内容正文:
第二章 声的世界
第一节 声音的产生与传播
1.如图2-2所示,将正在发声的音叉放入水中,会看到水花四溅的现象,这说明了什么?如果把音叉停止发声再放入水中,还能看到水花吗?
说明声音是由物体振动产生的;停止发声后看不到水花,因为音叉不再振动。
第一节 声音的产生与传播
2.敲击音叉放在泡沫小球接触位置时,为什么泡沫小球会被反复弹开?
音叉振动产生声音,振动传递给小球,使小球被弹开。
第一节 声音的产生与传播
3.医生用听诊器给病人听诊,是利用了声音的什么原理?听诊器的设计是如何增强声音效果的?
利用了声音可以在固体中传播的原理;听诊器通过固体传声减少声音分散,使声音更集中地传入医生耳朵
4.请设计一个简单实验,证明振动停止,发声也停止。
在鼓面上撒一些碎纸屑,敲击鼓面发声,同时看到纸屑跳动;用手按住鼓面,纸屑停止跳动,声音也停止。
第一节 声音的产生与传播
5.在真空罩传声实验中,随着空气被抽出,音乐声逐渐变小,最后几乎听不到,这说明了什么?
声音的传播需要介质,真空不能传声
6.为什么太空中的宇航员需要通过无线电交流,而不能直接对话?
太空中是真空环境,声音无法传播,需要利用无线电波(电磁波)进行通信。
第一节 声音的产生与传播
7.为什么古代士兵晚上枕着牛皮箭筒睡在地上,可以听到远处敌人的马蹄声?
声音可以在固体(大地)中传播,且固体传声效果比气体好,能更早听到远处的声音。
8.请解释“隔墙有耳”的声学原理。
声音可以通过固体(墙壁)传播,即使隔着墙,声音也能通过墙体传入耳朵,所以能听到隔壁的声音。
课后作业
1. 如图 2-11 所示,将一个正在发声的音叉移近悬挂的泡沫塑料小球或乒乓球,当两者接触时,可观察到小球被音叉反复弹开的现象。如果音叉不发
声,就观察不到此现象。请解释该现象。
声音是由物体振动产生的:当音叉发声时,它本身在做快速的振动。
振动的传递与放大:正在振动的音叉接触到悬挂的泡沫塑料小球时,会将振动传递给小球,使小球被反复弹开。这个实验利用小球的明显运动,把音叉不易观察到的微小振动 “放大” 了,这种方法叫做转换法。
振动停止,发声也停止:当音叉不发声时,它就没有振动,因此也就不会使小球弹开。
课后作业
2. 游泳时,人即使浸没在水中,也能听到岸上的声音,这是为什么?
3. 现代建筑常使用“真空玻璃”(将双层玻璃之间抽成近似真空)作临街窗户的玻璃,请利用所学的声学知识,解释这种玻璃的优点。
声音的传播需要介质,液体(水)可以传声
声音的传播需要介质,而真空环境中几乎没有介质,因此声音无法在真空中传播。真空玻璃将双层玻璃之间抽成近似真空,阻断了声音的传播路径,从而可以有效减弱外界的噪声,起到良好的隔音效果,提升室内的安静程度
课后作业
4. 同学们对“声音的产生与传播”有下面几种看法,请根据你的认识,
对每种看法作出评论。
(1)声音是由于物体的运动而产生的;
(2)声音可在气体、液体和固体中传播,但不能在真空中传播;
(3)声音的传播速度是 340 m/s。
错误。
声音是由物体的振动产生的,而不是单纯的运动。物体做匀速直线运动等非振动形式的运动时,并不会产生声音。
正确。
声音的传播需要介质,气体、液体、固体都可以作为传声介质;而真空中没有介质,因此声音无法在真空中传播
错误。
340 m/s 是声音在15℃空气中的传播速度。声音的传播速度与介质种类和温度有关,例如在水中、钢铁中传播速度远大于 340 m/s,在不同温度的空气中速度也不同。
课后作业
5. 用手按住敲响的鼓面,鼓面会停止发声,这是因为( )。
A. 声音传播的速度变小了
B. 声音传到人体中去了
C. 声音传播的速度变大了
D. 鼓面停止了振动
D
课后作业
6. 凝结着中国古人智慧的双耳鱼洗盆如图 2-12 所示。注入半盆水后,用双手搓把手,会发出嗡嗡声,同时盆内水花四溅。“水花四溅”说明发声的“鱼洗”正在 ______;“鱼洗”发出的嗡嗡声是靠 ______ 传播的。用双手按住把手,嗡嗡声会很快消失,这是因为 ______________________。
振动
空气
振动停止,发声也停止
课后作业
7. 一位同学面对一座峭壁发出喊声,一会儿他听到了回声。他从手腕上
的电子表看到,从他发出喊声到听到回声共经历了约 0.5 s 的时间,估算峭壁距离该同学站立之处有多远。
峭壁距离该同学站立之处约 85 m
第二节 声音的特性
1.用大小不同的力敲鼓,鼓声的什么特性会发生改变?
响度会改变,用力越大,鼓面振动幅度越大,响度越大。
2.弹吉他时,手指按压不同的琴弦位置,会改变声音的什么特性?
音调会改变,按压不同位置改变了琴弦的振动长度,从而改变了振动频率,音调发生变化。
第二节 声音的特性
3.为什么我们能通过声音区分不同的乐器演奏?
不同乐器发出的声音音色不同,音色是由发声体的材料、结构等决定的,所以能通过音色辨别不同乐器。
4.医生用听诊器可以更清晰地听到病人的心跳声,这是因为听诊器改变了声音的什么特性?
主要改变了响度,听诊器减少了声音的分散,使声音更集中,响度增大。
第二节 声音的特性
5.请解释“男低音”和“女高音”中的“高低”指的是什么特性?
这里的“高低”指的是音调,男低音音调低,振动频率慢;女高音音调高,振动频率快。
音调相同的不同乐器发出的波形总体上的疏密程度是相同的,即______相同;但是波的形状不同,即______不同。
音色
频率
第二节 声音的特性
6.比较绷得较紧的橡皮筋和绷得较松的橡皮筋,哪个音调高?
绷得较紧的橡皮筋振动频率快,音调高;绷得较松的橡皮筋振动频率慢,音调低。
7.比较粗橡皮筋和细橡皮筋,哪个音调高?
细橡皮筋振动频率快,音调高;粗橡皮筋振动频率慢,音调低。
8.请设计一个实验,验证音调与橡皮筋长度的关系。
实验器材:相同粗细的橡皮筋、纸盒、木条
实验步骤:
1.将橡皮筋套在木条上,改变木条之间的距离,使橡皮筋的长度不同。
2.用相同的力依次拨动不同长度的橡皮筋,观察声音的音调变化。
3.记录每个橡皮筋的长度和发出声音的音调,分析两者之间的关系。
第二节 声音的特性
9.编钟是我国古代重要的打击乐器,常用于征战、朝见、祭祀或宴庆
等。编钟由若干大小不同的钟有次序地悬挂在木架上编成一组或几组,
形成一定的音阶
1.编钟发声的原理是什么?
2.为什么古代人用编钟演奏音乐时,能奏出完整的音阶?
编钟由大小不同的钟按照一定的次序排列,每个钟的音调不同,组合起来可以形成完整的音阶,从而演奏出丰富的音乐。
编钟是通过钟体的振动发出声音的,敲击不同大小的钟,钟体振动频率不同,发出的音调也不同
课后作业
1. 我们在阅览室等场所常看到“请勿大声喧哗”等提醒文字,这里的
“大声”指的是声音的_______________。
2. 合唱中“高音声部”和“低音声部”中的“高”和“低”是指声音的( )。
A. 响度 B. 音调 C. 振动幅度 D. 音色
3. 小华是位音乐爱好者,他能从音乐会的乐器合奏中分辨出演奏的各种
乐器。小华分辨的依据是这些乐器发出声音的_________不同。
响度
B
音色
课后作业
4. 二胡是常见的中国民族乐器之一,下列关于二胡的说法中正确的是
( )。
A. 琴弦的振动频率越高,发出声音的音调越高
B. 二胡的音色与其材料、结构无关
C. 拉弓时,用力越大发出声音的音调越高
D. 拉二胡时,手按压琴弦不同位置是为了改变响度
A
课后作业
5. 在操场上,近处的同学听到了体育老师发出的口令,而远处的同学没有听清楚,原因是______________________________________________________________;想要远处的同学听清楚口令,你的建议是:__________________________ 。
6. 如图 2-20 所示,用相同的玻璃杯分别装不同量的水。依次敲击玻璃杯并调整水量,使其能发出不同的音调。请你用调整好的玻璃杯演奏一支简单的曲子。
声音的响度随传播距离的增大而减小,远处同学接收到的声音响度太小,因此听不清楚
老师靠近远处同学喊话
敲击玻璃杯时,发声体是玻璃杯和水。水越少,玻璃杯振动越快,频率越高,音调越高;水越多,音调越低
第三节 超声波与次声波
1.什么是超声波?它的频率范围是多少?
频率高于20000Hz的声波称为超声波。
2.蝙蝠是如何利用超声波导航的?
蝙蝠发出超声波,遇到障碍物后反射回来,蝙蝠根据反射波判断障碍物的位置和距离,从而实现导航。
3.B超检查是利用了超声波的什么特性?
利用了超声波的穿透能力强和反射特性,超声波进入人体后在不同组织界面反射,形成图像,帮助医生诊断。
第三节 超声波与次声波
4.为什么次声波可以用于监测自然灾害?
次声波频率低,传播距离远,能绕过障碍物,自然灾害(如地震、海啸)发生时会产生次声波,通过监测次声波可以提前预警。
5.请列举超声波在工业和生活中的其他应用。
工业上可以用超声波探伤仪检测金属内部缺陷;
生活中可以用超声波清洗眼镜、珠宝等物品。
课后作业
1. 你认为很静,没有任何声音时,狗却突然表现得非常警惕,这很可能
是因为( )。
A. 狗能准确辨认声源的位置 B. 狗的发声频率范围比人的大
C. 狗的听觉频率范围比人的大 D. 同样的声音狗听起来响度大
2. 我们做 B 超检查时听不到 B 超探头发出的声音,这是因为 B 超探头发
出的声音________________________。
3. 蝙蝠利用超声波的回声确定障碍物或飞虫的位置和距离。科学家根据
这一原理发明了__________。利用这种技术,人们可以探知海洋的深度,获得鱼群或潜艇的信息。
C
频率高于 20000 Hz(是超声波,超出了人耳的听觉范围)
声呐
课后作业
4. 人们对人耳听不到的声波有如下应用:① 声呐;② 击碎结石;③ 探伤;④ B 超;⑤ 遥测核爆炸。其中,与超声波有关的是:_________ ;与次声波有关的是:___________ 。
5. 地震时会产生次声波。有些远离地震中心的动物可以接收到次声波,并有所反应。查阅资料,了解在远离地震中心的地方能感觉到地震的有哪些动物。
6. 超声波在海水中的传播速度约 1 500 m/s。用超声波测位仪竖直向海底
发射超声波,经过 6 s 收到海底返回的声波,则该处海深是多少米?
①②③④
⑤
狗、猫、大象、长颈鹿、鳄鱼、章鱼等。
这些动物能接收到地震产生的次声波,并表现出异常反应
4500 米
第四节 噪声控制与健康生活
1.噪声的定义是什么?
噪声一般是指发声物体做无规则振动时发出的声音,其波形杂乱无章。同时,干扰人们休息、学习和工作的声音,以及对人们所要听的声音产生干扰的声音,也可称为噪声。
第四节 噪声控制与健康生活
2.请列举生活中常见的噪声来源。
噪声通常来自汽车、火车等交通工具,电机、机床等工业机械,空调、电冰箱等家用电器,以及嘈杂的人群等。
3.为什么在图书馆里说话会被认为是噪声?
因为在图书馆里人们需要安静的环境进行阅读和学习,说话声会干扰其他人的学习和工作,所以被认为是噪声。
4.控制噪声的主要措施有哪些?
在声源处控制:改进设备结构,降低噪声强度;减少振动等。
在传播过程中控制:使用隔音材料、建立隔音屏障等。
在人耳处控制:佩戴耳塞、耳罩等防护用品。
第四节 噪声控制与健康生活
5.下列情景可以通过什么方式减弱噪声
从人耳处
从声源处
从传播过程中
第四节 噪声控制与健康生活
6.常安置有噪声监测设备的目的是什么?可以减弱噪声吗?
噪声监测设备本身不能减弱噪声,它只是对噪声进行测量和记录。要减弱噪声,需要采取其他措施,如在声源处控制噪声、在传播过程中控制噪声或在人耳处控制噪声等。
课后作业
1. 防治噪声可以从三个环节入手。下面一些能起作用的措施中,分别是
从哪个环节防治噪声的?
(1)摩托车安装消声器;
(2)在城市中禁鸣汽车喇叭;
(3)体育馆、剧院的内墙要用吸音材料来装饰;
(4)在飞机旁工作的人员要戴有耳罩的头盔。
在声源处减弱噪声
在声源处减弱噪声
在传播过程中减弱噪声
在人耳处减弱噪声
课后作业
2. 对于噪声较大的机器,制造一个外壳,把它罩起来,是在_______处减弱噪声;在马路和住宅间植树,这是在______中减弱噪声;放鞭炮时,用棉花塞住耳朵,这是在_______处减弱噪声。
3. 图 2-31 是一款电子噪声监测器,此时的噪声分贝数为______
,这个数字表示的是当时环境声音的 _______。当附近有载重
汽车驶过时,显示屏上的数字将 _________(选填“增大”“减小”
或“不变”)。
声源
传播过程
人耳
49.6 dB
响度
增大
课后作业
4. 为了探究装修材料对噪声的减弱效果,小明做了如图 2-32 所示的实验。他把待测试的材料轮流垫在玻璃杯下,并将小球拉到同一高度后释放。小球敲击玻璃杯,比较垫不同材料时玻璃杯发出的声音大小,实验数据记录见表2-4。从表中数据,你可得出什么结论,请说明理由。
不同的装修材料,吸音效果不同;
其中聚酯棉的吸音效果最强,软木的吸音效果最弱
课后作业
5. 一场大雪过后,会感到外面“万籁俱寂”,这是为什么呢?有一种说法,这是因为雪的质地蓬松且多孔,是一种天然的良好吸音材料,同时由于其疏松的结构和其中的水分,能有效地散射声音。请你进一步查阅资料,核实以上信息,写出雪后“万籁俱寂”的主要原因。
1.积雪的吸音与散射作用(核心原因)
多孔结构吸音:新鲜的积雪质地蓬松多孔,像天然的 “吸音海绵”。当声波传播到雪层时,会进入无数微小的空气空隙,在内部发生多次反射和摩擦,声能被不断消耗并转化为热能,从而大幅减弱声音的强度。
散射与反射减少:积雪表面凹凸不平,声波入射后会被向各个方向散射,而不是像在坚硬、光滑的地面上那样被强烈反射。这减少了环境中的回声和混响,让声音听起来更 “干净”、更安静。
2. 环境与心理因素
噪音源减少:大雪天气通常会导致人类和车辆的户外活动显著减少,城市和自然环境中的主动噪音源本身就变少了。
心理感知效应:积雪吸收了大部分环境中的 “白噪音”,取而代之的是降雪本身极微弱的均匀声响,这种稳定的声音环境会让大脑降低对突发声响的敏感度,主观上感觉更加宁静。
本章练习
1. 在某音乐会上,男低音放声独唱,女高音轻声伴唱。与女高音相比,
男低音( )。
A. 音调低,响度大 B. 音调低,响度小
C. 音调高,响度大 D. 音调高,响度小
2. 下列事例中,与次声波相关的是( )。
A. 声呐测定海底深度
B. 预报台风、监测核爆炸
C. 蝙蝠确定目标的方向和距离
D. 海豚判断物体的位置和大小
A
B
本章练习
5.“石磬”是我国古代石制打击乐器,被称为“古乐之祖”。演奏时用木槌敲击,发出古朴典雅的乐曲声。如图 2-34 所示,用同样的力敲击长短不同的石磬,所产生声音的 ___________不同。
6. 图 2-35 是中国古代的计程车—“记里鼓车”的模型。在
古代,当车走一里时,车上的木人就敲一下鼓,鼓面由
于 ___________ 而发声;当车走到十里时,车上的木人
就敲一下镯(古代的乐器),人们根据鼓和镯发声的
___________不同,确定车行进了一里还是十里。
音调
振动
音色
本章练习
7. 小明在演奏二胡时,用 琴弓拉动琴弦,使琴弦 而发声;小明的手指不断在琴弦上移动,这样做是为了改变声音的 ;二胡的声音是通过 传播到我们耳朵中的。8. 某飞机的飞行速度是声速的 2 倍,则该飞机在 5 s 内飞行的距离是多少?(声音的速度取 340 m/s)
本章练习
9. 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 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分别为 0.30 s、0.16 s、0.30 s、0.14 s、0.30 s。由此判断,该海域海底的大致形状为图 2-36中的哪一个?为什么?
A
在同一海域,声速 v 是恒定的,因此回收时间越长,说明海底深度越大;时间越短,深度越浅。
即深度关系为:L=N=P>M>O
$