内容正文:
八上学案
1.3 声音的特性与应用
姓名:
【知识梳理】
1. 声音的特性(人们常常将 、 、 叫作声音的三要素)
特性
定义
影响因素
波形图
单位:
声音的高低
(尖细低沉程度)
波形图的形状表示
波形图的高度(纵向)表示
波形图的宽度(横向)表示
单位:
声音的强弱
声音的特色
【例1】如图所示为声波的波形图,下列说法正确的是( )
A. 甲、乙的音调和响度相同 B. 甲、丙的音调和音色相同
C. 乙、丁的音调和音色相同 D. 丙、丁的音色和响度相同
2. 声的利用
超声波的概念: 的声音;特点: 好、 强,易于获得较集中的 声能等。
次声波的概念: 的声音。特点:传播过程中能量衰减较慢,穿透力强等。
大多数人能听到的声音频率范围是 。
【例2】“B超”是利用超声波来诊断病情的,但是人们却听不到它发出的声音,这是因为( )
A.声音太小 B.超声波的频率小于人耳能听到的声音的频率
C.超声波无法传到人耳 D.超声波的频率大于人耳能听到的声音的频率
3. 噪声污染
【例3】下列措施中属于在声音的产生处减弱噪声的是( )
A. 房间的窗户安装双层玻璃 B. 公共场所请勿喧哗
C. 燃放鞭炮时用手捂住双耳 D. 剧院内墙用吸音材料装饰
【习题练习】
1. 用同一筷子以同样的力敲击材质相同但大小不同的碗,发现大碗发出的声音音调较低。是因为大碗的 ( )
A.振动幅度大 B.振动频率小 C.传播速度快 D.音色更浑厚
2. 项目组自制了小型发音器,如图所示:木块两端固定橡皮筋,中间用粉笔作为琴码支撑琴弦。当向右 移动粉笔,再用相同的力拨动右侧琴弦。可改变声音的( )
A. 音速 B.音调
C.响度 D.音色
3. 中央广播电视总台制作的《我和我的祖国》主题MV红遍网络,唱者激情无限,欢笑与润水交织,听 者观者动容,激发人性中真实、温暖、朴素的爱国情怀。下列说法正确的是( )
A. 歌手可以通过麦克风来提高声音的音调
B. 歌声通过空气传入现场观众的耳朵
C. 现场观众大合唱的声音比歌手的声音传播速度更快
D. 电视机前的观众根据响度来识别不同的伴奏乐器
4. 如图所示,用硬纸片把收音机的一个喇叭糊起来,做成一个“舞台”,当你打开收音机时,台上的“小人” 在音乐声中翩翩起舞。关于这个现象,下列说法中不正确的是( )
A.收音机中传出的优美的乐曲有时也会成为噪声
B.“小人”跳舞说明声音是由物体的振动产生的
C.音乐声越大,“小人”舞动越剧烈,说明物体的音调越高
D.关掉收音机是从声源处减弱噪声的
5. 一条细绳下悬挂一根空心的铁管,用铁锤敲击铁管后慢慢地把铁管浸入水中,如图所示,则( )
A. 铁管一浸入水中,声音就消失
B. 铁管越往下声音的响度越来越小,音调越来越高
C. 铁管越往下声音的响度越来越小,音调越来越低
D. 铁管越往下声音的响度越来越大,音调越来越高
6. 下列四幅图片与其对应的说法,正确的是( )
A. 甲图:摩托车的消声器是在传播过程中减弱噪声的
B. 乙图:蝙蝠的导航系统在太空中依然可以发挥作用
C. 丙图:正在发声的音叉把小球反复弹开,说明发声的音叉在振动
D. 丁图:自制橡皮筋吉他的橡皮筋绷紧程度相同时,细的橡皮筋是低音弦
7. 回音壁、三音石、莺莺塔都有非常美妙的声音现象,它是古代建筑师利用___________造成的音响效果。 某人对着山崖大喊一声,经1.2 s后听到回声,则此人离山崖的距离大约是________m。
8. 如图甲、乙、丙、丁是不同声音先后输入到同一示波器上所显示的波形图。
(1)根据波形可知,甲、乙、丙的音色相同,三者中 的响度相同, 的音调相同。
(2)从丁的波形可知,该声源的振动没有规律,属于 。
9. 如图所示,把一个装有少量水的高脚酒杯放在桌面上。一只手按住高脚酒杯的底座,将另一只手的手 指润湿后沿着杯口边缘摩擦(手指不要脱离杯口),使其发出声音。当高脚酒杯中的水量减少时,音调会 ________(选填“升高”“降低”或“不变”)。
10. 如图是“探究影响声音高低的因素”实验,请将表中空缺部分填写完整。
过程
把钢尺按在桌面上,一端伸出桌边。拨动钢尺,听声音并观察钢尺振动的快慢;改变________________________,再做几次实验
方法
几次实验中,要使钢尺振动的________相同,这里运用了控制变量法
延伸
小雨同学发现:当钢尺伸出桌面超过一定长度时,虽然用同样的力拨动钢尺,却听不到声音,这是因为__________________________
11. 某短视频平台主播推荐一款“神奇”隔音材料,声称“贴在窗户上可降低噪音20分贝”。某校科学兴趣小 组决定通过实验验证这一说法。实验步骤如下:
①将噪音源置于窗外1米处,开启噪音发生器(可持续输出1000Hz,85dB的噪声)。
②不贴任何材料时,测量室内噪声为82dB。
③在同一环境下,分别安装三种材料,记录数据如表所示:
材料类型
室内噪声(dB)
降噪效果(dB)
普通海绵
72
10
网红隔音贴
68
专业隔音棉
62
20
(1)实验中测量“不贴任何材料时”的噪声值,目的是 。
(2)根据实验数据,网红隔音贴的实际降噪效果为 dB。
(3)为了提高实验的可靠性,请对本实验提出改进措施 (写出一点即可)。
12. 某同学用5只粗细相同而高矮不同的瓶子做如下实验,如图甲所示。用嘴分别对着5只瓶口吹气,发 现瓶子越高,发出声音的音调越低。由此现象,你认为:
(1)嘴对5只瓶口吹气,5只瓶子均发出声音的原因是________________________。
(2)5只瓶子产生不同音调的原因是________________________。
(3)应用上述实验结论,试说明吹笛子时,用手指堵住笛孔(如图乙所示)能产生不同音调的道理。 ________________________________。
(4)如图所示,有一长笛,当演奏时抬起不同的手指,就会改变音调,吹奏出美妙的曲子,图中七个 小孔中A应为________,G应为________。(填“1、2、3、4、5、6、7”七个音符中的某一个音符)
13. 声音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)请你在如图所示的坐标系中作出声速和温度关系的图像。
(2)请你根据所作图像找出温度为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。在飞机速度有限的情况下,请你指出,在 情况下试验更容易成功。
(4)20℃时,某人站在一个较大的山谷里,想估测山谷的宽度。他大喊一声后经过0.4秒钟听到右面 山崖反射回来的声音,经过0.6秒钟才听到左面的山崖反射回来的声音。请计算这个山谷的宽度是多 少?(请简要写出计算过程)
14. 最近中国成功研发出全球尺寸最小的声呐,能够装入一个鞋盒大小的容器中,重量仅约为15公斤。更 令人惊叹的是,它能够产生高达238分贝的声波,这一性能在全球范围内都处于领先地位。
(1) 如果声呐向海洋中的目标物发出超声波信号10s后接收到返回的波,目标物到声呐的距离有多 远?(假设这种波在海水中传播的速度为340m/s)
(2)该声呐系统发出的高频声波方向性强、穿透力好,写出它在海洋探测中的一个具体用途 。
(3)声呐系统能否用于宇宙测距中,请你判断并做出解释。
1.3 声音的特性与应用参考答案
姓名:
【知识梳理】
4. 声音的特性(人们常常将 音调 、 响度、音色 叫作声音的三要素)
特性
定义
影响因素
波形图
音调
单位: Hz
声音的高低
(尖细低沉程度)
由发声体的振动频率决定,频率越高,音调越高;频率越低,音调越低
波形图的形状表示 音色
波形图的高度(纵向)表示 响度
波形图的宽度(横向)表示 音调
响度
单位: dB
声音的强弱
与振幅和距离发声体的远近有关,振幅越大,响度越大,距离发声体越近,响度越大。
音色
声音的特色
由发声体本身的特征(材质,结构)决定
【例1】如图所示为声波的波形图,下列说法正确的是( A )
A. 甲、乙的音调和响度相同 B. 甲、丙的音调和音色相同
C. 乙、丁的音调和音色相同 D. 丙、丁的音色和响度相同
5. 声的利用
超声波的概念: 频率高于20000Hz 的声音;特点:方向性 好、 穿透力 强,易于获得较集中的 声能等。
次声波的概念: 频率低于20Hz 的声音。特点:传播过程中能量衰减较慢,穿透力强等。
大多数人能听到的声音频率范围是 20Hz~20000Hz 。
【例2】“B超”是利用超声波来诊断病情的,但是人们却听不到它发出的声音,这是因为(D )
A.声音太小 B.超声波的频率小于人耳能听到的声音的频率
C.超声波无法传到人耳 D.超声波的频率大于人耳能听到的声音的频率
6. 噪声污染
【例3】下列措施中属于在声音的产生处减弱噪声的是( B )
A. 房间的窗户安装双层玻璃 B. 公共场所请勿喧哗
C. 燃放鞭炮时用手捂住双耳 D. 剧院内墙用吸音材料装饰
【习题练习】
4. 用同一筷子以同样的力敲击材质相同但大小不同的碗,发现大碗发出的声音音调较低。是因为大碗的 ( )
A. 振动幅度大 B.振动频率小 C.传播速度快 D.音色更浑厚
【答案】B
【分析】音调的高低与发声体振动快慢有关,物体振动越快,音调就越高。
【解答】解:用同一筷子以同样的力敲击材质相同但大小不同的碗,大碗质量大,难振动,即振动频率小,发出的声音音调较低,故B正确,ACD错误。
5. 项目组自制了小型发音器,如图所示:木块两端固定橡皮筋,中间用粉笔作为琴码支撑琴弦。当向右 移动粉笔,再用相同的力拨动右侧琴弦。可改变声音的( )
B. 音速 B.音调
C. 响度 D.音色
【答案】B
【分析】声音的高低叫音调,音调与发声体振动的频率有关。
声音的大小叫响度,响度与发声体的振幅和距离声源的远近有关。
【解答】解:当向右移动粉笔,用相同的力拨动该琴弦,改变琴弦振动的频率,可以改变声音的音调,故ACD错误,B正确。
6. 中央广播电视总台制作的《我和我的祖国》主题MV红遍网络,唱者激情无限,欢笑与润水交织,听 者观者动容,激发人性中真实、温暖、朴素的爱国情怀。下列说法正确的是( )
A. 歌手可以通过麦克风来提高声音的音调
B. 歌声通过空气传入现场观众的耳朵
C. 现场观众大合唱的声音比歌手的声音传播速度更快
D. 电视机前的观众根据响度来识别不同的伴奏乐器
【答案】B
【分析】(1)响度是指声音的大小;
(2)声音的传播需要介质,气体、液体和固体都能够传播声音;
(3)声音在15℃空气中的速度约为340m/s;
(4)不同发声体发出声音的音色不同,据此可辨别不同的乐器。
【解答】解:A、歌手可以通过麦克风来提高声音的响度,故A错误;
B、歌声通过空气传入现场观众的耳朵,故B正确;
C、现场观众大合唱的声音和歌手的声音传播速度相同,故C错误;
D、现场观众根据音色来识别不同的伴奏乐器,而不是通过响度,故D错误。
4. 如图所示,用硬纸片把收音机的一个喇叭糊起来,做成一个“舞台”,当你打开收音机时,台上的“小人” 在音乐声中翩翩起舞。关于这个现象,下列说法中不正确的是( )
A.收音机中传出的优美的乐曲有时也会成为噪声
B.“小人”跳舞说明声音是由物体的振动产生的
C.音乐声越大,“小人”舞动越剧烈,说明物体的音调越高
D.关掉收音机是从声源处减弱噪声的
【答案】C
【分析】(1)从环境保护的角度讲,凡是妨碍人们正常休息、学习和工作的声音,以及对人们要听的声音产生干扰的声音,都属于噪声。
(2)声音是由物体振动产生的。
(3)响度指声音的强弱,是由物体振动的振幅决定的。
(4)减弱噪声的途径:在声源处减弱--消声;在传播过程中减弱--吸声;在耳朵处减弱--隔声。
【解答】解:A、收音机中传出的优美的乐曲影响了人们正常的工作、学习和休息也会成为噪声,故A正确;
B、“小人”跳舞说明声音是由物体的振动产生的,故B正确;
C、音乐声越大,喇叭振幅越大,小人舞动的越剧烈,说明了振幅越大,响度越大,故C错误;
D、关掉声音,这是在声源处减弱噪声,故D正确。
5. 一条细绳下悬挂一根空心的铁管,用铁锤敲击铁管后慢慢地把铁管浸入水中,如图所示,则( )
A. 铁管一浸入水中,声音就消失
B. 铁管越往下声音的响度越来越小,音调越来越高
C. 铁管越往下声音的响度越来越小,音调越来越低
D. 铁管越往下声音的响度越来越大,音调越来越高
【答案】B
【分析】①声音是物体振动产生的,一切发声的物体都在振动,振动停止,发声也停止;
②声音的高低叫音调,音调决定于发声体振动的频率,频率越大音调越高;
③声音的强弱叫响度,响度决定于发声体振动的振幅,振幅越大响度越大。
【解答】解:A、用铁锤敲击铁管后慢慢地把铁管浸入水中,铁管没有完全浸没水中之前仍然是振动的,所以仍然发出声音。故A错误;
BCD、铁管越往下振动幅度越来越小,所以声音的响度越来越小;同时振动频率越来越大,所以音调越来越高。故B正确,C、D错误。
6. 下列四幅图片与其对应的说法,正确的是( )
A. 甲图:摩托车的消声器是在传播过程中减弱噪声的
B. 乙图:蝙蝠的导航系统在太空中依然可以发挥作用
C. 丙图:正在发声的音叉把小球反复弹开,说明发声的音叉在振动
D. 丁图:自制橡皮筋吉他的橡皮筋绷紧程度相同时,细的橡皮筋是低音弦
【答案】C
【分析】(1)防治噪声可以从噪声的产生、噪声的传播及噪声的接收三个环节进行;
(2)声音的传播需要介质,真空不能传声;
(3)声音是由物体振动产生的;
(4)音调的高低与发声体的振动快慢有关,橡皮筋振动快慢与其松紧、长短和粗细有关。
【解答】解:A、摩托车安装有消声器,是在声源处减弱噪声,故A错误;
B、蝙蝠的回声定位是利用声波的传播,声波在真空中无法传播,所以在太空中不能够发挥作用,故B错误;
C、正在发声的音叉把小球反复弹开,说明发声的音叉在振动,故C正确;
D、在橡皮筋的松紧、长度相同时,其越细振动越快,音调越高,细的橡皮筋是高音弦,故D错误。
7. 回音壁、三音石、莺莺塔都有非常美妙的声音现象,它是古代建筑师利用___________造成的音响效果。 某人对着山崖大喊一声,经1.2 s后听到回声,则此人离山崖的距离大约是________m。
解:回音壁、三音石、莺莺塔三处建筑有非常美妙的声音现象,是我国古代建筑师利用声音的反射造成的音响效果。
声音从人传到高墙的时间:t=1/2×1.2s=0.6s,
由v=s/t可得此人与山崖之间的距离:
s=vt=340m/s×0.6s=204m。
故答案为:声音的反射;204m。
8. 如图甲、乙、丙、丁是不同声音先后输入到同一示波器上所显示的波形图。
(1)根据波形可知,甲、乙、丙的音色相同,三者中 的响度相同, 的音调相同。
(2)从丁的波形可知,该声源的振动没有规律,属于 。
【解答】解:(1)根据波形可知,乙和丙的音色相同(因为音色由发声体的材料、结构等决定,波形的形状能反映音色,乙和丙波形形状相似);乙和丙响度相同(响度由振幅决定,振幅是指波形偏离平衡位置的最大距离,乙和丙波形的高度相同,即振幅相同);甲和乙音调相同(音调由频率决定,频率是指物体在1秒内振动的次数,相同时间内,甲和乙振动的频率相同,即波形的疏密程度相同)。
(2)从丁的波形可知,该声源的振动没有规律,属于噪声。
故答案为:(1)乙、丙;甲、乙;(2)噪声。
8. 如图所示,把一个装有少量水的高脚酒杯放在桌面上。一只手按住高脚酒杯的底座,将另一只手的手 指润湿后沿着杯口边缘摩擦(手指不要脱离杯口),使其发出声音。当高脚酒杯中的水量减少时,音调会 ________(选填“升高”“降低”或“不变”)。
【解答】解:减少注入杯中的水量,杯子振动的频率变快,音调变高,而振幅不变,所以响度不变, 音色也不变。
故答案为:升高。
9. 如图是“探究影响声音高低的因素”实验,请将表中空缺部分填写完整。
过程
把钢尺按在桌面上,一端伸出桌边。拨动钢尺,听声音并观察钢尺振动的快慢;改变________________________,再做几次实验
方法
几次实验中,要使钢尺振动的________相同,这里运用了控制变量法
延伸
小雨同学发现:当钢尺伸出桌面超过一定长度时,虽然用同样的力拨动钢尺,却听不到声音,这是因为__________________________
【解答】解:(1)把钢尺按在桌面上,一端伸出桌边。拨动钢尺,听声音并观察钢尺振动的快慢;改变钢尺伸出桌面的长度,再做几次实验,几次实验中,使钢尺每次的振动幅度大致相同,这里运用了控制变量法。
(2)当钢尺伸出桌面超过一定长度时,虽然用同样的力拨动钢尺,却听不到声音,这是由于振动频率小于20Hz,发出的是次声波,人耳听不到。故答案为:
过程
把钢尺按在桌面上,一端伸出桌边。拨动钢尺,听声音并观察钢尺振动的快慢;改变钢尺伸出桌面的长度,再做几次实验。
方法
几次实验中,要使钢尺振动的__振幅_相同,这里运用了控制变量法
延伸
小雨同学发现:当钢尺伸出桌面超过一定长度时,虽然用同样的力拨动钢尺,却听不到声音,这是因为__振动频率小于20Hz_________
12. 某短视频平台主播推荐一款“神奇”隔音材料,声称“贴在窗户上可降低噪音20分贝”。某校科学兴趣小 组决定通过实验验证这一说法。实验步骤如下:
①将噪音源置于窗外1米处,开启噪音发生器(可持续输出1000Hz,85dB的噪声)。
②不贴任何材料时,测量室内噪声为82dB。
③在同一环境下,分别安装三种材料,记录数据如表所示:
材料类型
室内噪声(dB)
降噪效果(dB)
普通海绵
72
10
网红隔音贴
68
专业隔音棉
62
20
(1)实验中测量“不贴任何材料时”的噪声值,目的是 。
(2)根据实验数据,网红隔音贴的实际降噪效果为 dB。
(3)为了提高实验的可靠性,请对本实验提出改进措施 (写出一点即可)。
【解答】解:(1)实验中测量“不贴任何材料时”的噪声值,的目的是为了得出室内原噪声值;
(2)根据实验数据,网红隔音贴的实际降噪效果为82dB-68dB=14dB;
(3)为了提高实验的可靠性,进行多次实验,可以改变室内原噪声值,再次进行实验。
故答案为:(1)为了得出室内原噪声值;(2)14;(3)可以改变室内原噪声值,再次进行实验。
13. 某同学用5只粗细相同而高矮不同的瓶子做如下实验,如图甲所示。用嘴分别对着5只瓶口吹气,发 现瓶子越高,发出声音的音调越低。由此现象,你认为:
(1)嘴对5只瓶口吹气,5只瓶子均发出声音的原因是________________________。
(2)5只瓶子产生不同音调的原因是________________________。
(3)应用上述实验结论,试说明吹笛子时,用手指堵住笛孔(如图乙所示)能产生不同音调的道理。 ________________________________。
(4)如图所示,有一长笛,当演奏时抬起不同的手指,就会改变音调,吹奏出美妙的曲子,图中七个 小孔中A应为________,G应为________。(填“1、2、3、4、5、6、7”七个音符中的某一个音符)
【解答】答:(1)用嘴对着五只瓶口吹气,五只瓶子均发出声音的原因是瓶内空气柱振动发声;
(2)每只瓶子产生的声音不一样,因空气柱长短不一样,故振动频率不一样,所以音调不一样;
(3)吹笛子时,用手指堵住不同的笛孔,使空气柱长短不一样,因而振动频率不一样,用手指堵住的笛孔数越多,空气柱越短,空气柱振动的频率越高,音调就越高。这样就能产生不同音调的声音。
(4)图中七个小孔中A处空气柱长度较短,音调较高,所以应为7,G处空气柱长度较长,音调较低,所以应为1。
故答案为:(4)7;1。
13. 声音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)请你在如图所示的坐标系中作出声速和温度关系的图像。
(2)请你根据所作图像找出温度为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。在飞机速度有限的情况下,请你指出,在 情况下试验更容易成功。
(4)20℃时,某人站在一个较大的山谷里,想估测山谷的宽度。他大喊一声后经过0.4秒钟听到右面 山崖反射回来的声音,经过0.6秒钟才听到左面的山崖反射回来的声音。请计算这个山谷的宽度是多 少?(请简要写出计算过程)
解:(1)采用描点法画出的图象如下:
(2)根据所作图象分析:当空气温度每升高10℃,声音的速度升高6m/s,因此当空气温度每升高5℃,声音的速度升高3m/s。现在空气的温度为
10℃,声音的速度为336m/s。所以当空气的温度为15℃,声音的速度变为339m/s;
(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;
(4)声音传播到高山的时间为听到回声的时间的一半,
则这个山谷的宽度为:s=vt=342m/s×(0.4s+0.6)s/2=171m。
故答案为:(1)见解答图;(2)339;(3)空气温度低;(4)这个山谷的宽度为171m。
14. 最近中国成功研发出全球尺寸最小的声呐,能够装入一个鞋盒大小的容器中,重量仅约为15公斤。更 令人惊叹的是,它能够产生高达238分贝的声波,这一性能在全球范围内都处于领先地位。
(1)如果声呐向海洋中的目标物发出超声波信号10s后接收到返回的波,目标物到声呐的距离有多 远?(假设这种波在海水中传播的速度为340m/s)
(2)该声呐系统发出的高频声波方向性强、穿透力好,写出它在海洋探测中的一个具体用途 。
(3)声呐系统能否用于宇宙测距中,请你判断并做出解释。
【解答】解:(1)超声波从发出到返回共走的路程为:s=vt=340m/s×10s=3400m,
那么目标物到声呐的距离为:s'=1/2s=1/2×3400m=1700m;
(2)利用声呐系统探测海洋的深度;
(3)超声波不能在真空中传播,所以不能用于太空测距。
1
学科网(北京)股份有限公司
$