第二章 声音与环境（专项训练）物理沪粤版2024八年级上册

第二章 声音与环境 一、声音的产生与传播类题型 （一）声音产生条件的判断 题型特征：此类题目主要考查声音产生的条件，常以生活实例或实验现象为背景，判断声音是否由物体振动产生。​ 解题思路：明确声音产生的本质是物体振动；分析题目描述的现象中是否存在物体振动；注意 “振动停止，发声停止”的理解，区分发声停止与声音消失。​ 例题解析01：下列现象中能说明声音是由物体振动产生的是（ ）​ A．正在发声的音叉插入水中，水面溅起水花​ B．宇航员在太空中不能直接对话​ C．上课时，同学们听到老师的讲课声​ D．敲击长铁管的一端，在另一端能听到两次响声​ 训练建议：熟练掌握声音产生的条件，能准确识别振动源；理解 “振动停止，发声停止” 的物理意义，区分发声与声音传播的不同；收集常见的发声现象，分析其振动源。 （二）声音传播条件及介质判断 题型特征：此类题目主要考查声音传播的条件和不同介质中声音传播的特点，常以实验或生活场景为背景。 解题思路：明确声音传播需要介质，真空不能传声；区分不同介质（固体、液体、气体）传声的特点；理解声速与介质种类、温度的关系。​ 例题解析02：如图所示，将正在发声的手机悬挂在广口瓶内，逐渐抽出瓶内空气，听到的声音会逐渐变小。这个实验现象说明（ ）​ A．声音是由物体振动产生的​ B．声音的传播需要介质​ C．声音的响度与振幅有关​ D．声音在空气中的传播速度最大​ 训练建议：掌握声音传播的条件，理解真空不能传声的原理；熟记不同介质中声音传播速度的关系：v固> v液> v气；练习分析“土电话”、“隔墙听音”等生活现象中的传声介质。 （三）声速计算与回声测距 题型特征：此类题目主要考查声速的计算和回声测距的应用，常结合实际场景进行计算。 解题思路：明确声速与介质种类和温度的关系；掌握回声测距的原理：s =v声t；注意时间t是声音往返的总时间。​ 例题解析03：小明站在山崖前大喊一声，经过 2 秒听到回声，已知声音在空气中的传播速度为 340m/s，求小明与山崖之间的距离。​ 训练建议：熟练掌握声速计算公式及回声测距原理；注意时间单位的统一，必要时进行单位换算；练习分析汽车鸣笛、海底探测等场景中的回声问题。 二、声音的特性类题型 （一）音调与频率关系的判断 题型特征：此类题目主要考查音调与频率的关系，常以乐器演奏、实验操作或生活现象为背景。 解题思路：明确音调由频率决定，频率越高，音调越高；理解影响频率的因素：物体的长短、粗细、松紧等；通过波形图判断频率高低。 例题解析04：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。改变钢尺伸出桌边的长度，再次拨动，使钢尺两次振动幅度大致相同。比较两次听到的声音，发现钢尺伸出桌边越短，音调越高。这说明（ ） A．音调与振幅有关 B．音调与频率有关 C．响度与振幅有关 D．响度与频率有关 训练建议：理解音调与频率的关系，能通过实验现象得出结论；掌握改变发声体频率的方法，分析不同乐器改变音调的原理；练习通过波形图比较音调高低。 （二）响度与振幅关系的判断 题型特征：此类题目主要考查响度与振幅的关系，常以实验操作或生活现象为背景。 解题思路：明确响度由振幅决定，振幅越大，响度越大；理解影响响度的因素：振幅、距离发声体的远近；通过波形图判断振幅大小。 例题解析05：在探究 "声音的响度与什么因素有关" 的实验中，将系在细线上的乒乓球轻触正在发声的音叉，观察乒乓球被弹开的幅度。使音叉发出不同响度的声音，发现响度越大，乒乓球被弹开的幅度越大。这个实验现象说明（ ） A．声音是由物体振动产生的 B．响度与频率有关 C．响度与振幅有关 D．音色与发声体材料有关 训练建议：理解响度与振幅的关系，能通过实验现象得出结论；掌握改变发声体振幅的方法，分析不同情况下响度变化的原因；练习通过波形图比较响度大小。 （三）音色的辨别与应用 题型特征：此类题目主要考查音色的概念及应用，常以辨别不同发声体或声音特色为背景。 解题思路：明确音色由发声体的材料、结构决定；理解音色是区分不同发声体的依据；分析不同情境中音色的变化及应用。 例题解析06：“闻其声而知其人”，这主要是依据声音的（ ） A．音调 B．响度 C．音色 D．频率 训练建议：理解音色的概念，能区分不同发声体的音色差异；收集常见发声体的声音特点，分析其音色差异的原因；了解音色在生活中的应用，如乐器调音、语音识别等。 （四）声音特性的综合判断 题型特征：此类题目综合考查声音的三个特性（音调、响度、音色），常以生活场景或实验为背景，要求区分不同特性。 解题思路：明确三个特性的定义及影响因素；分析题目描述的现象中涉及的特性；注意题目中的关键词，如“高低”、“大小”、“清脆”、“浑厚” 等。 例题解析07：下列关于声音特性的说法中，正确的是（ ） A．调节手机音量是为了改变声音的音调 B．发声体振动越快，响度越大 C．“脆如银铃”是指声音的音色好 D．我们能区分不同乐器演奏的声音，是因为它们的音色不同 训练建议：熟练掌握声音三个特性的定义、影响因素及区别；收集描述声音特性的常见词汇，如“高亢”、“低沉”、“震耳欲聋”等，并明确其对应的特性；练习分析复杂情境中声音特性的变化。 三、超声与次声类题型 （一）超声与次声的概念及应用 题型特征：此类题目主要考查超声和次声的概念、特点及应用，常以科技应用或自然现象为背景。 解题思路：明确超声和次声的频率范围（超声：>20000Hz，次声：<20Hz）；掌握超声和次声的特点及应用；区分超声传递信息和能量的不同应用。 例题解析08：下列应用中，属于利用超声波传递能量的是（ ） A．用声呐探测海底深度 B．用 B 超检查身体 C．用超声波清洗眼镜 D．蝙蝠利用超声波导航 训练建议：熟记超声和次声的频率范围及特点；收集超声和次声在生活、科技中的应用实例，分析其原理；区分超声传递信息和能量的不同应用场景。 （二）超声应用原理分析 题型特征：此类题目主要考查超声波在科技中的应用原理，常以具体应用场景为背景。 解题思路：明确超声波的特点：方向性好、穿透能力强、能量集中；分析不同应用中超声波的工作原理；区分回声定位、穿透探测、能量应用等不同类型。 例题解析09：倒车雷达是利用超声波来工作的。当探头发出的超声波遇到障碍物时会反射回来，被接收器接收。已知某时刻探头发出超声波，0.01 秒后接收到反射回来的超声波。求障碍物到探头的距离。（超声波在空气中的传播速度为 340m/s） 训练建议：掌握超声波的主要特点及其应用；理解回声定位的原理，能进行简单计算；收集超声在医学、工业、生活中的应用实例，分析其工作原理。 四、噪声的危害与控制类题型 （一）噪声的概念与危害 题型特征：此类题目主要考查噪声的概念、危害及等级划分，常以生活环境或统计数据为背景。 解题思路：明确噪声的定义（物理学角度和环境保护角度）；了解噪声的危害及不同分贝等级的影响；分析不同环境中的噪声来源 例题解析10：从环境保护的角度看，下列情况中不属于噪声的是（ ） A．上课时，学校附近的歌舞厅播放出十分响亮的优美动听的音乐 B．清晨，公园里播放着优雅的琴声，伴随着老人的晨练 C．看电影时，几名同学在一起旁若无人地高声谈笑、放声大笑 D．公路上机动车辆的鸣叫声，发动机的排气声 训练建议：理解噪声的两种定义，能从不同角度判断噪声；了解噪声的危害及不同分贝等级的影响；调查周围环境中的噪声来源，分析其对生活的影响。 （二）噪声控制方法的判断与应用 题型特征：此类题目主要考查噪声控制的途径和方法，常以生活场景或工程措施为背景。 解题思路：明确噪声控制的三个途径：声源处减弱、传播过程中减弱、人耳处减弱；分析具体措施属于哪个控制途径；理解不同控制方法的原理和应用。 例题解析11：下列控制噪声的措施中，属于在声源处减弱噪声的是（ ） A．关闭房间的门窗 B．会场内把手机调到无声状态 C．高速公路旁的房屋装隔音窗 D．机场跑道工作人员使用防噪声耳罩 训练建议：熟练掌握噪声控制的三个途径，能准确判断具体措施所属类别；设计简单的噪声控制方案，针对不同场景提出合理建议；调查学校或家庭周围的噪声污染情况，提出可行的控制措施。 五、综合题型突破 （一）声现象的综合应用 题型特征：此类题目综合考查声音的产生、传播、特性、超声与次声、噪声控制等多个知识点，常以生活实际或科技应用为背景。 解题思路：系统梳理声音相关的知识点，建立完整的知识体系；分析题目描述的现象，确定涉及的知识点；综合运用各知识点进行分析和解答。 例题解析12：阅读下列材料，回答问题： 材料一：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，一次一次地碰到障碍物。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。 材料二：如果把八只同样的玻璃杯盛不同深度的水，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，可演奏简单的乐谱，由此我们不难知道古代 "编钟" 的道理。 材料三：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，把内脏震坏而丧生。 （1） 请你将上面材料中①和②两处补上恰当的文字：①________，②________。 （2） 亚声是指我们学过的________。 （3） 从材料三中可以看出，人体内脏的固有频率大致是________左右，声具有________。 （4） 材料二中所填的物理量②与________有关，其关系是________。 训练建议：建立声音相关知识点的思维导图，形成完整的知识体系；收集综合性的声现象题目，进行分类整理和分析；练习将多个知识点综合运用，解决实际问题。 （二）实验探究类题型 题型特征：此类题目主要考查实验设计、操作、数据分析和结论归纳能力，常以教材实验或拓展实验为背景。 解题思路：明确实验目的和原理；分析实验步骤和变量控制；理解实验现象与结论的关系；掌握实验数据的分析方法和结论归纳技巧。 例题解析13：在探究 "声音的产生" 实验中，小明将系在细线上的乒乓球轻触正在发声的音叉，观察乒乓球被弹开的现象。 （1） 乒乓球在实验中的作用是什么？ （2） 使音叉发出不同响度的声音，观察乒乓球被弹开的幅度。这个实验探究的问题是什么？ （3） 若在月球上做这个实验，乒乓球是否会被弹开？为什么？ 训练建议：熟练掌握教材中的基础实验，理解实验原理和方法；学习科学探究的基本方法，如控制变量法、转换法等；设计简单的探究实验，练习实验报告的撰写；分析实验数据，归纳实验结论，提高科学探究能力。 六、解题方法与技巧总结 （一）科学方法在声现象中的应用 控制变量法：在研究多个因素对某一物理量的影响时，控制其他因素不变，只改变其中一个因素，观察该因素对研究对象的影响。例如，在探究音调与频率的关系时，控制振幅不变，改变振动频率。 转换法：将不容易观察到的现象，通过其他物体以某种方式形象、直观地呈现出来。例如，通过乒乓球被弹开的幅度来显示音叉振动的幅度。 类比法：用熟悉的事物类比不熟悉的事物，帮助理解抽象概念。例如，用水波类比声波，帮助理解声波的传播。 （二）常见解题误区与应对策略 误区1：认为“振动停止，声音消失”。实际上，振动停止，发声停止，但声音仍可能在介质中传播。 应对策略：明确区分发声与声音传播的不同，振动停止只是不再产生新的声音，但已产生的声音仍会继续传播。 误区2：混淆音调和响度的概念。例如，认为 “高声大叫”中的 “高”指音调高。 应对策略：明确音调与频率有关，描述声音的高低；响度与振幅有关，描述声音的强弱。生活中的“高”“低 ”有时指音调，有时指响度，需结合具体语境分析。 误区3：认为超声波和次声波不是声音。实际上，超声波和次声波都是声波，只是频率超出了人耳的听觉范围。 应对策略：明确声音的定义，只要是由物体振动产生的波都是声音，人耳能否听到取决于频率是否在 20Hz~20000Hz 范围内。 （三）高效解题步骤 1．审题：仔细阅读题目，明确考查的知识点和要求。 2．分析：根据题目描述，确定涉及的物理概念和规律。 3．联想：联想相关的实验、公式、规律和典型例题。 4．解答：运用物理知识和方法，进行推理和计算，得出答案。 5．检验：检查答案是否合理，是否符合物理原理和实际情况。 一、单选题 1．《红楼梦》里的贾宝玉一听见王熙凤的笑声，便知道是“凤姐”来了，靠的是声音的（　　） A．响度 B．音色 C．音调 D．速度 2．古代的侦察兵为了尽早发现敌人骑兵的活动，常常把耳朵贴在地面上听。以下解释错误的是（　　） A．马蹄声可以沿土地传播 B．马蹄声不能由空气传到人耳 C．土地传播声音的速度比空气快 D．马蹄踏在地面时，使土地振动而发声 3．不少老师在上课时，为了让学生能听得更清楚，常利用扩音器（俗称“小蜜蜂”）进行授课。这样做的目的是（　　） A．提高声音的音调 B．增大声音的响度 C．增大声音的频率 D．改变声音的传播速度 4．当你坐在教室里专心学习时，忽然从身后传来一阵说话声。不用回头去看，你一样知道声音是从哪个方向传来的，是哪个同学发出的。这里应用到的物理知识是（　　） A．双耳效应、音色 B．响度、音调 C．音调、音色 D．心理感应 5．如图所示，下列说法正确的是（　　） A．人的听觉频率范围是 B．狗的听觉频率范围是 C．蝙蝠能听到频率低于的声 D．大象能听到频率高于的声 6．当轿车倒车时，尾部在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方障碍物（或人）间的距离。倒车雷达工作的过程中，会应用到下列物理知识中的（　　） ①声的反射　②超声波　③声波可以传递信息　④声波可以传递能量 A．③ B．④ C．①②③ D．①②③④ 7．在打开窗户时，小华戴上了降噪耳机，噪声一下减小了很多。降噪耳机的工作原理是：采集环境噪声，分析主要噪声源的频率，如图甲所示；然后发出相同频率的新噪声，恰能将原噪声的振动抵消。图乙中能够抵消噪声源振动的新噪声的振动图像是（　　） A．A B．B C．C D．D 二、多选题 8．晚上，当你正在复习功课时，邻居却在引吭高歌，干扰你的学习。下列你所采取的措施有效的是（　　） A．将原来开着的门关闭 B．用棉花塞住耳朵 C．打开窗户，让空气快速流动 D．关上窗户并拉上窗帘 9．从环境学的角度来看，凡是主观让人感到烦躁、干扰正常活动的声音都属于噪声，下列关于控制或减弱噪声的说法正确的是（　　） A．中考期间在学校门口放置禁止鸣笛标志是为防止噪声产生 B．高速路两旁建隔音墙是在声源处减弱噪声 C．摩托车安装消声器是阻断噪声的传播途径 D．航空母舰上的起飞引导员佩戴耳罩是为了防止噪声进入耳朵 10．下列为录制合成的声音波形图，对声音的波形图的分析正确的是________。 A．甲和乙波的形状不同，音色相同 B．甲比丙的波形密，甲的响度大 C．甲比丁的振幅大，甲的音调高 D．乙和丙的振幅相同，响度相同 E．乙和丁的疏密程度相同，音调相同 F．丙和丁响度相同，音调相同 三、填空题 11．初中阶段很多男生会进入变声期，变声期会让男生的声音变粗，声音变粗是指声音的 （选填“音调”“响度”或“音色”）发生改变；一只蝴蝶内振翅300次，其翅膀振动发出的是 （选填“可听声”“次声波”或“超声波”）。 12．国之重器—我国“奋斗者”号载人潜水器在马里亚纳海沟成功坐底，创造了我国载人深潜的新纪录。为了探测海底某处深度，“奋斗者”号从海面向海底垂直发射一束超声波，经过4s后收到回波信号，已知超声波在海水中的速度是1500m/s。人耳 （选填“能”或“不能”）听到超声波，原因是 ；运用超声波的反射 （选填“能”或“不能”）测量地球和月球之间的距离，因为 ；海洋的深度是 米。 13．小明想要探究声音是否能够在真空中传播，设计了如下实验，把正在响铃的手机放在玻璃瓶内，关闭进气阀门，在抽出瓶内的空气的过程中，听到铃声逐渐减小，直到听不到铃声。接下来，要得到实验的结论，他需要做的是 。 14．小施和同学用包装盒、海绵、泡沫等物品制作了一个隔音房间模型，如图所示，我们主要从人耳听到声音的 （选填“音调”“响度”或“音色”）来检测其隔音性能；从控制噪声的角度考虑，该模型主要在 （选填“人耳处”“传播过程中”或“声源处”）减弱噪声。 15．道县正在创建文明城市，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，静止的巡逻车上测速仪发出并接收超声波脉冲信号。第一次测速仪发出信号到接收经汽车反射回的信号用时0.8s，第二次测速仪发出信号到接收经汽车反射回来的信号用时0.6s。若发出两信号的时间间隔为1.1s，超声波在空气中传播的速度为340m/s，汽车第一次收到信号时，距离测速仪 m，被测车的车速 m/s。 16．高速路上安装了测速仪来监控道路上的违章行驶．测速仪对着前方行驶而来的汽车连续两次发射超声波。测速仪第一次发射超声波到接收汽车反射的超声波经过了，测速仪两次发射超声波间隔，从第二次发射到接收汽车的反射波经过了，则测到的车速是 。（计算结果保留整数，声速取） 四、实验题 17．很多同学有过疑问：“声音具有能量吗？它具有的能量与声音的响度和频率是不是有关呢？”某同学对其中两个问题进行探究，实验装置如图所示：A为一个圆筒，它的一端用剪刀剪成圆片的挺直的纸（纸的中间剪一圆孔）粘牢，另一端用塑料薄膜包住并绷紧，用橡皮筋扎牢。B为一支点燃的蜡烛。 （1）完成下表中的内容 ； 探究内容 声音是否具有能量 声音的能量与响度是否有关 小孔距烛焰的距离 3cm 3cm 做法 击拍塑料膜 观察内容 烛焰是否摆动 烛焰摆动幅度不同 （2）为保证每次实验声音的频率相同，你的做法是 。 18．小明用声波传感器和电脑设备记录测量某种材料合金管所发出的声音频率，他猜想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步骤的空均选填“相同”“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）设计记录数据的表格（将划线处补充完整，不需要填数据） 。 实验次数 ① ② 1 2 3 19．如图所示，有5支相同材料、相同厚度的玻璃量筒（如图所示）。各量筒内装有水，小红猜想气柱发声的音调可能与：①气柱的长短有关；②气柱的横截面积有关；③水柱的长度有关。于是她在实验室找来了测量声音频率的仪表，用同样大小的力在量筒口上吹气，并记录声音的频率，如右表： 量筒 a b c d e 频率/Hz 400 352 274 274 （1）量筒a气柱振动100次，需要 秒，音调最高的是量筒 （填字母代号）； （2）若探究猜想①，应选量筒 ，本实验所用到的探究方法是 ； （3）若选择的是量筒b、c，则探究的猜想是 （选填“②”或“③”）； （4）若选择的是量筒 ，小红用同样大小的力在它们口上吹气，所发出的声音音调 （选填“相同”或“不同”），从而得出结论：气柱发声的音调与水柱的长度 （选填“有关”或“无关”）。 （5）如果用同样大小的力敲击c和d使它们发声， 所发出的声音音调较高。 （6）在量筒e口上吹气，所发出声音的频率可能是 Hz（选填“380”“300”或“240”）。 五、简答题 20．随着科技的发展，飞机已广泛应用于生活的方方面面，给人们带来了极大的方便。 （1）如图所示是加油机准备给歼击机进行“空中加油”的情景，这种加油方式要在怎样的条件下才能顺利进行？ （2）在机场附近，使用“真空玻璃”（将双层玻璃之间抽成近似真空）作为窗户的玻璃来减弱噪声，请根据所学的物理知识解释使用“真空玻璃”的合理性。 六、计算题 21．一辆汽车以72km/h的速度匀速面向一座高山行驶，经过一路碑时鸣笛一声继续行驶，6s后听到了回声。（已知声音在空气中的传播速度为340m/s） （1）鸣笛后6s的时间内汽车向前行驶的路程是多少米？ （2）鸣笛后6s的时间内声音传播的总路程是多少米？ （3）汽车听到鸣笛回声时距离高山还有多少米？ 22．如图所示是模拟交警测速的简化示意图。B为超声波测速仪，它能发射短暂的超声波脉冲信号，并能接收反射信号。模拟测速时，一辆小车一直沿水平长直路面背离 B匀速直线运动。假设B在t0=0s时开始发射信号，t1=1s时接收到运动的小车反射回来的信号；t2=3.1s时再次发射信号，t3=4.7s时又接收到反射回来的信号。已知超声波在空气中 的传播速度340m/s，该路段限速120km/h。求： （1）信号第一次发出后0.5s时小车与B的距离； （2）该小车通过此路段是否超速。 七、综合题 23．阅读下表中一些介质中的声速，回答问题。 一些介质中的声速v/（m·s-1） 空气（0℃） 331 冰 3230 空气（15℃） 340 铜 3750 煤油（25℃） 1324 铝 5000 水（常温） 1500 铁 5200 （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884m的金属管的一端敲击一下，在另一端先后听到两次声音，两次声音相隔2.43s。声音在金属管中的传播速度是多大？该金属管可能是由什么材料制成的？（此时气温为15℃） 24．如图所示为某同学在匀速行驶的高铁的水平桌面上拍摄的始终屹立不倒的硬币。 以车厢为参照物，硬币是 的；以车厢中正在行走的乘警为参照物，硬币是 的（以上两空均选填“静止”或“运动”）。这说明物体的运动和静止是 的；某时段高铁的速度为360km/h，该时段高铁运行速度为 m/s；该高铁应用了自主开发的新型EPM隔音材料，同时列车还装有双层真空玻璃，下列选项中与这种减弱噪声的方法相同的是 A．“东方红3”科考船配有静音螺旋桨 B．路口的噪声监测仪 C．高架路上两侧设置隔声板 D．图书馆里禁止大声喧哗 八、科普阅读题 25．请根据上述材料，回答下列问题： 马赫数 马赫数是飞行的速度和当地的音速之比值。音速（即声音的传播速度）在不同介质、高度、温度与大气密度等状态下具有不同数值，空气中的音速在1个标准大气压和15℃的条件下约为340m/s。马赫数只是一个相对值，每“1马”的具体速度并不固定。马赫数1即1倍音速，小于1表示比音速慢。大于1表示比音速快，马赫数大于5左右为超高音速；目前，国际上实现超高音速飞行的飞行器很少，洲际弹道导弹是其中之一，其弹头的再入速度远大于音速。 马赫是奥地利物理学家恩斯特·马赫（Ernst Mach，1838-1916）的名字，由于是他首次引用这个单位，所以用他的名字命名。马赫数在空气动力学中得到广泛应用，一般用于飞机、火箭等航空航天飞行器。如果要把马赫数作为速度单位来使用，则必须同时给出高度和大气条件（一般缺省为国际标准大气条件），如Ma1.6表示飞行速度为当地音速1.6倍。现在中国已经成功研制出并成功试飞超高音速飞机，最高可达6倍音速。 通常在低温下声音的传播速度低些，1马赫对应的具体速度也就低一些。因此相对来说，在高空比在低空更容易达到较高的马赫数。例如，平流层空气稀薄，且只有水平方向气流，没有天气变化，空气阻力小，能见度高。在0℃的海平面上，音速约为；10000m高空的音速约为1062km/h。因此，无法将Ma值换算为固定的km/h或mph（英里/小时，俗称“迈”）等单位。 在飞行速度达到音速的十分之九，即马赫数Ma0.9时，气体在出口继续膨胀，局部气流的速度可能就达到音速，产生局部激波。当超音速空气射流在低压下从喷管排放到静止的高压空气中会出现马赫环——飞机发动机尾部喷射出的火焰呈现等间距圆环的形状。这种现象不需要飞行器超音速飞行下产生，只要飞机出口气流达到超音速就可以出现。马赫环可以出现在任何超音速排气中，无论是液体火箭发动机、固体火箭发动机或喷气发动机。2024年11月12日，第十五届中国航展开幕式上，中型隐身多用途战斗机歼-35A正式亮相，在珠海金湾机场上空进行了首次飞行表演，并在表演的过程中开加力，当飞行速度达到Ma0.9时出现马赫环。 （1）一架飞机正以1593km/h的速度在10km高空飞行，求该飞机飞行时的马赫数； （2）若歼-35A出现马赫环时在6800m的高空水平飞行，当地面上的人听到其在人头顶上空的轰鸣声时，飞机实际已经飞到前方多少千米的地方？（设平均音速为340m/s） 26．阅读下面的短文 超声波及其应用 人能够听到声音的频率范围从20Hz到20000Hz。低于20Hz的声音叫次声波，高于20000Hz人声音叫超声波。超声波具有许多奇异特性：①空化效应，超声波能在水中产生气泡，气泡爆破释放出高能量，产生强冲击力的微小水柱，它不断冲击物件的表面，使物体表面及缝隙中的污垢迅速剥落，从而达到净化物件表面的目的。②传播特性，它的波长短，在均匀介质中能够定向直线传播，在传播中遇到障碍物时会有一部分被反射回来形成回声；根据这一特性可以进行超声探伤、测厚、测距、医学诊断等。 （1）人耳 （填“能”或“不能”）听到超声波，是因为超声波的频率大于 Hz，超声波传播中遇到障碍物时 （填“会”或“不会”）有一部分被反射回来，超声波能够清洗物件是因为声波具有 ； （2）利用超声波探测海底深度是利用了超声波 的作用（填“传递信息”或“具有能量”）若声音在海水中的传播速度为1500m/s，利用回声定位原理从海面竖直向海底发射超声波，到接收回声所用时间为3s，那么该处海洋的深度是 km 1 / 14 学科网（北京）股份有限公司 学科网（北京）股份有限公司 $$ 第二章 声音与环境 一、声音的产生与传播类题型 （一）声音产生条件的判断 题型特征：此类题目主要考查声音产生的条件，常以生活实例或实验现象为背景，判断声音是否由物体振动产生。​ 解题思路：明确声音产生的本质是物体振动；分析题目描述的现象中是否存在物体振动；注意 “振动停止，发声停止”的理解，区分发声停止与声音消失。​ 例题解析01：下列现象中能说明声音是由物体振动产生的是（ ）​ A．正在发声的音叉插入水中，水面溅起水花​ B．宇航员在太空中不能直接对话​ C．上课时，同学们听到老师的讲课声​ D．敲击长铁管的一端，在另一端能听到两次响声​ 解析：A 选项中，发声的音叉使水面溅起水花，说明音叉在振动，直接证明声音由振动产生；B 选项说明真空不能传声；C 选项说明空气可以传声；D 选项说明声音在不同介质中传播速度不同。故答案选 A。 训练建议：熟练掌握声音产生的条件，能准确识别振动源；理解 “振动停止，发声停止” 的物理意义，区分发声与声音传播的不同；收集常见的发声现象，分析其振动源。 （二）声音传播条件及介质判断 题型特征：此类题目主要考查声音传播的条件和不同介质中声音传播的特点，常以实验或生活场景为背景。 解题思路：明确声音传播需要介质，真空不能传声；区分不同介质（固体、液体、气体）传声的特点；理解声速与介质种类、温度的关系。​ 例题解析02：如图所示，将正在发声的手机悬挂在广口瓶内，逐渐抽出瓶内空气，听到的声音会逐渐变小。这个实验现象说明（ ）​ A．声音是由物体振动产生的​ B．声音的传播需要介质​ C．声音的响度与振幅有关​ D．声音在空气中的传播速度最大​ 解析：当逐渐抽出瓶内空气时，介质逐渐减少，声音逐渐变小，说明声音的传播需要介质，真空不能传声。故答案选 B。​ 训练建议：掌握声音传播的条件，理解真空不能传声的原理；熟记不同介质中声音传播速度的关系：v固> v液> v气；练习分析“土电话”、“隔墙听音”等生活现象中的传声介质。 （三）声速计算与回声测距 题型特征：此类题目主要考查声速的计算和回声测距的应用，常结合实际场景进行计算。 解题思路：明确声速与介质种类和温度的关系；掌握回声测距的原理：s =v声t；注意时间t是声音往返的总时间。​ 例题解析03：小明站在山崖前大喊一声，经过 2 秒听到回声，已知声音在空气中的传播速度为 340m/s，求小明与山崖之间的距离。​ 解析：声音从小明处传到山崖再反射回来，总路程为 2s。根据公式s =v声t = ×340m/s × 2s = 340m。故小明与山崖之间的距离为340米。​ 训练建议：熟练掌握声速计算公式及回声测距原理；注意时间单位的统一，必要时进行单位换算；练习分析汽车鸣笛、海底探测等场景中的回声问题。 二、声音的特性类题型 （一）音调与频率关系的判断 题型特征：此类题目主要考查音调与频率的关系，常以乐器演奏、实验操作或生活现象为背景。 解题思路：明确音调由频率决定，频率越高，音调越高；理解影响频率的因素：物体的长短、粗细、松紧等；通过波形图判断频率高低。 例题解析04：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。改变钢尺伸出桌边的长度，再次拨动，使钢尺两次振动幅度大致相同。比较两次听到的声音，发现钢尺伸出桌边越短，音调越高。这说明（ ） A．音调与振幅有关 B．音调与频率有关 C．响度与振幅有关 D．响度与频率有关 解析：当钢尺伸出桌边越短时，振动频率越高，音调越高。这说明音调与频率有关。故答案选 B。 训练建议：理解音调与频率的关系，能通过实验现象得出结论；掌握改变发声体频率的方法，分析不同乐器改变音调的原理；练习通过波形图比较音调高低。 （二）响度与振幅关系的判断 题型特征：此类题目主要考查响度与振幅的关系，常以实验操作或生活现象为背景。 解题思路：明确响度由振幅决定，振幅越大，响度越大；理解影响响度的因素：振幅、距离发声体的远近；通过波形图判断振幅大小。 例题解析05：在探究 "声音的响度与什么因素有关" 的实验中，将系在细线上的乒乓球轻触正在发声的音叉，观察乒乓球被弹开的幅度。使音叉发出不同响度的声音，发现响度越大，乒乓球被弹开的幅度越大。这个实验现象说明（ ） A．声音是由物体振动产生的 B．响度与频率有关 C．响度与振幅有关 D．音色与发声体材料有关 解析：音叉响度越大，振幅越大，乒乓球被弹开的幅度越大。这说明响度与振幅有关。故答案选 C。 训练建议：理解响度与振幅的关系，能通过实验现象得出结论；掌握改变发声体振幅的方法，分析不同情况下响度变化的原因；练习通过波形图比较响度大小。 （三）音色的辨别与应用 题型特征：此类题目主要考查音色的概念及应用，常以辨别不同发声体或声音特色为背景。 解题思路：明确音色由发声体的材料、结构决定；理解音色是区分不同发声体的依据；分析不同情境中音色的变化及应用。 例题解析06：“闻其声而知其人”，这主要是依据声音的（ ） A．音调 B．响度 C．音色 D．频率 解析：不同人的声带结构不同，发出的声音音色不同，因此可以通过音色辨别不同的人。故答案选 C。 训练建议：理解音色的概念，能区分不同发声体的音色差异；收集常见发声体的声音特点，分析其音色差异的原因；了解音色在生活中的应用，如乐器调音、语音识别等。 （四）声音特性的综合判断 题型特征：此类题目综合考查声音的三个特性（音调、响度、音色），常以生活场景或实验为背景，要求区分不同特性。 解题思路：明确三个特性的定义及影响因素；分析题目描述的现象中涉及的特性；注意题目中的关键词，如“高低”、“大小”、“清脆”、“浑厚” 等。 例题解析07：下列关于声音特性的说法中，正确的是（ ） A．调节手机音量是为了改变声音的音调 B．发声体振动越快，响度越大 C．“脆如银铃”是指声音的音色好 D．我们能区分不同乐器演奏的声音，是因为它们的音色不同 解析：调节手机音量是改变响度，A 错误；振动越快，音调越高，B 错误；"脆如银铃" 是指音调高，C 错误；不同乐器音色不同，D 正确。故答案选 D。 训练建议：熟练掌握声音三个特性的定义、影响因素及区别；收集描述声音特性的常见词汇，如“高亢”、“低沉”、“震耳欲聋”等，并明确其对应的特性；练习分析复杂情境中声音特性的变化。 三、超声与次声类题型 （一）超声与次声的概念及应用 题型特征：此类题目主要考查超声和次声的概念、特点及应用，常以科技应用或自然现象为背景。 解题思路：明确超声和次声的频率范围（超声：>20000Hz，次声：<20Hz）；掌握超声和次声的特点及应用；区分超声传递信息和能量的不同应用。 例题解析08：下列应用中，属于利用超声波传递能量的是（ ） A．用声呐探测海底深度 B．用 B 超检查身体 C．用超声波清洗眼镜 D．蝙蝠利用超声波导航 解析：A、B、D 选项都是利用超声波传递信息，C 选项利用超声波的能量清洗眼镜。故答案选 C。 训练建议：熟记超声和次声的频率范围及特点；收集超声和次声在生活、科技中的应用实例，分析其原理；区分超声传递信息和能量的不同应用场景。 （二）超声应用原理分析 题型特征：此类题目主要考查超声波在科技中的应用原理，常以具体应用场景为背景。 解题思路：明确超声波的特点：方向性好、穿透能力强、能量集中；分析不同应用中超声波的工作原理；区分回声定位、穿透探测、能量应用等不同类型。 例题解析09：倒车雷达是利用超声波来工作的。当探头发出的超声波遇到障碍物时会反射回来，被接收器接收。已知某时刻探头发出超声波，0.01 秒后接收到反射回来的超声波。求障碍物到探头的距离。（超声波在空气中的传播速度为 340m/s） 解析：超声波往返的总路程为s=vt= 340m/s×0.01s=3.4m。障碍物到探头的距离为总路程的一半，即 1.7m。 训练建议：掌握超声波的主要特点及其应用；理解回声定位的原理，能进行简单计算；收集超声在医学、工业、生活中的应用实例，分析其工作原理。 四、噪声的危害与控制类题型 （一）噪声的概念与危害 题型特征：此类题目主要考查噪声的概念、危害及等级划分，常以生活环境或统计数据为背景。 解题思路：明确噪声的定义（物理学角度和环境保护角度）；了解噪声的危害及不同分贝等级的影响；分析不同环境中的噪声来源 例题解析10：从环境保护的角度看，下列情况中不属于噪声的是（ ） A．上课时，学校附近的歌舞厅播放出十分响亮的优美动听的音乐 B．清晨，公园里播放着优雅的琴声，伴随着老人的晨练 C．看电影时，几名同学在一起旁若无人地高声谈笑、放声大笑 D．公路上机动车辆的鸣叫声，发动机的排气声 解析：B 选项中，公园里的优雅琴声对晨练的老人来说是悦耳的声音，不属于噪声。其他选项中的声音都会干扰人们的正常学习、工作或休息，属于噪声。故答案选 B。 训练建议：理解噪声的两种定义，能从不同角度判断噪声；了解噪声的危害及不同分贝等级的影响；调查周围环境中的噪声来源，分析其对生活的影响。 （二）噪声控制方法的判断与应用 题型特征：此类题目主要考查噪声控制的途径和方法，常以生活场景或工程措施为背景。 解题思路：明确噪声控制的三个途径：声源处减弱、传播过程中减弱、人耳处减弱；分析具体措施属于哪个控制途径；理解不同控制方法的原理和应用。 例题解析11：下列控制噪声的措施中，属于在声源处减弱噪声的是（ ） A．关闭房间的门窗 B．会场内把手机调到无声状态 C．高速公路旁的房屋装隔音窗 D．机场跑道工作人员使用防噪声耳罩 解析：A、C 选项是在传播过程中减弱噪声，B 选项是在声源处减弱噪声，D 选项是在人耳处减弱噪声。故答案选 B。 训练建议：熟练掌握噪声控制的三个途径，能准确判断具体措施所属类别；设计简单的噪声控制方案，针对不同场景提出合理建议；调查学校或家庭周围的噪声污染情况，提出可行的控制措施。 五、综合题型突破 （一）声现象的综合应用 题型特征：此类题目综合考查声音的产生、传播、特性、超声与次声、噪声控制等多个知识点，常以生活实际或科技应用为背景。 解题思路：系统梳理声音相关的知识点，建立完整的知识体系；分析题目描述的现象，确定涉及的知识点；综合运用各知识点进行分析和解答。 例题解析12：阅读下列材料，回答问题： 材料一：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，一次一次地碰到障碍物。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。 材料二：如果把八只同样的玻璃杯盛不同深度的水，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，可演奏简单的乐谱，由此我们不难知道古代 "编钟" 的道理。 材料三：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，把内脏震坏而丧生。 （1） 请你将上面材料中①和②两处补上恰当的文字：①________，②________。 （2） 亚声是指我们学过的________。 （3） 从材料三中可以看出，人体内脏的固有频率大致是________左右，声具有________。 （4） 材料二中所填的物理量②与________有关，其关系是________。 解析：（1） ①超声；②音调；（2） 次声波；（3） 20Hz；能量；（4） 水量（或水柱长度）；水量越多，音调越低（或水量越少，音调越高） 训练建议：建立声音相关知识点的思维导图，形成完整的知识体系；收集综合性的声现象题目，进行分类整理和分析；练习将多个知识点综合运用，解决实际问题。 （二）实验探究类题型 题型特征：此类题目主要考查实验设计、操作、数据分析和结论归纳能力，常以教材实验或拓展实验为背景。 解题思路：明确实验目的和原理；分析实验步骤和变量控制；理解实验现象与结论的关系；掌握实验数据的分析方法和结论归纳技巧。 例题解析13：在探究 "声音的产生" 实验中，小明将系在细线上的乒乓球轻触正在发声的音叉，观察乒乓球被弹开的现象。 （1） 乒乓球在实验中的作用是什么？ （2） 使音叉发出不同响度的声音，观察乒乓球被弹开的幅度。这个实验探究的问题是什么？ （3） 若在月球上做这个实验，乒乓球是否会被弹开？为什么？ 解析：（1） 乒乓球将音叉的微小振动放大，便于观察。（2） 探究响度与振幅的关系。（3） 乒乓球会被弹开，因为音叉仍在振动；但听不到声音，因为真空不能传声。 训练建议：熟练掌握教材中的基础实验，理解实验原理和方法；学习科学探究的基本方法，如控制变量法、转换法等；设计简单的探究实验，练习实验报告的撰写；分析实验数据，归纳实验结论，提高科学探究能力。 六、解题方法与技巧总结 （一）科学方法在声现象中的应用 控制变量法：在研究多个因素对某一物理量的影响时，控制其他因素不变，只改变其中一个因素，观察该因素对研究对象的影响。例如，在探究音调与频率的关系时，控制振幅不变，改变振动频率。 转换法：将不容易观察到的现象，通过其他物体以某种方式形象、直观地呈现出来。例如，通过乒乓球被弹开的幅度来显示音叉振动的幅度。 类比法：用熟悉的事物类比不熟悉的事物，帮助理解抽象概念。例如，用水波类比声波，帮助理解声波的传播。 （二）常见解题误区与应对策略 误区1：认为“振动停止，声音消失”。实际上，振动停止，发声停止，但声音仍可能在介质中传播。 应对策略：明确区分发声与声音传播的不同，振动停止只是不再产生新的声音，但已产生的声音仍会继续传播。 误区2：混淆音调和响度的概念。例如，认为 “高声大叫”中的 “高”指音调高。 应对策略：明确音调与频率有关，描述声音的高低；响度与振幅有关，描述声音的强弱。生活中的“高”“低 ”有时指音调，有时指响度，需结合具体语境分析。 误区3：认为超声波和次声波不是声音。实际上，超声波和次声波都是声波，只是频率超出了人耳的听觉范围。 应对策略：明确声音的定义，只要是由物体振动产生的波都是声音，人耳能否听到取决于频率是否在 20Hz~20000Hz 范围内。 （三）高效解题步骤 1．审题：仔细阅读题目，明确考查的知识点和要求。 2．分析：根据题目描述，确定涉及的物理概念和规律。 3．联想：联想相关的实验、公式、规律和典型例题。 4．解答：运用物理知识和方法，进行推理和计算，得出答案。 5．检验：检查答案是否合理，是否符合物理原理和实际情况。 一、单选题 1．《红楼梦》里的贾宝玉一听见王熙凤的笑声，便知道是“凤姐”来了，靠的是声音的（　　） A．响度 B．音色 C．音调 D．速度 【答案】B 【解析】ACD．响度是声音强弱，音调是声音高低，速度不是声音特性，A、C、D 错误； B．贾宝玉通过王熙凤的笑声辨别其人，是依据音色，因为不同人的发声结构不同，音色有差异。 故选B。 2．古代的侦察兵为了尽早发现敌人骑兵的活动，常常把耳朵贴在地面上听。以下解释错误的是（　　） A．马蹄声可以沿土地传播 B．马蹄声不能由空气传到人耳 C．土地传播声音的速度比空气快 D．马蹄踏在地面时，使土地振动而发声 【答案】B 【解析】A．声音可以在固体（土地）中传播，马蹄声能沿土地传播，故A 正确，不符合题意； B．马蹄声能由空气传入人耳，只是固体传声效果好、速度快，侦察兵为更早发现才贴地听，故B 错误，符合题意； C．声音在固体中传播速度比在空气中快，土地传播声音速度比空气快，故C 正确，不符合题意； D．马蹄踏地面使土地振动发声，故D 正确，不符合题意。 故选B。 3．不少老师在上课时，为了让学生能听得更清楚，常利用扩音器（俗称“小蜜蜂”）进行授课。这样做的目的是（　　） A．提高声音的音调 B．增大声音的响度 C．增大声音的频率 D．改变声音的传播速度 【答案】B 【解析】AC．音调由发声体振动的频率决定，扩音器不改变音调，故AC错误； B．扩音器的作用是增大声音的响度，使学生听得更清楚，故B正确； D．声音传播速度与介质的种类、温度有关，扩音器不改变传播速度，故D错误。 故选B。 4．当你坐在教室里专心学习时，忽然从身后传来一阵说话声。不用回头去看，你一样知道声音是从哪个方向传来的，是哪个同学发出的。这里应用到的物理知识是（　　） A．双耳效应、音色 B．响度、音调 C．音调、音色 D．心理感应 【答案】A 【解析】A.双耳效应：声源到两只耳朵的距离一般不同，声音传到两只耳朵的时刻、强弱及其他特征也就不同，这些差异就是判断声源方向的重要基础，这就是双耳效应。所以我们能根据声音判断是从哪个方向传来的。 音色：音色由发声体的材料、结构等决定，不同的发声体音色不同，所以我们能根据音色分辨出是哪个同学发出的声音。故A符合题意；    BCD.响度指声音的强弱，音调指声音的高低，它们与判断声音的方向和发声者是谁并无直接关联，心理感应也不是科学解释这一现象的原理。故BCD不符合题意。 故选A。 5．如图所示，下列说法正确的是（　　） A．人的听觉频率范围是 B．狗的听觉频率范围是 C．蝙蝠能听到频率低于的声 D．大象能听到频率高于的声 【答案】B 【解析】A．人的听觉频率范围是，故A错误； B．狗的听觉频率范围比较广，它的听觉频率范围是，故B正确； C．蝙蝠的听觉频率范围是，低于的是次声波，所以蝙蝠是听不到次声波的，故C错误； D．大象的听觉频率范围是，高于的是超声波，所以大象听不到超声波，故D错误。 故选B 。 6．当轿车倒车时，尾部在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方障碍物（或人）间的距离。倒车雷达工作的过程中，会应用到下列物理知识中的（　　） ①声的反射　②超声波　③声波可以传递信息　④声波可以传递能量 A．③ B．④ C．①②③ D．①②③④ 【答案】C 【解析】倒车雷达利用超声波（②），发出的超声波遇到障碍物会反射（①），反射回的超声波被接收，通过声波传递信息（③）来判断距离，没有用到声波传递能量（④）。 故选C。 7．在打开窗户时，小华戴上了降噪耳机，噪声一下减小了很多。降噪耳机的工作原理是：采集环境噪声，分析主要噪声源的频率，如图甲所示；然后发出相同频率的新噪声，恰能将原噪声的振动抵消。图乙中能够抵消噪声源振动的新噪声的振动图像是（　　） A．A B．B C．C D．D 【答案】D 【解析】原噪声振动图像已知，要抵消需新噪声与原噪声频率相同、振动相反，分析图像，D的振动图像与原噪声频率相同、相位相反，能抵消。故ABC不符合题意，D符合题意。 故选D。 二、多选题 8．晚上，当你正在复习功课时，邻居却在引吭高歌，干扰你的学习。下列你所采取的措施有效的是（　　） A．将原来开着的门关闭 B．用棉花塞住耳朵 C．打开窗户，让空气快速流动 D．关上窗户并拉上窗帘 【答案】ABD 【解析】A．关闭开着的门，在传播过程中减弱噪声，能减少传入室内的声音，有效，故A符合题意； B．用棉花塞住耳朵，在人耳处减弱噪声，可减小噪声干扰，有效，故B符合题意； C．打开窗户，会使噪声更易传入，增大噪声干扰，无效，故C不符合题意； D．关上窗户并拉上窗帘，在传播过程中减弱噪声（阻断、吸收声音），有效，故D符合题意。 故选 ABD。 9．从环境学的角度来看，凡是主观让人感到烦躁、干扰正常活动的声音都属于噪声，下列关于控制或减弱噪声的说法正确的是（　　） A．中考期间在学校门口放置禁止鸣笛标志是为防止噪声产生 B．高速路两旁建隔音墙是在声源处减弱噪声 C．摩托车安装消声器是阻断噪声的传播途径 D．航空母舰上的起飞引导员佩戴耳罩是为了防止噪声进入耳朵 【答案】AD 【解析】A．禁止鸣笛标志是防止噪声产生，属于在声源处减弱噪声，故A正确； B．高速路两旁安装隔音墙在声音的传播过程中减弱噪声，故B错误； C．摩托车要加装消声器是在声源处减弱噪声，故C错误； D．起飞引导员佩戴耳罩阻止了噪声进入人耳，属于在人耳处减弱噪声，故D正确。 故选AD。 10．下列为录制合成的声音波形图，对声音的波形图的分析正确的是________。 A．甲和乙波的形状不同，音色相同 B．甲比丙的波形密，甲的响度大 C．甲比丁的振幅大，甲的音调高 D．乙和丙的振幅相同，响度相同 E．乙和丁的疏密程度相同，音调相同 F．丙和丁响度相同，音调相同 【答案】DE 【解析】声波的疏密表示音调；声波偏离平衡位置的幅度表示响度；声波的形状表示音色。 A．甲和乙波的形状不同，音色不相同，故A错误； B．甲比丙的波形密，所以甲的音调比丙高；而二者振幅相同，所以响度相同，故B错误； C．甲比丁的振幅大，所以甲比丁的响度大；而甲丁的疏密相同，所以音调相同，故C错误； D．乙和丙的振幅相同，所以响度相同，故D正确； E．乙和丁的疏密程度相同，所以音调相同，故E正确； F．丙和丁疏密程度和振幅都不同，故二者的响度和音调都不同，故F错误。 故选DE。 三、填空题 11．初中阶段很多男生会进入变声期，变声期会让男生的声音变粗，声音变粗是指声音的 （选填“音调”“响度”或“音色”）发生改变；一只蝴蝶内振翅300次，其翅膀振动发出的是 （选填“可听声”“次声波”或“超声波”）。 【答案】 音调 次声波 【解析】[1]音调指声音的高低。变声期会让男生的声音变粗，声音变粗是指声音的音调会发生改变。 [2]一只蝴蝶1min振动300次，即振动频率为5Hz，次声波的频率低于20Hz，蝴蝶振翅的频率低于20Hz，属于次声波范畴。 12．国之重器—我国“奋斗者”号载人潜水器在马里亚纳海沟成功坐底，创造了我国载人深潜的新纪录。为了探测海底某处深度，“奋斗者”号从海面向海底垂直发射一束超声波，经过4s后收到回波信号，已知超声波在海水中的速度是1500m/s。人耳 （选填“能”或“不能”）听到超声波，原因是 ；运用超声波的反射 （选填“能”或“不能”）测量地球和月球之间的距离，因为 ；海洋的深度是 米。 【答案】 不能 见解析 不能 真空不能传声 3000 【解析】[1][2]人耳的听觉范围在20~20000Hz之间，超声波指频率在20000Hz以上的声音，因为超出了人的听觉上限，所以人耳不能听到超声波。 [3][4]超声波的传播需要介质，因为地球到月亮之间是真空，真空不能传声，超声波不能传播。因此不能用该装置测量地球和月球之间的距离。 [5]超声波传到海底的时间为 该处海洋的深度为s=vt=1500m/s×2s=3000m 13．小明想要探究声音是否能够在真空中传播，设计了如下实验，把正在响铃的手机放在玻璃瓶内，关闭进气阀门，在抽出瓶内的空气的过程中，听到铃声逐渐减小，直到听不到铃声。接下来，要得到实验的结论，他需要做的是 。 【答案】见解析 【解析】探究声音是否能够在真空中传播，需要进行有空气和无空气听到声音大小的对比，因此在抽出瓶内的空气过程中，听到铃声逐渐减小，直到听不到铃声，接下来，需要缓慢打开阀门，逐渐放入空气，再次听出声音大小的变化，即可得出结论。 14．小施和同学用包装盒、海绵、泡沫等物品制作了一个隔音房间模型，如图所示，我们主要从人耳听到声音的 （选填“音调”“响度”或“音色”）来检测其隔音性能；从控制噪声的角度考虑，该模型主要在 （选填“人耳处”“传播过程中”或“声源处”）减弱噪声。 【答案】 响度 传播过程中 【解析】[1]用包装盒、海绵、泡沫等物品制作了一个隔音房间模型，把正在发声的闹钟发在房间内，主要从人耳听到声音的响度来检测其隔音性能，听到的声音响度越大，说明材料的隔音效果越差。 [2]从控制噪声的角度考虑，该模型能阻断噪声的传播，主要是在传播过程中减弱噪声。 15．道县正在创建文明城市，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，静止的巡逻车上测速仪发出并接收超声波脉冲信号。第一次测速仪发出信号到接收经汽车反射回的信号用时0.8s，第二次测速仪发出信号到接收经汽车反射回来的信号用时0.6s。若发出两信号的时间间隔为1.1s，超声波在空气中传播的速度为340m/s，汽车第一次收到信号时，距离测速仪 m，被测车的车速 m/s。 【答案】 136 34 【解析】[1]由得，汽车第一次收到信号时，距离测速仪 [2]被测车的车速 16．高速路上安装了测速仪来监控道路上的违章行驶．测速仪对着前方行驶而来的汽车连续两次发射超声波。测速仪第一次发射超声波到接收汽车反射的超声波经过了，测速仪两次发射超声波间隔，从第二次发射到接收汽车的反射波经过了，则测到的车速是 。（计算结果保留整数，声速取） 【答案】26 【解析】测速仪第一次发出超声波时达到汽车所用的时间 汽车第一次反射超声波时距测速仪的距离 测速仪第二次发出超声波时达到汽车所用的时间 汽车第二次反射超声波时距测速仪的距离 汽车在两次过程中行驶的路程 汽车行驶17m所用时间 测到的车速 四、实验题 17．很多同学有过疑问：“声音具有能量吗？它具有的能量与声音的响度和频率是不是有关呢？”某同学对其中两个问题进行探究，实验装置如图所示：A为一个圆筒，它的一端用剪刀剪成圆片的挺直的纸（纸的中间剪一圆孔）粘牢，另一端用塑料薄膜包住并绷紧，用橡皮筋扎牢。B为一支点燃的蜡烛。 （1）完成下表中的内容 ； 探究内容 声音是否具有能量 声音的能量与响度是否有关 小孔距烛焰的距离 3cm 3cm 做法 击拍塑料膜 观察内容 烛焰是否摆动 烛焰摆动幅度不同 （2）为保证每次实验声音的频率相同，你的做法是 。 【答案】 轻拍、重拍塑料膜 拍一次或每次拍的快慢相同 【解析】[1]声音的响度与声源的振幅有关，振幅越大，响度越大。轻拍塑料膜和重拍塑料膜，使塑料膜振幅不同，轻拍时烛焰摆动的幅度小，重拍时烛焰摆动的幅度大，说明声音能传递能量，并且声能与响度有关。 [2]音调的高低与物体振动的快慢（频率）有关，物体振动的越快，音调越高，振动的越慢，音调越低。所以为了保证每次实验声音的频率相同，必须做到拍一次或每次拍的快慢相同。 18．小明用声波传感器和电脑设备记录测量某种材料合金管所发出的声音频率，他猜想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步骤的空均选填“相同”“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）设计记录数据的表格（将划线处补充完整，不需要填数据） 。 实验次数 ① ② 1 2 3 【答案】 刻度尺 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 ①长度，②频率 【解析】（1）[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，故需要刻度尺测出合金管长度。 （2）[2][3][4][5]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，故合金管直径、铁锤敲击的位置、敲击力度均要相同，合金管长度要不同。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）[6] 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两个量为：①长度l/m，②频率f/Hz。 19．如图所示，有5支相同材料、相同厚度的玻璃量筒（如图所示）。各量筒内装有水，小红猜想气柱发声的音调可能与：①气柱的长短有关；②气柱的横截面积有关；③水柱的长度有关。于是她在实验室找来了测量声音频率的仪表，用同样大小的力在量筒口上吹气，并记录声音的频率，如右表： 量筒 a b c d e 频率/Hz 400 352 274 274 （1）量筒a气柱振动100次，需要 秒，音调最高的是量筒 （填字母代号）； （2）若探究猜想①，应选量筒 ，本实验所用到的探究方法是 ； （3）若选择的是量筒b、c，则探究的猜想是 （选填“②”或“③”）； （4）若选择的是量筒 ，小红用同样大小的力在它们口上吹气，所发出的声音音调 （选填“相同”或“不同”），从而得出结论：气柱发声的音调与水柱的长度 （选填“有关”或“无关”）。 （5）如果用同样大小的力敲击c和d使它们发声， 所发出的声音音调较高。 （6）在量筒e口上吹气，所发出声音的频率可能是 Hz（选填“380”“300”或“240”）。 【答案】 0.25 a ab 控制变量法 ② cd 相同 无关 c 300 【解析】（1）[1]量筒a振动100次需要的时间为 [2]发声体振动频率越高，所发声音的音调越高，故a的音调最高。 （2）[3][4]若探究猜想①，所选量筒应该是：横截面积相同，但水面上方气柱长度不同。故应选择a、b。在探究多个因素影响一个结果的问题时，每次只改变一个因素进行实验，这是控制变量法。 （3）[5]这两个量筒水柱长度、气柱长度均相同，只是横截面积不同，这是探究猜想②。 （4）[6][7][8]探究音调与水柱长度的关系，两个量筒的横截面积应相同，水面上方气柱长度应相同，应该选择c、d。实验发现所发声音的频率相同，说明所发声音的音调相同，即音调与水柱长度无关。 （5）[9]量筒c质量小，振动时频率高，音调高。 （6）[10]与d比，气柱的横截面积小，其音调应该高于d；与b比，气柱的横截面积大，其音调应该低于b。即其音调介于274Hz~352Hz之间，故选300Hz。 五、简答题 20．随着科技的发展，飞机已广泛应用于生活的方方面面，给人们带来了极大的方便。 （1）如图所示是加油机准备给歼击机进行“空中加油”的情景，这种加油方式要在怎样的条件下才能顺利进行？ （2）在机场附近，使用“真空玻璃”（将双层玻璃之间抽成近似真空）作为窗户的玻璃来减弱噪声，请根据所学的物理知识解释使用“真空玻璃”的合理性。 【答案】（1）见解析 （2）见解析 【解析】（1）加油机与歼击机运动的方向和速度大小都相同，即加油机与歼击机处于相对静止时才能顺利进行“空中加油”。 （2）因为真空不能传声，通过使用“真空玻璃”使声音在传播过程中变弱，从而起到减弱噪声的效果。 六、计算题 21．一辆汽车以72km/h的速度匀速面向一座高山行驶，经过一路碑时鸣笛一声继续行驶，6s后听到了回声。（已知声音在空气中的传播速度为340m/s） （1）鸣笛后6s的时间内汽车向前行驶的路程是多少米？ （2）鸣笛后6s的时间内声音传播的总路程是多少米？ （3）汽车听到鸣笛回声时距离高山还有多少米？ 【答案】（1）120 （2）2040 （3）960 【解析】（1）汽车的速度 由可知，鸣笛后6s的时间内汽车向前行驶的路程 （2）由可知，声音在6s时间内传播的路程 （3）汽车鸣笛时的路碑处与高山的距离 汽车听到鸣笛回声时与高山的距离 22．如图所示是模拟交警测速的简化示意图。B为超声波测速仪，它能发射短暂的超声波脉冲信号，并能接收反射信号。模拟测速时，一辆小车一直沿水平长直路面背离 B匀速直线运动。假设B在t0=0s时开始发射信号，t1=1s时接收到运动的小车反射回来的信号；t2=3.1s时再次发射信号，t3=4.7s时又接收到反射回来的信号。已知超声波在空气中 的传播速度340m/s，该路段限速120km/h。求： （1）信号第一次发出后0.5s时小车与B的距离； （2）该小车通过此路段是否超速。 【答案】（1）170m （2）不超速 【解析】（1）B在t0=0s时开始发射信号，t1=1s时接收到运动的小车反射回来的信号，即超声波经1s往返一次，所以传到小车所用时间 信号第一次发出后0.5s时小车与B的距离 （2）t2=3.1s时再次发射信号，t3=4.7s时又接收到反射回来的信号，则第二次发出的信号遇到小车的时间为 此时小车距测速仪的距离为 则汽车在两次信号的间隔过程中行驶的距离为 所用时间为 小车匀速运动的速度为 故小车通过此路不超速。 七、综合题 23．阅读下表中一些介质中的声速，回答问题。 一些介质中的声速v/（m·s-1） 空气（0℃） 331 冰 3230 空气（15℃） 340 铜 3750 煤油（25℃） 1324 铝 5000 水（常温） 1500 铁 5200 （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884m的金属管的一端敲击一下，在另一端先后听到两次声音，两次声音相隔2.43s。声音在金属管中的传播速度是多大？该金属管可能是由什么材料制成的？（此时气温为15℃） 【答案】（1）见解析 （2）5200m/s，该金属管可能是由铁制成的 【解析】（1）由声音在不同介质中传播的特点可知，声音在介质中传播的规律有：①声音在不同介质中传播速度不同；②声音在同种介质中的传播速度与温度有关。 （2）由题意可知，在另一端先后听到的两次声音分别是通过金属管和空气传播的，在空气中传播的时间为 则声音在金属管中传播所用的时间为 t2=t1-2.43s=2.6s-2.43s=0.17s 则声音在金属管中传播的速度为 结合表中数据，可知该金属管可能是由铁制成的。 24．如图所示为某同学在匀速行驶的高铁的水平桌面上拍摄的始终屹立不倒的硬币。 以车厢为参照物，硬币是 的；以车厢中正在行走的乘警为参照物，硬币是 的（以上两空均选填“静止”或“运动”）。这说明物体的运动和静止是 的；某时段高铁的速度为360km/h，该时段高铁运行速度为 m/s；该高铁应用了自主开发的新型EPM隔音材料，同时列车还装有双层真空玻璃，下列选项中与这种减弱噪声的方法相同的是 A．“东方红3”科考船配有静音螺旋桨 B．路口的噪声监测仪 C．高架路上两侧设置隔声板 D．图书馆里禁止大声喧哗 【答案】 静止 运动 相对 100 C 【解析】[1][2][3]以车厢为参照物，硬币的位置没有改变，硬币是静止的；以车厢中正在行走的乘警为参照物，硬币的位置发生改变，硬币是运动的，说明运动和静止是相对的。 [4]某时段高铁的速度为360km/h，该时段高铁运行速度为 [5]该高铁应用了自主开发的新型EPM隔音材料，同时列车还装有双层真空玻璃，这是在传播过程中减弱噪声。 A．摩托车的消声器是在声源处减弱噪声，故A不符合题意； B．路口的噪声监测仪能够检测噪声的等级，不能够减弱噪声，故B不符合题意； C．高架路上的隔音板可以吸收反射噪声，是在传播过程中减弱噪声，故C符合题意； D．图书馆里禁止大声喧哗，是在声源处减弱噪声，故D不符合题意。 故选C。 八、科普阅读题 25．请根据上述材料，回答下列问题： 马赫数 马赫数是飞行的速度和当地的音速之比值。音速（即声音的传播速度）在不同介质、高度、温度与大气密度等状态下具有不同数值，空气中的音速在1个标准大气压和15℃的条件下约为340m/s。马赫数只是一个相对值，每“1马”的具体速度并不固定。马赫数1即1倍音速，小于1表示比音速慢。大于1表示比音速快，马赫数大于5左右为超高音速；目前，国际上实现超高音速飞行的飞行器很少，洲际弹道导弹是其中之一，其弹头的再入速度远大于音速。 马赫是奥地利物理学家恩斯特·马赫（Ernst Mach，1838-1916）的名字，由于是他首次引用这个单位，所以用他的名字命名。马赫数在空气动力学中得到广泛应用，一般用于飞机、火箭等航空航天飞行器。如果要把马赫数作为速度单位来使用，则必须同时给出高度和大气条件（一般缺省为国际标准大气条件），如Ma1.6表示飞行速度为当地音速1.6倍。现在中国已经成功研制出并成功试飞超高音速飞机，最高可达6倍音速。 通常在低温下声音的传播速度低些，1马赫对应的具体速度也就低一些。因此相对来说，在高空比在低空更容易达到较高的马赫数。例如，平流层空气稀薄，且只有水平方向气流，没有天气变化，空气阻力小，能见度高。在0℃的海平面上，音速约为；10000m高空的音速约为1062km/h。因此，无法将Ma值换算为固定的km/h或mph（英里/小时，俗称“迈”）等单位。 在飞行速度达到音速的十分之九，即马赫数Ma0.9时，气体在出口继续膨胀，局部气流的速度可能就达到音速，产生局部激波。当超音速空气射流在低压下从喷管排放到静止的高压空气中会出现马赫环——飞机发动机尾部喷射出的火焰呈现等间距圆环的形状。这种现象不需要飞行器超音速飞行下产生，只要飞机出口气流达到超音速就可以出现。马赫环可以出现在任何超音速排气中，无论是液体火箭发动机、固体火箭发动机或喷气发动机。2024年11月12日，第十五届中国航展开幕式上，中型隐身多用途战斗机歼-35A正式亮相，在珠海金湾机场上空进行了首次飞行表演，并在表演的过程中开加力，当飞行速度达到Ma0.9时出现马赫环。 （1）一架飞机正以1593km/h的速度在10km高空飞行，求该飞机飞行时的马赫数； （2）若歼-35A出现马赫环时在6800m的高空水平飞行，当地面上的人听到其在人头顶上空的轰鸣声时，飞机实际已经飞到前方多少千米的地方？（设平均音速为340m/s） 【答案】（1）Ma1.5 （2） 【解析】（1）10000m高空的音速约为1062km/h，所以一架飞机正以1593km/h的速度在10km高空飞行，该飞机飞行时的马赫数为 即该飞机飞行时的马赫数为Ma1.5。 （2）当地面上的人听到其在人头顶上空的轰鸣声时过去的时间为 则飞机飞过去的距离为 26．阅读下面的短文 超声波及其应用 人能够听到声音的频率范围从20Hz到20000Hz。低于20Hz的声音叫次声波，高于20000Hz人声音叫超声波。超声波具有许多奇异特性：①空化效应，超声波能在水中产生气泡，气泡爆破释放出高能量，产生强冲击力的微小水柱，它不断冲击物件的表面，使物体表面及缝隙中的污垢迅速剥落，从而达到净化物件表面的目的。②传播特性，它的波长短，在均匀介质中能够定向直线传播，在传播中遇到障碍物时会有一部分被反射回来形成回声；根据这一特性可以进行超声探伤、测厚、测距、医学诊断等。 （1）人耳 （填“能”或“不能”）听到超声波，是因为超声波的频率大于 Hz，超声波传播中遇到障碍物时 （填“会”或“不会”）有一部分被反射回来，超声波能够清洗物件是因为声波具有 ； （2）利用超声波探测海底深度是利用了超声波 的作用（填“传递信息”或“具有能量”）若声音在海水中的传播速度为1500m/s，利用回声定位原理从海面竖直向海底发射超声波，到接收回声所用时间为3s，那么该处海洋的深度是 km 【答案】（1） 不能 20000 会 能量 （2） 传递信息 2.25 【解析】（1）[1][2]超声波是指频率高于20000Hz的声音。超声波的频率范围在20000Hz以上，这个频率超过了人耳能够听到的最高频率，则人耳不能听到超声波。 [3]超声波是一种高频声波，当它在传播过程中遇到障碍物时，会有一部分被反射回来，形成回声。 [4]声波能够清洗物件的关键在于其能量传递特性，通过空化效应产生的冲击力来达到清洁效果。 （2）[1]工作人员利用超声波探测海底的深度，这是利用了声音能传递信息。 [2]超声波从海面到海底用的时间 则该处海水的深度s=vt=1500m/s×1.5s=2250m=2.25km 1 / 14 学科网（北京）股份有限公司 学科网（北京）股份有限公司 $$