内容正文:
第二章 声现象
一、单选题
1.关于声现象,下列说法正确的是( )
A.声波在气体、液体和真空中均可以传播
B.声音的响度越大在空气中传播的越快
C.安装隔音玻璃是在传播过程中减弱噪声
D.人耳听不见次声波,是因为次声波不能在空气中传播
2.张一山在《朗读者》中为大家演绎了《追风筝的人》。关于其中的物理知识,下 列说法正确的是( )
A.朗读时,朗读者的声带振动产生声音
B.观众主要依据音调区分主持人和朗读者的声音
C.朗读者的声音很大是因为声音的频率很高
D.声音可以在真空中传播
3.站在百米赛跑终点的计时员,听到起跑的枪声后立即开始计时,测得李明同学百米赛的时间是13.00秒,当时气温15℃,则李明同学跑百米的真实时间是( )
A.13.29秒 B.13.00秒 C.12.71秒 D.无法确定
4.古代侦察兵为了及早发现敌人骑兵活动,常把耳朵贴在地面上听,以下解释正确的是( )
A.马蹄踏在地面时,使土地振动而发声
B.马蹄声可以沿土地传播
C.马蹄声不能由空气传到人耳
D.土地传播声音的速度比空气快
5.台湾歌手周杰伦曾与著名高音歌唱家宋祖英联袂“英伦组合”,当周杰伦放声唱一段《本草纲目》之时,宋祖英乘坐升降机迎着曲调轻声伴唱《辣妹子》缓缓入场。下列说法中正确的是( )
A.周杰伦的声音响度大,音调高 B.周杰伦的声音响度小,音调低
C.宋祖英的声音响度大,音调高 D.宋祖英的声音响度小,音调高
6.在比较材料隔声性能的综合实践活动中,小明逐步远离声源或者用厚度不同的衣服包裹同一机械闹钟,他所听到的声音响度都会发生改变。对此同学们提出四个问题,其中较有价值且可探究的问题是( )
A.响度会随离声源的远近而改变吗?
B.响度为什么会随离声源远近而改变?
C.响度会随隔声材料的厚度而改变吗?
D.响度和隔声材料厚度及离声源远近有什么关系?
7.如图所示的波形图中,下列说法不正确的是( )
A.音色相同的只有甲、丙、丁 B.响度相同的只有甲、乙、丙
C.音调相同的只有甲、丁 D.都是乐音波形
二、多选题
8.在第七届“中语杯”全国中青年教师课堂大赛中,我校崔老师用扎实的知识功底、过硬的教学能力赢得了评委和专家的一致好评,荣获一等奖,如图是大赛现场的授课环节,下列说法正确的是( )
A.老师的声音通过音响放大后,提高了声音的频率
B.同学们听到声音的过程中,声速越来越慢
C.听课老师将手机调成静音,是从声源处减弱噪声
D.现场热烈的掌声是由空气振动产生的
9.如图所示,当轿车倒车时尾部的非安全距离内遇到人或障碍物,倒车雷达就会发出警报,方便司机判断车尾与后部障碍物间的距离。在倒车雷达工作的过程中,会应用到下列物理知识中的( )
A.声的反射 B.超声波
C.声音可以传递信息 D.声音可以传递能量
10.关于声现象,下列说法正确的是( )
A.广场舞的音乐有可能是噪声
B.“禁止鸣笛”是为了阻断噪声传播
C.“隔墙有耳”说明声音能在固体中传播
D.“不在公共场所大声喧哗”是要求人们说话声音的响度要小
11.如图所示,敲击音叉A,音叉B将乒乓球弹起,下列说法正确的是( )
A.A、B 之间的空气不能传递能量
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发出声音的音色不会变化
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
12.下列说法不正确的是( )
A.有些高科技产品不振动也可发声
B.声波的传播速度与介质有关,但在同一种介质中传播速度一定相同
C.凡是人听不到的声都是超声波
D.回声比原声晚0.1s以上到达人耳,人就能分辨出来回声
13.1827年,人类第一次测定了水中的声速。实验人员分别在相距为L(L远大于船的长度)的甲、乙两条船上。甲船上的实验员在水面下方放一只钟,并在船上准备了一些火药,他在敲钟的同时点燃船上的火药。乙船上的实验员在水面下方放一个接收声音的装置,当他看见甲船上的火药闪光后,经过时间t后装置接收到钟声。下列说法正确的是( )
A.若不考虑光在空气中的传播时间,则等于水中的实际声速
B.若不考虑光在空气中的传播时间,则小于水中的实际声速
C.若考虑光在空气中的传播时间,则等于水中的实际声速
D.若考虑光在空气中的传播时间,则小于水中的实际声速
14.长沙市正在创建文明城市,严查违法行为,为了监督司机遵守限速规定,交管部门在公路上设置了固定测速仪。如图所示,汽车向放置在路中的测速仪匀速驶来,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,若发出两次信号的时间间隔是1.1s,超声波的速度是340m/s,该路段限速60km/h。则( )
A.汽车接收到第一次信号时,距测速仪102m
B.汽车的速度是34m/s
C.汽车的速度是21.25m/s
D.经过计算分析可知,该汽车未超速
三、填空题
15.如图所示,小明用手指拨动塑料尺,发出的声音是由塑料尺 产生的;若小明改变塑料尺伸出桌面的长度,会使声音的 发生改变。
16.图甲所示的波形图显示的声音中,响度最大的是 ,音调最低的是 ;分别向图乙所示的试管中吹气,其中 试管发出声音的音调最高.(均选填“A”B”或“C”).
17. 如图所示,是小明同学在资料中查到的a、b两列声波图,那么产生两列声波的声源在振动时,声源振动快的是 波声源,振幅大的是 波声源。
18.“风声、雨声、读书声、声声入耳”中的声源分别是 、 、 .
19.在人与山之间有一条铁路穿过,当一列火车刚好行驶在人与山之间时拉响汽笛。人看见汽笛冒出的白烟后1s听到汽笛声(忽略光传播的时间);又经过1.2s听到从山反射回来的声音,则人与山相距 m。
20.超声测速仪向障碍物发生时间极短的脉冲超声波,根据接收到的反射信号时间关系可以测量物体速度.如图所示,测速仪B向迎面匀速行驶的汽车A发生两次脉冲波的时间间隔为4.5s.发射第一个脉冲后1.4s收到反射信号,发射第二个脉冲后0.4s收到反射信号,则汽车行驶的速度 m/s.(超声波在空气中传播的速度为340m/s)
21.小枫杨为了进一步研究声音的三特性,他找来了大小不同的两个音叉、示波器做探究实验。他把不同的声音通入示波器,得到如图所示的三个波形图,其中可能是来自同一音叉的是 两图,从波形图上可以看出二者的区别是声音的 不同。甲、乙、丙三图中来自小音叉的图像是 。
四、计算题
22.端午节期间,小智随父母到山区爬山,他向着远处的山崖大喊一声,约2s听到回声,他们距山崖大约多少米?
23.一辆汽车向着山崖以10m/s的速度匀速行驶,在距离山崖一定距离的地方鸣笛,经过2s后司机听到了回声。求:(已知声音在空气中的传播速度为340m/s)
(1)汽车从按了喇叭到听到回声行驶的距离;
(2)司机听到回声时汽车距离山崖的距离是多少?
24.小亮同学乘坐小船对着对面的一座高山大喊一声,5s后听到回声,已知声音在空气中的传播速度为340m/s。
(1)若小船静止在水面上,它离高山多远?
(2)若小船以10m/s的速度正对高山驶去,该同学喊叫时离高山多远?
25.如图,A是一辆装有超声测速装置的警车,正匀速行驶在一平直的公路上执勤。某时刻向前方360m处静止在路边的大卡车发射第一个超声波信号时,经过2s接收到反射回来的信号已知超声波在空气中传播的速度v=340m/s,求:
(1)从警车发射到接受到信号波,声音传播的距离;
(2)警车的速度;
(3)某时刻,警车停在路边,交警使用超声测速装置来测量一辆匀速行驶的小汽车的速度,测速仪第一次发出一束超声波信号后,经过了6秒钟收到了汽车反射回来的超声波信号,测速仪发射出了第二束超声波信号,再经过了2秒钟收到了反射回的第二束超声波信号。若发出两次超声波信号的时间间隔为16秒,则小汽车的速度为多少?
五、实验探究题
26.随着生活水平的日益提高,不少场所的装修会考虑声学吸音效果。小明同学想比较几种常见装修材料的吸音性能,他找来厚度相同的四种小块材料(聚酯棉、软木、泡沫),进行了图示实验:桌面上放一个玻璃杯,在玻璃杯下分别放上待测试的小块材料,将悬挂在细线下的小球拉到同一高度释放去敲击玻璃杯,仔细比较玻璃杯发出的声音大小。请你解答下列问题:
(1)为控制实验过程中敲击玻璃杯的力大小相同,小明的做法是 ;
(2)小明实验数据记录如下表:你认为表中空格处应填入 ;
材料种类
聚酯棉
软木
泡沫
玻璃杯发声大小
最小
最大
较大
最强
最弱
较弱
(3)小明实验中的四种材料,仅从吸音性能的角度考虑,最适合隔音墙装修的是 ;
(4)你认为影响吸音性能的因素除了材料的种类,可能还有材料的 (写出一个即可);
(5)请你评估小明的做法是否合理并说明理由 。
27.小华学习了有关声音的知识后,对材料的隔音性能很感兴趣,于是他设计了如下实验进行探究,请阅读并回答下列问题。实验步骤:
①先搜集各种材料,如衣服、报纸、平装书、塑料袋、袜子;
②把闹钟放到一个鞋盒里,将衣服盖在鞋盒上方,然后逐渐远离盒子直到听不见滴答声,记下此时人离盒子的距离;
③分别将各种材料盖在鞋盒上方,重复以上实验,得到下表的数据:
材料
衣服
报纸
平装书
塑料袋
袜子
听不见滴答声的实际距离/m
2.1
2.8
3.7
5.2
1.2
回答问题:
(1)小华设计的实验利用了离声源越远,听到声音的响度越 (填“大”或“小”)的原理。
(2)根据小华所得数据可知粗糙的材料比平滑材料隔音性能 (填“好”或“差”),其原因是粗糙材料吸收声音的性能要比平滑材料强。
(3)如果再给你一块海绵材料,你认为其隔声性能与报纸相比, 隔声性能好一点。
(4)在噪声污染严重的环境里,“隔音”就是为了改变声音的 ,是有效的降噪方法之一、在控制噪声的方法分类中,“隔音”是在 减弱噪声。
六、作图题
28.如图所示,根据给出的某一声音波形图,请在如图中画出响度是原来的一半、音调是原来的两倍的声音波形图。
29.如图所示用音叉和示波器研究声音的响度的实验,某同学分别重击和轻击音叉使它发声,请在图中画出轻击音叉时示波器屏上大致的波形图。
七、综合题
30.利用回声可以测量声源到障碍物的距离,科学工作者为了探测海底某处的深度,从海面船底向海底垂直发射超声波,经过4s后在船底接收到回波信号.已知声波在海水中的传播速度为1530m/s,请简要计算回答下列问题:
(1)被测量处海洋的深度为多少?
(2)利用超声波的反射能否进行太空测距?为什么?
31.小明和家人周末自驾出游,经过一段“音乐公路”,引起了小明的注意,当汽车以一定速度匀速行驶在公路上时,就会奏出一段悦耳的乐曲。小明想知道其中的奥秘,下车一探究竟,徒步行进了30min,手机上的运动应用程序记录的数据如图1所示。小明仔细观察音乐公路的设计结构,发现原来音乐公路的路面上分布着许多横向凹槽,如图2所示。汽车每经过一个凹槽,就会上下振动一次。当路面上凹槽的分布疏密不同时,汽车行进时振动发出的声音的音调就会改变,凹槽的疏密可以根据乐曲的音调高低来设计。
(1)小明的步幅(一步的距离)为多少米?(结果保留两位小数)
(2)小明步行的速度是多少?
(3)当车行驶速度是15m/s,发出的音符是“sol”,此时手机声音监测软件显示的频率为400Hz(1s振动400次),汽车发出这个音时,所对应的相邻凹槽之间的距离是多少?
答案解析
1.【答案】C
【解析】【解答】A、声音传播需要介质,可以在固体、液体、气体中传播,真空不能传播声音。故A错误。
B、声音传播的速度与介质的种类有关,还与介质的温度有关,如声音在15℃中的空气中和25℃的空气中的速度就不相同分别是:340m/s和346m/s。故B错误。
C、减弱噪声的方法有三种,分别是在声源处、传播过程中、人耳处减弱,安装隔音玻璃是在传播过程中减弱噪声。故C正确。
D、人耳的听觉频率范围是20HZ—20000Hz,次声波频率低于20Hz,不在人耳的听觉频率范围内,故 人耳听不见次声波。故D错误。
【分析】此题考查了声音传播的条件、声速、噪声的减弱等知识点。 声音的传播需要介质,真空不能传播声音,因此在真空中即使物体振动,我们也听不到声音。
2.【答案】A
【解析】【解答】A. 声音由振动产生,所以朗读者的声音是由声带振动产生的,A符合题意;
B. 音色是发声体特有的品质特征,可以用来分辨声源,所以观众主要依据音色区分主持人和朗读者的声音,B不符合题意;
C. 朗读者的声音很大,说明响度大,而不是声音的频率很高,C不符合题意;
D. 声音的传播需要介质,声音不可以在真空中传播,D不符合题意。
故答案为:A。
【分析】声音是物体的振动产生的,不同的发声体音色不同,声音不能在真空中传播。
3.【答案】A
【解析】【解答】解:A、据 知声音传播100m的时间为 = ≈0.29s,再加上听到枪声记录的时间13.00秒,符合题意;
B、13秒不符合题意;
C、12.71秒不符合题意;
D、能确定,不符合题意;
故选A.
【分析】解答此题的关键要明白终点计时员的计时要以发令枪的“烟”开始计时,若以听到枪声计时,其成绩要好于真实时间;因为声音的传播需要时间,声音传到终点时李明已经开始跑了.
4.【答案】D
【解析】【解答】声音在固体中的传播速度要比在气体中的传播速度快;侦察兵把耳朵贴在地面上,能更早的听到敌人骑兵的活动情况,从而及早的发现敌情,故D正确。
故答案为:D。
【分析】声音在不同介质中传播速度不同,一般情况下,在固体中传播速度最快,气体中传播速度最慢。
5.【答案】D
【解析】【分析】周杰伦放声歌唱,响度很大,但音调很低.宋祖英轻声伴唱,响度很小,但音调很高,故选D。
【点评】解决本题的关键是熟知声音的三大特性以及他们的决定因素。
6.【答案】D
7.【答案】C
8.【答案】C,D
9.【答案】A,B,C
10.【答案】A,C,D
11.【答案】B,C,D
12.【答案】A,B,C
13.【答案】A,D
【解析】【解答】 AB、若不考虑光在空气中的传播时间,则等于水中的实际声速,故A正确,B错误;
CD、若考虑光在空气中的传播时间,则测得的时间偏小,根据速度公式可知:测得的水中的声速偏大,则大于水中的实际声速,故D正确,C错误。
故选:AD。
【分析】 声音在水中的传播速度小于光在空气中的传播速度。
14.【答案】A,B
【解析】【解答】A.第一次发出信号到测速仪接收到信号用时0.6s,信号到达汽车的时间为0.3s, 超声波的速度是340m/s ,根据速度公式可知汽车接收到第一次信号时,汽车距测速仪s1=v声t1=340m/s×0.3s=102m,A 符合题意;
BC.第二次发出信号到测速仪接收到信号用时0.4s,所以信号到达汽车的时间为0.2s,根据速度公式可知汽车接收到第二次信号时,汽车距测速仪s2=v声t2=340m/s×0.2s=68m,汽车信号的间隔过程中行驶的路程为102m-68m=34m,用时1.1s-0.3s+0.2s=1s,所以汽车车速为34m/1s=34m/s,合故B符合题意,C不符合题意;
D.汽车,该路段限速60km/h,所以汽车超速,故D不符合题意。
故选AB。
【分析】根据速度公式判识选项
速度的计算:v=s/t,相同时间下物体的路程大,则速度大,相同路程下,物体的时间小速度大,本题中 第一次信号到达汽车的时间为 0.3s, 第二次信号到达汽车的时间为 0.2s,超声波速度为340m/s,据此计算汽车行驶的距离,汽车信号的间隔过程中行驶的路程为102m-68m=34m,用时1.1s-0.3s+0.2s=1s,据此计算汽车的速度
15.【答案】振动;音调
16.【答案】B;A;A
【解析】【解答】声音的响度和振幅有关,音调的高低和振动的频率有关,图甲中,B波形图振幅最大,则响度最大;A的波形图的振动次数最少,频率最低,音调最低;
图乙中,向试管中吹气,试管中空气振动发声,A试管中水最多,空气最少,振动的频率最高,发出声音的音调最高。
【分析】声音的响度和振幅有关,振幅越大,响度越大;声音的音调和频率有关,频率越高,音调越高。
17.【答案】a;a
【解析】【解答】[1]声波图中,波形的疏密程度代表音调的高低,波形越密,音调越高。a的波形更密,振动的更快,音调更高。
[2]声波图中,偏离原位置的程度代表振幅的大小,偏离原位置越大,振幅越大,响度越大。a的波形偏离原位置更大,振幅更大,响度更大。
【分析】根据音调与频率关系的波形分析第1空,波形越密,音调越高;根据响度与振幅关系的波形分析第2,波形偏离原位置更大,振幅更大,响度更大。
18.【答案】空气;雨滴;声带
【解析】【解答】风声是由空气的振动产生的声音,雨声是由雨滴的振动产生的声音,读书声是由人声带的振动产生的。
【分析】声音是由物体振动产生的,振动的物体也叫作声源,直接观察声源的振动并不容易,可以利用转换法进行观察。
19.【答案】544
【解析】【解答】解:当一列火车刚好行驶在人与山之间时拉响汽笛,汽笛声传播到人的位置用时t1=1s;汽笛声传播到山,回声再传播到人的位置共用时t2=1s+1.2s=2.2s。
设人与山相距S米,则
2S=340m/s×1s+340m/s×2.2s
解得 S=544m
故答案为:544.
【分析】声音和火车行驶的路程之和是按喇叭时火车与山洞距离的2倍,再利用速度计算公式s=vt计算即可.
20.【答案】42.5
【解析】【解答】测速仪第一次发出的信号从汽车处返回到测速仪时,汽车距测速仪:
s1=v声t1=340m/s× s=238m;
第二次发出的信号从汽车处返回到测速仪时,汽车距测速仪:
s2=v声t2=340m/s× s=68m;
因此汽车在两次与信号相遇的过程中,行驶了:s′=s1﹣s2=238m﹣68m=170m;
这170m共用了的时间:t′=△t﹣ + =4.5s﹣0.7s+0.2s=4s,
所以汽车的车速为:v′= = =42.5m/s.
故答案为:42.5.
【分析】结合题意,利用速度计算公式v=计算即可.
21.【答案】甲乙;响度;丙
22.【答案】根据声速和听到回声的时间,山崖间距离为。
【解析】【分析】根据速度和时间的乘积计算路程,两地距离是回声路程的一半。
23.【答案】(1)20m;(2)330m
24.【答案】(1)850m;(2)875m
25.【答案】解:(1)根据s=vt,警车发射至接到信号,声音传播
(2)警车移动距离,根据,警车的速度
(3)测速装置第一次接收到反射回来的超声波,小汽车距测速装置
测速装置第二次接收到反射回来的超声波,小汽车距测速装置
汽车在这两次间隔过程中行驶
这期间用时,小汽车速度为
答:(1)从警车发射到接受到信号波,声音传播的距离为680m;
(2)警车的速度为20m/s;
(3)小汽车的速度为。
【解析】【分析】(1)利用s=vt求声波移动的距离;
(2)警车发射信号后2s通过的路程与信号2s内通过的路程之和等于警车发射信号时与大卡车之间距离的二倍;再利用即可求出警车的速度;
(3)测速仪第一次发出超声波时,经过了3s到达了汽车处,而信号从汽车外返回测速仪,也行驶了3s的时间;在第二次发出的信号,在与汽车相遇返回到测速仪时,超声波行驶了1s;这两次汽车与测速仪的距离差就是汽车行驶的距离,再找出行驶这段时间所用的时间,利用速度公式求出小车运动的速度。
26.【答案】小球拉到同一高度释放;吸音性能;聚酯棉;厚度等合理均可;不合理,要多次实验,避免实验偶然性。(或仅凭感觉不能准确确定声音的强弱)
27.【答案】(1)小
(2)好
(3)海绵
(4)响度;传播过程中
【解析】【解答】(1)声音的响度由发声体的振幅和距离发声体的距离决定,声源不变,离声源越远,听到声音的响度越小。
(2)根据小华所得数据可知粗糙的材料比平滑材料隔音性能好,其原因是粗糙材料吸收声音的性能要比平滑材料强。
(3)已知粗糙的材料比平滑材料隔音性能好,报纸的材料比海绵光滑,则海绵的隔声性能好一点。
(4)在噪声污染严重的环境里,“隔音”就是为了改变声音的响度,属于在传播过程中减弱噪声。
【分析】(1)此题运用了转换法的研究思想,将隔音性能的优劣转化为距离的远近;物理学中把人耳能感觉到的声音的强弱称为响度,与振幅和距离有关。
(2)分析表中数据得出结论。
(3)根据粗糙材料吸收声音的性能要比平滑材料强分析。
(4)减弱噪声,就是减小声音的大小即响度;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,根据隔音的特点进行分析。
28.【答案】解:如图所示:
【解析】【解答】由题,响度是原来的一半、即振幅为原来的一半,音调是原来的两倍,则频率为原来的两倍,波峰(或波谷)的个数是原来的两倍,波形图如下:
【分析】发声体的振幅变大,响度变大,发声体的频率变大,音调升高。
29.【答案】
30.【答案】(1)解:经过4s后在船底接收到回波信号,可知声波从水面传到海底的时间是2s,所以被测量处海洋的深度为s=vt=1530m/s×2s=3060m;
(2)解:由于声波不能在真空中传播,太空中没有可传播声音的介质,所以不能用超声来测.
【解析】【分析】(1)本题考查了回声测距的计算,根据题目所给数据,理解时间要除以2,根据s=vt进行计算即可.
(2)声音不能在真空中传播,所以不能利用超声波的反射进行太空测距.
31.【答案】(1)0.74
(2)3.3km/h
(3)0.0375m
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