内容正文:
第二章 声现象
一、单选题
1.福州许多路口安装有盲人过街提示器,盲人可以根据提示器发声音的高低辨别方向.其中声音的高低是指声音的( )
A.音色 B.音调 C.振幅 D.响度
2.我们能够区分钢琴和二胡的声音,主要的依据是:( )
A.音色不同 B.响度不同 C.音调不同 D.频率不同
3.关于声现象,下列说法正确的是( )
A.“公共场所不要大声喧哗”是要求人们说话音调放低些
B.超声波能够粉碎体内“碎石”是因为声波具有能量
C.“禁止鸣笛”是在传播过程中减弱噪声
D.人们分辨出二胡和小提琴发出的声音,主要是因为它们的响度不同
4.关于声现象,下列说法正确的是( )
A.诗句“不敢高声语,恐惊天上人”中的“高”是指声音的音调高
B.语音智能门禁系统能“辨音识人”,主要是依据声音的音调
C.小区附近“禁止鸣笛”标志牌是在人耳处减弱噪声
D.高速公路两旁的隔音墙是在传播过程中减弱噪声
5.如图所示为一笛子的模型图,用双手按住左边的六个孔后开始吹奏,则只松开A孔和只松开B的声音不同在于 ( )
A.松开A孔的音调比松开B孔的音调要高
B.松开A孔的音调比松开B孔的音调要低
C.松开A孔的响度比松开B孔的响度要大
D.松开A孔的响度比松开B孔的响度要小
6.音乐小组的几位同学制作了各自的乐器,乐器发声的波形图如下图所示,对此说法不正确的是( )
A.乐器发声时都在振动 B.乐器发声的音色不同
C.乐器发声的响度相同 D.乐器发声的音调不同
7.请你想象一下,如果“声音在空气中传播的速度变为0.1m/s”,小华看到前方小李正在不远处等他,于是一边奔跑一边对着小李大声喊道:“我来也。”此时发生的情况是( )
A.和正常时一样
B.小华先追上小李,然后听到“也来我”
C.小李什么也听不到
D.小华先追上小李,然后听到“我来也”
二、多选题
8.网络线上学习中有许多与声现象有关的知识,下列说法错误的是( )
A.学生们在线上课堂上听到的所有声音一定是乐音
B.同学们听到老师的声音不是老师声带振动发声的
C.上课时关闭其余发声的设备是在声源处减弱噪声
D.老师可以根据音色来判断是哪位学生在回答问题
9.下列关于声现象的说法不正确的是( )
A.回声都是有害的,应尽量避免
B.在空气中,超声波的传播速度一定大于340m/s
C.生活中,利用骨传导原理制成助听器、耳机等设备
D.把手机调到静音状态是在人耳处减弱噪声
10.夜晚,歌舞厅正在播放优美的舞曲,并且声音很大.对此下列说法中正确的是( )
A.优美的舞曲悠扬动听一定不是噪音
B.从物理学角度看,优美的舞曲属于乐音
C.对于想休息的附近居民而言舞曲属于噪声
D.无论从什么角度讲,悠扬动听的舞曲都应属于乐音
11.以下是对于乐器说法错误的是( )
A.甲图中古筝是由弦振动发出声音,琴弦越粗,音调越高
B.乙图中用同样大的力敲击大小不同的编钟,编钟能发出不同响度的声音
C.丙图中鼓面的振动带动周围空气振动,形成声波
D.丁图中8个相同玻璃瓶灌入不同高度的水,敲击它们,从左至右音调越来越低
12.已知声音在空气中传播的速度为v1,在钢轨中的传播速度为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,(v2>v1)下列说法正确的是( )
A.钢轨的长为
B.钢轨的长为
C.声音沿钢轨从一端传到另一端所用时间为
D.声音沿钢轨从一端传到另一端所用时间为
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.汽车超速行驶非常危险、害人害己。一辆汽车在有固定测速仪的路段匀速直线行驶,如图所示。测速仪每隔0.9s向汽车发出一次超声波信号,第一次发出信号到测速仪接收到经汽车反射回来的信号用时0.4 s,第二次发出信号到测速仪接收到经汽车反射回来的信号用时0.6 s,超声波的速度是340m/s,则下列说法正确的是( )
A.汽车是向靠近测速仪方向行驶的
B.汽车接收到第一次信号时,距测速仪68m
C.汽车在两次接收到信号间隔过程中,行驶了34m
D.此路段限速120km/h,该汽车在此次监测过程中没有超速
三、填空题
15.人们生活中听到的声音是多种多样的。“女高音”的“高”和“男低音”的“低”指的是声音特性中的 高低;“引吭高歌”的“高”和“低声细语”的“低”指的是声音特性中的 大小。
16.近期报道十几头大象集体从云南南部一路向北迁徙了几百公里。一路上大象的很多活动似乎在“悄无声息”中进行,实际上它们可以用低于20Hz的 声波交流。
17.校运动会的百米比赛中,小梦感觉身边为他加油的同学在往后退,他是以 为参照物的,助威声是通过 传入小梦耳朵的。
18.运用声呐系统可以探测海洋深度,在与海平面垂直的方向上,声呐向海底发射 (选填“次声波”、“超声波”);在空气中超声波传播的速度 次声波传播的速度(选填“大于”、“小于”、“等于”)。如果声呐经5s接收到来自海底的回波信号,则该处的海深为 m(海水中声速是1500m/s),此声呐 (选填“能”或“不能”)用于太空测距(比如地球与月球的距离)。
19.生活中常常有这样的感受和经历:当你吃饼干或者硬而脆的食物时,如果用手捂紧自己的双耳,自己会听到很大的咀嚼声,这说明能够传声;但是你身旁的同学往往却听不到明显的声音,这又是为什么呢? 请从物理学的角度提出一个合理的猜想 。
20.如图是某体育馆内的场景。
(1)图中A为体育馆大门旁的禁鸣标志,这是在 处减弱噪声;鸣叫的笛声是由汽车喇叭的 产生的;
(2)图中B是汽车限速标志,汽车以此速度行驶150m,至少需要 s;
(3)几名同学在周长为100m的圆形冰面上进行溜冰活动,两同学同时从同一地点出发,分别以速度为10m/s和12.5m/s沿圆形跑道匀速运动。速度快的同学超出一圈追上速度慢的同学时向前推一把,双方“互换速度”;原先速度慢的同学由于速度变快,从而会超出后面的同学一圈,此时也向前推一把,双方再次“互换速度”……如此循环下去,当双方都完成了1000m时,最后到达终点的同学所用的时间记为该组的成绩。则该组同学的成绩为 s。
21.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。如图所示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,而C区的较长、较厚。
(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)较厚、较长的铜片振动时要比较薄、较短振动的 (填“快”或“慢”),高音区为 区(选填字母)。
(3)演奏时,人能听出是口琴演奏的是依靠声音的 辨别的。
(4)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。上下推拉活塞,可以改变声音的 (选填“音调”、“响度”或“音色”)。
四、实验探究题
22.学习了声音的特性,小芳自己来制作“水瓶琴”乐器,如图所示,在8个相同的水瓶中,灌入质量不同的水,水面的高度不等。
(1)若用相同的力量分别敲击它们,就可以发出 (选填“音调”“音色”“响度”)不同的声音,此时发出的声音的声源是 ,盛水越多,敲击时发出的声音的音调就越 ,当不同的瓶子发出声音的频率和基本音阶的频率一致时,一个简单的“水瓶琴”就做好了;
(2)小芳发现若改用嘴吹瓶口,也可以发出不同的音调,此时发出声音的声源是 ,对比水瓶B和水瓶E,吹 瓶发出的声音的音调会更低一些。
23.声音在空气中传播的速度和温度有关,下表是空气中声速随温度变化的数据:
(1)请你在图中所示的坐标中作出声速和温度关系的图像;
(2)由图像或数据可知,15℃时声速为 m/s;
(3)当飞机的飞行速度接近周围的声速时会受到相当大的阻力。上世纪中期,人们就尝试进行超音速飞行实验,便于发现这种条件下可能遇到的一些问题。在飞机速度有限的情况下,你能指出在什么情况下实验更容易成功吗?答: 。
五、计算题
24.小李到乐山去玩,坐船游大渡河观乐山大佛如图所示,观赏完毕,游船以10m/s的速度匀速驶离大佛,依依不含的小李情不自禁的大吼一声“再见了”,5s后小李听到他的回声,(设当时气温为15℃)求:
(1)小李听到回声时,游船离大佛有多远?
(2)小李发出吼声时与大佛有多远?
25.声音在海水中的传播速度约为1530m/s,为了开辟新航道,探测船的船底装有回声探测仪,探测水下有无暗礁,探测船发出的信号经0.8s被探测仪接收,求障碍物到探测船的距离.
26.我国有些地方修筑了“音乐公路”。当汽车以一定速度匀速行驶时,就会奏出一段悦耳的乐曲。音乐公路的路面上分布着许多横向凹槽,如图所示。汽车每经过一个凹槽,就会上下振动一次。路面上凹槽的分布比较密,汽车行进时振动很快,于是就发出了声音。凹槽的疏密可以根据乐曲的音调高低来设计,假设某音乐公路规定的行驶速度是54km/h,设定乐曲为《歌唱祖国》,第一个音符“sol”的频率为400Hz,汽车发出这个音时,所对应的相邻凹槽之间的距离是多少?
27.如图甲所示,声呐发出的超声波遇到障碍物会反射回来,根据收到回波的时间,可以确定障碍物的位置,超声波在海水中传播的v—t图像如图乙所示。
(1)根据超声波的v﹣t图像,超声波在海水中传播的速度多大?
(2)一群鱼从船底下经过时,声呐发射超声波,经过0.2s后收到鱼群反射的回波,鱼群离船底的距离多大?
28.为了督促司机遵守限速规定,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超声波信号。若第一次发出信号到接收到反射回来的信号用时0.5s,第二次发出信号到接收到反射回来的信号用时0.4s。超声波的速度是340m/s,若测速仪发出两次信号的时间间隔为0.9s。求:
(1)汽车接收到第一次信号时,距离测速仪的距离;
(2)汽车从接收到第一次信号到接收到第二次信号的过程中,行驶的距离;
(3)若此路段限速为70km/h,试计算说明汽车在此路段是否超速?
六、作图题
29.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。
30.图所示的是敲击音叉的振动图像,现用一较大的力敲击音叉,但音叉的音调不变,请在图中画出第二次敲击音叉的振动图像。
31.超声波指纹识别技术是通过发射超声波扫描紧贴屏幕的指纹,并根据接收到的反射超声波分析得出指纹的信息,进行比对解锁。解锁时,系统向手指上若干个位置发射超声波,检测到被手指反射的信号时所需的时间随位置的变化情况如图甲所示,试在图乙手机屏幕上画出这些位置指纹的大致形状。
七、综合题
32.把频率为256Hz的音叉发出的声音信号输入示波器,示波器展现的波形如图甲所示。
(1)若把频率为512Hz音叉发出的声音信号输入同一设备的示波器,其波形可能图中的 ;
(2)图甲中频率为256Hz的声波通过设备减小了响度后,再输入在同一设置的示波器,请在图乙中画出它大致的波形 。
33.我们知道:声音在不同介质中传播的速度不同。阅读下表中一些介质中的声速:
一些介质中的声速v(m/s)
空气(0℃)
331
冰
3230
空气(15℃)
340
铜
3750
煤油(25℃)
1324
铝
5000
水(常温)
1500
铁
5200
回答问题:
(1)声音在介质中的传播速度有什么规律(写出两条)?
(2)在长为850米的金属管的一端敲击一下,在另一端先后听到两个声音,两声相隔2.33秒。声音在金属管中的传播速度是多大?该金属管可能是什么材料制成的?(此时气温约为15℃)
(3)当飞机的飞行速度接近周围的声速时会受到相当大的阻力。上世纪中期,人们就尝试了进行超音速飞行。在飞机速度有限的情况下,你能指出在什么情况下试验更容易成功吗?
34.阅读下面的短文,按要求完成后面提出的问题.
A.蝙蝠在黑暗中能自由地飞翔,用蜡封住其耳朵,虽然把它放在明亮的房间里,仍像喝醉酒一样,一次次地碰到障碍物.后来,物理学家证实了蝙蝠能发出①波,靠这种波的回声来确定目标和距离.
B.如果把八只同样的玻璃杯盛不同深度的水,再用一根细棒依次敲打杯子,可以发现声音的②和水量有关.如果调节适当,可演奏出简单的曲谱,由此我们不难知道古代“编钟”的原理.
C.许多年前,“马可·波罗”号帆船在“火地岛”失踪.科学家经过多年的研究,揭开了“马可·波罗”号帆船上人们的“死亡之谜”:他们都是死于“亚声”.这是一种人耳听不到的声波,频率低于20Hz.当声波的频率在2~10Hz时,人会产生恐惧、恶心、头晕等症状,其中5Hz的声波对人危害最大,这是因为此时人的内脏的固有频率和“亚声”的频率极为相似,会形成内脏的共振,严重时,把内脏振坏而使人丧生.
(1)请你将上面短文A、B中①和②两处补上恰当的文字:① ;② .
(2)短文C中的“亚声”是指我们学过的 .
(3)从短文C 中可以看出,人体内脏的固有频率大致在 左右.
(4)综合上面的短文,请你写出声波的两个利用:① ;② .
答案解析
1.【答案】B
【解析】【解答】解:音调是指声音的高低.
故选B.
【分析】掌握声音的三要素,物理学中把人耳能感觉到的声音的强弱称为响度,把声音的高低称为音调.知道音色反应了声音的品质与特色,人们能够区别不同的发声体,是根据发声体的音色来区分的
2.【答案】A
【解析】【解答】钢琴和二胡发声时,振动物体的材料不同,所以发出声音的音色也就不同.
故答案为:A.
【分析】不同发声体的音色不同,是区别发声体的依据。
3.【答案】B
【解析】【解答】A.“公共场所不要大声喧哗”是要求人们说话的响度放低些,A不符合题意;
B.超声波能够粉碎体内“碎石”是利用了声音能传播能量,B符合题意;
C.禁止鸣笛是在声源处减弱噪声,C不符合题意;
D.不同乐器的音色是不同的,所以演奏同一乐曲时,人能分辨出二胡和小提琴发出的声音,主要是因为它们的音色不同,D不符合题意。
故答案为:B。
【分析】声音不仅可以传播能量,例如声音可以把酒杯震碎,也可以传递信息,例如听收音机、听老师讲课。
4.【答案】D
5.【答案】A
6.【答案】D
7.【答案】B
【解析】【解答】由于声速小于小华追小李的速度,在小华追小李的过程中,他会听到自己的声音,但先听到的是后发出的声音,后听到的是先发出的声音,因此他听到的声音是“也来我”;小华追上小李后,小李停止前进,声音传到小李位置处,小李可以听到小华的声音,是“也来我”,故B符合,ACD不符合题意。
故答案为:B。
【分析】根据人步行的速度约是1.1m/s大于声音的传播速度0.1m/s,运动相同的的路程,人步行需要的时间小于声音的传播时间,进行分析即可。
8.【答案】A,B
【解析】【解答】A.凡是影响人们正常的学习、生活、休息等的一切声音,都称之为噪声,故学生们在线上课堂上听到的所有声音不一定是乐音,A错误,符合题意;
B.老师发出的声音是由声带的振动引起的,B错误,符合题意;
C.上课时关闭其余发声的设备是在声源处减弱噪声,C正确,不符合题意;
D.音色指声音的特色,不同发声体的音色不同,老师可以根据音色来判断是哪位学生在回答问题,D正确,不符合题意。
故答案为:AB。
【分析】该题目考查的声音产生的条件,声音是由物体振动产生的,物体的振动必然会产生声音。
9.【答案】A,B,D
10.【答案】B,C
【解析】【解答】解:从环保的角度来讲,凡是影响人们正常的生活、休息、和学习的声音都是噪声,从物理学角度来讲,杂乱、振动无规律的声音都是噪声.故AD错误.
故选B、C.
【分析】要解答本题需掌握:从物理学角度和环保角度噪声的定义是不同的
11.【答案】A,B,D
12.【答案】A,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】B,C
【解析】【解答】AB、由题意可知,测速仪发出信号到车辆接收到信号的时间为测速仪接收到信号时间的一半,
根据速度公式可知:第一次发出信号与车相遇时,车距测速仪的距离为:
;
同理,第二次发出信号与车相遇时,车距测速仪的距离为:
,,A错误,B正确;
C、 汽车在两次接收到信号间隔过程中,行驶,C正确;
D、由题意可知,车辆在 两次接收到信号的时间为
车辆的速度:,故车辆超速,D错误;
故答案为BC
【分析】利用回声测距原理,解得信号与车辆相遇的时间和车辆接受到两次信号的时间,利用速度公式车辆和测速仪之间的距离和车辆在两次信号间发生的距离,并求解两次信号间车辆的速度。
15.【答案】音调;响度
16.【答案】次
【解析】【解答】人们把高于20000Hz的声叫超声波,把低于20Hz的声叫做次声波。
【分析】人的听力范围是20赫兹-20000赫兹,频率高于20000赫兹的声音为超声,频率低于20赫兹的为次声,超声和次声人耳都听不到。
17.【答案】自己;空气
18.【答案】超声波;等于;3750;不能
19.【答案】固体(骨骼或身体);传声效果与传声介质有关
【解析】【解答】当你吃饼干或者硬而脆的食物时发出的破裂声是经过头部骨胳直接传到自己的听觉神经的,如果再用手捂紧自己的双耳,声音在传播过程中损失小,自己的耳朵听起来就觉得声响较大;你旁边的同学往往却听不到明显的声音,是因为食物发出的破裂声经过空气传到你的同学耳朵的过程中,在空气中就会损失一部分,且气体比固体传声效果差,所以你身旁的同学往往却听不到明显的声音.据此我们猜想:传声效果与传声介质有关。
【分析】掌握骨传导的原理及声音的传播条件。
20.【答案】声源;振动;108;90
21.【答案】响度;慢;A;音色;空气柱;音调
22.【答案】音调;瓶子和水;低;空气柱;B
23.【答案】(1)
(2)339
(3)低温(冬天、两极、气温低的地方)
【解析】【解答】(1)结合表中数据,采用描点法绘制图象如下:
;(2)由图象结合数据可知,声速与温度的变化成正比,15℃是对应的声音的速度在336℃和342℃之间,为339m/s.(3)由数据可见,在同种介质中,声音的传播速度随温度的升高而增大,因此本实验在飞机速度有限的情况下,在低温下(冬天、两极、气温低的地方)更容易成功.
【分析】响声速的因素有两个:介质种类和介质的温度,同种介质中,声音的传播速度随温度的升高而增大.
回声测距:s=vt.
24.【答案】(1)875m;(2)825m
25.【答案】解:障碍物到探测船的距离
【解析】【分析】本题考查学生对回声定位的了解。利用回声可测距离:s=vt/2.
26.【答案】0.0375m
27.【答案】(1)1500m/s;(2)150m
28.【答案】(1)85m;(2)17m;(3)超速
29.【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。
30.【答案】
31.【答案】
32.【答案】C;
33.【答案】(1)①声音在固体中的传播速度比液体、气体中的大;②声音在同种介质中的传播速度与温度有关。
(2)由得声音在空气中传播的时间是,
声音在金属管内传播的时间,
声音在金属管内传播的速度,
查表知:金属管是铝制成的。
(3)在低温下更容易成功。
【解析】【解答】解:(1)分析数据表得出声音在介质中传播速度的规律:①声音在固体中的传播速度比液体、气体中的大;②声音在同种介质中的传播速度与温度有关。
(3)因为声音在空气中传播的速度与温度有关,而且温度越低时,声音传播的越慢;故在低温下更容易成功。
【分析】(1)分析数据表得出声音在介质中传播速度的规律:①声音在固体中的传播速度比液体、气体中的大;②声音在同种介质中的传播速度与温度有关;
(2)根据,求出传播速度,对比表中的数据,确定材料;
(3)温度越低时,声音传播的越慢。
34.【答案】(1)超声波;音调
(2)次声波
(3)5Hz
(4)声呐;B超
【解析】【解答】解:(1)A.蝙蝠在黑暗中能自由地飞翔,用蜡封住其耳朵,虽然把它放在明亮的房间里,仍像喝醉酒一样,一次次地碰到障碍物,后来,物理学家证实了蝙蝠能发出超声波,靠这种波的回声来确定目标和距离. B.如果把八只同样的玻璃杯盛不同深度的水,再用一根细棒依次敲打杯子,可以发现声音的音调与水量有关.如果调节适当,可演奏出简单的曲谱,由此我们不难知道古代“编钟”的原理.(2)超声波和次声波人们都听不到,都属于亚声,低于20Hz的亚声是次声波,高于20000Hz的亚声是超声波.(3)当声波的频率在2~10Hz时,人会产生恐惧、恶心、头晕等症状,说明人体内脏的固有频率大致在5Hz左右.(4)利用声呐可以测量海洋的深度;利用B超可以检查身体的病变情况.
故答案为:(1)超声波;音调;(2)次声波;(3)5Hz;(4)声呐;B超.
【分析】(1)蝙蝠是通过发出超声波,经物体反射来感知周围物体的;振动物体的质量不同,频率不同,音调不同.(2)低于20Hz的是次声波,高于20000Hz的是超声波,人耳不能听到次声波和超声波.(3)人们在次声波的环境中,人体内脏和环境产生共振,声具有能量,内脏受损.(4)声音可以传播信息,也可以传递能量.
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