内容正文:
第1章
对环境的察觉
第2节 声与听觉
课标要点
科学观念:知道声音由振动产生、传播需要介质;掌握耳结构与听觉形成过程;区分音调、响度、音色;了解超声、次声、噪声相关知识。
科学思维:会用转换法、理想实验法分析声学实验;能结合频率、振幅解释声音差异;能按三条途径分析噪声治理。
探究实践:独立完成发声振动、真空传声、音调影响因素分组实验,规范描述现象、归纳结论。
态度责任:认识噪声危害,养成护耳习惯;了解声学科技应用,树立健康、环保意识。
学习重难点
重点:振动发声、介质传声、15℃声速;音调、响度、音色区分;耳结构与听觉形成过程;噪声三种控制途径。
难点:区分频率(音调)、振幅(响度)两个易混物理量;理解理想推理法、转换法两种科学方法;结合生活解释护耳、飞机平衡气压、超声应用等综合问题。
知识点 声音的产生
1.探究声音的产生
实验声音是由物体的振动产生的。一切正在发声的物体都在振动,振动停止,发声也停止。
2.声源
正在发声的物体叫做声源。固体、液体和气体都能发声,都可以作为声源。如击鼓时,鼓面振动发出声音;往盛水的盆中倒水时,可以听到水振动发出的声音;吹笛子时,空气在笛子内振动发出声音。
【能力拓展】有些发声物体的振动不明显,不容易直接观察到,比如扬声器在发声时的振动。为了证明扬声器发声时是在振动的,我们可以把一些小塑料泡沫颗粒放到扬声器上面的纸盆里,打开扬声器播放音乐时,我们会看到塑料泡沫颗粒随着音乐上下跳动,这时可以证明扬声器发声时也在振动。这种证明发声体在振动的方法被称为“转换法”或“放大法”。
“振动停止,发声也停止”不能理解为“振动停止,声音也消失”,因为振动停止,只是不再发声,而原来发出的声音仍继续存在并传播。 例如,对着高山喊话,停止喊话后,声带不再振动,但是几秒钟后,我们仍能听到回声。
随学随练
1. 以下与声现象有关的几个实验中,能说明声音产生原因的是( )
实验:①放在钟罩内的闹钟正在响铃,在抽取钟罩内的空气的过程中,铃声逐渐减小;
②将正在发声的音叉轻轻插入水里,看到水花飞溅;
③吹笛子时,手指按住不同的孔会发出不同的声音;
④在吊着的大钟上固定一支细小的笔,把钟敲响后,用纸在笔尖上迅速拖过,可以在纸上画出一条来回弯曲的细线。
A.①② B.②④ C.③④ D.①③
【答案】B
【解答】解:①放在钟罩内的闹钟正在响铃,抽去钟罩内的空气,铃声逐渐减小。说明声音的传播需要介质来传播,声音在真空中不能传播;
②使正在发声的音叉轻轻插入水里,水面溅起水花,说明声音是由物体振动产生的;
③吹笛子时,手指按住不同的孔会发出声音的音调不同,说明音调与频率有关,说明音的音调与声源振动的快慢(频率)有关;
④在吊着的大钟上固定一支细小的笔,把钟敲响后,让笔尖在纸上迅速滑过,可以在纸上画出一条来回弯曲的细线,说明声音是由物体振动产生的。
故②④符合题意,①③不合题意。
故选:B。
2. “太平龙迎新春”是龙港市鲸头村的节庆风俗,也是非物质文化遗产。如图,鼓手停止击鼓,大鼓仍余音不止,这是因为( )
A.大鼓仍在振动
B.一定是大鼓产生了回声
C.人的听觉“延长”了时间
D.大鼓已停止振动,空气仍在振动
【答案】A
【解答】解:A、鼓手停止击鼓,大鼓仍余音不止,是因为大鼓仍在振动,振动产生声音,故A正确。
B、回声是声音遇到障碍物反射回来形成的,题干中未提及回声相关内容,故B错误。
C、人的听觉不会“延长”时间,故C错误。
D、若大鼓停止振动,发声就会停止,不会余音不止,故D错误。
故选:A。
知识点 声音的传播
1.探究声音传播的条件
探究活动1:声音在固体和液体中的传播
过程
现象
结论
一个同学轻敲桌子的一端,另一个同学把耳朵贴在桌子的另一端的桌面上,堵住另一只耳朵
能听到敲敲击声
声音能在固体中传播
玻璃鱼缸中盛有水,水中有金鱼,用细棍轻敲鱼缸上沿
金鱼立即受惊游动
声音能在液体中传播
探究活动2:声音在气体中的传播
①将一只小电铃放在密封的玻璃罩内,接通电源使电铃发声,此时你能听到电铃声吗?
②用抽气机抽出玻璃罩内的空气,在抽气的过程中,你听到的电铃声有什么变化?
③再让空气逐渐进人玻璃罩内,你听到的电铃声又怎样变化?
探究分析:刚开始能听到玻璃罩内的电铃声,随着空气逐渐被抽出,听到的电铃声逐渐变小,再让空气逐渐进人玻璃罩内,听到电铃声逐渐变大。
推理:如果把玻璃罩内的空气完全抽出, 就完全听不到电铃声了。
2.归纳总结
声音可以在固体、液体和气体中传播。声音传播需要介质。真空不能传声。
【能力拓展】在探究声音的传播实验中,我们不可能把玻璃罩内空气完全抽成真空,但我们可以通过空气越来越稀薄,听到的声音越来越小这一现象推理得出:如果玻璃罩内被抽成真空,则声音也就不能传播了,这种研究方法称为理想实验法(或推理法)。
①固体、液体、气体都可以作为声源发出声音,也都可以作为传播声音的介质。
②空气越稀薄,传声效果越差,真空不能传声。
③一般而言,固体传声效果最好,液体次之,气体传声效果最差。
随学随练
3. 如图是学习声学知识时,同学们所做的一个探究实验示意图,下列说法中错误的是( )
A.该探究通过“实验+推理”的方式证明声音不能在真空中传播
B.当玻璃罩内空气逐渐抽出,铃声减弱
C.抽气时听到的声音越来越小是由于音调变低的缘故
D.在几乎听不到铃声时,把空气逐渐放入玻璃罩内,铃声又逐渐加强
【答案】C
【解答】解:
A、把玻璃罩内的空气抽出,传声的介质逐渐减少,所以听到声音逐渐减小,推理得出,把空气抽净,即玻璃罩内是真空时不能听到声音,得出结论为:真空不能传声,故A正确;
BC、抽气时传播声音的介质少了,所以听到的声音越来越小,故B正确,C错误;
D、把空气逐渐放入玻璃罩中,传播声音的介质增加了,所以听到的铃声加强,故D正确。
故选:C。
4. 如图,用抽气机从钟罩内往外抽气,听到钟罩内手机发出的铃声逐渐变小。关于上述实验,下列说法正确的是( )
A.手机振动变轻微了
B.声音传播到耳朵的速度变小了
C.该实验可直接得出声音不能在真空中传播
D.在该实验基础上进行推理可以得出“声音的传播需要介质”的结论
【答案】D
【解答】解:A、抽气过程不会影响手机的振动幅度,故A错误;
B、声音的传播速度在空气中主要受温度的影响,抽气过程中罩内空气温度不变,声音传播速度不变,故B错误;
C、实验中随着气体被抽出,声音变小。但无法将所有气体完全抽出,因此该实验用的是科学推理法,故C错误;
D、通过实验观察到随着气体被抽出,声音逐渐变小,按此规律推理,当气体几乎被抽尽时,声音几乎听不到,从而得出声音传播需要介质的结论,故D正确。
故选:D。
知识点 声波
1.声音的传播方式:与水波的传播相似,声音在空气中也是以波的方式向远处传播的。当喇叭的振动面向外侧运动时,压缩邻近的空气,使这部分空气变密;当喇叭的振动面向内侧运动时,这部分空气变疏。振动面的不断振动,空气中就形成疏密相间的波,向远处传播。因此,声音也是一种波,我们把它叫做声波。
2.声速
声音在每秒内传播的距离叫做声速。声速的大小跟介质的种类有关,还跟介质的温度有关。在15℃的空气中,声音每秒传播340米。
3.影响声速的因素
(1)介质种类
声音在不同的介质中传播的速度不同。一般情况下,声音在气体中传播最慢,在液体中较快,在固体中最快,例如:某人在一根较长的有水的自来水管一端敲击一下,一人在另一端可以听到三次声音,第一次为水管传来的,第二次为水传来的,第三次为空气传来的。
(2)温度
声速随温度的升高而增大,气温每升高1 ℃,声音在空气中每秒传播的距离约增加0.6米。当空气中不同区域的温度有区别时,声音的传播路线总是偏向低温方向,如上方的温度低,声音就向上传播,此时,低处的声音,高处的人更容易听到。
随学随练
5. 北宋沈括的著作《梦溪笔谈》中记载着: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。下列有关声音的描述正确的是( )
A.物体不振动也可以产生声音
B.声音在真空中传播的速度是340m/s
C.只有牛皮制成的箭筒可以传播声音
D.通常情况下,固体传播声音比空气快
【答案】D
【解答】解:A、声音是由振动产生的,不是振动不会产生声音,故A错误;
B、声音不能在真空中传播,故B错误;
C、空气和牛皮都可以传声,故C错误;
D、更早听到马蹄声是因为地面传播速度大于空气中的传播速度,故D正确。
故选:D。
6. 如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 。(选填“变大”或“变小”或“不变”)
【答案】(1)0;(2)不变;(3)增大。
【解答】解:(1)如果铜铃在甲、乙中点,则铜铃与甲、乙的距离是相等的,且由于声速相同,所以声音从铜铃到达甲、乙的时间相同,故液晶屏的示数为0;
(2)因为铜铃与甲、乙在一条直线上,所以铜铃离乙的距离总是比甲正好远甲、乙间的距离,由于乙比甲远的距离是一定的,所以声音传到乙和甲的时间差是不变的;
(3)甲和乙之间的距离一定,由于温度越高,声速越大,所以声音传播到甲和乙的时间都会减少,所以时间差也会减少。
故答案为:(1)0;(2)不变;(3)增大。
知识点 听觉的形成
1.耳的构造及各部位功能
结构
功能
外耳
耳郭
收集声波
外耳道
传导声波
中耳
鼓膜
随着声波的振动而引起振动,将振动传到听小骨
鼓室
与耳道一起引起共鸣,并且起到平衡气压的作用
听小骨
把声音放大后传到内耳
咽鼓管
连通鼓室和咽部,使鼓膜内外空气压力保持平衡,从而使鼓膜能正常振动
内耳
耳蜗
内有液体和听觉感受器,接受声波的刺激,产生神经冲动
前庭
感觉头部位置变动,产生神经冲动
2.听觉的形成
外界传来的声音引起鼓膜振动,这种振动经过听小骨及其他组织传给听觉神经,听觉神经把信号传给大脑,人就听到了声音。即:声波→耳廓→外耳道→鼓膜→鼓室内听小骨→耳蜗→听神经→大脑的听觉中枢产生听觉。
3.耳有保持身体平衡的作用
内耳的半规管和前庭中有感受头部位置变动的感受器。感受器过于敏感的人,在受到过长或过强的刺激时,易出现晕车、晕船和航空病。
随学随练
7. 在浙BA篮球赛比赛现场,坐在观众席上的小新听到此起彼伏的加油呐喊声后,感到非常兴奋。小新形成听觉的部位是( )
A.耳廓 B.鼓膜 C.耳蜗 D.大脑
【答案】D
【解答】解:听觉的形成过程:外界的声波经过外耳道传到鼓膜,鼓膜的振动通过听小骨传到内耳.刺激了耳蜗内对声波敏感的感觉细胞,这些细胞就将声音信息通过听觉神经传给大脑皮层的听觉中枢,人就产生了听觉。可见听觉是在大脑皮层的听觉中枢形成的,ABC错误;D正确。
故选:D。
8. 如图所示为耳的结构模式图,请据图回答相关问题:
(1)小科休息时喜欢戴上耳罩,这是在 处减弱噪声。图中接受声音信息的听觉感受器位于 内(填写序号)。
(2)如果某人半规管部分受损,则 (选填“能”或“不能”)产生听觉。
【答案】(1)入耳;⑤
(2)能。
【解答】解:(1)戴耳罩是在入耳处减弱噪声,这是噪声控制的三种途径(声源处、传播过程中、人耳处)之一。听觉感受器位于⑤耳蜗内。
(2)半规管的功能是感受头部位置变动,维持身体平衡,它不参与听觉的形成。听觉的形成过程是:外界声波→外耳道→鼓膜→听小骨→耳蜗(听觉感受器)→听觉神经→大脑皮层听觉中枢。所以,半规管部分受损能产生听觉,只是会影响平衡感。
故答案为:
(1)入耳;⑤
(2)能。
题型 课堂微型拓展实验
拓展实验 1 水杯琴
实验器材
相同透明玻璃杯 4 个、清水、滴管、筷子
操作步骤
1.四个杯子依次装入由少到多的水,标记 1、2、3、4 号;
2.敲击实验:用相同力度依次敲击杯壁,仔细辨别音调高低;
3.吹气实验:嘴贴着杯口,用均匀力度向杯内吹气,再次辨别音调;
4.对比两次音调变化规律,记录差异。
实验现象
敲击:水越多,音调越低;
吹气:水越多(空气柱越短),音调越高。
实验结论
敲击时发声物体是杯子 + 水;吹气时发声物体是杯内空气柱;振动物体质量 / 长度改变,振动频率改变,音调改变。
拓展实验 2 声波传递能量(直观证明声能)
器材
小型音箱、蜡烛、打火机
操作步骤
1.点燃蜡烛,放在音箱喇叭前方 5cm 处,保持无风环境;
2.播放节奏感强、音量从小到大的音乐;
3.观察烛焰晃动幅度随音量的变化。
实验现象
音量小时烛焰轻微抖动;音量越大,烛焰摆动幅度越大,甚至被吹歪。
实验结论
声音以声波传播,声波具有能量;响度越大,携带的声能越大。
活学活用
9. 某兴趣小组设计了如图所示的实验装置来探究声音的产生和传播。图中甲、乙为直径为10cm的去底塑料筒,在每个筒的一侧用橡皮筋扎一橡皮膜,再在乙筒的橡皮膜外吊一乒乓球,装置固定在两张桌面上。
(1)调节两个塑料筒的中心在同一高度上,并对齐筒的开口将s调节至5cm,用手往外拉开甲的橡皮膜,突然放手,听到声音并观察到图乙处的乒乓球被弹开。此实验说明了 。(填字母,可多选)
A.声音具有能量
B.声音可以在空气中传播
C.真空不能传播声音
D.声音由振动产生
(2)在上述实验中用到了乒乓球,请说明乒乓球在实验中的作用: 。
(3)为了进一步探究响度和距离的关系,小组成员将甲、乙两筒的距离s分别调节到10cm、15cm、20cm,重复上述实验,观察到乒乓球被弹开的幅度逐渐减小,说明了 。
(4)如果将这个实验拿到月球表面上去做,你会观察到的现象是 。
【答案】( 1 ) ABD;(2)将不易直接观察的声波振动转化为明显的现象;(3)声音的响度随传播距离增大而减小;(4)乒乓球不会被弹开。
【解答】解:(1)A、用手拉开甲的橡皮膜后突然放手,橡皮膜振动产生声音,同时观察到乙筒的乒乓球被弹开,说明声音具有能量,故A正确;
B、声音从甲筒通过空气传播到乙筒,说明声音可以在空气中传播,故B正确;
C、该实验未涉及真空环境,无法证明“真空不能传播声音”,故C错误;
D、橡皮膜的振动产生声音,说明声音由振动产生,故D正确。
故答案为:ABD。
(2)乒乓球被弹开是因为乙筒的橡皮膜受到声波的振动而推动乒乓球,其作用是将不易直接观察的声波振动转化为明显的现象,便于实验现象的观察和分析。
(3)距离增大时,乒乓球被弹开的幅度减小,说明声波的能量随距离增大而减弱,因此响度减小。
(4)月球表面是真空环境,声音无法在真空中传播,因此乙筒的橡皮膜不会振动,乒乓球不会被弹开,同时听不到声音。
故答案为:( 1 ) ABD;(2)将不易直接观察的声波振动转化为明显的现象;(3)声音的响度随传播距离增大而减小;(4)乒乓球不会被弹开。
基础通关
1. 在飞机起飞或降落时嚼口香糖,可以起到的作用是( )
A.使咽鼓管张开,保护听小骨
B.调节鼓膜内外气压平衡
C.保护耳蜗内的听觉细胞
D.防止听小骨和听觉神经受损
【答案】B
【解答】解:在飞机起飞或降落时,在短时间内,飞机的高度发生巨大的变化,外界气压也发生巨大变化,容易击穿鼓膜。在飞机起飞或降落时,嚼口香糖可以使咽鼓管张开,因咽鼓管连通咽部和鼓室,保持鼓膜内外大气压的平衡,以免击穿鼓膜。B正确,ACD错误。
故选:B。
2. 关于声现象的描述,下列说法中不正确的是( )
A.图甲中,钢尺伸出桌面越长,拨动时音调越低
B.图乙中,抽去真空罩内空气,闹钟铃声逐渐减弱
C.图丙中,用力敲击音叉,乒乓球被弹开的幅度更大
D.图丁中,倒车雷达是利用次声波的回声定位
【答案】D
【解答】解:A、图甲中,钢尺伸出桌面越长,振动部分质量增大,振动频率降低,音调随之变低,故A不符合题意。
B、图乙中,真空罩内空气被抽走时,传播声音的介质减少,声音传播效果变差,听到的闹钟铃声逐渐减弱,这说明真空不能传声,故B不符合题意。
C、图丙中,用力敲击音叉,音叉的振幅增大,传递给乒乓球的能量更多,所以乒乓球被弹开的幅度更大,体现了响度和振幅的关系,故C不符合题意。
D、倒车雷达是利用超声波进行回声定位来探测障碍物的,因为超声波方向性好,适合用于测距,而不是次声波,次声波频率低,不适合这种定位,故D符合题意。
故选:D。
3. 在汽车行驶的途中,即使我们闭上眼睛也可以感受到车子向右转还是向左转,加速还是刹车,这是因为( )
A.我们耳朵的听觉十分灵敏可以听到汽车行驶的声音
B.耳蜗中位觉感受器
C.通过身体的各种感觉感受到的
D.前庭和半规管的作用
【答案】D
【解答】解:前庭和半规管内有感受头部位置变动的位觉(平衡觉)感受器。因此,在汽车行驶的途中,即使我们闭上眼睛也可以感受到车子向右转还是向左转,加速还是刹车,主要是前庭和半规管的作用。
故选:D。
4. 如图所示是一种新型的无线骨传导耳机,戴上后声音传播大致为“声音→头骨→耳蜗→听觉神经→……”。下列相关说法正确的是( )
A.听觉形成部位在耳蜗
B.使用骨传导耳机,一定不会使听觉细胞受损
C.长期处在噪声环境下不会引起耳聋
D.使用骨传导耳机,声波不需要经过鼓膜振动
【答案】D
【解答】解:A、听觉形成部位在大脑皮层的听觉中枢,而不是耳蜗,耳蜗只是听觉感受器所在部位,A错误。
B、虽然骨传导耳机是通过骨传导的方式让声音传递到内耳,但如果声音过大或使用不当等,依然可能会对听觉细胞造成损伤,B错误。
C、长期处在噪声环境下,噪声可能会损伤内耳的听觉细胞,进而引起耳聋,C错误。
D、使用骨传导耳机,声音通过头骨传递到耳蜗,不需要经过鼓膜振动,D正确。
故选:D。
5. 如图,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将把泡沫塑料球弹起。若在月球(真空环境)上分别做甲、乙两个实验,能看到泡沫塑料球被弹起的实验是( )
A.甲实验 B.乙实验
C.甲、乙实验都能 D.甲、乙实验都不能
【答案】A
【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BCD错误,A正确。
故选:A。
6. 下列说法中正确的是( )
A.声音在固体、液体中比在空气中传播得慢些
B.固体、液体、气体都能传播声音
C.宇航员们在月球上也可以直接用口语交谈
D.只要物体振动,就一定能听到声音
【答案】B
【解答】解:听到声音不仅声源要发声,还要有传播声音的介质,我们才能听到声音,故A不符合题意;
传播声音的介质可以是固体、液体或气体,其他条件相同的情况下,固体传声最快,其次是液体和气体,故B正确、D不正确;
真空是不能传播声音的,月球上没有空气,没有传播声音的介质,无法直接口语交谈,故C不符合题意。
故选:B。
7. 下列关于耳的各部分功能的说法,错误的是( )
A.鼓膜的振动是为了产生声波,使声波撞击鼓室内的听小骨振动
B.耳廓的作用是收集空气中的声波
C.听小骨的振动把声音放大后再传入耳蜗
D.声波传入内耳,使耳蜗内的液体也产生振动,感觉细胞把这种信息沿听神经传入脑部
【答案】A
【解答】解:A、鼓膜的作用是当声波传送来时产生振动,A错误;
B、耳廓的作用是收集声波,B正确;
C、听小骨的振动把声波放大后再传入耳蜗,C正确;
D、外界的声波经过外耳道传到鼓膜,引起鼓膜的振动;振动通过听小骨传到内耳,刺激耳蜗内的听觉感受器,产生神经冲动;神经冲动通过与听觉有关的神经传递到大脑皮层的听觉中枢,就形成了听觉,D正确。
故选:A。
8. 人体听觉形成过程中,依次经过的是( )
①外耳道 ②听小骨 ③鼓膜 ④听觉神经 ⑤大脑的一定区域 ⑥耳蜗。
A.①③②⑥④⑤ B.①②③⑥④⑤
C.①④②③⑥⑤ D.①③④②⑥⑤
【答案】A
【解答】解:耳的结构如图:
听觉的形成过程是:外界的声波经过外耳道传到鼓膜,引起鼓膜的振动;振动通过听小骨传到内耳,刺激耳蜗内的听觉感受器,产生神经冲动;神经冲动通过与听觉有关的神经传递到大脑皮层的听觉中枢,就形成了听觉。
故选:A。
9. 暑假小明与爸爸妈妈一起外出旅游,突遇电闪雷鸣的雷雨天气,小明一家迅速寻找安全地点躲避。小明感知电闪雷鸣的感受器分别是( )
A.虹膜、鼓膜 B.瞳孔、听小骨
C.视网膜、耳蜗 D.晶状体、半规管
【答案】C
【解答】解:外界物体反射来的光线,依次经过角膜、瞳孔、晶状体和玻璃体等的折射,最终在视网膜上形成一个倒立的物像。视网膜上的感光细胞接受物像刺激,产生神经冲动,然后通过视神经传递到大脑皮层的视觉中枢形成视觉,可见接受电闪的感受器是视网膜。外界的声波经过外耳道传到鼓膜,引起鼓膜振动;振动通过听小骨传到内耳,刺激了耳蜗内的听觉感受器,产生神经冲动;神经冲动通过与听觉有关的神经传递到大脑皮层的听觉中枢,就形成了听觉,可见接受雷鸣的感受器是耳蜗,C正确,ABD错误。
故选:C。
10. 有一种叫做“鱼洗”的铜制容器。“鱼洗”内盛水,当用手搓动两侧的“耳朵”,能看到水珠在水面上跳动,同时还能听到“滋滋”的声音,当手停止搓动后,仍能看见这种现象。发生这种现象的根本原因是( )
A.人的听觉发生了“延长”
B.声音仍在传播,故带动水的运动
C.“鱼洗”周围的空气仍在振动
D.“鱼洗”仍在振动
【答案】D
【解答】解:一切发声的物体都在振动,振动停止,发声也停止。“鱼洗”内盛水,当用手搓动两侧的“耳朵”,“耳朵”带动容器振动,容器带动水振动,所以能看到水珠在水面上跳动,水振动产生声音,故还能听到“滋滋”的声音,当手停止搓动后,仍能看见这种现象,原因是“鱼洗”仍在振动。.
故选:D。
11. 下列关于耳朵的结构及对应的功能说法正确的是( )
A.听小骨的作用是接受声波,产生听觉
B.耳蜗的作用是传导振动并将振动放大
C.前庭和半规管有听觉感受器,产生信息
D.咽鼓管连通鼓室和咽部,使鼓膜内外气压平衡
【答案】D
【解答】解:A、鼓膜的振动通过听小骨传到内耳,作用是将鼓膜的振动传导至内耳(耳蜗),并放大振动,A错误。
B、外界的声波经过外耳道传到鼓膜,鼓膜的振动通过听小骨传到内耳。听小骨的作用是传导振动并将振动放大,B错误。
C、前庭和半规管属于内耳,主要功能是感知头部位置变化和平衡,与听觉无关,听觉感受器位于耳蜗内,C错误。
D、咽鼓管连通鼓室和咽部,当吞咽或打哈欠时,咽鼓管开放,使鼓膜内外气压平衡,能保护鼓膜,D正确。
故选:D。
12. 各校组织研学游,在坐长途汽车时,为了防止小明晕车,他的同学不停地跟他讲话,分散注意力,以减弱晕车的症状。同学讲话的声音会引起小明耳朵B区域(如图所示)振动的部位是( )
A.耳蜗 B.鼓膜 C.大脑皮层 D.耳郭
【答案】B
【解答】解:A、耳蜗的功能是将振动转化为神经信号,并非直接接受声波振动的部位,A错误。
B、声音以声波形式传入耳朵,首先引起B区域(鼓膜)的振动,这是听觉形成的第一步,因此同学讲话的声音会引起鼓膜振动,B正确。
C、大脑皮层是处理听觉信号的神经中枢,并非耳朵内的振动部位,C错误。
D、耳郭的作用是收集声波,本身不会产生振动,D错误。
故选:B。
13. 下列能说明“液体可以传播声音”的事例是( )
A.打开水龙头听到“哗哗”的流水声
B.听到雨滴打在雨伞上的“哒哒”声
C.水中的鱼被“沙沙”的脚步声惊跑
D.雷雨交加的夜里听到“隆隆”的雷声
【答案】C
【解答】解:打开水龙头听到“哗哗”的流水声、听到雨滴打在雨伞上的“哒哒”声、雷雨交加的夜里听到“隆隆”的雷声都是通过空气传到人耳中的,“沙沙”的脚步声最终是通过水传入鱼耳中的,故ABD错误,C正确。
故选:C。
14. 学校有一个160m×80m大小的操场,广播室在操场两端架起两个音箱S1和S2(如图),小华绕场一周试听了一番,在甲、乙、丙、丁四处(它们分别是各边的中点),觉得有两处声音含混不清,则这两处是( )
A.甲和丙 B.甲和乙 C.丙和丁 D.乙和丁
【答案】A
【解答】解:由图可见,乙和丁距离两个声源一样远,声音同时到达,不会产生干扰,会听起来比较洪亮;而甲和丙两处则不同,距离两个声源的远近明显不同,两个声源传来的声音相互干扰,导致听不清楚。
故选:A。
15. 助听器的工作原理是利用仪器( )
A.引起头骨、颌骨振动,传到听觉神经,引起听觉
B.引起鼓膜振动,经过听小骨及其他组织传给听觉神经,引起听觉
C.产生超声波直接作用在听觉神经引起听觉
D.产生声波直接作用在听觉神经引起听觉
【答案】A
【解答】解:助听器是利用固体来传声的,发声体的振动引起空气的运动,通过助听器的放大作用,引起头骨、颌骨的振动,再传给听觉神经,引起听觉。
故选:A。
16. “倒车,请注意!”路人听见提示音后,可以及时躲避车辆,避免事故的发生。声波进入人耳最终形成听觉的过程中,会经过以下结构:①听觉神经,②鼓膜,③耳蜗,④外耳道,⑤大脑皮层,⑥听小骨。其中排序正确的是( )
A.①→②→⑥→③→④→⑤ B.④→②→⑥→③→①→⑤
C.④→①→②→⑥→③→⑤ D.④→③→①→②→⑥→⑤
【答案】B
【解答】解:听觉的形成过程为:外界声波→④外耳道→②鼓膜→⑥听小骨→③耳蜗内的听觉感受器→①听觉神经→⑤大脑皮层的听觉中枢。可见,正确顺序是④→②→⑥→③→①→⑤,故B符合题意,ACD不符合题意。
故选:B。
素养提升
17. 如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实验装置如图所示,甲、乙是声信号采集器。
②复位后用棒槌敲打铜铃,声音被甲、乙接受。
③液晶屏显示甲、乙接受到信号的时间差,单位为:ms(1ms=10﹣3s)。
(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 (选填“变大”或“变小”或“不变”);
(4)如图已知s1=20cm,s2=89cm,液晶显示屏上显示:2.000,则此时声速为 m/s。
【答案】(1)0ms;(2)不变;(3)变大;(4)345。
【解答】解:(1),根据可知,若铜铃在甲、乙中点,那么铜铃到甲的距离和到乙的距离相等,又因为声速相同,声音从铜铃到达甲、乙的时间相同。而液晶屏显示的是甲、乙接收到信号的时间差,所以此时液晶显示屏的示数为0ms。
(2)当铜铃在甲的左侧时,铜铃到乙、甲的距离之差等于甲、乙之间的距离,不管铜铃在甲的左侧什么位置,它们两者之间的距离Δs不变。
铜铃声传播到甲所需时间,
铜铃声传播到乙所需时间,
液晶显示屏的数值,
因为Δs不变、声速是定值,所以液晶显示屏的数值保持不变。
(3)当温度升高时,因为Δs不变,且液晶显示屏的数值变小,根据可知,声速会变大,所以声速随气体温度的增大而变大。
(4)铜铃声传播到甲所需时间,
铜铃声传播到乙所需时间,
液晶显示屏的数值,
则此时声速。
故答案为:(1)0ms;(2)不变;(3)变大;(4)345。
18. 为探究声音的反射与吸收特点,小明同学进行了实验探究。
(1)在玻璃圆筒内垫上一层棉花,棉花上放一块机械表,耳朵靠近玻璃圆筒口正上方10cm处,能清晰地听见表声,表声是通过 传播的。
(2)当耳朵水平移动离开玻璃圆筒口一段距离后,如图(甲)所示位置,恰好听不见表声。
(3)在玻璃圆筒口正上方10cm处安放一块平面镜,调整平面镜的角度直到眼睛能从镜面里看到表,如图(乙)所示,则∠AOB是该光路的 角。此时耳朵又能清晰地听见表声了,说明声音 (填“能”或“不能”)像光一样反射。
(4)用海绵板代替平面镜听见的声音明显减弱,说明海绵板吸收声音的能力 (填“强”或“弱”)于玻璃板。
【答案】见试题解答内容
【解答】解:(1)耳朵在玻璃圆筒口上方清晰地听到的声音是通过空气传播的;
(3)人看见表,是表的光经平面镜反射后进入眼睛形成的,所以光线AO是入射光,所以∠AOB是入射角;
参照光的反射规律可知声音也可以发生反射;
(4)因为海绵板代替平面镜后,听见的声音明显减弱,所以海绵板吸收声音的能力强于玻璃板;
故答案为:(1)空气;(3)入射;能;(4)强。
迁移创新
19. 为研究声音的产生和传播,小科同学进行了以下实验探究:
(1)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 。
(2)如图乙所示,用小槌敲击右边的音叉,左边完全相同的音叉会把乒乓球弹起,这个现象叫作“共振”。这一现象可以验证, 可以传声(选填“小槌”“乒乓球”或“空气”)。
(3)石头落入水中,产生的水波向四周传播;发声的音叉产生的声波也会向四周传播。借助水波的特点来理解声波,这种研究问题的方法为 法。
A.推理
B.类比
C.控制变量
D.模型
【答案】(1)发声的物体在振动;将微小振动放大;
(2)空气;
(3)B。
【解答】解:(1)当用竖直悬挂的乒乓球接触发声的音叉时,乒乓球会被弹起,这表明发声的物体在振动。
音叉的振动很微小,不易直接观察,而乒乓球被弹起这一明显的现象,将音叉的微小振动放大,便于观察,所以乒乓球在实验中起到将微小振动放大的作用。
(2)用小槌敲击右边的音叉,左边完全相同的音叉会把乒乓球弹起,这一现象叫作“共振”。右边音叉振动发声,声音通过空气传播到左边音叉,引起左边音叉振动,从而把乒乓球弹起,所以这一现象可以验证空气可以传声。
(3)石头落入水中产生的水波向四周传播,发声的音叉产生的声波也向四周传播。由于水波和声波有相似之处,借助水波的特点来理解声波,这种研究问题的方法为类比法,故ACD不符合题意,B符合题意。
故选:B。
故答案为:(1)发声的物体在振动;将微小振动放大;
(2)空气;
(3)B。
20. 如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。
使用说明书
(1)实验装置如图所示,甲、乙是声信号采集器。
(2)复位后用棒锤敲打铜铃,声音被甲、乙接收
(3)液晶屏显示甲、乙接受到信号的时间差,单位为ms(1ms=10s)
(1)若把铜铃放在甲、乙的中点(如图1),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(如图2),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)已知声速随气体温度的增大而增大,若把铜铃固定放在甲的左边,并使甲、乙在一条直线上(如图2),然后在甲、乙之间加温,发现液晶显示屏的数值 。(选填“变大”或“变小”或“不变”)
【答案】(1)0;(2)不变;(3)变小。
【解答】解:(1)如果铜铃在甲、乙中点,则铜铃与甲、乙的距离是相等的,且由于声速相同,所以声音从铜铃到达甲、乙的时间相同,故液晶屏的示数为0;
(2)因为铜铃与甲、乙在一条直线上,所以铜铃离乙的距离总是比甲正好远甲、乙间的距离,由于乙比甲远的距离是一定的,所以声音传到乙和甲的时间差是不变的;
(3)甲和乙之间的距离一定,由于温度越高,声速越大,所以声音传播到甲和乙的时间都会减少,所以时间差也会变小。
故答案为:(1)0;(2)不变;(3)变小。
21. 为研究声音的产生和传播,小舟同学进行了以下实验探究。
(1)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,这个现象说明声音是由于物体 而产生的。
(2)如图乙所示,用小植敲击右边的音叉,左边完全相同的音叉会把乒乓球弹起,这个现象叫作“共振”这一现象可以验证 可以传声(选填“音叉”、“小槌”、“乒乓球”或“空气”)。
(3)石头落入水中,产生的水波向四周传播:发抖的喜叉产生的声波也会向四周传播。通过水波研究声波,这种研究问题的方法为 法。
A.推理
B.类比
C.控制变量
D模型
【答案】(1)振动;(2)空气;(3)B。
【解答】解:(1)用竖直悬挂的乒乓球接触发声的音叉时,乒乓球会被弹起,这个现象说明声音由物体的振动产生的;
(2)敲击右边的音叉,左边完全相同的音叉把乒乓球弹起,这个现象说明空气可以传播声音;
(3)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被称为类比法。故选B。
故答案为:(1)振动;(2)空气;(3)B。
22. 为研究声音是如何产生的,小明同学进行系列的实验研究。
(1)如图甲,用竖直悬挂的乒乓球接触音叉时,乒乓球会被弹起,这说明 。
(2)如图乙所示,敲击右边的音叉,左边完全相同的音叉会把乒乓球弹起,这个现象说明 。
(3)若在月球上做上述两个实验, 实验乒乓球会弹起。
(4)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为 。
A.推理法
B.类比法
C.控制变量法
D.转换法
【答案】(1)声音是由物体振动产生的;(2)空气可以传播声音;(3)图甲;(4)B。
【解答】解:(1)用竖直悬挂的乒乓球接触发声的音叉时,乒乓球会被弹起,这个现象说明声音由物体的振动产生的;
(2)敲击右边的音叉,左边完全相同的音叉把乒乓球弹起,这个现象说明空气可以传播声音;
(3)月球上没有空气,处于真空状态,声音不能在真空中传播,因此甲实验乒乓球会被弹起,乙实验乒乓球不会被弹起;
(4)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被称为类比法。故选B。
故答案为:(1)声音是由物体振动产生的;(2)空气可以传播声音;(3)图甲;(4)B。
23. 下表记录了空气中不同温度和湿度下的声速数据,根据表格完成:
﹣10
10
30
50
10%
325.05
337.26
347.64
356.81
30%
325.09
337.39
348.11
358.19
50%
325.11
337.52
348.57
359.57
70%
325.14
337.63
349.03
360.94
90%
325.17
337.78
349.49
362.31
(1)当空气湿度为30%、温度为30℃时,声速v= m/s。当空气湿度为70%、温度为20℃时,声速可能为 m/s。
(2)归纳“温度为30℃时,空气中的声速与湿度的关系”: 。
(3)如图表示了温度均为50℃,湿度在70%和90%时,声音在空气中的s﹣t图象。其中:甲图线表示所在环境的湿度为 。
【答案】(1)348.11;340.00;(2)声音在空气中的传播速度随湿度的增加而增大;(3)90%。
【解答】解:(1)根据表格中数据可得:当空气湿度为30%、温度为30℃时,声速v=348.11m/s;当空气湿度为70%,速度随着温度的升高而增加,温度为20℃时,声速要介于337.63m/s和349.03m/s之间,声速可能为340.00m/s;
(2)由表中数据可知,温度为30℃时,声音在空气中的传播速度随湿度的增加而增大;
(3)观察图像可以发现甲图线对应的速度大,通过对比表格可以发现温度均为50℃,湿度在70%和90%时,声速增加,所以甲图像对应的湿度为90%。
故答案为:(1)348.11;340.00;(2)声音在空气中的传播速度随湿度的增加而增大;(3)90%。
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第1章
对环境的察觉
第2节 声与听觉
课标要点
科学观念:知道声音由振动产生、传播需要介质;掌握耳结构与听觉形成过程;区分音调、响度、音色;了解超声、次声、噪声相关知识。
科学思维:会用转换法、理想实验法分析声学实验;能结合频率、振幅解释声音差异;能按三条途径分析噪声治理。
探究实践:独立完成发声振动、真空传声、音调影响因素分组实验,规范描述现象、归纳结论。
态度责任:认识噪声危害,养成护耳习惯;了解声学科技应用,树立健康、环保意识。
学习重难点
重点:振动发声、介质传声、15℃声速;音调、响度、音色区分;耳结构与听觉形成过程;噪声三种控制途径。
难点:区分频率(音调)、振幅(响度)两个易混物理量;理解理想推理法、转换法两种科学方法;结合生活解释护耳、飞机平衡气压、超声应用等综合问题。
知识点 声音的产生
1.探究声音的产生
实验声音是由物体的振动产生的。一切正在发声的物体都在振动,振动停止,发声也停止。
2.声源
正在发声的物体叫做声源。固体、液体和气体都能发声,都可以作为声源。如击鼓时,鼓面振动发出声音;往盛水的盆中倒水时,可以听到水振动发出的声音;吹笛子时,空气在笛子内振动发出声音。
【能力拓展】有些发声物体的振动不明显,不容易直接观察到,比如扬声器在发声时的振动。为了证明扬声器发声时是在振动的,我们可以把一些小塑料泡沫颗粒放到扬声器上面的纸盆里,打开扬声器播放音乐时,我们会看到塑料泡沫颗粒随着音乐上下跳动,这时可以证明扬声器发声时也在振动。这种证明发声体在振动的方法被称为“转换法”或“放大法”。
“振动停止,发声也停止”不能理解为“振动停止,声音也消失”,因为振动停止,只是不再发声,而原来发出的声音仍继续存在并传播。 例如,对着高山喊话,停止喊话后,声带不再振动,但是几秒钟后,我们仍能听到回声。
随学随练
1. 以下与声现象有关的几个实验中,能说明声音产生原因的是( )
实验:①放在钟罩内的闹钟正在响铃,在抽取钟罩内的空气的过程中,铃声逐渐减小;
②将正在发声的音叉轻轻插入水里,看到水花飞溅;
③吹笛子时,手指按住不同的孔会发出不同的声音;
④在吊着的大钟上固定一支细小的笔,把钟敲响后,用纸在笔尖上迅速拖过,可以在纸上画出一条来回弯曲的细线。
A.①② B.②④ C.③④ D.①③
2. “太平龙迎新春”是龙港市鲸头村的节庆风俗,也是非物质文化遗产。如图,鼓手停止击鼓,大鼓仍余音不止,这是因为( )
A.大鼓仍在振动
B.一定是大鼓产生了回声
C.人的听觉“延长”了时间
D.大鼓已停止振动,空气仍在振动
知识点 声音的传播
1.探究声音传播的条件
探究活动1:声音在固体和液体中的传播
过程
现象
结论
一个同学轻敲桌子的一端,另一个同学把耳朵贴在桌子的另一端的桌面上,堵住另一只耳朵
能听到敲敲击声
声音能在固体中传播
玻璃鱼缸中盛有水,水中有金鱼,用细棍轻敲鱼缸上沿
金鱼立即受惊游动
声音能在液体中传播
探究活动2:声音在气体中的传播
①将一只小电铃放在密封的玻璃罩内,接通电源使电铃发声,此时你能听到电铃声吗?
②用抽气机抽出玻璃罩内的空气,在抽气的过程中,你听到的电铃声有什么变化?
③再让空气逐渐进人玻璃罩内,你听到的电铃声又怎样变化?
探究分析:刚开始能听到玻璃罩内的电铃声,随着空气逐渐被抽出,听到的电铃声逐渐变小,再让空气逐渐进人玻璃罩内,听到电铃声逐渐变大。
推理:如果把玻璃罩内的空气完全抽出, 就完全听不到电铃声了。
2.归纳总结
声音可以在固体、液体和气体中传播。声音传播需要介质。真空不能传声。
【能力拓展】在探究声音的传播实验中,我们不可能把玻璃罩内空气完全抽成真空,但我们可以通过空气越来越稀薄,听到的声音越来越小这一现象推理得出:如果玻璃罩内被抽成真空,则声音也就不能传播了,这种研究方法称为理想实验法(或推理法)。
①固体、液体、气体都可以作为声源发出声音,也都可以作为传播声音的介质。
②空气越稀薄,传声效果越差,真空不能传声。
③一般而言,固体传声效果最好,液体次之,气体传声效果最差。
随学随练
3. 如图是学习声学知识时,同学们所做的一个探究实验示意图,下列说法中错误的是( )
A.该探究通过“实验+推理”的方式证明声音不能在真空中传播
B.当玻璃罩内空气逐渐抽出,铃声减弱
C.抽气时听到的声音越来越小是由于音调变低的缘故
D.在几乎听不到铃声时,把空气逐渐放入玻璃罩内,铃声又逐渐加强
4. 如图,用抽气机从钟罩内往外抽气,听到钟罩内手机发出的铃声逐渐变小。关于上述实验,下列说法正确的是( )
A.手机振动变轻微了
B.声音传播到耳朵的速度变小了
C.该实验可直接得出声音不能在真空中传播
D.在该实验基础上进行推理可以得出“声音的传播需要介质”的结论
知识点 声波
1.声音的传播方式:与水波的传播相似,声音在空气中也是以波的方式向远处传播的。当喇叭的振动面向外侧运动时,压缩邻近的空气,使这部分空气变密;当喇叭的振动面向内侧运动时,这部分空气变疏。振动面的不断振动,空气中就形成疏密相间的波,向远处传播。因此,声音也是一种波,我们把它叫做声波。
2.声速
声音在每秒内传播的距离叫做声速。声速的大小跟介质的种类有关,还跟介质的温度有关。在15℃的空气中,声音每秒传播340米。
3.影响声速的因素
(1)介质种类
声音在不同的介质中传播的速度不同。一般情况下,声音在气体中传播最慢,在液体中较快,在固体中最快,例如:某人在一根较长的有水的自来水管一端敲击一下,一人在另一端可以听到三次声音,第一次为水管传来的,第二次为水传来的,第三次为空气传来的。
(2)温度
声速随温度的升高而增大,气温每升高1 ℃,声音在空气中每秒传播的距离约增加0.6米。当空气中不同区域的温度有区别时,声音的传播路线总是偏向低温方向,如上方的温度低,声音就向上传播,此时,低处的声音,高处的人更容易听到。
随学随练
5. 北宋沈括的著作《梦溪笔谈》中记载着: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。下列有关声音的描述正确的是( )
A.物体不振动也可以产生声音
B.声音在真空中传播的速度是340m/s
C.只有牛皮制成的箭筒可以传播声音
D.通常情况下,固体传播声音比空气快
6. 如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 。(选填“变大”或“变小”或“不变”)
知识点 听觉的形成
1.耳的构造及各部位功能
结构
功能
外耳
耳郭
收集声波
外耳道
传导声波
中耳
鼓膜
随着声波的振动而引起振动,将振动传到听小骨
鼓室
与耳道一起引起共鸣,并且起到平衡气压的作用
听小骨
把声音放大后传到内耳
咽鼓管
连通鼓室和咽部,使鼓膜内外空气压力保持平衡,从而使鼓膜能正常振动
内耳
耳蜗
内有液体和听觉感受器,接受声波的刺激,产生神经冲动
前庭
感觉头部位置变动,产生神经冲动
2.听觉的形成
外界传来的声音引起鼓膜振动,这种振动经过听小骨及其他组织传给听觉神经,听觉神经把信号传给大脑,人就听到了声音。即:声波→耳廓→外耳道→鼓膜→鼓室内听小骨→耳蜗→听神经→大脑的听觉中枢产生听觉。
3.耳有保持身体平衡的作用
内耳的半规管和前庭中有感受头部位置变动的感受器。感受器过于敏感的人,在受到过长或过强的刺激时,易出现晕车、晕船和航空病。
随学随练
7. 在浙BA篮球赛比赛现场,坐在观众席上的小新听到此起彼伏的加油呐喊声后,感到非常兴奋。小新形成听觉的部位是( )
A.耳廓 B.鼓膜 C.耳蜗 D.大脑
8. 如图所示为耳的结构模式图,请据图回答相关问题:
(1)小科休息时喜欢戴上耳罩,这是在 处减弱噪声。图中接受声音信息的听觉感受器位于 内(填写序号)。
(2)如果某人半规管部分受损,则 (选填“能”或“不能”)产生听觉。
题型 课堂微型拓展实验
拓展实验 1 水杯琴
实验器材
相同透明玻璃杯 4 个、清水、滴管、筷子
操作步骤
1.四个杯子依次装入由少到多的水,标记 1、2、3、4 号;
2.敲击实验:用相同力度依次敲击杯壁,仔细辨别音调高低;
3.吹气实验:嘴贴着杯口,用均匀力度向杯内吹气,再次辨别音调;
4.对比两次音调变化规律,记录差异。
实验现象
敲击:水越多,音调越低;
吹气:水越多(空气柱越短),音调越高。
实验结论
敲击时发声物体是杯子 + 水;吹气时发声物体是杯内空气柱;振动物体质量 / 长度改变,振动频率改变,音调改变。
拓展实验 2 声波传递能量(直观证明声能)
器材
小型音箱、蜡烛、打火机
操作步骤
1.点燃蜡烛,放在音箱喇叭前方 5cm 处,保持无风环境;
2.播放节奏感强、音量从小到大的音乐;
3.观察烛焰晃动幅度随音量的变化。
实验现象
音量小时烛焰轻微抖动;音量越大,烛焰摆动幅度越大,甚至被吹歪。
实验结论
声音以声波传播,声波具有能量;响度越大,携带的声能越大。
活学活用
9. 某兴趣小组设计了如图所示的实验装置来探究声音的产生和传播。图中甲、乙为直径为10cm的去底塑料筒,在每个筒的一侧用橡皮筋扎一橡皮膜,再在乙筒的橡皮膜外吊一乒乓球,装置固定在两张桌面上。
(1)调节两个塑料筒的中心在同一高度上,并对齐筒的开口将s调节至5cm,用手往外拉开甲的橡皮膜,突然放手,听到声音并观察到图乙处的乒乓球被弹开。此实验说明了 。(填字母,可多选)
A.声音具有能量
B.声音可以在空气中传播
C.真空不能传播声音
D.声音由振动产生
(2)在上述实验中用到了乒乓球,请说明乒乓球在实验中的作用: 。
(3)为了进一步探究响度和距离的关系,小组成员将甲、乙两筒的距离s分别调节到10cm、15cm、20cm,重复上述实验,观察到乒乓球被弹开的幅度逐渐减小,说明了 。
(4)如果将这个实验拿到月球表面上去做,你会观察到的现象是 。
基础通关
1. 在飞机起飞或降落时嚼口香糖,可以起到的作用是( )
A.使咽鼓管张开,保护听小骨
B.调节鼓膜内外气压平衡
C.保护耳蜗内的听觉细胞
D.防止听小骨和听觉神经受损
2. 关于声现象的描述,下列说法中不正确的是( )
A.图甲中,钢尺伸出桌面越长,拨动时音调越低
B.图乙中,抽去真空罩内空气,闹钟铃声逐渐减弱
C.图丙中,用力敲击音叉,乒乓球被弹开的幅度更大
D.图丁中,倒车雷达是利用次声波的回声定位
3. 在汽车行驶的途中,即使我们闭上眼睛也可以感受到车子向右转还是向左转,加速还是刹车,这是因为( )
A.我们耳朵的听觉十分灵敏可以听到汽车行驶的声音
B.耳蜗中位觉感受器
C.通过身体的各种感觉感受到的
D.前庭和半规管的作用
4. 如图所示是一种新型的无线骨传导耳机,戴上后声音传播大致为“声音→头骨→耳蜗→听觉神经→……”。下列相关说法正确的是( )
A.听觉形成部位在耳蜗
B.使用骨传导耳机,一定不会使听觉细胞受损
C.长期处在噪声环境下不会引起耳聋
D.使用骨传导耳机,声波不需要经过鼓膜振动
5. 如图,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将把泡沫塑料球弹起。若在月球(真空环境)上分别做甲、乙两个实验,能看到泡沫塑料球被弹起的实验是( )
A.甲实验 B.乙实验
C.甲、乙实验都能 D.甲、乙实验都不能
6. 下列说法中正确的是( )
A.声音在固体、液体中比在空气中传播得慢些
B.固体、液体、气体都能传播声音
C.宇航员们在月球上也可以直接用口语交谈
D.只要物体振动,就一定能听到声音
7. 下列关于耳的各部分功能的说法,错误的是( )
A.鼓膜的振动是为了产生声波,使声波撞击鼓室内的听小骨振动
B.耳廓的作用是收集空气中的声波
C.听小骨的振动把声音放大后再传入耳蜗
D.声波传入内耳,使耳蜗内的液体也产生振动,感觉细胞把这种信息沿听神经传入脑部
8. 人体听觉形成过程中,依次经过的是( )
①外耳道 ②听小骨 ③鼓膜 ④听觉神经 ⑤大脑的一定区域 ⑥耳蜗。
A.①③②⑥④⑤ B.①②③⑥④⑤
C.①④②③⑥⑤ D.①③④②⑥⑤
9. 暑假小明与爸爸妈妈一起外出旅游,突遇电闪雷鸣的雷雨天气,小明一家迅速寻找安全地点躲避。小明感知电闪雷鸣的感受器分别是( )
A.虹膜、鼓膜 B.瞳孔、听小骨
C.视网膜、耳蜗 D.晶状体、半规管
10. 有一种叫做“鱼洗”的铜制容器。“鱼洗”内盛水,当用手搓动两侧的“耳朵”,能看到水珠在水面上跳动,同时还能听到“滋滋”的声音,当手停止搓动后,仍能看见这种现象。发生这种现象的根本原因是( )
A.人的听觉发生了“延长”
B.声音仍在传播,故带动水的运动
C.“鱼洗”周围的空气仍在振动
D.“鱼洗”仍在振动
11. 下列关于耳朵的结构及对应的功能说法正确的是( )
A.听小骨的作用是接受声波,产生听觉
B.耳蜗的作用是传导振动并将振动放大
C.前庭和半规管有听觉感受器,产生信息
D.咽鼓管连通鼓室和咽部,使鼓膜内外气压平衡
12. 各校组织研学游,在坐长途汽车时,为了防止小明晕车,他的同学不停地跟他讲话,分散注意力,以减弱晕车的症状。同学讲话的声音会引起小明耳朵B区域(如图所示)振动的部位是( )
A.耳蜗 B.鼓膜 C.大脑皮层 D.耳郭
13. 下列能说明“液体可以传播声音”的事例是( )
A.打开水龙头听到“哗哗”的流水声
B.听到雨滴打在雨伞上的“哒哒”声
C.水中的鱼被“沙沙”的脚步声惊跑
D.雷雨交加的夜里听到“隆隆”的雷声
14. 学校有一个160m×80m大小的操场,广播室在操场两端架起两个音箱S1和S2(如图),小华绕场一周试听了一番,在甲、乙、丙、丁四处(它们分别是各边的中点),觉得有两处声音含混不清,则这两处是( )
A.甲和丙 B.甲和乙 C.丙和丁 D.乙和丁
15. 助听器的工作原理是利用仪器( )
A.引起头骨、颌骨振动,传到听觉神经,引起听觉
B.引起鼓膜振动,经过听小骨及其他组织传给听觉神经,引起听觉
C.产生超声波直接作用在听觉神经引起听觉
D.产生声波直接作用在听觉神经引起听觉
16. “倒车,请注意!”路人听见提示音后,可以及时躲避车辆,避免事故的发生。声波进入人耳最终形成听觉的过程中,会经过以下结构:①听觉神经,②鼓膜,③耳蜗,④外耳道,⑤大脑皮层,⑥听小骨。其中排序正确的是( )
A.①→②→⑥→③→④→⑤ B.④→②→⑥→③→①→⑤
C.④→①→②→⑥→③→⑤ D.④→③→①→②→⑥→⑤
素养提升
17. 如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实验装置如图所示,甲、乙是声信号采集器。
②复位后用棒槌敲打铜铃,声音被甲、乙接受。
③液晶屏显示甲、乙接受到信号的时间差,单位为:ms(1ms=10﹣3s)。
(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 (选填“变大”或“变小”或“不变”);
(4)如图已知s1=20cm,s2=89cm,液晶显示屏上显示:2.000,则此时声速为 m/s。
18. 为探究声音的反射与吸收特点,小明同学进行了实验探究。
(1)在玻璃圆筒内垫上一层棉花,棉花上放一块机械表,耳朵靠近玻璃圆筒口正上方10cm处,能清晰地听见表声,表声是通过 传播的。
(2)当耳朵水平移动离开玻璃圆筒口一段距离后,如图(甲)所示位置,恰好听不见表声。
(3)在玻璃圆筒口正上方10cm处安放一块平面镜,调整平面镜的角度直到眼睛能从镜面里看到表,如图(乙)所示,则∠AOB是该光路的 角。此时耳朵又能清晰地听见表声了,说明声音 (填“能”或“不能”)像光一样反射。
(4)用海绵板代替平面镜听见的声音明显减弱,说明海绵板吸收声音的能力 (填“强”或“弱”)于玻璃板。
迁移创新
19. 为研究声音的产生和传播,小科同学进行了以下实验探究:
(1)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 。
(2)如图乙所示,用小槌敲击右边的音叉,左边完全相同的音叉会把乒乓球弹起,这个现象叫作“共振”。这一现象可以验证, 可以传声(选填“小槌”“乒乓球”或“空气”)。
(3)石头落入水中,产生的水波向四周传播;发声的音叉产生的声波也会向四周传播。借助水波的特点来理解声波,这种研究问题的方法为 法。
A.推理
B.类比
C.控制变量
D.模型
20. 如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。
使用说明书
(1)实验装置如图所示,甲、乙是声信号采集器。
(2)复位后用棒锤敲打铜铃,声音被甲、乙接收
(3)液晶屏显示甲、乙接受到信号的时间差,单位为ms(1ms=10s)
(1)若把铜铃放在甲、乙的中点(如图1),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(如图2),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)已知声速随气体温度的增大而增大,若把铜铃固定放在甲的左边,并使甲、乙在一条直线上(如图2),然后在甲、乙之间加温,发现液晶显示屏的数值 。(选填“变大”或“变小”或“不变”)
21. 为研究声音的产生和传播,小舟同学进行了以下实验探究。
(1)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,这个现象说明声音是由于物体 而产生的。
(2)如图乙所示,用小植敲击右边的音叉,左边完全相同的音叉会把乒乓球弹起,这个现象叫作“共振”这一现象可以验证 可以传声(选填“音叉”、“小槌”、“乒乓球”或“空气”)。
(3)石头落入水中,产生的水波向四周传播:发抖的喜叉产生的声波也会向四周传播。通过水波研究声波,这种研究问题的方法为 法。
A.推理
B.类比
C.控制变量
D模型
22. 为研究声音是如何产生的,小明同学进行系列的实验研究。
(1)如图甲,用竖直悬挂的乒乓球接触音叉时,乒乓球会被弹起,这说明 。
(2)如图乙所示,敲击右边的音叉,左边完全相同的音叉会把乒乓球弹起,这个现象说明 。
(3)若在月球上做上述两个实验, 实验乒乓球会弹起。
(4)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为 。
A.推理法
B.类比法
C.控制变量法
D.转换法
23. 下表记录了空气中不同温度和湿度下的声速数据,根据表格完成:
﹣10
10
30
50
10%
325.05
337.26
347.64
356.81
30%
325.09
337.39
348.11
358.19
50%
325.11
337.52
348.57
359.57
70%
325.14
337.63
349.03
360.94
90%
325.17
337.78
349.49
362.31
(1)当空气湿度为30%、温度为30℃时,声速v= m/s。当空气湿度为70%、温度为20℃时,声速可能为 m/s。
(2)归纳“温度为30℃时,空气中的声速与湿度的关系”: 。
(3)如图表示了温度均为50℃,湿度在70%和90%时,声音在空气中的s﹣t图象。其中:甲图线表示所在环境的湿度为 。
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