第2章 声音与环境 单元复习(举一反三·讲义)物理新教材沪粤版八年级上册
2026-08-31
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摘要:
该初中物理单元复习讲义通过思维导图构建“声音与环境”知识体系,以“产生-传播-特性-应用”为主线梳理四大知识点,用对比表格呈现声音三特性、噪声防治途径等核心内容,明确声速规律、回声测距等重难点的内在联系。
讲义亮点在于“典例+变式”分层练习设计,如通过音叉弹开乒乓球实验题考查声音产生原理,结合“三步判断法”“声速口诀”等技巧培养科学思维。易错点突破精准辨析振动与发声关系等易混点,巩固训练覆盖实验探究与计算题,助力学生自主复习,教师可据此实施分层教学提升科学探究能力。
内容正文:
第2章 声音与环境(原卷版)
目录
学习目标 1
思维导图 2
知识梳理 3
知识点1:声音的产生与传播 3
知识点2:声音的特性 4
知识点3:超声波与次声波 5
知识点4:噪声的控制 6
易错点突破 7
方法技巧汇总 8
巩固训练 8
学习目标
一、知识识记
1.知道声音是由物体振动产生的,一切发声体都在振动,振动停止,发声停止但声音不一定消失。
2.理解声音的传播需要介质,真空不能传声;知道声音以声波的形式传播;掌握声速与介质种类、温度的关系:v固 > v液 > v气,15 ℃空气中声速为340 m/s。
3.掌握声音的三大特性——音调(由频率决定)、响度(由振幅决定)、音色(由材料和结构决定),能区分生活中对应现象。
4.知道人耳听觉频率范围20 Hz~20 000 Hz,区分超声波(>20 000 Hz)与次声波(<20 Hz),了解其应用与危害。
5.能从物理学和环保角度定义噪声,掌握噪声防治的三条途径:声源处、传播过程中、人耳处。
二、科学探究素养
1.建立"声音由振动产生、靠介质传播"的核心物理观念,理解"转换法"和"科学推理法"在声学实验中的应用。
2.能用声学知识解释生活现象(回声测距、骨传导、双耳效应等),区分乐音三特性。
3.树立噪声防治的环保意识,理解超声波、次声波在科技和生活中的应用价值。
思维导图
知识梳理
【知识点1 声音的产生与传播】
1.声音的产生
(1)产生条件: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、气体振动时都能发声。
(3)研究方法——转换法:借助轻小物体的振动(如乒乓球弹起、纸屑跳动)把发声物体的微小振动显示出来。
(4)常见发声体振动部位:
① 弦乐器(二胡、吉他、古筝):琴弦振动;
② 管乐器(笛子、箫、号):空气柱振动;
③ 打击乐器(鼓、锣):鼓面/锣面振动;
④ 人说话:声带振动;
⑤ 风吹树叶响:树叶/空气振动。
2.声音的传播
(1)传播形式:声音以声波的形式向外传播。
(2)传播条件:声音的传播需要介质。固体、液体、气体都可以传声,真空不能传声。
(3)研究方法——科学推理法:"真空罩中的闹钟"实验——随着空气抽出,声音逐渐减小,由此推理得出真空不能传声的结论。
(4)声速:
① 影响因素——介质种类:v固 > v液 > v气;介质温度:温度越高,声速越大。
② 常温(15 ℃)空气中的声速:340 m/s。
③ 记忆口诀:"固快液慢气最慢,温度升高它变快。"
3.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。
(2)人耳区分回声与原声的条件:回声到达人耳比原声晚0.1 s以上,人耳才能区分。距离障碍物至少17 m(s = vt/2 = 340m/s×0.1s/2 = 17 m)。
(3)回声测距公式:s = vt/2(t为从发出声音到听到回声的总时间)。
【典例1】(2026·云南中考)小提琴演奏时优美的琴声是由琴弦______产生的,演奏前调整琴弦的松紧是为了改变声音的______(选填"响度"或"音调")。
【变式1】如图所示,将正在发声的音叉轻触悬挂的乒乓球,乒乓球被弹开。该实验说明了( )
A.声音的传播需要介质
B.声音是由物体振动产生的
C.声音的响度与振幅有关
D.声音的音调与频率有关
【变式2】在"真空罩中的闹钟"实验中,随着空气逐渐抽出,听到的声音逐渐减小,但始终能听到微弱声音,原因是______。该实验的结论是通过______法得出的。
【变式3】小明站在峭壁前大喊一声,经过0.8 s听到回声,则小明到峭壁的距离为______m(空气中的声速取340 m/s)。
【知识点2 声音的特性】
1.音调
(1)定义:声音的高低。由发声体振动的频率决定:频率越高,音调越高。
(2)频率:物体每秒振动的次数,单位赫兹(Hz)。
(3)改变方法:改变发声体的长短、粗细、松紧等。弦越短、越细、越紧,音调越高。
2.响度
(1)定义:声音的强弱(大小)。由发声体振动的振幅决定:振幅越大,响度越大。
(2)影响因素:①振幅大小;②与声源的距离(距离越远,响度越小);③声音的分散程度。
(3)响度单位:分贝(dB),用来表示声音的强弱等级。
3.音色
(1)定义:声音的品质和特色。由发声体的材料、结构等因素决定。
(2)应用:分辨不同乐器、不同人的声音(闻声辨人)、声纹锁等。
4.三特性对比表
特性
音调
响度
音色
定义
声音的高低
声音的强弱
声音的品质
决定因素
频率
振幅
材料、结构
改变方式
改变长短/粗细/松紧
改变用力大小
更换发声体
生活实例
"男低音""女高音"
"震耳欲聋""轻声细语"
"闻声知人""声纹锁"
辨析关键词
高/低、尖锐/低沉
大/小、强/弱
分辨、区分、模仿
⚠️ 易混辨析:音调与响度无必然联系——音调高的声音响度不一定大。
【典例2】下列成语中,描述声音响度的是( )
A."闻其声而知其人"
B."震耳欲聋"
C."女高音"
D."低声细语"
【变式1】男低音歌手高声歌唱时,女高音歌手轻声伴唱。关于两人发出的声音,下列说法正确的是( )
A.男歌手音调低、响度小
B.男歌手音调低、响度大
C.男歌手音调高、响度大
D.男歌手音调高、响度小
【变式2】用大小不同的力敲击同一音叉,音叉发出声音的( )
A.音调不同
B.响度不同
C.音色不同
D.频率不同
【变式3】在琵琶演奏中,演奏者用手指按压琴弦的不同位置,这是为了改变声音的______;用不同的力度拨动琴弦,改变的是声音的______。
【知识点3 超声波与次声波】
1.人耳听觉频率范围
正常人耳能听到的声音频率范围:20 Hz~20 000 Hz。
2.超声波
(1)定义:频率高于20 000 Hz的声波。
(2)特点与应用:①方向性好——声呐(回声定位)、倒车雷达;②穿透力强——B超(超声诊断仪)、超声探伤;③能量集中——击碎人体内结石、超声清洗;④军事——声呐探测潜艇。
3.次声波
(1)定义:频率低于20 Hz的声波。
(2)特点与应用:①传播距离远——预测自然灾害(地震、海啸、台风);②能量大——次声波武器,有极大破坏力;③动物能感知——大象、鲸鱼用次声波交流。
4.声的利用
声波既可以传递信息(B超、声呐、回声测距),也可以传递能量(超声碎石、超声清洗)。
【典例3】下列实例中,能够说明声音传递能量的是( )
A.超声"碎石"
B.声呐探伤
C.回声测距
D.闻声辨物
【变式1】人耳能听到的声音频率范围是______Hz至______Hz。超声波是指频率高于______Hz的声波,次声波是指频率低于______Hz的声波。
【变式2】下列设备中,利用超声波工作的是( )
A.倒车雷达
B.次声波预报地震
C.大象交流
D.微波炉
【变式3】地震来临前,许多动物会有异常反应,这是因为它们能感知______声波,该声波的频率______(选填"高于"或"低于")20 Hz。
【知识点4 噪声的控制】
1.噪声的定义
(1)物理学角度:发声体做无规则振动时发出的声音。
(2)环保角度:干扰人们休息、学习和工作的声音都可称为噪声。
2.噪声的危害
①损伤听力,长期处于90 dB以上环境会导致听力下降;②影响睡眠、学习效率;③引发心血管疾病等健康问题。
3.噪声防治的三条途径
途径
措施
实例
在声源处减弱
防止噪声产生
禁止鸣笛、装消声器、摩托车消音器
在传播过程中减弱
阻断噪声传播
隔音墙、关窗户、绿化带
在人耳处减弱
防止噪声进入耳朵
戴耳塞、捂住耳朵
⚠️ 解题关键:判断减弱途径时,先看措施作用于哪个环节——阻止发声是声源处,隔音是传播过程,保护耳朵是人耳处。
【典例4】下列控制噪声的措施中,属于在声源处减弱的是( )
A.戴防噪声耳塞
B.关闭窗户
C.禁止鸣笛
D.街道两旁植树
【变式1】下列措施中,属于在传播过程中减弱噪声的是( )
A.摩托车安装消声器
B.在城市道路旁安装隔音板
C.工厂工人戴防噪声耳罩
D.高考期间考场周边禁止鸣笛
【变式2】如图所示的标志牌表示的意义是______,该措施属于在______处减弱噪声。
【变式3】在比较材料的隔声性能实验中,将声源放入不同材料制成的盒子中,用分贝仪测量透过材料的响度。响度越______(选填"大"或"小"),说明材料隔声性能越好。该实验的操作关键是要控制声源的______和______相同。
易错点突破
易错点1:混淆"发声停止"与"声音消失"
错误认知:振动停止,声音立刻消失。
正确解析:振动停止,发声停止,但已经发出的声音会继续以声波的形式在介质中传播,不会立刻消失。如敲钟后手按住钟面,钟面停止振动不再发声,但之前发出的声音仍在空气中传播。
易错点2:凭生活感觉判断音调与响度
错误认知:"高声喧哗"中的"高"指音调高。
正确解析:"高声喧哗"中的"高"指声音大,是响度;而"女高音"中的"高"才指音调高。判断关键看关键词:大/小、强/弱→响度;高/低、尖锐/低沉→音调。
易错点3:误认为超声波和人耳听到的声音本质不同
错误认知:超声波不是声波。
正确解析:超声波也是声波,本质与可听声相同,只是频率超出人耳听觉范围(>20 000 Hz)。
易错点4:噪声防治途径判断失误
错误认知:戴耳塞阻止了噪声传播。
正确解析:戴耳塞是在人耳处接收环节减弱噪声,而不是阻断传播过程。传播过程中减弱的典型措施是隔音墙、关窗。
易错点5:混淆"传递信息"与"传递能量"
错误认知:B超和超声碎石都是利用声波传递信息。
正确解析:B超获取人体内部信息→传递信息;超声碎石利用能量击碎结石→传递能量。
方法技巧汇总
技巧1:声音特性"三步判断法"
第一步:看现象中关键词——"高/低"多为音调,"大/小"多为响度,"分辨/区分"多为音色。
第二步:分析改变方式——改变琴弦长短/松紧/粗细→音调;改变用力大小→响度。
第三步:套用规律——频率决定音调,振幅决定响度,材料结构决定音色。
【口诀】调频响幅音色材,高低沉尖调中来;大小强弱看响度,闻声识人是色材。
技巧2:超声波与次声波"分界点"
人耳听觉20~20 000 Hz为界,上超下次。
技巧3:声速比较口诀
固快液慢气最慢,温度升高它变快。
技巧4:回声测距"二分之一"法则
回声走过往返路程,到障碍物距离为总路程的一半。
技巧5:噪声防治"三段定位"
声源处→源头防治;传播中→阻断隔离;人耳处→保护接收。
巩固训练
一、单选题
1.(25-26八上·山西太原·期中)下列现象中,不能说明声音是由物体振动产生的是( )
A.正在发声的鼓面,纸屑在跳动
B.敲击音叉,靠近的乒乓球弹起
C.真空罩中的闹钟,声音随空气抽出而减小
D.说话时,用手触摸喉部感觉振动
2.(25-26八上·广东广州·期中)关于声速,下列说法正确的是( )
A.声音在固体中一定比在气体中传播得快
B.声音在15 ℃空气中的传播速度为340 m/s
C.声音在真空中传播速度最大
D.声音的传播速度与温度无关
3.(25-26八上·四川成都·期末)正在发声的编钟,用手按住后声音立即消失,原因是( )
A.声音传播停止了
B.编钟停止了振动
C.手吸收了声音
D.编钟被手挡住了
4.(25-26八上·河南洛阳·期中)下列事例中,利用声波传递能量的是( )
A.医生用B超检查身体
B.利用声呐探测鱼群
C.用超声波击碎人体内结石
D.利用回声测距
5.(25-26八上·江苏苏州·期中)男中音放声歌唱,女高音轻声伴唱。下列说法正确的是( )
A.男中音音调低、响度大
B.男中音音调高、响度小
C.女高音音调低、响度大
D.女高音音调高、响度大
6.(25-26八上·湖北武汉·期末)下列控制噪声的措施中,属于在传播过程中减弱的是( )
A.工厂工人戴防噪声耳罩
B.高速公路两旁的隔音墙
C.摩托车安装消声器
D.考场周边禁止鸣笛
7.(25-26八上·山东青岛·期末)关于超声波和次声波,下列说法正确的是( )
A.超声波传播速度比次声波快
B.超声波和次声波人耳都听不到
C.次声波频率高于20 000 Hz
D.超声波可以传递信息但不能传递能量
8.(25-26八上·陕西西安·期中)如图所示,8个相同的玻璃瓶中灌入不同高度的水,敲击它们可以发出"1、2、3、4、5、6、7、i"的声音。水越多的瓶子,敲击时发出的声音( )
A.音调越高
B.音调越低
C.响度越大
D.响度越小
二、多选题
9.(25-26八上·辽宁沈阳·期中)下列现象中,利用声波传递信息的是( )
A.蝙蝠利用回声定位捕食
B.医生用B超检查胎儿的发育情况
C.超声波清洗眼镜
D.利用声呐探测海底深度
10.(25-26八上·湖南长沙·期中)关于声音的特性,下列说法正确的是( )
A.音调由发声体的振动频率决定
B.响度由发声体的振幅决定
C.音色由发声体的材料、结构决定
D."震耳欲聋"描述的是声音的音调高
三、填空题
11.(25-26八上·黑龙江哈尔滨·期中)声音是由物体的______产生的。声音的传播需要______,______不能传声。在15 ℃的空气中,声音的传播速度为______m/s。
12.(25-26八上·浙江杭州·期末)将一把钢尺紧按在桌面上,一端伸出桌面适当长度。拨动钢尺,可听到钢尺振动发出的声音。逐渐增加钢尺伸出桌面的长度,钢尺振动______(选填"变快"或"变慢"),发出声音的音调______(选填"变高"或"变低")。
13.(25-26八上·安徽合肥·期中)某种昆虫靠翅膀振动发声,如果这种昆虫的翅膀在2 s内振动了600次,则其振动频率为______Hz,人耳______(选填"能"或"不能")听到该声音。
14.(25-26八上·北京西城·期末)城市道路两旁种植树木,既美化环境,又可以在______(选填"声源处""传播过程中"或"人耳处")减弱噪声。高架桥两侧安装的隔音板也是通过______的方式来减弱噪声。
15.(25-26八上·福建厦门·期中)声呐是利用______来探测海底深度、鱼群位置的。蝙蝠利用______进行回声定位,从而在黑夜中捕食。这些都是利用声波传递______(选填"信息"或"能量")。
四、实验题
16.(25-26八上·广东深圳·期中)如图所示,在探究"声音特性"的实验中:
(1)如图甲,用大小不同的力敲击音叉,听声音并观察乒乓球被弹起的幅度。该实验探究的是______与______的关系。
(2)如图乙,将钢尺紧按在桌面上,一端伸出桌面。改变钢尺伸出桌面的长度,用相同的力拨动,听声音并观察钢尺振动的快慢。该实验探究的是______与______的关系。
(3)如图丙,用不同的力拨动同一根琴弦,听声音并比较。这说明______越大,响度越大。
(4)实验中,通过观察乒乓球被弹起的幅度来显示音叉振动的幅度,这种方法叫做______法。
五、计算题
17.一辆汽车在匀速行驶,道路前方有一座高山,司机鸣笛并在4s后听到回声。若汽车行驶速度为72km/h声音传播的速度为340m/s,求:
(1)汽车行驶的速度为_____ m/s;
(2)司机从鸣笛到听到回声,汽车行驶的路程为_____ m;
(3)从鸣笛到听到回声时,声音传播的距离为_____ m;
(4)鸣笛处到高山的距离为_____ m;
(5)听到回声时汽车到高山的距离为_____ m;
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第2章 声音与环境(解析版)
目录
学习目标 1
思维导图 2
知识梳理 3
知识点1:声音的产生与传播 3
知识点2:声音的特性 4
知识点3:超声波与次声波 6
知识点4:噪声的控制 7
易错点突破 8
方法技巧汇总 8
巩固训练 9
学习目标
一、知识识记
1.知道声音是由物体振动产生的,一切发声体都在振动,振动停止,发声停止但声音不一定消失。
2.理解声音的传播需要介质,真空不能传声;知道声音以声波的形式传播;掌握声速与介质种类、温度的关系:v固 > v液 > v气,15 ℃空气中声速为340 m/s。
3.掌握声音的三大特性——音调(由频率决定)、响度(由振幅决定)、音色(由材料和结构决定),能区分生活中对应现象。
4.知道人耳听觉频率范围20 Hz~20 000 Hz,区分超声波(>20 000 Hz)与次声波(<20 Hz),了解其应用与危害。
5.能从物理学和环保角度定义噪声,掌握噪声防治的三条途径:声源处、传播过程中、人耳处。
二、科学探究素养
1.建立"声音由振动产生、靠介质传播"的核心物理观念,理解"转换法"和"科学推理法"在声学实验中的应用。
2.能用声学知识解释生活现象(回声测距、骨传导、双耳效应等),区分乐音三特性。
3.树立噪声防治的环保意识,理解超声波、次声波在科技和生活中的应用价值。
思维导图
知识梳理
【知识点1 声音的产生与传播】
1.声音的产生
(1)产生条件: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、气体振动时都能发声。
(3)研究方法——转换法:借助轻小物体的振动(如乒乓球弹起、纸屑跳动)把发声物体的微小振动显示出来。
(4)常见发声体振动部位:
① 弦乐器(二胡、吉他、古筝):琴弦振动;
② 管乐器(笛子、箫、号):空气柱振动;
③ 打击乐器(鼓、锣):鼓面/锣面振动;
④ 人说话:声带振动;
⑤ 风吹树叶响:树叶/空气振动。
2.声音的传播
(1)传播形式:声音以声波的形式向外传播。
(2)传播条件:声音的传播需要介质。固体、液体、气体都可以传声,真空不能传声。
(3)研究方法——科学推理法:"真空罩中的闹钟"实验——随着空气抽出,声音逐渐减小,由此推理得出真空不能传声的结论。
(4)声速:
① 影响因素——介质种类:v固 > v液 > v气;介质温度:温度越高,声速越大。
② 常温(15 ℃)空气中的声速:340 m/s。
③ 记忆口诀:"固快液慢气最慢,温度升高它变快。"
3.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。
(2)人耳区分回声与原声的条件:回声到达人耳比原声晚0.1 s以上,人耳才能区分。距离障碍物至少17 m(s = vt/2 = 340m/s×0.1s/2 = 17 m)。
(3)回声测距公式:s = vt/2(t为从发出声音到听到回声的总时间)。
【典例1】(2026·云南中考)小提琴演奏时优美的琴声是由琴弦______产生的,演奏前调整琴弦的松紧是为了改变声音的______(选填"响度"或"音调")。
【答案】振动 音调
【解析】声音由物体振动产生,琴声由琴弦振动产生。调整琴弦松紧改变琴弦振动的快慢(频率),从而改变音调。
【变式1】如图所示,将正在发声的音叉轻触悬挂的乒乓球,乒乓球被弹开。该实验说明了( )
A.声音的传播需要介质
B.声音是由物体振动产生的
C.声音的响度与振幅有关
D.声音的音调与频率有关
【答案】B
【详解】乒乓球被弹开说明音叉在振动,将微小振动放大,证明了声音是由物体振动产生的,此处应用了转换法。故选B。
【变式2】在"真空罩中的闹钟"实验中,随着空气逐渐抽出,听到的声音逐渐减小,但始终能听到微弱声音,原因是______。该实验的结论是通过______法得出的。
【答案】真空罩内空气未完全抽尽(或声音通过固体传播) 科学推理
【详解】实验中始终能听到微弱声音,是因为无法达到绝对真空(声音可通过底座固体传播)。由此推理可得:真空不能传声。
【变式3】小明站在峭壁前大喊一声,经过0.8 s听到回声,则小明到峭壁的距离为______m(空气中的声速取340 m/s)。
【答案】136
【详解】声音传播总路程 s总 = vt = 340×0.8 = 272 m,到峭壁距离 s = s总/2 = 136 m。
【知识点2 声音的特性】
1.音调
(1)定义:声音的高低。由发声体振动的频率决定:频率越高,音调越高。
(2)频率:物体每秒振动的次数,单位赫兹(Hz)。
(3)改变方法:改变发声体的长短、粗细、松紧等。弦越短、越细、越紧,音调越高。
2.响度
(1)定义:声音的强弱(大小)。由发声体振动的振幅决定:振幅越大,响度越大。
(2)影响因素:①振幅大小;②与声源的距离(距离越远,响度越小);③声音的分散程度。
(3)响度单位:分贝(dB),用来表示声音的强弱等级。
3.音色
(1)定义:声音的品质和特色。由发声体的材料、结构等因素决定。
(2)应用:分辨不同乐器、不同人的声音(闻声辨人)、声纹锁等。
4.三特性对比表
特性
音调
响度
音色
定义
声音的高低
声音的强弱
声音的品质
决定因素
频率
振幅
材料、结构
改变方式
改变长短/粗细/松紧
改变用力大小
更换发声体
生活实例
"男低音""女高音"
"震耳欲聋""轻声细语"
"闻声知人""声纹锁"
辨析关键词
高/低、尖锐/低沉
大/小、强/弱
分辨、区分、模仿
⚠️ 易混辨析:音调与响度无必然联系——音调高的声音响度不一定大。
【典例2】下列成语中,描述声音响度的是( )
A."闻其声而知其人"
B."震耳欲聋"
C."女高音"
D."低声细语"
【答案】B
【解析】"闻其声而知其人"描述音色;"女高音"描述音调高;"震耳欲聋"和"低声细语"描述声音的强弱,即响度。题干要求选描述响度的,B、D均描述响度,但本题为单选题,应选最典型的B。若为多选,则B、D均正确。
【变式1】男低音歌手高声歌唱时,女高音歌手轻声伴唱。关于两人发出的声音,下列说法正确的是( )
A.男歌手音调低、响度小
B.男歌手音调低、响度大
C.男歌手音调高、响度大
D.男歌手音调高、响度小
【答案】B
【详解】"男低音"说明音调低,"高声歌唱"说明响度大;"女高音"说明音调高,"轻声伴唱"说明响度小。故选B。
【变式2】用大小不同的力敲击同一音叉,音叉发出声音的( )
A.音调不同
B.响度不同
C.音色不同
D.频率不同
【答案】B
【详解】敲击力度改变音叉振动的幅度,振幅决定响度,故响度不同。同一音叉的材料、结构不变,音色和音调(频率)不变。故选B。
【变式3】在琵琶演奏中,演奏者用手指按压琴弦的不同位置,这是为了改变声音的______;用不同的力度拨动琴弦,改变的是声音的______。
【答案】音调 响度
【详解】按压位置改变琴弦的有效长度,长度改变频率改变音调;拨动力度改变振幅,振幅改变响度。
【知识点3 超声波与次声波】
1.人耳听觉频率范围
正常人耳能听到的声音频率范围:20 Hz~20 000 Hz。
2.超声波
(1)定义:频率高于20 000 Hz的声波。
(2)特点与应用:①方向性好——声呐(回声定位)、倒车雷达;②穿透力强——B超(超声诊断仪)、超声探伤;③能量集中——击碎人体内结石、超声清洗;④军事——声呐探测潜艇。
3.次声波
(1)定义:频率低于20 Hz的声波。
(2)特点与应用:①传播距离远——预测自然灾害(地震、海啸、台风);②能量大——次声波武器,有极大破坏力;③动物能感知——大象、鲸鱼用次声波交流。
4.声的利用
声波既可以传递信息(B超、声呐、回声测距),也可以传递能量(超声碎石、超声清洗)。
【典例3】下列实例中,能够说明声音传递能量的是( )
A.超声"碎石"
B.声呐探伤
C.回声测距
D.闻声辨物
【答案】A
【解析】超声"碎石"利用声波的能量击碎结石,属于传递能量;声呐探伤和回声测距是利用回声获取信息,闻声辨物是利用音色获取信息。故选A。
【变式1】人耳能听到的声音频率范围是______Hz至______Hz。超声波是指频率高于______Hz的声波,次声波是指频率低于______Hz的声波。
【答案】20 20 000 20 000 20
【变式2】下列设备中,利用超声波工作的是( )
A.倒车雷达
B.次声波预报地震
C.大象交流
D.微波炉
【答案】A
【详解】倒车雷达利用超声波回声定位;次声波预报地震和大象交流利用次声波;微波炉利用电磁波。故选A。
【变式3】地震来临前,许多动物会有异常反应,这是因为它们能感知______声波,该声波的频率______(选填"高于"或"低于")20 Hz。
【答案】次 低于
【知识点4 噪声的控制】
1.噪声的定义
(1)物理学角度:发声体做无规则振动时发出的声音。
(2)环保角度:干扰人们休息、学习和工作的声音都可称为噪声。
2.噪声的危害
①损伤听力,长期处于90 dB以上环境会导致听力下降;②影响睡眠、学习效率;③引发心血管疾病等健康问题。
3.噪声防治的三条途径
途径
措施
实例
在声源处减弱
防止噪声产生
禁止鸣笛、装消声器、摩托车消音器
在传播过程中减弱
阻断噪声传播
隔音墙、关窗户、绿化带
在人耳处减弱
防止噪声进入耳朵
戴耳塞、捂住耳朵
⚠️ 解题关键:判断减弱途径时,先看措施作用于哪个环节——阻止发声是声源处,隔音是传播过程,保护耳朵是人耳处。
【典例4】下列控制噪声的措施中,属于在声源处减弱的是( )
A.戴防噪声耳塞
B.关闭窗户
C.禁止鸣笛
D.街道两旁植树
【答案】C
【解析】禁止鸣笛是直接阻止噪声源发声,属于声源处减弱;戴耳塞属于人耳处减弱;关闭窗户和植树属于传播过程中减弱。故选C。
【变式1】下列措施中,属于在传播过程中减弱噪声的是( )
A.摩托车安装消声器
B.在城市道路旁安装隔音板
C.工厂工人戴防噪声耳罩
D.高考期间考场周边禁止鸣笛
【答案】B
【详解】安装消声器和禁止鸣笛属于声源处减弱;戴耳罩属于人耳处减弱;隔音板阻断噪声传播,属于传播过程中减弱。故选B。
【变式2】如图所示的标志牌表示的意义是______,该措施属于在______处减弱噪声。
【答案】禁止鸣笛 声源
【变式3】在比较材料的隔声性能实验中,将声源放入不同材料制成的盒子中,用分贝仪测量透过材料的响度。响度越______(选填"大"或"小"),说明材料隔声性能越好。该实验的操作关键是要控制声源的______和______相同。
【答案】小 响度(音量) 与材料的距离
易错点突破
易错点1:混淆"发声停止"与"声音消失"
错误认知:振动停止,声音立刻消失。
正确解析:振动停止,发声停止,但已经发出的声音会继续以声波的形式在介质中传播,不会立刻消失。如敲钟后手按住钟面,钟面停止振动不再发声,但之前发出的声音仍在空气中传播。
易错点2:凭生活感觉判断音调与响度
错误认知:"高声喧哗"中的"高"指音调高。
正确解析:"高声喧哗"中的"高"指声音大,是响度;而"女高音"中的"高"才指音调高。判断关键看关键词:大/小、强/弱→响度;高/低、尖锐/低沉→音调。
易错点3:误认为超声波和人耳听到的声音本质不同
错误认知:超声波不是声波。
正确解析:超声波也是声波,本质与可听声相同,只是频率超出人耳听觉范围(>20 000 Hz)。
易错点4:噪声防治途径判断失误
错误认知:戴耳塞阻止了噪声传播。
正确解析:戴耳塞是在人耳处接收环节减弱噪声,而不是阻断传播过程。传播过程中减弱的典型措施是隔音墙、关窗。
易错点5:混淆"传递信息"与"传递能量"
错误认知:B超和超声碎石都是利用声波传递信息。
正确解析:B超获取人体内部信息→传递信息;超声碎石利用能量击碎结石→传递能量。
方法技巧汇总
技巧1:声音特性"三步判断法"
第一步:看现象中关键词——"高/低"多为音调,"大/小"多为响度,"分辨/区分"多为音色。
第二步:分析改变方式——改变琴弦长短/松紧/粗细→音调;改变用力大小→响度。
第三步:套用规律——频率决定音调,振幅决定响度,材料结构决定音色。
【口诀】调频响幅音色材,高低沉尖调中来;大小强弱看响度,闻声识人是色材。
技巧2:超声波与次声波"分界点"
人耳听觉20~20 000 Hz为界,上超下次。
技巧3:声速比较口诀
固快液慢气最慢,温度升高它变快。
技巧4:回声测距"二分之一"法则
回声走过往返路程,到障碍物距离为总路程的一半。
技巧5:噪声防治"三段定位"
声源处→源头防治;传播中→阻断隔离;人耳处→保护接收。
巩固训练
一、单选题
1.(25-26八上·山西太原·期中)下列现象中,不能说明声音是由物体振动产生的是( )
A.正在发声的鼓面,纸屑在跳动
B.敲击音叉,靠近的乒乓球弹起
C.真空罩中的闹钟,声音随空气抽出而减小
D.说话时,用手触摸喉部感觉振动
【答案】C
【解析】真空罩实验说明声音的传播需要介质,真空不能传声,不能说明声音由振动产生。A、B、D均证明了发声体在振动。故选C。
2.(25-26八上·广东广州·期中)关于声速,下列说法正确的是( )
A.声音在固体中一定比在气体中传播得快
B.声音在15 ℃空气中的传播速度为340 m/s
C.声音在真空中传播速度最大
D.声音的传播速度与温度无关
【答案】B
【解析】一般情况下 v固 > v液 > v气,A正确表述应为"一般",B正确;真空不能传声,C错误;声速与温度有关,D错误。故选B。
3.(25-26八上·四川成都·期末)正在发声的编钟,用手按住后声音立即消失,原因是( )
A.声音传播停止了
B.编钟停止了振动
C.手吸收了声音
D.编钟被手挡住了
【答案】B
【详解】按住编钟使其停止振动,发声停止,声音消失。故选B。
4.(25-26八上·河南洛阳·期中)下列事例中,利用声波传递能量的是( )
A.医生用B超检查身体
B.利用声呐探测鱼群
C.用超声波击碎人体内结石
D.利用回声测距
【答案】C
【解析】超声碎石利用声波的能量,属于传递能量;B超、声呐、回声测距均属于传递信息。故选C。
5.(25-26八上·江苏苏州·期中)男中音放声歌唱,女高音轻声伴唱。下列说法正确的是( )
A.男中音音调低、响度大
B.男中音音调高、响度小
C.女高音音调低、响度大
D.女高音音调高、响度大
【答案】A
【详解】"男中音"音调低,"放声歌唱"响度大;"女高音"音调高,"轻声伴唱"响度小。故选A。
6.(25-26八上·湖北武汉·期末)下列控制噪声的措施中,属于在传播过程中减弱的是( )
A.工厂工人戴防噪声耳罩
B.高速公路两旁的隔音墙
C.摩托车安装消声器
D.考场周边禁止鸣笛
【答案】B
【详解】隔音墙阻断噪声传播,属于传播过程中减弱;戴耳罩属于人耳处;消声器和禁止鸣笛属于声源处。故选B。
7.(25-26八上·山东青岛·期末)关于超声波和次声波,下列说法正确的是( )
A.超声波传播速度比次声波快
B.超声波和次声波人耳都听不到
C.次声波频率高于20 000 Hz
D.超声波可以传递信息但不能传递能量
【答案】B
【解析】声速与频率无关,只与介质种类和温度有关,A错误;超声波和次声波均超出人耳听觉范围,人耳都听不到,B正确;次声波频率低于20 Hz,C错误;超声波既可传递信息也可传递能量,D错误。故选B。
8.(25-26八上·陕西西安·期中)如图所示,8个相同的玻璃瓶中灌入不同高度的水,敲击它们可以发出"1、2、3、4、5、6、7、i"的声音。水越多的瓶子,敲击时发出的声音( )
A.音调越高
B.音调越低
C.响度越大
D.响度越小
【答案】B
【详解】敲击瓶子时,瓶子和水柱整体振动,水越多,振动部分质量越大,振动越慢,频率越低,音调越低。故选B。
二、多选题
9.(25-26八上·辽宁沈阳·期中)下列现象中,利用声波传递信息的是( )
A.蝙蝠利用回声定位捕食
B.医生用B超检查胎儿的发育情况
C.超声波清洗眼镜
D.利用声呐探测海底深度
【答案】ABD
【解析】回声定位、B超检查、声呐探测都是通过声波获取信息;超声清洗利用声波的能量去除污垢,属于传递能量。故选ABD。
10.(25-26八上·湖南长沙·期中)关于声音的特性,下列说法正确的是( )
A.音调由发声体的振动频率决定
B.响度由发声体的振幅决定
C.音色由发声体的材料、结构决定
D."震耳欲聋"描述的是声音的音调高
【答案】ABC
【解析】"震耳欲聋"描述声音大,属于响度,D错误。A、B、C均正确。故选ABC。
三、填空题
11.(25-26八上·黑龙江哈尔滨·期中)声音是由物体的______产生的。声音的传播需要______,______不能传声。在15 ℃的空气中,声音的传播速度为______m/s。
【答案】振动 介质 真空 340
12.(25-26八上·浙江杭州·期末)将一把钢尺紧按在桌面上,一端伸出桌面适当长度。拨动钢尺,可听到钢尺振动发出的声音。逐渐增加钢尺伸出桌面的长度,钢尺振动______(选填"变快"或"变慢"),发出声音的音调______(选填"变高"或"变低")。
【答案】变慢 变低
【详解】伸出长度增加,钢尺振动部分变长,振动变慢,频率降低,音调变低。
13.(25-26八上·安徽合肥·期中)某种昆虫靠翅膀振动发声,如果这种昆虫的翅膀在2 s内振动了600次,则其振动频率为______Hz,人耳______(选填"能"或"不能")听到该声音。
【答案】300 能
【详解】f = 600/2 = 300 Hz,在人耳听觉范围20~20 000 Hz内,人能听到。
14.(25-26八上·北京西城·期末)城市道路两旁种植树木,既美化环境,又可以在______(选填"声源处""传播过程中"或"人耳处")减弱噪声。高架桥两侧安装的隔音板也是通过______的方式来减弱噪声。
【答案】传播过程中 阻断噪声传播(传播过程中减弱)
15.(25-26八上·福建厦门·期中)声呐是利用______来探测海底深度、鱼群位置的。蝙蝠利用______进行回声定位,从而在黑夜中捕食。这些都是利用声波传递______(选填"信息"或"能量")。
【答案】超声波 超声波 信息
四、实验题
16.(25-26八上·广东深圳·期中)如图所示,在探究"声音特性"的实验中:
(1)如图甲,用大小不同的力敲击音叉,听声音并观察乒乓球被弹起的幅度。该实验探究的是______与______的关系。
(2)如图乙,将钢尺紧按在桌面上,一端伸出桌面。改变钢尺伸出桌面的长度,用相同的力拨动,听声音并观察钢尺振动的快慢。该实验探究的是______与______的关系。
(3)如图丙,用不同的力拨动同一根琴弦,听声音并比较。这说明______越大,响度越大。
(4)实验中,通过观察乒乓球被弹起的幅度来显示音叉振动的幅度,这种方法叫做______法。
【答案】(1)响度 振幅 (2)音调 频率 (3)振幅 (4)转换
五、计算题
17.一辆汽车在匀速行驶,道路前方有一座高山,司机鸣笛并在4s后听到回声。若汽车行驶速度为72km/h声音传播的速度为340m/s,求:
(1)汽车行驶的速度为_____ m/s;
(2)司机从鸣笛到听到回声,汽车行驶的路程为_____ m;
(3)从鸣笛到听到回声时,声音传播的距离为_____ m;
(4)鸣笛处到高山的距离为_____ m;
(5)听到回声时汽车到高山的距离为_____ m;
【答案】(1)20;(2)80;(3)1360;(4)720;(5)640。
【详解】(1)汽车行驶的速度为:
v车 = 72km/h = 20m/s;
(2)司机从鸣笛到听到回声,汽车行驶的路程为:
s车 = v车t = 20m/s × 4s = 80m;
(3)从鸣笛到听到回声时,声音传播的距离为:
s声 = v声t = 340m/s × 4s = 1360m;
(4)因为在4s内汽车通过的路程与声音通过的路程之和为鸣笛处到高山的距离的2倍,所以鸣笛处到高山的距离为:
s = (s车 + s声)/2 = (80m + 1360m)/2 = 720m;
(5)听到回声时汽车到高山的距离为:
s' = s − s车 = 720m − 80m = 640m。
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