内容正文:
2.1声音的产生与传播
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快速定位题型
题 型 目 录
【题型1】声音产生的原因 13
【题型2】发声体的判断 16
【题型3】振动发声的应用 19
【题型4】声音在真空中的传播特点与探究 22
【题型5】声音在不同介质中的传播 26
【题型6】回声及其应用 29
【题型7】人耳听声 32
【题型8】 声速在不同介质中的特点及应用 34
【题型9】声速的相关计算 37
xix
夯实必备知识
新 知 梳 理
知识图谱
【知识点1】人耳的听觉范围
人的听觉频率范围:人能够感受到的声音频率有一定的范围。多数人能听到的频率范围大约从20Hz到20000Hz。
考查人耳的听觉范围,判断人耳能否可以听到声音。
例:人的听觉频率范围是20Hz~20000Hz。蝴蝶飞行时翅膀的振动频率约为5~6Hz,苍蝇飞行时翅膀100s内振动约30000次~40000次,当它们从你的身后飞来时,你将______(选填“听到”或“听不到”)蝴蝶的声音,你将______(选填“听得到”或“听不到”)苍蝇的声音。
分析:分别计算出蝴蝶和苍蝇翅膀振动时的频率,再与人的听觉频率范围比较即可。
解析:解:已知人的听觉频率范围是20Hz~20000Hz,蝴蝶飞行时翅膀的振动频率约为5~6Hz,在人的听觉范围之外,所以听不到蝴蝶的声音;苍蝇飞行时翅膀100s内振动约30000次~40000次,则苍蝇翅膀振动的频率为
~,即300Hz~400Hz,在人的听觉范围之内,所以,能听得到苍蝇的声音。
故答案为:听不到;听得到。
点评:此题考查人的听觉范围:大多数人能够听到的频率范围从20Hz到20000Hz,需要牢固记忆。把蝴蝶与苍蝇飞行时翅膀的振动频率和人能够听到的频率范围进行比较,即可解答此题。
解题时有时候需要计算频率,频率=,在比较人耳的听觉范围,需要牢记人能听到的频率范围大约从20Hz到20000Hz。
1.(2023秋•枣阳市校级月考)昆虫飞行时翅膀要振动,甲昆虫飞行时翅膀每分钟振动90次,乙昆虫飞行时翅膀每秒振动40次,一位听力正常的人能听到飞行时发出声音的昆虫是( )
A.甲
B.乙
C.都能听到
D.都不能听到
【答案】B
【分析】人耳可以听到声音的频率在20Hz到20000Hz之间;物体1s内振动1次,叫做1Hz。
【解答】解:
人耳可以听到声音的频率在20Hz到20000Hz之间。超出这个范围的声音,人是听不到的,物体1s内振动1次,叫做1Hz。
甲昆虫飞行时翅膀每分钟振动90次,则每秒振动1.5次,即1.5Hz,人不能听到。
乙昆虫飞行时翅膀每秒振动40次,即40Hz,人可以听到,故B正确,A、C、D错误。
故选:B。
【知识点2】声音产生的原因
(1)声音产生的原因是由物体的振动产生的。
(2)一切正在发声的物体都在振动,振动停止,则发声也停止。
声音的产生这一知识点比较简单,中考中常围绕“振动”两个字出填空题,近几年以转换法较为热点,如扬声器纸屑实验、乒乓球音叉实验等,考查体现振动的方法、看到的现象、实验的目的、纸屑和乒乓球的作用等。
例:如图所示,将悬挂的乒乓球轻轻接触正在发声的音叉,观察到乒乓球被音叉多次弹开;声音消失,乒乓球也停止运动。此现象表明声音( )
A.由物体振动产生
B.可以通过气体传播
C.不能在真空中传播
D.响度越大,声速越大
分析:声音是物体的振动产生的。
解析:解:发声的音叉在振动,所以乒乓球被弹开,音叉停止振动,声音也消失,说明声音是物体的振动产生的。
故选:A。点评:本题考查了声音的产生,属于基础题。
关于发声与振动的关系理解:
①一切发声都振动,但振动不一定被人们看到.
不论科技多么发达,都没有任何一种不振动就能发声的现象;敲音叉或敲桌面发声时的振动看不到,需要通过转换法来体现;
②一切振动都发声,但声不一定被人们听到.
振动发声有的是超声或次声,不在人的听觉范围内,故听不到;有的声音响度很小,故听不到.
1.(2024秋•东莞市校级期末)演员在演奏时,往往用竹锤有节奏地敲击琴弦,听众能听到悦耳的声音,发出这些声音的物体是( )
A.竹锤
B.空气
C.琴弦
D.琴柱
【答案】C
【分析】竹锤敲打琴弦发出悦耳的声音是琴弦在振动发声。
【解答】解:竹锤敲打琴弦发出悦耳的声音是琴弦在振动发声。竹锤、空气、琴柱都在振动,但是主要还是琴弦在振动发声。
故选:C。
2.(2023秋•恩平市期末)某银行近日迎来了特殊的新员工“智能机器人”,这位爱卖萌的小美女能用语音与储户进行亲切的交流,并指导储户办理相关业务。关于机器人的声音,下列说法正确的是( )
A.机器人的声音不是由振动产生的
B.机器人的声音能传递信息
C.机器人的声音可以在真空中传播
D.机器人的声音不能传递能量
【答案】B
【分析】(1)声音是由物体的振动产生的;
(2)(4)声音可以传递信息和能量;
(3)声音的传播需要介质,我们能够听到声音是因为声音通过空气传播到我们耳朵里。
【解答】解:
A、声音是由物体振动产生的,一切发声的物体都在振动,故A错误;
B、与机器人交流,属于声音传递信息,故B正确;
C、声音的传播需要介质,真空不能传声,故C错误;
D、机器人的声音可以传递能量,故D错误。
故选:B。
【知识点3】发声的部位
声音的产生原理是基于物体的振动,一切正在发声的物体都在振动。例如,钢琴靠琴弦的振动发声,而笛子靠空气柱振动发声。此外,一些动物如哺乳动物通过声带振动发声,而昆虫如蝉则靠胸部的两片鼓膜振动发声。
考查物体发声时的发声部位,比较简单。
例:人讲话时依靠______振动发出声音,蝉鸣叫时依靠______振动发出声音,小提琴依靠______振动发出声音,笛子依靠______振动发出声音。
分析:声音是发声体的振动产生的。
解析:解:人说话是声带的振动产生的;蝉的鸣叫依靠翅膀的振动发出声音;小提琴声是由琴弦的振动产生的;笛子声是由空气柱的振动产生的;
故答案为:声带;翅膀;琴弦;空气柱。
点评:此题主要考查声音的产生,要知道一些常听到的声音是什么物体振动产生的。
常见的发声的部位:
声带:人和大多数动物通过声带的振动发声。声带位于喉头内部,是发声器官的重要组成部分。
音叉和鼓面:音叉和鼓面是打击乐器和部分打击类乐器的发声部位,通过敲击或振动产生声音。
弦:弦乐器如二胡、小提琴等,通过弦的振动发声。
管内空气柱:管乐器如长笛、箫等,通过吹气使管内的空气柱振动发声。
【知识点4】比较不同介质的声速大小
一般来说,声音在固体中传播速度最快,液体中次之,气体中最慢。在真空中,声音无法传播。
真空:0m/s,声音无法传播。
空气(15℃):约340m/s。
空气(25℃):约346m/s。
软木:约500m/s。
煤油(25℃):1324m/s。
蒸馏水(25℃):1497m/s。
海水(25℃):1531m/s。
铜(棒):3750m/s。
大理石:3810m/s。
考查不同介质传声的现象。
例:我国古书《梦溪笔谈》中记载:行军宿营,士兵枕着牛皮制的箭筒睡在地上,能较早所到夜袭的敌人的马蹄声,这是利用了声音在______体比______体中传播得快的道理。
分析:一般情况下,声音在固体中传播得最快,液体中次之,在气体中传播得最慢。
解析:解:行军宿营,士兵枕着牛皮制的箭筒睡在地上,能较早听到夜袭的敌人的马蹄声,这是利用了声音在固体比气体中传播得快的道理。
故答案为:固;气。点评:本题考查的是声音传播的速度;知道一般情况下,固体中的声速最大是解答本题的关键。
声速与介质种类的关系规律不是绝对的,软木就是特例,所以表达规律时要说“一般情况下”.
1.(2024秋•德城区校级月考)关于声音,下列说法正确的是( )
A.敲锣是靠锤子的振动发声的
B.气体传声比液体传声快
C.音调越高的声音越响亮
D.真空不能传声
【答案】D
【分析】(1)声音是物体的振动产生的;
(2)通常情况下,声音在固体中传播速度最快,在气体中传播速度最慢;
(3)音调是指声音的高低、响度是指声音的强弱;
(4)声音的传播需要介质,声音可以在液体、固体和气体中传播,真空中不能传播声音。
【解答】解:A、敲锣是由于锣面的振动而产生声音,故A错误;
B、声音的传播需要介质,声音在固体中的传播速度最快,在固体、液体中的传播速度大于在气体中的传播速度,故B错误;
C、声音响亮是指响度大,与音调无关,故C错误;
D、声音的传播需要介质,真空不能传声;故D正确;
故选:D。
【知识点5】回声测距
(1)回声可以用来测量距离,测量原理:s=,其中t为从发声到听到回声的时间,v声为声音在介质中的传播速度。注意此原理仅适用于声源和目标距离不变的情况。
(2)声源与目标距离变化时,声源与目标间的距离可能变大也可能变小,要画出图具体分析。
对回声测距考查多以计算题和实验题的形式,例如生活中汽车对着山崖鸣笛,求汽车到山崖的距离;探测海底某处的深度,向海底垂直发射超声波,需要知道的物理量和需要测出的物理量.
例:在某地至新泰的高速公路上,上午8:00汽车行驶到甲地,司机在高速公路上看见如图甲所示的标志牌;8:30汽车行驶到乙地,此时司机看到路边标志牌如图乙所示。求:
(1)汽车从甲地行驶到乙地的平均速度是多少km/h?
(2)若汽车下高速后以20m/s的速度正对一座高山匀速直线行驶,途中鸣了一次笛,5s后听到回声,若此时声音在空气中的传播速度为340m/s,则汽车鸣笛时距离高山多远?
分析:(1)由图可知,汽车从甲地行驶到乙地的路程,根据速度公式求出汽车从甲地行驶到乙地的平均速度;
(2)根据速度公式求出声音5s传播的路程和汽车5s行驶的路程,汽车鸣笛时与高山的距离等于声音传播的路程与汽车行驶的路程之和的一半。
解析:解:(1)由图可知,汽车从甲地行驶到乙地的路程s1=120km-75km=45km,所用的时间t1=8:30-8:00=30min=0.5h,
汽车从甲地行驶到乙地的平均速度:v1===90km/h;
(2)由v=可知,声音5s传播的路程:s声=v声t2=340m/s×5s=1700m,
汽车5s行驶的路程:s车=v车t2=20m/s×5s=100m,
汽车鸣笛时与高山的距离:s=(s声+s车)=×(1700m+100m)=900m。
答:(1)汽车从甲地行驶到乙地的平均速度是90km/h;
(2)汽车鸣笛时距离高山900m。
点评:本题考查速度公式以及回声测距的应用,知道汽车鸣笛时与高山的距离等于声音传播的路程与汽车行驶的路程之和的一半。
回声测距需要知道的物理量是声音在这种介质中的传播速度v,需要测出的物理量收到回声的时间t,注意计算距离时要除以2.
【知识点6】测量声速的实验
实验目的:测定在空气中某温度下的声速
实验器材:卷尺、体育比赛用的发令枪、秒表、温度计
实验步骤:
(1)先在空地上量出L长的距离,让两个人相距此距离站立.
(2)一个人持发令枪,看到另一人的开始信号后开枪.
(3)另一人持秒表,看到开枪产生的白烟时开始计时,当听到枪声时停止计时,测得看到白烟和听到枪声之间的时间间隔为t.
(4)若忽略光传播的时间:
若考虑光传播的时间:
考查测量声速的实验,以及以测量声速为背景,考查声速的计算问题。
例: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,则小于水中的实际声速
D.若考虑光在空气中的传播时间,则大于水中的实际声速
分析:声音在水中的传播速度小于光在空气中的传播速度。
解析:解: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。
点评:本题考查的是声音在不同介质中的传播速度;会测量声音在某种介质中的传播速度。
测量声速实验的重点是测量距离,与时间间隔,通过速度公式来计算。
【知识点7】温度对声速的影响
(1)同种介质中,温度越高,声速越大.
(2)声音在空气中的传播速度是340m/s,是指15℃时.
此考点属于了解层面的,该考点常以填空和选择题型出现.主要考查学生对概念规律的记忆和运用所学知识来解决日常生活中的现象的能力。
例:液体中的声速与温度有关,经过研究,得到液体中的声速与温度的关系式为v1=v0+a(t-t0),其中:v1表示温度为t时的声速,t0为表格中的温度,v0表示温度为t0时的声速,a为温度系数。
液体
t0/℃
v0/(m/s)
a/[m/(s•℃)]
水
25
1500
2.5
酒精
20
1180
-3.6
根据以上资料可知,酒精中的声速随温度升高而______(选填“增大”或“减小”);当温度为15℃时,声音在水中的传播速度为______m/s。分析:根据表格中的数据和液体中的声速与温度的关系式为v1=v0+a(t-t0),通过计算或分析得出答案。
解析:解:(1)酒精中的声速与温度的关系式为v1=1180m/s-3.6m/(s•℃)×(t-20℃),由数学知识知当温度t升高时,速度减小。
(2)水中的声速与温度的关系式为v1=1500m/s+2.5m/(s•℃)×(t-25℃),当温度t=15℃时,v1=1500m/s+2.5m/(s•℃)×(15℃-25℃)=1475m/s。
故答案为:减小;1475。
点评:此题考查声速与温度的关系,结合题中所给的关系式,即可作答,难度不大。
(1)记住声速与温度的关系规律.
(2)声音在传播过程中向声速小的方向偏折.白天地表附近温度高,声速大,高空温度低,声速小,声音向上偏折;黑夜地表附近温度低,声速小,高空温度高,声速大,声音沿地表传播.所以白天不如黑夜声音传播距离远.
【知识点8】声波、声音的传播形式
(1)类比法理解声波:水波是一圈一圈向外传播的,而声波是以疏密相间的波动形式向外传播的,水波和声波具有相似的形似。
(2)声音以波的形式传播着,我们把它叫作声波。像水波一样,声波在传播过程中会减弱,所以当我们离发声体太远时,会因为传来的声波太弱而不能引起听觉。
考查声波、声音的传播形式,理解声波与水波的联系。
例:关于声音的传播,下列说法中,正确的是( )
A.声音借助介质以波的形式传播
B.声音的传播不需要介质
C.介质随声音的传播向前运动
D.障碍物使声音停止传播
分析:声音是由物体的振动产生的;声音的传播需要介质;声音以波的形式向周围传播。
解析:解:A、声音借助介质以波的形式传播,故A正确;
B、声音的传播需要介质,故B错误;
C、介质在自己的平衡位置附近运动,不会随声音的传播向前运动,故C错误;
D、障碍物使声音发生反射,故D错误。
故选:A。
点评:本题考查的是声音产生和传播的条件;知道声音以波的形式向周围传播;知道声音遇到障碍物会发生反射。
记忆性知识,牢记即可。
【知识点9】探究固体、液体、气体能否传声
结论:固体、液体、气体能传声。
考查探究固体、液体、气体能否传声的实验,包括实验原理,实验器材,实验步骤,实验方法,数据分析,注意事项等内容。
例:关于如图的各种声现象,请回答下列问题:
(1)如图甲,用抽气机把玻璃罩内的空气逐渐抽出,可以发现的现象是:听到的铃声逐渐减小,由此我们可以得出初步结论:空气越稀薄,传声效果越______(选填“强”或“弱”)和气体可以传声。
(2)在实验的基础上,进一步推理可能出现的现象:假如空气全部抽光,那么将______听到铃声(选填“能”或“不能”),由此我们推理得出的结论是______。
(3)观察图乙和图丙说明:______和______可以传声。
(4)综上所述,说明:声的传播需要______。分析:声音的传播需要介质,声音可以在气体、液体和固体中传播,但不能在真空中传播。
解析:解:(1)如图甲,用抽气机把玻璃罩内的空气逐渐抽出,可以发现的现象是:听到的铃声逐渐减小,由此我们可以得出初步结论:空气越稀薄,传声效果越弱和气体可以传声。
(2)在实验的基础上,进一步推理可能出现的现象:假如空气全部抽光,那么将不能,由此我们推理得出的结论是真空不能传声。
(3)图乙说明声音可以在液体中传播,图丙说明声音可以在固体中传播,由此我们推理得出的结论是:固体和液体可以传声。
(4)综上所述,说明:声的传播需要介质。
故答案为:(1)弱;(2)不能;真空不能传声;(3)液体;固体;(4)介质。
点评:解决此类问题的关键是知道声音的传播条件和真空不能传声两个角度分析解答。
声音在固体中传声效果最好,液体次之,气体最差。
【题型1】声音产生的原因
【典型例题】如图所示,号称“天下第一鼓”的山西威风锣鼓队正在表演.当队员用手按住正在发声的鼓面时,鼓声就消失了,其主要原因是( )
A.手不能传播声音
B.手吸收了声波
C.手使鼓面停止了振动
D.手把声音反射回去了
【答案】C
【解析】锣鼓队队员敲击鼓面,鼓面由于振动,发出鼓声.声音是由物体的振动产生的,振动停止,发声也停止.当队员用手按住正在发声的鼓面时鼓声消失,是因为手使鼓面停止了振动,所以鼓面发声停止,鼓声也就消失了,故选C.
【举一反三1】琴、筝、箫、笛、二胡、琵琶、唢呐、鼓等代表了中国民族乐器文化。下列几组民族乐器中,发声原理不同的是( )
A.二胡与古筝
B.古筝与琵琶
C.二胡与唢呐
D.箫与笛子
【答案】C
【解析】二胡和古筝都是靠弦振动发声,发声原理相同,故A不符合题意;
古筝和琵琶都是靠弦振动发声,发声原理相同,故B不符合题意;
二胡靠弦振动发声,唢呐靠空气柱振动发声,二者发声原理不同,故C符合题意;
箫与笛子都是靠空气柱振动发声,发声原理相同,故D不符合题意。
【举一反三2】关于声音和振动的关系,下列说法中错误的是( )
A.一切正在发声的物体都在振动
B.振动停止,发声也停止
C.振动停止,声音能继续传播
D.只要物体振动,我们就能听到声音
【答案】D
【解析】声音是由物体的振动产生的,一切发声的物体都在振动,故A正确;
物体如果不振动,则不会有声音产生。所以振动停止,发声也就停止,故B正确;
物体的振动停止了,但声音还能继续传播,故C正确;
物体振动能够产生声音,但人不一定能听到,与是否有介质、声音响度及发声体振动的频率都有关系,故D错误。
【举一反三3】下列说法中错误的是( )
A.演奏二胡时,弦在振动
B.鸟鸣是靠鸣膜的振动而产生的
C.收音机发声时,喇叭在振动
D.宇航员在月球上声带不能振动,所以不能发声
【答案】D
【解析】二胡发出声音,是弦在振动,故A正确。
鸟鸣是靠鸣膜在振动,故B正确。
收音机发声时,喇叭在振动,故C正确。
宇航员在月球上声带能振动,听不见声音是由于月球上没空气,真空不能传声,故D错误
【举一反三4】如图,用悬挂着的乒乓球接触正在发声的音叉,乒乓球会多次被弹开,下列说法正确的是( )
A.此实验用来探究声音能否在真空中传播
B.此实验用来探究声音传播是否需要时间
C.此实验用来探究音调是否与频率有关
D.此实验用来探究声音产生的原因
【答案】D
【解析】正在发声的音叉将乒乓球多次弹开,说明音叉在振动,从而说明声音是由音叉的振动产生的,因此,本探究实验是研究声音产生原因的。
【举一反三5】物理是一门以观察和实验为基础的学科。综合分析如图所示的三个实验,你可以得到的结论是: 。
【答案】声音是由于物体振动而产生的
【解析】如图所示的三个实验,通过纸屑、纸片和水花放大了发声体的振动,说明声音是由于物体振动而产生的。
【举一反三6】小明、小华和小强一起做了几个实验:小明把手放在喉头处,大声讲话,感觉喉头在振动.小华把发声的音叉插入水中,溅起了水花;小强拨动吉他的琴弦发声时,放在弦上的小纸片被琴弦弹开了.
(1)他们探究的问题是______.
(2)对上面的实验现象的分析,你能得出的结论是______.
(3)小华同学为了研究声音产生的原因,用手使劲敲桌子,发出很大的响声,但是他看到桌子几乎没有振动,为了使看到的实验现象更明显,你的改进方法是______________________________________.
【答案】(1)声音产生的原因;(2)声音是由物体振动产生的;(3)在桌面上放一些小塑料泡沫颗粒,观察塑料泡沫颗粒的振动情况.
【解析】以上几个实验利用转换法来探究声音是如何产生的?通过把手放到喉头处、音叉插入水中溅起水花以及琴弦把纸片弹开的现象,可以得出结论声音是由物体振动产生的;由于桌子的振动不明显,需要利用转换法把桌面的振动放大,所以可以在桌面上放一些小塑料泡沫颗粒,把桌子的振动放大,便于观察.
【举一反三7】在鼓面上撒一些小纸屑,敲一下鼓面,在听到鼓声的同时会观察到小纸屑在 ,这一现象可以说明声音是由于物体 而产生的。
【答案】振动 振动
【解析】在鼓面上撒一些小纸屑,敲一下鼓面,在听到鼓声的同时会观察到小纸屑在振动。
鼓面的振动产生鼓声,这一现象可以说明声音是由物体振动而产生的。
【题型2】发声体的判断
【典型例题】如图所示的民族乐器中,其中一种乐器的发声方式与其它三种不同的是( )
A.
唢呐
B.
葫芦丝
C.
铜锣
D.
竹笛
【答案】C
【解析】唢呐、葫芦丝、竹笛是由空气柱振动发声的,铜锣是由锣面振动发声的,故C符合题意,ABD不符合题意.
【举一反三1】历史上我国劳动人民发明了有很多传统的民族乐器,如琴、筝、箫、笛、二胡、琵琶、唢呐、鼓等,代表了中国民族乐器文化.下列几组民族乐器中,发声原理不同的是( )
A.
二胡与古筝
B.
古筝与琵琶
C.
二胡与唢呐
D.
箫与笛子
【答案】C
【解析】A、二胡和古筝都是靠弦振动发声,发声原理相同,故A不符合题意;
B、古筝和琵琶都是靠弦振动发声,发声原理相同,故B不符合题意;
C、二胡靠弦振动发声,唢呐靠空气柱振动发声,二者发声原理不同,故C符合题意;
D、箫与笛子都是靠空气柱振动发声,发声原理相同,故D不符合题意.
【举一反三2】下列事物中,不属于声源的是( )
A.放在书包里的口琴
B.泉水叮咚响中流动的水
C.正在发出悦耳哨声的哨子
D.牛发出叫声时的声带
【答案】A
【解析】正在发声的物体叫做声源.放在书包里的口琴没有发声,所以不属于声源.
【举一反三3】(2023•厦门二模)我国古人发明的风筝是世界上最早的飞行器之一.明代《询刍录》中记载“于鸢首以竹为笛,使风入竹,声如筝鸣,故名风筝”,句中声音的发声体是( )
A.鸢
B.竹
C.风
D.筝
【答案】C
【解析】由“使风入竹,声如筝鸣”可知,文中的发声体是风,即声音是笛内空气振动产生的.
【举一反三4】演奏吉他时,声音是由琴弦的 而产生的;吹奏笛子时,声源是 (选填“竹管”“嘴唇”或“空气柱”)。
【答案】振动 空气柱
【解析】一切声音都是由于物体振动产生的,演奏吉他时,声音是由琴弦的振动而产生的。
吹奏笛子时,声音是由笛管中的空气柱的振动产生的,声源是空气柱。
【举一反三5】图中的喇叭在“唱歌”,看到纸盆上的纸屑上下跳动,此现象说明喇叭发声时,纸盆在不停地____________ ;我们听到喇叭的声音是通过____________传播到人耳的;实验中喇叭上放纸屑是为了将不易观察到的现象____________。
【答案】振动 空气 放大
【解析】声音是由物体的振动发出的,喇叭在“唱歌”,看到纸盆上的纸屑在上下跳动,这个现象说明喇叭发声时在振动,引起纸屑的振动而跳舞。
声音的传播需要介质,声音可以在气体、液体和固体中传播,我们听到的听到喇叭的声音是通过空气传播的。
在纸盆上放纸屑,纸屑会动显示了物体的振动,即将纸盆微小振动放大,便于观察,这种方法叫转换法。
【举一反三6】演奏吉他时,声音是由琴弦的 而产生的;吹奏笛子时,声源是 (选填“竹管”“嘴唇”或“空气柱”)。
【答案】振动 空气柱
【解析】一切声音都是由于物体振动产生的,演奏吉他时,声音是由琴弦的振动而产生的。
吹奏笛子时,声音是由笛管中的空气柱的振动产生的,声源是空气柱。
【题型3】振动发声的应用
【典型例题】如果自行车轮胎内的气过多,轮胎在阳光照射下,轮胎温度升高或在重压时会破裂并发出很大的响声,这是由于( )
A.引起空气急剧振动而发出的声音
B.轮胎这种材料破裂时发出的声音
C.轮胎内空气受重压而发出的声音
D.轮胎内空气在温度升高时发出的声音
【答案】A
【解析】由于轮胎爆炸时引起空气急剧振动而发出声音.
【举一反三1】在演示声音是由物体的振动产生的实验中(如图),将正在发声的音叉紧靠悬线下的泡沫塑料球,球被多次弹开。在此实验中,泡沫塑料球的作用是( )
A.使音叉的振动尽快停下来
B.使音叉的振动时间延长
C.将音叉的微小振动放大,便于观察
D.使声波多次反射,形成回声
【答案】C
【解析】由于音叉振动的幅度过小,人眼无法直接观察和区分,所以用“转换法”将这个实验效果进行放大,当把悬挂的泡沫塑料球紧靠在正在发声的音叉上时,音叉的振动将泡沫塑料球弹开,即把音叉的微小振动放大成泡沫塑料球的振动,以便于观察和进一步的研究。
【举一反三2】如果自行车轮胎内的气过多,轮胎在阳光照射下,轮胎温度升高或在重压时会破裂并发出很大的响声,这是由于( )
A.引起空气急剧振动而发出的声音
B.轮胎这种材料破裂时发出的声音
C.轮胎内空气受重压而发出的声音
D.轮胎内空气在温度升高时发出的声音
【答案】A
【解析】由于轮胎爆炸时引起空气急剧振动而发出声音.
【举一反三3】手掌按住正在发声的鼓面,鼓声消失了.这个实验能探究的是( )
A.决定音调的因素
B.声音能否在空气中传播
C.声音产生的原因
D.声音传播是否需要时间
【答案】C
【解析】手掌按住正在发声的鼓面,振动停止,发声停止,所以鼓声消失了.该实验说明声音是由物体振动产生的,即探究声音产生的原因.
【举一反三4】在敲鼓时,用鼓锤敲击鼓面,在听到鼓声同时,还可看见鼓面上小纸团在跳动,说明鼓声是由于鼓面的____________产生的,这里所采用的实验方法是____________(选填“控制变量法”、“转换法”或“类比法”)。
【答案】振动 转换法
【解析】敲击鼓面时,小纸团跳动,说明鼓面因为振动而发出声音,鼓声是由于鼓面振动而产生的。
鼓面的振动不易直接观察,通过小纸团的振动来反映,这是转换法。
【举一反三5】如图所示,在探究声音是怎么产生的实验时,用竖直悬挂的乒乓球接触发声的音叉时,乒乓球会被弹起。
这个现象说明 ;乒乓球在实验中起到什么作用? 。这种研究问题的方法是
【答案】音叉在振动 将音叉的微小振动放大 转换法
【解析】如图甲所示,用竖直悬挂的乒乓球接触发声的音叉时,乒乓球会被弹起,这个现象说明音叉在振动;用乒乓球的振动呈现音叉的振动,可将微小振动放大,便于观察;这种研究方法为转换法。
【举一反三6】我们生活在声音的海洋里,通过学习,我们知道声音是由物体振动产生的。请你利用生活中常见的物品设计一个小实验,来证明声音是由物体振动产生的。实验要求:实验器材易获取,实验现象明显。
实验操作︰ ;
实验现象及结论︰ 。
【答案】见【解析】 见【解析】
【解析】将泡沫球放在鼓面上,敲击鼓面。
敲击鼓面,听到鼓声的同时泡沫球跳起,说明发声的物体正在振动,即声音是由物体振动产生的。
【题型4】声音在真空中的传播特点与探究
【典型例题】下列各图描述的实验中,用来说明声音的传播需要介质的是 ( )
A.发声的音叉激起水花
B.乒乓球被弹开
C.尺子振动越快,音调越高
D.听不到真空罩中间铃声
【答案】D
【解析】发声的音叉激起水花,说明声音是由物体振动产生的,A不符合题意;
音叉发出的声音把乒乓球弹开,说明声音是由物体振动产生的,B不符合题意;
钢尺伸出桌边越短,振动越快,频率越高,音调越高,说明音调与振动的快慢有关,C不符合题意;
抽取玻璃罩内的空气,听到罩内的铃声减小,进一步推论得:声音的传播需要介质,真空不能传播声音,D符合题意。
【举一反三1】下列说法正确的是( )
A.人说话发声是靠空气振动产生的
B.水中的鱼会被岸上的脚步声吓跑,说明液体也能传声
C.固体传声一般比气体慢
D.能区分自己的回音和原声,一般情况下人与障碍物的距离不得小于34 m
【答案】B
【举一反三2】如图所示是探究声现象的四种实验情景,下列说法正确的是( )
A.如图中,通过观察纸屑是否跳动可以探究“声音的产生原因”
B.如图中,乒乓球的作用是延长音叉的振动时间
C.如图中,真空铃实验说明声音能在真空中传播
D.如图中小刚轻声说话,小丽通过“土电话”能听到小刚的声音,说明空气可以传声
【答案】A
【解析】声音由物体的振动产生,甲图通过观察纸屑是否跳动可以探究“声音产生的原因”,运用了转换法,故A正确;
乒乓球的作用是将音叉微小的振动放大,故B错误;
真空铃实验说明声音不能在真空中传播,故C错误;
小刚轻声说话,小丽通过“土电话”能听到小刚的声音,说明固体可以传声,故D错误。
【举一反三3】如图,将一块正在发声的音乐芯片放在密封罐中,再将罐内空气慢慢抽出,这时听到密封罐中音乐芯片的声音会变 ______ ;进一步推理,如果将密封罐内的空气抽尽,将听不到音乐芯片发出的声音,说明______.
【答案】小;真空不能传声
【解析】在抽气的过程中,罐内的空气减少,所以声音传播的介质减少,因此听到音乐芯片的声音会变小,声音的传播需要介质,如果把罐内的空气完全抽出来成为真空,没有传声介质,因此不能听到声音,表明了真空不能传声.
【举一反三4】在探究声音的产生与传播时,晓华和丽丽一起做了下面的实验:
(1)如图甲所示,晓华敲击鼓面可观察到纸屑弹跳起来,这个现象说明声音是由物体振动产生的;实验中纸屑的作用是________________________。
(2)如图乙所示,丽丽将两个相同的音叉放在两张分开的桌面上,敲响右边的音叉后,左边的音叉也发出了声音,并将泡沫塑料球弹起,这说明____________可以传声。
(3)如图丙所示,晓华将正在发声的闹钟放在玻璃钟罩内,用抽气筒将内部空气抽出来,丽丽在旁边听到闹钟的声音越来越小,但是没有完全消失,她觉得是抽空气无法被抽完导致,经过科学的推理,若将钟罩抽成真空,闹铃声将消失,说明____________不能传声。
(4)实验完成后,晓华高兴得高歌一曲,丽丽却很嫌弃,觉得完全是噪声,用软质海绵耳塞堵住了耳朵,丽丽是在____________(选填“产生阶段”、“传播过程中”和“人耳处”)减弱了噪声。
(5)隔着三个教室的秋秋老师都被晓华的歌声打搅了,说明晓华声音的____________(选填“响度大”、“音调高”和“音色好”)。
【答案】(1)将鼓面的微小振动放大 (2)空气 (3)真空 (4)人耳处 (5)响度大
【解析】(1)晓华敲击鼓面可观察到纸屑弹跳起来,这个现象说明声音是由物体振动产生的;实验中纸屑的作用是将鼓面的微小振动放大,便于观察;
(2)丽丽将两个相同的音叉放在两张分开的桌面上,敲响右边的音叉后,左边的音叉也发出了声音,并将泡沫塑料球弹起,这说明空气可以传声。
(3)晓华将正在发声的闹钟放在玻璃钟罩内,用抽气筒将内部空气抽出来,丽丽在旁边听到闹钟的声音越来越小,但是没有完全消失,她觉得是抽空气无法被抽完导致,经过科学的推理,将钟罩抽成真空,闹铃声将消失,说明真空不能传声。
(4)用软质海绵耳塞堵住了耳朵,丽丽是在人耳处减弱了噪声。
(5)隔着三个教室的秋秋老师都被琳琳的歌声打搅了,说明琳琳歌声的响度大。
【举一反三5】某中学实验小组的同学对“声音传播需要介质吗?”进行探究,设计并进行了实验,用到的器材有:耐高温的广口玻璃瓶或烧杯、密封盖、小铃、细铁丝或棉线.如下图所示:
(1)将瓶口盖紧密封盖,摇动小铃,_______听到铃声.(填“能”或“不能”)
(2)使密封瓶盖与瓶口间隙有空隙,对烧瓶加热,经过一段时间,拧紧瓶盖并停止加热.冷却后,瓶内近似真空状态,再摇动小铃,比较两次听到的铃声的变化,可知__________.
(3) 通过实验得出的结论是_______________________________.
【答案】(1)能;(2)铃声变小;(3)声音传播需要依靠介质.
【解析】声音的传播需要介质,固体、液体、气体都可以传声,真空不能传声.根据两次铃声的变化可得出结论.(1)拧紧瓶盖,摇动铃铛,因瓶内有空气,声音可以传播,所以能听到声音;(2)瓶内接近真空后,没有了声音传播的介质,在摇动铃铛时,并与前一次的声音进行比较;从铃铛的声音变小可以推测,当瓶中是真空时,将听不到铃声;(3)由此可知,此实验的结论是:声音传播需要依靠介质;
【举一反三6】如下图所示,在一个圆底烧瓶内装入适量的水,用下端系有小铃铛的带孔橡皮塞塞住瓶口,孔内插有一截套有橡皮管的玻璃管,此时轻轻晃动烧瓶,可以听到清脆的铃声.
(1)把烧瓶放在酒精灯下加热,使水沸腾一段时间后,用夹子夹住橡皮管,待烧瓶冷却,再次晃动烧瓶,铃声将会怎样?
(2)打开夹子,空气进入烧瓶,再晃动烧瓶,铃声又将会如何?
(3)该实验说明了什么道理?
【答案】(1)铃声减弱;(2)铃声又清脆起来;(3)声音不能在真空中传播
【解析】把烧瓶放在酒精灯上加热,使水沸腾一段时间,主要是“赶跑”烧瓶内的空气;夹住橡皮管并使烧瓶冷却,让瓶中的高温水蒸气液化成水.因此,水面和瓶口之间几乎成了真空,此时晃动烧瓶,小铃铛振动,但铃声很微弱, 甚至听不到,这说明声音不能在真空中传播.打开夹子,使空气重新进入烧瓶,晃动烧瓶,又能听到清脆的铃声,这就再次验证了声音的传播是需要介质的.
【题型5】声音在不同介质中的传播
【典型例题】关于声音产生和传播,以下说法正确的是( )
A.由于科技的快速进步,人类终将制造出不振动也能发出声音的高科技产品
B.声音能通过水传播,因为鞭炮声会惊吓到水中的鱼
C.物体只要在振动,人就能听到声音
D.太空中的宇宙战舰发生爆炸,距离不远的战舰上的人可以听到爆炸的声音
【答案】B
【解析】声音是由物体振动发声的,所以,不可能制造出不振动也能发出声音的高科技产品,故A错误;
液体可以传播声音,所以,鞭炮声会惊吓到水中的鱼,故B正确;
物体振动,能发出声音,但人听到声音,需要满足很多条件,例如有介质等,故C错误;
真空不能传声,所以太空中的宇宙战舰发生爆炸,距离不远的战舰上的人听不到爆炸的声音,故D错误。
【举一反三1】如图,在地球上和月球上同时做甲、乙两个实验,都能看到塑料球被弹起的实验是( )
A.甲、乙实验都能
B.乙实验
C.甲实验
D.甲、乙实验都不能
【答案】C
【解析】月球上没有空气,真空不能传声,所以在月球上做甲实验,可以看到塑料球弹起,但是听不到声音;做乙实验,因为真空不能传声,所以不会看到左边的塑料球被弹起来,故C符合题意,ABD不符合题意。
【举一反三2】2013年4月20日,四川雅安芦山发生了7.0级强烈地震,造成了大量伤亡,其中一个原因是发生地震时没有采取合理的自救措施,若一个人在发生地震时被埋在废墟下面,以下自救措施合理的是( )
A.就地静止等待
B.大声呼救
C.使劲向有缝隙的地方钻爬
D.用硬物敲击墙壁,水管等物传出声音
【答案】D
【解析】救援人员是根据是否有生命迹象判断是否有人并进行施救,如果静静等待会失去被救的机会,故A不可行;大声呼救,会浪费体力,且地面上的人不易听到,还可能会使松动的石块下落,导致压伤,十分危险,故B不可行;见缝隙就钻,从废墟中爬出来,如果不恰当的话,会卡在缝隙里,故C不可行;因为声音可以在固体中进行传播,所以可以通过敲击废墟板或墙壁产生声音并通过固体向外传播声音,这样可以引起救助人员的注意,最后会获得救援,故D可行.
【举一反三3】找两个一次性纸杯,在它们的底部中间扎一个小孔,再找一根足够长的线,将线的两头分别穿过一个纸杯底部的小孔后将线头打结,防止线头从小孔滑脱,这样就做成了一个简单的土电话.你拿着其中的一个纸杯进入房间,关上门,将另一个纸杯交给你的家长,并让他对着杯口轻声说话,你在房间里通过另一个杯口能清楚地听到你家长说了什么.
(1)你的家长的说话声______(是/不是)通过空气传入你的耳朵的.
(2)实验中,线是否被拉紧对实验结果______(有/没有)影响.
(3)“土电话”表明:固体不但可以传声,且传声效果与空气相比______(更好/更差/一样).
【答案】(1)不是;(2)有;(3)更好
【解析】声音是通过“土电话”的棉线(固体)传播的,不是通过空气传入你的耳朵的;如果棉线处于松弛状态时,则另一方就听不到对方的讲话声.这是因为“松弛”,振动会被棉线上的空隙吸收,从而无法传递振动,则另一方就听不到声音.故实验中,线是否拉紧对实验结果有影响;在另一间房屋内可以清楚的听到家长说话声,其声音是通过固体传播的,说明固体不但能够传声,而且传声的效果比气体好.
【举一反三4】在某金属管的一端敲一下钟,在管的另一端听到两次声音(第一次是由金属管传来的,第二次是由空气传来的),管长1020m,两次响声相隔2.75s。如果当时空气中的声速是340m/s,求该金属中的声速。
【答案】金属中的声速是4080m/s。
【解析】因为v,
所以声音的传播时间:
t空气3s,
由题意知:t空气﹣t金属=2.75s,
声音在金属中的传播时间:
t金属=t空气﹣2.75s=3s﹣2.75s=0.25s,
声音在金属中的传播速度v金属4080m/s。
【题型6】回声及其应用
【典型例题】一艘科考船行驶在某海域,并对该海域的海底形状利用声呐系统进行了测绘.具体方法是:在经过该海域水平面等间距的A、B、C、D、E五个位置时,向海底定向发射超声波,测得回收信号的时间分别为0.30s、0.16s、0.30s、0.14s、0.30s.根据时间,求出海底与海平面的距离,就可以绘出海底的大致形状,则该海域海底的大致形状如图中的( )
A.
B.
C.
D.
【答案】B
【解析】根据s=vt可知,速度一定时,时间越长通过的距离越远,因为0.30s>0.16s>0.14s,所以sA=sC=sE>sB,所以B项正确.
【举一反三1】北京天坛的回音壁应用的声学原理是( )
A.声音的反射
B.声音在不同介质中传播的速度不同
C.利用回声增强原声
D.声速随温度改变
【答案】A
【解析】由于回音壁的墙体构造特殊,易于声音的反射;墙壁反射的声波和原声重叠时,会增强原声;因此即使某人在A点小声说话,原声(通过空气传播)和墙壁反射的声波(经墙面一次或多次反射)传递到离A点较远的B处时,那里的人也可以清晰的听到.
【举一反三2】夜深人静,走进小巷,为什么总像有脚步声跟着自己?白天为什么听不见?答:这是因为人在小巷行走时,脚步声通过小巷两侧墙壁 ______ 形成回声,小巷较窄,回声不断 ______ ,听起来就像一串串“咚咚”声跟着自己.白天这种回声被周围嘈杂声所淹没,因而听不见.
【答案】反射;加快.
【解析】回声是指声音遇到障碍物被反射回来的现象.人耳能听到回声的条件是原声与回声的时间间隔在0.1s以上,人在小巷行走时,脚步声通过小巷两侧墙壁反射形成回声,小巷较窄,回声不断加快,听起来就像一串串“咚咚”声跟着自己.白天这种回声被周围嘈杂声所淹没,因而听不见.
【举一反三3】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,声呐向海底发射超声波,经6s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”)用来测量地球与月球的距离。
【答案】4500 不能
【解析】超声波从海面传到海底的时间:t6s=3s,
该处的海深:s=vt=1500m/s×3s=4500m;
超声波需要在介质中传播,太空中没有介质不能传声,因此声呐不能用来测量地球与月球的距离。
【举一反三4】一快艇以20m/s的速度在湖面上朝着对面高山方向匀速直线行驶,在A处鸣笛后,经过4s后在B处听到对面处的高山传来的回声(空气中的声速为340m/s)。求:
(1)A处到B处的距离。
(2)4s内声波在空气中所传播的路程。
(3)A处离高山有多远。
【答案】(1)80m(2 1360m(3)720m
【解析】(1)快艇的速度v1=20m/s,
由v可知,快艇4s行驶的路程:s1=v1t=20m/s×4s=80m,即为A处到B处的距离;
(2)声音在空气中的传播速度v2=340m/s,
由v可知,4s内声波在空气中所传播的路程:s2=v2t=340m/s×4s=1360m;
(3)A处离高山的距离:s(s1+s2)(80m+1360m)=720m。
【举一反三5】元旦期间,小龙一家驾车去炎陵旅行,汽车以15m/s的速度在平直的公路上匀速行驶,公路前方有一山崖,在离山崖一定距离的地方鸣笛,经过1.2s后小龙听到了回声(已知声音在空气中的传播速度为340m/s)。求:
(1)从鸣笛到听到回声,声音在空气中传播的距离;
(2)从鸣笛到听到回声,汽车行驶的距离;
(3)小龙听到回声时汽车离山崖的距离是多少?
【答案】(1)408m(2)18m(3)195m
【解析】(1)从鸣笛到听到回声,声音在空气中传播的距离s声=vt=340m/s×1.2s=408m;
(2)从鸣笛到听到回声,汽车行驶的距离s车=v车t=15m/s×1.2s=18m/s;
(3)小龙听到回声时汽车距离山崖的距离。
【题型7】人耳听声
【典型例题】(2023•连平县二模)人可以依靠两只耳朵来判断发声物体的方位,从而对声音世界有立体的感觉.如图,舞台上利用左右两只扬声器(喇叭)A、B来形成立体声效果,如果从扬声器所发出的声音是A强B弱,人会感觉到这个声源在A、C之间某位置,这里人作出判断主要利用声音的( )
A.响度
B.音调
C.音色
D.声速
【答案】A
【解析】解:双耳效应是指利用声音到达两只耳朵时的响度、时间差等的不同判断发声体位置的方法.由图可知,A、B两只扬声器发出的声音都是通过空气传入人耳的,而介质种类、温度相同的情况下,声音的传播速度是不变的,则左、右耳听到的左右两侧音响发出的声音的时间差是相同的,所以我们不是根据声速进行判断的,故选项D错误.
两只扬声器的作用是放大舞台上表演人员的声音,所以两只扬声器发出声音的音调、音色相同,所以我们也无法根据音调、音色作出判断,故选项B、C错误.
A音响的响度大,B音响的响度小,所以大脑会更容易根据A音响发出的声音作出反馈,这就会使我们产生声源在A、C之间的错觉,故选项A正确.
【举一反三1】下列有关声音的产生与传播的说法中正确的是( )
A.声速与介质的种类和温度有关
B.物体振动停止后,还会发出响度逐渐减弱的声音
C.只要有物体振动发声,就能听到声音
D.正在发声的物体一定在振动,振动停止,声音立即消失
【答案】A
【解析】声速与介质的种类和温度有关,故A正确;
物体的振动会产生声音,但声音传播需要介质,因此物体振动,不一定能听到声音,故C错误;
声音是由物体的振动产生的,正在发声的物体一定在振动,振动停止,发声停止,但振动停止后声音会继续传播,不会立即消失,故BD错误;
【举一反三2】下列有关声音的产生与传播的说法中正确的是( )
A.声速与介质的种类和温度有关
B.物体振动停止后,还会发出响度逐渐减弱的声音
C.只要有物体振动发声,就能听到声音
D.正在发声的物体一定在振动,振动停止,声音立即消失
【答案】A
【解析】声速与介质的种类和温度有关,故A正确;
物体的振动会产生声音,但声音传播需要介质,因此物体振动,不一定能听到声音,故C错误;
声音是由物体的振动产生的,正在发声的物体一定在振动,振动停止,发声停止,但振动停止后声音会继续传播,不会立即消失,故BD错误;
【举一反三3】下列关于骨传导的说法中,正确的是( )
A.医生用听诊器听取人心脏跳动的声音,是声波通过手臂上的骨骼传给听觉神经的,是骨传导
B.堵住耳朵,把振动的音叉的尾部抵在牙齿上听到的声音,是骨传导
C.用手堵住耳朵,听振动的音叉发出的声音,是骨传导
D.同学们能听老师讲课的声音是骨传导
【答案】B
【解析】医生用听诊器听取人心脏跳动的声音,是通过橡胶管中的空气传播的,故A不正确;C、D选项中声音都是通过耳道传到听觉神经的,不是通过头骨或颌骨传到听觉神经的,因此不是骨传导;在B选项中,声音是通过牙齿、颌骨传到听觉神经的,是骨传导.
【举一反三4】某声源1分钟振动600次,其频率为____________Hz,人耳____________(选填“能”或“不能”)听到此声音。
【答案】10 不能
【解析】某声源1分钟振动600次,频率f10Hz;
人能听到20赫兹至20000赫兹的声音,所以人不能听到10Hz的声音。
【举一反三5】蚊子飞行时,翅膀每分钟振动约36000次,蚊子翅膀振动频率约是____________Hz,人耳____________听到蚊子声(选填“能”或“不能”)。
【答案】600 能
【解析】蝴蝶每分钟翅膀振动36000次,则频率600Hz;人耳能察觉飞行的蚊子,是因为人耳听觉频率范围为20Hz~20000Hz;所以人耳能听到蚊子声。
【举一反三6】某种昆虫靠翅防振动发声。如果这种昆虫的翅膀在10s内振动了3000次,则它振动的频率是____________Hz,人类____________听到这种声音。(选填“能”或“不能”)
【答案】300 能
【解析】昆虫的翅膀在10s内振动了3000次,
则它振动的频率是f300Hz;
人类能听到的频率范围是20Hz~20000Hz.300Hz在人类能听到的频率范围内,所以能听到。
【题型8】 声速在不同介质中的特点及应用
【典型例题】北宋沈括在他的著作《梦溪笔谈》中提到:行军宿营,士兵枕着皮制的箭筒睡在地上,可尽早听到来袭敌人的马蹄声。这样做能尽早听到马蹄声的主要原因是( )
A.声音在土地中传播的速度比在空气中快
B.箭筒使马蹄声的音调变高了
C.箭筒改变了马蹄声的音色
D.箭筒提高了士兵的听力
【答案】A
【解析】声音在土地中传播的速度比在空气中快,故A正确;
箭筒不会改变马蹄声的音调,故B错误;
箭筒不会改变马蹄声的音色,故C错误;
箭筒的传声效果较好,但不能提高士兵的听力,故D错误。
【举一反三1】下列关于声音产生与传播的说法正确的是( )
A.声音在真空中的传播速度是
B.只要物体振动,我们就能听到声音
C.在空气中,回声比原声的速度大
D.声音从水中传到空气中时,声速变小
【答案】D
【解析】声音在15℃中的传播速度是340m/s,在真空中的传播速度为零,故A错误;
物体振动发声,人耳不一定能听到,因为可能产生的声音很小,故B错误;
在空气中,回声与原声的速度相同,故C错误;
声音在水中的传播速度大于在空气中的传播速度,所以声音从水中传到空气中时,声速变小,故D正确。
【举一反三2】将耳朵贴在长铁管的一端,让另外一个同学敲一下铁管的另一端,会听到两个敲打的声音.这个事实说明( )
A.敲打在空气中形成了两个声音
B.声音在空气中发生了反射
C.声音在铁管中发生了反射
D.声音在不同介质中传播速度不同
【答案】D
【解析】声音可以在固体中传播,也可以在气体中传播,但声音在这两种介质中的传播速度不同.声音在固体中传播的速度比在气体中的快,所以当一个同学敲一下铁管时,另一个人会先后听到由铁管和空气传过来的声音,则听到两个敲打声.
【举一反三3】北宋时代的沈括,在他的著作《梦溪笔谈》中记载:士兵枕着牛皮制成的箭筒睡在地上,能及早听到夜袭敌人的马蹄声。其原因是____________、箭筒等固体能够传声,且比空气传声的速度____________;同时箭筒的空腔也起了____________(选填“分散”或“收集”)声音作用的缘故。
【答案】大地 快 收集
【解析】北宋时代的沈括,在他的著作《梦溪笔谈》中记载:士兵枕着牛皮制成的箭筒睡在地上,能及早听到夜袭敌人的马蹄声。其原因是大地、箭筒等固体能够传声,且比空气传声的速度快;同时箭筒的空腔也起了收集声音作用的缘故。
【举一反三4】由下面表格中的声速,你可以得出什么结论?
几种物质的声速(m/s)
结论1:______________________________________________________;
结论2:______________________________________________________;
结论3:______________________________________________________.
【答案】结论1:不同介质中的声速一般不同;结论2:在同种介质中,温度越高,声速越快;结论3:一般来说,固体中的声速最快,液体中的声速较快,气体中的声速最慢.
【解析】声音在空气中传播时,传播速度与温度有关,温度越高,声速越快;由于不同介质的结构不同,声音在不同介质中传播速度一般不同;声音在固体中的传播速度一般比在液体中的快,在液体中的传播速度比在气体中的快.
【举一反三5】下图为一声速测量仪器的使用说明书和实验装置图,阅读并回答.
(1)若把铜铃放在甲、乙的中点,则液晶显示屏的示数为 ______ .
(2)一同学将铜铃放到甲的左边,并使甲乙在一条直线上,则铜铃离甲越远,液晶显示屏的数值 ______ (选填“变大”、“变小”或“不变”).
(3)一同学想验证声速与气体温度的关系,把铜铃固定放在甲的左边,并使甲乙在一条直线上,然后在甲乙之间加温,发现液晶显示屏的数值变小,则声速随气体温度的增大而 ______ .
A.变大 B.变小 C.不变 D.无法判断
(4)如图中,已知s1=20cm,s2=80cm,液晶显示屏上显示:1.875,则此时声速约为 ______ m/s.
【答案】(1)0;(2)不变;(3)A;(4)320
【解析】(1)若把铜铃放在甲、乙的中点,声音同时到达甲乙位置,所以时间间隔为0,液晶显示屏示数为0;(2)同学将铜铃放到甲的左边,并与乙在一条直线上,改变铜铃距离甲的位置,但是甲乙的距离没有发生改变,声音到达乙和甲的时间间隔不会发生改变,所以液晶显示屏的数值不变;(3)甲乙之间距离一定时,然后加热甲乙之间的空气,由于温度越高声音的传播速度越大,所以声音传播到甲乙的时间都会减小,则液晶显示屏的数值将变小.(4)设声速为v,则声音从铜铃传到甲的时间为:t1= ,声音从铜铃传到乙的时间为:t2=,由题意得:t2-t1=1.875×10-3s,所以-=1.875×10-3s,即v ==320m/s
【题型9】声速的相关计算
【典型例题】声音在金属中的传播速度比在空气中大。已知声音在空气中传播距离s和在某金属管道内传播同样距离所需时间之差为t,且已知声音在空气中的传播速度为v,则声音在该金属管道内的传播速度是( )
A.
B.
C.
D.
【答案】A
【解析】声音在空气中的传播时间为,则声音在金属管道内传播的时间为
声音在该金属管道内的传播速度是
故A符合题意,BCD不符合题意。
【举一反三1】在某金属管的一端敲一下钟,在管的另一端听到两次声音(第一次是由金属管传来的,第二次是由空气传来的),管长,两次响声相隔。如果当时空气中的声速是,则该金属中的声音的传播速度是( )
A.
B.
C.
D.
【答案】B
【解析】设该金属中的声音的传播速度为,根据,结合两次响声相隔的条件,则有
,
解得。故B符合题意,ACD不符合题意。
【举一反三2】液体中的声速与温度有关,经过研究,得到液体中的声速与温度的关系式为,其中:表示温度为时的声速,为表格中的温度,表示温度为时的声速,a为温度系数。
根据以上资料可知,酒精中的声速随温度升高而 (选填“增大”或“减小”);当温度为15℃时,声音在水中的传播速度为 m/s。
【答案】减小 1475
【解析】由表格提供的数据可以知道酒精的a是一个负数,所以当温度升高时,声音在酒精中的传播速度会减小。
当温度为15℃时,声音在水中的传播速度为
【举一反三3】如图所示,水面上两船相距3 km,实验员在一条船上敲响水里的一口钟,同时点燃船上的火药使其发光;另一条船上的实验员在看到火药发光后2 s,通过水里的听音器听到了水下的钟声.根据这些数据计算声音在水中传播的速度为________ m/s.
【答案】1 500
【解析】由题意可知,看到火药发光,经过2 s听到钟声,因为光速非常快,可忽略光传播3 km所用时间,可近似认为声音在水中传播3 km用的时间为t=2 s,则声音在水中传播的速度为v===1 500 m/s.
【举一反三4】常温下,声音在空气中的传播速度约为340m/s,回声到达人耳比原声晚0.1s以上,人耳才能把回声和原声区分开.请计算要能区别自己的叫声和障碍物反射回来的回声,你至少要距离悬崖多少米?
【答案】解:声音从发出到障碍物需要的时间t==0.05s,人至少距离障碍物的距离为s=vt=340m/s×0.05s=17m
【解析】要想从听觉上区分自己的叫声和回声,声音来回传播的时间至少0.1秒,则声音从发出到障碍物需要的时间t==0.05s,人至少距离障碍物的距离为s=vt=340m/s×0.05s=17m
【举一反三5】用回声可以帮助船只测量水深,因此在海洋和江河的考察船上都装有声呐.如果声呐发出的声音在水中的传播速度为1500m/s,在考察时发出声音0.8s后接收到了回声,这里的水深为多少?
【答案】解:声音从水面到达海底时间:t==0.4s,海水的深度s=vt=1500m/s×0.4s=600m答:水深为600米
【解析】计算回身测距类的问题,关键注意往返路程是距离的两倍.
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2.1声音的产生与传播
xix
快速定位题型
题 型 目 录
【题型1】声音产生的原因 12
【题型2】发声体的判断 13
【题型3】振动发声的应用 15
【题型4】声音在真空中的传播特点与探究 17
【题型5】声音在不同介质中的传播 20
【题型6】回声及其应用 22
【题型7】人耳听声 23
【题型8】 声速在不同介质中的特点及应用 24
【题型9】声速的相关计算 26
xix
夯实必备知识
新 知 梳 理
知识图谱
【知识点1】人耳的听觉范围
人的听觉频率范围:人能够感受到的声音频率有一定的范围。多数人能听到的频率范围大约从20Hz到20000Hz。
考查人耳的听觉范围,判断人耳能否可以听到声音。
例:人的听觉频率范围是20Hz~20000Hz。蝴蝶飞行时翅膀的振动频率约为5~6Hz,苍蝇飞行时翅膀100s内振动约30000次~40000次,当它们从你的身后飞来时,你将______(选填“听到”或“听不到”)蝴蝶的声音,你将______(选填“听得到”或“听不到”)苍蝇的声音。
分析:分别计算出蝴蝶和苍蝇翅膀振动时的频率,再与人的听觉频率范围比较即可。
解析:解:已知人的听觉频率范围是20Hz~20000Hz,蝴蝶飞行时翅膀的振动频率约为5~6Hz,在人的听觉范围之外,所以听不到蝴蝶的声音;苍蝇飞行时翅膀100s内振动约30000次~40000次,则苍蝇翅膀振动的频率为
~,即300Hz~400Hz,在人的听觉范围之内,所以,能听得到苍蝇的声音。
故答案为:听不到;听得到。
点评:此题考查人的听觉范围:大多数人能够听到的频率范围从20Hz到20000Hz,需要牢固记忆。把蝴蝶与苍蝇飞行时翅膀的振动频率和人能够听到的频率范围进行比较,即可解答此题。
解题时有时候需要计算频率,频率=,在比较人耳的听觉范围,需要牢记人能听到的频率范围大约从20Hz到20000Hz。
1.(2023秋•枣阳市校级月考)昆虫飞行时翅膀要振动,甲昆虫飞行时翅膀每分钟振动90次,乙昆虫飞行时翅膀每秒振动40次,一位听力正常的人能听到飞行时发出声音的昆虫是( )
A.甲
B.乙
C.都能听到
D.都不能听到
【知识点2】声音产生的原因
(1)声音产生的原因是由物体的振动产生的。
(2)一切正在发声的物体都在振动,振动停止,则发声也停止。
声音的产生这一知识点比较简单,中考中常围绕“振动”两个字出填空题,近几年以转换法较为热点,如扬声器纸屑实验、乒乓球音叉实验等,考查体现振动的方法、看到的现象、实验的目的、纸屑和乒乓球的作用等。
例:如图所示,将悬挂的乒乓球轻轻接触正在发声的音叉,观察到乒乓球被音叉多次弹开;声音消失,乒乓球也停止运动。此现象表明声音( )
A.由物体振动产生
B.可以通过气体传播
C.不能在真空中传播
D.响度越大,声速越大
分析:声音是物体的振动产生的。
解析:解:发声的音叉在振动,所以乒乓球被弹开,音叉停止振动,声音也消失,说明声音是物体的振动产生的。
故选:A。点评:本题考查了声音的产生,属于基础题。
关于发声与振动的关系理解:
①一切发声都振动,但振动不一定被人们看到.
不论科技多么发达,都没有任何一种不振动就能发声的现象;敲音叉或敲桌面发声时的振动看不到,需要通过转换法来体现;
②一切振动都发声,但声不一定被人们听到.
振动发声有的是超声或次声,不在人的听觉范围内,故听不到;有的声音响度很小,故听不到.
1.(2024秋•东莞市校级期末)演员在演奏时,往往用竹锤有节奏地敲击琴弦,听众能听到悦耳的声音,发出这些声音的物体是( )
A.竹锤
B.空气
C.琴弦
D.琴柱
2.(2023秋•恩平市期末)某银行近日迎来了特殊的新员工“智能机器人”,这位爱卖萌的小美女能用语音与储户进行亲切的交流,并指导储户办理相关业务。关于机器人的声音,下列说法正确的是( )
A.机器人的声音不是由振动产生的
B.机器人的声音能传递信息
C.机器人的声音可以在真空中传播
D.机器人的声音不能传递能量
【知识点3】发声的部位
声音的产生原理是基于物体的振动,一切正在发声的物体都在振动。例如,钢琴靠琴弦的振动发声,而笛子靠空气柱振动发声。此外,一些动物如哺乳动物通过声带振动发声,而昆虫如蝉则靠胸部的两片鼓膜振动发声。
考查物体发声时的发声部位,比较简单。
例:人讲话时依靠______振动发出声音,蝉鸣叫时依靠______振动发出声音,小提琴依靠______振动发出声音,笛子依靠______振动发出声音。
分析:声音是发声体的振动产生的。
解析:解:人说话是声带的振动产生的;蝉的鸣叫依靠翅膀的振动发出声音;小提琴声是由琴弦的振动产生的;笛子声是由空气柱的振动产生的;
故答案为:声带;翅膀;琴弦;空气柱。
点评:此题主要考查声音的产生,要知道一些常听到的声音是什么物体振动产生的。
常见的发声的部位:
声带:人和大多数动物通过声带的振动发声。声带位于喉头内部,是发声器官的重要组成部分。
音叉和鼓面:音叉和鼓面是打击乐器和部分打击类乐器的发声部位,通过敲击或振动产生声音。
弦:弦乐器如二胡、小提琴等,通过弦的振动发声。
管内空气柱:管乐器如长笛、箫等,通过吹气使管内的空气柱振动发声。
【知识点4】比较不同介质的声速大小
一般来说,声音在固体中传播速度最快,液体中次之,气体中最慢。在真空中,声音无法传播。
真空:0m/s,声音无法传播。
空气(15℃):约340m/s。
空气(25℃):约346m/s。
软木:约500m/s。
煤油(25℃):1324m/s。
蒸馏水(25℃):1497m/s。
海水(25℃):1531m/s。
铜(棒):3750m/s。
大理石:3810m/s。
考查不同介质传声的现象。
例:我国古书《梦溪笔谈》中记载:行军宿营,士兵枕着牛皮制的箭筒睡在地上,能较早所到夜袭的敌人的马蹄声,这是利用了声音在______体比______体中传播得快的道理。
分析:一般情况下,声音在固体中传播得最快,液体中次之,在气体中传播得最慢。
解析:解:行军宿营,士兵枕着牛皮制的箭筒睡在地上,能较早听到夜袭的敌人的马蹄声,这是利用了声音在固体比气体中传播得快的道理。
故答案为:固;气。点评:本题考查的是声音传播的速度;知道一般情况下,固体中的声速最大是解答本题的关键。
声速与介质种类的关系规律不是绝对的,软木就是特例,所以表达规律时要说“一般情况下”.
1.(2024秋•德城区校级月考)关于声音,下列说法正确的是( )
A.敲锣是靠锤子的振动发声的
B.气体传声比液体传声快
C.音调越高的声音越响亮
D.真空不能传声
【知识点5】回声测距
(1)回声可以用来测量距离,测量原理:s=,其中t为从发声到听到回声的时间,v声为声音在介质中的传播速度。注意此原理仅适用于声源和目标距离不变的情况。
(2)声源与目标距离变化时,声源与目标间的距离可能变大也可能变小,要画出图具体分析。
对回声测距考查多以计算题和实验题的形式,例如生活中汽车对着山崖鸣笛,求汽车到山崖的距离;探测海底某处的深度,向海底垂直发射超声波,需要知道的物理量和需要测出的物理量.
例:在某地至新泰的高速公路上,上午8:00汽车行驶到甲地,司机在高速公路上看见如图甲所示的标志牌;8:30汽车行驶到乙地,此时司机看到路边标志牌如图乙所示。求:
(1)汽车从甲地行驶到乙地的平均速度是多少km/h?
(2)若汽车下高速后以20m/s的速度正对一座高山匀速直线行驶,途中鸣了一次笛,5s后听到回声,若此时声音在空气中的传播速度为340m/s,则汽车鸣笛时距离高山多远?
分析:(1)由图可知,汽车从甲地行驶到乙地的路程,根据速度公式求出汽车从甲地行驶到乙地的平均速度;
(2)根据速度公式求出声音5s传播的路程和汽车5s行驶的路程,汽车鸣笛时与高山的距离等于声音传播的路程与汽车行驶的路程之和的一半。
解析:解:(1)由图可知,汽车从甲地行驶到乙地的路程s1=120km-75km=45km,所用的时间t1=8:30-8:00=30min=0.5h,
汽车从甲地行驶到乙地的平均速度:v1===90km/h;
(2)由v=可知,声音5s传播的路程:s声=v声t2=340m/s×5s=1700m,
汽车5s行驶的路程:s车=v车t2=20m/s×5s=100m,
汽车鸣笛时与高山的距离:s=(s声+s车)=×(1700m+100m)=900m。
答:(1)汽车从甲地行驶到乙地的平均速度是90km/h;
(2)汽车鸣笛时距离高山900m。
点评:本题考查速度公式以及回声测距的应用,知道汽车鸣笛时与高山的距离等于声音传播的路程与汽车行驶的路程之和的一半。
回声测距需要知道的物理量是声音在这种介质中的传播速度v,需要测出的物理量收到回声的时间t,注意计算距离时要除以2.
【知识点6】测量声速的实验
实验目的:测定在空气中某温度下的声速
实验器材:卷尺、体育比赛用的发令枪、秒表、温度计
实验步骤:
(1)先在空地上量出L长的距离,让两个人相距此距离站立.
(2)一个人持发令枪,看到另一人的开始信号后开枪.
(3)另一人持秒表,看到开枪产生的白烟时开始计时,当听到枪声时停止计时,测得看到白烟和听到枪声之间的时间间隔为t.
(4)若忽略光传播的时间:
若考虑光传播的时间:
考查测量声速的实验,以及以测量声速为背景,考查声速的计算问题。
例: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,则小于水中的实际声速
D.若考虑光在空气中的传播时间,则大于水中的实际声速
分析:声音在水中的传播速度小于光在空气中的传播速度。
解析:解: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。
点评:本题考查的是声音在不同介质中的传播速度;会测量声音在某种介质中的传播速度。
测量声速实验的重点是测量距离,与时间间隔,通过速度公式来计算。
【知识点7】温度对声速的影响
(1)同种介质中,温度越高,声速越大.
(2)声音在空气中的传播速度是340m/s,是指15℃时.
此考点属于了解层面的,该考点常以填空和选择题型出现.主要考查学生对概念规律的记忆和运用所学知识来解决日常生活中的现象的能力。
例:液体中的声速与温度有关,经过研究,得到液体中的声速与温度的关系式为v1=v0+a(t-t0),其中:v1表示温度为t时的声速,t0为表格中的温度,v0表示温度为t0时的声速,a为温度系数。
液体
t0/℃
v0/(m/s)
a/[m/(s•℃)]
水
25
1500
2.5
酒精
20
1180
-3.6
根据以上资料可知,酒精中的声速随温度升高而______(选填“增大”或“减小”);当温度为15℃时,声音在水中的传播速度为______m/s。分析:根据表格中的数据和液体中的声速与温度的关系式为v1=v0+a(t-t0),通过计算或分析得出答案。
解析:解:(1)酒精中的声速与温度的关系式为v1=1180m/s-3.6m/(s•℃)×(t-20℃),由数学知识知当温度t升高时,速度减小。
(2)水中的声速与温度的关系式为v1=1500m/s+2.5m/(s•℃)×(t-25℃),当温度t=15℃时,v1=1500m/s+2.5m/(s•℃)×(15℃-25℃)=1475m/s。
故答案为:减小;1475。
点评:此题考查声速与温度的关系,结合题中所给的关系式,即可作答,难度不大。
(1)记住声速与温度的关系规律.
(2)声音在传播过程中向声速小的方向偏折.白天地表附近温度高,声速大,高空温度低,声速小,声音向上偏折;黑夜地表附近温度低,声速小,高空温度高,声速大,声音沿地表传播.所以白天不如黑夜声音传播距离远.
【知识点8】声波、声音的传播形式
(1)类比法理解声波:水波是一圈一圈向外传播的,而声波是以疏密相间的波动形式向外传播的,水波和声波具有相似的形似。
(2)声音以波的形式传播着,我们把它叫作声波。像水波一样,声波在传播过程中会减弱,所以当我们离发声体太远时,会因为传来的声波太弱而不能引起听觉。
考查声波、声音的传播形式,理解声波与水波的联系。
例:关于声音的传播,下列说法中,正确的是( )
A.声音借助介质以波的形式传播
B.声音的传播不需要介质
C.介质随声音的传播向前运动
D.障碍物使声音停止传播
分析:声音是由物体的振动产生的;声音的传播需要介质;声音以波的形式向周围传播。
解析:解:A、声音借助介质以波的形式传播,故A正确;
B、声音的传播需要介质,故B错误;
C、介质在自己的平衡位置附近运动,不会随声音的传播向前运动,故C错误;
D、障碍物使声音发生反射,故D错误。
故选:A。
点评:本题考查的是声音产生和传播的条件;知道声音以波的形式向周围传播;知道声音遇到障碍物会发生反射。
记忆性知识,牢记即可。
【知识点9】探究固体、液体、气体能否传声
结论:固体、液体、气体能传声。
考查探究固体、液体、气体能否传声的实验,包括实验原理,实验器材,实验步骤,实验方法,数据分析,注意事项等内容。
例:关于如图的各种声现象,请回答下列问题:
(1)如图甲,用抽气机把玻璃罩内的空气逐渐抽出,可以发现的现象是:听到的铃声逐渐减小,由此我们可以得出初步结论:空气越稀薄,传声效果越______(选填“强”或“弱”)和气体可以传声。
(2)在实验的基础上,进一步推理可能出现的现象:假如空气全部抽光,那么将______听到铃声(选填“能”或“不能”),由此我们推理得出的结论是______。
(3)观察图乙和图丙说明:______和______可以传声。
(4)综上所述,说明:声的传播需要______。分析:声音的传播需要介质,声音可以在气体、液体和固体中传播,但不能在真空中传播。
解析:解:(1)如图甲,用抽气机把玻璃罩内的空气逐渐抽出,可以发现的现象是:听到的铃声逐渐减小,由此我们可以得出初步结论:空气越稀薄,传声效果越弱和气体可以传声。
(2)在实验的基础上,进一步推理可能出现的现象:假如空气全部抽光,那么将不能,由此我们推理得出的结论是真空不能传声。
(3)图乙说明声音可以在液体中传播,图丙说明声音可以在固体中传播,由此我们推理得出的结论是:固体和液体可以传声。
(4)综上所述,说明:声的传播需要介质。
故答案为:(1)弱;(2)不能;真空不能传声;(3)液体;固体;(4)介质。
点评:解决此类问题的关键是知道声音的传播条件和真空不能传声两个角度分析解答。
声音在固体中传声效果最好,液体次之,气体最差。
【题型1】声音产生的原因
【典型例题】如图所示,号称“天下第一鼓”的山西威风锣鼓队正在表演.当队员用手按住正在发声的鼓面时,鼓声就消失了,其主要原因是( )
A.手不能传播声音
B.手吸收了声波
C.手使鼓面停止了振动
D.手把声音反射回去了
【举一反三1】琴、筝、箫、笛、二胡、琵琶、唢呐、鼓等代表了中国民族乐器文化。下列几组民族乐器中,发声原理不同的是( )
A.二胡与古筝
B.古筝与琵琶
C.二胡与唢呐
D.箫与笛子
【举一反三2】关于声音和振动的关系,下列说法中错误的是( )
A.一切正在发声的物体都在振动
B.振动停止,发声也停止
C.振动停止,声音能继续传播
D.只要物体振动,我们就能听到声音
【举一反三3】下列说法中错误的是( )
A.演奏二胡时,弦在振动
B.鸟鸣是靠鸣膜的振动而产生的
C.收音机发声时,喇叭在振动
D.宇航员在月球上声带不能振动,所以不能发声
【举一反三4】如图,用悬挂着的乒乓球接触正在发声的音叉,乒乓球会多次被弹开,下列说法正确的是( )
A.此实验用来探究声音能否在真空中传播
B.此实验用来探究声音传播是否需要时间
C.此实验用来探究音调是否与频率有关
D.此实验用来探究声音产生的原因
【举一反三5】物理是一门以观察和实验为基础的学科。综合分析如图所示的三个实验,你可以得到的结论是: 。
【举一反三6】小明、小华和小强一起做了几个实验:小明把手放在喉头处,大声讲话,感觉喉头在振动.小华把发声的音叉插入水中,溅起了水花;小强拨动吉他的琴弦发声时,放在弦上的小纸片被琴弦弹开了.
(1)他们探究的问题是______.
(2)对上面的实验现象的分析,你能得出的结论是______.
(3)小华同学为了研究声音产生的原因,用手使劲敲桌子,发出很大的响声,但是他看到桌子几乎没有振动,为了使看到的实验现象更明显,你的改进方法是______________________________________.
【举一反三7】在鼓面上撒一些小纸屑,敲一下鼓面,在听到鼓声的同时会观察到小纸屑在 ,这一现象可以说明声音是由于物体 而产生的。
【题型2】发声体的判断
【典型例题】如图所示的民族乐器中,其中一种乐器的发声方式与其它三种不同的是( )
A.
唢呐
B.
葫芦丝
C.
铜锣
D.
竹笛
【举一反三1】历史上我国劳动人民发明了有很多传统的民族乐器,如琴、筝、箫、笛、二胡、琵琶、唢呐、鼓等,代表了中国民族乐器文化.下列几组民族乐器中,发声原理不同的是( )
A.
二胡与古筝
B.
古筝与琵琶
C.
二胡与唢呐
D.
箫与笛子
【举一反三2】下列事物中,不属于声源的是( )
A.放在书包里的口琴
B.泉水叮咚响中流动的水
C.正在发出悦耳哨声的哨子
D.牛发出叫声时的声带
【举一反三3】(2023•厦门二模)我国古人发明的风筝是世界上最早的飞行器之一.明代《询刍录》中记载“于鸢首以竹为笛,使风入竹,声如筝鸣,故名风筝”,句中声音的发声体是( )
A.鸢
B.竹
C.风
D.筝
【举一反三4】演奏吉他时,声音是由琴弦的 而产生的;吹奏笛子时,声源是 (选填“竹管”“嘴唇”或“空气柱”)。
【举一反三5】图中的喇叭在“唱歌”,看到纸盆上的纸屑上下跳动,此现象说明喇叭发声时,纸盆在不停地____________ ;我们听到喇叭的声音是通过____________传播到人耳的;实验中喇叭上放纸屑是为了将不易观察到的现象____________。
【举一反三6】演奏吉他时,声音是由琴弦的 而产生的;吹奏笛子时,声源是 (选填“竹管”“嘴唇”或“空气柱”)。
【题型3】振动发声的应用
【典型例题】如果自行车轮胎内的气过多,轮胎在阳光照射下,轮胎温度升高或在重压时会破裂并发出很大的响声,这是由于( )
A.引起空气急剧振动而发出的声音
B.轮胎这种材料破裂时发出的声音
C.轮胎内空气受重压而发出的声音
D.轮胎内空气在温度升高时发出的声音
【举一反三1】在演示声音是由物体的振动产生的实验中(如图),将正在发声的音叉紧靠悬线下的泡沫塑料球,球被多次弹开。在此实验中,泡沫塑料球的作用是( )
A.使音叉的振动尽快停下来
B.使音叉的振动时间延长
C.将音叉的微小振动放大,便于观察
D.使声波多次反射,形成回声
【举一反三2】如果自行车轮胎内的气过多,轮胎在阳光照射下,轮胎温度升高或在重压时会破裂并发出很大的响声,这是由于( )
A.引起空气急剧振动而发出的声音
B.轮胎这种材料破裂时发出的声音
C.轮胎内空气受重压而发出的声音
D.轮胎内空气在温度升高时发出的声音
【举一反三3】手掌按住正在发声的鼓面,鼓声消失了.这个实验能探究的是( )
A.决定音调的因素
B.声音能否在空气中传播
C.声音产生的原因
D.声音传播是否需要时间
【举一反三4】在敲鼓时,用鼓锤敲击鼓面,在听到鼓声同时,还可看见鼓面上小纸团在跳动,说明鼓声是由于鼓面的____________产生的,这里所采用的实验方法是____________(选填“控制变量法”、“转换法”或“类比法”)。
【举一反三5】如图所示,在探究声音是怎么产生的实验时,用竖直悬挂的乒乓球接触发声的音叉时,乒乓球会被弹起。
这个现象说明 ;乒乓球在实验中起到什么作用? 。这种研究问题的方法是
【举一反三6】我们生活在声音的海洋里,通过学习,我们知道声音是由物体振动产生的。请你利用生活中常见的物品设计一个小实验,来证明声音是由物体振动产生的。实验要求:实验器材易获取,实验现象明显。
实验操作︰ ;
实验现象及结论︰ 。
【题型4】声音在真空中的传播特点与探究
【典型例题】下列各图描述的实验中,用来说明声音的传播需要介质的是 ( )
A.发声的音叉激起水花
B.乒乓球被弹开
C.尺子振动越快,音调越高
D.听不到真空罩中间铃声
【举一反三1】下列说法正确的是( )
A.人说话发声是靠空气振动产生的
B.水中的鱼会被岸上的脚步声吓跑,说明液体也能传声
C.固体传声一般比气体慢
D.能区分自己的回音和原声,一般情况下人与障碍物的距离不得小于34 m
【举一反三2】如图所示是探究声现象的四种实验情景,下列说法正确的是( )
A.如图中,通过观察纸屑是否跳动可以探究“声音的产生原因”
B.如图中,乒乓球的作用是延长音叉的振动时间
C.如图中,真空铃实验说明声音能在真空中传播
D.如图中小刚轻声说话,小丽通过“土电话”能听到小刚的声音,说明空气可以传声
【举一反三3】如图,将一块正在发声的音乐芯片放在密封罐中,再将罐内空气慢慢抽出,这时听到密封罐中音乐芯片的声音会变 ______ ;进一步推理,如果将密封罐内的空气抽尽,将听不到音乐芯片发出的声音,说明______.
【举一反三4】在探究声音的产生与传播时,晓华和丽丽一起做了下面的实验:
(1)如图甲所示,晓华敲击鼓面可观察到纸屑弹跳起来,这个现象说明声音是由物体振动产生的;实验中纸屑的作用是________________________。
(2)如图乙所示,丽丽将两个相同的音叉放在两张分开的桌面上,敲响右边的音叉后,左边的音叉也发出了声音,并将泡沫塑料球弹起,这说明____________可以传声。
(3)如图丙所示,晓华将正在发声的闹钟放在玻璃钟罩内,用抽气筒将内部空气抽出来,丽丽在旁边听到闹钟的声音越来越小,但是没有完全消失,她觉得是抽空气无法被抽完导致,经过科学的推理,若将钟罩抽成真空,闹铃声将消失,说明____________不能传声。
(4)实验完成后,晓华高兴得高歌一曲,丽丽却很嫌弃,觉得完全是噪声,用软质海绵耳塞堵住了耳朵,丽丽是在____________(选填“产生阶段”、“传播过程中”和“人耳处”)减弱了噪声。
(5)隔着三个教室的秋秋老师都被晓华的歌声打搅了,说明晓华声音的____________(选填“响度大”、“音调高”和“音色好”)。
【举一反三5】某中学实验小组的同学对“声音传播需要介质吗?”进行探究,设计并进行了实验,用到的器材有:耐高温的广口玻璃瓶或烧杯、密封盖、小铃、细铁丝或棉线.如下图所示:
(1)将瓶口盖紧密封盖,摇动小铃,_______听到铃声.(填“能”或“不能”)
(2)使密封瓶盖与瓶口间隙有空隙,对烧瓶加热,经过一段时间,拧紧瓶盖并停止加热.冷却后,瓶内近似真空状态,再摇动小铃,比较两次听到的铃声的变化,可知__________.
(3) 通过实验得出的结论是_______________________________.
【举一反三6】如下图所示,在一个圆底烧瓶内装入适量的水,用下端系有小铃铛的带孔橡皮塞塞住瓶口,孔内插有一截套有橡皮管的玻璃管,此时轻轻晃动烧瓶,可以听到清脆的铃声.
(1)把烧瓶放在酒精灯下加热,使水沸腾一段时间后,用夹子夹住橡皮管,待烧瓶冷却,再次晃动烧瓶,铃声将会怎样?
(2)打开夹子,空气进入烧瓶,再晃动烧瓶,铃声又将会如何?
(3)该实验说明了什么道理?
【题型5】声音在不同介质中的传播
【典型例题】关于声音产生和传播,以下说法正确的是( )
A.由于科技的快速进步,人类终将制造出不振动也能发出声音的高科技产品
B.声音能通过水传播,因为鞭炮声会惊吓到水中的鱼
C.物体只要在振动,人就能听到声音
D.太空中的宇宙战舰发生爆炸,距离不远的战舰上的人可以听到爆炸的声音
【举一反三1】如图,在地球上和月球上同时做甲、乙两个实验,都能看到塑料球被弹起的实验是( )
A.甲、乙实验都能
B.乙实验
C.甲实验
D.甲、乙实验都不能
【举一反三2】2013年4月20日,四川雅安芦山发生了7.0级强烈地震,造成了大量伤亡,其中一个原因是发生地震时没有采取合理的自救措施,若一个人在发生地震时被埋在废墟下面,以下自救措施合理的是( )
A.就地静止等待
B.大声呼救
C.使劲向有缝隙的地方钻爬
D.用硬物敲击墙壁,水管等物传出声音
【举一反三3】找两个一次性纸杯,在它们的底部中间扎一个小孔,再找一根足够长的线,将线的两头分别穿过一个纸杯底部的小孔后将线头打结,防止线头从小孔滑脱,这样就做成了一个简单的土电话.你拿着其中的一个纸杯进入房间,关上门,将另一个纸杯交给你的家长,并让他对着杯口轻声说话,你在房间里通过另一个杯口能清楚地听到你家长说了什么.
(1)你的家长的说话声______(是/不是)通过空气传入你的耳朵的.
(2)实验中,线是否被拉紧对实验结果______(有/没有)影响.
(3)“土电话”表明:固体不但可以传声,且传声效果与空气相比______(更好/更差/一样).
【举一反三4】在某金属管的一端敲一下钟,在管的另一端听到两次声音(第一次是由金属管传来的,第二次是由空气传来的),管长1020m,两次响声相隔2.75s。如果当时空气中的声速是340m/s,求该金属中的声速。
【题型6】回声及其应用
【典型例题】一艘科考船行驶在某海域,并对该海域的海底形状利用声呐系统进行了测绘.具体方法是:在经过该海域水平面等间距的A、B、C、D、E五个位置时,向海底定向发射超声波,测得回收信号的时间分别为0.30s、0.16s、0.30s、0.14s、0.30s.根据时间,求出海底与海平面的距离,就可以绘出海底的大致形状,则该海域海底的大致形状如图中的( )
A.
B.
C.
D.
【举一反三1】北京天坛的回音壁应用的声学原理是( )
A.声音的反射
B.声音在不同介质中传播的速度不同
C.利用回声增强原声
D.声速随温度改变
【举一反三2】夜深人静,走进小巷,为什么总像有脚步声跟着自己?白天为什么听不见?答:这是因为人在小巷行走时,脚步声通过小巷两侧墙壁 ______ 形成回声,小巷较窄,回声不断 ______ ,听起来就像一串串“咚咚”声跟着自己.白天这种回声被周围嘈杂声所淹没,因而听不见.
【举一反三3】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,声呐向海底发射超声波,经6s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”)用来测量地球与月球的距离。
【举一反三4】一快艇以20m/s的速度在湖面上朝着对面高山方向匀速直线行驶,在A处鸣笛后,经过4s后在B处听到对面处的高山传来的回声(空气中的声速为340m/s)。求:
(1)A处到B处的距离。
(2)4s内声波在空气中所传播的路程。
(3)A处离高山有多远。
【举一反三5】元旦期间,小龙一家驾车去炎陵旅行,汽车以15m/s的速度在平直的公路上匀速行驶,公路前方有一山崖,在离山崖一定距离的地方鸣笛,经过1.2s后小龙听到了回声(已知声音在空气中的传播速度为340m/s)。求:
(1)从鸣笛到听到回声,声音在空气中传播的距离;
(2)从鸣笛到听到回声,汽车行驶的距离;
(3)小龙听到回声时汽车离山崖的距离是多少?
【题型7】人耳听声
【典型例题】(2023•连平县二模)人可以依靠两只耳朵来判断发声物体的方位,从而对声音世界有立体的感觉.如图,舞台上利用左右两只扬声器(喇叭)A、B来形成立体声效果,如果从扬声器所发出的声音是A强B弱,人会感觉到这个声源在A、C之间某位置,这里人作出判断主要利用声音的( )
A.响度
B.音调
C.音色
D.声速
【举一反三1】下列有关声音的产生与传播的说法中正确的是( )
A.声速与介质的种类和温度有关
B.物体振动停止后,还会发出响度逐渐减弱的声音
C.只要有物体振动发声,就能听到声音
D.正在发声的物体一定在振动,振动停止,声音立即消失
【举一反三2】下列有关声音的产生与传播的说法中正确的是( )
A.声速与介质的种类和温度有关
B.物体振动停止后,还会发出响度逐渐减弱的声音
C.只要有物体振动发声,就能听到声音
D.正在发声的物体一定在振动,振动停止,声音立即消失
【举一反三3】下列关于骨传导的说法中,正确的是( )
A.医生用听诊器听取人心脏跳动的声音,是声波通过手臂上的骨骼传给听觉神经的,是骨传导
B.堵住耳朵,把振动的音叉的尾部抵在牙齿上听到的声音,是骨传导
C.用手堵住耳朵,听振动的音叉发出的声音,是骨传导
D.同学们能听老师讲课的声音是骨传导
【举一反三4】某声源1分钟振动600次,其频率为____________Hz,人耳____________(选填“能”或“不能”)听到此声音。
【举一反三5】蚊子飞行时,翅膀每分钟振动约36000次,蚊子翅膀振动频率约是____________Hz,人耳____________听到蚊子声(选填“能”或“不能”)。
【举一反三6】某种昆虫靠翅防振动发声。如果这种昆虫的翅膀在10s内振动了3000次,则它振动的频率是____________Hz,人类____________听到这种声音。(选填“能”或“不能”)
【题型8】 声速在不同介质中的特点及应用
【典型例题】北宋沈括在他的著作《梦溪笔谈》中提到:行军宿营,士兵枕着皮制的箭筒睡在地上,可尽早听到来袭敌人的马蹄声。这样做能尽早听到马蹄声的主要原因是( )
A.声音在土地中传播的速度比在空气中快
B.箭筒使马蹄声的音调变高了
C.箭筒改变了马蹄声的音色
D.箭筒提高了士兵的听力
【举一反三1】下列关于声音产生与传播的说法正确的是( )
A.声音在真空中的传播速度是
B.只要物体振动,我们就能听到声音
C.在空气中,回声比原声的速度大
D.声音从水中传到空气中时,声速变小
【举一反三2】将耳朵贴在长铁管的一端,让另外一个同学敲一下铁管的另一端,会听到两个敲打的声音.这个事实说明( )
A.敲打在空气中形成了两个声音
B.声音在空气中发生了反射
C.声音在铁管中发生了反射
D.声音在不同介质中传播速度不同
【举一反三3】北宋时代的沈括,在他的著作《梦溪笔谈》中记载:士兵枕着牛皮制成的箭筒睡在地上,能及早听到夜袭敌人的马蹄声。其原因是____________、箭筒等固体能够传声,且比空气传声的速度____________;同时箭筒的空腔也起了____________(选填“分散”或“收集”)声音作用的缘故。
【举一反三4】由下面表格中的声速,你可以得出什么结论?
几种物质的声速(m/s)
结论1:______________________________________________________;
结论2:______________________________________________________;
结论3:______________________________________________________.
【举一反三5】下图为一声速测量仪器的使用说明书和实验装置图,阅读并回答.
(1)若把铜铃放在甲、乙的中点,则液晶显示屏的示数为 ______ .
(2)一同学将铜铃放到甲的左边,并使甲乙在一条直线上,则铜铃离甲越远,液晶显示屏的数值 ______ (选填“变大”、“变小”或“不变”).
(3)一同学想验证声速与气体温度的关系,把铜铃固定放在甲的左边,并使甲乙在一条直线上,然后在甲乙之间加温,发现液晶显示屏的数值变小,则声速随气体温度的增大而 ______ .
A.变大 B.变小 C.不变 D.无法判断
(4)如图中,已知s1=20cm,s2=80cm,液晶显示屏上显示:1.875,则此时声速约为 ______ m/s.
【题型9】声速的相关计算
【典型例题】声音在金属中的传播速度比在空气中大。已知声音在空气中传播距离s和在某金属管道内传播同样距离所需时间之差为t,且已知声音在空气中的传播速度为v,则声音在该金属管道内的传播速度是( )
A.
B.
C.
D.
【举一反三1】在某金属管的一端敲一下钟,在管的另一端听到两次声音(第一次是由金属管传来的,第二次是由空气传来的),管长,两次响声相隔。如果当时空气中的声速是,则该金属中的声音的传播速度是( )
A.
B.
C.
D.
【举一反三2】液体中的声速与温度有关,经过研究,得到液体中的声速与温度的关系式为,其中:表示温度为时的声速,为表格中的温度,表示温度为时的声速,a为温度系数。
根据以上资料可知,酒精中的声速随温度升高而 (选填“增大”或“减小”);当温度为15℃时,声音在水中的传播速度为 m/s。
【举一反三3】如图所示,水面上两船相距3 km,实验员在一条船上敲响水里的一口钟,同时点燃船上的火药使其发光;另一条船上的实验员在看到火药发光后2 s,通过水里的听音器听到了水下的钟声.根据这些数据计算声音在水中传播的速度为________ m/s.
【举一反三4】常温下,声音在空气中的传播速度约为340m/s,回声到达人耳比原声晚0.1s以上,人耳才能把回声和原声区分开.请计算要能区别自己的叫声和障碍物反射回来的回声,你至少要距离悬崖多少米?
【举一反三5】用回声可以帮助船只测量水深,因此在海洋和江河的考察船上都装有声呐.如果声呐发出的声音在水中的传播速度为1500m/s,在考察时发出声音0.8s后接收到了回声,这里的水深为多少?
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