专题2.1 声音的产生与传播2025-2026学年人教版物理八年级上册
2025-09-11
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摘要:
该初中物理知识清单系统梳理了声音的产生与传播核心内容。从声音的来源出发,明确振动是发声的本质,再过渡到声音传播需介质的条件,进而深入声速的影响因素及回声现象的应用,形成由“源”到“传”再到“用”的完整逻辑链,层层递进,构建清晰的学习支架。
知识链路紧扣物理观念中的运动与相互作用观,融合科学思维中的模型建构与推理能力,突出科学探究中实验设计与证据分析的实践价值。通过典型例题、变式训练和真实情境问题(如骨传导耳机、天坛回音壁、导弹飞行等),强化概念理解与应用迁移,习题设计注重对比辨析与计算建模,体现学科特色的学习方法,助力学生形成结构化认知体系。
内容正文:
专题2.1 声音的产生与传播 (知识梳理及题型总结)
·模块一 声音的产生
·模块二 声音的传播
·模块三 声速
·模块四 课后作业
模块一
声音的产生
1. 声音的产生
声音是由物体的振动产生的,固体、液体和气体都可以振动发出声音。振动停止,发声也跟着停止。
注意:振动停止,声音也消失是错误的,因为振动停止,只是物体不再发出声音,而原来发出的声音仍继续向周围传播。
2. 常见声音的来源
发声体
发声方式
人
声带振动发声
锣(鼓)
受到击打的锣(鼓)面振动发声
二胡
弦振动发声
口琴
簧片振动发声
蚊子
翅膀振动发声
3. 声音的保存方法
如果将发声的振动记录下来,需要时再让物体按照记录下来的振动规律去振动,就会发出和原来一样的声音,这样就可以将声音保存下来了。
【考点1 声音的产生】
【例1.1】(多选)关于声音的产生下列说法正确的是( )
A.固体、液体、气体都能发声,都可以成为声源
B.振动停止,发声停止
C.振动停止,声音消失
D.有些高科技产品不振动也可发声
E.一切正在发声的物体都在振动
F.笛子发声是笛子振动产生的
【答案】ABE
【详解】A.声音是由物体振动产生的,固体、液体、气体都能振动发声,都可以成为声源,故A正确;
B.声音是由物体振动产生的,振动停止,发声停止,故B正确;
C.声音在介质中传播时,虽然振动会逐渐减弱,但不会立即消失,而是会持续传播直到能量耗尽。因此,振动停止后,声音通常会逐渐消失,但不会立即消失。故C错误;
DE.声音是由物体振动产生的,不振动不能发声,一切正在发声的物体都在振动,故D错误,E正确;
F.声音是由物体振动产生的,笛子发声是笛子中空气柱振动产生的,故F错误。
故选ABE。
【例1.2】我国民族乐器丰富多彩,发声原理各有千秋,下列各组乐器中,发声原理不同的是( )
A.箫和笛子 B.琵琶和古琴 C.古琴和笙 D.二胡和古筝
【答案】C
【详解】我国民族乐器的发声原理主要分为弦振动、气流振动和簧片振动三类。箫和笛子两者均为管乐器,通过吹气使空气柱振动发声,原理相同。琵琶和古琴两者均为弦乐器,通过拨弦或弹弦使弦振动发声,原理相同。古琴是弦乐器,通过弦振动发声;笙是簧管乐器,通过簧片振动引发空气柱振动发声,古琴和笙发声原理不同。二胡和古筝两者均为弦乐器,二胡通过弓擦弦振动发声,古筝通过拨弦振动发声,均为弦振动,原理相同。综上,发声原理不同的是古琴和笙这一组。故C符合题意,ABD不符合题意。
故选C。
【变式1.1】AI智能音箱已广泛应用于新能源汽车。智能音箱的声音是由扬声器纸盆的 产生的,并通过 传播到我们的耳中。
【答案】 振动 空气
【详解】[1]声音是由物体振动产生的,所以智能音箱的声音是由扬声器纸盆的振动产生的。
[2]声音的传播需要介质,我们听到音箱发出的声音是通过空气传播到我们的耳中。
【变式1.2】大课间,学校腰鼓队正在表演,用手掌按住正在发声的鼓面,鼓声就会消失,这是因为( )
A.手使鼓面停止了振动 B.手吸收了鼓声
C.手把声音反射回去了 D.手不能传播声音
【答案】A
【详解】A.声音是由物体振动产生的,用手掌按住正在发声的鼓面,鼓声就消失了,原因是手使鼓面停止了振动,所以声音消失,故A符合题意,
BC.多孔或柔软材料可以吸声,手无法像吸音材料那样高效吸收声波,手可以反射声音,不能使声音消失,故BC不符合题意;
D.声音的传播需要介质,手是固体,可以传播声音,故D不符合题意。
故选A。
【考点2 常见声音的来源】
【例2.1】笛子发出的声音是由 振动引起的,二胡是靠 振动发声的,海涛声是由 振动产生的,对着一个空瓶子吹气发出的声音是由 振动产生的。
【答案】 空气柱 弦 水 空气柱
【详解】[1]管乐器发声是由空气柱振动产生的,笛子发出的声音是由空气柱振动引起的。
[2]弦乐器发声是由弦振动产生的,二胡是靠弦振动发声的。
[3]声音都是由于物体振动产生的,海涛声是由水振动产生的。
[4]对着一个空瓶子吹气,发出的声音是由瓶中空气柱振动产生的,空气柱越短,音调越高。
【例2.2】笛子发出的声音是由 振动引起的;锣发声的时候,用手按住锣面,锣声就消失了,这是因为 消失了。
【答案】 空气柱 振动
【详解】[1]一切声音都是由于物体振动产生的,笛子发出的声音是由笛管内的空气柱振动引起的。
[2]声音是由物体振动产生的,振动停止,发声停止,锣发声的时候,用手按住锣面,锣声就消失了,这是因为振动消失了。
模块二
声音的传播
1. 声音传播的条件
声音的传播需要介质。气体、液体、固体都可以充当传播声音的介质,真空不能传声。
2. 实验探究:声音的传播条件
探究过程
产生的现象
现象分析
把手机放进一个广口瓶里,密封瓶口,拨通手机,然后逐渐将瓶里面的空气抽出来,再慢慢充入空气
在抽出空气的过程中,铃声越来越小,最后甚至听不到铃声了;充入空气的过程中,铃声又越来越大。
在抽气的过程中,瓶中空气越来越少,铃声越来越小;后又充入空气,瓶中空气越来越多,铃声越来越大,说明若没有空气,声音将不能传播
结论:声音的传播需要介质,真空不能传声。
【考点1 声音的传播】
【例1.1】如题图所示,当把瓶内的空气不断抽出时,过一会儿就几乎听不见声音,但能看到手机有来电显示。由此可推理:声音不能在 中传播,声音的传播需要 。这种研究方法叫 法。
【答案】 真空 介质 理想实验/科学推理
【详解】[1][2]瓶内空气不断抽出,听到的声音越来越小,当空气含量很低时,几乎听不见声音,由此推理,没有空气时,声音将无法传出,说明声音的传播需要介质,真空不能传声。
[3]这种研究方法是理想实验法或者科学推理法。
【例1.2】在探究声音的产生与传播时,小明做了下面的实验:
(1)如图甲所示,用悬挂着的乒乓球接触正在发声的音叉,可观察到乒乓球被弹开,此现象说明发声的物体在 。乒乓球在实验中的作用是将微小的振动放大,使现象更容易观察,这种方法叫 (选填“等效替代法”或“转换法”)。
(2)如图乙所示,敲响右边的音叉,与左边音叉接触的乒乓球被弹起来。此现象说明 可以传声。
(3)假设将上述图甲、乙两个实验均移至月球上进行,还能看到乒乓球被弹开的是图 。
【答案】(1) 振动 转换法
(2)空气
(3)甲
【详解】(1)乒乓球被弹开,说明发声的物体在振动;通过乒乓球放大微小振动,这种方法是转换法;
(2)敲响右边音叉,左边乒乓球弹起,说明空气可以传声;
(3)月球上是真空,甲实验中音叉振动(发声体振动),乒乓球会被弹开;乙实验中声音无法在真空中传播,左边乒乓球不会弹起。所以还能看到乒乓球被弹开的是图甲。
【变式1.1】在2025年中招理化生实验操作考试中,小明同学将正在发声的音叉慢慢靠近并接触乒乓球,观察到乒乓球被反复弹起(如图所示),证明了声音是由物体 产生的,音叉发出的声音通过 传入小明的耳中。
【答案】 振动 空气
【详解】[1]将正在发声的音叉慢慢靠近并接触静止的乒乓球,观察到乒乓球被弹起,是音叉的振动导致乒乓球弹起,此现象说明发声的物体正在振动,即声音是由物体的振动产生的。
[2]声音的传播需要介质,我们听到音叉振动的声音是由空气传入人的耳朵的。
模块三
声速
1. 声速
声音传播的快慢用声速描述。
2. 影响声速的因素
(1) 介质:一般情况下,声音在液体中的传播大于气体中的传播速度,小于在固体中的传播速度。
(2) 温度:相同介质,温度不同,声速也不同。
3. 声速的大小
声音在空气中(15℃)的传播速度为340m/s
4. 回声
(1)概念:声音遇到障碍物被反射回来形成回声
(2)能够区分回声和原声条件:人与障碍物的距离要大于17m
(3)应用:利用回声可以测量声源到障碍物的距离,公式是(t表示声源发出声音到接收回声的时间)。
【考点1 声速】
【例1.1】声速除了跟介质的种类、状态有关,还跟介质的 有关;声音在的空气中的速度为 。通常声音在 (选填“固体”“液体”“气体”或“真空”)中的传播速度最快。
【答案】 温度 340 固体
【详解】声速除跟介质种类、状态有关,还跟介质的温度有关;声音在15℃空气中的速度为340m/s;声音在固体中传播速度最快(真空不能传声)。
【例1.2】在古代,士兵为了能及早听到敌人夜袭的马蹄声,常常睡在地上,并把耳朵贴在地面上听。以下解释不正确的是( )
A.马蹄踏在地面上,使地面振动
B.马蹄声可以沿地面传播
C.马蹄声在空气中不能传播
D.声音在大地中比在空气中传播快
【答案】C
【详解】A.马蹄踏地面,使地面振动发声,故A正确,不符合题意;
B.声音可在固体(地面)中传播,故B正确,不符合题意;
C.马蹄声在空气中能传播,只是在空气中传播速度比在大地中慢,故C错误,符合题意;
D.声音在固体中传播速度比空气中快,所以贴地听更早,故D正确,不符合题意。
故选C。
【变式1.1】一艘快艇在平静的湖面上启动并向岸边驶去,水中的鱼能听到马达声,附近空中飞翔的鸟、岸边散步的人也能听到。若三者与快艇的距离都相等,则最先听到快艇的马达声的是( )
A.鸟 B.鱼
C.人 D.鱼、鸟和人同时听到
【答案】B
【详解】声速的大小跟介质的种类有关,声音在水中的传播速度比在空气中快(水中的声速是1500m/s,空气中的声速是340m/s),所以在距离相同情况下,最先听到快艇启动的马达声的是鱼,这是因为声音在空气中比在水中传播速度慢。故B正确,ACD错误。
故选B。
【考点2 回声】
【例2.1】人耳能区分前后两次声音的最小时间间隔为0.1s,有一段中空的塑钢管,当小明在一端用力敲击一下塑钢管时,将耳朵贴在另一端倾听的小华听到了两次响声,她最后听到的是从 (填“空气中”或“塑钢管中”)传来的响声,塑钢管至少应为 m。(空气中声速,塑钢管中声速)
【答案】 空气中 42.5
【详解】[1]一般来说,声音在固体中传播得比在空气中快,在传播距离相等时,所以通过塑钢管传播的声音先传播到人耳处,通过空气传播的声音后传播到人耳。人最后听到的是通过空气传播的声音。
[2]设塑钢管的长度至少为s,听到两个声音,说明声音通过空气与塑钢管传播的时间至少相差0.1s,有
s=42.5m
【例2.2】课间休息时,同学们在教室里谈话的声音比在操场上的听起来响亮。这是因为( )
A.在操场上能产生回声,而在教室里不能产生回声
B.在操场上不能产生回声,而在教室里能产生回声,使原声加强
C.操场上和教室里都能产生回声,但在教室里产生的回声与原声混在一起,使原声加强
D.操场上和教室里能产生回声,但在操场上产生的回声会与原声相抵消,从而减弱了原声
【答案】C
【详解】教室比操场声音响亮是因为回声效应。教室空间封闭,声音传播遇见墙壁障碍物后反射,与原声叠加在一起,增强了声音的响度;而操场空间较为开阔,声音传播过程中逐级减弱,则反射较弱,回声对原声的增强作用不明显,因此教室里声音听起来比操场响亮。故C正确,ABD错误。
【变式2.1】物理兴趣小组的同学利用图示装置,探究反射声音的强弱与充当反射面的材料是否有关。他们将发声的闹铃置于纸筒A内,将充当反射面的材料置于O处,通过纸筒B倾听反射的铃声强弱。
(1)保持纸筒A和纸筒B的位置 (不变/改变),只改变充当反射面的材料,让同一位同学倾听反射声音的强弱,实验结果如下表。
反射面材料
大理石
玻璃板
木板
棉布
毛巾
海绵
反射声音的强弱
最强
强
强
较强
强
几乎听不到
(2)分析实验结果可以得出:在其他条件相同时,反射声音的强弱与充当反射面的材料 (有关/无关)。你还可以得出的结论是 (写出一条即可)。
(3)实验结果表明,玻璃板和木板反射声音的强弱无法分辨,有同学认为可能是人耳对声音强弱的分辨能力不够造成的。对此,请你提出一个改进的措施或方法 。
(4)如果利用声音的反射现象,测量声音在空气中的传播速度,应选择表格中的 作为反射面效果最好。
(5)如果学校建设录播专室,应该选取 作为室内墙面消音材料效果最好。
【答案】(1)不变
(2) 有关 在其它条件相同时,海绵反射声音的效果最差,大理石反射声音的效果最强
(3)用灵敏仪器测量反射声音的大小
(4)大理石
(5)海绵
【详解】(1)根据控制变量法,应保持纸筒A和纸筒B的位置不变,只改变充当反射面的材料,让同一位同学倾听反射声音的强弱,即可探究反射声音的强弱与充当反射面的材料是否有关。
(2)[1][2]分析实验表格知,反射面材料不同,反射声音的强弱效果不同,所以反射声音的强弱与充当反射面的材料有关。还可以得出结论:在其它条件相同时,海绵反射声音的效果最差,大理石反射声音的效果最强。
(3)人耳对声音强弱的分辨能力,对于玻璃板和木板反射声音的强弱无法分辨时,可以采用比较灵敏的仪器测量反射声音的大小。详细分析还可以得到结论:在其它条件相同时,海绵反射声音的效果最差,大理石反射声音的效果最强。
(4)因为相同条件下,大理石的反射效果好,可以利用大理石作为反射面。
(5)因为相同条件下,海绵的反射效果最差,故选取海绵作为室内墙面消音材料效果最好。
【变式2.2】北京天坛公园中的回音壁是我国建筑历史上的一大声学奇迹,如图所示,回音壁应用的声学原理是( )
A.声音的反射 B.声音在墙壁中的传播
C.声音在空气中的传播 D.声音的直线传播
【答案】A
【详解】一个人站在北京天坛的回音壁内说话,其他人可以在壁内的任何位置听到他的多次说话声,这种现象的原理是利用声音的反射,故A符合题意,BCD不符合题意。
故选A。
【考点3 关于回声的计算】
【例3.1】向前传播的声音遇到障碍物能反射回来,我们对着远处的高墙或山崖喊话以后听到的回声,就是反射回来的回声(设声音在空气中的传播速度为)。
(1)若要听到自己的回声,人离障碍物至少要有17m,则声音向前传播17m后又返回到原处,共需要多少时间?
(2)一名同学站在山脚向着远处的山崖大喊一声,约1.6s后听到回声,那么该同学距该山崖大约多少米?
【答案】(1)0.1s
(2)272m
【详解】(1)声音向前传播17m后又返回到原处,传播的路程;
声音向前传播17m后又返回到原处,共需要的时间;
(2)声音从人传到山崖的时间;
该同学距该山崖的距离。
【例3.2】一科考船利用声呐系统对海底形状进行测绘。在经过某海域水平面等间距的L、M、N、O、P五个位置时,向正下方海底定向发射超声波,测得回收信号的时间如下表。由此推断,该海域海底的大致形状为图中的( )
tL/s
tM/s
tN/s
tO/s
tp/s
0.28
0.36
0.24
0.32
0.20
A. B.
C. D.
【答案】B
【详解】根据可知,声音在海水中传播的速度相同,时间越长,距离越大,由于
所以
故B符合题意,ACD不符合题意。
故选B。
【变式3.1】国庆节假期小明跟随爸爸乘坐自家的小汽车去北海旅游,行驶在有下图所示标志牌的高速公路上,这段路上小汽车的速度不能超过 km/h,他们的小车经过超声测速仪时,测速仪向小汽车先后两次发射超声波信号,第一次发射后经过0.6s收到反射信号,第二次发射后经过0.44s收到反射信号,两次发射信号的时间间隔为1s,小明家的小汽车速度是 km/h。(声音在空气中的传播速度为340m/s)
【答案】 120 106.4
【详解】[1]根据交通标志牌可知,小汽车在高速公路上的速度不能超过120km/h。
[2]汽车接收到第一次信号时,距测速仪的距离
汽车接收到第二次信号时,距测速仪的距离
汽车接收到第一次信号到汽车接收到第二次信号过程中,行驶的距s=s1-s2=102m-74.8m=27.2m
汽车行驶所用时间
汽车行驶的速度
【变式3.2】一汽车朝山崖匀速行驶,在离山崖处鸣笛,汽车直线向前行驶后,司机刚好听到笛声的回声,(当时气温:15℃)
(1)求:声音传播路程是多少?
(2)求:汽车行驶的速度?
【答案】(1)1700m
(2)20m/s
【详解】(1)声音传播路程
(2)当气温为15℃时,声音在空气中传播的速度为340m/s,声音传播的时间
汽车行驶100m的时间与声音传播的时间相同,,汽车行驶的速度
模块四
课后作业
1.如图所示为一款骨传导耳机,它发出的声波可直接通过骨骼传至听神经,使用时不伤害人耳的鼓膜。下列有关说法正确的是( )
A.佩戴者能听到声音说明声音的传播不需要介质
B.在太空中,也能使用这款耳机听到声音
C.这款耳机发出的声音不是由物体振动产生的
D.这款耳机是通过空气传播声音
【答案】B
【详解】AD.声音的传播需要介质,佩戴者能听到声音说明声音的传播是通过骨骼传递的,故AD错误;
B.在太空中,骨骼仍可以传声,所以也能使用这款耳机听到声音,故B正确;
C.声音是由物体的振动产生的,这款耳机发出的声音是由扬声器的振动产生的,故C错误。
故选B。
2.下列关于声的实验现象中说法错误的是( )
A.如图甲,拨动张紧的橡皮筋,看到橡皮筋上下弹跳,并能听到声音,说明发声的物体在振动
B.如图乙,敲击右边的音叉,左边完全相同的音叉把泡沫塑料球弹起,这个现象说明声音可以在空气中传播
C.如图丙,用手使劲敲桌子,桌子发出了很大的声音,但看不到桌子的振动,说明声音靠物体的振动产生
D.如图丁,逐渐抽出真空罩内的空气,闹钟的铃声逐渐减小,可推理得出声音不能在真空中传播
【答案】C
【详解】A.力拨动张紧的橡皮筋时,橡皮筋会振动,而我们会听到振动的橡皮筋发出声音,说明声音是由物体振动发出的,故A正确,不符合题意;
B.敲击右边的音叉,左边完全相同的音叉把泡沫塑料球弹起,说明声音从右边的音叉传到了左边的音叉处,而两个音叉之间隔着空气,所以该实验能说明空气可以传声,故B正确,不符合题意;
C.桌子是较大的物体,用手使劲敲桌子,桌子发出了很大的声音,但看不到桌子的振动,是因为发声振动不易观察,故不能说明声音靠物体的振动产生,故C错误,符合题意;
D.玻璃罩内空气越来越少,声音就越来越小,是因为能使声音传播的介质(空气)逐渐减少造成的,由此可以推出:真空不能传声。故D正确,不符合题意。
故选C。
3.下表列出了不同物质在常温常压下的密度及0℃条件下声音在其中传播的速度,研究小组的同学们根据表中提供的信息得出了以下结论,其中正确的是( )
物质
空气
氧气
铝
铁
铅
密度
1.29
2.43
2700
7900
11300
声音传播速度
330
316
6420
5960
2160
A.声音传播的速度随着物质密度的增大而减小
B.声音传播的速度随着物质密度的增大而增大
C.声音在金属中传播的速度随着密度的增大而减小
D.声音在金属中传播的速度小于在气体中传播的速度
【答案】C
【详解】A.从表格中空气与铝两列,可以看出铝的密度大于空气的密度,而声音在铝中的传播速度大于在空气中的传播速度,故A错误;
B.从表格中空气与氧气两列,可以看出声音在气体中传播的速度随着气体密度的增大而减小,故B错误;
C.从表格中可以看出声音在金属中传播的速度随着金属密度的增大而减小,故C正确;
D.从表格中可以看出声音在金属中的传播速度大于在气体(空气和氧气)中的传播速度,故D错误。
故选C。
4.课间休息时,同学们在教室里谈话的声音比在操场上的听起来响亮。这是因为( )
A.在操场上能产生回声,而在教室里不能产生回声
B.在操场上不能产生回声,而在教室里能产生回声,使原声加强
C.操场上和教室里都能产生回声,但在教室里产生的回声与原声混在一起,使原声加强
D.操场上和教室里能产生回声,但在操场上产生的回声会与原声相抵消,从而减弱了原声
【答案】C
【详解】教室比操场声音响亮是因为回声效应。教室空间封闭,声音传播遇见墙壁障碍物后反射,与原声叠加在一起,增强了声音的响度;而操场空间较为开阔,声音传播过程中逐级减弱,则反射较弱,回声对原声的增强作用不明显,因此教室里声音听起来比操场响亮。故C正确,ABD错误。
5.下雨天打雷时,雷声总是隆隆不绝于耳,这是因为( )
A.多次打雷 B.声音在云层中被多次反射
C.雷声分裂 D.雷声太响,导致人耳出现错觉
【答案】B
【详解】声音在传播的过程中如果遇到了障碍物会被反射回来,这种现象称为声音的反射,被反射回来的声音再次被我们听到就形成了回声;雨天,云层之间放电,同时引起了空气的振动,产生雷声,雷声在传播的过程中,在云层中被多次反射,传来隆隆不断的雷声,所以在下雨天打雷时,雷声总是隆隆不绝于耳,这是因为声音的反射造成的,故B符合题意,ACD不符合题意。
故选B。
6.如图所示为北京天坛公园里堪称声学建筑奇观之一的圜丘。当游客站在圜丘顶层的天心石上说话时,会感到声音特别洪亮,这是由于反射的 与原声混在一起,声音得到了加强;一个同学向着远处的高楼大喊一声,约后听到回声,则该同学距高楼大约 m(声音在空气中传播的速度为),人们不能用超声波来测量地月间的距离,是因为 。
【答案】 回声 68 真空不能传声
【详解】[1]声音传播过程中遇到障碍物会反射回来形成回声。当游客站在圜丘顶层的天心石上说话时,会感到声音特别洪亮,这是由于反射的回声与原声混在一起,声音得到了加强。
[2]该同学与高楼之间的距离为
[3]人们不能用超声波来测量地月间的距离,是因为真空不能传声。
7.在探究声音有关实验时,小李和小张做了下面的实验:
(1)如图①所示,敲响右边的音叉,左边完全相同的音叉也会发声;该实验能说明声音由物体 产生。泡沫球在实验中起到的作用是 ;此研究过程中用到的主要物理研究方法是 ;
(2)如图②所示,小李同学用手使劲敲桌子的一端,小张把耳朵贴在桌子的另一端,桌子发出了很大的声响,但他几乎没有看到桌子的振动,你的改进方法是: 。(请写出一条)
(3)如图③所示,先让电铃发声并放入玻璃罩内,再用抽气机把玻璃罩内的空气逐渐抽出,会发现声音将 (选填“变大”或“变小”),然后把空气又逐渐地通入玻璃罩内,会发现声音将逐渐变大。这说明 。
【答案】(1) 振动 放大了音叉的振动 转换法
(2)在桌子上撒一些纸屑
(3) 变小 声音的传播需要介质,真空不能传声
【详解】(1)[1]敲响右边音叉,左边相同音叉发声,这是因为右边音叉振动产生的声音通过空气传播到左边音叉,使左边音叉振动发声,所以该实验能说明声音由物体振动产生。
[2][3]音叉的振动比较微弱,不易观察,泡沫球在实验中起到的作用是放大了音叉的振动,将音叉的振动转化为小球的弹动,这是转换法的应用。
(2)桌子是较大的物体,其振动不明显。为了能明显看到桌子的振动,可以在桌子上放一些轻小的物体,比如碎纸屑、米粒等。当用手使劲敲桌子时,桌子振动会带动这些轻小物体跳动,从而将桌子的振动放大,便于观察。
(3)[1]用抽气机把玻璃罩内的空气逐渐抽出,传播声音的介质(空气)越来越少,声音将变小。因为声音的传播需要介质,介质越少,声音传播越困难,听到的声音就越小。
[2]空气又逐渐地通入玻璃罩内,声音将逐渐变大。这说明声音的传播需要介质,真空不能传声。当玻璃罩内逐渐被抽成真空时,声音无法传播,听不到声音;而通入空气后,有了传播声音的介质,声音又能传播,听到的声音逐渐变大。
8.我国“奋斗者”号载人潜水器(如图所示)成功坐底马里亚纳海沟。在某次执行任务过程中,从潜水器接触海面开始计时,在海面向海底发射一束超声波,并继续沿竖直方向以20m/s的速度匀速下潜,10s后收到反射的超声波信息。(超声波在海水中的速度为1500m/s)
(1)从发射超声波到经过10s收到信息,在这10s内“奋斗者”号下潜的深度是多少?
(2)从发射超声波到经过10s收到信息,在这10s内超声波传播的路程是多少?
(3)此海域从海面到海底的深度是多少?
(4)收到信息时,“奋斗者”号距海底的距离是多少?
【答案】(1)200m
(2)15000m
(3)7600m
(4)7400m
【详解】(1)由可知,10s内“奋斗者”号下潜的深度s1=v1t1=20m/s×10s=200m
(2)10s内超声波传播的路程s2=v2t1=1500m/s×10s=15000m
(3)收到信息时,“奋斗者”号距海底的距离
从海面到海底的深度h1=s1+s3=200m+7400m=7600m
(4)收到信息时,“奋斗者”号距海底的距离
9. “东风快递,使命必达”2024年9月25日8时44分,中国人民解放军火箭军向太平洋相关公海海域,成功发射东风系列洲际弹道导弹,准确落入预定海域震撼全球。好奇的小明通过上网查询发现:该洲际导弹全程飞行距离约达1.2万公里,于9点11分在南太平洋公海轰然爆炸。导弹的飞行之旅分为上升段、中段与末段,最快可达6至8马赫,小明估计导弹上升段大气层以内平均速度约为1000m/s,导弹发动机熄火,于大气层外凭借惯性飞行;飞行末段,导弹发动机再次打开,导弹末段飞行速度可达25马赫。(声音在空气中传播速度为340m/s,1马赫=340m/s)
(1)该洲际导弹末段最快速度是多少m/s?
(2)该洲际导弹全程飞行的平均速度为多少m/s?(保留整数)
(3)根据小明估计导弹上升段大气层以内平均速度约为1000m/s,请计算距发射点5100m处的市民听到导弹发射的巨响时,此时导弹飞行的距离为多少m?
【答案】(1)8500m/s
(2)7407m/s
(3)
【详解】(1)该洲际导弹末端最快速度为
(2)该洲际导弹全程飞行的路程
时间为
该洲际导弹全程飞行的平均速度为
(3)声音传播到距发射点5100m处所需的时间为
此时导弹飞行的距离为
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专题2.1 声音的产生与传播 (知识梳理及题型总结)
·模块一 声音的产生
·模块二 声音的传播
·模块三 声速
·模块四 课后作业
模块一
声音的产生
1. 声音的产生
声音是由物体的振动产生的,固体、液体和气体都可以振动发出声音。振动停止,发声也跟着停止。
注意:振动停止,声音也消失是错误的,因为振动停止,只是物体不再发出声音,而原来发出的声音仍继续向周围传播。
2. 常见声音的来源
发声体
发声方式
人
声带振动发声
锣(鼓)
受到击打的锣(鼓)面振动发声
二胡
弦振动发声
口琴
簧片振动发声
蚊子
翅膀振动发声
3. 声音的保存方法
如果将发声的振动记录下来,需要时再让物体按照记录下来的振动规律去振动,就会发出和原来一样的声音,这样就可以将声音保存下来了。
【考点1 声音的产生】
【例1.1】(多选)关于声音的产生下列说法正确的是( )
A.固体、液体、气体都能发声,都可以成为声源
B.振动停止,发声停止
C.振动停止,声音消失
D.有些高科技产品不振动也可发声
E.一切正在发声的物体都在振动
F.笛子发声是笛子振动产生的
【例1.2】我国民族乐器丰富多彩,发声原理各有千秋,下列各组乐器中,发声原理不同的是( )
A.箫和笛子 B.琵琶和古琴 C.古琴和笙 D.二胡和古筝
【变式1.1】AI智能音箱已广泛应用于新能源汽车。智能音箱的声音是由扬声器纸盆的 产生的,并通过 传播到我们的耳中。
【变式1.2】大课间,学校腰鼓队正在表演,用手掌按住正在发声的鼓面,鼓声就会消失,这是因为( )
A.手使鼓面停止了振动 B.手吸收了鼓声
C.手把声音反射回去了 D.手不能传播声音
【考点2 常见声音的来源】
【例2.1】笛子发出的声音是由 振动引起的,二胡是靠 振动发声的,海涛声是由 振动产生的,对着一个空瓶子吹气发出的声音是由 振动产生的。
【例2.2】笛子发出的声音是由 振动引起的;锣发声的时候,用手按住锣面,锣声就消失了,这是因为 消失了。
模块二
声音的传播
1. 声音传播的条件
声音的传播需要介质。气体、液体、固体都可以充当传播声音的介质,真空不能传声。
2. 实验探究:声音的传播条件
探究过程
产生的现象
现象分析
把手机放进一个广口瓶里,密封瓶口,拨通手机,然后逐渐将瓶里面的空气抽出来,再慢慢充入空气
在抽出空气的过程中,铃声越来越小,最后甚至听不到铃声了;充入空气的过程中,铃声又越来越大。
在抽气的过程中,瓶中空气越来越少,铃声越来越小;后又充入空气,瓶中空气越来越多,铃声越来越大,说明若没有空气,声音将不能传播
结论:声音的传播需要介质,真空不能传声。
【考点1 声音的传播】
【例1.1】如题图所示,当把瓶内的空气不断抽出时,过一会儿就几乎听不见声音,但能看到手机有来电显示。由此可推理:声音不能在 中传播,声音的传播需要 。这种研究方法叫 法。
【例1.2】在探究声音的产生与传播时,小明做了下面的实验:
(1)如图甲所示,用悬挂着的乒乓球接触正在发声的音叉,可观察到乒乓球被弹开,此现象说明发声的物体在 。乒乓球在实验中的作用是将微小的振动放大,使现象更容易观察,这种方法叫 (选填“等效替代法”或“转换法”)。
(2)如图乙所示,敲响右边的音叉,与左边音叉接触的乒乓球被弹起来。此现象说明 可以传声。
(3)假设将上述图甲、乙两个实验均移至月球上进行,还能看到乒乓球被弹开的是图 。
【变式1.1】在2025年中招理化生实验操作考试中,小明同学将正在发声的音叉慢慢靠近并接触乒乓球,观察到乒乓球被反复弹起(如图所示),证明了声音是由物体 产生的,音叉发出的声音通过 传入小明的耳中。
模块三
声速
1. 声速
声音传播的快慢用声速描述。
2. 影响声速的因素
(1) 介质:一般情况下,声音在液体中的传播大于气体中的传播速度,小于在固体中的传播速度。
(2) 温度:相同介质,温度不同,声速也不同。
3. 声速的大小
声音在空气中(15℃)的传播速度为340m/s
4. 回声
(1)概念:声音遇到障碍物被反射回来形成回声
(2)能够区分回声和原声条件:人与障碍物的距离要大于17m
(3)应用:利用回声可以测量声源到障碍物的距离,公式是(t表示声源发出声音到接收回声的时间)。
【考点1 声速】
【例1.1】声速除了跟介质的种类、状态有关,还跟介质的 有关;声音在的空气中的速度为 。通常声音在 (选填“固体”“液体”“气体”或“真空”)中的传播速度最快。
【例1.2】在古代,士兵为了能及早听到敌人夜袭的马蹄声,常常睡在地上,并把耳朵贴在地面上听。以下解释不正确的是( )
A.马蹄踏在地面上,使地面振动 B.马蹄声可以沿地面传播
C.马蹄声在空气中不能传播 D.声音在大地中比在空气中传播快
【变式1.1】一艘快艇在平静的湖面上启动并向岸边驶去,水中的鱼能听到马达声,附近空中飞翔的鸟、岸边散步的人也能听到。若三者与快艇的距离都相等,则最先听到快艇的马达声的是( )
A.鸟 B.鱼
C.人 D.鱼、鸟和人同时听到
【考点2 回声】
【例2.1】人耳能区分前后两次声音的最小时间间隔为0.1s,有一段中空的塑钢管,当小明在一端用力敲击一下塑钢管时,将耳朵贴在另一端倾听的小华听到了两次响声,她最后听到的是从 (填“空气中”或“塑钢管中”)传来的响声,塑钢管至少应为 m。(空气中声速,塑钢管中声速)
【例2.2】课间休息时,同学们在教室里谈话的声音比在操场上的听起来响亮。这是因为( )
A.在操场上能产生回声,而在教室里不能产生回声
B.在操场上不能产生回声,而在教室里能产生回声,使原声加强
C.操场上和教室里都能产生回声,但在教室里产生的回声与原声混在一起,使原声加强
D.操场上和教室里能产生回声,但在操场上产生的回声会与原声相抵消,从而减弱了原声
【变式2.1】物理兴趣小组的同学利用图示装置,探究反射声音的强弱与充当反射面的材料是否有关。他们将发声的闹铃置于纸筒A内,将充当反射面的材料置于O处,通过纸筒B倾听反射的铃声强弱。
(1)保持纸筒A和纸筒B的位置 (不变/改变),只改变充当反射面的材料,让同一位同学倾听反射声音的强弱,实验结果如下表。
反射面材料
大理石
玻璃板
木板
棉布
毛巾
海绵
反射声音的强弱
最强
强
强
较强
强
几乎听不到
(2)分析实验结果可以得出:在其他条件相同时,反射声音的强弱与充当反射面的材料 (有关/无关)。你还可以得出的结论是 (写出一条即可)。
(3)实验结果表明,玻璃板和木板反射声音的强弱无法分辨,有同学认为可能是人耳对声音强弱的分辨能力不够造成的。对此,请你提出一个改进的措施或方法 。
(4)如果利用声音的反射现象,测量声音在空气中的传播速度,应选择表格中的 作为反射面效果最好。
(5)如果学校建设录播专室,应该选取 作为室内墙面消音材料效果最好。
【变式2.2】北京天坛公园中的回音壁是我国建筑历史上的一大声学奇迹,如图所示,回音壁应用的声学原理是( )
A.声音的反射 B.声音在墙壁中的传播
C.声音在空气中的传播 D.声音的直线传播
【考点3 关于回声的计算】
【例3.1】向前传播的声音遇到障碍物能反射回来,我们对着远处的高墙或山崖喊话以后听到的回声,就是反射回来的回声(设声音在空气中的传播速度为)。
(1)若要听到自己的回声,人离障碍物至少要有17m,则声音向前传播17m后又返回到原处,共需要多少时间?
(2)一名同学站在山脚向着远处的山崖大喊一声,约1.6s后听到回声,那么该同学距该山崖大约多少米?
【例3.2】一科考船利用声呐系统对海底形状进行测绘。在经过某海域水平面等间距的L、M、N、O、P五个位置时,向正下方海底定向发射超声波,测得回收信号的时间如下表。由此推断,该海域海底的大致形状为图中的( )
tL/s
tM/s
tN/s
tO/s
tp/s
0.28
0.36
0.24
0.32
0.20
A. B.
C. D.
【变式3.1】国庆节假期小明跟随爸爸乘坐自家的小汽车去北海旅游,行驶在有下图所示标志牌的高速公路上,这段路上小汽车的速度不能超过 km/h,他们的小车经过超声测速仪时,测速仪向小汽车先后两次发射超声波信号,第一次发射后经过0.6s收到反射信号,第二次发射后经过0.44s收到反射信号,两次发射信号的时间间隔为1s,小明家的小汽车速度是 km/h。(声音在空气中的传播速度为340m/s)
【变式3.2】一汽车朝山崖匀速行驶,在离山崖处鸣笛,汽车直线向前行驶后,司机刚好听到笛声的回声,(当时气温:15℃)
(1)求:声音传播路程是多少?
(2)求:汽车行驶的速度?
模块四
课后作业
1.如图所示为一款骨传导耳机,它发出的声波可直接通过骨骼传至听神经,使用时不伤害人耳的鼓膜。下列有关说法正确的是( )
A.佩戴者能听到声音说明声音的传播不需要介质
B.在太空中,也能使用这款耳机听到声音
C.这款耳机发出的声音不是由物体振动产生的
D.这款耳机是通过空气传播声音
2.下列关于声的实验现象中说法错误的是( )
A.如图甲,拨动张紧的橡皮筋,看到橡皮筋上下弹跳,并能听到声音,说明发声的物体在振动
B.如图乙,敲击右边的音叉,左边完全相同的音叉把泡沫塑料球弹起,这个现象说明声音可以在空气中传播
C.如图丙,用手使劲敲桌子,桌子发出了很大的声音,但看不到桌子的振动,说明声音靠物体的振动产生
D.如图丁,逐渐抽出真空罩内的空气,闹钟的铃声逐渐减小,可推理得出声音不能在真空中传播
3.下表列出了不同物质在常温常压下的密度及0℃条件下声音在其中传播的速度,研究小组的同学们根据表中提供的信息得出了以下结论,其中正确的是( )
物质
空气
氧气
铝
铁
铅
密度
1.29
2.43
2700
7900
11300
声音传播速度
330
316
6420
5960
2160
A.声音传播的速度随着物质密度的增大而减小
B.声音传播的速度随着物质密度的增大而增大
C.声音在金属中传播的速度随着密度的增大而减小
D.声音在金属中传播的速度小于在气体中传播的速度
4.课间休息时,同学们在教室里谈话的声音比在操场上的听起来响亮。这是因为( )
A.在操场上能产生回声,而在教室里不能产生回声
B.在操场上不能产生回声,而在教室里能产生回声,使原声加强
C.操场上和教室里都能产生回声,但在教室里产生的回声与原声混在一起,使原声加强
D.操场上和教室里能产生回声,但在操场上产生的回声会与原声相抵消,从而减弱了原声
5.下雨天打雷时,雷声总是隆隆不绝于耳,这是因为( )
A.多次打雷 B.声音在云层中被多次反射
C.雷声分裂 D.雷声太响,导致人耳出现错觉
6.如图所示为北京天坛公园里堪称声学建筑奇观之一的圜丘。当游客站在圜丘顶层的天心石上说话时,会感到声音特别洪亮,这是由于反射的 与原声混在一起,声音得到了加强;一个同学向着远处的高楼大喊一声,约后听到回声,则该同学距高楼大约 m(声音在空气中传播的速度为),人们不能用超声波来测量地月间的距离,是因为 。
7.在探究声音有关实验时,小李和小张做了下面的实验:
(1)如图①所示,敲响右边的音叉,左边完全相同的音叉也会发声;该实验能说明声音由物体 产生。泡沫球在实验中起到的作用是 ;此研究过程中用到的主要物理研究方法是 ;
(2)如图②所示,小李同学用手使劲敲桌子的一端,小张把耳朵贴在桌子的另一端,桌子发出了很大的声响,但他几乎没有看到桌子的振动,你的改进方法是: 。(请写出一条)
(3)如图③所示,先让电铃发声并放入玻璃罩内,再用抽气机把玻璃罩内的空气逐渐抽出,会发现声音将 (选填“变大”或“变小”),然后把空气又逐渐地通入玻璃罩内,会发现声音将逐渐变大。这说明 。
8.我国“奋斗者”号载人潜水器(如图所示)成功坐底马里亚纳海沟。在某次执行任务过程中,从潜水器接触海面开始计时,在海面向海底发射一束超声波,并继续沿竖直方向以20m/s的速度匀速下潜,10s后收到反射的超声波信息。(超声波在海水中的速度为1500m/s)
(1)从发射超声波到经过10s收到信息,在这10s内“奋斗者”号下潜的深度是多少?
(2)从发射超声波到经过10s收到信息,在这10s内超声波传播的路程是多少?
(3)此海域从海面到海底的深度是多少?
9. “东风快递,使命必达”2024年9月25日8时44分,中国人民解放军火箭军向太平洋相关公海海域,成功发射东风系列洲际弹道导弹,准确落入预定海域震撼全球。好奇的小明通过上网查询发现:该洲际导弹全程飞行距离约达1.2万公里,于9点11分在南太平洋公海轰然爆炸。导弹的飞行之旅分为上升段、中段与末段,最快可达6至8马赫,小明估计导弹上升段大气层以内平均速度约为1000m/s,导弹发动机熄火,于大气层外凭借惯性飞行;飞行末段,导弹发动机再次打开,导弹末段飞行速度可达25马赫。(声音在空气中传播速度为340m/s,1马赫=340m/s)
(1)该洲际导弹末段最快速度是多少m/s?
(2)该洲际导弹全程飞行的平均速度为多少m/s?(保留整数)
(3)根据小明估计导弹上升段大气层以内平均速度约为1000m/s,请计算距发射点5100m处的市民听到导弹发射的巨响时,此时导弹飞行的距离为多少m?
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