第3章 声现象(专项训练)物理新教材沪科版(五四学制)八年级上册
2026-08-31
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摘要:
**基本信息**
以考点-题型双维度构建声现象专项训练,覆盖声音产生与传播、三特性、声的利用核心内容,通过基础辨析与实验探究结合,强化物理观念与科学思维。
**专项设计**
|模块|题量/典例|题型特征|知识逻辑|
|----|-----------|----------|----------|
|声音的产生与传播|2题型(选择/填空/实验)|考查振动产生、介质传播及声速计算|从现象(振动)到条件(介质)再到定量计算,构建运动和相互作用观念|
|声音三特性|2题型(辨析/探究)|三特性辨析及影响因素实验(控制变量法)|由概念辨析到实验验证,培养科学探究与推理能力|
|声的利用|1题型(选择/应用)|信息与能量传递实例判断|结合生活应用,体现物理与社会联系,强化社会责任|
内容正文:
第3章 声现象
常考题型·精准突破
考点一 声音的产生与传播
题型1 声音的产生
题型2 声音的传播
考点二 声音三特性
题型1 声音三特性辨析
题型2 探究影响音调高低、响度大小的因素
考点三 声的利用
题型1 声音传递信息 声音传递能量
综合攻坚·知能拔高
常考题型·精准突破
考点一 声音的产生与传播
◆题型1 声音的产生
1.我国民族乐器丰富多彩,发声原理各有千秋,下列各组乐器中,发声原理不同的是( )
A.箫和笛子 B.琵琶和古琴 C.古琴和笙 D.二胡和古筝
2. 在春节联欢晚会上,“一带一路”沿线国家的艺术家与中国音乐家一起相聚云端,共同演唱《一带繁花一路歌》,唱出了“一带一路”的团结与繁荣。下列说法正确的是( )
A.歌声是由声带振动产生的 B.不同艺术家发出声音的音色相同
C.歌声可以在真空中传播 D.歌声在空气中的传播速度是3×108 m/s
3.甲骨文是中华民族珍贵的文化遗产。如图,甲骨文“殻”,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。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_______振动产生的。如图,我国贾湖遗址出土的鹤骨笛,已有八千多年的历史。打孔的鹤骨可以吹奏出音乐,笛声是由_______振动产生的。
◆题型2 声音的传播
1. 站在百米赛跑终点的计时员,听到起点的发令枪声后开始计时,测得李明同学百米赛跑的时间是14.00s,若当时声音在空气中的速度为340m/s,则这位计时员所记录结果是( )
A.准确的
B.李明成绩变差了,应为13.71s
C.李明成绩变优异了,应为14.29s
D.时间多计了0.29s,应看到枪冒烟时开始计时
2. 声音是由物体______产生的,声音传入话筒中,能变为电信号,通过示波器能直观地显示出声波的波形。如图所示,先后在话筒前敲响两个音叉,示波器显示出波形,可判断甲音叉发出声音的音调比乙音叉发出声音的音调更______(选填“高”或“低”)一些,甲、乙两种声波在空气中的传播速度______(选填“甲快”、“乙快”或“甲、乙一样快”)。
3.如图所示,将正在发声的手机放入连通于抽气机的密闭玻璃瓶内。
(1)我们听到的声音是由于发声体 而产生的;
(2)用抽气机把玻璃瓶内的空气逐渐抽出的过程中,听到的声音将会 (选填“逐渐增强”、“逐渐减弱”或“保持不变”);
(3)假设玻璃瓶内的空气全部被抽出,则 (选填“能”或“不能”)听到手机发出的声音;
(4)分析实验现象,可得结论: 中不能传声,这一结论的得出主要运用了 (选填“控制变量”、“转换”或“实验推理”)的方法。
4.为了监督司机遵守限速规定,交管部门在公路上设置了固定测速仪,如图所示,汽车向放置在道路中间的测速仪匀速驶来,测速仪向汽车发出两次短促的 ________ (填“超声波”或“次声波”)信号。第一次发出信号到测速仪接收到信号用时0.5s,第二次发出信号到测速仪接收到信号用时0.3s,若发出两次信号的时间间隔是0.9s,发出的声波的速度是340m/s,汽车在两次接收信号间隔过程中行驶的距离是 _______ m,汽车的速度是_________ m/s。
考点二 声音三特性
◆题型1 声音三特性辨析
1.《青藏高原》是一首大家耳熟能详的描写我国青藏地区美丽景色的歌曲。为什么许多人唱到“高原”的“高”字就唱不上去了呢?这是因为歌曲中“高”字的( )
A.响度大 B.音调高 C.音色美 D.节奏快
2. 如图是童谣“两只老虎”的一段歌词与乐谱,当诗怡同学第一次唱到“跑得快”这三个字期间,关于诗怡声音变化的描述,正确的是( )
A.声带振动频率越来越高 B.音调越来越低
C.声波的传播速度逐渐增大 D.振幅逐渐增大
3. 编钟是我国春秋战国时代的乐器,显示了中国古代音乐文化的先进水平。敲击大小不同的钟,发出的声音( )
A.音调不同,响度一定相同 B.音调相同,响度一定相同
C.音调不同,响度可能相同 D.音调相同,响度可能相同
4.如图所示,在空气均匀,且温度处处相同的室内,某同学吹响长笛一个音,并用A、B两个相同的声音监测器在距离不同的位置监测,得出如图的波形图,以下说法正确的是( )
A.声音从监测器B处传播到监测器A处,频率减小
B.监测器B处听到的声音响度比A处大
C.声音从监测器B处传播到监测器A处,音色改变
D.声音从监测器B处传播到监测器A处,声速改变
◆题型2 探究影响音调高低、响度大小的因素
1. 小提琴是由两端固定的琴弦产生振动而发声的,如图甲所示。为了研究同一根钢制琴弦发声音调与哪些因素有关,可利用图乙所示的实验装置。一块厚木板上有A、B两个楔支撑着琴弦,其中A楔固定,B楔可沿木板移动以改变琴弦振动部分的长度L。将钢制琴弦的末端固定在木板O点,另一端通过滑轮悬挂不同个数的相同重物,重物个数越多,琴弦绷得越紧。轻轻拨动琴弦,在AB间产生振动,并用仪器测出发声频率。
序号
长度L/m
重物/个
频率f/Hz
1
0.4
2
375
2
0.8
2
170
3
(a)
4
265
(1)小组同学得到了表格中的数据,则第 次实验中琴弦发声的音调最高;
(2)分析数据可以发现,该小组同学研究的是琴弦发声的音调与琴弦的 和琴弦的松紧程度这两个因素的关系;
(3)当表格中(a)处数据为 时,可用2、3两次实验来研究琴弦的音调和琴弦 的关系;
(4)在上述探究的基础上,他们又选用一根与钢制琴弦粗细相同的长为0.4m的尼龙琴弦,来探究音调与琴弦的材料的关系,则可悬挂重物个数为 个。
(5)仅利用本实验的器材, (“能”或“不能”)探究音调与振幅关系。
2. 如图所示是探究声音传播条件的实验装置。
(1)如图甲,轻敲的音叉,用悬吊着的乒乓球接触发声的音叉,发现乒乓球被弹开,说明声音是由物体___________产生的;
(2)重敲同一音叉,听到更大的声音,同时发现乒乓球被弹开得更远,说明声音的响度与发声体的___________有关;
(3)如图乙所示,用小锤敲右边的音叉时,发现挂在左边音叉旁边的小塑料球会一次次被弹起,如果在月球做这个实验,乒乓球还会弹起么________(选填“会”或“不会”)。
(4)如图丙,在玻璃罩内放一个正在发声的音乐闹钟,此时我们________(选填“能”或“不能”)听到闹钟的音乐声;
(5)用抽气设备逐渐抽出玻璃罩内的空气,在抽气的过程中,我们听到的音乐声将会_______;
(6)如果把玻璃罩内的空气完全抽出,我们将_________(选填“能”或“不能”)听到音乐声;
(7)该实验表明声音不能在___________中传播。
3.在观看交响乐队演奏的过程中,小莉发现同属于管乐器的圆号、小号、长号、大号发出声音的高低各不相同,她对此进行研究。提出了以下猜想:
猜想一:管乐器发出声音的音调高低,可能与管内空气柱的长度有关。
猜想二:管乐器发出声音的音调高低,可能与管内空气柱的横截面积有关。
小莉找来了两个未使用过的一次性注射器制成了哨子(如图所示)。注射器的规格分别为2.5mL和5mL。她一边吹哨子一边调整注射器内空气柱的长度,同时利用专用仪器测出声音的频率,详见下表:
序号
A
B
C
D
E
F
注射器规格(mL)
2.5
2.5
2.5
5
5
5
空气柱长度(cm)
2
1.5
1
2
1.5
1
频率(Hz)
337
488
562
300
337
488
(1)选用序号为D、E、F的三次实验作对比,可以得出:当空气柱的 相同时,管内空气柱越长,音调越 ;
(2)选用序号为A、D或B、E或C、F的两次实验作对比,可以得出的结论是:当空气柱的 相同时,管内空气柱横截面积越 ,音调越低;
(3)在此实验中,小莉采用的研究方法是 法。
4. 下面是有关声现象的四个实验图:
(1)如图甲,在无风的情况下,发现正在发声的扬声器旁边的烛焰不断晃动,说明声波能传递______;
(2)如图乙,用悬挂着的乒乓球接触正在发声的音叉时,观察到乒乓球被多次弹开,可证明音叉在振动,这种研究方法叫做______;
(3)如图丙,把正在响铃的闹钟放在密闭的玻璃罩内,逐渐抽出其中的空气,听到的声音会逐渐变小,最后几乎听不到声音,这个实验说明了______;
(4)如图丁,将钢尺一端紧压在桌面边缘,用大小不同的力拨动它,听声音的同时看尺子振动情况,得知声音的响度跟发声体的______有关。
考点三 声的利用
◆题型1 声音传递信息 声音传递能量
1. 小明的手机有指纹识别传感器,当他需要解锁手机时,手机发出的超声波遇到手指上的纹理会反射回对应的信号,从而来验证用户指纹。下列选项中关于声波的利用与指纹识别相同的是( )
A.利用超声波清洗眼镜
B.利用声波排出人体结石
C.利用声波对医疗器械进行清洗
D.通过声学仪器判断地震的方位和强度
2. 下列有关声的实验和应用描述正确的是( )
A.甲图器材只能探究声音的响度与振幅的关系
B.乙图实验可以直接得出真空不能传声
C.丙图的隔音墙是为了在声源处减弱噪声
D.丁图用B超检查身体,是利用声可以传递信息
3.如图所示,盲人用手杖敲击盲道从而辨别路况,下列说法正确的是( )
A.敲击盲道主要是利用声波传递信息 B.敲击盲道的声音对于盲人而言是噪声
C.盲道不需要振动就能发出声音 D.敲盲道的声音可以在真空中传播
4.图甲是一款降噪耳机,耳机里的降噪系统产生与外界噪声“相等”的反相位声波,将噪声中和,实现降噪效果(如图乙所示)。关于这款耳机,下列说法正确的是( )
A.它是在声源处控制噪声 B.它是在人耳处减弱噪声
C.噪声为人所厌,没有可利用的地方 D.反相位声波与外界噪声的声速相同
综合攻坚·知能拔高
1.如图所示的是编钟演奏的情境,下列说法正确的是( )
A.敲击编钟时发出的声音是空气振动产生的
B.听众听到的编钟声音,是通过空气传播的
C.编钟发出的声音可以在真空中传播
D.用大小不同的力敲击同一只编钟的同一位置,发出声音的音调不同
2.第九届亚洲冬季运动会在哈尔滨举行,汽车匀速行驶在赛区亚雪公路上,轮胎经过特定设计的凹凸路面时,发出乐音。当轮胎匀速先后经过如图所示的甲、乙两种路面时,发出的声音( )
A.频率变大,音调变高 B.频率变大,音调变低
C.频率不变,音调不变 D.频率变小,音调变低
3.编钟是我国瑰宝,图中展示了两个大小不同材料相同的编钟,已知敲M处发出的声音音调比敲N处的高,比敲P处的低,则以下说法正确的是( )
A.敲P处发出的声音频率高于敲N处的
B.敲P处时,钟的振幅一定比M处大
C.编钟发出的声音频率只与其材料有关
D.敲N处时,发出的声音响度一定比敲M处时大
4.如图所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用时间为0.005s。已知感应器距测高台的高度为2.4m,空气中的声速取340m/s,则下列说法正确的是( )
A.该声波信号频率可能为10000Hz B.该测量仪利用了声波能传递能量的特点
C.该同学身高为1.55m D.该同学身高为1.7m
5.如图所示是甲、乙、丙物体发出的声音在示波器上显示的波形图(纵轴数值的单位相同,横轴中1ms=10-3s),以下说法正确的是( )
A.甲1s内振动的次数是2次
B.甲发出的声音的响度比乙的小
C.甲、丙发出的声音的音调相同
D.乙发出的声音在真空中的传播速度为3×108m/s
6.(多选题)如图所示,关于声现象,下列说法正确的是( )
A.甲图:在靠近住宅区的高架桥两侧安装隔音板,目的是在声源处减弱噪声
B.乙图:超声波清洗眼镜,利用了声波能够传递能量
C.丙图:由两个音叉振动的波形图,可知音叉B的音调高
D.丁图:站在圜丘中间的天心石说话时,听到声音特别洪亮,是声音的反射形成的效果
7.如图甲是探究真空能否传声的实验装置。
(1)如图甲把正在发声的电铃放在玻璃罩内,在抽出玻璃罩内空气的过程中,听到的铃声变 。
(2)停止抽气,让空气逐渐进入玻璃罩内,听到的铃声变 。
(3)推理过程:如果玻璃罩内抽成真空后,将 (选填“能”或“不能”)听到铃声。实验结论:声音的传播需要 。
(4)此实验中,用抽气机抽气不能得到绝对的真空环境,实验的结论是通过________(选填字母)得出。
A.推理假设 B.实验验证
(5)小南利用暖水瓶来探究真空能否传声。图乙是暖水瓶的简易剖面图,它的瓶胆夹壁中是真空。他把发声的芯片放入暖水瓶中,根据听到的声音进行判断。他设计了以下几组方案,其中合理的是:_________(选填字母)
A.将同一个暖水瓶塞上瓶塞和不塞瓶塞进行比较
B.用一个完好的和一个已经漏气的瓶胆进行比较
C.将音量大小不同的芯片先后放入瓶胆中进行比较
D.将同一个暖水瓶的瓶胆放在近处和远处进行比较
8. 如表是一些介质中的声速,根据数据可以知道声速的大小不仅与介质的种类有关,还与_______有关。我国古书《梦溪笔谈》中记载了行军宿营,士兵枕着牛皮制的箭筒睡在地上,能较早地听到夜袭的敌人的马蹄声,其原因是__________(选填“固体”“液体”或“气体”)能够传声,且比在空气中传播速度更__________(选填“快”或“慢”)。
介质
声速/(m⋅s-1)
介质
声速/(m⋅s-1)
空气(0℃)
331
冰
3230
空气(15℃)
340
铜(棒)
3750
煤油(25℃)
1324
铝(棒)
5000
水(常温)
1500
铁(棒)
5200
9.如图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s1=20cm,s2=80cm;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ms(1ms=10-3s),下列说法错误的是( )
A.敲打铜铃,液晶显示屏上的示数为1.765,此时测得声速约为340m/s
B.已知温度越高,声速越大。当加热铜铃与乙之间的空气后敲打铜铃,液晶显示屏的示数将不变
C.若将铜铃放在甲、乙连线的中点,敲打铜铃,液晶显示屏的示数为0
D.若将铜铃、甲和乙从左向右依次摆放在同一条直线上,甲、乙位置固定不动,移动铜铃,铜铃离甲越远时敲打铜铃,液晶显示屏的示数不变
10.为了监测超速行驶的违法行为,公路上常常设置有超声波测速仪,如图为某公路直线路段的一处测速仪,测速仪能发射和接收超声波。当行驶的小轿车距离测速仪sOA=60m时(如图甲),测速仪向小车发出超声波,超声波“追上”小轿车时,小轿车刚好运动到B点(如图乙)。测速仪从发出超声波到接收反射回来的超声波所用的时间0.4s。已知此路段限速为80km/h,超声波的速度为340m/s。求:
(1)0.4s超声波传播的路程;
(2)小车运动的路程sAB;
(3)小车在此路段是否超速。
11. 如图所示,当汽车以一定速度匀速行驶在“音乐公路”上时,就会奏出一段悦耳的乐曲。小白仔细观察音乐公路的设计结构,发现原来音乐公路的路面上分布着许多横向凹槽。汽车每经过一个凹槽,就会上下振动一次。当路面上凹槽的分布疏密不同时,汽车行进时振动发出的声音的音调就会改变,凹槽的疏密可以根据乐曲的音调高低来设计。车行驶速度是54km/h,发出音符的频率是100Hz(1s振动100次)。
(1)汽车以此速度行驶10分钟所走的路程为多少?
(2)汽车发出这个音时,通过相邻两个凹槽的时间为多少?
(3)汽车发出这个音时,所对应的相邻凹槽之间的距离是多少?
12.我国已具有世界先进水平的高速铁路,形成了比较完善的高铁技术体系,一般夜间工作人员会对高铁运行线路进行检修。在某次检修过程中工人甲在一端敲击了一下铁轨,工人乙利用某款软件可以检测多个声音中相邻两个声音之间的间隔时间,启动该软件,当手机接收到第一次响声时便自动计时,当再次接收到响声时计时自动停止(类似于使用秒表时的启动和停止),计时可精确到0.001s。若甲、乙两工人相距510m,求:(已知声音在空气中的传播速度为340m/s,声音在铁轨中的传播速度为5000m/s)
(1)工人师傅用铁棒敲击轨道,通过听到的声音可以判断铁轨是否正常,这是利用了声音可以传递
(选填“能量”或“信息”);列车车窗采用双层真空玻璃,能大大减弱外界噪声干扰,是在
减弱噪声;
(2)敲击声在空气中传播的时间是多少s?
(3)手机软件记录两次声音的间隔为多少s?
13.小星和家人周末自驾出游到某个景点游玩,先后经过一段平直的公路和一段音乐公路。
(1)如图甲是平直的公路上的区间测速提示牌。
①其中“100”的含义是 ;
②在遵守交通规则的前提下汽车通过该区间的时间不能少于多少小时 ?
(2)在平直的公路上,小星观察到汽车在0.5h内匀速行驶了36km。接着他用电子表测出汽车从第1根路灯杆到第6根路灯杆的时间为12s。若路灯杆之间是等距的。求:
①汽车的速度;
②相邻两根路灯杆之间的距离。
(3)经过一段音乐公路时,音乐公路的路面上刻有不同间距的凹槽,汽车行驶时轮胎与凹槽碰撞产生振动,进而发出不同音调的声音,组合成乐曲。请结合声现象知识回答:若汽车匀速行驶驶过的速度变快,听到的乐曲音调会如何变化?请说明原因。
14. 小乐同学要研究声音的特性。她把频率为80Hz的声波信号输入示波器,示波器展示的波形如图1所示。
(1)若把另一种频率为40Hz的声波信号输入同一设置的示波器,其波形可能是________(选填图2中的字母)。她发现40Hz的声音更低沉,这些现象说明:_________;
(2)将图1中频率为80Hz的声波通过设备减小响度后,再输入在同一设置的示波器,请在图3中画出它大致的波形________;
(3)人类的听力在自然界不是最优,下列发声体发出的声音,人能听到的是( )
A.蝙蝠发出的声波(约120000Hz)
B.蝴蝶飞行时翅膀振动(约5Hz~6Hz)
C.旗帜在风中的振动(约50Hz)
D.医学检查的B超声
(4)渔民利用船上的声呐装置来探测海中鱼群,这主要由于声音能传递( )
A.信息 B.能量 C.温度 D.频率
15. 小蓝查阅资料,得到空气中的声速v随气温T变化的数据,如下表所示。
气温
0
10
20
30
声速
318
324
330
336
342
348
(1)请用描点法,在图乙中绘制出声速v与气温T的关系图像。
(2)当气温降低时,空气中的声速________(选填“变大”“变小”或“不变”)。
(3)根据表中数据推断,当气温为时,空气中的声速为________。
(4)如图甲所示,小蓝想知道两楼的间距s,于是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A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0°C,则两楼的间距________m。
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第3章 声现象
常考题型·精准突破
考点一 声音的产生与传播
题型1 声音的产生
题型2 声音的传播
考点二 声音三特性
题型1 声音三特性辨析
题型2 探究影响音调高低、响度大小的因素
考点三 声的利用
题型1 声音传递信息 声音传递能量
综合攻坚·知能拔高
常考题型·精准突破
考点一 声音的产生与传播
◆题型1 声音的产生
1.我国民族乐器丰富多彩,发声原理各有千秋,下列各组乐器中,发声原理不同的是( )
A.箫和笛子 B.琵琶和古琴 C.古琴和笙 D.二胡和古筝
【答案】C
【详解】我国民族乐器的发声原理主要分为弦振动、气流振动和簧片振动三类。箫和笛子两者均为管乐器,通过吹气使空气柱振动发声,原理相同。琵琶和古琴两者均为弦乐器,通过拨弦或弹弦使弦振动发声,原理相同。古琴是弦乐器,通过弦振动发声;笙是簧管乐器,通过簧片振动引发空气柱振动发声,古琴和笙发声原理不同。二胡和古筝两者均为弦乐器,二胡通过弓擦弦振动发声,古筝通过拨弦振动发声,均为弦振动,原理相同。综上,发声原理不同的是古琴和笙这一组。故C符合题意,ABD不符合题意。
故选C。
2. 在春节联欢晚会上,“一带一路”沿线国家的艺术家与中国音乐家一起相聚云端,共同演唱《一带繁花一路歌》,唱出了“一带一路”的团结与繁荣。下列说法正确的是( )
A.歌声是由声带振动产生的
B.不同艺术家发出声音的音色相同
C.歌声可以在真空中传播
D.歌声在空气中的传播速度是
【答案】A
【详解】A.声音由物体的振动产生,歌声是由声带振动产生的,故A正确;
B.不同人发声的音色一般不同,可据音色区别不同艺术家的发声,故B错误;
C.声音的传播需要介质,歌声不能在真空中传播,故C错误;
D.歌声在空气中的传播速度约为340m/s,光在真空中的传播速度为,故D错误。
故选A。
3.甲骨文是中华民族珍贵的文化遗产。如图,甲骨文“殻”,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。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_______振动产生的。如图,我国贾湖遗址出土的鹤骨笛,已有八千多年的历史。打孔的鹤骨可以吹奏出音乐,笛声是由_______振动产生的。
【答案】 振动 琴弦 笛中的空气
【详解】[1]物体被撞击,会产生振动,从而发出声音,这蕴含了声音是由物体的振动产生的。
[2]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”。所以琴声是由琴弦振动产生的。
[3]吹奏时,笛中的空气振动产生声音。所以笛声是由笛中的空气振动产生的。
◆题型2 声音的传播
1. 站在百米赛跑终点的计时员,听到起点的发令枪声后开始计时,测得李明同学百米赛跑的时间是14.00s,若当时声音在空气中的速度为340m/s,则这位计时员所记录结果是( )
A.准确的
B.李明成绩变差了,应为13.71s
C.李明成绩变优异了,应为14.29s
D.时间多计了0.29s,应看到枪冒烟时开始计时
【答案】C
【详解】ABC.声音传到终点需要的时间
听到起点的发令枪声后开始计时,因少计了声音传播的 0.29s,记录时间不准确,李明的成绩变优异了,准确的时间应为
故AB不符合题意,C符合题意;
D. 听到起点的发令枪声后开始计时,时间少计了0.29s,不是多计了。应看到枪冒烟时开始计时,这句是对的。故D不符合题意。
故选C。
2. 声音是由物体______产生的,声音传入话筒中,能变为电信号,通过示波器能直观地显示出声波的波形。如图所示,先后在话筒前敲响两个音叉,示波器显示出波形,可判断甲音叉发出声音的音调比乙音叉发出声音的音调更______(选填“高”或“低”)一些,甲、乙两种声波在空气中的传播速度______(选填“甲快”、“乙快”或“甲、乙一样快”)。
【答案】 振动 低 甲、乙一样快
【详解】[1]发声时,物体在振动,声音是由物体振动产生的。
[2]由甲、乙两音叉发出的波形可以看出,甲音叉发出声音的波形疏,说明振动频率低,音调低。
[3]声速与介质的种类和温度有关,甲、乙两种声波在空气中的传播速度一样快。
3.如图所示,将正在发声的手机放入连通于抽气机的密闭玻璃瓶内。
(1)我们听到的声音是由于发声体 而产生的;
(2)用抽气机把玻璃瓶内的空气逐渐抽出的过程中,听到的声音将会 (选填“逐渐增强”、“逐渐减弱”或“保持不变”);
(3)假设玻璃瓶内的空气全部被抽出,则 (选填“能”或“不能”)听到手机发出的声音;
(4)分析实验现象,可得结论: 中不能传声,这一结论的得出主要运用了 (选填“控制变量”、“转换”或“实验推理”)的方法。
【答案】(1)振动;(2)逐渐减弱;(3)不能;(4)真空;实验推理
【解析】(1)我们听到的声音是由于发声体振动而产生的。
(2)声音的传播需要介质,用抽气机把玻璃瓶内的空气逐渐抽出的过程中,玻璃瓶内的空气逐渐减少,听到的声音将会逐渐减弱。
(3)假设玻璃瓶内的空气全部被抽出,玻璃瓶内为真空状态,则不能听到手机发出的声音。
(4)分析实验现象,可进一步推理得出当玻璃瓶内的空气全部被抽出,不能听到手机发出的声音,说明真空中不能传声,这一结论的得出主要运用了实验推理的方法。
4.为了监督司机遵守限速规定,交管部门在公路上设置了固定测速仪,如图所示,汽车向放置在道路中间的测速仪匀速驶来,测速仪向汽车发出两次短促的 ________ (填“超声波”或“次声波”)信号。第一次发出信号到测速仪接收到信号用时0.5s,第二次发出信号到测速仪接收到信号用时0.3s,若发出两次信号的时间间隔是0.9s,发出的声波的速度是340m/s,汽车在两次接收信号间隔过程中行驶的距离是 _______ m,汽车的速度是_________ m/s。
【答案】 超声波 34 42.5
【详解】超声波可以测量距离,利用固定测速仪测速时,汽车向放置在道路中间的测速仪匀速驶来,测速仪向汽车发出两次短促的超声波信号。
第一次发出信号到测速仪接收到信号用时0.5s,所以第一次信号到达汽车的时间为0.25s,汽车接收到第一次信号时,汽车距测速仪s1=v声t1=340m/s×0.25s=85m
第二次发出信号到测速仪接收到信号用时0.3s,所以第二次信号到达汽车的时间为0.15s,汽车接收到第二次信号时,汽车距测速仪s2=v声t2=340m/s×0.15s=51m
汽车在两次信号的间隔过程中,行驶了s车=s1-s2=85m-51m=34m
这34m共用的时间t车=Δt-t1+t2=0.9s-0.25s+0.15s=0.8s
所以汽车的车速为
考点二 声音三特性
◆题型1 声音三特性辨析
1.《青藏高原》是一首大家耳熟能详的描写我国青藏地区美丽景色的歌曲。为什么许多人唱到“高原”的“高”字就唱不上去了呢?这是因为歌曲中“高”字的( )
A.响度大 B.音调高 C.音色美 D.节奏快
【答案】B
【详解】音调是指声音的高低,与物体振动的频率有关,所以“高”字就唱不上去是因为歌曲中“高”字音调是高,故B正确。故选B。
2. 如图是童谣“两只老虎”的一段歌词与乐谱,当诗怡同学第一次唱到“跑得快”这三个字期间,关于诗怡声音变化的描述,正确的是( )
A.声带振动频率越来越高 B.音调越来越低
C.声波的传播速度逐渐增大 D.振幅逐渐增大
【答案】A
【详解】由图示知,第一次“唱跑得快”时,对应的乐谱为咪、法、索,而乐谱中由1至7这几个音符,一般情况下,越往后,音调越高,所以此时声音的变化是音调越来越高,振动频率越来越快,而音调变化不影响声音的传播速度,故A正确,BCD错误。故选A。
3. 编钟是我国春秋战国时代的乐器,显示了中国古代音乐文化的先进水平。敲击大小不同的钟,发出的声音( )
A.音调不同,响度一定相同 B.音调相同,响度一定相同
C.音调不同,响度可能相同 D.音调相同,响度可能相同
【答案】C
【详解】用相同的力度敲击大小不同的钟,则钟振动的快慢不同,发出的声音的音调会不同,响度相同,如果用不同力度敲击大小不同的钟,则发出声音的音调及响度都不同,但两种情况下,发出声音的音色一样,故ABD不符合题意,C符合题意。故选C。
4.如图所示,在空气均匀,且温度处处相同的室内,某同学吹响长笛一个音,并用A、B两个相同的声音监测器在距离不同的位置监测,得出如图的波形图,以下说法正确的是( )
A.声音从监测器B处传播到监测器A处,频率减小
B.监测器B处听到的声音响度比A处大
C.声音从监测器B处传播到监测器A处,音色改变
D.声音从监测器B处传播到监测器A处,声速改变
【答案】B
【详解】A.室内空气均匀,且温度处处相同,用A、B两个相同设置的声音监测器在距小明不同距离的位置检测,由A波形图和B波形图可知,声音从监测器B处传播到监测器A处频率不变,音调不变,故A错误;
B.A波形图比B波形图振幅变小,所以声音从监测器B处传播到监测器A处响度变小,故B正确;
C.声音由长笛发出,发声体不变,音色不变,故C错误;
D.室内空气均匀,且温度处处相同,声音传播速度不变,故D错误。
故选B。
◆题型2 探究影响音调高低、响度大小的因素
1. 小提琴是由两端固定的琴弦产生振动而发声的,如图甲所示。为了研究同一根钢制琴弦发声音调与哪些因素有关,可利用图乙所示的实验装置。一块厚木板上有A、B两个楔支撑着琴弦,其中A楔固定,B楔可沿木板移动以改变琴弦振动部分的长度L。将钢制琴弦的末端固定在木板O点,另一端通过滑轮悬挂不同个数的相同重物,重物个数越多,琴弦绷得越紧。轻轻拨动琴弦,在AB间产生振动,并用仪器测出发声频率。
序号
长度L/m
重物/个
频率f/Hz
1
0.4
2
375
2
0.8
2
170
3
(a)
4
265
(1)小组同学得到了表格中的数据,则第 次实验中琴弦发声的音调最高;
(2)分析数据可以发现,该小组同学研究的是琴弦发声的音调与琴弦的 和琴弦的松紧程度这两个因素的关系;
(3)当表格中(a)处数据为 时,可用2、3两次实验来研究琴弦的音调和琴弦 的关系;
(4)在上述探究的基础上,他们又选用一根与钢制琴弦粗细相同的长为0.4m的尼龙琴弦,来探究音调与琴弦的材料的关系,则可悬挂重物个数为 个。
(5)仅利用本实验的器材, (“能”或“不能”)探究音调与振幅关系。
【答案】(1)1;(2)长度;(3)0.8;松紧程度;(4)2;(5)能
【知识点】辨析音调与频率的关系、探究影响音调高低的因素、辨析响度与振幅的关系
【详解】(1)音调由频率决定,频率越高,音调越高,由表可知,实验1的频率为375Hz,频率最大,说明其发出的音调最高。
(2)由表可知,实验1和2中,琴弦挂的重物相同,同一根琴弦说明材料横截面积也相同,只有长度不同,因此探究的是音调与琴弦长度的关系。
(3)第2和3实验,重物个数不同,说明琴弦的松紧程度不同,根据控制变量法,要探究松紧程度不同,应该保持琴弦的长度等因素相同,所以(a)处应该为0.8m。
(4)要探究音调与材料的关系,必须控制长度相同(均为0.4m),松紧程度相同(即拉力相同),即重物个数以及粗细相同,由表知,已有的实验中只有1是长度为0.4m,因此可挂重物个数为2个。
(5)探究音调与振幅的关系,需控制音调的其他影响因素(长度、松紧程度)不变,改变振幅(通过改变拨动琴弦的力度实现)。本实验器材可改变拨弦力度,且能控制长度、松紧程度不变,因此能探究。
2. 如图所示是探究声音传播条件的实验装置。
(1)如图甲,轻敲的音叉,用悬吊着的乒乓球接触发声的音叉,发现乒乓球被弹开,说明声音是由物体___________产生的;
(2)重敲同一音叉,听到更大的声音,同时发现乒乓球被弹开得更远,说明声音的响度与发声体的___________有关;
(3)如图乙所示,用小锤敲右边的音叉时,发现挂在左边音叉旁边的小塑料球会一次次被弹起,如果在月球做这个实验,乒乓球还会弹起么________(选填“会”或“不会”)。
(4)如图丙,在玻璃罩内放一个正在发声的音乐闹钟,此时我们________(选填“能”或“不能”)听到闹钟的音乐声;
(5)用抽气设备逐渐抽出玻璃罩内的空气,在抽气的过程中,我们听到的音乐声将会_______;
(6)如果把玻璃罩内的空气完全抽出,我们将_________(选填“能”或“不能”)听到音乐声;
(7)该实验表明声音不能在___________中传播。
【答案】(1)振动;(2)振幅;(3)不会;(4)能;(5)逐渐减弱;(6)不能;(7)真空
【详解】(1)轻敲的音叉,用悬吊着的乒乓球接触发声的音叉,发现乒乓球被弹开,乒乓球被弹起是因为音叉在振动,实验说明声音是由物体振动产生的。
(2)在距离声源远近相同时,重敲同一音叉,听到更大的声音,同时发现乒乓球被弹开得更远,乒乓球被弹开的越远,说明音叉振幅越大,实验表明,响度跟发声体的振幅有关,振幅越大,响度越大。
(3)在月球上做图乙实验,月球表面是真空环境,声音无法传播,右边音叉振动发出的声音不能传到左边音叉使其振动,所以乒乓球不会弹起。
(4)在玻璃罩内放正在发声的音乐闹钟,声音可以通过空气传播出来,此时我们能听到闹钟的音乐声。
(5)用抽气设备逐渐抽出玻璃罩内的空气,空气逐渐稀薄,声音传播的介质减少,我们听到的音乐声将会逐渐减弱。
(6)如果把玻璃罩内的空气完全抽出,没有了声音传播的介质,我们将不能听到音乐声。
(7)该实验表明声音的传播需要介质,声音不能在真空中传播。
3.在观看交响乐队演奏的过程中,小莉发现同属于管乐器的圆号、小号、长号、大号发出声音的高低各不相同,她对此进行研究。提出了以下猜想:
猜想一:管乐器发出声音的音调高低,可能与管内空气柱的长度有关。
猜想二:管乐器发出声音的音调高低,可能与管内空气柱的横截面积有关。
小莉找来了两个未使用过的一次性注射器制成了哨子(如图所示)。注射器的规格分别为2.5mL和5mL。她一边吹哨子一边调整注射器内空气柱的长度,同时利用专用仪器测出声音的频率,详见下表:
序号
A
B
C
D
E
F
注射器规格(mL)
2.5
2.5
2.5
5
5
5
空气柱长度(cm)
2
1.5
1
2
1.5
1
频率(Hz)
337
488
562
300
337
488
(1)选用序号为D、E、F的三次实验作对比,可以得出:当空气柱的 相同时,管内空气柱越长,音调越 ;
(2)选用序号为A、D或B、E或C、F的两次实验作对比,可以得出的结论是:当空气柱的 相同时,管内空气柱横截面积越 ,音调越低;
(3)在此实验中,小莉采用的研究方法是 法。
【答案】(1)横截面积;低;(2)长度;大;(3)控制变量
【详解】(1)选用序号为D、E、F的三次实验作对比,注射器规格相同,则管内空气柱的横截面积相同,空气柱长度变短时,声音的频率升高,音调升高,可得:当空气柱的横截面积相同时,管内空气柱越长,音调越低。
(2)选用序号为A、D或B、E或C、F的两次实验作对比,空气柱长度相同,注射器规格大即管内空气柱的横截面积较大的,对应声音的频率较低,音调较低,可得:当空气柱的长度相同时,管内空气柱横截面积越大,音调越低。
(3)管乐器发出声音的音调高低与空气柱的长度和横截面积可能都有关系,探究与某一因素的关系时,要控制其余因素不变,主要运用了控制变量法。
4. 下面是有关声现象的四个实验图:
(1)如图甲,在无风的情况下,发现正在发声的扬声器旁边的烛焰不断晃动,说明声波能传递______;
(2)如图乙,用悬挂着的乒乓球接触正在发声的音叉时,观察到乒乓球被多次弹开,可证明音叉在振动,这种研究方法叫做______;
(3)如图丙,把正在响铃的闹钟放在密闭的玻璃罩内,逐渐抽出其中的空气,听到的声音会逐渐变小,最后几乎听不到声音,这个实验说明了______;
(4)如图丁,将钢尺一端紧压在桌面边缘,用大小不同的力拨动它,听声音的同时看尺子振动情况,得知声音的响度跟发声体的______有关。
【答案】(1)能量;(2)转换法;(3)真空不能传声;(4)振幅
【详解】(1)声音可以传递信息和能量。如图甲,在无风的情况下,发现正在发声的扬声器旁边的烛焰不断晃动,说明声波能传递能量。
(2)用悬挂着的乒乓球接触正在发声的音叉时,乒乓球被多次弹开,说明发声的音叉在振动;由于音叉振动的幅度较小,不易观察,乒乓球可以把音叉的微小振动放大,从而显示音叉的振动,这种方法叫转换法。
(3)把正在响铃的闹钟放在密闭的玻璃罩内,逐渐抽出其中的空气,听到的声音会逐渐变小,进一步推理:如果抽出全部空气,将听不到声音,这个实验说明了真空不能传声。
(4)声音的大小叫响度,响度与振幅和距离声源的远近有关。如图丁,将钢尺一端紧压在桌面边缘,用大小不同的力拨动它,尺子振动的振幅不同,听声音的同时看尺子振动情况,得知声音的响度跟发声体的振幅有关。
考点三 声的利用
◆题型1 声音传递信息 声音传递能量
1. 小明的手机有指纹识别传感器,当他需要解锁手机时,手机发出的超声波遇到手指上的纹理会反射回对应的信号,从而来验证用户指纹。下列选项中关于声波的利用与指纹识别相同的是( )
A.利用超声波清洗眼镜
B.利用声波排出人体结石
C.利用声波对医疗器械进行清洗
D.通过声学仪器判断地震的方位和强度
【答案】D
【详解】指纹识别利用的是声音可以传递信息;
A.利用超声波清洗眼镜,属于利用声音传递能量,故A不符合题意;
B.利用超声波排出人体内的结石,属于利用声音传递能量,故B不符合题意;
C.利用声波对医疗器械进行清洗,属于利用声音传递能量,故C不符合题意;
D.通过声学仪器接收到的次声波等信息判断地震的方位和强度,属于利用声音传递信息,故D符合题意。
故选D。
2. 下列有关声的实验和应用描述正确的是( )
A.甲图器材只能探究声音的响度与振幅的关系
B.乙图实验可以直接得出真空不能传声
C.丙图的隔音墙是为了在声源处减弱噪声
D.丁图用B超检查身体,是利用声可以传递信息
【答案】D
【详解】A.尺子伸出桌面的长度一定,改变用力的大小,可以探究响度与振幅的关系;改变尺子伸出桌面的长度,用相同的力敲击尺子,可以探究音调与频率的关系,故A错误;
B.乙图实验逐渐抽出里面的空气,声音越来越小,通过推理可知:真空不能传声,故B错误;
C.丙图的隔音墙是为了在传播过程中减弱噪声,故C错误;
D.丁图用B超检查身体,医生从中获取病人的病情,是利用声可以传递信息,故D正确。
故选D。
3.如图所示,盲人用手杖敲击盲道从而辨别路况,下列说法正确的是( )
A.敲击盲道主要是利用声波传递信息 B.敲击盲道的声音对于盲人而言是噪声
C.盲道不需要振动就能发出声音 D.敲盲道的声音可以在真空中传播
【答案】A
【详解】A.用手杖敲击盲道,主要是利用手杖敲击地砖的声音识别道路,故应用了声波传递信息,故A正确;
B.敲地砖的声音对于盲人而言是有用的声音,不是噪声,故B错误;
C.声音是由物体振动产生的,地砖发声是由地砖振动产生的,故C错误;
D.一切声音都不能在真空中传播,所以敲盲道的声音不能在真空中传播,故D错误。
故选A。
4.图甲是一款降噪耳机,耳机里的降噪系统产生与外界噪声“相等”的反相位声波,将噪声中和,实现降噪效果(如图乙所示)。关于这款耳机,下列说法正确的是( )
A.它是在声源处控制噪声 B.它是在人耳处减弱噪声
C.噪声为人所厌,没有可利用的地方 D.反相位声波与外界噪声的声速相同
【答案】D
【详解】A耳机里的降噪系统产生反相位声波来中和噪声,并非在声源处控制噪声,声源处的噪声并未改变,故A错误;
B.该降噪方式不是在人耳处减弱噪声,不是通过阻止声音进入耳朵来实现降噪,故B错误;
C.噪声也有可利用之处,比如利用噪声除草、利用噪声发电等,故C错误;
D.声音在相同介质中的传播速度相同,反相位声波与外界噪声在相同介质中传播,所以声速相同,故D正确。
故选D。
综合攻坚·知能拔高
1.如图所示的是编钟演奏的情境,下列说法正确的是( )
A.敲击编钟时发出的声音是空气振动产生的
B.听众听到的编钟声音,是通过空气传播的
C.编钟发出的声音可以在真空中传播
D.用大小不同的力敲击同一只编钟的同一位置,发出声音的音调不同
【答案】B
【详解】A.敲击编钟,声音是编钟振动产生,不是空气振动,故A错误;
B.听众听到编钟声,通过空气传播,故B正确;
C.声音传播需介质,真空不能传声,故C错误;
D.不同力敲击同一编钟同一位置,改变的是响度(振幅不同),故D错误。
故选B。
2.第九届亚洲冬季运动会在哈尔滨举行,汽车匀速行驶在赛区亚雪公路上,轮胎经过特定设计的凹凸路面时,发出乐音。当轮胎匀速先后经过如图所示的甲、乙两种路面时,发出的声音( )
A.频率变大,音调变高 B.频率变大,音调变低
C.频率不变,音调不变 D.频率变小,音调变低
【答案】A
【详解】当轮胎匀速先后经过如图所示的甲、乙两种路面时,乙图中振动的频率变大,发出的声音的音调变高,故A符合题意,BCD不符合题意。故选A。
3.编钟是我国瑰宝,图中展示了两个大小不同材料相同的编钟,已知敲M处发出的声音音调比敲N处的高,比敲P处的低,则以下说法正确的是( )
A.敲P处发出的声音频率高于敲N处的
B.敲P处时,钟的振幅一定比M处大
C.编钟发出的声音频率只与其材料有关
D.敲N处时,发出的声音响度一定比敲M处时大
【答案】A
【详解】A.音调由频率决定,敲P处的音调比敲N处高,说明敲P处发出的声音频率高于敲N处的,故A正确;
B.振幅影响响度,题目只比较了音调,未提及响度,无法判断振幅大小,故B错误;
C.编钟的发声频率与材料、大小、结构等都有关,并非只与材料有关,故C错误;
D.响度与振幅有关,题目未提供振幅信息,无法判断敲N处与敲M处的响度大小,故D错误。
故选A。
4.如图所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用时间为0.005s。已知感应器距测高台的高度为2.4m,空气中的声速取340m/s,则下列说法正确的是( )
A.该声波信号频率可能为10000Hz B.该测量仪利用了声波能传递能量的特点
C.该同学身高为1.55m D.该同学身高为1.7m
【答案】C
【详解】A.超声波的频率高于20000Hz,所以该测量仪感应器发出的声信号频率不可能为10000Hz,故A错误;
B.该测量仪的原理是回声定位,利用了声波能传递信息的特点,故B错误;
CD.设感应器到该同学头顶的距离为s,该同学的身高为h。根据题意,超声波从发射到接收所走过的路程为2s。 超声波走过的总路程为
则感应器到该同学头顶的距离为
该同学的身高为h=H-s=2.4m-0.85m=1.55m,故C正确,D错误。故选C。
5.如图所示是甲、乙、丙物体发出的声音在示波器上显示的波形图(纵轴数值的单位相同,横轴中1ms=10-3s),以下说法正确的是( )
A.甲1s内振动的次数是2次
B.甲发出的声音的响度比乙的小
C.甲、丙发出的声音的音调相同
D.乙发出的声音在真空中的传播速度为3×108m/s
【答案】C
【详解】A.由图可知,甲在0.2ms内振动了2次,故A错误;
B.声音的大小叫响度,响度与振幅和距离声源的远近有关;在波形图中,波的波峰或波谷的长度表示振幅。由图甲、乙可知,甲、乙图像的振幅相同,所以响度相同,故B错误;
C.声音的高低叫音调,音调与发声体振动的频率有关;在波形图中,波的疏密程度表示声音的频率。由图甲、丙可知,甲、丙0.2ms内均振动2次,所以频率相同,音调相同,故C正确;
D.声音的传播需要介质,真空不能传声,即乙发出的声音在真空中的传播速度为0,故D错误。
故选C。
6.(多选题)如图所示,关于声现象,下列说法正确的是( )
A.甲图:在靠近住宅区的高架桥两侧安装隔音板,目的是在声源处减弱噪声
B.乙图:超声波清洗眼镜,利用了声波能够传递能量
C.丙图:由两个音叉振动的波形图,可知音叉B的音调高
D.丁图:站在圜丘中间的天心石说话时,听到声音特别洪亮,是声音的反射形成的效果
【答案】BCD
【详解】A.控制噪声的途径有:声源处减弱、传播过程中减弱、人耳处减弱。在靠近住宅区的高架桥两侧安装隔音板,目的是在传播过程中减弱噪声,故A错误;
B.声音可以传递信息和能量,超声波清洗眼镜,是利用了声波能够传递能量,故B正确;
C.由两个音叉振动的波形图,可知图B中相同时间内的波峰更多,即振动的频率更快,所以音叉B的音调高,故C正确;
D.站在圜丘中间的天心石说话时,回声和原声叠加,从而使听到的声音特别洪亮,是声音的反射形成的效果,故D正确。
故选BCD。
7.如图甲是探究真空能否传声的实验装置。
(1)如图甲把正在发声的电铃放在玻璃罩内,在抽出玻璃罩内空气的过程中,听到的铃声变 。
(2)停止抽气,让空气逐渐进入玻璃罩内,听到的铃声变 。
(3)推理过程:如果玻璃罩内抽成真空后,将 (选填“能”或“不能”)听到铃声。实验结论:声音的传播需要 。
(4)此实验中,用抽气机抽气不能得到绝对的真空环境,实验的结论是通过________(选填字母)得出。
A.推理假设 B.实验验证
(5)小南利用暖水瓶来探究真空能否传声。图乙是暖水瓶的简易剖面图,它的瓶胆夹壁中是真空。他把发声的芯片放入暖水瓶中,根据听到的声音进行判断。他设计了以下几组方案,其中合理的是:_________(选填字母)
A.将同一个暖水瓶塞上瓶塞和不塞瓶塞进行比较
B.用一个完好的和一个已经漏气的瓶胆进行比较
C.将音量大小不同的芯片先后放入瓶胆中进行比较
D.将同一个暖水瓶的瓶胆放在近处和远处进行比较
【答案】(1)小;(2)大;(3)不能;介质;(4)A;(5)B.
【详解】(1)在抽气的过程中,玻璃罩内的空气减少,所以声音传播的介质减少,因此听到声音将会变小。
(2)让空气逐渐进入玻璃罩内,由于声音传播的介质增多,因此听到声音将会变大。
(3)玻璃罩内空气越少,声音传播的介质越少,传出的声音越小,如果玻璃罩内被抽成真空后,就听不到电铃响铃的声音了。
在“研究声音的传播”实验中,真实的实验是随着罩内空气的不断抽出,听到铃声越来越弱,在此基础上,通过进一步推理如果罩内被抽成真空将听不到铃声,于是形成结论:声音的传播需要介质。
(4)由于用抽气机抽气不能得到绝对真空,即玻璃罩内无法获得真空,所以不能直接得出实验结论,只能在实验的基础上通过科学推理假设得出实验结论,故选A。
(5)探究真空能否传声,需要有相同的声源,分别在真空和非真空条件下,使物体发出声音,我们是否能听到。
A.不塞瓶塞时声音通过空气向外传播,塞上瓶塞时声音通过瓶塞向外传播,探究的是固体传声和气体传声,故A不符合题意;
B.用一个完好瓶胆夹层里面是真空,一个已经漏气的瓶胆夹层不是真空,其它条件相同,可以探究真空是否能传声,故B符合题意。
C.将音量大小不同的电子发声器先后放入瓶胆,瓶胆夹层里面都是真空,无法进行比较,故C不符合题意。
D.把同一个暖水瓶的瓶胆放在近处和远处,瓶胆夹层里面都是真空,无法进行比较,D不符题意。
故选B。
8. 如表是一些介质中的声速,根据数据可以知道声速的大小不仅与介质的种类有关,还与_______有关。我国古书《梦溪笔谈》中记载了行军宿营,士兵枕着牛皮制的箭筒睡在地上,能较早地听到夜袭的敌人的马蹄声,其原因是__________(选填“固体”“液体”或“气体”)能够传声,且比在空气中传播速度更__________(选填“快”或“慢”)。
介质
声速/(m⋅s-1)
介质
声速/(m⋅s-1)
空气(0℃)
331
冰
3230
空气(15℃)
340
铜(棒)
3750
煤油(25℃)
1324
铝(棒)
5000
水(常温)
1500
铁(棒)
5200
【答案】 介质的温度 固体 快
【详解】由表格数据可知,声音在0℃的空气中和15℃的空气中传播速度不同,因此可知,声速的大小还与介质的温度有关。
声音的传播需要介质,声音可以在固体、液体、气体中传播。士兵枕着牛皮制的箭筒睡在地上,能较早地听到夜袭的敌人的马蹄声,是因为声音可以在固体中传播,而且声音在固体中的传播速度大于在气体中的传播速度,因此士兵能更早地听到马蹄声。
9.如图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s1=20cm,s2=80cm;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ms(1ms=10-3s),下列说法错误的是( )
A.敲打铜铃,液晶显示屏上的示数为1.765,此时测得声速约为340m/s
B.已知温度越高,声速越大。当加热铜铃与乙之间的空气后敲打铜铃,液晶显示屏的示数将不变
C.若将铜铃放在甲、乙连线的中点,敲打铜铃,液晶显示屏的示数为0
D.若将铜铃、甲和乙从左向右依次摆放在同一条直线上,甲、乙位置固定不动,移动铜铃,铜铃离甲越远时敲打铜铃,液晶显示屏的示数不变
【答案】B
【详解】A.液晶显示屏显示的是甲、乙接收到声信号的时间差,设声速为v,根据t=s/v则有
解得声速v≈340m/s,故A正确,不符合题意;
B.甲、乙接收到声信号的时间差。温度越高,声速越大,所以当加热铜铃与乙之间的空气后敲打铜铃,声音在铜铃和乙之间的空气中的传播速度变大,所以甲、乙接收到声信号的时间差变小,则液晶显示屏的示数将变小,故B错误,符合题意;
C.若将铜铃放在甲、乙连线的中点,则铜铃到甲、乙的路程相同,声速也相同,根据t=s/v,声信号到达甲、乙的时间相同,则甲、乙接收到声信号的时间差为零,则液晶显示屏的示数为0,故C正确,不符合题意;
D.若将铜铃、甲和乙从左向右依次摆放在同一条直线上,甲、乙位置固定不动,移动铜铃,铜铃离乙的距离总是比离甲正好远甲、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,即液晶显示屏的数值不变,故D正确,不符合题意。
故选B。
10.为了监测超速行驶的违法行为,公路上常常设置有超声波测速仪,如图为某公路直线路段的一处测速仪,测速仪能发射和接收超声波。当行驶的小轿车距离测速仪sOA=60m时(如图甲),测速仪向小车发出超声波,超声波“追上”小轿车时,小轿车刚好运动到B点(如图乙)。测速仪从发出超声波到接收反射回来的超声波所用的时间0.4s。已知此路段限速为80km/h,超声波的速度为340m/s。求:
(1)0.4s超声波传播的路程;
(2)小车运动的路程sAB;
(3)小车在此路段是否超速。
【答案】(1)136m (2)8m (3)超速
【详解】(1)超声波在内通过的距离
(2)小车运动的路程
(3)汽车行驶的时间
汽车行驶的速度
因为,所以汽车在此路段超速。
11. 如图所示,当汽车以一定速度匀速行驶在“音乐公路”上时,就会奏出一段悦耳的乐曲。小白仔细观察音乐公路的设计结构,发现原来音乐公路的路面上分布着许多横向凹槽。汽车每经过一个凹槽,就会上下振动一次。当路面上凹槽的分布疏密不同时,汽车行进时振动发出的声音的音调就会改变,凹槽的疏密可以根据乐曲的音调高低来设计。车行驶速度是54km/h,发出音符的频率是100Hz(1s振动100次)。
(1)汽车以此速度行驶10分钟所走的路程为多少?
(2)汽车发出这个音时,通过相邻两个凹槽的时间为多少?
(3)汽车发出这个音时,所对应的相邻凹槽之间的距离是多少?
【答案】(1)9km (2)0.01s (3)0.15m
【详解】(1)车行驶速度是54km/h,行驶10分钟所走的路程为。
(2)汽车发出音符的频率是100Hz(1s振动100次),振动1次所用时间
(3)相邻凹槽之间的距离是
12.我国已具有世界先进水平的高速铁路,形成了比较完善的高铁技术体系,一般夜间工作人员会对高铁运行线路进行检修。在某次检修过程中工人甲在一端敲击了一下铁轨,工人乙利用某款软件可以检测多个声音中相邻两个声音之间的间隔时间,启动该软件,当手机接收到第一次响声时便自动计时,当再次接收到响声时计时自动停止(类似于使用秒表时的启动和停止),计时可精确到0.001s。若甲、乙两工人相距510m,求:(已知声音在空气中的传播速度为340m/s,声音在铁轨中的传播速度为5000m/s)
(1)工人师傅用铁棒敲击轨道,通过听到的声音可以判断铁轨是否正常,这是利用了声音可以传递
(选填“能量”或“信息”);列车车窗采用双层真空玻璃,能大大减弱外界噪声干扰,是在
减弱噪声;
(2)敲击声在空气中传播的时间是多少s?
(3)手机软件记录两次声音的间隔为多少s?
【答案】(1)信息;传播过程中;(2)1.5;(3)1.398
【详解】(1)工人通过敲击铁轨并听声音判断铁轨状态,利用了声音可以传递信息。
列车车窗采用双层真空玻璃,阻隔了声音的传播路径,是在传播过程中减弱噪声。
(2)敲击声在空气中传播的时间
(3)手机软件记录的两次声音间隔为空气传播时间与铁轨传播时间之差。因声音在铁轨中速度更快,工人乙先听到铁轨传来的声音(第一次响声),后听到空气传来的声音(第二次响声)。软件计时从第一次响声开始,到第二次响声停止。声音通过铁轨传播的时间
间隔时间
13.小星和家人周末自驾出游到某个景点游玩,先后经过一段平直的公路和一段音乐公路。
(1)如图甲是平直的公路上的区间测速提示牌。
①其中“100”的含义是 ;
②在遵守交通规则的前提下汽车通过该区间的时间不能少于多少小时 ?
(2)在平直的公路上,小星观察到汽车在0.5h内匀速行驶了36km。接着他用电子表测出汽车从第1根路灯杆到第6根路灯杆的时间为12s。若路灯杆之间是等距的。求:
①汽车的速度;
②相邻两根路灯杆之间的距离。
(3)经过一段音乐公路时,音乐公路的路面上刻有不同间距的凹槽,汽车行驶时轮胎与凹槽碰撞产生振动,进而发出不同音调的声音,组合成乐曲。请结合声现象知识回答:若汽车匀速行驶驶过的速度变快,听到的乐曲音调会如何变化?请说明原因。
【答案】(1)见解析;0.08h;(2)20m/s,48m;(3)见解析
【详解】(1)交通标志中圆形限速标志的数字表示此路段允许的最大行驶速度,因此“100”的含义是:此路段汽车的最大行驶速度为100km/h。
由图甲可知,该区间的距离s=8km,汽车通过该区间的最短时间为
(2)①汽车的速度
②从第1根到第6根路灯杆,间隔数n=6-1=5
第1根路灯杆到第6根路灯杆汽车匀速行驶的时间为12s,则相邻灯杆之间运动时间为
相邻两根路灯杆之间的距离
(3)音调由发声体振动的频率决定,频率越高,音调越高。因为汽车速度变快,单位时间内轮胎撞击凹槽的次数变多,频率变大,因此听到的乐曲音调会变高。
14. 小乐同学要研究声音的特性。她把频率为80Hz的声波信号输入示波器,示波器展示的波形如图1所示。
(1)若把另一种频率为40Hz的声波信号输入同一设置的示波器,其波形可能是________(选填图2中的字母)。她发现40Hz的声音更低沉,这些现象说明:_________;
(2)将图1中频率为80Hz的声波通过设备减小响度后,再输入在同一设置的示波器,请在图3中画出它大致的波形________;
(3)人类的听力在自然界不是最优,下列发声体发出的声音,人能听到的是( )
A.蝙蝠发出的声波(约120000Hz)
B.蝴蝶飞行时翅膀振动(约5Hz~6Hz)
C.旗帜在风中的振动(约50Hz)
D.医学检查的B超声
(4)渔民利用船上的声呐装置来探测海中鱼群,这主要由于声音能传递( )
A.信息 B.能量 C.温度 D.频率
【答案】(1) A;频率越低,音调越低;(2)见解析;(3)C;(4)A
【详解】(1)若把另一种频率为40Hz的声波信号输入同一设置的示波器,频率应该是减小的,从图中可以看出,该图形中BC的物体振动的频率变高,只有A振动频率变低,因此其波形可能是A。振动频率变低,发现声音变得低沉,说明音调与振动频率有关,振动频率越低,音调越低。
(2)由于响度变小,故该波的振幅变小,而振动频率不变,所以波形如下图所示:
(3)人耳的听觉范围为20~20000Hz,低于20Hz的为次声波,高于20000Hz的为超声波,超声波和次声波人耳都听不到。
A.蝙蝠发出的声波(约120000Hz),为超声波,人耳听不到,故A不符合题意;
B.蝴蝶飞行时翅膀振动(约5Hz~6Hz),低于20Hz, 听不到,故B不符合题意;
C.旗帜在风中的振动(约50Hz),在人耳听觉范围内,人耳可以听到,故C符合题意;
D.医学检查的B超声利用的是超声波原理,人耳听不到,故D不符合题意。
故选C。
(4)船员利用声呐装置探测到了海面下的鱼群,获得了海底的信息,这主要是由于声音能传递信息。故A符合题意,BCD不符合题意。
故选A。
15. 小蓝查阅资料,得到空气中的声速v随气温T变化的数据,如下表所示。
气温
0
10
20
30
声速
318
324
330
336
342
348
(1)请用描点法,在图乙中绘制出声速v与气温T的关系图像。
(2)当气温降低时,空气中的声速________(选填“变大”“变小”或“不变”)。
(3)根据表中数据推断,当气温为时,空气中的声速为________。
(4)如图甲所示,小蓝想知道两楼的间距s,于是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A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0°C,则两楼的间距________m。
【答案】(1)见解析;(2)变小;(3)339;(4)165
【详解】(1)根据表中给出的数据,在图中描点,并用平滑的直线连接起来,如图所示:
(2)由表格数据可知,当气温降低时,空气中的声速变小。
(3)根据表中数据推断,当气温为15°C时,空气中的声速为
(4)由表中数据可知,气温为0°C时,声速为,声音传到左侧楼的时间为
由甲图,A处到左侧楼的距离为
声音传到右侧楼的时间为
A处到右侧楼的距离为
则两栋楼之间的距离为
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第3章 声现象
常考题型·精准突破
考点一 声音的产生与传播
◆题型1 声音的产生
1.【答案】C
2. 【答案】A
3.【答案】 振动 琴弦 笛中的空气
◆题型2 声音的传播
1. 【答案】C
2. 【答案】 振动 低 甲、乙一样快
3.【答案】(1)振动;(2)逐渐减弱;(3)不能;(4)真空;实验推理
4.【答案】 超声波 34 42.5
考点二 声音三特性
◆题型1 声音三特性辨析
1.【答案】B
2. 【答案】A
3. 【答案】C
4.【答案】B
◆题型2 探究影响音调高低、响度大小的因素
1. 【答案】(1)1;(2)长度;(3)0.8;松紧程度;(4)2;(5)能
2. 【答案】(1)振动;(2)振幅;(3)不会;(4)能;(5)逐渐减弱;(6)不能;(7)真空
3.【答案】(1)横截面积;低;(2)长度;大;(3)控制变量
4. 【答案】(1)能量;(2)转换法;(3)真空不能传声;(4)振幅
考点三 声的利用
◆题型1 声音传递信息 声音传递能量
1. 【答案】D
2. 【答案】D
3.【答案】A
4.【答案】D
综合攻坚·知能拔高
1.【答案】B
2.【答案】A
3.【答案】A
4.【答案】C
5.【答案】C
6.【答案】BCD
7.【答案】(1)小;(2)大;(3)不能;介质;(4)A;(5)B.
8. 【答案】 介质的温度 固体 快
9.【答案】B
10.【答案】(1)136m (2)8m (3)超速
【详解】(1)超声波在内通过的距离
(2)小车运动的路程
(3)汽车行驶的时间
汽车行驶的速度
因为,所以汽车在此路段超速。
11. 【答案】(1)9km (2)0.01s (3)0.15m
【详解】(1)车行驶速度是54km/h,行驶10分钟所走的路程为。
(2)汽车发出音符的频率是100Hz(1s振动100次),振动1次所用时间
(3)相邻凹槽之间的距离是
12.【答案】(1)信息;传播过程中;(2)1.5;(3)1.398
【详解】(1)工人通过敲击铁轨并听声音判断铁轨状态,利用了声音可以传递信息。
列车车窗采用双层真空玻璃,阻隔了声音的传播路径,是在传播过程中减弱噪声。
(2)敲击声在空气中传播的时间
(3)手机软件记录的两次声音间隔为空气传播时间与铁轨传播时间之差。因声音在铁轨中速度更快,工人乙先听到铁轨传来的声音(第一次响声),后听到空气传来的声音(第二次响声)。软件计时从第一次响声开始,到第二次响声停止。声音通过铁轨传播的时间
间隔时间
13.【答案】(1)见解析;0.08h;(2)20m/s,48m;(3)见解析
【详解】(1)交通标志中圆形限速标志的数字表示此路段允许的最大行驶速度,因此“100”的含义是:此路段汽车的最大行驶速度为100km/h。
由图甲可知,该区间的距离s=8km,汽车通过该区间的最短时间为
(2)①汽车的速度
②从第1根到第6根路灯杆,间隔数n=6-1=5
第1根路灯杆到第6根路灯杆汽车匀速行驶的时间为12s,则相邻灯杆之间运动时间为
相邻两根路灯杆之间的距离
(3)音调由发声体振动的频率决定,频率越高,音调越高。因为汽车速度变快,单位时间内轮胎撞击凹槽的次数变多,频率变大,因此听到的乐曲音调会变高。
14. 【答案】(1) A;频率越低,音调越低;(2)见解析;(3)C;(4)A
【详解】(2)由于响度变小,故该波的振幅变小,而振动频率不变,所以波形如下图所示:
15. 【答案】(1)见解析;(2)变小;(3)339;(4)165
【详解】(1)根据表中给出的数据,在图中描点,并用平滑的直线连接起来,如图所示:
(2)由表格数据可知,当气温降低时,空气中的声速变小。
(3)根据表中数据推断,当气温为15°C时,空气中的声速为
(4)由表中数据可知,气温为0°C时,声速为,声音传到左侧楼的时间为
由甲图,A处到左侧楼的距离为
声音传到右侧楼的时间为
A处到右侧楼的距离为
则两栋楼之间的距离为
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