第二章 声现象（知识清单）物理新教材人教版八年级上册

该初中物理“声现象”单元知识清单系统梳理了声音的产生与传播、特性、利用、噪声危害及控制、跨学科实践五大核心内容，涵盖物理观念（声的产生传播规律、特性影响因素）、科学思维（实验方法）、科学探究（实践活动）等知识范畴，搭建从基础概念到应用分析再到实践操作的递进式学习支架。 清单通过分类分级呈现知识体系，如将声音特性细分为音调、响度、音色，每部分含定义、影响因素及波形图对比，体现完整性与条理性。突出科学思维培养，如“真空不能传声”标注理想实验法，“回声测距”推导公式；设计跨学科实践“制作隔音房间模型”，引导学生探究材料隔音性能，提升科学探究能力。重难点如“人耳听觉范围20 - 20000Hz”加粗标注，方便学生自主学习，教师可据此设计分层教学，提高课堂效率。

第二单元 声现象 第1节 声音的产生与传播 一、声音的产生 1. 声音是由物体的 产生的，一切正在发声的物体都在 ，振动停止，发声也停止。 2. 在探究声音产生的原因时，应用了 法、比较法和归纳法。 二、声音的传播 1. 介质：声音的传播需要 ，物理学中把这样的物质叫作介质。 2. 声音的传播需要 ，固体、液体和气体都可以传声，真空 传声。 3. 声波：声音在介质中是以 的形式传播的，我们把这种波叫作声波。 4. 声速 （1）声速：声音传播的快慢用声速描述。 （2）影响声速大小的因素：介质的 、介质的 。 ①声音在不同介质中的传播速度不同。一般情况下，声音在固体、液体、气体中的传播速度关系为 v固 v液 v气。 ②声速大小与介质温度有关。温度越高，声速越 ；在15℃时，空气中的声速是 m/s。 5. 回声 （1）回声：声音在传播过程中遇到障碍物被 回来的现象叫回声。 （2）人耳能区分回声与原声的条件：当障碍物离人较远时，发出的声音经过较长的时间（大于0.1 s）回到耳边，人们就能把回声与原声区分开。当声速为340m/s时，障碍物距人耳至少为 m。 （3）回声的应用 ①回声测距：当声源静止时，声音从发出到碰到障碍物反射回声源处所走过的距离，是声源到障碍物距离的两倍，即，其中t为从发声到接收到回声的时间，v声为声音的传播速度。 ②加强原声：回声与原声混在一起，人们分辨不出原声和回声，但会觉得声音更 。 6. 在探究真空不能传声时，应用了 法。 第2节 声音的特性 一、音调 1. 音调：声音的 叫作音调。 2. 频率：物体振动的次数与所用时间之比叫频率，用f表示。频率的单位是 ，简称赫，符号为Hz。频率是描述物体振动快慢的物理量。 3. 音调与频率的关系： 决定音调的高低。频率越高，音调越 ；频率越低，音调越 。 4. 振动物体发声的频率：跟发声体的形状、尺寸、材料和松紧程度等有关。 （1）弦乐器的音调高低取决于弦的粗细、长短和松紧程度。一般来说，弦乐的弦越细、越短、越紧，其发声时的音调越 。（选填“高”或“低”） （2）管乐音调的高低取决于发声的空气柱长短。一般来说，长空气柱振动发声的音调 ，短空气柱振动发声的音调 （均选填“高”或“低”）。 （3）打击乐以鼓为例，鼓皮绷得越紧，振动得越快，音调越 （选填“高”或“低”）。 5. 音调的波形图 高音调的波形更密集一些，声音的频率高；低音调的波形比较稀疏，声音的频率低。如图所示， 的音调高， 的音调低。 甲 乙 6. 超声波与次声波 （1）人能听到的声音频率有一定的范围。多数人能够听到的频率范围是 ～ Hz。 （2）超声波与次声波：把高于20000Hz的声波叫作 ，把低于20Hz的声波叫作 。 （3）人和动物听觉频率范围各不相同。地震、海啸、台风、火山喷发等一般会伴有 声波产生，很多动物都能听到。能听到超声波的动物有蝙蝠、海豚、猫、狗等。 二、响度 1. 响度：声音的 叫作响度。 2. 振幅：描述物体振动幅度的物理量。 3. 影响响度大小的因素：响度与发声体的 有关，振幅越大，声音的响度越 。响度除了跟发声体发声时的振幅有关外，还跟人距发声体的 有关。 4. 减少声音分散的方法 （1）将手做成喇叭状或用喇叭形的传声筒喊话，可以减少声音的分散，使处于喇叭前方的人听到的声音更响亮，也可以使声音传播得更 ； （2）利用管状物（例如听诊器），也能减少声音的 ，增强传声效果。 5. 响度的波形图 声音的波形振幅大，响度大；振幅小，响度小。如图所示， 的响度小， 的响度大。 三、音色 1. 影响音色的因素：音色与发声体的 、 等因素有关，不同发声体的材料、结构不同，发出声音的音色也不相同。 2. 音色的波形图：图是音叉、钢琴、长笛发出的音调相同的声音的波形图，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，表明 不同。（均选填声音的三个特征） 第3节 声的利用 一、声波传递信息 1. 次声波传递信息 （1）次声波的产生：大自然的许多活动，如地震、火山爆发、台风、海啸等，都伴有次声波产生。一些机器在工作时，也会产生次声波。 （2）次声波传递信息：次声波传播的距离很远，发生地震、台风、核爆炸时，即使在几千千米以外，使用灵敏的声学仪器也能接收到它们产生的次声波。处理这些信息，可以确定这些活动发声的方位和强度。 2. 超声波传递信息 超声波在生产生活中有很多应用。例如，蝙蝠捕食、倒车雷达、声呐、超声导盲仪、“B”超等。 （1）回声定位 蝙蝠在飞行过程中，会发出 声波，这些声波遇到障碍物或昆虫时会反射回来，根据回声到来的方位和时间，蝙蝠可以确定目标的位置，这叫 。 蝙蝠靠超声波发现昆虫 倒车雷达 （2）回声定位的应用 ①倒车雷达：利用超声波探测汽车后方障碍物的 ，告知驾驶员周围障碍物的情况。 ②声呐设备：利用声波在水中的传播和反射特性，对水下目标进行探测，广泛用于鱼群探测、船舶导航和海底地质地貌的勘测等。 （3）B型超声波诊断仪：医生用B型超声波诊断仪向病人体内发射超声波，超声波遇到组织的分界面时会发生 ，根据反射波滞后于发射波的时间，可以知道分界面在体内的深度等信息，并转换成影像，帮助医生判断人体内的组织器官是否正常。 （4）超声波探伤仪与超声测速仪：在生产实践中，超声波检测技术应用很广。例如，利用超声波可以检测出锅炉有没有裂纹，甚至还可以知道裂纹有多大、多深。公路上安装超声测速仪，可以测量出汽车是否超速。 二、声波传递能量 1. 声具有能量，声也可以传递能量。 2. 声传递能量的一些应用：超声波清洗机、碎石机、雾化器等。 （1）医疗上，医生利用超声波碎石机去除病人体内的结石。 （2）工业上，利用超声波对钢铁、陶瓷、宝石、金刚石等坚硬物体进行钻孔和切削加工； （3）日常生活中，利用超声波清洗牙齿、精密工具等； （4）军事上，由于次声波传播的距离 、穿透能力强，且较低频率的次声波达到一定强度时可以致人死亡，因而次声波正越来越多地应用在军事上。 第4节 噪声的危害和控制 一、噪声与乐音 1. 乐音：人们把物体 振动产生的、听起来感觉非常舒服的声音叫乐音。 2. 噪声 （1）从物理学角度讲：发声体做 振动时发出的声音叫噪声。 （2）从环保的角度讲：把妨碍人们正常工作和生活的声音也称为噪声。 （3）噪声的波形：如图所示，从甲的波形图可知，物体的振动是有规律的，产生的声音是 ；从乙的波形图可知，物体的振动杂乱无章、无规律，产生的声音是 。 二、噪声的危害 1. 噪声的等级划分 人们以 为单位来表示人耳感知噪声强弱的等级，分贝符号是dB。 dB是人刚能听到的最微弱的声音； dB是较为理想的安静环境； dB会干扰谈话，影响工作效率；长期生活在 dB以上的噪声环境中，听力会受到严重影响并产生神经衰弱、头疼、高血压等疾病；如果突然暴露在高达 dB的噪声环境中，鼓膜会破裂出血，双耳完全失去听力。 2. 噪声的测量：测量噪声用噪声测试仪，使用的单位是分贝（dB）。噪声测试仪是工作现场、广场等公共场所噪声检测和测试的重要仪器。 手持式噪声测试仪 公共场所噪声监控装置 3. 噪声的危害 噪声污染的危害表现在以下几个方面： （1）强噪声会引起耳部不适。长期工作或生活在90dB以上的噪声环境中，会严重影响听力和导致其他疾病的发生。 （2）使工作效率降低：研究发现，噪声超过70dB，就可能使人感到心烦意乱，因而无法专心地工作，结果会导致工作效率降低。 （3）损害心血管：噪声会加速心脏衰老，增加心肌梗死的发病率。 （4）生理影响：噪声还可以引起如神经系统功能紊乱、精神障碍、内分泌紊乱甚至事故率升高。 （5）干扰休息和睡眠：噪声使人不得安宁，难以休息和入睡。影响到工作和学习。久而久之，就会得神经衰弱症，表现为失眠、耳鸣、疲劳。 （6）噪声对视力有损害。 三、控制噪声 噪声影响人们的身心健康，是当今社会的四大公害之一，因此控制噪声非常重要。控制噪声一般从防止噪声 、阻断噪声 、防止噪声进入 这三个方面着手。 甲 摩托车的消声器 乙 穿越北京动物园 丙 航空母舰上的起飞引导员 的“隔音蛟龙” 佩戴耳罩等降噪装备 第5节 跨学科实践：制作隔音房间模型 一、项目提出 噪声的防治方法有很多， 是其中的一种重要的方法。有同学设计了一个方案，打算将家中的一个房间改造为隔音房间。在方案实施前，我们可以通过制作模型来高效、经济地测试方案的可行性。 二、项目分析 1. 生活中能够充当“房间”的常见物品 能够充当“房间”的物品，要有一定的硬度；隔音性能要好；制作容易，保持一定的外形；便于开门、开窗、内部容易粘贴隔音材料等。综合以上因素，生活中应该选用 、 等充当“房间”。 2. 房间隔音材料的要求与选用 （1）探究不同材料的隔音性能 【实验器材】闹钟、分贝仪、报纸、棉花、不同厚度（分别是2cm、4cm）的吸音棉。 【进行实验】 ①将分贝仪放在离声源约100cm的位置不变，用分贝仪测量出正在发声闹钟的分贝数值，然后把正在发声的闹钟用报纸包裹好，再次测量并记录出分贝数值，比较两次声音的大小。 ②把正在发声的闹钟分别用棉花、不同厚度的吸音棉等材料包裹起来，重复上述实验并测量记录分贝仪示数，比较两次声音的大小。 【实验结论】 ①隔音性能最好的是4cm吸音棉；其次是2cm吸音棉；棉花；隔音性能最差的是报纸。 ②同种材料，厚度越厚，吸音性能越好。 （2）选用隔音材料：隔音材料满足的基本要求是安全无害、隔音效果好、成本较低、安装容易、厚度较小。可以选用吸音棉：吸音板；隔音毡。其他可以选用的材料（根据实际情况）：厚一些的棉布、海绵、包装家具的泡沫纸等松软有空隙，表面不光滑的材料等。 3. 从声音传播到房间外的路径确定隔音材料的放置部位 声音是通过空气、墙壁、天花板、地面、门窗传播到房间外的。故阻隔声音的材料应放在“房间”的四周位置且紧贴“墙壁”。需要隔音的部位： 隔音； 隔音；顶部隔音。 4. 测试模型房间的隔音性能 方法一：将声音强弱转化为距离进行比较。将正在发声的手机置于“房间”内部，人倾听铃声并逐渐远离“房间”，记录每次刚刚听不到铃声时人与“房间”的距离，距离越远的说明隔音效果越 ，距离越近的说明隔音效果越 。 方法二：将声音强弱转化为分贝数进行比较。在模型外同一位置使用手机噪声监测软件进行分贝数测定，数值越小说明隔音效果越好。 方法三：将声音强弱转化为声波波形进行比较。在模型外同一位置放置示波器或使用录音及声音编辑软件显示声波波形，波形振幅越小说明隔音效果越好。 三、项目实施 1. 选用制作器材。2. 进行制作。3. 进行测试。 四、展示交流 学科网（北京）股份有限公司1 / 10 zxxk.com 学科网（北京）股份有限公司 $ 第二单元 声现象 第1节 声音的产生与传播 一、声音的产生 1. 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. 在探究声音产生的原因时，应用了转换法、比较法和归纳法。 二、声音的传播 1. 介质：声音的传播需要物质，物理学中把这样的物质叫作介质。 2. 声音的传播需要介质，固体、液体和气体都可以传声，真空不能传声。 3. 声波：声音在介质中是以波的形式传播的，我们把这种波叫作声波。 4. 声速 （1）声速：声音传播的快慢用声速描述。 （2）影响声速大小的因素：介质的种类、介质的温度。 ①声音在不同介质中的传播速度不同。一般情况下，声音在固体、液体、气体中的传播速度关系为 v固> v液> v气。 ②声速大小与介质温度有关。温度越高，声速越大；在15℃时，空气中的声速是340m/s。 5. 回声 （1）回声：声音在传播过程中遇到障碍物被反射回来的现象叫回声。 （2）人耳能区分回声与原声的条件：当障碍物离人较远时，发出的声音经过较长的时间（大于0.1 s）回到耳边，人们就能把回声与原声区分开。当声速为340m/s时，障碍物距人耳至少为17m。 （3）回声的应用 ①回声测距：当声源静止时，声音从发出到碰到障碍物反射回声源处所走过的距离，是声源到障碍物距离的两倍，即，其中t为从发声到接收到回声的时间，v声为声音的传播速度。 ②加强原声：回声与原声混在一起，人们分辨不出原声和回声，但会觉得声音更响亮。 6. 在探究真空不能传声时，应用了实验推理法。 第2节 声音的特性 一、音调 1. 音调：声音的高低叫作音调。 2. 频率：物体振动的次数与所用时间之比叫频率，用f表示。频率的单位是赫兹，简称赫，符号为Hz。频率是描述物体振动快慢的物理量。 3. 音调与频率的关系：频率决定音调的高低。频率越高，音调越高；频率越低，音调越低。 4. 振动物体发声的频率：跟发声体的形状、尺寸、材料和松紧程度等有关。 （1）弦乐器的音调高低取决于弦的粗细、长短和松紧程度。一般来说，弦乐的弦越细、越短、越紧，其发声时的音调越高。（选填“高”或“低”） （2）管乐音调的高低取决于发声的空气柱长短。一般来说，长空气柱振动发声的音调低，短空气柱振动发声的音调高（均选填“高”或“低”）。 （3）打击乐以鼓为例，鼓皮绷得越紧，振动得越快，音调越高（选填“高”或“低”）。 5. 音调的波形图 高音调的波形更密集一些，声音的频率高；低音调的波形比较稀疏，声音的频率低。如图所示，甲的音调高，乙的音调低。 甲 乙 6. 超声波与次声波 （1）人能听到的声音频率有一定的范围。多数人能够听到的频率范围是20～20000Hz。 （2）超声波与次声波：把高于20000Hz的声波叫作超声波，把低于20Hz的声波叫作次声波。 （3）人和动物听觉频率范围各不相同。地震、海啸、台风、火山喷发等一般会伴有次声波产生，很多动物都能听到。能听到超声波的动物有蝙蝠、海豚、猫、狗等。 二、响度 1. 响度：声音的强弱叫作响度。 2. 振幅：描述物体振动幅度的物理量。 3. 影响响度大小的因素：响度与发声体的振幅有关，振幅越大，声音的响度越大。响度除了跟发声体发声时的振幅有关外，还跟人距发声体的远近有关。 4. 减少声音分散的方法 （1）将手做成喇叭状或用喇叭形的传声筒喊话，可以减少声音的分散，使处于喇叭前方的人听到的声音更响亮，也可以使声音传播得更远； （2）利用管状物（例如听诊器），也能减少声音的分散，增强传声效果。 5. 响度的波形图 声音的波形振幅大，响度大；振幅小，响度小。如图所示，甲的响度小，乙的响度大。 三、音色 1. 影响音色的因素：音色与发声体的材料、结构等因素有关，不同发声体的材料、结构不同，发出声音的音色也不相同。 2. 音色的波形图：图是音叉、钢琴、长笛发出的音调相同的声音的波形图，波形总体上的疏密程度是相同的，即频率相同；但是波的形状不同，表明音色不同。（均选填声音的三个特征） 第3节 声的利用 一、声波传递信息 1. 次声波传递信息 （1）次声波的产生：大自然的许多活动，如地震、火山爆发、台风、海啸等，都伴有次声波产生。一些机器在工作时，也会产生次声波。 （2）次声波传递信息：次声波传播的距离很远，发生地震、台风、核爆炸时，即使在几千千米以外，使用灵敏的声学仪器也能接收到它们产生的次声波。处理这些信息，可以确定这些活动发声的方位和强度。 2. 超声波传递信息 超声波在生产生活中有很多应用。例如，蝙蝠捕食、倒车雷达、声呐、超声导盲仪、“B”超等。 （1）回声定位 蝙蝠在飞行过程中，会发出超声波，这些声波遇到障碍物或昆虫时会反射回来，根据回声到来的方位和时间，蝙蝠可以确定目标的位置，这叫回声定位。 蝙蝠靠超声波发现昆虫 倒车雷达 （2）回声定位的应用 ①倒车雷达：利用超声波探测汽车后方障碍物的距离，告知驾驶员周围障碍物的情况。 ②声呐设备：利用声波在水中的传播和反射特性，对水下目标进行探测，广泛用于鱼群探测、船舶导航和海底地质地貌的勘测等。 （3）B型超声波诊断仪：医生用B型超声波诊断仪向病人体内发射超声波，超声波遇到组织的分界面时会发生反射，根据反射波滞后于发射波的时间，可以知道分界面在体内的深度等信息，并转换成影像，帮助医生判断人体内的组织器官是否正常。 （4）超声波探伤仪与超声测速仪：在生产实践中，超声波检测技术应用很广。例如，利用超声波可以检测出锅炉有没有裂纹，甚至还可以知道裂纹有多大、多深。公路上安装超声测速仪，可以测量出汽车是否超速。 二、声波传递能量 1. 声具有能量，声也可以传递能量。 2. 声传递能量的一些应用：超声波清洗机、碎石机、雾化器等。 （1）医疗上，医生利用超声波碎石机去除病人体内的结石。 （2）工业上，利用超声波对钢铁、陶瓷、宝石、金刚石等坚硬物体进行钻孔和切削加工； （3）日常生活中，利用超声波清洗牙齿、精密工具等； （4）军事上，由于次声波传播的距离远、穿透能力强，且较低频率的次声波达到一定强度时可以致人死亡，因而次声波正越来越多地应用在军事上。 第4节 噪声的危害和控制 一、噪声与乐音 1. 乐音：人们把物体有规律振动产生的、听起来感觉非常舒服的声音叫乐音。 2. 噪声 （1）从物理学角度讲：发声体做无规则振动时发出的声音叫噪声。 （2）从环保的角度讲：把妨碍人们正常工作和生活的声音也称为噪声。 （3）噪声的波形：如图所示，从甲的波形图可知，物体的振动是有规律的，产生的声音是乐音；从乙的波形图可知，物体的振动杂乱无章、无规律，产生的声音是噪声。 二、噪声的危害 1. 噪声的等级划分 人们以分贝为单位来表示人耳感知噪声强弱的等级，分贝符号是dB。 0 dB是人刚能听到的最微弱的声音；30~40 dB是较为理想的安静环境；70 dB会干扰谈话，影响工作效率；长期生活在90 dB以上的噪声环境中，听力会受到严重影响并产生神经衰弱、头疼、高血压等疾病；如果突然暴露在高达150 dB的噪声环境中，鼓膜会破裂出血，双耳完全失去听力。 2. 噪声的测量：测量噪声用噪声测试仪，使用的单位是分贝（dB）。噪声测试仪是工作现场、广场等公共场所噪声检测和测试的重要仪器。 手持式噪声测试仪 公共场所噪声监控装置 3. 噪声的危害 噪声污染的危害表现在以下几个方面： （1）强噪声会引起耳部不适。长期工作或生活在90dB以上的噪声环境中，会严重影响听力和导致其他疾病的发生。 （2）使工作效率降低：研究发现，噪声超过70dB，就可能使人感到心烦意乱，因而无法专心地工作，结果会导致工作效率降低。 （3）损害心血管：噪声会加速心脏衰老，增加心肌梗死的发病率。 （4）生理影响：噪声还可以引起如神经系统功能紊乱、精神障碍、内分泌紊乱甚至事故率升高。 （5）干扰休息和睡眠：噪声使人不得安宁，难以休息和入睡。影响到工作和学习。久而久之，就会得神经衰弱症，表现为失眠、耳鸣、疲劳。 （6）噪声对视力有损害。 三、控制噪声 噪声影响人们的身心健康，是当今社会的四大公害之一，因此控制噪声非常重要。控制噪声一般从防止噪声产生、阻断噪声传播、防止噪声进入耳朵这三个方面着手。 甲 摩托车的消声器 乙 穿越北京动物园 丙 航空母舰上的起飞引导员 的“隔音蛟龙” 佩戴耳罩等降噪装备 第5节 跨学科实践：制作隔音房间模型 一、项目提出 噪声的防治方法有很多，隔音是其中的一种重要的方法。有同学设计了一个方案，打算将家中的一个房间改造为隔音房间。在方案实施前，我们可以通过制作模型来高效、经济地测试方案的可行性。 二、项目分析 1. 生活中能够充当“房间”的常见物品 能够充当“房间”的物品，要有一定的硬度；隔音性能要好；制作容易，保持一定的外形；便于开门、开窗、内部容易粘贴隔音材料等。综合以上因素，生活中应该选用纸箱、鞋盒等充当“房间”。 2. 房间隔音材料的要求与选用 （1）探究不同材料的隔音性能 【实验器材】闹钟、分贝仪、报纸、棉花、不同厚度（分别是2cm、4cm）的吸音棉。 【进行实验】 ①将分贝仪放在离声源约100cm的位置不变，用分贝仪测量出正在发声闹钟的分贝数值，然后把正在发声的闹钟用报纸包裹好，再次测量并记录出分贝数值，比较两次声音的大小。 ②把正在发声的闹钟分别用棉花、不同厚度的吸音棉等材料包裹起来，重复上述实验并测量记录分贝仪示数，比较两次声音的大小。 【实验结论】 ①隔音性能最好的是4cm吸音棉；其次是2cm吸音棉；棉花；隔音性能最差的是报纸。 ②同种材料，厚度越厚，吸音性能越好。 （2）选用隔音材料：隔音材料满足的基本要求是安全无害、隔音效果好、成本较低、安装容易、厚度较小。可以选用吸音棉：吸音板；隔音毡。其他可以选用的材料（根据实际情况）：厚一些的棉布、海绵、包装家具的泡沫纸等松软有空隙，表面不光滑的材料等。 3. 从声音传播到房间外的路径确定隔音材料的放置部位 声音是通过空气、墙壁、天花板、地面、门窗传播到房间外的。故阻隔声音的材料应放在“房间”的四周位置且紧贴“墙壁”。需要隔音的部位：墙体隔音；门窗隔音；顶部隔音。 4. 测试模型房间的隔音性能 方法一：将声音强弱转化为距离进行比较。将正在发声的手机置于“房间”内部，人倾听铃声并逐渐远离“房间”，记录每次刚刚听不到铃声时人与“房间”的距离，距离越远的说明隔音效果越差，距离越近的说明隔音效果越好。 方法二：将声音强弱转化为分贝数进行比较。在模型外同一位置使用手机噪声监测软件进行分贝数测定，数值越小说明隔音效果越好。 方法三：将声音强弱转化为声波波形进行比较。在模型外同一位置放置示波器或使用录音及声音编辑软件显示声波波形，波形振幅越小说明隔音效果越好。 三、项目实施 1. 选用制作器材。2. 进行制作。3. 进行测试。 四、展示交流 学科网（北京）股份有限公司1 / 10 zxxk.com 学科网（北京）股份有限公司 $