不超速。
【三、有关声音的计算(不同介质中的速度比较)】
【题型3】(2024八年级上·全国·专题练习)已知15℃时声音在铁、水和空气中的传播速度依次为5200m/s、1500m/s和340m/s,人耳能分清前后两次声音的时间间隔要大于0.1s。有一段长为68m的装满水的铁管,将耳朵贴在装满水的铁管的一端,在另一端敲一下,能听到的声音次数是( )
A.1次 B.2次 C.3次 D.4次
【答案】B
【详解】声音在铁管中传播的时间,声音在水中传播的时间,声音在空气中传播的时间。比较三次时间可以看出,在铁和水中传播的时间相差不到0.1s,所以人耳是分辨不出来的,只能听到混在一起的一次声音,但是在水和空气中传播的时间相差大于0.1s,人耳能分清这两次声音,所以能听到两次声音。
【变式3-1】(24-25八年级上·湖北武汉·阶段练习)某课外活动小组的同学为了体验声音在不同介质是传播速度不同的物理现象,小红在输送水的直铁管道(充满水)上敲击一下,使铁管发出清脆的声音:小明沿铁管在水管的某一一位置耳朵贴近铁管听声,(已知声音在空气中的传播速度是,在水中的传播速度是,在钢铁中的传播速度是),若实验中小明能听到三次响声,则小明的位置到敲击点的距离范围是( )
A. B.
C. D.
【答案】C
【详解】声音到达人耳的先后顺序(传声物质)依次是:铁、水、空气。设声音传播的距离为s。要分辨(相邻的)空气和水传来的声音,应有
解得
要分辨(相邻的)水和铁传来的声音,应有
解得
要分辨(相邻的)空气和铁传来的声音,应有
解得
所以小明的位置到敲击点的距离s≥255m时,三种物质传播的声音到达听音者的时间间隔均等于或大于0.1s,能听到三次敲击声。
小明的位置到敲击点的距离255m>s≥42.5m时,水和铁传播的声音到达听音者的时间间隔小于0.1s(不能区分),但水和空气传播的时间间隔仍然等于或大于0.1s,能听到两次敲击声。
小明的位置到敲击点的距离,当36.4m≤s<42.5m时,虽然空气和铁传来的声音时间间隔大于等于0.1s,但两次声音中夹杂着一次从水中传来的声音,使得相邻的两次声音时间间隔小于0.1s,所以,只能听见一次声音。实验中小明只听到一次响声,则小明的位置距离敲击点的距离范围是s<42.5m。
若实验中小明能听到三次响声,则小明的位置到敲击点的距离范围是s>255m,故C符合题意,ABD不符合题意。
故选C。
【变式3-2】(2024八年级上·全国·专题练习)已知15℃时声音在铁、水和空气中的传播速度依次为5200m/s、1500m/s和340m/s,人耳能分清前后两次声音的时间间隔要大于0.1s。有一段长为68m的装满水的铁管,将耳朵贴在装满水的铁管一端,在另一端敲一下,能听到声音的次数是( )
A.1次 B.2次 C.3次 D.4次
【答案】B
【详解】声音在铁管中传播的时间
声音在水中传播的时间
声音在空气中传播的时间
由三次时间比较可以看出,声音在铁和水中传播的时间相差不到0.1s,所以人耳是分辨不出来的,只能听到混在一起的一次声音,但是声音在水和空气中传播的时间相差大于0.1s,人耳能分清这两次声音,所以能听到两次声音。故ACD不符合题意,B符合题意。
故选B。
【变式3-3】(24-25八年级上·北京·期中)若声音在空气中的传播速度为v1,在钢轨中的传播速度为v2,已知v1<v2。有人用锤子敲了一下钢轨的一端,另一人在另一端听到两次声音的时间间隔为t,下列说法中错误的是( )
A.听到的第二次敲击声是由空气传声的
B.钢轨的长度为v2t
C.钢轨的长度为
D.声音沿钢轨从一端传到另一端用的时间为
【答案】B
【详解】A.由题意知,声音在钢轨中的传播速度大于在空气中的传播速度,因此听到的第二次敲击声是由空气传声的,故A正确,不符合题意;
BC.设钢轨的长度为L,声音在空气中传播的时间为
声音在钢轨中传播的时间为
时间间隔
所以钢轨的长度为
故B错误,符合题意,C正确,不符合题意;
D.由上述计算可知,钢轨的长度为,声音沿钢轨从一端传到另一端用的时间
故D正确,不符合题意。
故选B。
【变式3-4】(24-25八年级上·北京·期中)如图所示为某声速测量仪器的使用说明书和实验装置图。
(1)若把铜铃放在甲、乙的中点,则液晶显示屏的示数为 ;
(2)小玲同学将铜铃放到甲的左边,并与甲、乙在一条直线上,则铜铃离甲越远,液晶显示屏上的数值 (选填“越大”“越小”或“保持不变”);
(3)通过查阅资料,小玲同学了解到了在空气中“温度越高,声速越大”,为了验证这一规律,她把铜铃固定放在甲的左边,然后加热甲、乙之间的空气,则液晶显示屏上的数值将 ;
A.变大 B.变小 C.不变 D.无法判断
(4)若在某此实验中,小玲将铜铃放置在甲、乙之间并与甲、乙在一条直线上,如图所示,通过测量可知,,液晶显示屏上显示1.750,则此时声速约为 m/s(计算结果保留整数)。
【答案】(1)0
(2)保持不变
(3)B
(4)343
【详解】(1)如果铜铃在甲、乙中点,则铜铃与甲的距离和与乙的距离是相等的,且由于声速相同,所以声音从铜铃到达甲、乙的时间相同。故液晶屏的示数为0。
(2)将铜铃放到甲的左边,因为铜铃与甲、乙在一条直线上,声音到达甲乙的距离差不变,始终为甲乙之间的距离,所以声音传到乙和甲的时间差是不变的,则铜铃离甲越远,液晶显示屏上的数值不变。
(3)甲和乙之间的距离一定,由于温度越高,声速越大,所以声音传播到甲和乙的时间都会减少,故时间差也会减少,则液晶显示屏上的数值将变小。故选B。
(4)设声速为,根据则有
解得声速。
【知识梳理2 了解声音的三特性】
1.音调:是指声音的高低。 影响音调的因素有与发声体的振动快慢 有关。频率越大,音调越高。
频率:每秒内物体振动的次数叫做频率,频率是表示物体振动快慢的物理量,单位赫兹,符号HZ。
(1)频率越大,音调越高;
(2)长而粗的弦,发声的音调低;
(3)短而细的弦,发声的音调高;
(4)绷紧的弦,发声的音调高;
(5)一般来说,女士的音调高于男士的音调;小孩的音调高于成人的音调。
“这首歌太高,我唱不上去”、“她是唱女高音的”、“脆如银铃”都是描述音调的。
注意:超声波与次声波。频率低于20Hz的声音称为次声波,高于20000Hz的声音称为超声波,人耳听觉的频率范围20-20000Hz。大象可以用次声波交流,地震、火山爆发、台风、海啸等都伴有次声波发生,一些机器在工作时也会产生次声波;蝙蝠可以发出超声波.
2.响度:是指声音的强弱。 影响响度的因素有:(1)与发声体的振动幅度有关。振幅越大,响度越大。
(2)与听者距离发声体的远近有关。距发声体越远,声音越发散,人耳感觉到声音的响度越小。
“震耳欲聋”、“低声细语”、“声如洪钟”、“引吭高歌”、“不敢高声语、都是描述响度的。
3.音色:是指声音的品质。 影响银色的因素有:与发声体的材料、结构有关。不同发声体的音色不相同。
“闻其声,知其人”、“悦耳动听”描述的是音色。用音色可以辨别发声的物体是什么,辨别物体是否损坏。
【四、区分响度、音调、音色】
【题型4】(24-25八年级上·天津宁河·期中)“声纹锁”能识别主人说出的“口令”并自动解锁,而当别人说出同样的“口令”却无法让锁打开。声纹锁能识别主人身份主要是依据声音的( )
A.音色 B.音调 C.响度 D.音速
【答案】A
【详解】每个人的声带结构不同,发出声音的音色就不同,声纹锁运用声纹识别技术,能识别出主人说出的“口令”而自动解锁,主要是依据声音的音色。故A符合题意,BCD不符合题意。
故选A。
【变式4-1】(24-25八年级上·山西吕梁·期中)笛子是中国广为流传的吹奏乐器,具有强烈的华夏民族特色,如图所示,用它吹奏《百鸟引》时,模仿的鸟儿叫声悦耳动听,生动展现了春光明媚,百鸟争鸣的丰富意境、下列关于笛子说法正确的是( )
A.吹奏时按压不同位置的气孔,主要改变声音的响度
B.用不同的力度吹奏,主要是改变声音的音调
C.模仿鸟儿的叫声,主要是改变声音的音色
D.笛子模仿的鸟叫声悦耳动听,一定不是噪音
【答案】C
【详解】A.吹奏时按压不同位置的气孔,主要改变空气柱振动的频率,即声音的音调,故A错误;
B.用不同的力度吹奏,发声体的振幅不同,从而发出声音的响度不同,故B错误;
C.不同的鸟儿的叫声,有不同的特点,发出声音的音色不同,故模仿鸟儿的叫声,主要是改变声音的音色,故C正确;
D.笛子模仿的鸟儿叫声令人愉悦,但如果影响人们正常学习、休息和工作也是属于噪声,故D错误。
故选C。
【变式4-2】(24-25八年级上·湖南长沙·期中)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。
【变式4-3】(24-25八年级上·江苏无锡·期中)小明利用手机录音功能记录自己的朗读声,再播放出来,他感觉和自己的声音并不相同。其主要原因是( )
A.声音的传播介质不同,导致音色变化
B.声音的传播介质不同,导致响度变大
C.声音的声源不同,导致音调变化
D.声音的声源不同,导致响度变大
【答案】A
【详解】自己听到的声音是通过骨传导听到的,用手机录音功能记录自己的朗读声,再播放出来,是通过空气传播听到的,不同的介质传播导致音色发生了变化,故A符合题意,BCD不符合题意。
故选A。
【变式4-4】(24-25八年级上·江西上饶·期中)赣剧是江西省地方戏曲剧种之一,赣剧演员表演时,唱腔高亢激越,这里指得是 (选填“响度大”或“音调高”),优美的歌声通过 传入人耳。
【答案】 响度大 空气
【详解】[1]唱腔高亢激越,是指声音洪亮,音量大,所以指的是声音的响度大。
[2]由于声音的传播需要介质,所以优美的歌声通过空气传入人耳。
【变式4-5】(24-25八年级上·广东揭阳·阶段练习)口琴是用嘴吹或吸气使金属簧片振动发声的多簧片乐器,是一种自由簧气鸣乐器。它有上下两排小方格孔,装有多组自由振动的簧片,气流强迫通过时,灵活的金属舌簧振动发声,来回移动,吹吸不同的孔时可以发出不同音调的声音。如图甲所示为将口琴拆开后其内部的琴芯结构,在琴芯的气孔边分布着长短、厚薄都不同的一排铜片,A区的较薄、较短、振动快,而C区的较长、较厚、振动慢。
(1)在同一孔处用不同的力度吹,发生变化的是声音的 (选填“音调”“响度”或“音色”)。
(2)口琴的高音区为图甲中的 区,口琴的低音区为图甲中的 区。(均填字母)
(3)演奏时,人能听出是口琴演奏的是依靠声音的 辨别的。
(4)如图乙所示,小漫自己制作了一个哨子,在筷子上缠一些棉花,做成一个活塞。这哨声是由管内的 振动而产生的,吹哨时上下推拉活塞,音调最高的是图丙中的 (填字母)。
【答案】(1)响度
(2) A C
(3)音色
(4) 空气柱 A
【详解】(1)在同一孔处用不同的力度吹,金属簧片的振幅不同,发出的响度不同。
(2)[1][2]由题意可知,A区的较薄、较短振动快,频率高,音调高,属于高音区。C区的较长、较厚振动慢,频率低,音调低,属于低音区。
(3)不同发声体发出声音的音色不同,所以演奏时人能听出是口琴演奏的是依靠声音的音色来辨别的。
(4)[1][2]声音是由物体的振动产生的,哨子发出的声音是由管内空气柱振动产生的。哨内空气柱小,空气柱振动快,频率高,音调高,故音调最高的为图丙中的A。
【五、用波形图比较声音的特性】
【题型5】(24-25八年级上·江苏南京·期中)在音乐会上,一男高音歌唱家小聪在放声歌唱时,一女低音歌唱家小红在轻声伴唱。下列声音波形图中能够正确反映上述男、女歌唱家歌唱时的声音特征的是(纵坐标表示振幅,横坐标表示时间)( )
A. B.
C. D.
【答案】B
【详解】一男高音歌唱家小聪在放声歌唱时,他的声音大(响度大),声音的振幅大,他的音调高,振动频率大,一女低音歌唱家小红在轻声伴唱,她的声音小(响度小),声音的振幅小;她的音调低,振动频率小,故B符合题意,ACD不符合题意。
故选B。
【变式5-1】(24-25八年级上·山西大同·期中)编钟是我国春秋战国时期的打击乐器,现有四个大小不同的编钟,从大到小的顺序排列,如图甲所示,其中有一编钟上有隐形的裂痕,为了查找出这口编钟,用锤子分别敲击它们,将所产生的声波输入同一示波器中时显示出对应的波形图如图乙所示。则下列说法正确的是( )
A.敲编钟a用力最大,编钟b有裂痕
B.敲编钟c用力最大,编钟b有裂痕
C.敲编钟a用力最大,编钟d有裂痕
D.敲编钟c用力最大、编钟d有裂痕
【答案】D
【详解】由图乙知,a、b、c三种编钟的波形相同,d的不同,所以d有裂痕; c的振动最快,振幅最大,所用力最大,故ABC错误,D正确。
故选D。
【变式5-2】(24-25八年级上·广东广州·期中)敲击甲、乙、丙三个音叉,将发出的声音输入到已经调试好的同一示波器上,甲、乙、丙三个声音的波形如图所示,若甲声波的响度为80dB,频率为400Hz,下列说法正确的是( )
A.乙声波的频率是800Hz
B.丙声波的响度160dB
C.敲击乙音叉的力度比甲大,乙音叉音调较高
D.丙音叉的音色和甲音叉的相同,丙音叉频率更高
【答案】D
【详解】A.对比甲、乙两图可知,发出声音的频率相同,甲声波的频率为400Hz,则乙声波的频率也为400Hz,故A错误;
B.对比甲、丙两图可知,发出声音的振幅相同,响度相同,甲声波的响度为80dB,则丙声波的响度也为80dB,故B错误;
C.对比甲、乙两图可知,乙图振动的振幅较大,所以敲击乙音叉的力度比甲大,即乙音叉发出声音的响度较大,对比甲、乙两图可知,发出声音的频率相同,甲声波的频率为400Hz,则乙声波的频率也为400Hz,故甲、乙音叉的音调相同,故C错误;
D.对比甲、丙两图可知,波形相同,则两个音叉发出声音的音色相同;丙图波形个数较多,说明丙振动较快,所以丙音叉的频率更高,故D正确。
故选D。
【变式5-3】(24-25八年级上·陕西西安·期中)11月3日国民组合“凤凰传奇”在咸阳举办了一场精彩绝伦的演唱会,男低音歌手曾毅在放声歌唱时,女高音歌手玲花在轻声伴唱。下列用计算机显示声音的波形图中能够正确反映上述男、女歌手歌唱时的声音特征的是( )
A.
B.
C.
D.
【答案】A
【详解】男低音歌手放声歌唱,他的声音大(响度大),声音的振幅大;他的音调低,振动频率小(相同时间内振动的次数少);女高音歌手轻声伴唱,她的声音小(响度小),声音的振幅小;她的音调高,振动频率大(相同时间内振动的次数多)。故A符合题意,BCD不符合题意。
故选A。
【变式5-4】(23-24八年级上·陕西咸阳·期中)唐代诗人白居易的《琵琶行》中的诗句:“忽闻水上琵琶声”,琵琶的声音在水中传播的速度比空气 (选填“大”或“小”);“转轴拨弦三两声,未成曲调先有情”,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 (以上两空选填“音调”“响度”或“音色”)小。如图所示,为某段声音的波形,其中, (选填“A”或“B”)位置响度大, (选填“A”或“B”)位置音调高。
【答案】 大 音调 响度 B B
【详解】[1]声音在不同介质中的传播速度一般不同,在固体中的传播速度最快,液体中次之,在空气中的传播速度最慢,故琵琶的声音在水中传播的速度比空气大。
[2]弹琴之前“转轴”是为了改变弦的松紧程度,使弦的振动频率不同,从而改变弦发声的音调。
[3]响度指声音的强弱或大小,“小弦切切如私语”是指声音的响度小。
[4][5]根据波形图可知,A位置的振幅较小,波形较疏,B位置的振幅较大,波形较密,因此B位置的音调高,响度大。
【变式5-5】(24-25八年级上·广东广州·期中)利用声现象的知识,回答以下问题:
小刚敲击一个音叉,如图1所示,现放大音叉的右臂,那么此音叉臂从最左端的A位置经过B位置到达C位置后,再由C位置再次经过B位置返回最左端,这样叫做振动一次。
(1)以下关于物体所做的机械运动,属于振动的是:______;(选填以下对应的字母)
A.蝴蝶飞行时其翅膀的运动 B.地球围绕太阳做圆周运动
C.射出枪膛的子弹向前飞行的运动 D.用手拨动绷紧的橡皮筋,橡皮筋变“胖”变“虚”
(2)物理学中用每秒内振动的次数—频率来描述物体振动的快慢。小刚从利用高速摄像机拍摄的录像中获知,音叉振动30720次所用的时间是2min,则音叉发出声音的频率是 Hz;利用手机的某个应用可以显示瞬间的声音波形图,仅由该音叉发声时,保持手机和音叉的位置均不变,在相同的设置下,小刚先后两次用手机显示其声音波形图,截屏如图2,可知手机接收到的声音的 (选填“音调”、“响度”、“音色”)发生了变化。
(3)在设计建造电影院时为了减少回声对观众听觉的干扰和影响,应尽量 (选填“增大”或“减少”)四周墙壁对声音的反射,因此电影院内四周墙壁表面要采用 (选填“柔软多孔”或“坚硬光滑”)的材料。
【答案】(1)AD
(2) 256 响度
(3) 减少 柔软多孔
【详解】(1)[1]A.蝴蝶飞行时,它的翅膀做往复运动,属于振动。故A符合题意;
B.地球围绕太阳做圆周运动,不是往复运动,不属于振动。故B不符合题意;
C.子弹向前运动,没有做往复运动,不属于振动。故C不符合题意;
D.橡皮筋做的是往复运动,属于振动。故D符合题意。
故选AD。
(2)[1]根据频率的定义可以知道,这个音叉的振动频率为
[2]分析前后两次波形特征,可以发现,在相同的时间内振动的次数是相同的,即振动频率未变,声音的音调不变。但振动的幅度发生了变化,即声音的响度发生了变化。
(3)[1]如果回声太强,且与原声间隔时间过长,会导致人们听不清声音。故要减少回声对声音的干扰,即减少墙壁对声音的反射。
(4)[2]声音传播过程中遇到柔软多孔的物体表面,会被其吸收或者在孔内经过多次反射后能量消耗完后,不会再反射出去。故为了减少声音的反射,要用柔软多孔的材料装修墙壁。
【六、探究音调和频率的关系】
【题型6】(23-24八年级上·贵州贵阳·期中)小明在学习吉他演奏的过程中发现吉他是由两端固定的琴弦振动而发声的,如图甲所示。弦的数量有限,却能演奏出完整的音乐,那么同一根钢制琴弦发出声音的音调与哪些因素有关呢?小明利用图乙所示的实验装置进行实验,已知一块厚木板上有A、B两个楔支撑着琴弦,其中A楔固定、B楔可沿木板移动以改变琴弦振动部分的长度。将钢制琴弦的一端固定在木板O点,另一端悬挂不同个数的相同重物,重物个数越多、琴弦绷得越紧。轻轻拨动AB间的琴弦,用仪器测出琴弦发声的频率如下表:
实验次序
长度L/m
重物个数
频率f/Hz
1
0.4
2
375
2
0.8
2
170
3
4
265
(1)分析实验数据可知,第 次实验中琴弦发声时,振动的 最快,音调最高;
(2)小明分析1、2两次实验数据可以发现:琴弦越长,发出声音的音调越低。你认为这一结论需要补充的条件是 ;
(3)当第3次实验时长度L为 m时,可用2、3两次实验来研究琴弦的音调和琴弦松紧的关系。
(4)完成以上实验后,小明如果再选用一根与钢制琴弦粗细相同的长为0.4m的涤纶琴弦,来探究音调与琴弦的材料的关系,则实验中可悬挂重物 个。
【答案】(1) 1 频率
(2)在松紧程度相同时
(3)0.8
(4)2
【详解】(1)[1][2]音调与频率有关,频率越快,音调越高,由表格中的数据可知,第1次实验中琴弦振动频率最快,故发声的音调最高。
(2)根据控制变量法,分析1、2两次实验数据可以发现:在松紧程度相同时,弦越长,弦的音调越低,所以需要补充的条件是在松紧程度相同时。
(3)当控制长度不变时,改变重物的个数,可以改变琴弦的松紧程度,可用2、3两次实验来研究弦的音调和弦的松紧程度的关系,需要控制长度相同,故第3次实验时长度L为0.8m。
(4)探究音调与弦的材料的关系时,应控制长度和重物相同,如果再选用一根与钢制琴弦粗细相同的长为0.4m的涤纶琴弦,来探究音调与琴弦的材料的关系,故可悬挂重物个数为2个。
【变式6-1】(24-25八年级上·山西晋中·期中)小明观察到如图所示的风铃在风的吹动下,各个风铃管相互碰撞时会发出悦耳的声音。小明取来三只材料及厚度均相同的风铃管,将其悬挂后用相同大小的力敲击,并用声音摄谱仪记录了各自发声时的频率,如下表所示:
编号
长度/cm
直径/cm
频率/Hz
1
20.50
1.50
2131
2
31.00
2.00
1284
3
48.50
2.50
656
(1)用大小相同的力敲击不同风铃管时,发出声音的 不同;(均选填“音调”“响度”或“音色”)
(2)分析数据可知,三根风铃管中音调最高的是 ;(填编号)
(3)小明根据表中数据得出“风铃管发出声音的频率随长度的增大而减小”的结论。小明得出结论的过程是 (选填“合理”或“不合理”)的,理由是 ;
(4)若再只增加一根风铃管的实验数据,便可初步得出风铃管发出声音振动的频率与长度及直径的关系,则下列风铃管的长度和直径满足要求的是 。
A.20.50cm 2.00cm B.31.00cm 3.00cm C.51.00cm 2.50cm
【答案】(1)音调
(2)1
(3) 不合理 没有控制风铃管的直径一定
(4)A
【详解】(1)用相同的力敲击不同的风铃管,风铃管振动的频率不同,发出的声音的音调不同。
(2)根据表格中的数据可知,3号的频率最低,音调最低;1号的频率最高,音调最高。
(3)[1][2]探究管子发出的声音的频率与管子长度、直径的关系应采用控制变量法;由表中实验数据可知,实验中没有控制管子的直径相同而长度不同,即长度和直径都不相同,没有控制变量,所以不能根据表中实验数据得出实验结论,小明得出结论的过程是不合理的。
(4)由表中实验数据可知,实验中没有控制管子的长度相同而直径不同、管子的长度不同而直径相同,即没有采用控制变量法,不能根据表中实验数据得出实验结论;所以需再增加一根长度和直径分别为20.50cm,2.00cm的金属管。
故选A。
【变式6-2】(24-25八年级上·辽宁大连·期中)在青少年创新大赛中,小德和他的同学们用生活中常见的物品制作乐器,组建了一支乐队完成演奏。同学们用生活中常见的器材制作橡皮筋吉他、口哨和各种打击乐器。在制作和调试的过程中,小德完成以下探究内容:
探究一:琴弦发出声音音调高低与琴弦的横截面积的关系;
(1)小德用一个纸盒、两支笔和a、b、c、d四根长度相同、粗细不同的橡皮筋(从d到a依次变粗)制作“橡皮筋吉他”。用同样大小的力拨动四根橡皮筋,a发出声音的音调最低,b、c、d音调依次升高,则说明琴弦越 (选填“粗”或“细”),振动的越快;
探究二:口哨发出声音音调高低与空气柱长短的关系;
小德在自制口琴时,查阅资料发现口琴是用嘴吹或吸气,使金属簧片振动发声的多簧片乐器;将口琴拆开后,其内部的琴芯结构如图2甲所示,在琴芯的气孔边分布着长短、厚薄都不同的一排铜片,A区的较薄、较短,振动快,C区的较厚、较长,振动慢;
(2)结合探究一的结论可以猜想:口琴的低音区为图2甲中的 (选填“A”、“B”或“C”)区;
(3)小德受口琴振动原理的启发,设计制作了通过空气柱振动发声的哨子;在筷子上缠一些棉花,做成一个活塞,用水蘸湿棉花后从下端插入两端开口的塑料管中,如图2乙所示;吹哨子时,上下推拉活塞,活塞在管中恰当的位置时,用嘴吹管的上端能分别吹出“dou”“ruai”“mi”三个音阶,则“dou”这个音阶与图乙中 位置对应;(选填“A”、“B”或“C”)
探究三:研究声音的产生和传播;
(4)物理课上,小德知道了声音是由物体振动产生的。小德用手敲鼓,鼓面发出响声,但是他看到鼓面几乎没有什么异样;为了知道敲鼓时鼓面是否振动了,可以怎么做? ;
(5)小德将正在播放音乐的手机放在玻璃瓶中,用抽气筒不停地向外抽气,听到手机音乐的声音逐渐减弱,直至几乎听不到音乐声,说明声音的传播需要 ;
(6)同组同学认为听到的音乐声越来越小可能是手机音乐本身在变小,请通过实验验证音乐本身的声音是否在变小,具体办法是: 。
【答案】(1)细
(2)C
(3)B
(4)在鼓面上撒一些小纸屑,敲击一次鼓面,观察纸屑是否往复跳动
(5)介质
(6)让空气重新进入玻璃罩,听声音的变化
【详解】(1)由图可知,橡皮筋的长短相同,粗细不同,用相同大小的力拨动橡皮筋,橡皮筋发出的声音的响度相同,橡皮筋a最粗,a发出声音的音调最低,橡皮筋d最细,d发出声音的音调最高,所以说明琴弦越细,振动的越快,振动的频率越高,音调越高。
(2)口琴是由金属簧片振动发声的,金属簧片越短,声音音调越高,则口琴的高音区为图甲中的A区,口琴的低音区为图甲中的C区。
(3)哨子是由活塞上方空气柱振动发声的,上方空气柱越短,声音音调越高,“dou”“ruai”“mi”三个音阶中,“dou”这个音阶音调最低,所以活塞上方空气柱最长,故是图乙中的B。
(4)鼓面发出响声时,鼓面振动不明显,所以运用转换法,在鼓面上撒一些小纸屑,敲击一次鼓面,观察纸屑是否往复跳动,来判断鼓面是否振动。
(5)将正在播放音乐的手机放在玻璃瓶中,用抽气筒不停地向外抽气,则玻璃瓶中的空气逐渐减少,听到手机音乐的声音逐渐减弱,直至几乎听不到音乐声,说明声音的传播需要空气,即声音的传播需要介质。
(6)为了验证音乐声越来越小是否是由于手机音乐本身在变小,可以让空气重新进入玻璃罩,听播放音乐的手机的声音的变化。
【变式6-3】(24-25八年级上·陕西榆林·期中)小明在观察如图甲所示的二胡时猜想:弦发声的音调可能与弦的长度、粗细和松紧有关。于是他找来两根粗细不同的钢丝,设计了如图乙所示的装置,拨动枕木AB间的钢丝,进行了四次对比探究,四次实验的部分信息如下表所示:
实验次数
1
2
3
4
钢丝直径/mm
2
1
1
2
AB间距/cm
50
50
30
钩码个数
3
3
4
3
(1)实验中,我们可以通过改变 来改变钢丝的松紧程度;
(2)为了探究音调与琴弦松紧程度的关系,则第2次实验中AB的间距应该为 cm;
(3)通过比较 两次实验可以得出音调与弦的粗细有关。实验中发现第1次实验发声音调比第4次发声音调低,则小明可得出结论:当弦的材料、粗细和松紧程度相同时,弦越长,音调越 ;
(4)二胡演奏时可通过手指按压、松开、滑动等指法配合产生优美的旋律,图丙中小明手握上端,手指按压的是音符“3”“4”的位置,根据上述实验结论,要想发出“3”音符(“3”比“4”音调低),此时他最简单合理的操作是松开 (选填“中指”或“食指”);
(5)小明想到老师上课说过,不仅固体可以震动发声,气体和液体也可以振动发声,于是小明又制作了如图丁的水琴瓶,当小明用木棍从左到右敲击瓶子,则听到的声音的音调会依次 (选填“降低”或“升高”);
(6)小明发现对着瓶口吹气也可以发出声音,而且不同的瓶子用相同的力度吹气时音调也是不同的,当对着瓶口吹气时主要是 振动发声。
【答案】(1)钩码个数
(2)50
(3) 1、2 低
(4)中指
(5)降低
(6)空气柱
【详解】(1)实验中,在钢丝末端悬挂不同数目的钩码是为了改变钢丝的松紧程度。
(2)根据控制变量法知道,第1、2两次实验中,应是琴弦的松紧、长短相同,粗细不同,可以为了探究音调与弦的粗细关系,所以,第2次实验中AB的间距应该为50cm。
(3)[1]第1、2两次实验中,琴弦的松紧、长短相同,粗细不同,为了探究音调与弦的粗细关系。
[2] 第1次实验发声音调低,比较第1、2两次的实验数据知道,在弦的松紧、长短相同时,弦越细音调越高,弦越粗音调越低。
(4)为发出“3”音符,他此时最简单合理的操作是:松开中指,理由是当粗细和松紧相同时,弦越长音调越低。
(5)当用相同的力敲击瓶子时,振动的物体是瓶和水,瓶中盛水越多,瓶子和水的质量越大,越难振动,音调越低,所以从左到右,音调变低。
(6)当用嘴依次吹瓶口,振动的物体是空气柱,瓶中盛水越多,空气柱越短,越容易振动,频率越大,音调越高,所以从左到右,音调变低。
【变式6-4】(24-25八年级上·辽宁沈阳·期中)晓晓用声波传感器和电脑设备记录测量敲击某种材料合金管所发出的声音频率,他猜想敲击合金管发出的声音频率可能与合金管的直径、敲击的位置、敲击的力度、合金管的长度有关。他设计实验探究敲击合金管发出的声音频率与合金管长度之间的数值关系,以制作合金管编钟,请补充完善实验方案;
(1)实验器材: 、声波传感器、合金管若干、铁锤、电脑;
(2)实验步骤:(①③步骤的空均填“相同”或“不同”)
①选取 长度的合金管并按图安装好,每根合金管的直径 ;
②将声波传感器连接到电脑,准备记录;
③使用铁锤敲击合金管底部的 位置,确保敲击力度相同;
④ ;
⑤根据数据分析声音频率与合金管长度之间的数值关系。
(3)请你为实验设计一个记录数据的表格。(不需要填数据)
【答案】(1)刻度尺
(2) 不同 相同 相同 测量每根合金管的长度,记录每次敲击时声波传感器测得的声音频率
(3)
实验次数
长度l/m
频率f/Hz
1
2
3
【详解】(1)设计实验探究敲击合金管发出的声音频率与合金管长度之间的数值关系时,需要刻度尺测出合金管的长度。
(2)[1][2][3]实验为探究敲击合金管发出的声音频率与合金管长度之间的数值关系,变量为声音频率与合金管长度,要控制其他因素不变,即合金管直径、铁锤敲击的位置、敲击力度均要相同,合金管长度要不同。
[4]然后测量记录每根合金管的长度,记录每次敲击时声波传感器测得的声音频率填入表格。
(3)本实验为探究敲击合金管发出的声音频率与合金管长度之间的数值关系,故设计记录数据的表格需要统计的声音频率与合金管长度这两个量,且最少能够测量三次数据,故如下表所示:
实验次数
长度l/m
频率f/Hz
1
2
3
【变式6-5】(24-25八年级上·江西南昌·阶段练习)如图是某同学探究声音特性的两个实验:
实验一:
(1)如图A中甲所示,用竖直悬挂的泡沫塑料球接触发声的音叉时,观察到泡沫塑料球被弹起,说明了 ,如图A中乙所示,敲击右边的音叉,左边完全相同的音叉把泡沫塑料球弹起,也能说明声音可以在 传播;
(2)若图A中将甲、乙装置拿到月球上敲击,甲的小球 跳起,乙的小球 跳起(选填“会”或“不会”);
实验二:
如图B所示,有4支相同材料相同厚度的玻璃量筒,其中a、b、c等高,c、d粗细相同,各量筒内装的水如图B所示,某同学根据所听声音音调的高低猜想空气柱发声的频率可能与①空气柱的长短有关;②量筒的粗细有关;③水柱的长度有关。
(3)若探究发声的频率与“①空气柱的长短有关”,应选量筒 (填字母代号);
(4)若选择的是量筒b、c,则探究的是 ;(填数字序号)
(5)小明用同样大小的力在c和d的口上吹气,使它们发声,则所发出的声音音调 高;(选填“c”、“d”或“一样”)
(6)如果用同样大小的力敲击c和d使它们发声,则所发出的声音音调 高。(选填“c”、“d”或“一样”)
【答案】(1) 发声的物体在振动 空气中
(2) 会 不会
(3)a、b
(4)②
(5)一样
(6)c
【详解】(1)[1]如图A甲,用竖直的悬挂的泡沫塑料球接触发声的音叉时,可以观察到泡沫塑料球被弹起,这个现象说明了发声的物体在振动。
[2]如图A乙,敲右边的音叉,会观察到左边完全相同的音叉能把泡沫塑料球弹起,这说明了声音可以在空气中传播。
(2)[1][2]如果图A中将甲、乙装置拿到月球上敲击,左边的甲音叉能把泡沫塑料球弹起,而乙中敲击右边的音叉,左边与音叉接触的泡沫塑料球不会被弹起,这是由于月球表面是真空环境,真空不能传声。
(3)当探究发声的音调高低与空气柱长度是否有关时,要控制量筒的粗细相同,改变空气柱的长度。观察图中可知a、b符合条件,一个量与多个量有关,研究与其中一个量的关系,控制其它影响因素不变。这种科学研究方法是控制变量法。
(4)对比b、c可以发现:空气柱长短相同,量筒粗细不同,所以探究的是空气柱发声频率跟量筒的粗细是否有关,即探究的是猜想②。
(5)小明用同样大小的力在c和d的口上吹气,此时是空气柱振动发声,c和d粗细都相同、空气柱的长短相同,则发声的频率相同,因此吹c和d时,发出声音的音调一样高。
(6)用敲击的办法使量筒发声,声音主要是量筒和水柱振动发出的,量筒和水的质量越大,振动越慢,则发出声音的音调越低,所以d发出声音的音调低,c发出声音的音调高。
【知识梳理4 利用噪声的危害和控制】
1.人们以分贝为单位来表示声音的强弱等级。0dB是指刚刚引起人的听觉的声音,不是指没有声音。为了保护听力,声音的响度不能超过90dB。人们以分贝来表示声音强弱的等级,符号dB;
为了保护听力,声音不能超过90dB;
为了保证工作和学习,声音不能超过70dB;
为了保证休息和睡眠,声音不能超过50dB。
2.噪声的控制
(1)从物理学角度来讲,噪声是指发声体做杂乱无章的振动时发出的声音。
(2)环境保护的角度来讲,凡是妨碍人们正常休息、工作和学习的声音以及对人们要听的声音起干扰的声音,都属于噪声。
(3)控制噪声的途径有:
a.防止噪声的产生:在声源处控制.
b.阻断噪声的传播:在传播过程中控制.
c.防止噪声进入耳朵:在人耳接收处控制.
【七、噪声及其控制】
【题型7】(24-25八年级上·山西大同·期中)从今年5月开始。“歌迷之城,太原宠你”系列演唱会举办超过十场,山西文旅特别提供在太原看演出免费参观各大景点等优惠。关于演唱会中使用的各种乐器,下列说法正确的是( )
A.用力敲鼓可以增大声音的响度
B.观众通过音调分辨鼓和钢琴
C.吉他是通过空气振动发声
D.发出的声音一定是乐音
【答案】A
【详解】A.用力敲鼓,增加鼓面振动的幅度,增加声音的响度,故A正确;
B.音色表示声音的品质与特色,观众通过音色分辨鼓和钢琴,故B错误;
C.吉他是由琴弦的振动发出声音,故C错误;
D.根据生活中噪声的定义可知,凡是影响人们生活和学习的声音都属于噪声,因此演唱会中的声音也可能是噪声,故D错误。
故选A。
【变式7-1】(24-25八年级上·山东济南·期中)下面一些关于控制噪声的措施所能起到的作用的说法中,正确的是( )
A.摩托车安装消声器是为了在噪声接受处减弱噪声
B.在城市中禁鸣汽车喇叭是为了阻断噪声的传播
C.体育馆、剧院的内墙要用吸音材料来装饰是为了防止噪声产生
D.在飞机旁工作的人员要佩带有耳罩的头盔是为了在接受处减弱噪声
【答案】D
【详解】减弱噪声的途径:在声源处减弱、在传播过程中减弱、在人耳处减弱。
A.摩托车安装消声器是在声源处减弱噪声,故A错误;
B.在城市中禁鸣汽车喇叭是为了在声源处减弱噪声,故B错误;
C.体育馆、剧院的内墙要用吸音材料来装饰是在传播过程中减弱噪声,故C错误;
D.在飞机旁工作的人员要佩带有耳罩的头盔是在人耳处减弱噪声,即在接受处减弱噪声,故D正确。
故选D。
【变式7-2】(24-25八年级上·江苏南京·期中)如图甲,将衣架悬空挂在细绳中央,当同学用铅笔轻敲衣架时,小明听到衣架振动发出的声音.他用绕有细绳的食指堵住双耳,重复上述操作(如图乙),他还是听到了声音。与这个实验有关的几种说法中错误的是( )
A.甲、乙两实验可以探究固体、气体是否能传声
B.甲、乙两实验可比较固体和气体的传声效果
C.用大小不同的力敲打衣架时声音的响度不同
D.食指堵住双耳主要目的是为了减小周围噪声的影响
【答案】D
【详解】A.用铅笔轻轻敲打衣架时,小明听到了衣架振动发出的声音,这表明空气能传播声音;用绕有细绳的食指堵住双耳,重复上述操作,也能听到声音,表明固体能传播声音,所以甲、乙两实验可以探究固体、气体是否能传声,故A正确,不符合题意;
B.实验中,可以根据两次听到声音的大小来判定传声的效果,故B正确,不符合题意;
C.用大小不同的力敲打衣架,衣架振动的幅度不同, 则响度不同,故C正确,不符合题意;
D.用绕有细绳的食指堵住双耳,此时声音可以通过细绳传播到耳朵中,是为了探究固体是否能传声,故D错误,符合题意。
故选D。
【变式7-3】(24-25九年级上·北京·期中)古时排箫又叫作“参差”,是由长短不一的竹管组成,如图5所示,所以人们都说“参差不齐”。关于排箫,下列说法正确的是( )
A.我们听到的排箫声是通过空气传到耳中的
B.竹管参差不齐,目的是为了改变声音的响度
C.用相同大小的力,吹不同位置的竹管,发出的声音的音调相同
D.因为排箫是乐器,所以任何情况下发出的声音都是乐音
【答案】A
【详解】A.固体、液体、气体都可以传播声音,我们听到的箫声是通过空气传到耳中的,故A正确;
B.不同长度的竹管内空气柱长短不一样,因而空气柱的振动频率也不同,发出声音的音调也会不同,所以竹管参差不齐,目的是为了改变声音的音调,故B错误;
C.用同样大小的力吹不同的管时,空气柱的长短不同,振动频率不同,发出声音的音调不同,故C错误;
D.如果箫声妨碍了人们的休息、学习和工作,则此时的箫声属于噪声,故D错误。
故选A。
【变式7-4】(24-25八年级上·上海黄浦·期中)小宋同学自制小乐器,如图1。敲击不同长度金属管,能发出“do(1)”“re(2)”“mi(3)”“fa(4)”“sol(5)”“la(6)”“si(7)”。已知敲击金属管的长度越长,金属管振动频率越低。小宋同学演奏歌曲《财神到》中的“到”时,应敲击的金属管是( )
A.a B.c C.e D.g
【答案】D
【详解】由歌曲的曲谱可知“到”字音调最高,发声体的振动频率最快,根据题意,对应的金属管应长度最短,应为金属管g,故ABC不符合题意,D符合题意。
故选D。
【变式7-5】(2024八年级上·全国·专题练习)科学家在研究中发现,长期在噪声环境下生活的人易患高血压。进一步研究发现,长期生活在声音为55dB以上的环境中的人与长期生活在声音为55dB以下的环境中的人相比,患高血压的比例增加近一倍。专家提醒,夜间睡觉时打开窗户者,高血压“光临”的机会较多。根据以上信息判断,下列说法不正确的是( )
A.玻璃可以减弱声音的传播 B.噪声不是引起高血压病的唯一原因
C.噪声对人类的危害不可轻视 D.55dB以下的声音不是噪声
【答案】D
【详解】A.玻璃属于在传播过程中减弱噪音的传播,故A正确,不符合题意;
B.引起高血压的原因众多,如遗传、饮食等因素,噪声不是引起高血压病的唯一原因,故B正确,不符合题意;
C.噪声会影响健康,危害身体,因此噪声对人类的危害不可轻视,故C正确,不符合题意;
D.凡是妨碍到人们正常休息、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。55dB的声音相当于普通室内谈话,也有可能是噪声,故D不正确,符合题意。
故选D。
【八、探究不同物质的隔音性能】
【题型8】(24-25八年级上·山西大同·期中)小智同学计划将自己练琴的房间改造成隔音房间、以免练琴时打扰邻居。方案实施前,他准备选择毛毡布或泡沫板充当隔音材料,选哪一种材料隔音效果更好呢?请你设计一个可操作的选择方案。
【答案】
见解析
【详解】为了探究不同材料的隔音效果,应用转换法体现材料的隔音效果,故可以用听不到声音的距离表示隔音效果的强弱,听不到声音的距离远,则隔音效果弱,故实验器材和步骤如下:
实验器材:手机、毛毡布、泡沫板、鞋盒、卷尺。
实验步骤:将播放音乐的手机用毛毡布包裹好塞满鞋盒,逐步远离鞋盒,直到听不到声音为止,记录此时人到鞋盒的距离为;将上述手机用泡沫板包裹好塞满同一鞋盒,逐步远离鞋盒,直到听不到声音为止,记录此时人到鞋盒的距离为。
实验结论:若,则选用泡沫板充当隔音材料;若,可选用任意一种充当隔音材料;若,则选用毛毡布充当隔音材料。
【变式8-1】(24-25八年级上·广东深圳·期中)噪声会彭响我们的身体健康,在制作隔音房间的实践活动中,小明了解到在减弱噪声的手段中,采用隔音性能更好的材料是手段之一。于是他设计了如下实验对材料的隔音性能进行探究,请阅读回答下列问题。
实验步骤:
①先搜集各种材料,如5cm厚波峰吸音棉,5cm厚聚酯纤维吸音棉,3mm厚隔音毡,2mm厚隔音毡,2mm厚白色阻尼隔音毡,复合隔音吸音材料,复合阻尼隔音板;
②把正在响铃的于机放入玻璃筒内,在筒边放置声级计,如图甲,声级计显示为72.3dB;
③保持于机铃声不变,声级计到玻璃筒的距离不变。如乙分别用各种材料盖玻璃筒顶端,用声级计进行测试,得到如表的数据。
次数
1
2
3
4
5
6
7
材料
5cm厚波峰吸音棉
5cm厚聚酯纤维吸音棉
3mm厚隔音毡
2mm厚隔音毡
2mm厚白色阻尼隔音毡
复合隔音吸音材料
复合阻尼隔音板
声级计示数/dB
67.1
68.9
63.2
68.2
65.8
71.9
68.1
(1)该实验利用同一稳定声源发声,并且声级计到玻璃筒的距离不变,这里运用的实验探究方法是 。根据表格中数据可知,这几组测试中,隔音性能最好的是第 组;
(2)分析小明所得数据,根据第3次和第4次数据可知材料隔音性能还与材料的 有关;因此利用这组数据 (填“能”或“不能”)准确比较出这几种隔音材料的隔音性能好坏;
(3)制作隔音小屋时,可以将墙壁制成中空夹层,并在其中塞满隔音材料,这是从 方面入手控制噪声;
(4)下列材料中选择 塞满隔音小屋的墙壁夹层隔音效果最好。
A.波峰吸音棉 B.聚酯纤维吸音棉
C.隔音毡 D.白色阻尼隔音毡
【答案】(1) 控制变量法 3
(2) 厚度 不能
(3)传播过程
(4)D
【详解】(1)[1]该实验利用同一稳定声源发声,并且声级计到玻璃筒的距离不变,这里运用的实验探究方法是控制变量法。
[2]根据表格中数据可知,第3组实验后声音的响度最小,故第3组实验隔音材料隔音性能最好。
(2)[1]分析小明所得数据,根据第3次和第4次实验可知实验材料相同,但材料的厚度不同,隔音效果不同,可知材料隔音性能与材料的厚度有关。
[2]只有一次实验,结果具有偶然性,因此利用这组数据不能准确比较出这几种隔音材料的隔音性能好坏。
(3)制作隔音小屋时,可以将墙壁制成中空夹层,并在其中塞满隔音材料,这是从传播过程中方面入手控制噪声。
(4)对比第3次和第4次实验可知,材料相同时,厚度越大,隔音性能越好,据此比较表格中数据可知,厚度相同时,白色阻尼隔音毡的隔音效果更好,故ABC不符合题意,D符合题意。
故选D。
【变式8-2】(24-25八年级上·辽宁沈阳·期中)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。
【变式8-3】(24-25八年级上·广西南宁·期中)小明想比较聚酯棉材料和海绵材料的隔音性能,做了如下的探究。
(1)小明分别用两种材料做了如图甲所示的隔音盒,黑色部分表示所用的材料,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,得出如表中的数据。利用数据进行比较,得出 材料的隔音性更强;
材料
聚酯棉
海绵
距离/m
1
2
3
1
2
3
80/dB
54.3
49.1
46.6
61.7
55.8
53.4
(3)本探究实验中多次测量数据目的是 (选填“减小实验误差”或“寻找普遍规律”);
(4)交流讨论时,小明认为除了可以用手机作为声源,还可以选用 (选填“音叉”或“机械闹钟”);小红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.让人站在距隔音盒一定距离处,比较所听见声音的响度
B.让人一边听声音,一边向后退,直至听不见声音为止,比较此处距隔音盒的距离
(5)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)隔音盒的厚度不同
(2)聚酯棉
(3)寻找普遍规律
(4) 机械闹钟 B
(5)传播过程中
【详解】(1)要探究不同材料的隔音性能,据控制变量法,应控制不同材料的厚度相同,而图甲中,两种材料的厚度不同。
(2)由表格数据知,距离相同时,聚酯棉做成的隔音盒传出的声音的响度比海绵的小,说明聚酯棉的隔音性能更强。
(3)为了避免实验的偶然性,应进行多次实验,寻找普遍规律。
(4)[1]除了手机作为声源,还可用机械闹钟作为声音,因为其发出声音稳定,且能自动发声。而音叉需要手动敲击发声,且声音不稳定。
[2]人站在距离隔音盒一定距离处,比较听见声音的响度,若响度差别较小,人可能无法识别;而通过比较人听不到声音时与隔音盒的距离,有较好的效果,故A不符合题意,B符合题意。
故选B。
(5)录播室的墙壁使用隔音材料,可在传播过程中减弱噪声。
【变式8-4】(24-25八年级上·四川自贡·期中)跨学科实践:研究不同材料的隔音性能,噪声是一种严重的环境污染。为了创造安静和谐的生活环境,人们常采取隔音的措施来防治噪声。小明所在的小组对隔音材料的选取产生了浓厚的兴趣,并对此展开了调查研究。
【任务一】寻找实验中的发声体
(1)小明在家中找到的发声体有:音叉和机械闹钟。实验中适合做声源的是 。
【任务二】思考实验注意事项
(2)实验中小明将发声体放在鞋盒内,在其外侧包上待测材料,此时,需要控制声源的 (填声音的特性)和材料的 不变;实验过程中,听声音的同学 (选填“能”或“不能”)替换。
【任务三】实验方案设计及实施
小组同学设计了以下两种实验方案。
方案A:站在距离鞋盒一定的距离处,比较所听到声音的响度。
方案B:一边听声音,一边后退,直到听不到声音为止,比较此处距鞋盒的距离。
下面分别是根据方案A和方案B所设计的实验记录表格和实验中所记录的情况。
方案A:
检测材料
运动服
报纸
塑料袋
泡沫板
响度
较弱
较响
响
弱
方案B:
检测材料
运动服
报纸
塑料袋
泡沫板
听不见声音的实际距离/m
2.1
2.8
4.2
1.5
(3)你认为较佳的方案是 ,你的理由 ,以上材料中隔音性能最好的是 。
【答案】(1)机械闹钟
(2) 响度 厚度 不能
(3) B 仅凭人耳比较声音的响度误差较大 泡沫板
【详解】(1)探究材料的隔音效果,所以需要有稳定的声源,声源振动不随时间改变,虽然音叉和闹钟都能够发出声音,但闹钟的声音稳定且有规律,而音叉的声音不稳定,所以可以选择闹钟作为声源较为合适。
(2)[1][2]根据控制变量法可知,实验中需要控制声源的响度相同,不同隔音材料的厚度也要相同。
[3]通过人的听力来判断隔音效果,由于人的听力有差异,故听声音的同学应由一个人完成,不能替换。
(3)[1][2]A方案中,由于人耳听到的响度无法测量,只能凭感觉判断,没有可靠的实验数据,不具有可行性和直观性;B方案中,通过比较到鞋盒的距离判断隔音效果,因为距离可以测量,有可靠的实验数据,能够较好的判断隔音效果,故B方案较佳。
[3]由实验数据可知,利用泡沫塑料作为填充物时,在很短的距离时就听不到声音了,所以其隔音效果最好。
【变式8-5】(24-25八年级上·山西晋中·期中)当我们在家中弹奏乐器、欣赏音乐或观看电视节目时,有可能会打扰需要休息的家人和邻居。小梦打算将家中的一个房间改造为隔音房间,这样就不会彼此干扰,她准备先制作一个隔音房间的简易模型。在隔音材料的选择过程中,小梦比较了聚酯棉材料和海绵材料的隔音性能,做了如下的探究。
(1)小梦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,小明按图乙所示,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(安装有噪声监测软件)在距隔音盒不同距离的位置测量接收的声音,得出如表中的数据。表格A处应填写 (选填“音调”、“响度”或“音色”);
材料
聚酯棉
海绵
距离/m
1
2
3
1
2
3
A/dB
54.3
49.1
46.6
61.7
55.8
53.4
(3)利用数据进行比较,得出 材料的隔音性能更强;
(4)小明认为人耳可以替代手机2进行探究,并提出如下两种方案最佳的是( )
A.人距隔音盒一定距离处,先后比较人听到手机1在两种材料的隔音盒里发出声音大小。
B.人边听声音边后退,直至听不到手机1发出的声音为止,比较两次距隔音盒的距离。
(5)隔音房间的墙壁使用了隔音材料,这是在 减弱噪声。
【答案】(1)厚度不同
(2)响度
(3)聚酯棉
(4)B
(5)传播过程中
【详解】(1)根据控制变量法可知,用两种材料做的隔音盒大小、厚度应该相同,从图中可以看出,制作的错误之处是厚度不同。
(2)手机2在距隔音盒不同距离的位置测量接收声音的强弱,即响度的大小,单位是dB。
(3)距离相等,响度小的隔音效果好,利用数据进行比较,可知聚酯棉材料的隔音性更强。
(4)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,这个很难比较,故A不符合题意;
B.人边听声音边后退,直至听不到手机1发出的声音为止,这个方法更容易做到,故B符合题意。
故选B。
(5)隔音房间的墙壁使用了隔音材料,这是在传播过程中减弱噪声。
【变式8-6】(24-25八年级上·北京·期中)研究小组课外实践活动中选择探究“不同材料的隔音性能”,针对噪声常常影响人们的生活和学习,为此开展了“制作护耳器”的实践活动:
【项目材料】
探究材料:报纸、海绵、毛巾;可做声源:闹钟、音叉;测量工具:声音监测仪、刻度尺等
【项目分析】
(1)小组成员一致同意在本实验中适合做声源的是 ;
(2)设计活动时同学想到材料的厚度、包裹方式都可能影响隔音效果,则实验时具体操作时应选用厚度相同的报纸、海绵和毛巾,用相同的包裹方式包住正在响铃的闹钟,听闹钟声音响度的变化。
【项目实施】
小组一:声音的变化不容器辨别,于是用声音监测仪来完成研究。将声音监测仪放在距离钟1m处,记录声音分贝,再记录下按上述材料包裹后的声音分贝如表:
次数
隔音材料厚度
包裹方式
隔音材料
包裹前声音响度/dB
包裹后声音响度/dB
材料的隔音性能
1
相同
相同
报纸
57
42
2
毛巾
38
3
海绵
29
请回答:
①小组同学发现生活中隔音材料广泛应用,使用隔音材料是在 减弱噪声;
②根据表中数据可得出结论三种材料中隔音性能最好的是: ;
小组二:分别准备三种不同材料,进行隔音效果的测试。固定声源,选择其中一种材料罩住两只耳朵,从声源处慢慢向后移动,当恰好听不到声音时停下来,测量距离,重复3次取平均值。再换用其他材料重复实验,得到如表数据。二组设计的实验中,依据听不见钟声的实际距离来判断物体的隔音性能,实际距离越长,物体的隔音性能越 (选填“好”或“差”)。
材料
报纸
毛巾
海绵
听不见钟声的实际距离/米
2.8
2.1
1.2
【答案】 闹钟 传播过程中 海绵 差
【详解】(1)[1]闹钟发出的声音有节奏,声音较为稳定,适合做实验声源。
(2)①[2]在减弱噪声的途径: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。控制噪声的方法分类中,使用隔音材料是阻断噪声的传播,属于在传播过程中减弱噪声。
②[3]根据表中数据可知,用海绵包裹后声音响度最小,用报纸包裹后声音响度最大,因此可得出结论:海绵的隔音效果最好。
[4]人离声源逐渐后退,直到听不到声音为止。恰好听不到声音的距离越长,说明材料的隔音性能越差,采用了转换法。
【知识梳理3 能举例说明声音有哪些利用】
1.声音可以传递信息。比如:回声测距,B超,听音乐。声音传递信息的实例(了解并记住):
(1)远处隆隆的雷声预示着一场可能的大雨;
(2)铁路工人用铁锤敲击钢轨,会从异常的声音中发现松动的螺栓;
(3)医生用听诊器可以了解病人心、肺的工作状况;
(4)医生用B超为孕妇作常规检查;
(5)古代雾中航行的水手通过回声能够判断悬崖的距离;
(6)蝙蝠靠超声波探测飞行中的障碍物和发现昆虫;
(7)利用声呐探测海底深度和鱼群位置。
2.声音可以传递能量。比如:超声波除结石,超声波清洁牙齿。实例(了解并记住):
(1)声波可以用来清洗钟表等精细机械;
(2)外科医生可以利用超声波振动出去人体内的结石。
3.超声波的应用。
(1)由于超声波定向性好,传播距离远。声呐就是利用超声波工作的;
(2)由于超声波方向性好,穿透能力强。B超就是利用超声波工作的;
(3)由于超声波易于获得较为集中的声能。超声波测速器就是利用超声波工作的。
【九、科普阅读题】
【题型9】(24-25八年级上·广东惠州·期中)阅读下面的短文,并回答问题。
材料一:超声波具有指向性好、反射能力强、能量集中等特点,可用于测距、测速等。声呐就是利用超声波测距的一种设备,它能够向水中发射声波,假如某一声呐发出的声波的频率在10~30kHz,由于这种声波的频率较高,可以形成较强指向性声波在水中传播时,如果遇到潜艇、水雷、鱼群等目标就会被反射回来,反射回来的声波被声呐接收,根据声信号往返时间可以确定目标的距离。超声波测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超声波信号,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。
材料二:许多年前,“马可波罗号”帆船在“火地岛”失踪,经过多年的研究,揭开了“死亡之谜”。他们都是死于亚声,这是一种人耳听不到的声音,频率低于20Hz。而人的内脏的固有频率和亚声波极为相似,当二者相同时,会形成内脏的共振。严重时,把内脏振坏而丧生。
(1)超声波的频率高于 Hz;声呐、超声波测速等是利用了超声波的能量集中、 、指向性好等特点。
(2)亚声指的我们学过的 (选填“超声波”“可听声波”或“次声波”);亚声能把内脏振坏,说明声音可以传递 。
(3)一艘科考船行驶在某海域,并对该海域的海底形状利用声呐系统进行了测绘:在经过该海域水平面等间距的A、B、C、D、E五个位置时,向海底定向发射超声波,测得回收信号的时间分别为0.30s、0.16s、0.30s、0.14s、0.30s。根据时间,求出海底与海平面的距离,就可以绘出海底的大致形状,则该海域海底的大致形状如图______。
A. B.
C. D.
(4)某固定测速仪在国外公路上对某跑车进行测速,向匀速直线驶来的跑车发射两次超声波信号,两次发射信号的时间间隔是1s,第一次发射信号到接收用时0.8s,第二次发射信号到接收用时0.4s,跑车的速度为 m/s。(计算时空气中声速取340m/s)
【答案】(1) 20000Hz 反射能力强
(2) 次声波 能量
(3)B
(4)85
【详解】(1)[1]频率高于20000 Hz的声波是超声波。
[2]由材料一得,声呐、超声波测速等是利用了超声波的能量集中、反射能力强、指向性好等特点。
(2)[1]亚声的频率低于20Hz,指的我们学过的次声波。
[2]声音可以传递信息与能量,亚声能把内脏振坏,说明声音可以传递能量。
(3)依题意得,向海底定向发射超声波,A、C、E点的信号回收时间相同,且最大; D点的信号回收时间最小,由得,A、C、E与海平面的距离相同且最大,D点与海平面的距离最小,故ACD不符合题意,B符合题意。
故选B。
(4)由得,跑车的速度为
【变式9-1】(24-25八年级上·江苏南京·期中)阅读短文,回答问题。
以声消声
科学研究发现,音叉的叉股向外侧振动时(如图甲),会压缩外侧邻近的空气,使这部分空气变密;当叉股向内侧振动时,这部分空气又变疏;随着音叉的不断振动,空气中的声波由近处向远处传播,当两列频率相近的声波相遇时,如果其中一列声波的“密部”与另一列声波的“疏部”恰好相遇,它们就会相互抵消,在这些位置几乎听不到声音。
根据这个原理,科学家研发出一种消声器,图乙是这种消声器的结构原理图,某声源发出的一列声波,沿水平管道自左向右传播,当入射声波到达A处时,分成两束声波,它们分别向上、向下沿着图中箭头所示的方向传播,通过不同的路径在B处再次相遇,恰好发生消声现象。
消声器能有效控制发动机的周期性排气噪声,经消声处理后,其排气噪声可以降低70%以上。
(1)图甲音叉叉股振动时,在音叉的左边、右边都会传播声波,则声波向左和向右传播时,两边空气________;
A.是疏密相间的 B.是变密的 C.是变疏的 D.是均匀的
(2)用疏密相间的竖线表示两列频率相同的声波(如图丙),P、Q表示密部,M、N表示疏部,则两列声波相遇时,消声效果最明显的情况是 ;
A.P与Q相遇 B.P与N相遇 C.M与N相遇 D.P与M相遇
(3)图乙中,B处声音响度 (填“大于”“等于”或“小于”)A处声音响度;
(4)消声器的使用效果与噪声的频率和响度有关,如图丁是某型号消声器在控制不同发动机的周期性排气噪声时的性能图像,阴影部分为消声达标,以下情况中,消声达标的是________的声音。
A.响度为20dB,频率为100Hz B.响度为40dB,频率为210Hz
C.响度为70dB,频率为250Hz D.响度为90dB,频率为350Hz
【答案】(1)A
(2)B
(3)小于
(4)C
【详解】(1)音叉的叉股向外侧振动时,会压缩外侧邻近的空气, 使这部分空气一会儿变密,一会儿变疏,在空气中就形成疏密相间的波动,并向远处传播,故音叉向左和向右传播时,两边空气都是疏密相间的,故A符合题意,BCD不符合题意;
(2)A.由题干中的表述可知,“当两列频率相近的声波相遇时,如果其中一列声波的“密部”与另一列声波的 “疏部”恰好相遇,它们就会相互抵消”,对照选项可知P与Q相遇属于两列声波的“密部”相遇,故A不符合题意;
B.P与N相遇符合“一列声波的密部与另一列声波的疏部相遇”,消声效果会明显,故B符合题意;
C.M与N相遇属于两列声波的“疏部”相遇,故C不符合题意;
D.P与M相遇属于同一列声波的“密部”与“疏部”相遇,不能达到消声的目的,故D不符合题意;
故选B。
(3)由上述“消声”原理可知,声音从A处传来时,分成两束声波,它们分别向上、向下沿着图中箭头所示的方向传播,通过不同的路径在B处再次相遇,恰好发生消声现象,因此,B处声音的响度小于A处声音的响度。
(4)对照图象可知,A选项中响度为20dB,频率为100Hz,B选项中响度为40dB,频率为210Hz,D选项中响度为90dB,频率为 350H所示的声音,在消声后所对应的坐标位置都不在图象中达标的阴影范围之内, 只有C选项中响度为70dB,频率为250H的声音在消声后所对应的坐标位置在图象中达标的阴影范围之内,因此消声达标,故ABD不符合题意,C符合题意。
故选C。
【变式9-2】(24-25八年级上·江苏盐城·期中)阅读短文,回答问题。
古琴与三分损益法
古琴由面板、底板、岳山、龙龈、徽位、琴弦等部分组成。面板多为梧桐木等轻质木材,以传导声音;底板则选用梓木等硬质木材,以增强共鸣效果。琴弦通过岳山固定在面板上,另一端缠绕在龙龈处以固定张力。徽位则用于标记音高位置,帮助演奏者准确按弦。
琴弦的振动通过岳山传递到面板上,引起面板的微小振动。面板的振动进而带动共鸣腔体内的空气振动,形成声波向四周传播。
古琴蕴含着深邃的音律科学,在众多古代音乐理论中,三分损益法作为制定音律的重要法则,它基于弦长与音高之间的比例关系。如图,通过三分(将长度分为三等分)和损益(增加或减少其中一份)的操作,推导出一系列音律。具体说,第1个音以“宫”音为例,假设其弦长为基准长度L。首先,通过“三分损一”得弦长为L,生成第2个音;随后,第2个音的弦长“三分益一”,得弦长为L,(L×=L),生成第3个音;再对第3个音弦长进行“三分损一”,得弦长为L,(L×=L),生成第4个音;最后,对第4个音弦长进行“三分益一”,生成第5个音。如此,便可生成中国传统的五声音阶“宫、商、角、徵、羽”。
(1)制作古琴材料的选择主要考虑的是这些材料优良的 (声/光)学特性。
(2)文中的“音高”对应声音三要素中的 。
(3)古琴优美而独特的琴声的振动物体是________。
A.琴弦 B.面板 C.共鸣箱内空气振动 D.三种情况都有
(4)文中的第5个音对应的弦长应该为 L。
(5)“宫、商、角、徵、羽”依次对应简谱中的“1、2、3、5、6”。相同情况下,弦长越长音高越低,则文中第1-5个音的生成顺序是________。
A.宫商角徵羽 B.宫羽徵角商
C.宫徵商羽角 D.宫角羽商徵
【答案】(1)声
(2)音调
(3)D
(4)
(5)C
【详解】(1)古琴的作用是发出美妙的音乐,所以制作古琴材料的选择主要考虑的是声学特性。
(2)古琴中的“音高”是指古琴弦振动时产生的频率高低,所以是指声音三要素中的音调。
(3)文中提到,琴弦的振动通过岳山传递到面板上,引起面板的微小振动,面板的振动进而带动共鸣腔体内的空气振动,形成声波向四周传播,故D符合题意,ABC不符合题意。
故选D。
(4)由题意可知,对第4个音弦长进行“三分益一”,生成第5个音,故第5个音对应的弦长应该为
(5)“三分损益法”的基本原理是以一段圆径绝对均匀的发声管为基数——宫;然后,将此发声管均分成三段,舍弃其中的一段保留二段,这就是“三分损一”,余下来的三分之二长度的发声管所发出的声音,就是徵;将徵管均分成三份,再加上一份,即徵管长度的三分之四,这就是“三分益一”,于是就产生了商;商管保留三分之二,“三分损一”,于是得出羽;羽管“三分益一”,即羽管的三分之四的长度,就是角管,角管发出为角。所以“宫”音其弦长为基准长度L,“徵”音其弦长为基准长度L,“商”音其弦长为基准长度L,“羽”音其弦长为基准长度L,“角”音其弦长为基准长度L,由题意可知,相同情况下,弦长越长音高越低,所以“宫”音的弦长最长,对应的音高最低,而“角”音其弦长最小,对应的音高最高,故C符合题意,ABD不符合题意。
故选C。
【变式9-3】(24-25八年级上·黑龙江哈尔滨·期中)请同学们阅读以下材料,回答问题
双耳效应
人们利用两只耳朵听声音时,利用“双耳效应”可以分辨出声音是由哪个方向传来的,从而大致确定声源的位置。如图所示,在人们的右前方有一个声源,由于右耳离声源较近,声音就首先传到右耳,然后才传到左耳,产生了“时间差”。声源距两耳的距离差越大,时间差就越大。两耳之间的距离虽然很近,但由于头颅对声音的阻隔作用,声音到达两耳的音量就可能不同,产生了“声级差”。当声源在两耳连线上时,声级差最大可达到25分贝左右。不同波形的声波绕过人头部的能力是不同的,频率越高的声波,衰减就越大。于是人的双耳听到的音色就会出现差异,也就是“音色差”。
(1)听声音时,若左耳听到声音的声级比右耳听到声音的声级大,则声源在人的 ;(选填“左侧”或“右侧”)
(2)下面不是由于双耳效应达到的效果的是 ;
A.雷电来临时电光一闪即逝,但雷声却隆隆不断
B.将双眼蒙上也能大致确定发声体的方位
C.有时将头旋转一定角度后可以更准确判断声源位置
D.舞台上的立体声使人有身临其境的感觉
(3)如图乙是立体声录音现场情景示意图,如果要模拟人的双耳效应,应该使用 (选填“一个”或“两个”)拾音器进行录制。图丙是立体声播放时的情景示意图,双声道播放使听者产生了立体感(空间感);
(4)人的双耳听到声音的“音色差”越大,说明声音的 越高。
【答案】(1)左侧
(2)A
(3)两个
(4)频率
【详解】(1)两耳之间的距离虽然很近,但由于头颅对声音的阻隔作用,声音到达两耳的音量就可能不同,产生了“声级差”。左耳听到声音的声级比右耳听到声音的声级大,则声源距离左耳较近,即声源可能在人的左侧。
(2)A.雷电来临时电光一闪即逝,但雷声却隆隆不断,雷声在传播的过程中,经地面、山丘等障碍物多次反射,传来隆隆不断的雷声,不是双耳效应的原因,故A符合题意;
BCD.将双眼蒙上也能大致确定发声体的方位、有时将头旋转一定角度后可以更准确判断声源位置、舞台上的立体声使人有身临其境的感觉,都是利用双耳效应,故BCD不符合题意。
故选A。
(3)由材料知,双耳效应产生的主要原因是声音传播到人耳时产生了“时间差”与“声级差”,两个拾音器模拟人的双耳并排放置,这样两个拾音器拾得的信号既有“时间差”,又有“声级差”,双声道播放使听者产生了立体感。
(4)不同波形的声波绕过人头部的能力是不同的,频率越高的声波,衰减就越大。于是人的双耳听到的音色就会出现差异,也就是“音色差”。所以人的双耳听到声音的“音色差”越大,说明声音的频率越高。
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