物理声学概念

一 声音的产生 1 声音是由物体的振动产生的 人靠声带振动发声 风声是空气振动发 声 管制乐器靠里面的空气柱振动发声 弦乐器靠弦振动发声 鼓靠鼓面振 动发声 钟靠钟振动发声 等等 2 振动停止 发生停止 但声音并没立即消失 因为原来发出的声音仍在 继续传播 3 发声体可以是固体 液体和气体 4 声音的振动可记录下来 并且可重新还原 唱片的制作 播放 二 声音的传播 1 声音的传播需要介质 固体 液体和气体都可以传播声音 声音在固体 中传播时损耗最少 在固体中传的最远 铁轨传声 一般情况下 声音在 固体中传得最快 气体中最慢 软木除外 2 真空不能传声 月球上 太空中 的宇航员只能通过无线电话交谈 3 声音以波 声波 的形式传播 注 有声音物体一定振动 有振动不一定能听见声音 4 声速 物体在每秒内传播的距离叫声速 单位是 m s 声音在空气中速 度为 340m s 5 声速的大小与介质的种类和介质的温度有关 三 回声 声音在传播过程中 遇到障碍物被反射回来 再传入人的耳朵里 人耳听到反射回来的声音叫回声 如 高山的回声 夏天雷声轰鸣不绝 北 京的天坛的回音壁 1 听见回声的条件 原声与回声之间的时间间隔在 0 1s 以上 人离障碍物 距离在 17 米以上 2 回声的利用 测量距离 2s vt 加强原声 1 测量长度的基本工具 刻度尺 国际单位 米 用字母符号 m 表示 单 位换算 2 刻度尺的正确使用 1 会认 认清刻度尺的零刻度线 量程 分度值 2 会选 根据所测物体的长度 选择合适量程和分度值的刻度尺 3 会放 把刻度尺刻度线紧贴被测物体 不能倾斜 4 会看 视线应与物 体所对的刻度线垂直 5 会读 要估读到分度值的下一位 6 会记 测量结果包括准确值 估读值和单位 数值和单位 3 长度测量的特殊方法 累积法 一张纸的厚度 化曲为直法 测铁路线 的长度 辅助工具法 测量硬币的直径 4 时间测量工具 秒表 国际单位 秒 用符号 s 表示 单位换算 5 误差 是指 测量值和真实值之间的差异 减小误差的方法有 多次测量取 平均值 选用精密测量仪器 改进测量方法 6 错误是由于不遵守仪器的使用规则 读数粗心造成的 错误可以 避免 而误差 不可以避免 只能减小 7 机械运动 把物体位置的变化叫做机械运动 机械运动是最简单的一种运 动形式 运动是宇宙中最普遍的现象 同一物体的运动还是静止 与选择的 参照物有关 如果物体对于参照物的位置发生了变化 我们就说物体是运动 的 反之物体就是静止的 所以物体的运动和静止具有 相对性 一 声音的发生与传播 1 一切发声的物体都在振动 用手按住发音的音叉 发音也停止 该 现象说明振动停止发声也停止 振动的物体叫声源 2 声音的传播需要介质 真空不能传声 在空气中 声音以看不见的 声波来传播 声波到达人耳 引起鼓膜振动 人就听到声音 3 声音在介质中的传播速度简称声速 一般情况下 v 固 v 液 v 气 声音在 15 空气中的传播速度是 340m s 合 1224km h 在真空中的传播速度 为 0m s 4 回声是由于声音在传播过程中遇到障碍物被反射回来而形成的 如 果回声到达人耳比原声晚 0 1s 以上人耳能把回声跟原声区分开来 此时障 碍物到听者的距离至少为 17m 在屋子里谈话比在旷野里听起来响亮 原 因是屋子空间比较小造成回声到达人耳比原声晚 不足 0 1s 最终回声和原 声混合在一起使原声加强 二 我们怎样听到声音 1 声音在耳朵里的传播途径 外界传来的声音引起鼓膜振动 这种振 动经听小骨及其他组织传给听觉神经 听觉神经把信号传给大脑 人就听到 了声音 2 耳聋 分为神经性耳聋和传导性耳聋 3 骨传导 声音的传导不仅仅可以用耳朵 还可以经头骨 颌骨传到 听觉神经 引起听觉 这种声音的传导方式叫做骨传导 一些失去听力的人 可以用这种方法听到声音 4 双耳效应 人有两只耳朵 而不是一只 声源到两只耳朵的距离一 般不同 声音传到两只耳朵的时刻 强弱及其他特征也就不同 这些差异就 是判断声源方向的重要基础 这就是双耳效应 三 乐音及三个特征 1 乐音是物体做规则振动时发出的声音 2 音调 人感觉到的声音的高低 用硬纸片在梳子齿上快划和慢划时可 以发现 划的快音调高 用同样大的力拨动粗细不同的橡皮筋时可以发现 橡皮筋振动快发声音调高 综合两个实验现象你得到的共同结论是 音调跟 发声体振动频率有关系 频率越高音调越高 频率越低音调越低 物体在 1s 振动的次数叫频率 物体振动越快频率越高 频率单位次 秒又记作 Hz 3 响度 人耳感受到的声音的大小 响度跟发生体的振幅和距发声距离 的远近有关 物体在振动时 偏离原来位置的最大距离叫振幅 振幅越大响 度越大 增大响度的主要方法是 减小声音的发散 4 音色 由物体本身决定 人们根据音色能够辨别乐器或区分人 5 区分乐音三要素 闻声知人 依据不同人的音色来判定 高声大叫 指响度 高音歌唱家 指音调 四 噪声的危害和控制 1 当代社会的四大污染 噪声污染 水污染 大气污染 固体废弃物污 染 2 物理学角度看 噪声是指发声体做无规则的杂乱无章的振动发出的声 音 环境保护的角度噪声是指妨碍人们正常休息 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 3 人们用分贝 dB 来划分声音等级 听觉下限 0dB 为保护听力应控 制噪声不超过 90dB 为保证工作学习 应控制噪声不超过 70dB 为保证休 息和睡眠应控制噪声不超过 50dB 4 减弱噪声的方法 在声源处减弱 在传播过程中减弱 在人耳处减弱 五 声的利用 可以利用声来传播信息和传递能量 1 填空题 1 声音在 15 空气中的传播速度是 340m s 传播 170m 距离所需的时间为 s 2 摩托车加上消音器是在 处减弱噪声 把门窗关上 是 在 处减弱噪声 掩耳盗铃 是在 处 减弱噪声 1 钓鱼时不能大声喧哗 因为鱼听到人声就会被吓走 这说明 A 只有空气能传播声音 B 空气和水都能传播声音 C 声音在水中的速度比在空气中的速度小 D 声音从空气传入水中 音调 发生了变化 2 下列四个句子 1 这首歌调太高 我唱不上去 2 引吭高歌 3 她是唱 高音的 4 请勿高声喧哗 其中 高 字指音调的是 A 1 2 B 2 4 C 1 3 D 3 4 3 关于声音的下列说法中 正确的是 A 发声的物体不一定在振动 B 声音可以在真空中传播 C 利用回声可以测海底的深度 D 声音在空气中比在水中传播的快 4 下列的实验和实例 能说明声音的产生或传播条件的一组是 在鼓面上放些碎纸屑 敲鼓时可观察到纸屑在不停地跳动 放在真空罩 里的手机当来电时 只见指示灯闪烁 听不见铃声 拿一张硬纸片 让它 在木梳齿上划过 一次快些 一次慢些 比较两次的不同 锣发声时用手 按住锣 锣声就消失了 A B C D 5 在图 1 给出的城市道路交通标志中 表示 禁止鸣笛 的是 6 正在拉二胡的一位同学不断用手指去控制琴弦 这样做的目的是 A 使二胡发出不同的音调 B 为了获得更好的音色 C 为了获得更大的响度 D 阻止琴弦振动发音 7 一场大雪过后 人们会感到外面万籁俱静 究其原因 你认为正确的是 A 可能是大雪后 行驶的车辆减少 噪声减小 B 可能是大雪蓬松且多孔 对噪声有吸收作用 C 可能是大雪后 大地银装素裹 噪声被反射 D 可能是大雪后气温较低 噪声传播速度变慢 8 图 2 中 老师用同样的力吹一根吸管 并将它不断剪短 他在研究声音 的 A 响度与吸管长短的关系 B 音调与吸管材料的关系 C 音调与吸管长短的关系 D 音色与吸管材料的关系 9 小白兔能分辨出门外不是自己的外婆 如图 3 主要是依据声音的 A 响度 B 音色 C 音调 D 频率 10 人能感受的声音频率有一定的范围 大多数人能够听到的声音的频率范 围大约是 20 20000 次每秒 人们把低于 20 次每秒的声音叫次声波 把高于 2000 次每秒的声音叫超声波 大象进行交流的 声音 是一种次声波 人 类听不到大象的 声音 是因为 A 大象发出的声音太小 B 次声波无法传到人耳 C 次声波的频率大于 20000 次每秒 D 次声波的频率小于 2 次每秒 一 选择题 1 下面关于声现象的一些叙述 其中正确的是 A 只要物体在振动 我们就一定能够听到声音 B 太空中的宇航员可以直接用语言交流 C 雷声是由于空气振动发声的 D 狗趴在地上睡觉 耳朵贴着地面 很容易发觉人走动 是因为狗的耳朵 特别灵敏 2 蝴蝶在飞行时不停地扇动翅膀 但我们不能听到蝴蝶飞行的声音 这是 因为 A 人耳有故障 B 翅膀振动发出的声波响度不够大 C 翅膀振动不产生声波 D 翅膀振动的频率比较小 3 能说明 液体可以传播声音 的事例是 A 我们听到雨滴打在雨伞上的 嗒嗒 声 B 我们听到树枝上小鸟的 唧唧 声 C 将要上钩的与被岸边的说话声吓跑 D 人在小溪边听到 哗哗 的流 水声 4 正在拉二胡的一位同学不断用手指去控制琴弦 这样做的目的是 A 使二胡发出不同的音调 B 为了获得更好的音色 C 为了获得更大的响度 D 阻止琴弦振动发声 5 甲同学在一根较长的注满水的水管的一端用石头敲击一次 乙同学在水 管的另一端用耳朵贴着水管听声 乙同学听到的声音次数是 A 一次 B 两次 C 三次 D 四次 6 女高音歌唱家 和 男高音歌唱家 这里的 高 和 低 指的是 A 音调 B 响度 C 音色 D 都有可能 二 填空题 1 声是由物体的 振动 产生的 声的传播需要 2 声速跟介质的种类有关 还跟介质的 温度 有关 15 时空气中的声 速是 m s 3 声音三个特性为 音调的高低由发声体的 频率 决 定 响度是由声源的 振幅 决定的 4 控制噪声要从 三个方面入手 5 蝴蝶的翅膀每秒钟振动五 六次 它所发出的生硬低于 20 Hz 为 波 而海豚能能发出振动频率高于 20 000 Hz 的声音 为 波 上述两种 频率的声音 人耳 听见 都能 或 都不能 6 科学工作者为了探测海底某处的深度 向海底垂直发射超声波 经 过 4s 接收到回波信号 海洋中该处的深度是 m 声音在海水中的传播速度 是 1500m s 这种方法不能用来探测月球与地球之间的距离 其原因是 7 蛇是一种可怕的动物 经常将头帖子地面上 对外界声音的刺激非常 灵敏 但蛇没有耳朵 它利用 方式来 倾听 敌人的声音 1 一列火车以 20m s 的速度在平直的铁轨上匀速行驶 鸣笛后 2s 内收到 前方障碍物反射回来的声音 此时司机立即刹车 问刹车处司机距障碍物多 远 答案 320m 二 填空题 每空 1 分 共 25 分 11 男同学说话声音 低沉 是指男同学声音的 低 这是因为男同 学说话时 声带振动比较 的缘故 第一节长度和时间的测量 一 长度单位 1 在国际单位制中 长度的基本单位是米 m 2 常用的长度单位还有千米 km 分米 dm 厘米 cm 毫米 mm 微米 um 纳米 nm 等 3 单位换算书上查找 二 长度的测量 1 长度的常用测量工具有刻度尺 三角板 卷尺等 2 如果需要更精确的测量 可选用游标卡尺 螺旋测微器等 3 使用刻度尺测量长度时的注意事项 1 使用前要观察刻度尺的分度值 量程以及零刻线是否被磨损 2 正确放置刻度尺 零刻线对准被测长度的一端 有刻度线的一 边要紧 靠被测物体且与被测长度保持平行 不能歪斜 3 读数时 视线要正对刻度线 4 记录数据要有数字和单位 没有单位的记录是毫无意义的 要 估读到 最小刻度的下一位 三 时间的测量 1 在国际单位制中 时间的基本单位是秒 s 常用单位还有分 钟 min 小时 h 等 1h 60min 1min 60s 2 在现代生活中 通常用钟 表测量时间 实验室和运动场常用停表测 量时间 四 误差 1 受所用仪器和测量方法的限制 测量值和与真实值之间总会存在差异 这个差异就叫做误差 2 通过多次测量求平均值 尽量选用精密的测量工具 改进测量方法等 都可以减小误差 但不能消除误差 3 误差不是错误 测量错误是由于不遵守仪器使用规则或读数时粗心等 造成的 是不应该发生的 是能够避免的 五 国际单位制 1 测量某个物理量时用来进行比较的标准量叫单位 2 国际计量组织制定了一套国际统一的单位 叫国际单位制 简称 SI 3 我国的法定计量单位是以国际单位制为基础的 第二节 运动的描述 一 机械运动 1 物体位置的变化叫做机械运动 2 运动是宇宙中最普遍的现象 宇宙中的万物都在以各种不同的形式运动 者 二 参照物 1 事先选定的 衡量被研究物体的位置是否改变的 作为参考标准 的物体叫参照物 2 参照物是人为假定不动的物体 参照物的选择是任意的 为研究 方便 一般选地面或地面上静止的物体为参照物 3 同一物体 选择的参照物不同 其运动状况也不同 物体的运动 或静止都是相对参照物而言的 三 判断物体运动状态的方法 1 确定研究对象 2 根据研究需要 选取合适的参照物 假定该物体不动 3 分析研究对象相对于参照物是否发生了位置变化 有变化则是运 动的 无变化则是静止的 第三节 运动的快慢 一 速度 1 路程与时间之比叫做速度 用 S 表示路程 用 t 表示时间 用 v 表示速 度 则速度公式为 v S t 2 速度是描述物体运动快慢的物理量 3 速度单位由长度单位和时间单位组合而成 它的基本单位是米每秒 m s 常用单位还有千米每小时 km h 1m s 3 6km h 二 匀速直线运动和变速直线运动 1 物体做机械运动 按照运动路线的曲直可分为直线运动和曲线运动 在 直线运动中 按照速度是否变化 又分为匀速直线运动和变速直线运动 2 物体沿直线且速度不变的运动叫做匀速直线运动 3 物体做匀速直线运动时 运动方向 速度大小始终保持不变 4 在相等的时间内通过的路程不相等的直线运动叫做变速直线运动 5 物体通过的某段路程 s 跟通过这段路程所用的时间 t 之比 叫做 这段路程上的平均速度 即 v s t 第四节测平均速度 1 原理 从速度公式 v s t 可知 测出了物体运动的路程 s 和通过这段路程 所用的时间 t 就可以算出物体在这段时间内的平均速度 2 在日常生活 生产中 我们通常用刻度尺 卷尺等工具来测量长度 在 工业生产和科学研究中 还会用到其他一些技术来测量距离 如超声波测距 等 一 选择题 1 小明同学用刻度尺测出一个物体的长度为 172 5 mm 下面物体中最接近 这个数值的是 A 物理课本的厚度 B 一根粉笔的长度 C 黑板的长度 D 饮水杯的高度 2 使用一个刚从冰箱里拿出来的毫米刻度尺去测量一个机器零件的长度 这样测量的结果将会 A 偏大 B 偏小 C 正常 D 无法比较 3 关于机械运动的概念 下列说法错误的是 A 平常所说的运动和静止都是相对于参照物来说的 B 所谓参照物就是我们假设不动的物体 以它作为参考研究其它物体运动 情况 C 选取不同的参照物来描述同一物体的运动 其结果可以是不同的 D 研究物体运动 选择地面做参照物最适宜 因为地面是真正不动的物 体 4 坐在行驶着的列车中的乘客 我们说他是静止的 是以下列哪个物体为 参照物 A 路边的树木 B 走动的列车员 C 停在车站上的另一辆车 D 火车 车箱 5 甲看到 路旁树木向东运动 乙看到 甲静止不动 若以地面为参照物 应当是 A 甲向西 乙向东运动 B 甲向东 乙向西运 C 甲乙都向东运动 D 甲乙都向西运动 6 我们观看百米赛跑时 判断谁跑得快的根据是 A 速度的大小 B 跑完相同的距离需要时间的多少 C 在相同的时间内 跑 过的距离的长短 D 跑过相同的距离比较平均速度的大小 7 甲物体以乙物体为参照物是静止的 甲物体以丙物体为参照物是运动的 那么以丙物体为参照物的乙物体是 A 可能运动 B 一定运动 C 可能静止 D 以上结论都可成立 8 作匀速直线运动的物体 8 秒内通过的路程是 20 米 它在第 4 秒内的速 度是 A 2 5 米 秒 B 20 米 秒 C 5 米 秒 D 8 米 秒 9 一个运动物体在前 2 秒内的平均速度是 3 米 秒 后 3 秒内的平均速度是 5 米 秒 则它在 5 秒内的平均速度是 A 等于 4 米 秒 B 小于 5 米 秒而大于 3 米 秒 C 等于 5 米 D 大于 5 米 秒 10 课外活动时 小明和小华均在操作上沿直线进行跑步训练 在某次训练 中 他们通过的路程和时间的关系如图 2 所示 则下列