内容正文:
2.1 声音的产生与传播
【核心素养目标】
1、物理观念:知道声音由物体振动产生;理解声音传播需要介质,真空不能传声;记住15℃空气中声速340m/s;了解回声形成条件与简单计算
2、科学探究:通过音叉、钢尺、真空罩实验,学会用转换法观察微小振动
3、科学思维:能辨析发声体、传声介质,区分振动停止与声音消失的区别
4、社会责任:了解生活中固体/液体传声的应用,感知物理与生活的联系
【学习重难点】
重点:声音的产生原因;声音传播的介质;15℃空气中声速
难点:真空不能传声的实验推理法;回声测距的计算;振动停止≠声音消失
【课前预习】
一、声音的产生
1、观察生活现象:说话时喉咙声带______;拨动钢尺发声时钢尺______;敲鼓时鼓面______。
2、结论:声音是由物体的________产生的;________的物体叫做发声体(声源)。
3、停止发声:物体________停止,发声立即停止,但已经产生的声音不会立即消失。
二、声音的传播
1、声音的传播需要________,介质分为固体、________、________三类。
2、真空________(能/不能)传声,太空宇航员必须通过无线电交流。
3、声音以________的形式在介质中传播,类似水波。
三、声速与回声
1、声速:声音在介质中传播的速度,声速大小与________、________有关。
2、传播规律:一般情况下,v固____v液____v气(填>/<)。
3、标准值:15℃时,空气中声速v=________m/s。
4、回声:声音遇到障碍物被________回来形成回声;人耳区分原声与回声的时间间隔至少________s,距离至少________m。
【课堂探究】
探究1:探究声音的产生(转换法)
实验器材:音叉、乒乓球、细线、烧杯、水、钢尺
1、操作1:敲击音叉后,将音叉接触悬挂的乒乓球,观察到乒乓球________,说明发声的音叉在振动。
2、操作2:将发声的音叉放入水中,水面溅起水花,证明发声体在振动。
3、操作3:拨动钢尺发声,按住钢尺,振动停止,发声停止。
实验结论:所有发声的物体都在振动,振动停止,发声停止。
思考:为什么敲钟后,停止敲击,钟声还会持续一段时间?
答:钟仍在振动,持续发声;振动停止后,发声才停止。
探究2:探究声音的传播介质
实验1:真空罩实验(推理法)
器材:真空罩、闹钟、抽气机
步骤:①闹钟发声,放入真空罩,能听到声音;②用抽气机逐渐抽出罩内空气,听到声音逐渐________;③空气全部抽出后,几乎听不到声音。
结论:声音传播需要介质,真空不能传声。
实验2:固体传声
操作:同桌一人轻敲桌面,另一人耳朵贴紧桌面听,对比空气听声效果。
现象:固体传声效果比空气好。
实验3:液体传声
举例:水中的鱼能听到岸边脚步声、水下声呐通信,证明液体可以传声。
探究3:回声测距计算
公式: s=vt(声音往返,距离取一半)
例题:人对着山崖喊话,2s后听到回声,求人与山崖的距离(15℃空气)。
解: s=×340m/s×2s=340m
【知识梳理】
1、产生:物体振动→发声;振动停止,发声停止
2、传播:需要介质(固、液、气),真空不传声;传播形式:声波
3、声速:固>液>气;15℃空气=340m/s;温度越高,空气声速越大
4、回声:t≥0.1s可区分,测距公式 s=\frac{1}{2}vt
【当堂检测】
1、下列关于声音产生的说法正确的是( )
A. 只要物体振动,就能听到声音 B. 发声的物体一定在振动
C. 振动停止,声音立即消失 D. 只有固体才能振动发声
2、不能说明液体可以传声的是( )
A. 水下潜水员听到岸上声音 B. 声呐探测鱼群
C. 雷声雨天更响亮 D. 鱼被岸边脚步声吓跑
3、15℃空气中,声音传播170m需要______s。
4、真空罩实验用到的物理研究方法是________;观察音叉振动用________法。
5、简答:为什么打雷时先看到闪电,后听到雷声?________________________
【课后分层作业】
基础题(全员必做)
1、默写:声音产生原因、传播条件、15℃空气声速。
2、列举3个固体传声、2个液体传声的生活实例。
提升题(培优选做)
1、一辆汽车以20m/s速度驶向山崖,鸣笛后2s听到回声,求鸣笛时车与山崖的距离。
2、解释:为什么大雪过后,环境格外安静?
【易错警示】
1、物体振动一定发声,但不一定能被人听到(缺介质、频率超出人耳范围)
2、振动停止→发声停止,不是声音消失,已传播的声波继续传播
3、回声计算必须除以2,不可直接用 vt计算距离
2.1 声音的产生与传播
一.选择题(共10小题)
1.如图所示,8个相同的玻璃瓶中灌入不同高度的水,仔细调节水的高度,敲击它们,就可以发出“1.2.3.4.5.6.7.1”的声音来;而用嘴吹每个瓶子的上端,可以发出哨声。则下列说法正确的是( )
A.敲击瓶子时,声音只是由瓶本身的振动产生的
B.敲击瓶子时,声音只是由瓶中水柱的振动产生的
C.用嘴吹气时,哨声是由瓶中空气柱振动产生的
D.用嘴吹气时,哨声是由瓶中水柱的振动产生的
2.以下活动中,用来探究声音产生原因的是( )
A.将发声的音叉触及面颊
B.用大小不同的力敲鼓
C.将发声手机置于密闭瓶内并抽气
D.用硬卡片在梳齿上快划、慢划
3.手掌按住正在发声的鼓面,鼓声消失了,原因是手( )
A.把声音反射回去了
B.吸收了声波
C.改变了鼓面的振动频率,超出了人的听觉范围
D.使鼓面停止了振动
4.在房间里讲话听不到回声的原因是( )
A.房间里不能产生回声
B.墙壁反射的回声从门口跑掉了
C.回声太小,人耳不容易听到
D.房间太小,回声与原声混在一起了
5.如图所示,把正在响铃的闹钟放在玻璃罩内,逐渐抽出玻璃罩内的空气,听到闹铃声逐渐变小,直至听不见;再让空气逐渐进入玻璃罩内,听到闹铃声又逐渐变大。关于上述实验,下列说法中正确的是( )
A.空气可以传播声音
B.只要闹铃振动,就可以听到铃声
C.听不见闹铃声了,是由于闹铃不再振动
D.听到闹铃声又逐渐变大,是由于闹铃振动逐渐变剧烈了
6.图示为一种身高测量仪,其顶部的感应器竖直向下发射超声波信号,经下方物体反射后返回,被感应器接收。某同学站上测高台,感应器记录信号从发射到接收所经历的时间为5×10﹣3s。已知感应器距测高台的高度为2.5m,空气中的声速取340m/s,则该同学的身高为( )
A.1.70m B.1.65m C.0.85m D.0.80m
7.如图所示,甲实验,用竖直悬挂的泡沫塑料球接触正在发声的音叉时,泡沫塑料球被弹起;乙实验,敲击右边的音叉,左边完全相同的音叉会把泡沫塑料球弹起。若在月球上(认为真空环境)分别做甲、乙两个实验,下列说法和解释正确的是( )
A.甲、乙实验都不能看到泡沫塑料球被弹起
B.甲实验能看到泡沫塑料球被弹起,乙实验不能看到泡沫塑料球被弹起
C.乙实验右边音叉敲击后,左边完全相同的音叉能发出声音
D.能听到甲实验中音叉发出的声音
8.下列的实验和实例,能说明声音的产生或传播条件的一组是( )
①在鼓面上放些碎纸屑,敲鼓时可观察到纸屑在不停地跳动;②放在真空罩里的手机有来电时,只见指示灯闪烁,听不见铃声;③拿一张硬纸片,让它在木梳齿上划过,一次快些,一次慢些,发现两次的声音不同;④锣发声时用手按住锣,锣声立即消失了。
A.①②③ B.②③④ C.①③④ D.①②④
9.用力敲铜锣,铜锣发出声音,停止敲击,铜锣“余音未止”,用手按住锣面,锣声消失了,手开始有点麻的感觉,下列说法中正确的是( )
A.“余音未止”是回声的现象
B.有余音说明停止敲击,铜锣仍在振动
C.手感到“麻”与锣振动无关
D.锣声消失了,是手阻碍了声音的传播
10.声音从空气传到水中,它的传播速度将( )
A.变大 B.变小 C.不变 D.不能确定
二.填空题(共5小题)
11.在飞机失事搜寻过程中,搜救舰船在定位和测量海深时都要用到超声测位仪(如图所示),它是利用声音可以在 中传播来工作的。若海水的深度是6.75km,声音在海水中的传播速度是1500m/s,则测位仪发出信号后需经过 秒才能接收到信号。
12.艾力把手放在喉咙处大声讲话,感觉喉头振动了,说明声音是由物体的 产生的。花样游泳运动员,能潜在水中听到音乐而舞蹈,说明 能够传声。
13.如图所示,在教室里,小明敲响乙音叉时,与甲音叉的叉股接触的乒乓球会 起来,这一现象既可以说明发声的物体在 ,也能说明声音可以在 中传播;若在月球表面上进行此实验,则 (选填“还能”
或“不能”)观察到上述现象,这是因为 。
14.某校文艺演出,悠扬婉转的琵琶妙音源于琴弦的 而产生,琵琶声是通过 传到听者耳朵里的。
15.如图所示,是王爷爷为孙子制作的一只会“吹口哨”的纽扣。先将绳子转绕缠紧,再将绳子拉开、收拢交互进行,就会听到“嗡嗡”的声音。此声音是由于纽扣周围空气 而产生的,并通过 传入人耳。
三.实验探究题(共2小题)
16.小强同学在探究声音的产生与传播时,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,这说明了 。
(2)如图乙所示,将正在响铃的闹钟放在玻璃罩内,逐渐抽出其中的空气,将听到响铃的声音 ,并由此推理可以得出 不能传声。
(3)将正在响铃的闹钟用塑料袋包好。放入水中,仍可以听到铃声,说明水可以 。
17.在探究声音的产生与传播的实验中:
(1)石头落入水中,产生的水波向四周传播:发声的音叉接触水面,激起水波向四周传播。通过水波来研究声波,这种研究问题的方法是 ;(选填序号)
A.推理法
B.类比法
C.控制变量法
D.转换法
(2)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 ;乒乓球在实验中起到的作用是 ;
(3)敲击图乙右边的音叉,左边完全相同的音叉会把乒乓球弹起,这个现象说明 。
参考答案与试题解析
一.选择题(共10小题)
1.【解答】解:AB、敲击瓶子时由于瓶子与水柱的振动而发出声音,故AB错误;
CD、往瓶中吹气也会听到声音,这是空气振动产生的,故C正确,D错误。
故选:C。
2.【解答】解:A、将发声的音叉接触及面颊,感觉音叉振动,说明声音发声时振动,故A符合题意;
B、用大小不同的力敲鼓,鼓面振幅不同,响度不同,研究的是响度跟振幅的关系,故B不符合题意;
C、罩内抽出空气,闹铃铃声明显减小,说明声音传播需要介质,故C不符合题意;
D、用硬卡片在梳齿上快划、慢划时听声音的变化,由于梳齿振动频率不同,频率增大,音调变高,声音变高,所以研究的是音调和频率的关系,故D不符合题意。
故选:A。
3.【解答】解:敲鼓时鼓面振动发出声音,手掌按住鼓面,鼓面停止振动,因此鼓声消失。
故选:D。
4.【解答】解:人耳区分开原声和回声的最小时间是0.1s,
由v得:
s=vt=340m/s×0.1s=34m,
因此区分开原声和回声最短距离是:
s′17m。
在房间里,由于我们说话的地点离墙较近,当我们说话时,声音传到墙壁上反射回来的时间与我们说话的时间几乎是同时的,时间差太短,所以我们的耳朵听不出说话声与回声,因此人耳区分不开原声与回声,回声与原声混在一起了,故D正确,ABC错误。
故选:D。
5.【解答】解:把正在发声的闹钟放在玻璃罩内,逐渐抽出罩内的空气,闹钟的声音会逐渐变小;当把空气全部抽空后听不到声音,再让空气逐渐进入玻璃罩,闹钟的声音会逐渐变大。说明在真空中不能传播声音,声音必须通过介质才能传播。
故选:A。
6.【解答】解:感应器记录信号从发射到接收所经历的时间为5×10﹣3s,超声波从感应器到人的头部的传播时间为该时间的,
则感应器到人头部的距离:s=vt=340m/s5×10﹣3s=0.85m;
人的身高h=2.5m﹣0.85m=1.65m。
故选:B。
7.【解答】解:
如图甲所示,用竖直悬挂的泡沫塑料球接触发声的音叉时,泡沫塑料球被弹起,这个现象说明音叉在振动;如图乙所示,敲击右边的音叉,左边完全相同的音叉把泡沫塑料球弹起,这个现象表明声音可以传播能量;由于月球上没有空气,如果在月球上做这个实验,图甲中,音叉振动,能看到甲球能弹起,但听不到音叉发出的声音;由于真空不能传声,所以图乙中左边完全相同的音叉不能发出声音,泡沫塑料不能弹起,故ACD错误,B正确。
故选:B。
8.【解答】解:①在鼓面上放些碎纸屑,敲鼓时可观察到纸屑在不停地跳动,这是通过纸屑的跳动来显示鼓面的振动,表明正在发声的鼓面在振动,这是研究声音的产生的条件的;
②放在真空罩里的手机当来电时,只见指示灯闪烁,说明真空不能传播声音,这是研究声音传播条件的;
③拿一张硬纸片,让它在木梳齿上划过,一次快些,一次慢些,第一次纸片的振动频率比第二次快,所以第一次比第二次听到的声音高,说明音调高低和发声体的振动频率有关;
④锣发声时用手按住锣,锣声就消失了,锣面振动发出声音,振动停止,发声也停止,这是研究声音的产生条件。
综上所述,能说明声音产生或传播条件的实验现象是①②④。
故选:D。
9.【解答】解:A、铜锣敲击后振动会发出声音,振动不止,余音不止。不合题意。
B、对铜锣敲击后,铜锣的振动会持续一段时间,所以铜锣有余音;符合题意。
C、物体间力的作用是相互的,用手敲铜锣使铜锣振动,同时这种振动也传给手,使手感到麻。不合题意。
D、锣发声的时候,锣面是振动的,当用手按住锣面,锣面停止振动,所以锣声就消失了;不合题意。
故选:B。
10.【解答】解:因为水是液体,空气是气体,而声音在液体中要比在气体中传播快,所以A正确。
故选:A。
二.填空题(共5小题)
11.【解答】解:(1)声波的传播需要介质,声音可以在固体,液体、气体中传播。“超声测位仪”是利用声音可以在液体中传播来工作的。
(2)超声波传播的距离s=2×6.75×103m=1.35×104m,
由v可得接收到超声波所用的时间:
t9s。
故答案为:液体;9。
12.【解答】解:手放在喉咙处大声讲话,感觉喉头振动了,说明声音是由声带的振动产生的
花样游泳运动员在水下能听到音乐声,说明声音可以在液体中传播。
故答案为:振动,液体(水)。
13.【解答】解:在教室里,小明敲响乙音叉时,与甲音叉的叉股接触的乒乓球会弹起来,这一现象既可以说明发声的物体在振动,也能说明声音可以在空气中传播;
若在月球表面上进行此实验,则不能观察到上述现象,也听不到声音,这是因为真空中不能传播声音;
故答案为:弹;振动;空气;不能;声音不能在真空中传播。
14.【解答】解:琵琶的妙音源于琴弦的振动;声音的传播需要介质,日常生活中我们听到的声音大多通过空气传播,琵琶声是通过空气传到听者耳朵里的。
故答案为:振动;空气
15.【解答】解:先将绳子转绕缠紧,再将绳子拉开、收拢交互进行,声音是纽扣周围的空气振动产生的,并通过空气传入人耳,就会听到“嗡嗡”的声音。此声音是由纽扣周围空气振动而产生的,并通过空气传入人耳。
故答案为:振动;空气。
三.实验探究题(共2小题)
16.【解答】解:(1)用悬挂着的乒乓球接触正在发声的音叉,乒乓球被弹起,则发声的音叉在振动,说明声音是由发声体振动产生的;
(2)将正在响铃的闹钟放在玻璃罩内,逐渐抽出其中的空气,由于介质的减少,听到的声音的响度也会减小;玻璃罩内被抽成真空,将听不到铃声,这表明声音的传播需要介质,真空不能传声;
(3)将在响铃的闹钟用塑料袋包好,放入水中,仍可以听到铃声,这表明声音能在水中传播,即液体能够传声。
故答案为:(1)声音是由物体的振动产生的;(2)减弱;真空;(3)传声。
17.【解答】解:
(1)石头落入水中,产生的水波向四周传播;发声的音叉接触水面,激起水波向四周传播,声波和水波有些类似的地方,用水波来研究声波是用到了类比法,故B符合题意;
(2)如图甲,用竖直的悬挂的乒乓球接触发声的音叉时,乒乓球会被弹起,这个现象说明发声的物体在振动;用乒乓球的振动呈现音叉的振动,可以将微小的振动放大,便于观察;
(3)如图乙,敲击右边的音叉,左边完全相同的音叉把乒乓球弹起,说明声音可以在空气中传播。
故答案为:(1)B;(2)发声的物体在振动;将微小的振动放大;(3)空气能传播声音
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