2.1 声音的产生与传播(高效培优·讲义)物理新教材沪粤版八年级上册
2026-08-28
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精品
摘要:
本讲义聚焦“声音的产生与传播”核心知识点,系统梳理声音由物体振动产生(含转换法实验)、传播需要介质(真空不能传声,推理法验证)、声速影响因素及回声测距计算的完整知识链,搭建从基础概念到综合应用的学习支架。
该资料以实验探究为特色,通过音叉弹球、真空罩等实验培养科学探究能力,结合避坑指南分析“振动停止声音消失”等易错点提升科学思维,分层练习兼顾课中教学与课后巩固,助力学生构建物理观念并落实科学态度。
内容正文:
2.1 声音的产生与传播
目录
01 本节导航·目标清单
02 教材精研·内容全解
考点01 声音的产生
考点02 声音的传播
考点03 声速、骨传导与回声测距
03 避坑指南·解题通法
角度01 声音的产生与转换法实验
角度02 声音的传播条件与介质辨析
角度03 声速的影响因素与估算
角度04 回声现象与回声测距计算
角度05 声波与人耳听觉原理
角度06 声音产生与传播综合易错题
04 真题闯关·溯源演练
05 课后三阶·精准练习
目标导航
方法指导
1.通过实验知道声音由物体振动产生,能举例说明发声体都在振动。
2.掌握声音传播条件,知道真空不能传声,区分固、液、气传声能力差异。
3.理解声速概念,记住 15℃空气中声速,会计算回声测距。
4.分清回声形成条件,能解释回声、混响等生活声现象。
1.利用转换法(碎纸屑、水花)放大微小振动,直观理解发声原理。
2.对比真空罩实验,推理真空无法传声的结论。
3.规范回声计算题步骤,注意回声路程是往返距离。。
考点01 声音的产生
1、声音的产生:声音是由物体振动产生的。一切发声体都在振动,振动停止,发声停止。
2、声源:正在发声的物体叫做声源。固体、液体、气体都可以成为声源,例如人说话靠声带振动、笛子靠管内空气柱振动、流水靠水振动。
3、探究声音的产生
(1)轻压喉部:轻捏喉部,然后说话或者唱歌,发声时,手指感到喉咙在振动;停止发声,振动停止,声带(固体)振动发声。
(2)拨动橡皮筋:用手拨动张紧的橡皮筋,然后再捏住橡皮筋:拨动橡皮筋时,橡皮筋发出“嗡嗡”声,能看到橡皮筋在不停地振动;捏住橡皮筋时,橡皮筋不再振动,不再发声,橡皮筋(固体)振动发声。
(3)吹响笛子:笛子发声时,把手放在笛孔处,能感觉到气流的振动;停止吹气,没有振动的气流,笛声消失,空气柱(气体)振动发声。
(4)用筷子搅动水(不要碰触水盆):水发出“哗哗”的声音;当水面平静下来,水不再振动,不再发出声音,水(液体)振动发声。
(5)敲鼓:①敲鼓时,鼓面上纸屑的跳动;②敲鼓时,鼓面附近的蜡烛火焰晃动;说明鼓声是鼓面振动产生的。
(6)敲击音叉:敲击音叉时,音叉附近的乒乓球跳开,说明音叉在振动。
(7)正在发声的音箱:用手按住音箱的纸盆,感觉到纸盆在振动。
4.转换法(放大法):音叉、桌面等物体的振动不易直接观察,通过水花飞溅、泡沫小球弹起、纸屑跳动等现象将微小振动放大,便于观察,是物理研究的常用方法。
5、确定声源:弦乐是琴弦的振动产生的;管乐是空气柱的振动产生的;打击乐是由被打击乐器的振动产生的等。
实验
操作
现象
实验结论
将敲击后的音叉靠近乒乓球
乒乓球多次弹开
声音是由于物体振动产生的
将敲击后的音叉放入水中
溅起水花,产生波纹
声音是由于物体振动产生的
【深化点拨】
1.声源振动停止,声音不会马上消失:“振动停止,发声也停止”不能叙述为“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会继续存在并传播。
2.声源的理解
声源可以是固体,也可以是液体和气体。如“风声雨声读书声”,其中的“风声”、“雨声”、“读书声”分别是由气体(空气)、液体(水)、固体(声带)振动发出的声音,此时,空气、水、声带就是声源。
只有正在发生的物体才能叫声源。一个能够发声但没有发声的物体不能称为声源。
1.吹笛子发声,主要是因为( )
A.笛子本身振动 B.笛子中空部分的空气柱振动
C.吹笛子人的嘴巴振动 D.人声带的振动。
A.水桶 B.地球 C.手 D.绳子
2. 下列物体不是声源的是( )
A.放在桌上的鼓 B.飞行的蜜蜂
C.呱呱叫的青蛙 D.花丛中扇动翅膀飞舞的蝴蝶
3. 如图所示,小明用小锤敲响音叉,将悬挂的轻质小球紧靠音叉,发现小球被正在发声的音叉弹起。
(1)这个现象说明声音是由物体的 产生的;
(2)此实验小球的作用是 ;
A.使音叉振动时间减少
B.多次反射形成回声
C.把音叉的微小振动放大,便于观察
(3)本实验用到的一种物理方法是 (选填“转换法”或“控制变量法”)。
考点02 声音的传播
1、声音的传播
(1)声音的传播需要介质,传播声音的介质可以是固体、液体和气体,真空不能传声。
(2)声音是以波的形式传播的,叫声波。
(3)声音可以在固体、液体和气体中传播,但不能在真空中传播。
2、探究声音的传播
(1)固体能够传声: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,能听到清晰的敲桌子的声音,声音能在固体中传播。
(2)液体能够传声:轻敲水族馆里的鱼缸体,鱼听到敲击声后迅速跑开。鱼能听到敲击声才迅速跑开,液体能够传声。
(3)气体能够传声:上课时,我们都能听见老师的讲课声。我们通过空气听到了老师讲课声,空气能传播声音。
3、探究声音在真空能否传声
(1)实验器材:闹钟、玻璃罩、抽真空机。
(2)实验过程:
①把正在响铃的闹钟放在玻璃罩内,再逐渐抽出玻璃罩内空气的过程中,会听到铃声逐渐变小;
②再打开阀门,让空气逐渐进入玻璃罩内又会听到铃声逐渐变大
实验分析:玻璃罩内空气越少,传出的声音越小;如果玻璃罩内抽成真空后,就听不到闹钟响铃的声音了;推理:真空不能传声。
图示
实验过程与结论
把在响铃的闹钟放在玻璃罩内,逐渐抽出其中的空气,所听到的声音将会逐渐变小。得到结论:声音的传播需要介质。并由此推理可知:真空不能传声。
(3)结论:真空不能传声。
【深化点拨】
1.物体振动不一定能听到声音:声音是由物体的振动产生的,但并非所有的振动产生的声音我们都能听到。主要有以下四个原因:
(1)声音的传播需要介质,它不能在真空中传播。
(2)人耳及听觉系统的局限性。
(3)声音的响度必须足够大,才能引起人耳内鼓膜的振动,人才能听到声音。
(4)人的听觉必须正常。
2.声音的传播条件解题思路点拨
(1)判断传声介质的种类:例如,隔墙有耳、土电话说明固体可以传声;电子哺鱼、说话声吓跑鱼说明液体可以传声;人平时交谈说明气体可以传声。
(2)同一声音在不同介质中传播时,频率不变。
3.推理法:在观察实验的基础上,忽略次要的因素,进行合理的推理,得出结论,达到认识事物本质的目的.在真空罩中放入正在发声的闹铃,随着罩内空气的不断抽出,听到声音越来越小,由此推理,如果把罩内气体全部抽出,则听不到声音,其实将罩内气体全部抽出是不现实的,只是一种推理.因此得出结论:真空不能传声,或者说传声一定需要介质。
1. 警察利用如图所示的无人机对行人“喊话”,以维持交通秩序。地面上的行人能听到“喊话”声,是因为“喊话”声( )
A.不是振动产生的 B.不是以声波的形式传递
C.可以在空气中传播 D.传播不需要介质
2. 小丽同学在学习声现象时做了几个探究实验;
(1)如图甲所示,将正在发声的音叉放入水中,根据 ,说明发出声音的音叉在振动;
(2)如图乙所示,敲响右边的音叉,左边完全相同的音也会发声,并且把泡沫塑料球弹起,该实验能说明 可以传声;
(3)如图丙所示,把正在响铃的闹钟放在玻璃罩内,渐抽出玻璃罩内的空气所听到的铃声将会逐渐
(选填“变大”、“变小”或“不变”),并由此推理可知:如果玻璃罩内抽成真空后,就听不到闹钟响铃的声音了,最后得出结论:真空 (选填“能”或“不能”)传声;
(4)通过丙实验的结论可知,若在月球上做图乙实验,泡沫塑料球 弹起(选填“能”或“不能”)。
考点03 声速、骨传导与回声测距
1、声速
(1)声音的传播速度:在15℃,声音在空气中的传播速度是340m/s;在水中传播比在空气中快,约为1500m/s;在钢铁中更快,速度可达5200m/s。
(2)影响声速的因素:①介质的种类,一般情况下v固>v液>v气;②温度,同种介质,温度越高,声速越大。
2、回声:声波遇到障碍物会被反射回来,我们听到的回声,就是声波反射形成的。
(1)人耳能分辨出回声和原声的条件是:反射回来的声音到达人耳比原声晚0.1s以上,即:声源到障碍物的距离大于17m。
(2)回声的防止:室内讲话的回声有时候会使人听到多重声音,产生重音,严重时会对人的听觉系统造成伤害,所以要规避回声带来的不利影响。
3、回声的应用
(1)改善音质:在封闭的空间产生声音后,声波就在四壁上不断反射,即使声源停止振动发声,声音也会持续一段时间,这种现象叫做混响。在建筑方面,设计、建造大的厅堂时,可采取必要的措施,例如设计内部结构、形状等,以获得适量的混响,使声音更为丰满动听,提高室内的音质示。
(2)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。人们根据这一原理进行距离的测量,如图乙所示。
4、骨传导原理:固体能传声,且效果更好;声音通过头骨、颌骨也能传到听觉神经,引起听觉,物理学中把声音的这种传导方式叫做骨传声也叫作骨传导;一些失去听觉的人(只限于传导障碍,即鼓膜、听小骨损坏,也就是非神经性耳聋者)可以利用骨传导来听声音。
5、人耳的构造:外耳、中耳、内耳
6、人耳如何听到声音
(1)人耳听到声音的过程:发声体发出声音→介质传声→耳朵听声。
(2)声音传到两耳的时间不同形成的双耳效应(双耳效应是人们依靠双耳间的音量差、时间差和音色差判别声音方位的效应)
(3)我们能够听到的声音,正确的传播途径是:物体振动--介质--良好的耳朵。
图示
类型
方法(公式)
人不动,面对大山喊,经过 t 时间后听到回声,求人与大山之间的距离。
人站在两山之间,喊一声,经过t1时间听到第一次回声,再经过t2时间听到第二次回声,求两座大山之间的距离。
一汽车以速度v车驶向山崖,按一声喇叭,经过t时间听到了回声,求按喇叭处到山崖的距离s按;听到回声时车到山崖的距离s听。
【深化点拨】
1.声音在不同介质中的速度特点:由于声音在不同介质中的速度的不同,同一声源,距离相等的位置可能听到多次声音;如长水管一端敲击一次,另一端听到三次声音,第一次由铁传播,第二次由水传播,第三次由空气传播;首先注意管子要“长”,其次注意管内有没有水;第三注意听到的多次声音是不同介质传播的,并不是回声。
2.回声测距特注意事项: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。
3.声波在传播过程中遇到障碍物会发生以下情况:一部分声波在障碍物表面反射;另一部分声波可能进入障碍物,被障碍物吸收甚至穿过障碍物,如隔墙能听到相邻房间里的声音。
1. 关于声音的传播速度,下列说法正确的是( )
A.大的声音在空气中的传播速度比小的声音在固体中的传播速度快
B.声音在真空中的传播速度为340 m/s
C.一般声音在固体中、液体中比在气体中传播得快
D.声音在不同介质中的传播速度不一样
2. 骨传导耳机是一种通过颅骨、颌骨等头部骨头的振动,实现将声音传导至听觉神经的耳机。如今越来越多的跑步爱好者选择在跑步时使用骨传导耳机听音乐,保证在户外跑步时可以听到周围环境的声音。以上提到的音乐声和环境声,对应的传播介质分别是( )
A.固体、固体 B.固体、气体 C.气体、固体 D.气体、气体
3. 海洋有着丰富的资源,某科考队员利用超声测距仪向海底垂直发射超声波,如图所示,经0.6s后收到回波。(海水中超声波的速度为1500m/s)
(1)超声波从发出到被接收传播的路程是多少?
(2)此处海水的深度是多少?
声音的产生与传播的综合应用及解题步骤
1.声音的产生:必须“抓住”振动这一核心
(1)核心规则
产生原因: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。
声源:正在发声的物体叫做声源。声源可以是固体(如琴弦)、液体(如流水)、气体(如吹哨时的空气柱)。
(2)操作方法
转换法:很多物体的振动很微小,肉眼难以直接观察。实验中常采用“转换法”,将微小的振动放大。例如:将正在发声的音叉放入水中激起水花;在桌面上撒碎纸屑,敲击桌面观察纸屑跳动。
(3)易错示范
错误观点:“只要物体振动,我们就一定能听到声音。”
正确理解:听到声音需要三个条件:①有声源振动;②有介质传播;③声音的频率在人耳听觉范围(20Hz-20000Hz)内且响度足够大。如果是真空、次声波或超声波,人耳都听不到。
2.声音的传播:必须“明确”介质与真空
(1)核心规则
传播条件:声音的传播需要介质。真空不能传声。
声波形式:声音以波的形式向四周传播,称为声波。
(2)操作方法
理想实验法:探究“真空不能传声”时,由于无法做到绝对真空,我们通过“玻璃罩内空气越少,听到的铃声越小”这一实验现象,经过逻辑推理得出“真空不能传声”的结论。
(3)易错示范:认为宇航员在太空中可以直接对话。(错在太空是真空,没有介质,必须借助无线电通信,不过在空间站里面可以直接对话,因为空间站里面有空气)。
(4)生活实例:钓鱼时不能大声说话,说明液体(水)能传声;“隔墙有耳”,说明固体(墙)能传声。
3.声速与回声:必须“记住”数值与计算
(1)核心规则
声速大小:一般情况下, v固>v液>v气。
记忆数值:15℃时,空气中的声速是 340m/s。
影响因素:声速的大小跟介质的种类和温度有关。
回声测距:声音遇到障碍物会被反射回来形成回声。人耳区分原声和回声的时间间隔至少要 0.1s。
(2)计算方法:
回声测距公式: s=vt。
其中v是声速,t是从发出声音到听到回声的总时间。
注意:因为声音走了一个来回,所以计算距离时必须除以2。
(3)易错示范:对着山崖大喊,2秒后听到回声,求距离。直接用340×2=680m。(错在未除以2,正确应为 =340m )。
(4)概念混淆:在教室里说话听起来比在旷野里响亮,不是因为回声,而是因为回声与原声混在一起,加强了原声。
角度01 声音的产生与转换法实验
1. 在探究声音的产生与传播的实验时,某实验小组做了下面的实验。
(1)如图甲所示,敲响右边的音叉,左边完全相同的音叉也会发声,泡沫球________ (填“被弹开”或“不动”),这说明声音是由物体_______ 产生的。
(2)泡沫球在实验中放大了音叉的振动,便于观察实验现象,这种研究方法叫________ (填“等效法”“控制变量法”或“转换法”)。
(3)若用图甲中的实验装置在月球上进行实验,则_______ (填“能”或“不能”)看到泡沫球弹起。
(4)图乙中,实验小组同学将衣架悬挂在细绳中间,细绳的两端分别绕在某同学的两只手的食指上,进行如下实验:
①该同学伸直手臂,让另一同学敲打衣架,该同学听到的声音主要是通过_______ 传播到耳中的;
②该同学用食指堵住双耳,另一同学继续用相同的力度敲打衣架同一位置,该同学听到的声音的大小与第一次相比变大了。由此可得出:_______ (填“固体”或“气体”)传声效果好。
2. 如图所示,敲击音叉后将正在发声的音叉慢慢靠近并接触悬线下的轻质小球。
(1)看到的现象是,轻质小球____________;
(2)此现象说明_______________;
(3)轻质小球的作用是__________。
3. 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物体______产生的,乒乓球的作用是______;
(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,______(选填“图甲”或“图乙”)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______。
角度02 声音的传播条件与介质辨析
4. 如图所示在玻璃罩内放一闹钟,声音是由闹钟________产生的,在外面能听到闹钟发出的声音。现用抽气设备逐渐抽出其中的空气,听到的声音会逐渐________(选填“变大”、“变小”、“不变”),甚至最后听不到声音。这个实验说明了声音的传播需要________。
5. 如图所示,用两个一次性纸杯和细线自制一个“土电话”。
(1)拉紧细线后,用“土电话”能实现10m间的通话,这表明________。
(2)距离相同,讲话者以相同的响度讲话,如果改用细金属丝连接“土电话”,则听到的声音就大些。这一实验表明:________的传声性能好。
(3)如果用“土电话”时,另一个同学捏住细线的某一部分,这时听到的声音明显减小甚至听不到声音了,这是由于________。
(4)如果在用“土电话”时,线没有拉直而处于松弛状态,则听的一方通过细线________(选填“能”或“不能”,下同)听到对方的讲话。利用三个纸杯和若干细线________制成实现三人间通话的土电话。
角度03 声速的影响因素与估算
6. 通过分析下面的表格,找出影响声音传播快慢的因素。
介质
声速(m·s-1)
介质
声速(m·s-1)
空气(0℃)
331
海水(25℃)
1531
空气(15℃)
340
冰
3230
空气(25℃)
346
铜(棒)
3750
软木
500
大理石
3810
煤油(25℃)
1324
铝(棒)
5000
水(常温)
1500
铁(棒)
5200
(1)表格中,介质按照气体、液体、固体进行排序,除软木外,声速在三类介质中的速度大小顺序为:_______。
(2)对于同种介质空气,如果温度不同,声速大小_______(选填“不同”或“相同”)。
(3)综上分析,声速大小与介质_______和介质_______有关。
7. 有一根长1000米的装满水的钢管,小明在一端敲打钢管一下,则传到钢管的另一端有几次响声 ( )
A.三次响声 B.两次响声 C.一次响声 D.四次响声
8. 查阅资料,得到空气中的声速随气温变化的数据如下表所示。
气温
-20
-10
0
10
20
30
声速
318
324
330
336
342
348
(1)请用描点法,在题图甲中绘制出声速与气温的关系图像____;
(2)声速大小与气温____(选填“有关”或“无关”),当气温降低时,空气中的声速____(选填“变大”、“变小”或“不变”);
(3)根据图表中数据推断:当气温为时,空气中的声速为____;
(4)如图乙所示,平平想知道两楼间距,利用手机上某个能自动测量并记录时间的软件进行了测量。她站在两楼间的处大喊一声,手机分别在、后接收到两次回声,手机显示此时的气温为,声,两楼间距____。
角度04 回声现象与回声测距
9. 回声:声音在传播过程中,如果遇到障碍物,就会被反射回来形成________。当障碍物离人较远时,发出的声音经过较长的时间(大于________s)回到耳边,人们就可以区分开原声和回声,若障碍物离得太近,则回声和原声混在一起,此时人们就分辨不出回声和原声。
10. 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4×10-3 s。已知感应器距测高台的高度为2.5 m,空气中的声速取340 m/s,则该同学的身高为__________m。
11. 小明去阳新仙岛湖游玩,已知空气中声速为,水中的声速为。求:
(1)如图甲,假如游轮静止时向某处湖底发射超声波,0.03s收到湖底反射回来的声信号,则此处湖水的深度为多少?
(2)若游轮以的速度直线正对野人岛驶去(如图乙),他向对面野人岛大喊一声时在图乙中的位置,游轮经过到达处听到了回声,他喊时距崖壁的距离。
角度05 声波与人耳听觉原理
12. 声波传入人耳的顺序是( )
A.外耳道→鼓膜→听小骨→耳蜗→听神经
B.外耳道→听小骨→鼓膜→耳蜗→听神经
C.外耳道→鼓膜→耳蜗→听小骨→听神经
D.外耳道→听小骨→耳蜗→鼓膜→听神经
13. 人耳失聪后就没有听觉,变为“聋子”.引起耳聋的原因是多方面的,如果是听觉神经或听觉中枢受到损害,听觉就很难恢复,如果不是神经性损害,通过医学手段或物理方法也能恢复听力或提高听力,如助听器可帮助提高听力;贝多芬耳聋后用牙齿咬住木棒顶在钢琴上来听自己演奏的琴声,对此,下列说法错误的是
A.说明固体可以传播声音
B.贝多芬可能是传导性耳聋
C.贝多芬应该是神经性耳聋
D.贝多芬的听觉中枢是正常的
14. 如图是一款新型蓝牙跑步耳机,将耳机贴在颞骨两侧而不是堵塞住耳朵,既可以听到耳机发出的声音,也能听到周围环境的声音,前者听到的声音是通过______(选填“固体”、“气体”)传到人耳的,后者听到的声音是通过______(选填“固体”、“气体”)传到人耳的。
角度06 声音产生与传播综合易错题
15. 我们知道:声音在不同介质中的声速不同.阅读下表中的内容,回答问题;
一些介质中的声速v(m/s)
空气(0℃)
331
冰
3230
空气(15℃)
340
铜
3750
煤油(25℃)
1324
铝
5000
水(常温)
1500
铁
5200
(1)声音在介质中的声速有什么规律?(写出一条)
(2)在15℃的空气中,2.5s声音能传播的距离是多少?
(3)在长为884m的金属管的一端敲击一下,在另一端先后听到两个声音,两声相隔2.43s。声音在金属管中传播的速度是多少?(此时气温为15℃)
16. 编钟是我国古代的乐器,兴起于夏朝,盛于春秋战国直至秦汉。编钟由若干个大小不同的钟有次序地悬挂在木架上编成一组或几组。在敲响编钟后,小明发现,已经停止了对编钟的敲击,编钟仍“余音未止”,分析其原因( )
A.一定是编钟的回声 B.因为编钟在继续振动
C.因为人的听觉发生“延长”的缘故 D.编钟虽停止振动,但空气仍在振动
17. 在探究声音的产生与传播时,小明和小华一起做了下面的实验:
(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_________,图中乒乓球的作用是_________;
A.使音叉的振动尽快停下来 B.放大实验效果
(2)如图乙所示,为了验证甲中的探究结论,小华同学用手使劲敲桌子,桌子发出了很大的声响,但他几乎没有看到桌子的振动,为了明显地看到实验现象,你的改进方法是:_________;
(3)如图丙所示,敲响右边的音叉,左边完全相同的音叉也会发声,并且把泡沫塑料球弹起。该实验能说明_________可以传声;
(4)如图丁所示,把正在响铃的闹钟放在玻璃罩内,逐渐抽出其中的空气,听到的声音会逐________(选填“变大”、“变小”或“不变”),甚至最后听不到声音。这个实验说了_______。
【例1】(2024湖北)宋代苏轼在《琴诗》中问道:“若言琴上有琴声,放在匣中何不鸣?若言声在指头上,何不于君指上听?”诗中的琴声是由什么振动产生的( )
A. 琴弦 B. 匣子 C. 指头 D. 耳朵
【变式1-1】(2024江苏无锡市)如图所示,将正在响铃的闹钟悬挂在与抽气机相连的密闭玻璃罩内,听到的声音是闹铃______产生的。用抽气机抽气,听到的铃声越来越小,由此推测,声音不能在______中传播。
【变式1-2】(2024河南)甲骨文是中华民族珍贵的文化遗产。如图,甲骨文“殸”,意指手持长柄,敲击乐器发声。这说明古人很早便知道声音与碰击有关,蕴含了声音是由物体______产生的道理。请你写出一个能表明这一道理的现象:______。
【变式1-3】(2024四川泸州)2024年4月10日,雪龙号圆满完成中国第40次南极科考任务。雪龙号在科考活动中经过某海洋区域时,利用回声定位原理从海面竖直向海底发射超声波,从发射到接收到回声所用的时间为4s,若声音在海水中的传播速度为 ,该处海洋的深度为________m;探测器发出的超声波由声源的________而产生的;在月球表面不能用超声波代替激光来探测距离,原因是________。
⚡基础速刷
1.如图所示,将正在发声的音叉轻轻地插入盛水的水槽中,会看到“水花四溅”,该实验现象说明声音是由物体的 产生的。
2.下列物体不是声源的是( )
A.放在桌上的鼓 B.飞行的蜜蜂
C.呱呱叫的青蛙 D.花丛中扇动翅膀飞舞的蝴蝶
3.如图是打“土电话”情景,男孩通过“土电话”听到女孩的声音,这一过程中传播声音的是( )
A.固体 B.液体 C.气体 D.真空
4. AI智能音箱已广泛应用于新能源汽车。智能音箱的声音是由扬声器纸盆的 产生的,并通过 传播到我们的耳中。
5. 有个成语叫隔墙有耳,把耳朵贴在墙上,就可以听到隔壁房间里的人的说话声,说明 和
都能传声。(均选填“气体”“液体”或“固体”)
6. 倒车雷达是利用超声波来工作的;如果倒车雷达发出信号后, 0.04s接收到回声,已知声波在空气中的传播速度为340m/s,则障碍物距汽车为 m。
7. 人在屋里谈话比在旷野里谈话听起来响亮.这是因为人在屋里谈话时( )
A.声音传播的速度快
B.回声与原声混在一起,使原声加强
C.人耳听不到时间间隔小于 的回声
D.屋里的墙壁阻碍了声音向外传播
8. 在 “探究声音的传播条件” 实验中,将正在响铃的闹钟放在玻璃罩内,逐渐抽出罩内的空气,听到的铃声逐渐变小,直到几乎听不到。下列推理正确的是( )
A.只要听不到铃声,就说明玻璃罩内是真空
B.铃声逐渐变小,说明声音的传播需要介质
C.该实验可以直接证明真空不能传声
D.即使玻璃罩内是真空,也能听到微弱的铃声
9. 下列关于声音的产生和传播的说法中,正确的是( )
A.只要物体振动停止,声音就会立即消失
B.发声体振动停止后,还能听到声音,说明声音不是由振动产生的
C.敲钟时,停止敲击后钟还在发声,是因为钟还在振动
D.我们听到远处的雷声,是因为雷声的振动一直持续到我们耳朵里
10. 在“探究声音的产生与传播”实验中:
(1)图甲将正在发声的音叉轻触水面,水面溅起水花,说明声音是由物体______产生的;
(2)图乙用抽气机逐渐抽出玻璃罩内的空气,听到闹铃的声音逐渐变小,说明声音的传播需要______,由此推理可得,______中不能传播声音;
(3)图丙将耳朵贴在桌面上,轻敲桌面能听到清晰的声音,说明______可以传声。
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11. 大课间,学校腰鼓队正在表演,用手掌按住正在发声的鼓面,鼓声就会消失,这是因为( )
A.手使鼓面停止了振动 B.手吸收了鼓声
C.手把声音反射回去了 D.手不能传播声音
12. 如图所示是探究声现象的四种实验情景,下列说法错误的是( )
A.图甲中,通过观察纸屑是否跳动可以探究“声音的产生原因”
B.图乙中,乒乓球的作用是延长音叉的振动时间
C.图丙实验表明真空不能传声
D.图丁中,小刚轻声说话,小丽通过“土电话”能听到小刚声音,说明固体可以传声
13. 如图是科技进校园活动中某同学体验无皮鼓的情景。参与者只要用手在无皮鼓空虚的鼓面上敲击几下,就能听到铿锵激昂的鼓声,下列关于无皮鼓的说法不正确的是( )
A.无皮鼓的鼓声是由物体振动产生的
B.无皮鼓的鼓声在空气中以波的形式传播
C.无皮鼓鼓声的传播速度与空气温度无关
D.参与者听到的鼓声是通过空气传入人耳的
14. 《禅宗少林·音乐大典》为大型文化演出项目,演出以少林、禅宗文化内涵为背景,以音乐、舞蹈、武术为载体,运用独到的创意和现代科技手段阐释中国传统文化。如图所示的是演出乐器之一——木鱼,敲击木鱼时发出的声音主要是木鱼内空气 产生的;观众听到的音乐声是通过 传播的。
15. 人耳能分辨回声的条件是回声到达人耳比原声晚0.1s以上。你面向一面高墙喊话,如果想分辨回声,那么你和高墙之间的距离应(声音传播的速度为340m/s)( )
A.大于34m B.大于17m
C.小于17m D.等于34m
16. 在探究声音的产生与传播时,小明和小华一起做了下面的实验:
(1)如图①所示,用悬挂着的乒乓球接触正在发声的音叉,可观察到 ,它说明了声音是由 产生的。此探究中悬挂着的乒乓球的作用是 ;
(2)如图③所示,敲响右边的音叉,左边完全相同的音叉也会发声,并且把泡沫塑料球弹起。该实验能说明 可以传声。在月球上 (选填“能”或“不能”)看到塑料球弹起;
(3)如图④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,所听到的铃声将会逐渐 (选填“变大”、“变小”或“不变”),并由此推理可知:如果玻璃罩内抽成真空后,就听不到闹钟响铃的声音了,最后得出结论:真空 (选填“能”或“不能”)传声。
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17. 将你的耳朵贴在一根足够长的钢管一端,让另外一个人敲一下钢管的另一端,你会听到两次声音,第一次听到的应该是 传来的声音,这是因为固体传声速度比气体 ;如果钢管内装满自来水,在另一端敲一下钢管,你将听到 次响声。
18. 海岭又称海脊,有时也称“海底山脉”,是狭长延绵的大洋底部的高地,一般在海面以下,高出两侧海底3km-4km。如图所示,对某海岭进行勘测时,某勘探船停在该海岭底部的A处正上方,向海底发出声呐信号,6s后收到回波信号。之后勘探船行驶到达海岭最高点B处正上方,停下后,该船再次向海底发出声呐信号,经3s收到回波信号。已知声音在海水中的传播速度为1500m/s,在空气中的传播速度为340m/s。
(1)求A处海水的深度;
(2)B处比A处高多少米?
19. 如图所示为某声速测量仪器的实验装置图,甲、乙是声信号采集器,铜铃到甲、乙的距离,;敲打铜铃后,声音被甲、乙接收,液晶显示屏会显示甲、乙接收到声信号的时间差,单位为,下列说法错误的是( )
A.敲打铜铃,液晶显示屏上的示数为,此时测得声速约为
B.已知温度越高,声速越大;当加热甲与乙之间的空气后敲打铜铃,液晶显示屏的示数将变小
C.若铜铃位置离甲、乙的中点越近,则液晶显示屏的示数越大
D.将铜铃放到甲的左边,并与甲、乙在一条直线上,则铜铃离甲越远,液晶显示屏的示数保持不变
20. 交通部门通常用测速仪来检测车速,测速原理是测速仪前后两次发出并接收到被测车反射回的超声波信号,再根据两次信号的时间差,测出车速,如图甲。某次测速中,测速仪发出超声波的情况如图乙所示,x表示超声波与测速仪之间的距离。(假设超声波的速度为340m/s,且声速与车速均保持不变)
(1)汽车遇到第一次信号时距离测速仪________米。
(2)汽车的速度约为多少?(小数点后保留两位)
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2.1 声音的产生与传播
目录
01 本节导航·目标清单
02 教材精研·内容全解
考点01 声音的产生
考点02 声音的传播
考点03 声速、骨传导与回声测距
03 避坑指南·解题通法
角度01 声音的产生与转换法实验
角度02 声音的传播条件与介质辨析
角度03 声速的影响因素与估算
角度04 回声现象与回声测距计算
角度05 声波与人耳听觉原理
角度06 声音产生与传播综合易错题
04 真题闯关·溯源演练
05 课后三阶·精准练习
目标导航
方法指导
1.通过实验知道声音由物体振动产生,能举例说明发声体都在振动。
2.掌握声音传播条件,知道真空不能传声,区分固、液、气传声能力差异。
3.理解声速概念,记住 15℃空气中声速,会计算回声测距。
4.分清回声形成条件,能解释回声、混响等生活声现象。
1.利用转换法(碎纸屑、水花)放大微小振动,直观理解发声原理。
2.对比真空罩实验,推理真空无法传声的结论。
3.规范回声计算题步骤,注意回声路程是往返距离。。
考点01 声音的产生
1、声音的产生:声音是由物体振动产生的。一切发声体都在振动,振动停止,发声停止。
2、声源:正在发声的物体叫做声源。固体、液体、气体都可以成为声源,例如人说话靠声带振动、笛子靠管内空气柱振动、流水靠水振动。
3、探究声音的产生
(1)轻压喉部:轻捏喉部,然后说话或者唱歌,发声时,手指感到喉咙在振动;停止发声,振动停止,声带(固体)振动发声。
(2)拨动橡皮筋:用手拨动张紧的橡皮筋,然后再捏住橡皮筋:拨动橡皮筋时,橡皮筋发出“嗡嗡”声,能看到橡皮筋在不停地振动;捏住橡皮筋时,橡皮筋不再振动,不再发声,橡皮筋(固体)振动发声。
(3)吹响笛子:笛子发声时,把手放在笛孔处,能感觉到气流的振动;停止吹气,没有振动的气流,笛声消失,空气柱(气体)振动发声。
(4)用筷子搅动水(不要碰触水盆):水发出“哗哗”的声音;当水面平静下来,水不再振动,不再发出声音,水(液体)振动发声。
(5)敲鼓:①敲鼓时,鼓面上纸屑的跳动;②敲鼓时,鼓面附近的蜡烛火焰晃动;说明鼓声是鼓面振动产生的。
(6)敲击音叉:敲击音叉时,音叉附近的乒乓球跳开,说明音叉在振动。
(7)正在发声的音箱:用手按住音箱的纸盆,感觉到纸盆在振动。
4.转换法(放大法):音叉、桌面等物体的振动不易直接观察,通过水花飞溅、泡沫小球弹起、纸屑跳动等现象将微小振动放大,便于观察,是物理研究的常用方法。
5、确定声源:弦乐是琴弦的振动产生的;管乐是空气柱的振动产生的;打击乐是由被打击乐器的振动产生的等。
实验
操作
现象
实验结论
将敲击后的音叉靠近乒乓球
乒乓球多次弹开
声音是由于物体振动产生的
将敲击后的音叉放入水中
溅起水花,产生波纹
声音是由于物体振动产生的
【深化点拨】
1.声源振动停止,声音不会马上消失:“振动停止,发声也停止”不能叙述为“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会继续存在并传播。
2.声源的理解
声源可以是固体,也可以是液体和气体。如“风声雨声读书声”,其中的“风声”、“雨声”、“读书声”分别是由气体(空气)、液体(水)、固体(声带)振动发出的声音,此时,空气、水、声带就是声源。
只有正在发生的物体才能叫声源。一个能够发声但没有发声的物体不能称为声源。
1.吹笛子发声,主要是因为( )
A.笛子本身振动 B.笛子中空部分的空气柱振动
C.吹笛子人的嘴巴振动 D.人声带的振动。
A.水桶 B.地球 C.手 D.绳子
【答案】B。
【解析】声音由物体的振动产生;许多管乐器都是靠空气柱振动发声。笛子属于管乐器,吹笛子发声主要靠空气柱振动发声,故ACD不符合题意,B符合题意。
故选B。
2. 下列物体不是声源的是( )
A.放在桌上的鼓 B.飞行的蜜蜂
C.呱呱叫的青蛙 D.花丛中扇动翅膀飞舞的蝴蝶
【答案】A
【解析】A.放在桌面的鼓没有发生振动,不会发出声音,不是声源,故A符合题意;
B.飞行的蜜蜂,其翅膀在振动,能发出声音,是声源,故B不符合题意;
C.呱呱叫的青蛙,正在发声,是声源,故C不符合题意;
D.蝴蝶扇动的翅膀在振动,能发出声音,是声源,故D不符合题意。
故选A。
3. 如图所示,小明用小锤敲响音叉,将悬挂的轻质小球紧靠音叉,发现小球被正在发声的音叉弹起。
(1)这个现象说明声音是由物体的 产生的;
(2)此实验小球的作用是 ;
A.使音叉振动时间减少
B.多次反射形成回声
C.把音叉的微小振动放大,便于观察
(3)本实验用到的一种物理方法是 (选填“转换法”或“控制变量法”)。
【答案】振动 C 转换法
【解析】 (1)将悬挂的轻质小球紧靠音叉,发现小球被正在发声的音叉弹起说明声音是物体的振动产生的。
(2)音叉振动很微小,肉眼很难观察到,而小球可以吧音叉的微小振动放大,故AB不符合题意,C符合题意。
故选C。
(3)本实验用了转换法,将声源的微小振动转化成乒乓球的振动。
考点02 声音的传播
1、声音的传播
(1)声音的传播需要介质,传播声音的介质可以是固体、液体和气体,真空不能传声。
(2)声音是以波的形式传播的,叫声波。
(3)声音可以在固体、液体和气体中传播,但不能在真空中传播。
2、探究声音的传播
(1)固体能够传声: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,能听到清晰的敲桌子的声音,声音能在固体中传播。
(2)液体能够传声:轻敲水族馆里的鱼缸体,鱼听到敲击声后迅速跑开。鱼能听到敲击声才迅速跑开,液体能够传声。
(3)气体能够传声:上课时,我们都能听见老师的讲课声。我们通过空气听到了老师讲课声,空气能传播声音。
3、探究声音在真空能否传声
(1)实验器材:闹钟、玻璃罩、抽真空机。
(2)实验过程:
①把正在响铃的闹钟放在玻璃罩内,再逐渐抽出玻璃罩内空气的过程中,会听到铃声逐渐变小;
②再打开阀门,让空气逐渐进入玻璃罩内又会听到铃声逐渐变大
实验分析:玻璃罩内空气越少,传出的声音越小;如果玻璃罩内抽成真空后,就听不到闹钟响铃的声音了;推理:真空不能传声。
图示
实验过程与结论
把在响铃的闹钟放在玻璃罩内,逐渐抽出其中的空气,所听到的声音将会逐渐变小。得到结论:声音的传播需要介质。并由此推理可知:真空不能传声。
(3)结论:真空不能传声。
【深化点拨】
1.物体振动不一定能听到声音:声音是由物体的振动产生的,但并非所有的振动产生的声音我们都能听到。主要有以下四个原因:
(1)声音的传播需要介质,它不能在真空中传播。
(2)人耳及听觉系统的局限性。
(3)声音的响度必须足够大,才能引起人耳内鼓膜的振动,人才能听到声音。
(4)人的听觉必须正常。
2.声音的传播条件解题思路点拨
(1)判断传声介质的种类:例如,隔墙有耳、土电话说明固体可以传声;电子哺鱼、说话声吓跑鱼说明液体可以传声;人平时交谈说明气体可以传声。
(2)同一声音在不同介质中传播时,频率不变。
3.推理法:在观察实验的基础上,忽略次要的因素,进行合理的推理,得出结论,达到认识事物本质的目的.在真空罩中放入正在发声的闹铃,随着罩内空气的不断抽出,听到声音越来越小,由此推理,如果把罩内气体全部抽出,则听不到声音,其实将罩内气体全部抽出是不现实的,只是一种推理.因此得出结论:真空不能传声,或者说传声一定需要介质。
1. 警察利用如图所示的无人机对行人“喊话”,以维持交通秩序。地面上的行人能听到“喊话”声,是因为“喊话”声( )
A.不是振动产生的 B.不是以声波的形式传递
C.可以在空气中传播 D.传播不需要介质
【答案】C
【解析】“喊话”声是振动产生的,而且是以声波的形式传递,且可以在空气中通过空气介质传播到人耳中,故ABD不符合题意,C符合题意。
故选C。
2. 小丽同学在学习声现象时做了几个探究实验;
(1)如图甲所示,将正在发声的音叉放入水中,根据 ,说明发出声音的音叉在振动;
(2)如图乙所示,敲响右边的音叉,左边完全相同的音也会发声,并且把泡沫塑料球弹起,该实验能说明 可以传声;
(3)如图丙所示,把正在响铃的闹钟放在玻璃罩内,渐抽出玻璃罩内的空气所听到的铃声将会逐渐
(选填“变大”、“变小”或“不变”),并由此推理可知:如果玻璃罩内抽成真空后,就听不到闹钟响铃的声音了,最后得出结论:真空 (选填“能”或“不能”)传声;
(4)通过丙实验的结论可知,若在月球上做图乙实验,泡沫塑料球 弹起(选填“能”或“不能”)。
【答案】(1)声音是由物体振动产生的,观察到音叉周围溅起许多水花
(2)气体
(3) 变小 不能
(4)不能
【解析】(1)将音叉放入水中,观察到音叉周围溅起许多水花,说明音叉在振动,音叉将振动传递给水,所以溅起水花。
(2)声音的传播需要介质,固态、液态、气态都可以传声,两个音叉之间存在空气,敲响右边的音叉,左边完全相同的音叉也会发声,说明气体可以传声。
(3)如图丙所示,把正在响铃的闹钟放在玻璃罩内,渐抽出玻璃罩内的空气,玻璃罩内空气越来越少,声音传播的物质逐渐减少,声音的响度将会逐渐变小;
声音传播需要介质,如果玻璃罩内抽成真空后,声音没有可以传播的介质,就听不到闹钟响铃的声音了,最后得出结论:真空不能传声。
(4)月球上为真空,没有传递声音的介质,所以在月球上做图乙实验,泡沫塑料球不能弹起。
考点03 声速、骨传导与回声测距
1、声速
(1)声音的传播速度:在15℃,声音在空气中的传播速度是340m/s;在水中传播比在空气中快,约为1500m/s;在钢铁中更快,速度可达5200m/s。
(2)影响声速的因素:①介质的种类,一般情况下v固>v液>v气;②温度,同种介质,温度越高,声速越大。
2、回声:声波遇到障碍物会被反射回来,我们听到的回声,就是声波反射形成的。
(1)人耳能分辨出回声和原声的条件是:反射回来的声音到达人耳比原声晚0.1s以上,即:声源到障碍物的距离大于17m。
(2)回声的防止:室内讲话的回声有时候会使人听到多重声音,产生重音,严重时会对人的听觉系统造成伤害,所以要规避回声带来的不利影响。
3、回声的应用
(1)改善音质:在封闭的空间产生声音后,声波就在四壁上不断反射,即使声源停止振动发声,声音也会持续一段时间,这种现象叫做混响。在建筑方面,设计、建造大的厅堂时,可采取必要的措施,例如设计内部结构、形状等,以获得适量的混响,使声音更为丰满动听,提高室内的音质示。
(2)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。人们根据这一原理进行距离的测量,如图乙所示。
4、骨传导原理:固体能传声,且效果更好;声音通过头骨、颌骨也能传到听觉神经,引起听觉,物理学中把声音的这种传导方式叫做骨传声也叫作骨传导;一些失去听觉的人(只限于传导障碍,即鼓膜、听小骨损坏,也就是非神经性耳聋者)可以利用骨传导来听声音。
5、人耳的构造:外耳、中耳、内耳
6、人耳如何听到声音
(1)人耳听到声音的过程:发声体发出声音→介质传声→耳朵听声。
(2)声音传到两耳的时间不同形成的双耳效应(双耳效应是人们依靠双耳间的音量差、时间差和音色差判别声音方位的效应)
(3)我们能够听到的声音,正确的传播途径是:物体振动--介质--良好的耳朵。
图示
类型
方法(公式)
人不动,面对大山喊,经过 t 时间后听到回声,求人与大山之间的距离。
人站在两山之间,喊一声,经过t1时间听到第一次回声,再经过t2时间听到第二次回声,求两座大山之间的距离。
一汽车以速度v车驶向山崖,按一声喇叭,经过t时间听到了回声,求按喇叭处到山崖的距离s按;听到回声时车到山崖的距离s听。
【深化点拨】
1.声音在不同介质中的速度特点:由于声音在不同介质中的速度的不同,同一声源,距离相等的位置可能听到多次声音;如长水管一端敲击一次,另一端听到三次声音,第一次由铁传播,第二次由水传播,第三次由空气传播;首先注意管子要“长”,其次注意管内有没有水;第三注意听到的多次声音是不同介质传播的,并不是回声。
2.回声测距特注意事项: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。
3.声波在传播过程中遇到障碍物会发生以下情况:一部分声波在障碍物表面反射;另一部分声波可能进入障碍物,被障碍物吸收甚至穿过障碍物,如隔墙能听到相邻房间里的声音。
1. 关于声音的传播速度,下列说法正确的是( )
A.大的声音在空气中的传播速度比小的声音在固体中的传播速度快
B.声音在真空中的传播速度为340 m/s
C.一般声音在固体中、液体中比在气体中传播得快
D.声音在不同介质中的传播速度不一样
【答案】CD
【解析】A.声音的传播速度与介质种类和介质温度有关,与声音的大小无关,故A错误;
B.声音的传播需要介质,真空不能传声,故B错误;
CD.声音在不同介质中的传播速度不同,一般声音在固体中传播得最快、液体中次之,气体中最慢,故CD正确。
故选CD。
2. 骨传导耳机是一种通过颅骨、颌骨等头部骨头的振动,实现将声音传导至听觉神经的耳机。如今越来越多的跑步爱好者选择在跑步时使用骨传导耳机听音乐,保证在户外跑步时可以听到周围环境的声音。以上提到的音乐声和环境声,对应的传播介质分别是( )
A.固体、固体 B.固体、气体 C.气体、固体 D.气体、气体
【答案】B
【详解】骨传导耳机的音乐声是通过颅骨、颌骨等头部骨头传播到人的听觉神经的,骨头属于固体,因此音乐声的传播介质是固体; 户外的环境声是通过空气传播进入人耳的,空气属于气体,因此环境声的传播介质是气体。 故ACD不符合题意,B符合题意。
故选B。
3. 海洋有着丰富的资源,某科考队员利用超声测距仪向海底垂直发射超声波,如图所示,经0.6s后收到回波。(海水中超声波的速度为1500m/s)
(1)超声波从发出到被接收传播的路程是多少?
(2)此处海水的深度是多少?
【答案】(1) 900m
(2)450m
【解析】(1)由可知,超声波从发出到被接收传播的路程:
(2)此处海水的深度
声音的产生与传播的综合应用及解题步骤
1.声音的产生:必须“抓住”振动这一核心
(1)核心规则
产生原因: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。
声源:正在发声的物体叫做声源。声源可以是固体(如琴弦)、液体(如流水)、气体(如吹哨时的空气柱)。
(2)操作方法
转换法:很多物体的振动很微小,肉眼难以直接观察。实验中常采用“转换法”,将微小的振动放大。例如:将正在发声的音叉放入水中激起水花;在桌面上撒碎纸屑,敲击桌面观察纸屑跳动。
(3)易错示范
错误观点:“只要物体振动,我们就一定能听到声音。”
正确理解:听到声音需要三个条件:①有声源振动;②有介质传播;③声音的频率在人耳听觉范围(20Hz-20000Hz)内且响度足够大。如果是真空、次声波或超声波,人耳都听不到。
2.声音的传播:必须“明确”介质与真空
(1)核心规则
传播条件:声音的传播需要介质。真空不能传声。
声波形式:声音以波的形式向四周传播,称为声波。
(2)操作方法
理想实验法:探究“真空不能传声”时,由于无法做到绝对真空,我们通过“玻璃罩内空气越少,听到的铃声越小”这一实验现象,经过逻辑推理得出“真空不能传声”的结论。
(3)易错示范:认为宇航员在太空中可以直接对话。(错在太空是真空,没有介质,必须借助无线电通信,不过在空间站里面可以直接对话,因为空间站里面有空气)。
(4)生活实例:钓鱼时不能大声说话,说明液体(水)能传声;“隔墙有耳”,说明固体(墙)能传声。
3.声速与回声:必须“记住”数值与计算
(1)核心规则
声速大小:一般情况下, v固>v液>v气。
记忆数值:15℃时,空气中的声速是 340m/s。
影响因素:声速的大小跟介质的种类和温度有关。
回声测距:声音遇到障碍物会被反射回来形成回声。人耳区分原声和回声的时间间隔至少要 0.1s。
(2)计算方法:
回声测距公式: s=vt。
其中v是声速,t是从发出声音到听到回声的总时间。
注意:因为声音走了一个来回,所以计算距离时必须除以2。
(3)易错示范:对着山崖大喊,2秒后听到回声,求距离。直接用340×2=680m。(错在未除以2,正确应为 =340m )。
(4)概念混淆:在教室里说话听起来比在旷野里响亮,不是因为回声,而是因为回声与原声混在一起,加强了原声。
角度01 声音的产生与转换法实验
1. 在探究声音的产生与传播的实验时,某实验小组做了下面的实验。
(1)如图甲所示,敲响右边的音叉,左边完全相同的音叉也会发声,泡沫球________ (填“被弹开”或“不动”),这说明声音是由物体_______ 产生的。
(2)泡沫球在实验中放大了音叉的振动,便于观察实验现象,这种研究方法叫________ (填“等效法”“控制变量法”或“转换法”)。
(3)若用图甲中的实验装置在月球上进行实验,则_______ (填“能”或“不能”)看到泡沫球弹起。
(4)图乙中,实验小组同学将衣架悬挂在细绳中间,细绳的两端分别绕在某同学的两只手的食指上,进行如下实验:
①该同学伸直手臂,让另一同学敲打衣架,该同学听到的声音主要是通过_______ 传播到耳中的;
②该同学用食指堵住双耳,另一同学继续用相同的力度敲打衣架同一位置,该同学听到的声音的大小与第一次相比变大了。由此可得出:_______ (填“固体”或“气体”)传声效果好。
【答案】(1)被弹开 振动;(2)转换法;(3)不能;(4)空气 固体
【解析】(1)敲响右边的音叉,左边完全相同的音叉也会发声,泡沫球被弹开,说明声音能传递能量,也说明声音是物体的振动产生的;
(2)把不容易观察的现象转换成容易观察的现象,如题中泡沫球在实验中放大了音叉的振动,便于观察实验现象,这种方法叫转换法;
(3)图甲中的实验装置在月球上进行实验,则不能看到泡沫球被弹起,因为月球表面是真空,真空不能传声;
(4)该同学伸直手臂,让另一同学敲打衣架,该同学听到的声音主要是通过空气传播的;该同学用食指堵住双耳,另一同学继续用相同的力度敲打衣架同一位置,该同学听到的声音的大小与第一次相比变大了。由此可得出固体传声效果好。
2. 如图所示,敲击音叉后将正在发声的音叉慢慢靠近并接触悬线下的轻质小球。
(1)看到的现象是,轻质小球____________;
(2)此现象说明_______________;
(3)轻质小球的作用是__________。
【答案】(1)多次(被)弹开;(2)发声的音叉在振动;(3)转化(放大)音叉的振动
【解析】(1)用悬挂着的轻质小球接触正在发声的音叉,会看到轻质小球被多次弹起。
(2)该实验现象表明发声的音叉在振动,声音是由发声体振动产生的。
(3)轻质小球在实验中的作用是放大音叉的振动。在此实验中,音叉的振动无法直接观察,通过将轻质小球弹开将音叉的振动放大,这是转换法。
3. 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物体______产生的,乒乓球的作用是______;
(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,______(选填“图甲”或“图乙”)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______。
【答案】(1)振动 将音叉微小振动放大;(2)空气可以传播声音;(3)图甲;(4)类比法
【解析】(1)[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,这个现象说明发声的音叉在振动,声音由物体的振动产生的。
[2]乒乓球在实验中起到将音叉微小振动放大的作用,这是转换法的应用。
(2)敲击右边的音叉,左边完全相同的音叉把乒乓球弹起,这个现象说明声音通过空气的传播引起了左边音叉的振动,则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。
角度02 声音的传播条件与介质辨析
4. 如图所示在玻璃罩内放一闹钟,声音是由闹钟________产生的,在外面能听到闹钟发出的声音。现用抽气设备逐渐抽出其中的空气,听到的声音会逐渐________(选填“变大”、“变小”、“不变”),甚至最后听不到声音。这个实验说明了声音的传播需要________。
【答案】 振动 变小 介质
【解析】[1]声音是由物体的振动产生的,闹钟发出声音是因为闹钟在振动。
[2]用抽气设备逐渐抽出玻璃罩内的空气,传播声音的空气逐渐减少。声音的传播需要介质,介质越少,传声效果越差,所以听到的声音会逐渐变小。
[3]当玻璃罩内空气被抽尽(接近真空)时,听不到声音了,这说明声音的传播需要介质,真空不能传声。
5. 如图所示,用两个一次性纸杯和细线自制一个“土电话”。
(1)拉紧细线后,用“土电话”能实现10m间的通话,这表明________。
(2)距离相同,讲话者以相同的响度讲话,如果改用细金属丝连接“土电话”,则听到的声音就大些。这一实验表明:________的传声性能好。
(3)如果用“土电话”时,另一个同学捏住细线的某一部分,这时听到的声音明显减小甚至听不到声音了,这是由于________。
(4)如果在用“土电话”时,线没有拉直而处于松弛状态,则听的一方通过细线________(选填“能”或“不能”,下同)听到对方的讲话。利用三个纸杯和若干细线________制成实现三人间通话的土电话。
【答案】(1)声音能在固体中传播;(2)金属;(3)手阻碍了细线上振动的传播;(4)不能 能
【解析】(1)细线是固体,用“土电话”能实现10 m间的通话,说明固体能传声。
(2)距离相同,讲话者以相同的响度讲话,改用细金属丝连接“土电话”,则听到的声音就大些。这说明金属丝比棉线的传声性能好。
(3)细线被捏住,就停止了振动,声音就无法通过细线传播了,所以另一个同学用手捏住棉线上的某一部分,则听的一方就听不到声音了。
(4)[1]如果线没有拉直,由于线是松软的,从而无法传递振动,另一方就听不到声音。
[2]利用三个纸杯和若干细线,将三个纸杯分别用细线连接起来,就能制成实现三人间通话的土电话。
角度03 声速的影响因素与估算
6. 通过分析下面的表格,找出影响声音传播快慢的因素。
介质
声速(m·s-1)
介质
声速(m·s-1)
空气(0℃)
331
海水(25℃)
1531
空气(15℃)
340
冰
3230
空气(25℃)
346
铜(棒)
3750
软木
500
大理石
3810
煤油(25℃)
1324
铝(棒)
5000
水(常温)
1500
铁(棒)
5200
(1)表格中,介质按照气体、液体、固体进行排序,除软木外,声速在三类介质中的速度大小顺序为:_______。
(2)对于同种介质空气,如果温度不同,声速大小_______(选填“不同”或“相同”)。
(3)综上分析,声速大小与介质_______和介质_______有关。
【答案】(1)v固>v液>v气;(2)不同;(3)种类 温度
【解析】(1)除软木外,气体中声速最大为346m/s,液体中声速最小为1324m/s、最大为1531m/s,固体中声速最小为3230m/s,所以一般来说,声速在三类介质中的速度大小顺序为。
(2)分析同种介质在不同温度下的声速:0℃时331m/s,15℃时340m/s,25℃时346m/s,可见温度不同,声速不同。所以声速大小与介质温度有关。
(3)[1][2]不同状态的介质:气体、液体、固体,声速不同,说明声速与介质0种类有关;同种介质:如空气在不同温度下声速不同,说明声速与介质温度有关。
7. 有一根长1000米的装满水的钢管,小明在一端敲打钢管一下,则传到钢管的另一端有几次响声 ( )
A.三次响声 B.两次响声 C.一次响声 D.四次响声
【答案】A
【解析】本题中传播声音的物质有三种:水、钢管和空气,而自来水管较长,在这三种物质中,声音在钢管中传播的最快,在空气中传播的最慢,人在水管的另一端听到的第一声响是从钢管中传来的,第二声响是从水中传来的,第三声响是从空气中传来的。故A符合题意,BCD不符合题意。
故选A。
8. 查阅资料,得到空气中的声速随气温变化的数据如下表所示。
气温
-20
-10
0
10
20
30
声速
318
324
330
336
342
348
(1)请用描点法,在题图甲中绘制出声速与气温的关系图像____;
(2)声速大小与气温____(选填“有关”或“无关”),当气温降低时,空气中的声速____(选填“变大”、“变小”或“不变”);
(3)根据图表中数据推断:当气温为时,空气中的声速为____;
(4)如图乙所示,平平想知道两楼间距,利用手机上某个能自动测量并记录时间的软件进行了测量。她站在两楼间的处大喊一声,手机分别在、后接收到两次回声,手机显示此时的气温为,声,两楼间距____。
【答案】(1);(2)有关 变小;(3)345;(4)174
【解析】(1)根据表格中数据在图乙中描点,并用平滑的曲线连接起来。如图所示∶
(2)[1][2]由图可知,声速随气温升高而增加,随气温降低而减小,声速与气温有关,当气温降低时,空气中的声速变小。
(3)由表格数据可知,当空气温度每升高10℃,声音的速度升高6m/s,因此当空气温度每升高5℃,声音的速度升高3m/s。当气温为时,空气中的声速为
(4)由表知,气温为30℃时,声音的速度v=348m/s,声音传播到第一幢楼的时间
由可得人到第一幢楼的距离
声音传到第二幢楼的时间
由可得人到第二幢楼的距离
则两幢楼的距离
角度04 回声现象与回声测距
9. 回声:声音在传播过程中,如果遇到障碍物,就会被反射回来形成________。当障碍物离人较远时,发出的声音经过较长的时间(大于________s)回到耳边,人们就可以区分开原声和回声,若障碍物离得太近,则回声和原声混在一起,此时人们就分辨不出回声和原声。
【答案】 回声 0.1
【解析】[1][2]声音在传播过程中,如果遇到障碍物,就会被反射回来形成回声,我们对着远处的高墙或山崖喊话以后听到的回声,就是反射回来的声音。当障碍物离人较远时,发出声音经过较长的时间,即大于0.1s后回到耳边,人们就能把回声与原声区分开。当障碍物离得太近时,声波很快被反射回来,回声与原声混在一起,此时人们就分辨不出回声和原声,但是会觉得声音更响亮。
10. 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4×10-3 s。已知感应器距测高台的高度为2.5 m,空气中的声速取340 m/s,则该同学的身高为__________m。
【答案】1.82
【解析】感应器记录信号从发射到接收所经历的时间为,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为
人的身高为
11. 小明去阳新仙岛湖游玩,已知空气中声速为,水中的声速为。求:
(1)如图甲,假如游轮静止时向某处湖底发射超声波,0.03s收到湖底反射回来的声信号,则此处湖水的深度为多少?
(2)若游轮以的速度直线正对野人岛驶去(如图乙),他向对面野人岛大喊一声时在图乙中的位置,游轮经过到达处听到了回声,他喊时距崖壁的距离。
【答案】(1)22.5m;(2)
【解析】(1)声音在水中传播的总时间是,声音在水中传播的总路程为
由于声音传播的总路程是湖水深度的两倍,则此处湖水的深度为
(2)从喊声到听到回声的时间为,游轮的速度为
则在这段时间内,游轮行驶的距离
声音传播的路程为
游轮行驶的路程与声音传播的路程之和,等于喊话时游轮位置到崖壁距离s的两倍,即,则小明喊话时距崖壁的距离为
角度05 声波与人耳听觉原理
12. 声波传入人耳的顺序是( )
A.外耳道→鼓膜→听小骨→耳蜗→听神经
B.外耳道→听小骨→鼓膜→耳蜗→听神经
C.外耳道→鼓膜→耳蜗→听小骨→听神经
D.外耳道→听小骨→耳蜗→鼓膜→听神经
【答案】A
【解析】人感知声音的基本过程是: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。所以声波传入人耳的顺序是:外耳道→鼓膜→听小骨→耳蜗→听神经 ,故BCD错误、A正确。
故选A。
13. 人耳失聪后就没有听觉,变为“聋子”.引起耳聋的原因是多方面的,如果是听觉神经或听觉中枢受到损害,听觉就很难恢复,如果不是神经性损害,通过医学手段或物理方法也能恢复听力或提高听力,如助听器可帮助提高听力;贝多芬耳聋后用牙齿咬住木棒顶在钢琴上来听自己演奏的琴声,对此,下列说法错误的是
A.说明固体可以传播声音
B.贝多芬可能是传导性耳聋
C.贝多芬应该是神经性耳聋
D.贝多芬的听觉中枢是正常的
【答案】C
【解析】A.贝多芬耳聋后用牙齿咬住木棒顶在钢琴上来听自己演奏的琴声,是通过头骨、颌骨也能传到听觉神经,引起听觉,科学中把声音的这种传导方式叫做骨传导,说明固体可以传播声音,故A正确;
BC.贝多芬耳聋后用牙齿咬住木棒顶在钢琴上来听自己演奏的琴声,是通过头骨、颌骨也能传到听觉神经,引起听觉,贝多芬属于传导性耳聋,故C错误、B正确;
D.贝多芬耳聋后用牙齿咬住木棒顶在钢琴上来听自己演奏的琴声,故贝多芬的听觉中枢是正常的,故D正确.
故选C。
14. 如图是一款新型蓝牙跑步耳机,将耳机贴在颞骨两侧而不是堵塞住耳朵,既可以听到耳机发出的声音,也能听到周围环境的声音,前者听到的声音是通过______(选填“固体”、“气体”)传到人耳的,后者听到的声音是通过______(选填“固体”、“气体”)传到人耳的。
【答案】 固体 气体
【解析】[1]耳机贴在颞骨两侧,声音通过颞骨(固体)传到人耳,因此是通过固体传播。
[2]周围环境的声音是通过空气(气体)传到人耳,因此是通过气体传播。
角度06 声音产生与传播综合易错题
15. 我们知道:声音在不同介质中的声速不同.阅读下表中的内容,回答问题;
一些介质中的声速v(m/s)
空气(0℃)
331
冰
3230
空气(15℃)
340
铜
3750
煤油(25℃)
1324
铝
5000
水(常温)
1500
铁
5200
(1)声音在介质中的声速有什么规律?(写出一条)
(2)在15℃的空气中,2.5s声音能传播的距离是多少?
(3)在长为884m的金属管的一端敲击一下,在另一端先后听到两个声音,两声相隔2.43s。声音在金属管中传播的速度是多少?(此时气温为15℃)
【答案】(1)见解析;(2)850m;(3)5200m/s
【解析】(1)观察表格中不同状态介质的声速:空气(气体)声速约331-340m/s,煤油、水(液体)声速约1324-1500m/s,冰、铜等(固体)声速约3230-5200m/s。通过对比可知,声音在固体中传播速度最快,液体中次之,气体中最慢。
(2)由表格可知15℃空气中声速v=340m/s,已知传播时间t=2.5s。根据速度公式变形 s=vt,代入数据得
(3)声音在空气中的传播时间
已知两声相隔2.43s,声音在金属中传播更快,故金属中传播时间
由速度公式,可得金属管中声速
16. 编钟是我国古代的乐器,兴起于夏朝,盛于春秋战国直至秦汉。编钟由若干个大小不同的钟有次序地悬挂在木架上编成一组或几组。在敲响编钟后,小明发现,已经停止了对编钟的敲击,编钟仍“余音未止”,分析其原因( )
A.一定是编钟的回声 B.因为编钟在继续振动
C.因为人的听觉发生“延长”的缘故 D.编钟虽停止振动,但空气仍在振动
【答案】B
【解析】敲击大钟后,大钟振动发出声音,但敲击停止后,大钟的振动却没有停止,所以会有“余音未绝”。故ACD不符合题意,B符合题意。
故选B。
17. 在探究声音的产生与传播时,小明和小华一起做了下面的实验:
(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_________,图中乒乓球的作用是_________;
A.使音叉的振动尽快停下来 B.放大实验效果
(2)如图乙所示,为了验证甲中的探究结论,小华同学用手使劲敲桌子,桌子发出了很大的声响,但他几乎没有看到桌子的振动,为了明显地看到实验现象,你的改进方法是:_________;
(3)如图丙所示,敲响右边的音叉,左边完全相同的音叉也会发声,并且把泡沫塑料球弹起。该实验能说明_________可以传声;
(4)如图丁所示,把正在响铃的闹钟放在玻璃罩内,逐渐抽出其中的空气,听到的声音会逐________(选填“变大”、“变小”或“不变”),甚至最后听不到声音。这个实验说了_______。
【答案】(1)乒乓球弹跳起来 B;(2)在桌面上撒一些纸屑;(3)空气;(4)变小 声音不能在真空中传播
【解析】(1)[1][2]声音是由物体振动产生的,发声的音叉在振动,所以用悬挂着的乒乓球接触正在发声的音叉时会看到乒乓球弹跳起来,乒乓球的作用是放大了音叉振动,便于观察。故B符合题意,A不符合题意。
故选B。
(2)为了证明桌面振动可以在桌面上撒一些纸屑或放一些轻小物体,利用轻小物体的振动证明桌面振动。
(3)敲响右边的音叉,左边完全相同的音叉也会发声,并且把泡沫塑料球弹起,说明左边音叉也振动,进一步说明声音可以通过空气传播。
(4)[1][2]声音的传播需要介质,用抽气机将瓶内的空气抽出,在抽气机向外抽气的过程中,能传播声音的空气越来越少,所以声音会逐渐变小;如果把瓶中的空气完全抽出来,瓶内就成了真空,没有了将声音传出瓶外的介质,所以我们不能听到闹钟声,这说明声音靠介质传播,声音不能在真空中传播。
【例1】(2024湖北)宋代苏轼在《琴诗》中问道:“若言琴上有琴声,放在匣中何不鸣?若言声在指头上,何不于君指上听?”诗中的琴声是由什么振动产生的( )
A. 琴弦 B. 匣子 C. 指头 D. 耳朵
【答案】A
【解析】声音是由物体的振动产生的,振动停止,发声也停止。苏东坡的诗句中以设问的形式说明“声音不是在琴弦上,不是在指头上,而是手指拨动琴弦使弦振动产生的”。故A符合题意,BCD不符合题意。
故选A。
【变式1-1】(2024江苏无锡市)如图所示,将正在响铃的闹钟悬挂在与抽气机相连的密闭玻璃罩内,听到的声音是闹铃______产生的。用抽气机抽气,听到的铃声越来越小,由此推测,声音不能在______中传播。
【答案】振动 真空
【解析】声音是由于物体振动产生的,闹钟发出的响声是闹铃振动产生的。
用抽气机将玻璃罩内的空气抽出,空气越来越少,铃声逐渐变小,由此推测,当玻璃罩内的空气被全部抽走,处于真空状态时,将听不到铃声,即真空不能传声。
【变式1-2】(2024河南)甲骨文是中华民族珍贵的文化遗产。如图,甲骨文“殸”,意指手持长柄,敲击乐器发声。这说明古人很早便知道声音与碰击有关,蕴含了声音是由物体______产生的道理。请你写出一个能表明这一道理的现象:______。
【答案】振动 正在发声的音叉可以激起水花
【解析】手持长柄,敲击乐器时,乐器振动产生声音,声音是由物体振动产生的。
将正在发声的音叉放入水中,音叉可以激起水花,说明正在发声的音叉在振动,声音是由物体振动产生的。
【变式1-3】(2024四川泸州)2024年4月10日,雪龙号圆满完成中国第40次南极科考任务。雪龙号在科考活动中经过某海洋区域时,利用回声定位原理从海面竖直向海底发射超声波,从发射到接收到回声所用的时间为4s,若声音在海水中的传播速度为 ,该处海洋的深度为________m;探测器发出的超声波由声源的________而产生的;在月球表面不能用超声波代替激光来探测距离,原因是________。
【答案】3000 振动 真空不能传声
【解析】声音传播到海底所用的时间为
该处海洋的深度为
一切声音都是由于物体振动产生的,探测器发出的超声波由声源的振动而产生的。
声音的传播需要介质,月球表面没有空气,是真空,真空不能传声,所以,在月球表面不能用超声波代替激光来探测距离。
⚡基础速刷
1.如图所示,将正在发声的音叉轻轻地插入盛水的水槽中,会看到“水花四溅”,该实验现象说明声音是由物体的 产生的。
【答案】振动
【解析】将正在发声的音叉插入水中,水花四溅,表明音叉在振动,这说明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.下列物体不是声源的是( )
A.放在桌上的鼓 B.飞行的蜜蜂
C.呱呱叫的青蛙 D.花丛中扇动翅膀飞舞的蝴蝶
【答案】A
【解析】A.放在桌面的鼓没有发生振动,不会发出声音,不是声源,故A符合题意;
B.飞行的蜜蜂,其翅膀在振动,能发出声音,是声源,故B不符合题意;
C.呱呱叫的青蛙,正在发声,是声源,故C不符合题意;
D.蝴蝶扇动的翅膀在振动,能发出声音,是声源,故D不符合题意。
故选A。
3.如图是打“土电话”情景,男孩通过“土电话”听到女孩的声音,这一过程中传播声音的是( )
A.固体 B.液体 C.气体 D.真空
【答案】A
【解析】“土电话”利用连接两个圆纸盒的棉线作为传播声音的介质,将说话的同学发出的声音通过棉线振动传播到另一个同学的耳朵里,说明固体能够传声。
故选A。
4. AI智能音箱已广泛应用于新能源汽车。智能音箱的声音是由扬声器纸盆的 产生的,并通过 传播到我们的耳中。
【答案】振动 空气
【解析】声音是由物体振动产生的,所以智能音箱的声音是由扬声器纸盆的振动产生的。
声音的传播需要介质,我们听到音箱发出的声音是通过空气传播到我们的耳中。
5. 有个成语叫隔墙有耳,把耳朵贴在墙上,就可以听到隔壁房间里的人的说话声,说明 和
都能传声。(均选填“气体”“液体”或“固体”)
【答案】气体 固体
【解析】把耳朵贴在墙面,就可以听到隔壁房间人的说话声,声音是通过空气和墙传入人耳的,说明气体和固体都能传声。
6. 倒车雷达是利用超声波来工作的;如果倒车雷达发出信号后, 0.04s接收到回声,已知声波在空气中的传播速度为340m/s,则障碍物距汽车为 m。
【答案】6.8
【解析】倒车雷达的工作原理是声音传播过程中触碰到障碍物返回被信号接收器接收,即车辆距离障碍物的距离,声音0.04s传播的路程为
则车辆距离障碍物的距离
7. 人在屋里谈话比在旷野里谈话听起来响亮.这是因为人在屋里谈话时( )
A.声音传播的速度快
B.回声与原声混在一起,使原声加强
C.人耳听不到时间间隔小于 的回声
D.屋里的墙壁阻碍了声音向外传播
【答案】B
【解析】A.声音的传播与介质有关,在屋内外传播速度相同,故A不符合题意;
B.在屋里谈话比在旷野里听起来响亮是因为回声与原声混在一起,加强了原声,故B符合题意;
C.人耳能听到小于0.1s的回声,只是不能把它与原声区分开来,故C不符合题意;
D.屋里的墙壁阻碍了声音向外传播不是造成在屋里谈话比在旷野里听起来响亮的原因,故D不符合题意。
故选B。
8. 在 “探究声音的传播条件” 实验中,将正在响铃的闹钟放在玻璃罩内,逐渐抽出罩内的空气,听到的铃声逐渐变小,直到几乎听不到。下列推理正确的是( )
A.只要听不到铃声,就说明玻璃罩内是真空
B.铃声逐渐变小,说明声音的传播需要介质
C.该实验可以直接证明真空不能传声
D.即使玻璃罩内是真空,也能听到微弱的铃声
【答案】B
【详解】AC.实验中无法将玻璃罩内抽成绝对真空,所以听不到铃声是推理得出的结论,不能直接证明真空不能传声,故AC错误;
B.抽出空气时铃声变小,说明传声介质减少,声音传播变弱,推理得出声音的传播需要介质,真空不能传声,故B正确;
D.真空没有传声介质,不能传声,如果玻璃罩内是真空,将完全听不到铃声,故D错误。
故选B。
9. 下列关于声音的产生和传播的说法中,正确的是( )
A.只要物体振动停止,声音就会立即消失
B.发声体振动停止后,还能听到声音,说明声音不是由振动产生的
C.敲钟时,停止敲击后钟还在发声,是因为钟还在振动
D.我们听到远处的雷声,是因为雷声的振动一直持续到我们耳朵里
【答案】C
【详解】A.振动停止,发声停止,但已产生的声音会在介质中继续传播,不会立即消失,故A错误;
B.发声体振动停止后还能听到声音,是因为之前产生的声音仍在传播,不能否定声音由振动产生,故B错误;
C.敲钟后钟还在振动,所以继续发声,故C正确;
D.雷声是云层振动产生的,振动停止后雷声仍在空气中传播到我们耳朵,故D错误。
故选C。
10. 在“探究声音的产生与传播”实验中:
(1)图甲将正在发声的音叉轻触水面,水面溅起水花,说明声音是由物体______产生的;
(2)图乙用抽气机逐渐抽出玻璃罩内的空气,听到闹铃的声音逐渐变小,说明声音的传播需要______,由此推理可得,______中不能传播声音;
(3)图丙将耳朵贴在桌面上,轻敲桌面能听到清晰的声音,说明______可以传声。
【答案】(1)振动
(2) 介质 真空
(3)固体
【详解】(1)发声的音叉接触水面溅起水花,说明发声的音叉在振动,由此证明声音是由物体振动产生的。
(2)[1]逐渐抽出玻璃罩内的空气,传声的物质减少,声音逐渐变小,说明声音的传播需要介质。
[2]空气越少声音越小,由此推理:当玻璃罩内没有空气成为真空时,将完全听不到声音,因此可得真空不能传声。
(3)声音通过固体桌面传播到人耳,能听到清晰的声音,说明固体可以传声。
🚀能力跃升
11. 大课间,学校腰鼓队正在表演,用手掌按住正在发声的鼓面,鼓声就会消失,这是因为( )
A.手使鼓面停止了振动 B.手吸收了鼓声
C.手把声音反射回去了 D.手不能传播声音
【答案】A
【解析】A.声音是由物体振动产生的,用手掌按住正在发声的鼓面,鼓声就消失了,原因是手使鼓面停止了振动,所以声音消失,故A符合题意,
BC.多孔或柔软材料可以吸声,手无法像吸音材料那样高效吸收声波,手可以反射声音,不能使声音消失,故BC不符合题意;
D.声音的传播需要介质,手是固体,可以传播声音,故D不符合题意。
故选A。
12. 如图所示是探究声现象的四种实验情景,下列说法错误的是( )
A.图甲中,通过观察纸屑是否跳动可以探究“声音的产生原因”
B.图乙中,乒乓球的作用是延长音叉的振动时间
C.图丙实验表明真空不能传声
D.图丁中,小刚轻声说话,小丽通过“土电话”能听到小刚声音,说明固体可以传声
【答案】B
【解析】A.声音是由物体振动产生的。图甲中,通过观察纸屑是否跳动可以探究“声音的产生原因”,故A正确,不符合题意;
B.图乙中,乒乓球的作用是放大音叉的振动幅度,故B错误,符合题意;
C.声音的传播需要介质,真空不能传声。图丙实验表明真空不能传声,故C正确,不符合题意;
D.图丁中,小丽通过“土电话”能听到小刚的声音,声音是通过固体传播的,说明固体可以传声,故D正确,不符合题意;
故选B。
13. 如图是科技进校园活动中某同学体验无皮鼓的情景。参与者只要用手在无皮鼓空虚的鼓面上敲击几下,就能听到铿锵激昂的鼓声,下列关于无皮鼓的说法不正确的是( )
A.无皮鼓的鼓声是由物体振动产生的
B.无皮鼓的鼓声在空气中以波的形式传播
C.无皮鼓鼓声的传播速度与空气温度无关
D.参与者听到的鼓声是通过空气传入人耳的
【答案】C
【解析】A.无皮鼓的鼓声是由物体振动产生的,故A正确,不符合题意;
B.声音在介质中是以波的形式传播的,在空气中,鼓声以声波的形式向四周传播,故B正确,不符合题意;
C.声音的传播速度与介质的种类和温度等因素有关,一般来说,在空气中,温度越高,声音的传播速度越快,所以无皮鼓鼓声的传播速度与空气温度有关,故C错误,符合题意;
D.声音的传播需要介质,同学和无皮鼓之间是空气,鼓声是通过空气传入同学的耳朵里,故D正确,不符合题意。
故选C。
14. 《禅宗少林·音乐大典》为大型文化演出项目,演出以少林、禅宗文化内涵为背景,以音乐、舞蹈、武术为载体,运用独到的创意和现代科技手段阐释中国传统文化。如图所示的是演出乐器之一——木鱼,敲击木鱼时发出的声音主要是木鱼内空气 产生的;观众听到的音乐声是通过 传播的。
【答案】振动 空气
【解析】声音是由物体的振动产生的,敲击木鱼时,其内部的空气振动发声。
声音的传播需要介质,观众听到的音乐声是通过空气传播的。
15. 人耳能分辨回声的条件是回声到达人耳比原声晚0.1s以上。你面向一面高墙喊话,如果想分辨回声,那么你和高墙之间的距离应(声音传播的速度为340m/s)( )
A.大于34m B.大于17m
C.小于17m D.等于34m
【答案】B
【解析】能把原声与回声区别开的最短时间为0.1s,则人的喊话声传到高墙的时间
由可得,人至少到高墙的距离
即人和高墙之间的距离至少大于17m,故B符合题意,ACD不符合题意。
故选B。
16. 在探究声音的产生与传播时,小明和小华一起做了下面的实验:
(1)如图①所示,用悬挂着的乒乓球接触正在发声的音叉,可观察到 ,它说明了声音是由 产生的。此探究中悬挂着的乒乓球的作用是 ;
(2)如图③所示,敲响右边的音叉,左边完全相同的音叉也会发声,并且把泡沫塑料球弹起。该实验能说明 可以传声。在月球上 (选填“能”或“不能”)看到塑料球弹起;
(3)如图④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,所听到的铃声将会逐渐 (选填“变大”、“变小”或“不变”),并由此推理可知:如果玻璃罩内抽成真空后,就听不到闹钟响铃的声音了,最后得出结论:真空 (选填“能”或“不能”)传声。
【答案】(1) 乒乓球被弹起 物体振动 放大音叉的微小振动
(2) 空气 不能
(3) 变小 不能
【解析】(1)用悬挂着的乒乓球接触正在发声的音叉,可观察到乒乓球被音叉弹开,说明发声的音叉在振动,说明声音是由物体振动产生的。
发声的音叉在振动,但音叉振动幅度小、肉眼不易直接观察,需借助乒乓球将振动“显示”出来。这里乒乓球的作用是将音叉的微小振动放大,这种研究方法称为 “转换法”。
(2)敲响右边音叉,其振动产生的声音通过周围空气传播到左边相同的音叉,使左边音叉振动,并弹起泡沫塑料球。该实验说明空气可以传声。
月球表面是真空环境,没有空气作为传声介质,右边音叉振动产生的声音无法传播到左边音叉,左边音叉不振动,塑料球不会弹起。
(3)玻璃罩内空气逐渐减少,传声介质变稀薄,声音传播的效果减弱,因此听到的铃声逐渐变小。由于无法将玻璃罩内完全抽成真空,需通过“空气越少,铃声越小”的现象推理出 “真空不能传声”,这种研究方法称为 “科学推理法”。
🌟思维挑战
17. 将你的耳朵贴在一根足够长的钢管一端,让另外一个人敲一下钢管的另一端,你会听到两次声音,第一次听到的应该是 传来的声音,这是因为固体传声速度比气体 ;如果钢管内装满自来水,在另一端敲一下钢管,你将听到 次响声。
【答案】钢管 快 三
【解析】将你的耳朵贴在一根足够长的钢管一端,让另外一个人敲一下钢管的另一端,你会听到两次声音,第一次听到的应该是钢管传来的声音,这是因为声音会通过钢管和空气传播,固体传声速度比气体快,传播相同距离,声音在钢管中传播比在空气中传播所用的时候短。
如果钢管内装满自来水,在另一端敲一下钢管,声音会通过钢管、水、空气传播,且在三种物质中传播速度均不同,到达你的耳朵的时间也不同,你将听到三次响声。
18. 海岭又称海脊,有时也称“海底山脉”,是狭长延绵的大洋底部的高地,一般在海面以下,高出两侧海底3km-4km。如图所示,对某海岭进行勘测时,某勘探船停在该海岭底部的A处正上方,向海底发出声呐信号,6s后收到回波信号。之后勘探船行驶到达海岭最高点B处正上方,停下后,该船再次向海底发出声呐信号,经3s收到回波信号。已知声音在海水中的传播速度为1500m/s,在空气中的传播速度为340m/s。
(1)求A处海水的深度;
(2)B处比A处高多少米?
【答案】(1) 4500m
(2)2250m
【解析】(1)声呐信号从海面到A处海底的时间
根据s=vt,A处海水的深度sA=vtA=1500m/s×3s=4500m
(2)声呐信号从海面到B处海底的时间
B处海水深度 sB=vtB=1500m/s×1.5s=2250m
B处比A处高
19. 如图所示为某声速测量仪器的实验装置图,甲、乙是声信号采集器,铜铃到甲、乙的距离,;敲打铜铃后,声音被甲、乙接收,液晶显示屏会显示甲、乙接收到声信号的时间差,单位为,下列说法错误的是( )
A.敲打铜铃,液晶显示屏上的示数为,此时测得声速约为
B.已知温度越高,声速越大;当加热甲与乙之间的空气后敲打铜铃,液晶显示屏的示数将变小
C.若铜铃位置离甲、乙的中点越近,则液晶显示屏的示数越大
D.将铜铃放到甲的左边,并与甲、乙在一条直线上,则铜铃离甲越远,液晶显示屏的示数保持不变
【答案】C
【详解】A.由液晶显示屏上的示数为
则有
声速,故A正确,不符合题意;
B.由时间差,所以当不变,温度越高,声速越大时,液晶显示屏上的示数的变小,故B正确,不符合题意;
C.铜铃位置离甲、乙的中点越近时,会变小,液晶显示屏的示数,速度不变,变小时,液晶显示屏上的示数变小,故C错误,符合题意;
D.将铜铃放到甲的左边,大小保持不变,声速不变,液晶显示屏的示数不变,故D正确,不符合题意。
故选C。
20. 交通部门通常用测速仪来检测车速,测速原理是测速仪前后两次发出并接收到被测车反射回的超声波信号,再根据两次信号的时间差,测出车速,如图甲。某次测速中,测速仪发出超声波的情况如图乙所示,x表示超声波与测速仪之间的距离。(假设超声波的速度为340m/s,且声速与车速均保持不变)
(1)汽车遇到第一次信号时距离测速仪________米。
(2)汽车的速度约为多少?(小数点后保留两位)
【答案】(1)102
(2)26.15m/s
【详解】(1)由图乙可知,测速仪在时刻发出第一次超声波信号,该信号在时刻与汽车相遇,
则汽车遇到第一次信号时距离测速仪的距离为
(2)由图乙可知,测速仪在时刻发出第二次超声波信号,该信号在时刻与汽车相遇,
超声波从发出到与汽车相遇所用时间为
汽车遇到第二次信号时距离测速仪的距离为
汽车在两次与信号相遇的时间间隔内行驶的距离为
汽车行驶这段距离所用的时间为
根据速度公式可得汽车的速度为
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