第二章 声现象 知识清单 2026-2027学年人教版八年级上册物理

人教版八年级上册物理第二章知识清单 本章从“听”讲起：声音怎么发出来、怎么传到耳朵里；同样是人声，为什么有的尖细有的低沉，有的响亮有的微弱；声音能帮我们干什么，又会带来什么麻烦，该怎么管住它。四节知识课加一节实践课，概念多、计算少。复习时把音调、响度、音色三个特性分清，把真空罩、钢尺、音叉乒乓球这几个实验说透，主干就抓住了。 第1节 声音的产生与传播 一、声音怎么产生的 声音由物体振动产生。振动就是物体在某一位置附近来回往复运动。一切正在发声的物体都在振动。固体、液体、气体都能振动发声，也都能成为声源。 常见的发声部位要分清：鼓、锣靠被敲击面振动；二胡、小提琴靠弦振动；长笛、箫靠管内空气柱振动；往暖水瓶灌水，声音也是空气柱振动来的；人说话靠声带振动。说声源时要指出具体振动的那部分，不能笼统说“人说话时声源是人”。 有两处容易说反。振动停止，发声也停止，但不能说“振动停止，声音也消失”——已经发出去的声音还会在介质里继续传。一切发声都在振动，但振动不一定看得见、听得到。音叉振动很微小，得靠转换法显示；超声波和次声波不在人的听觉范围内，也听不到。 二、声音怎么传播 声音传播需要介质。固体、液体、气体都能传声，真空不能传声。 教材实验是把正在发声的小电铃放玻璃罩里，逐渐抽出空气，声音变小；再让空气进去，声音又变大。很难抽成绝对真空，所以“真空不能传声”是在这个实验基础上推理出来的，叫实验推理法。答题时别写成“实验直接证明了真空不能传声”。 声音在介质中以声波形式传播，传播的同时也传递能量。 三、声速 声音在介质中传播的速度叫声速。声速跟介质种类和温度有关。 一般情况下，固体中最快，液体次之，气体最慢，即 v固 > v液 > v气。15 ℃空气中声速是340 m/s，这个温度条件不能丢。同种介质中，温度越高声速越大。 这能解释几个常见现象：耳朵贴铁轨能更早听到远处火车声；长水管一端敲一下，另一端可能听到几次声音，因为声音先后通过管壁、水、空气传来，速度不同。 四、我们怎样听到声音 外界声音引起鼓膜振动，振动经听小骨等传给听觉神经，听觉神经把信号传给大脑，人就听到了。 声音通过头骨、颌骨也能传到听觉神经引起听觉，这叫骨传导。骨传导不经过鼓膜和听小骨，所以鼓膜、听小骨受损但听觉神经正常的人，可以靠骨传导听到声音；听觉神经坏了，骨传导也补不回来。 第2节 声音的特性 声音有三个特性：音调、响度、音色。三者各由什么决定、不能混用，这一节就围绕这三点展开。 一、音调 音调指声音高低。听起来尖脆的音调高，低沉的音调低。 音调由发声体振动频率决定。频率是物体每秒振动次数，用 f 表示，单位赫兹，符号 Hz。频率越高音调越高，频率越低音调越低。 探究音调与频率关系的实验：把钢尺紧按在桌面上，一端伸出桌边，拨动钢尺，听声音，同时注意钢尺振动快慢；改变伸出长度，用大小相同的力再拨一次。伸出越长，振动越慢，频率越低，音调越低。实验时必须控制两次振幅大致相同，这是控制变量法。 影响音调的因素可以归成一句：相同条件下，发声体越短、越细、越紧、振动越快，频率越高，音调越高。吉他弦调紧、管乐器空气柱变短，音调都会升高。用硬卡片以相同速度拨疏密不同的梳齿，齿密的振动快，音调也高，道理一样。 二、超声波和次声波 多数人能听到的频率范围约 20 Hz～20000 Hz。高于20000 Hz叫超声波，低于20 Hz叫次声波。超声和次声说的是频率超出听觉范围，不是响度大小。 这解释了两件事：蝴蝶翅膀振动慢，发出次声波，人听不到；蚊子翅膀振动快，在听觉范围内，所以能听到。狗突然警觉起来，是因为狗的听觉范围比人宽。 三、响度 响度指声音强弱（大小）。物体振动时偏离原来位置的最大距离叫振幅。响度跟振幅有关，振幅越大响度越大；还跟距离发声体远近有关，距离越远听到的响度越小。 演示实验：悬挂的乒乓球接触正在发声的音叉，球被弹开；把发声的音叉插进水里，水面溅起水花。用大小不同的力敲同一个音叉，力越大，振幅越大，球弹得越远，声音越响。音叉振动不好直接看，借球弹开的幅度放大显示，这是转换法。 喊话时把手拢在嘴边、医生用听诊器，都是减少声音分散，让响度更大。 四、音色 音色反映声音的品质与特色，由发声体材料和结构决定。不同发声体即使音调和响度相同，听起来仍有区别，就是音色不同。“闻其声而知其人”、区分钢琴和小提琴、拍西瓜判断生熟，靠的都是音色。 五、从波形图区分三要素 把声音信号输入示波器得到波形图。看图分三个方向： 看疏密——相同时间内振动次数越多，波形越密，频率越高，音调越高；看高低——波离开中心线距离越大，振幅越大，响度越大；看形状——波的整体形状不同，说明发声体不同，即音色不同。 音调相同的不同乐器，波形疏密相同、振幅也可能相同，但形状不同。三要素在图上要分开读，不能只看一个方面就下结论。 第3节 声的利用 声的利用分两条线：传递信息和传递能量。题目给的实例属于哪一条，是这一节最常见的判断。 一、声可以传递信息 蝙蝠飞行时一边前进一边发超声波，声波碰到墙壁或昆虫反射回来，根据回声方位和时间确定目标位置和距离，这叫回声定位。根据这个原理，科学家制成了声呐，可以探测海底深度、鱼群位置。 医生做B超，通过人体内部反射的超声波呈现脏器情况；铁路工人敲钢轨，从异常声音发现松动螺栓；这些都属于声传递信息。 自然现象也带声的信息：地震、火山爆发、海啸、风暴、核爆炸都伴有次声波。次声波传得远、能量损失小，监测次声波可以测定这些事件的强度和位置。大象用人类听不到的低频声音远距离交流，靠的也是声传递信息。 二、声可以传递能量 扬声器对准点燃的蜡烛播放较强声音，烛焰晃动，说明声波能使物体振动、能做功；超声波清洗眼镜、钟表等精密器件；外科医生用超声波粉碎结石；超声波使水雾化制成加湿器。这些都属于声传递能量。 判断归类有个简便说法：结果是“知道了什么”，是传递信息；结果是“改变了什么”，是传递能量。 三、回声测距离 声波碰到障碍物会反射，反射回来传入人耳的声音叫回声。声波从发出到接收要经过“去”和“回”两段路程。若从发出到接收回声的时间为 t，介质中声速为 v，则单程距离 s = v·t ÷ 2。 列式前先确认题里的 t 是往返总时间还是单程时间。把单程时间当总时间、或者漏掉除以2，是这类计算最常见的错误。 第4节 噪声的危害和控制 一、噪声的两种说法 从物理学角度看，噪声是发声体做无规则振动时发出的声音，波形杂乱无章。 从环境保护角度看，凡是妨碍人们正常休息、学习和工作的声音，以及对人们要听的声音起干扰作用的声音，都属于噪声。 两个角度都要会用。乐音波形有规律，可如果在深夜居民区演奏，从环保角度看它仍然是噪声。所以“好听的音乐一定不是噪声”这种说法是错的。 二、噪声的来源 主要有四类：工业噪声（机器运转振动、切割、摩擦、锻造的声音），交通运输噪声（引擎声、汽笛声、刹车声），施工噪声（搅拌机、打桩机、切割机的声音），社会生活噪声（娱乐场所音乐声、商店和集贸市场叫卖声、公共场所喧哗）。 三、声音强弱的等级 人们以分贝（符号dB）为单位表示声音强弱等级。要记住几个界线： 0 dB是人刚刚能听到的最微弱声音，即听觉下限；30～40 dB是较为理想的安静环境；为保证休息和睡眠，声音不能超过50 dB；为保证工作和学习，不能超过70 dB；为保护听力，不能超过90 dB；突然暴露在高达150 dB的噪声环境中，鼓膜会破裂出血，双耳完全失去听力。 0 dB并不表示物体不振动，只表示声音弱到人耳听觉下限。城市道路旁常见的噪声监测仪，显示的是当时当地声音强弱等级，单位是分贝；它只能监测，本身不能减弱噪声。 四、噪声的危害 可以归成三类：心理上使人烦躁、精力不集中、妨碍睡眠和休息；生理上短时间处于强噪声中会听力迟钝，长期处于强噪声中会损伤听力，并引发神经衰弱、头痛、高血压等疾病，极强的噪声还可能致人休克甚至死亡；物理上高强度的噪声还能损坏建筑物和仪器设备。 五、控制噪声的三条途径 声音从产生到引起听觉要经历三个阶段：声源振动、介质传播、鼓膜振动。控制噪声就分三条途径： 在声源处减弱，防止噪声产生，如汽车摩托车安装消声器、市区禁止鸣笛、公共场所禁止大声喧哗； 在传播过程中减弱，阻断噪声传播，如道路两旁植树种草、安装隔声板、教室换双层玻璃、关闭门窗； 在人耳处减弱，防止噪声进入耳朵，如戴耳罩、用手捂住耳朵。 做题时看动作加在哪里：作用在发声物体上属于声源处，作用在传播路径上属于传播过程中，作用在接收者身上属于人耳处。“戴防噪声耳罩”是人耳处，“换双层玻璃”是传播过程中，“禁止鸣笛”是声源处。 第5节 跨学科实践：制作隔音房间模型 一、任务是什么 制作一个隔音房间的简易模型，并测试它的隔音性能。情境是家里练琴、琴行营业会干扰别人，正式改造房间之前，先用模型检验方案是否可行、是否经济。 二、动手之前想清楚四个问题 第一，用什么充当“房间”。选生活中容易得到、安全环保、便于裁切的物品，比如鞋盒或包装盒，并在盒上镂出门和窗。 第二，用什么做隔音材料。既要求隔音性能好，又要尽量减少材料厚度，最大限度保住“房间”内部空间，同时考虑材料是否易得、是否安全环保。厚而密实的材料主要通过反射声波来隔声，蓬松多孔的材料能吸收声音、减弱声音在室内的反复反射，实际制作中常常把两者配合使用。 第三，声音从哪里传到外面，材料应该放在什么位置。声音既通过墙体、门窗、顶部这些固体传出去，也从门缝、窗缝里的空气漏出去，所以盒内四壁和顶面都要处理，接缝处要封严，只贴其中一面往往看不出效果。 第四，怎样测试隔音性能。把一只闹钟放入盒中作为声源，先用分贝仪测出未作隔音处理时铃声的强弱，再把隔音材料装好，测出经过隔音处理后铃声的强弱，比较前后两次测量的差别来评估模型的隔音性能。 三、测试时的注意事项 最要紧的是控制变量。前后两次测量必须使用同一个声源、同样的音量、同样的摆放位置，测量仪器与房间模型的距离保持不变，环境背景噪声也尽量相同，改变的因素只有“是否使用隔音材料、使用哪种材料”这一项。 对同一种材料最好多测几次取平均值，减小偶然性。要比较几种材料谁的隔音性能好，各材料厚度还应大致相同，否则比较出来的是厚度在起作用，而不是材料本身。 四、展示交流与改进 可以从隔音性能、空间占用率、材料是否易得、是否安全环保几个方面评价自己的模型，再听取其他小组意见，找出薄弱部位（通常是门缝和边角）加以改进，比如增加密封、更换材料，或者改用几层不同材料组合的结构。 真正使用隔音房间时还要注意：合理控制音量、安排好使用时间，既不打扰别人，也保护自己的听力；房间比较密闭，要留意通风和消防安全；定期检查隔音材料有没有损坏。 复习与提高 一、几个必须记住的数和结论 15 ℃空气中声速340 m/s；作为数量级参考，常温水中约1500 m/s，钢铁中约5000 m/s，都比空气大得多。多数人听觉频率范围约20 Hz～20000 Hz，高于20000 Hz是超声波，低于20 Hz是次声波；0 dB是听觉下限，30～40 dB是较为理想的安静环境，休息和睡眠不超过50 dB，工作和学习不超过70 dB，保护听力不超过90 dB，150 dB会使鼓膜破裂出血。 一句话结论：声音由振动产生，振动停止发声停止；传播需要介质，真空不能传声；声速由介质种类和温度决定；音调由频率决定，响度由振幅和距离决定，音色由发声体材料和结构决定；声波既能传递信息又能传递能量；控制噪声分声源处、传播过程中、人耳处三条途径。 二、本章学到的物理方法 转换法：音叉振动不易观察，用乒乓球被弹开的幅度显示出来。 控制变量法：探究音调与频率关系时，改变钢尺伸出长度，同时保持拨动力度相同；比较不同材料隔音性能时，保持声源、距离、环境相同。 实验推理法：玻璃罩内空气越少声音越小，由此推理出真空不能传声。 图像法：把声音信号输入示波器得到波形图，用图线疏密、高低和形状分别反映频率、振幅和音色。 三、易错点自查 1. 把“振动停止，声音也消失”当成正确说法。振动停止只是不再发声，已经发出的声音仍在传播。 2. 认为物体一振动就一定能听到声音。听不到可能是频率不在听觉范围内，也可能是响度过小，还可能缺少介质。 3. 把0 dB理解成“物体不振动”。0 dB是人刚刚能听到的最微弱声音。 4. 把音调和响度混起来。“引吭高歌”“震耳欲聋”说的是响度大，“男低音”“女高音”“尖声细语”说的是音调高低。 5. 认为超声波是“响度特别大的声音”。超声波指的是频率高，与响度无关。 6. 认为声音在真空中也能传播，或者把道路旁的噪声监测仪当成减弱噪声的措施。声音传播必须靠介质；监测仪显示的只是当时声音强弱等级，本身不能降噪。 7. 认为优美的音乐一定不是噪声。从环保角度看，妨碍人们休息和学习的音乐就是噪声。 8. 记340 m/s时丢掉“15 ℃的空气”这个条件，或忘了声速还与介质种类和温度有关。 9. 回声测距离时忘记把时间除以2，或者把往返总时间当成单程时间。 10. 判断控制噪声途径时找错作用点，把“戴耳罩”归到传播过程中。 11. 把真空罩实验说成“实验直接证明了真空不能传声”，忽略了推理环节。 12. 做钢尺实验时，改变伸出长度的同时又改变了拨动力度，控制变量没做好。 13. 说“响度越大音调越高”，或者以为振幅影响音调。振幅影响响度，频率影响音调。 四、常见题型思路 辨析特性题：先确定题目问的是哪个特性。出现“高低、尖细、低沉、频率”往音调想；出现“大小、强弱、震耳欲聋”往响度想；出现“分辨是谁、分辨什么乐器”往音色想。 实验题：按器材、步骤、现象、结论四部分作答，并交代用到的方法——音叉配乒乓球是转换法，钢尺配桌面是控制变量法，真空罩是实验推理法。 波形图题：横看疏密定音调，竖看高低定响度，整体看形状定音色。 声的利用分类题：看结果是“知道了什么”还是“改变了什么”。测海底深度、发现病灶、判断螺栓松动属于信息；清洗器件、粉碎结石、使烛焰晃动属于能量。 回声计算题：先想清声波往返过程，确认已知的是总时间还是单程时间，再用 s = v·t ÷ 2 计算，结果带上单位。 五、本章概念关系 声现象的骨架是这样一条线：物体振动产生声音——通过介质以声波形式传播——按介质种类和温度有不同的声速——最后进入人耳引起听觉。声音有三个特性：音调、响度、音色；声波能做两件事：传递信息和传递能量。当声音妨碍了人，它就成了噪声，可以从声源处、传播过程中、人耳处三个环节中的任意一个去控制。第5节的隔音房间模型，正是把这条线倒过来用：先弄清声音从振动出发、靠介质传播，才能想明白该在哪些位置、用什么材料去阻断它。 第二章概念多、计算少，把三个特性分清、几个经典实验说透，主干就抓住了。易错点里“振动停止声音也消失”“0 dB”“回声忘记除以2”这几条考试最容易丢分，多看两眼。 学科网（北京）股份有限公司 $