第一节 声音的产生与传播(讲义)物理新教材沪科版八年级全一册
2026-09-11
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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及声源概念,声音传播需要介质且真空不能传声,不同介质中声速规律(常温空气340m/s),回声现象及应用等内容,构建从产生到传播再到特性应用的完整知识支架。
该资料通过音叉溅水、真空铃等实验设计培养科学探究能力,运用转换法(放大微小振动)和科学推理法(真空不能传声)提升科学思维,结合天坛回音壁等古代声学成就渗透科学态度与责任。课中随学随练强化理解,课后基础通关、素养提升助力学生查漏补缺,有效辅助教学与自主学习。
内容正文:
第二章
声的世界
第一节 声音的产生与传播
课标要点
1.通过实验探究知道声音由物体振动产生,理解声源的概念,能识别常见发声体的振动部位。
2.知道声音的传播需要介质,真空不能传声;了解固体、液体、气体都可以传声。
3.知道声音以声波的形式传播,记住常温下空气中的声速,了解不同介质中声速的规律。
4..知道回声现象,了解回声的应用,能进行简单的回声测距计算。
5.了解人耳的听觉形成过程,了解我国古代声学应用的成就,体会古人的智慧。
学习重难点
重点:声音的产生条件;声音传播的介质条件;不同介质的声速规律;回声现象。
难点:真空不能传声的实验推理;声波概念的理解;回声测距的路程分析。
知识点 声音的产生
1.探究实验
(1)音叉实验:敲击音叉能听到声音,将发声的音叉放入水中,水花四溅;不发声的音叉放入水中,没有水花。
(2)扬声器实验:扬声器播放音乐时,纸盆上的泡沫塑料小球不断跳动。
2.实验结论:声音是由物体______产生的。物理学中,把正在发声的物体叫做______。当声源停止振动,物体也就停止发声。
3.常见发声体的振动部位
弦乐器(二胡、小提琴):弓和弦相互摩擦,______振动发声;管乐器(口琴、风琴):管内______振动发声;人说话、唱歌:喉咙里的______振动发声。
易错提醒
① 振动停止,发声停止,但已经发出的声音还会在介质中继续传播,不会立即消失。
② 很多物体的振动很微小,不易直接观察,实验中常用转换法(放大法)将微小振动放大,例如音叉放入水中溅起水花、用泡沫球靠近发声的音叉观察弹跳。
随学随练
1.用手按住正在发声的鼓面,鼓声会立即消失。下列对这一现象的解释最准确的是( )
A.手挡住了声音的传播
B.手使鼓面的振动停止了
C.手把声音吸收了
D.以上说法都正确
2.如图所示,将正在发声的音叉接触悬挂着的乒乓球,乒乓球被弹开。这个实验说明了( )
A.发声的音叉正在振动
B.声音可以在真空中传播
C.声音的传播不需要介质
D.声音在空气中传播速度最快
知识点 声音的传播(重点)
1.真空铃实验
将正在发声的音乐盒吊在玻璃罩中,罩内有空气时能听到音乐;逐渐抽出罩内空气,音乐声逐渐变小;再让空气进入罩内,音乐声又逐渐变大。
实验结论:声音可以在空气中传播,但________________________。
2.介质:声音的传播需要物质,物理学中把这样的物质叫做______。传播声音的介质可以是______、______和______。
(1)气体传声:我们日常听到的声音主要通过空气传播;
(2)液体传声:水中的音乐盒能被听到,花样游泳运动员在水下能听见音乐;
(3)固体传声:耳朵贴在桌面上能听到清晰的敲击声,“自制电话” 通过棉绳传声。
3.太空传声:太空中没有空气,是真空环境,航天员出舱后即使近在咫尺,也不能直接对话,需要通过无线电波交流。
易错提醒
① 真空不能传声,声音的传播必须依靠介质;
② 一般情况下,固体传声的效果优于液体,液体优于气体;
③ 月球表面是真空环境,不能直接传播声音。
随学随练
1.3月16日,神舟二十一号航天员乘组圆满完成第二次出舱活动,如图所示。航天员在舱外不能面对面交谈的原因是( )
A.太空中航天员的声带无法振动发声 B.太空中没有空气,不能传声
C.太空中只能传递超声波 D.航天员的发声音调太低
2.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
知识点 声速与回声(重点、难点)
1.声波:声音是以______的方式传播的。音叉振动使附近的空气形成疏密相间的波动并不断扩展,这样的波叫做______。
2.声速:声波传播的______与传播______之比叫做声音的传播速度,即声速。
一般规律:______中的声速最大,______次之,______中的声速最小。
常温下:空气中约为______m/s,水中约为 1 500 m/s,钢铁中约为 5 200 m/s。
影响因素:声速与介质的______和______有关。
3.回声:声音在传播过程中遇到障碍物会反射回来,这种现象叫做声音的反射,通常称为回声。
当障碍物距离较远时,人能将回声与原声______;当障碍物距离较近时,回声与原声混合,会使声音更加______。
4.回声的应用:利用回声探测水中鱼群、水下礁石、潜水艇等;利用回声与原声混合,提升音乐厅的演奏效果。
5.古代声学应用:北京天坛
回音壁:声音经墙体多次反射,使远处的人也能清晰听到;
三音石:站在石上拍手,能听到三次回声;
圜丘:站在中央说话,回声与原声混合,声音特别洪亮。
6.人耳的听觉形成:声波经耳郭、外耳道传到鼓膜,引起鼓膜振动;振动经耳蜗转化为神经信号,再通过听觉神经传入大脑,产生听觉。
特别提醒
① 声速由介质种类和温度决定,与声音的响度、音调无关;
② 回声测距时,声音传播的是往返路程,因此被测距离 。
1.根据表中信息可知,声音传播速度的快慢跟___________、___________有关。
几种物质中的声速v/(m·s-1)
空气(15℃)
340
海水(25℃)
1531
空气(25℃)
346
钢(棒)
3750
软木
500
大理石
3810
煤油(25℃)
1324
铝(棒)
5000
蒸馏水(25℃)
1497
铁(棒)
5200
2.如图为小明测量汽车运动速度的过程:甲汽车静止,当甲汽车上的测速仪发射第1次超声波信号时,甲汽车前方360m处恰好乙汽车迎面行驶过来,测速仪从发射到接收所用时间为2s,则乙汽车行驶的速度为___________ km/h。(超声波在空气中传播的速度为340m/s)
题型 声音的产生
1.核心原理:声音由物体的振动产生,一切发声体都在振动,振动停止则发声停止。
2.声源判断:固体、液体、气体都可作为声源,比如风声是空气振动发声、笛声是管内空气柱振动发声。
3.关键解题技巧
(1)转换法应用:发声体振动不明显时,通过纸屑跳动、音叉弹开乒乓球等现象间接证明振动,这是该类实验题的核心考点。
(2)易错推论辨析:牢记“有声音必有振动,但有振动不一定能听见声音”,需同时满足有介质、频率在20Hz-20000Hz范围内等条件。
(3)概念细节避坑:注意“振动停止,发声停止”≠“声音消失”,此前发出的声音仍会在介质中继续传播。
活学活用
1.探究“声音是怎样产生的”实验中,侯老师将正在发声的音叉放入水中,这样做主要是为了( )
A.延长音叉的振动时间
B.使音叉的振动尽快停下来
C.观察水振动发声情况
D.将音叉的微小振动放大,便于观察
2.取一段长为60cm的棉线,从纸杯底部中央穿过,其上段系上牙签。一只手抓住杯子,杯中加入薄薄的一层水,另一只手蘸水后捏住棉线由上往下捋,能听到很响的声音,看到水滴从棉线上溅出,这个实验说明声音是由于物体的_______ 产生的。
题型声音的传播
1. 传播条件:声音传播必须依赖介质,固体、液体、气体都可作为传声介质,真空完全不能传声,真空罩实验是该知识点的核心考点。
2. 声速规律:一般情况下声速满足v固>v液>v气,15℃空气中声速固定为340m/s,同种介质中温度越高声速越大。
3. 回声计算要点
人耳区分原声与回声的最小时间间隔为0.1s,对应人与障碍物的最小距离为17m,计算时需注意声音往返的路程要取半,避免直接用总路程代入公式出错。。
活学活用
1.利用声呐可以测量海水的深度,已知声音在海水中的传播速度为 1500m/s,从海面发出超声波到接收到回波的时间为 4s,则海水的深度为( )
A.1500m B.3000m C.6000m D.12000m
2.某海军护航编队的舰艇上,出现了一种神秘的声波武器(如图所示),对海盗构成了有效威慑。阻挡这一武器的袭击最好用一层( )
A.塑料网 B.真空网 C.液体物质网 D.金属物质网
基础通关
1.如图所示,小亮在筷子的一端捆上棉花蘸水后充当活塞,插入两端开口的塑料管中,做成“哨子”。用嘴吹管的上端可以发出悦耳的哨声。“哨子”的发声体是( )
A.嘴唇 B.棉花 C.空气 D.筷子
2.关于声音的传播速度,下列说法正确的是( )
A.声速为 B.空气中声速一定为
C.声音在真空中的传播速度最大 D.声音在同种介质中的传播速度可能不同
3.关于声现象,下列说法中正确的是( )
A.只要物体在振动,人就一定能听到声音
B.只要听到物体在发声,那么物体一定在振动
C.只要人听不到声音,物体就一定没有振动
D.发声的物体不一定在振动
4.小明在装满水的长自来水管一头敲击了一下,在水管另一头的小雨能听到几次响声( )
A.1次 B.2次 C.3次 D.4次
5.“蝉噪林逾静,鸟鸣山更幽。”这两句千古传诵的名句被誉为“文外独绝”。蝉叫声和鸟鸣声都是由物体的______产生的。
6.地震中被困在建筑废墟中的人用石块敲击水管向外界求救,这是利用________能传播声音,听到求救声的救援人员会快速组织救援;一个同学向着远处的高楼大喊一声,约0.4s后听到回声,则该同学距高楼大约________m(声音在空气中传播的速度为340m/s)。
7.如图所示,用手拨动琴弦发出声音,同时观察到琴弦在振动。这个现象说明声音是由物体___________产生的。用手捏住琴弦后,琴弦___________(选填“停止”或“继续”)振动,___________(选填“仍然”或“不再”)产生声音。
8.小丽在7个相同的玻璃瓶中装入不同高度的水,制成了一个水瓶琴,如图所示,对着瓶口吹气,发出的声音是由瓶中的___________振动产生的,用大小相同的力敲击水瓶琴,发出的声音是由瓶子和___________振动产生的。
9.小华和小兰在探究“声音的产生与传播”时:
(1)如图甲所示,正在发声的音叉将悬挂着的乒乓球弹开,说明声音是由物体______产生的;用到的物理探究方法是:______。(选填“控制变量法”、“转换法”或“等效替代法”)
(2)如图乙所示,敲响右边的音叉,左边完全相同的音叉也会发声并把乒乓球弹起,说明______可以传声;若将乙装置搬上月球实验,则乒乓球______(选填“能”或“不能”)被弹起;
(3)如图丙所示,抽气机不断向罩外抽气的过程中,罩内音乐芯片的铃声逐渐______,并由此推理可知:如果玻璃罩内抽成真空后,就听不到音乐芯片响铃的声音了,最后得出结论:真空______(选填“能”或“不能”)传声。用到的物理探究方法是:______。(选填“控制变量法”、“转换法”或“科学推理法”)
10.按要求填空。
(1)把正在响铃的闹钟放在玻璃罩内逐渐抽出其中的空气,我们听到声音__________,再让空气逐渐进入玻璃罩,注意到,声音又__________,这个实验告诉我们,空气中可以传播声音,而__________不能传声。
(2)用悬挂着的乒乓球接触正在发声的音叉,可观察到乒乓球被弹开,这说明声音是由物体的__________产生的;实验中乒乓球的作用是__________。
11.在小明正前方有一座高山,小明对着山大喊一声,后他听到回声。问:(已知当时空气中的声速为)
(1)声音在内传播的距离是多少?
(2)此时小明与高山的距离是多少?
12.中国人民解放军在黄海之滨展开的一场多型防空武器跨昼夜实弹射击演练中,某士兵用火箭筒射击一辆坦克,发射后经过0.6s击中坦克,同时看到爆炸的闪光,而在发射后经过2.1s才听到爆炸的声音。试计算:
(1)爆炸声从坦克传回士兵所在位置所用时间多少秒?
(2)士兵射击距坦克多远?(声速取)
素养提升
13.2022年3月23日,“天宫课堂”再次开讲,“太空教师”翟志刚、王亚平、叶光富为广大青少年带来了一场精彩的太空科普课。下列说法正确的是( )
A.在飞船的太空舱内有氧气,所以三名宇航员能直接对话
B.航天员说话的声音是由空气振动产生的
C.声音的传播速度一定是
D.地球上的学生所听到的航天员的声音是靠声波传回地球的
14.如图所示是探究声现象的四种实验情景,下列说法正确的是( )
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.图丙中,真空铃实验说明声音的传播不需要介质
D.图丁中,小刚轻声说话,小丽通过“土电话”能听到小刚的声音,说明空气可以传声
15.下表记录了敲击大钟时,钟声在空气中传播的速度和当地气温的数据,根据表中数据推断正确的是( )
气温/℃
-20
-10
0
10
20
30
声音速度/m/s
318
324
330
336
342
348
A.气温越低,钟声在空气中传播的速度越大
B.气温越高,钟声在空气中传播的速度越大
C.气温为40℃时,空气中声音的速度可能是345 m/s
D.在当地夏天比冬天听到回声所需时间更长
16.在某校运会的100米赛跑项目中,终点计时员记录运动员成绩时存在两种计时方式:①听到发令枪声后开始计时;②看到发令枪冒烟后立即计时。已知当时环境温度下,空气中声速约为340m/s(光的传播时间可忽略不计)。下列说法不正确的是( )
A.采用方式①计时,测得的成绩会比运动员的真实成绩偏小
B.声音从起点发令枪传到终点计时员处,所需时间约为0.29秒
C.若方式①测得某运动员成绩为13.50秒,则其真实成绩约为13.21秒
D.方式②比方式①的计时误差更小,更接近真实成绩
17.如图所示为科技小组制作的“火焰琴”。展示时,试管中金属丝和空气被加热,堵住或松开塑料管上不同的孔能发出不同声音。琴声是由物体____ 产生的;琴声是通过 _____ 传入人耳的。
18.如图所示,将正在响铃的机械闹钟悬挂在与抽气机相连的密闭玻璃罩内。用抽气机不断抽气,除了听到抽气机“吧啦吧啦”的工作声外,仔细聆听会听到闹钟的响铃声音____,关闭阀门停止抽气。为改善实验效果,也为了更有利于推理得到实验结论,停止抽气后接下来的操作可以是:_______(要求:不增加任何器材)。
19.为了测量某根空心铁管的长度,小聪做了如下实验:在空铁管一端敲击一下,另一端听到两次声音,且听到两次声音时间间隔为0.14s,则铁管长度为_____________m,声音在空气中传播所需时间为_____________。(已知声音在空气中传播速度为340m/s,在钢铁中传播速度为5100m/s)。
20.如图所示是探究“声音的产生与传播”的实验;
(1)如图甲所示的实验现象说明:声音是由物体___________产生的:乒乓球在实验中的作用是将音叉的微小振动放大,以便于我们观察实验现象,这种方法叫做___________。(选填“等效替代法”或“转换法”);
(2)如图乙所示,当敲击右边音叉时,发现:乒乓球被左边与它接触的音叉弹开,这个实验说明:___________
(3)如图丙所示是探究“声音的传播是否需要介质”的实验,把正在振动发声的手机放在瓶内,用抽气机将瓶中的空气逐渐抽出:
①当抽气一段时间后,发现听到的手机声音没有明显变化,造成这一现象的原因可能是___________;
A.未塞紧瓶塞存在漏气
B.手机声音的频率太高
②调节好仪器并能正常使用,再次用抽气筒抽气,随着瓶内空气逐渐变少;发现手机___________(选填“仍在”或“不在”)振动,但听到的手机声音在逐渐变小,这一现象说明:___________。
21.如图所示,同学们在探究声音的传播条件。
(1)如图,一位同学在室外用手轻敲墙体,室内的同学把耳朵贴在墙上能听到敲击声,这说明________(选填“固体”“液体”或“气体”)能传播声音;
(2)如图,一位同学手握两块小石头放入水中敲击,另一位同学把耳朵贴在玻璃水槽的外面,能听到水中石头相互敲击的声音,这说明声音既能在固体中传播,又能在________和________中传播;
(3)如图,把正在响铃的闹钟放在玻璃罩内,可以听到铃声;逐渐抽出玻璃罩内的空气,铃声逐渐减弱;再让空气逐渐进入玻璃罩内,铃声又逐渐变强。这说明听到的铃声是通过空气传播的,声音在空气中以________的形式传播到四周;玻璃罩内的空气减少时,听到的铃声就会变弱,由此可推理得出真空(选填“能”或“不能”)_______传声,这种研究方法叫做________。
(4)由以上实验可知,声音的传播需要_______。
22.一辆汽车在距前面山崖处,车以72km/h的速度向靠近山的方向匀速直线行驶,汽车鸣笛后经过4s听到回声,空气中声速为340m/s。求
(1)汽车以72km/h的速度行驶合多少m/s?
(2)4s内汽车通过的距离是多少m?
(3)鸣笛时车和峭壁间的距离为多少米?
(4)若汽车绕过山崖后在高速公路某处看到了如图所示的标志牌,在遵守交通规则的前提下,从标志牌处到贵阳最少需要多少小时?(假设整条路段限速不变)
迁移创新
23.一辆匀速行驶的高速列车,车头在B处鸣笛后,在时刻位于车头的司机听到正前方隧道入口A处山崖反射回来的回声,再过一段时间,在时刻司机也到达隧道口,车、声音的位置与时间关系如图所示,图中,声音在空气中速度为340,由图可知下列判断错误的是( )
A.列车的速度为85
B.由图像可知,为
C.司机听到回声时,声音通过的路程是列车路程的4倍
D.如果列车的速度加快,则
24.如图1的北京天坛回音壁是我国建筑史上一大奇迹。回音壁为半径32.5m的圆形建筑,三音石位于回音壁的圆心处,如图2所示,站在三音石上拍一下手掌,可以听到3个回声,其中第2个回声是由回音壁一次反射形成,第3个回声则是由回音壁两次反射形成。某次回声测试得到的声波信号记录如图3所示,从原声O开始计时,时听到第1个回声,时听到第2个回声,时听到第3个回声。结合上述材料回答问题。
测试时声音在空气中的传播速度是______m/s。接收到第3个回声的时间为______s。根据相关数据,推算第1个回声由______反射。
25.如图为一声速测量仪器的实验装置图,如表是使用说明书,阅读并回答问题。
使用说明书
(1)实验装置如图所示,甲、乙是声信号采集器。
(2)置位后用棒锤敲打铜铃,声音被甲、乙接收。
(3)液晶屏显示甲、乙接收到信号的时间差,单位为ms()。
(1)若把铜铃放在甲、乙的中点,则液晶显示屏的示数为____________ms。若将铜铃放到甲的左边,并与乙在一条直线上,当铜铃离甲变远,液晶显示屏的数值____________(选填“变大”、“变小”或“不变”)。若想验证温度越高,声速越大,他把铜铃固定放在甲的左边,然后加热甲、乙之间的空气,则液晶显示屏的数值将变____________。
(2)若声音以340m/s的速度向外传出,经过3s可以传多远?
(3)已知,,液晶显示屏上显示:10.000,则此时声速为多少m/s?
26.阅读短文,回答问题。
马赫数是飞行的速度和当地的音速的比值。空气中的音速在1个标准大气压和15℃的条件下约为。马赫数1即1倍音速,小于1表示比音速慢。大于1表示比音速快,马赫数大于5左右为超高音速;目前,国际上实现超高音速飞行的飞行器很少,洲际弹道导弹是其中之一。2025年9月3日,我国在纪念抗战胜利80周年阅兵式上首次公开展示东风5C液体燃料洲际弹道导弹,其射程达16000公里,打击范围覆盖全球,全时戒备,有效威慑。洲际导弹的发射过程一般要经历三个阶段:
助推段:导弹离开发射装置,通过3级助推器不断推进,迅速将导弹推至惊人的速度;
中程段:助推结束后,导弹穿越至近乎真空的空间环境,制导系统不断调整弹道;
再入段:瞄准后,导弹将10枚分导式弹头似天女散花般发射出去,以20马赫的速度各自飞向不同目标。
(1)洲际弹道导弹的主要特点是射程远、速度______________、技术复杂;
(2)导弹从发射到击中目标做的是______________运动(选填“匀速”或“变速”);
(3)20马赫=______________;
(4)已知甲、乙两地直线距离约为,假设该导弹从甲地发射,以20马赫(1个标准大气压和15℃的条件下)的速度前进,大约需要______________可以飞过乙地上空(假设发射后,导弹在同一水平方向运动)。
27.阅读短文,回答问题。
建筑声学的杰作
如图为驰名中外的北京天坛中的一处建筑——圜丘(如图甲所示)。
圜丘在天坛公园的南部,是一座分成三层的圆形平台,每层周边都有汉白玉栏杆,每层平台的台面都由光滑的石板铺成。第三层中心是一块圆形大理石,俗称天心石或太极石。当你站在天心石上说话或唱歌时,你会觉得声音特别洪亮。但是站在天心石以外的人听起来,却没有这种感觉。这种奇妙的现象是声音反射造成的音响效果。圜丘第三层台面中心略高,四周微微向下倾斜。当有人在台中心喊叫一声,传向四周的声音有一部分被四周的石栏杆反射,射到稍有倾斜的台面后又反射到台中心,如图乙所示。因为圜丘第三层半径仅11.5m,从发声到回声返回中心约需0.07s,所以回声跟原来的声音混在一起,分辨不开,只觉得声音格外响亮,还使人觉得似乎有声音从地下传来。
(1)声音是由物体的______产生的,声音是以______的形式向外传播,站在天心石上说话或唱歌时,听到的声音格外响亮,是因为这是建筑师利用声音的反射,使______与原声混在一起,声音得到加强造成的音响效果。而我们人耳能分辨出两个声音的时间间隔应大于0.1s,则我们要想听到自己的回声,请计算障碍物离我们的距离至少是多少______?(声音在空气中的传播速度为)
(2)圜丘栏杆和栏板多由汉白玉堆砌,每层平台的台面铺成光滑的石板。从声学角度考虑,这些材料的选取也有利于增强声波的反射。当然对于相同的问题,不同场合需求会有所不同,大型会场、影院需要减弱对声音的反射以免影响听觉效果,你认为图丙中材料适合用于大型会场、影院等内墙装饰的有______(多选)
A.光滑大理石 B.毛毡
C.泡沫海绵 D.光滑木板
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第二章
声的世界
第一节 声音的产生与传播
课标要点
1.通过实验探究知道声音由物体振动产生,理解声源的概念,能识别常见发声体的振动部位。
2.知道声音的传播需要介质,真空不能传声;了解固体、液体、气体都可以传声。
3.知道声音以声波的形式传播,记住常温下空气中的声速,了解不同介质中声速的规律。
4..知道回声现象,了解回声的应用,能进行简单的回声测距计算。
5.了解人耳的听觉形成过程,了解我国古代声学应用的成就,体会古人的智慧。
学习重难点
重点:声音的产生条件;声音传播的介质条件;不同介质的声速规律;回声现象。
难点:真空不能传声的实验推理;声波概念的理解;回声测距的路程分析。
知识点 声音的产生
1.探究实验
(1)音叉实验:敲击音叉能听到声音,将发声的音叉放入水中,水花四溅;不发声的音叉放入水中,没有水花。
(2)扬声器实验:扬声器播放音乐时,纸盆上的泡沫塑料小球不断跳动。
2.实验结论:声音是由物体振动产生的。物理学中,把正在发声的物体叫做声源。当声源停止振动,物体也就停止发声。
3.常见发声体的振动部位
弦乐器(二胡、小提琴):弓和弦相互摩擦,弦振动发声;管乐器(口琴、风琴):管内空气柱振动发声;人说话、唱歌:喉咙里的声带振动发声。
易错提醒
① 振动停止,发声停止,但已经发出的声音还会在介质中继续传播,不会立即消失。
② 很多物体的振动很微小,不易直接观察,实验中常用转换法(放大法)将微小振动放大,例如音叉放入水中溅起水花、用泡沫球靠近发声的音叉观察弹跳。
随学随练
1.用手按住正在发声的鼓面,鼓声会立即消失。下列对这一现象的解释最准确的是( )
A.手挡住了声音的传播
B.手使鼓面的振动停止了
C.手把声音吸收了
D.以上说法都正确
【答案】B
【解析】BD.声音是由物体振动产生的,按住鼓面使鼓面的振动停止,发声立即停止,所以鼓声消失,故B符合题意,D不符合题意;
A.手没有完全阻挡声音传播,且只要鼓面振动就会发声,故A不符合题意;
C.手并没有吸收声音,故C不符合题意。
故选B。
2.如图所示,将正在发声的音叉接触悬挂着的乒乓球,乒乓球被弹开。这个实验说明了( )
A.发声的音叉正在振动
B.声音可以在真空中传播
C.声音的传播不需要介质
D.声音在空气中传播速度最快
【答案】A
【解析】A.本实验利用转换法,将音叉微小的振动放大为乒乓球明显的弹开现象,直接说明了发声的音叉正在振动,故A符合题意;
BCD.该实验没有涉及真空环境、介质、声速相关的探究,无法得到相关结论,故BCD不符合题意。
故选A。
知识点 声音的传播(重点)
1.真空铃实验
将正在发声的音乐盒吊在玻璃罩中,罩内有空气时能听到音乐;逐渐抽出罩内空气,音乐声逐渐变小;再让空气进入罩内,音乐声又逐渐变大。
实验结论:声音可以在空气中传播,但不能在真空中传播。
2.介质:声音的传播需要物质,物理学中把这样的物质叫做介质。传播声音的介质可以是气体、液体和固体。
(1)气体传声:我们日常听到的声音主要通过空气传播;
(2)液体传声:水中的音乐盒能被听到,花样游泳运动员在水下能听见音乐;
(3)固体传声:耳朵贴在桌面上能听到清晰的敲击声,“自制电话” 通过棉绳传声。
3.太空传声:太空中没有空气,是真空环境,航天员出舱后即使近在咫尺,也不能直接对话,需要通过无线电波交流。
易错提醒
① 真空不能传声,声音的传播必须依靠介质;
② 一般情况下,固体传声的效果优于液体,液体优于气体;
③ 月球表面是真空环境,不能直接传播声音。
随学随练
1.3月16日,神舟二十一号航天员乘组圆满完成第二次出舱活动,如图所示。航天员在舱外不能面对面交谈的原因是( )
A.太空中航天员的声带无法振动发声 B.太空中没有空气,不能传声
C.太空中只能传递超声波 D.航天员的发声音调太低
【答案】B
【解析】A.航天员在太空中声带依然可以振动发声,故A错误;
BC.声音的传播需要介质,超声波也不例外,太空中是真空,不能传递超声波,故B正确,C错误;
D.航天员的发声音调高低与能否在舱外面对面交谈无关,故D错误。
故选B。
2.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
【解析】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。
知识点 声速与回声(重点、难点)
1.声波:声音是以波动的方式传播的。音叉振动使附近的空气形成疏密相间的波动并不断扩展,这样的波叫做声波。
2.声速:声波传播的距离与传播时间之比叫做声音的传播速度,即声速。
一般规律:固体中的声速最大,液体次之,气体中的声速最小。
常温下:空气中约为340 m/s,水中约为 1 500 m/s,钢铁中约为 5 200 m/s。
影响因素:声速与介质的种类和温度有关。
3.回声:声音在传播过程中遇到障碍物会反射回来,这种现象叫做声音的反射,通常称为回声。
当障碍物距离较远时,人能将回声与原声区分开;当障碍物距离较近时,回声与原声混合,会使声音更加洪亮。
4.回声的应用:利用回声探测水中鱼群、水下礁石、潜水艇等;利用回声与原声混合,提升音乐厅的演奏效果。
5.古代声学应用:北京天坛
回音壁:声音经墙体多次反射,使远处的人也能清晰听到;
三音石:站在石上拍手,能听到三次回声;
圜丘:站在中央说话,回声与原声混合,声音特别洪亮。
6.人耳的听觉形成:声波经耳郭、外耳道传到鼓膜,引起鼓膜振动;振动经耳蜗转化为神经信号,再通过听觉神经传入大脑,产生听觉。
特别提醒
① 声速由介质种类和温度决定,与声音的响度、音调无关;
② 回声测距时,声音传播的是往返路程,因此被测距离 。
1.根据表中信息可知,声音传播速度的快慢跟___________、___________有关。
几种物质中的声速v/(m·s-1)
空气(15℃)
340
海水(25℃)
1531
空气(25℃)
346
钢(棒)
3750
软木
500
大理石
3810
煤油(25℃)
1324
铝(棒)
5000
蒸馏水(25℃)
1497
铁(棒)
5200
【答案】 介质的种类 介质的温度
【解析】观察表格中空气在15℃和25℃时的声速,同种介质(空气)下,温度不同,声速不同,说明声音传播速度与温度有关;
对比相同温度(25℃)下不同介质(空气、煤油、海水等)的声速,发现不同介质中声速差异显著,说明声音传播速度与介质种类有关。
2.如图为小明测量汽车运动速度的过程:甲汽车静止,当甲汽车上的测速仪发射第1次超声波信号时,甲汽车前方360m处恰好乙汽车迎面行驶过来,测速仪从发射到接收所用时间为2s,则乙汽车行驶的速度为___________ km/h。(超声波在空气中传播的速度为340m/s)
【答案】72
【解析】超声波2s内通过的路程为
根据题意,超声波传播的总距离与乙汽车行驶的距离之和,等于发射时甲乙两车距离的 2 倍,即
代入数据得
解得乙车行驶的距离为
则乙车的速度
题型 声音的产生
1.核心原理:声音由物体的振动产生,一切发声体都在振动,振动停止则发声停止。
2.声源判断:固体、液体、气体都可作为声源,比如风声是空气振动发声、笛声是管内空气柱振动发声。
3.关键解题技巧
(1)转换法应用:发声体振动不明显时,通过纸屑跳动、音叉弹开乒乓球等现象间接证明振动,这是该类实验题的核心考点。
(2)易错推论辨析:牢记“有声音必有振动,但有振动不一定能听见声音”,需同时满足有介质、频率在20Hz-20000Hz范围内等条件。
(3)概念细节避坑:注意“振动停止,发声停止”≠“声音消失”,此前发出的声音仍会在介质中继续传播。
活学活用
1.探究“声音是怎样产生的”实验中,侯老师将正在发声的音叉放入水中,这样做主要是为了( )
A.延长音叉的振动时间
B.使音叉的振动尽快停下来
C.观察水振动发声情况
D.将音叉的微小振动放大,便于观察
【答案】D
【解析】音叉发声时的振动较难观察,侯老师将正在发声的音叉放入水中时,音叉溅起了水花,这样做主要是将音叉的微小振动进行了放大,便于观察现象,故选D。
2.取一段长为60cm的棉线,从纸杯底部中央穿过,其上段系上牙签。一只手抓住杯子,杯中加入薄薄的一层水,另一只手蘸水后捏住棉线由上往下捋,能听到很响的声音,看到水滴从棉线上溅出,这个实验说明声音是由于物体的_______ 产生的。
【答案】振动
【解析】实验中,用蘸水的手捏住棉线由上往下捋时,棉线会发生振动,从而发出声音,所以这个实验说明声音是由于物体的振动产生的。
题型声音的传播
1. 传播条件:声音传播必须依赖介质,固体、液体、气体都可作为传声介质,真空完全不能传声,真空罩实验是该知识点的核心考点。
2. 声速规律:一般情况下声速满足v固>v液>v气,15℃空气中声速固定为340m/s,同种介质中温度越高声速越大。
3. 回声计算要点
人耳区分原声与回声的最小时间间隔为0.1s,对应人与障碍物的最小距离为17m,计算时需注意声音往返的路程要取半,避免直接用总路程代入公式出错。。
活学活用
1.利用声呐可以测量海水的深度,已知声音在海水中的传播速度为 1500m/s,从海面发出超声波到接收到回波的时间为 4s,则海水的深度为( )
A.1500m B.3000m C.6000m D.12000m
【答案】B
【解析】超声波从海面到海底的时间
由可得,海水的深度为
故ACD不符合题意,B符合题意。
故选B。
2.某海军护航编队的舰艇上,出现了一种神秘的声波武器(如图所示),对海盗构成了有效威慑。阻挡这一武器的袭击最好用一层( )
A.塑料网 B.真空网 C.液体物质网 D.金属物质网
【答案】B
【解析】声波是机械波,它的传播必须依赖介质(固体、液体、气体均可传声),真空中不能传声。因此,若想“阻挡声波武器”,最根本的方法就是切断其传播介质。
A.塑料是固体,可以传声,虽然可能部分吸收或散射声波,但无法彻底阻断,故A不符合题意;
B.“真空”意味着没有介质,声波无法在此传播。若能形成真空层,将彻底阻断声波传递。从物理原理上讲,这是最有效的阻挡方式,故B符合题意;
C.液体也是声波的良好传播介质(如水下声呐就是靠水传声)。不仅不能阻挡,反而可能增强或引导声波传播,故C不符合题意;
D.金属是优良的固体传声介质,声波在金属中传播速度更快、衰减少。会传导声波,甚至可能共振放大,完全起反作用,故D不符合题意。
故选B。
基础通关
1.如图所示,小亮在筷子的一端捆上棉花蘸水后充当活塞,插入两端开口的塑料管中,做成“哨子”。用嘴吹管的上端可以发出悦耳的哨声。“哨子”的发声体是( )
A.嘴唇 B.棉花 C.空气 D.筷子
【答案】C
【解析】用嘴吹管的上端时,管内空气柱振动发声,故选C。
2.关于声音的传播速度,下列说法正确的是( )
A.声速为 B.空气中声速一定为
C.声音在真空中的传播速度最大 D.声音在同种介质中的传播速度可能不同
【答案】D
【解析】A.声速与介质种类、温度均有关,未给出介质和温度条件,无法确定声速为,故A错误;
B.空气中声速随温度变化而变化,仅空气中声速为,故B错误;
C.声音传播需要介质,真空不能传声,故C错误;
D.同种介质温度不同时声速不同,因此声音在同种介质中的传播速度可能不同,故D正确。
故选D。
3.关于声现象,下列说法中正确的是( )
A.只要物体在振动,人就一定能听到声音
B.只要听到物体在发声,那么物体一定在振动
C.只要人听不到声音,物体就一定没有振动
D.发声的物体不一定在振动
【答案】B
【解析】A.物体振动时,若振动频率不在人耳听觉范围、无传声介质、响度不足,人都无法听到声音,故A错误;
B.声音由物体振动产生,听到发声说明物体一定在振动,故B正确;
C.声音响度很小或不在人的听觉频率范围内,就听不到声音,物体可能在振动,故C错误;
D.发声的物体一定在振动,故D错误。
故选B。
4.小明在装满水的长自来水管一头敲击了一下,在水管另一头的小雨能听到几次响声( )
A.1次 B.2次 C.3次 D.4次
【答案】C
【解析】声音在不同介质中传播速度满足,敲击声可通过固体水管、管内水、空气三种介质分别传播到另一头,长水管条件下三种介质传声到达人耳的时间差大于人耳分辨间隔0.1s,可区分出3次响声,故C符合题意,ABD不符合题意。
故选C。
5.“蝉噪林逾静,鸟鸣山更幽。”这两句千古传诵的名句被誉为“文外独绝”。蝉叫声和鸟鸣声都是由物体的______产生的。
【答案】振动
【解析】声音是由物体的振动产生的,蝉的叫声、鸟鸣声都属于声音,因此二者都是由对应发声体的振动产生的。
6.地震中被困在建筑废墟中的人用石块敲击水管向外界求救,这是利用________能传播声音,听到求救声的救援人员会快速组织救援;一个同学向着远处的高楼大喊一声,约0.4s后听到回声,则该同学距高楼大约________m(声音在空气中传播的速度为340m/s)。
【答案】 固体 68
【解析】声音的传播需要介质,废墟中的人敲击水管时,声音通过水管(固体)向外传播,利用的是固体能够传播声音的性质;
声音传播的总路程为
因回声为声音往返的信号,总路程为同学到高楼距离的2倍,故该同学距高楼的距离为
7.如图所示,用手拨动琴弦发出声音,同时观察到琴弦在振动。这个现象说明声音是由物体___________产生的。用手捏住琴弦后,琴弦___________(选填“停止”或“继续”)振动,___________(选填“仍然”或“不再”)产生声音。
【答案】 振动 停止 不再
【解析】拨动的是琴弦,所以发声的物体,即声源是琴弦,琴弦发出声音的同时在振动,说明声音是由物体振动产生的。
捏住琴弦后,琴弦停止振动,振动停止,发声也停止,因此琴弦就不再产生声音。
8.小丽在7个相同的玻璃瓶中装入不同高度的水,制成了一个水瓶琴,如图所示,对着瓶口吹气,发出的声音是由瓶中的___________振动产生的,用大小相同的力敲击水瓶琴,发出的声音是由瓶子和___________振动产生的。
【答案】 空气柱 水
【解析】对着瓶口吹气时,瓶内空气柱振动发声;敲击水瓶琴时,瓶子和瓶内的水共同振动发声。
9.小华和小兰在探究“声音的产生与传播”时:
(1)如图甲所示,正在发声的音叉将悬挂着的乒乓球弹开,说明声音是由物体______产生的;用到的物理探究方法是:______。(选填“控制变量法”、“转换法”或“等效替代法”)
(2)如图乙所示,敲响右边的音叉,左边完全相同的音叉也会发声并把乒乓球弹起,说明______可以传声;若将乙装置搬上月球实验,则乒乓球______(选填“能”或“不能”)被弹起;
(3)如图丙所示,抽气机不断向罩外抽气的过程中,罩内音乐芯片的铃声逐渐______,并由此推理可知:如果玻璃罩内抽成真空后,就听不到音乐芯片响铃的声音了,最后得出结论:真空______(选填“能”或“不能”)传声。用到的物理探究方法是:______。(选填“控制变量法”、“转换法”或“科学推理法”)
【答案】(1)振动 转换法;(2)空气 不能;(3)变小 不能 科学推理法
【解析】(1)发声的音叉将乒乓球弹开,说明音叉在振动,直接证明声音是由物体振动产生的;
音叉的振动幅度很小肉眼难以直接观察,通过乒乓球被弹开的明显现象间接呈现音叉的振动,这种将不易观察的微小量转换为直观现象的探究方法是转换法。
(2)乙图中两个音叉之间只有空气,敲响右侧音叉后左侧音叉也能发声弹起乒乓球,说明空气可以传声;
月球表面是真空环境,没有传声的介质,右侧音叉的振动无法传递到左侧音叉,因此乒乓球不能被弹起。
(3)抽气机不断抽出罩内空气,传声的介质越来越少,音乐芯片的铃声会逐渐变小;
实验无法达到绝对真空的环境,我们在实验现象的基础上推理得出真空不能传声的结论,这种在实验基础上通过逻辑推导得到结论的方法是科学推理法。
10.按要求填空。
(1)把正在响铃的闹钟放在玻璃罩内逐渐抽出其中的空气,我们听到声音__________,再让空气逐渐进入玻璃罩,注意到,声音又__________,这个实验告诉我们,空气中可以传播声音,而__________不能传声。
(2)用悬挂着的乒乓球接触正在发声的音叉,可观察到乒乓球被弹开,这说明声音是由物体的__________产生的;实验中乒乓球的作用是__________。
【答案】(1)逐渐变小 逐渐变大 真空;(2)振动 将音叉的微小振动放大
【解析】(1)当玻璃罩内空气被逐渐抽出时,传声介质越来越少,听到的声音就逐渐变小;
反过来让空气重新进入罩内,传声介质变多,声音就逐渐恢复变大;
这个实验推理得出真空环境中没有传声介质,因此真空不能传声。
(2)正在发声的音叉能将接触的乒乓球弹开,说明发声的音叉在运动,证明声音由物体的振动产生;
音叉的振动幅度很小,人眼很难直接观察到,通过乒乓球被弹开的明显现象,能把音叉的微小振动放大,方便实验者观察实验现象,这是转换法的应用。
11.在小明正前方有一座高山,小明对着山大喊一声,后他听到回声。问:(已知当时空气中的声速为)
(1)声音在内传播的距离是多少?
(2)此时小明与高山的距离是多少?
【答案】(1);(2)
【解析】(1)声音在内传播的距离
(2)小明与山的距离
12.中国人民解放军在黄海之滨展开的一场多型防空武器跨昼夜实弹射击演练中,某士兵用火箭筒射击一辆坦克,发射后经过0.6s击中坦克,同时看到爆炸的闪光,而在发射后经过2.1s才听到爆炸的声音。试计算:
(1)爆炸声从坦克传回士兵所在位置所用时间多少秒?
(2)士兵射击距坦克多远?(声速取)
【答案】(1)1.5s;(2)510m
【解析】(1)爆炸声传回的时间为总时间减去火箭击中坦克的时间,即
(2)士兵与坦克的距离等于声音传播的路程
素养提升
13.2022年3月23日,“天宫课堂”再次开讲,“太空教师”翟志刚、王亚平、叶光富为广大青少年带来了一场精彩的太空科普课。下列说法正确的是( )
A.在飞船的太空舱内有氧气,所以三名宇航员能直接对话
B.航天员说话的声音是由空气振动产生的
C.声音的传播速度一定是
D.地球上的学生所听到的航天员的声音是靠声波传回地球的
【答案】A
【解析】A.太空舱内有空气,空气能传声,宇航员能直接对话,故A正确;
B.航天员说话的声音是由声带振动产生的,故B错误;
C.声音在空气中的传播速度是,声速与介质种类和温度有关,故C错误;
D.太空和地球之间的大部分区域是真空,声波无法在真空中传播,故D错误。
故选A。
14.如图所示是探究声现象的四种实验情景,下列说法正确的是( )
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.图丙中,真空铃实验说明声音的传播不需要介质
D.图丁中,小刚轻声说话,小丽通过“土电话”能听到小刚的声音,说明空气可以传声
【答案】A
【解析】A.图甲中,鼓面振动使纸屑跳动,通过观察纸屑是否跳动可以探究声音是由物体振动产生的,故A正确;
B.图乙中,音叉振动幅度小,乒乓球的作用是将音叉的微小振动放大,便于观察,故B错误;
C.图丙中,抽出玻璃罩内的空气,铃声变小,说明声音的传播需要介质,真空不能传声,故C错误;
D.图丁中,“土电话”通过棉线传声,说明固体可以传声,故D错误。
故选A。
15.下表记录了敲击大钟时,钟声在空气中传播的速度和当地气温的数据,根据表中数据推断正确的是( )
气温/℃
-20
-10
0
10
20
30
声音速度/m/s
318
324
330
336
342
348
A.气温越低,钟声在空气中传播的速度越大
B.气温越高,钟声在空气中传播的速度越大
C.气温为40℃时,空气中声音的速度可能是345 m/s
D.在当地夏天比冬天听到回声所需时间更长
【答案】B
【解析】AB.从表格可见,气温从-20℃升高到30℃时,声速从318m/s逐渐增大到348m/s,说明气温越低,空气中声速越小,气温越高,钟声在空气中传播的速度越大,故A错误;B正确;
C.由数据可知,气温每升高10℃,声速就增大6m/s,按这个规律40℃时声速应为,故C错误;
D.夏天气温比冬天高,声速更大,在传播相同距离的情况下,声音往返的时间更短,听到回声所需时间更短,故D错误。
故选B。
16.在某校运会的100米赛跑项目中,终点计时员记录运动员成绩时存在两种计时方式:①听到发令枪声后开始计时;②看到发令枪冒烟后立即计时。已知当时环境温度下,空气中声速约为340m/s(光的传播时间可忽略不计)。下列说法不正确的是( )
A.采用方式①计时,测得的成绩会比运动员的真实成绩偏小
B.声音从起点发令枪传到终点计时员处,所需时间约为0.29秒
C.若方式①测得某运动员成绩为13.50秒,则其真实成绩约为13.21秒
D.方式②比方式①的计时误差更小,更接近真实成绩
【答案】C
【解析】A.采用方式①终点计时员听到发令枪声后开始计时,说明枪声已经传播100米到达终点时才开始计时,这时运动员已经跑了一段时间,故测得的时间偏小,所以测得的成绩会比运动员的真实成绩偏小,故A正确;
B.声音从起点发令枪传到终点计时员处,传播的路程为100m,空气中声速约为340m/s,则声音传播100m所用的时间约为
故B正确;
C.若方式①测得某运动员成绩为13.50秒,声音传播100m所用的时间约为0.29s,则按方式①跑出100m的真实成绩为
故C错误;
D.方式②看到发令枪冒烟后立即计时较为准确,因为光速远大于声速,光从起点传到终点时所用时间要短的多(可忽略不计),所以比方式①的计时误差更小,更接近真实成绩,故D正确。
本题选择描述错误的,故选C。
17.如图所示为科技小组制作的“火焰琴”。展示时,试管中金属丝和空气被加热,堵住或松开塑料管上不同的孔能发出不同声音。琴声是由物体____ 产生的;琴声是通过 _____ 传入人耳的。
【答案】 振动 空气
【解析】[1]声音是由物体振动产生的,一切发声的物体都在振动。因此琴声是通过物体振动产生的。
[2]声音的传播需要介质,固体、液体、气体均可传声,琴声是通过空气传入人耳的。
18.如图所示,将正在响铃的机械闹钟悬挂在与抽气机相连的密闭玻璃罩内。用抽气机不断抽气,除了听到抽气机“吧啦吧啦”的工作声外,仔细聆听会听到闹钟的响铃声音____,关闭阀门停止抽气。为改善实验效果,也为了更有利于推理得到实验结论,停止抽气后接下来的操作可以是:_______(要求:不增加任何器材)。
【答案】 逐渐变小 打开阀门,让空气逐渐进入玻璃罩
【解析】声音的传播需要介质,真空不能传声,不断抽取密闭玻璃罩内的空气时,罩内能够传声的空气逐渐减少,因此闹钟的铃声会逐渐变小;
本实验需要通过“空气越少声音越小、空气越多声音越大”的现象,推理得到真空不能传声的结论;停止抽气关闭阀门后,打开阀门让空气重新进入玻璃罩,就可以观察到铃声随空气增加重新变大,完善了实验过程,更利于推导结论,且该操作不需要额外增加器材,符合要求。
19.为了测量某根空心铁管的长度,小聪做了如下实验:在空铁管一端敲击一下,另一端听到两次声音,且听到两次声音时间间隔为0.14s,则铁管长度为_____________m,声音在空气中传播所需时间为_____________。(已知声音在空气中传播速度为340m/s,在钢铁中传播速度为5100m/s)。
【答案】 51 0.15s
【解析】设铁管长度为,声音在空气中、铁管中传播的时间分别为、。
因两次声音的时间间隔,且,,代入数据得:
解得。
声音在空气中传播所需时间为
20.如图所示是探究“声音的产生与传播”的实验;
(1)如图甲所示的实验现象说明:声音是由物体___________产生的:乒乓球在实验中的作用是将音叉的微小振动放大,以便于我们观察实验现象,这种方法叫做___________。(选填“等效替代法”或“转换法”);
(2)如图乙所示,当敲击右边音叉时,发现:乒乓球被左边与它接触的音叉弹开,这个实验说明:___________
(3)如图丙所示是探究“声音的传播是否需要介质”的实验,把正在振动发声的手机放在瓶内,用抽气机将瓶中的空气逐渐抽出:
①当抽气一段时间后,发现听到的手机声音没有明显变化,造成这一现象的原因可能是___________;
A.未塞紧瓶塞存在漏气
B.手机声音的频率太高
②调节好仪器并能正常使用,再次用抽气筒抽气,随着瓶内空气逐渐变少;发现手机___________(选填“仍在”或“不在”)振动,但听到的手机声音在逐渐变小,这一现象说明:___________。
【答案】(1)振动 转换法;(2)声音可以在空气中传播;(3)A 仍在 声音不能在真空中传播
【解析】(1)[1]敲击音叉,音叉发声,且乒乓球被弹开,说明音叉在振动,即声音是由物体振动而产生的。
[2]音叉的振动比较微小,难以观察,乒乓球在实验中的作用是将音叉微小的振动放大,便于观察实验现象,这种方法叫转换法。
(2)当敲击右边音叉时,乒乓球被左边与它接触的音叉弹开,这个实验说明:声波的振动通过空气传播给左边的音叉,左边的音叉发生振动,说明声音可以在空气中传播。
(3)[1]当抽气一段时间后,发现听到的手机声音没有明显变化,说明抽气过程中,瓶内的空气密度变化不大,造成这一现象的原因可能是未塞紧瓶塞存在漏气,故A符合题意,B不符合题意。故选A。
[2][3]调节好仪器并能正常使用,再次用抽气筒抽气,随着瓶内空气逐渐变少;发现手机仍在振动,但听到的手机声音在逐渐变小,由此可以推理出当空气全部被抽完时,将听不到声音,这一现象说明:声音不能在真空中传播。
21.如图所示,同学们在探究声音的传播条件。
(1)如图,一位同学在室外用手轻敲墙体,室内的同学把耳朵贴在墙上能听到敲击声,这说明________(选填“固体”“液体”或“气体”)能传播声音;
(2)如图,一位同学手握两块小石头放入水中敲击,另一位同学把耳朵贴在玻璃水槽的外面,能听到水中石头相互敲击的声音,这说明声音既能在固体中传播,又能在________和________中传播;
(3)如图,把正在响铃的闹钟放在玻璃罩内,可以听到铃声;逐渐抽出玻璃罩内的空气,铃声逐渐减弱;再让空气逐渐进入玻璃罩内,铃声又逐渐变强。这说明听到的铃声是通过空气传播的,声音在空气中以________的形式传播到四周;玻璃罩内的空气减少时,听到的铃声就会变弱,由此可推理得出真空(选填“能”或“不能”)_______传声,这种研究方法叫做________。
(4)由以上实验可知,声音的传播需要_______。
【答案】(1)固体;(2)液体 气体;(3)声波 不能 实验推理法;(4)介质
【解析】(1)固体可以传播声音,室外同学轻敲墙体,声音通过墙体(固体)传播到室内,所以室内同学把耳朵贴在墙上能听到敲击声。
(2)[1][2]水中石头相互敲击,声音通过水(液体)传播到玻璃水槽,再通过玻璃水槽(固体)传播到外面,被另一位同学听到,这说明声音既能在固体中传播,又能在液体和气体中传播。
(3)[1][2][3]声音在空气中以声波的形式传播。逐渐抽出玻璃罩内的空气,铃声逐渐减弱,说明声音传播需要介质,玻璃罩内空气越少,传声能力越弱,由此可推理得出真空不能传声。这种在实验基础上经过概括、抽象、推理得出规律的研究方法叫做实验推理法。
(4)由以上实验可知,声音可以在固体、液体、气体中传播,真空不能传声,所以声音的传播需要介质。
22.一辆汽车在距前面山崖处,车以72km/h的速度向靠近山的方向匀速直线行驶,汽车鸣笛后经过4s听到回声,空气中声速为340m/s。求
(1)汽车以72km/h的速度行驶合多少m/s?
(2)4s内汽车通过的距离是多少m?
(3)鸣笛时车和峭壁间的距离为多少米?
(4)若汽车绕过山崖后在高速公路某处看到了如图所示的标志牌,在遵守交通规则的前提下,从标志牌处到贵阳最少需要多少小时?(假设整条路段限速不变)
【答案】(1)20m/s;(2)80m;(3)720m;(4)1.2h
【解析】(1)速度单位换算,
(2)汽车以20m/s匀速行驶,4s内汽车通过的距离
(3)听到回声时,声音传播的路程与汽车行驶的路程之和等于鸣笛时车与峭壁距离的2倍。4s内声音传播的路程
故鸣笛时车和峭壁间的距离
(4)由标志牌可知,到贵阳的距离,路段最大限速,最短时间对应以最大速度匀速行驶。所需最少时间
迁移创新
23.一辆匀速行驶的高速列车,车头在B处鸣笛后,在时刻位于车头的司机听到正前方隧道入口A处山崖反射回来的回声,再过一段时间,在时刻司机也到达隧道口,车、声音的位置与时间关系如图所示,图中,声音在空气中速度为340,由图可知下列判断错误的是( )
A.列车的速度为85
B.由图像可知,为
C.司机听到回声时,声音通过的路程是列车路程的4倍
D.如果列车的速度加快,则
【答案】B
【解析】结合题目信息分析图像可知,直线为列车的图线,折线为声音的图线。
A.鸣笛声从B到达A用时为,列车从B到达A用时为,这个过程它们行驶的路程相等,所以由此可知它们的速度比为
所以,故A正确;
B.结合题意可知,鸣笛声从发出到被司机再次听到用时为,这个过程列车也向前运行了,所以为声音传播的路程与列车运行路程之和的一半,因此有
所以有,故B错误;
C.司机在听到回声,这时声音通过的路程与列车路程之比,即声音通过的路程是列车路程的4倍,故C正确;
D.根据上述分析可推得
若列车的速度加快,鸣笛声到达A的时间不变,司机听到回声的时间会变短,所以会增大,即会大于,故D正确。
本题选择判断错误的,故选B。
24.如图1的北京天坛回音壁是我国建筑史上一大奇迹。回音壁为半径32.5m的圆形建筑,三音石位于回音壁的圆心处,如图2所示,站在三音石上拍一下手掌,可以听到3个回声,其中第2个回声是由回音壁一次反射形成,第3个回声则是由回音壁两次反射形成。某次回声测试得到的声波信号记录如图3所示,从原声O开始计时,时听到第1个回声,时听到第2个回声,时听到第3个回声。结合上述材料回答问题。
测试时声音在空气中的传播速度是______m/s。接收到第3个回声的时间为______s。根据相关数据,推算第1个回声由______反射。
【答案】 325 0.4 东、西配殿
【解析】[1]第2个回声是由回音壁一次反射形成,因此走过的距离为2倍三音石到回音壁的距离,三音石到回音壁的距离,因此测试时声音在空气中的传播速度
[2]第3个回声则是由回音壁两次反射形成,即声音经回音壁反弹后经过三音石,再传播至另一侧回音壁后反弹回,则走过的距离为4倍三音石到回音壁的距离,因此接收到第3个回声的时间
[3],因此第1个回声点到三音石的距离
由图2可知,该距离约为东、西配殿到三音石的距离,因此推算出第1个回声由东、西配殿反射。
25.如图为一声速测量仪器的实验装置图,如表是使用说明书,阅读并回答问题。
使用说明书
(1)实验装置如图所示,甲、乙是声信号采集器。
(2)置位后用棒锤敲打铜铃,声音被甲、乙接收。
(3)液晶屏显示甲、乙接收到信号的时间差,单位为ms()。
(1)若把铜铃放在甲、乙的中点,则液晶显示屏的示数为____________ms。若将铜铃放到甲的左边,并与乙在一条直线上,当铜铃离甲变远,液晶显示屏的数值____________(选填“变大”、“变小”或“不变”)。若想验证温度越高,声速越大,他把铜铃固定放在甲的左边,然后加热甲、乙之间的空气,则液晶显示屏的数值将变____________。
(2)若声音以340m/s的速度向外传出,经过3s可以传多远?
(3)已知,,液晶显示屏上显示:10.000,则此时声速为多少m/s?
【答案】(1)0 不变 变小;(2);(3)
【解析】(1)若把铜铃放在甲、乙的中点,声音从铜铃传播到甲、乙的距离相等,声速相同,所以传播时间相同,时间差为0。
当铜铃离甲变远,声音到达甲、乙的时间差等于声音在甲、乙之间传播所用的时间,该距离不变,所以时间差不变。
温度越高,声速越大,则加热空气后,声速变大,而声音传播的路程差不变,时间差会变小。
(2)3s声音传播的距离
(3)声音传播的时间差等于路程差与声速的比值。路程差
时间差
此时声速
26.阅读短文,回答问题。
马赫数是飞行的速度和当地的音速的比值。空气中的音速在1个标准大气压和15℃的条件下约为。马赫数1即1倍音速,小于1表示比音速慢。大于1表示比音速快,马赫数大于5左右为超高音速;目前,国际上实现超高音速飞行的飞行器很少,洲际弹道导弹是其中之一。2025年9月3日,我国在纪念抗战胜利80周年阅兵式上首次公开展示东风5C液体燃料洲际弹道导弹,其射程达16000公里,打击范围覆盖全球,全时戒备,有效威慑。洲际导弹的发射过程一般要经历三个阶段:
助推段:导弹离开发射装置,通过3级助推器不断推进,迅速将导弹推至惊人的速度;
中程段:助推结束后,导弹穿越至近乎真空的空间环境,制导系统不断调整弹道;
再入段:瞄准后,导弹将10枚分导式弹头似天女散花般发射出去,以20马赫的速度各自飞向不同目标。
(1)洲际弹道导弹的主要特点是射程远、速度______________、技术复杂;
(2)导弹从发射到击中目标做的是______________运动(选填“匀速”或“变速”);
(3)20马赫=______________;
(4)已知甲、乙两地直线距离约为,假设该导弹从甲地发射,以20马赫(1个标准大气压和15℃的条件下)的速度前进,大约需要______________可以飞过乙地上空(假设发射后,导弹在同一水平方向运动)。
【答案】(1)快;(2)变速;(3)6800;(4)25
【解析】(1)根据短文信息,洲际弹道导弹属于超高音速飞行器,飞行速度远大于音速,因此其特点为射程远、速度快、技术复杂,该空填快。
(2)导弹飞行过程分为三个阶段,飞行过程中速度大小不断变化,还会调整弹道改变运动方向,因此速度是变化的,做变速运动。
(3)根据题意,马赫数是飞行速度与当地音速的比值,已知1标准大气压15℃下音速为,因此20马赫的速度为
(4)根据速度公式变形得,先统一单位
代入得,
换算为分钟为
27.阅读短文,回答问题。
建筑声学的杰作
如图为驰名中外的北京天坛中的一处建筑——圜丘(如图甲所示)。
圜丘在天坛公园的南部,是一座分成三层的圆形平台,每层周边都有汉白玉栏杆,每层平台的台面都由光滑的石板铺成。第三层中心是一块圆形大理石,俗称天心石或太极石。当你站在天心石上说话或唱歌时,你会觉得声音特别洪亮。但是站在天心石以外的人听起来,却没有这种感觉。这种奇妙的现象是声音反射造成的音响效果。圜丘第三层台面中心略高,四周微微向下倾斜。当有人在台中心喊叫一声,传向四周的声音有一部分被四周的石栏杆反射,射到稍有倾斜的台面后又反射到台中心,如图乙所示。因为圜丘第三层半径仅11.5m,从发声到回声返回中心约需0.07s,所以回声跟原来的声音混在一起,分辨不开,只觉得声音格外响亮,还使人觉得似乎有声音从地下传来。
(1)声音是由物体的______产生的,声音是以______的形式向外传播,站在天心石上说话或唱歌时,听到的声音格外响亮,是因为这是建筑师利用声音的反射,使______与原声混在一起,声音得到加强造成的音响效果。而我们人耳能分辨出两个声音的时间间隔应大于0.1s,则我们要想听到自己的回声,请计算障碍物离我们的距离至少是多少______?(声音在空气中的传播速度为)
(2)圜丘栏杆和栏板多由汉白玉堆砌,每层平台的台面铺成光滑的石板。从声学角度考虑,这些材料的选取也有利于增强声波的反射。当然对于相同的问题,不同场合需求会有所不同,大型会场、影院需要减弱对声音的反射以免影响听觉效果,你认为图丙中材料适合用于大型会场、影院等内墙装饰的有______(多选)
A.光滑大理石 B.毛毡
C.泡沫海绵 D.光滑木板
【答案】(1)振动 波 回声 17m;(2)BC
【解析】(1)一切声音都是由物体的振动产生的;
声音在介质中是以波的形式向外传播的;
圜丘天心石是因为声音被四周栏杆反射后形成回声,回声与原声到达人耳的时间间隔小于0.1s,人耳无法区分,回声与原声混在一起,使声音得到加强。
人耳能分辨出两个声音的时间间隔大于0.1s,回声是声音从人到障碍物再返回人耳,因此声音单程传播的时间为
根据速度公式得距离
因此障碍物离我们的距离至少为。
(2)大型会场、影院需要减弱声波反射,避免回声影响听觉,因此需要选择疏松多孔、吸声能力强的材料。光滑大理石、光滑木板表面光滑,会增强声波的反射,故AD不符合题意;毛毡和泡沫海绵质地疏松多孔,可以吸收声波,有效减弱声音的反射,符合内墙装饰的要求,故BC符合题意。
故选BC。
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