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文档简介
第二章声现象
第1节声音的产生与传播
知识点一、声音的产生
1、声源:正在发声的物体。固体、液体、气体都可以因振动而发声,因此都可以作为
声源。
2、声音的产生:声音是由物体振动产生的。声音不能凭空产生,发声体一定在振动。
(1)振动停止,发生停止,但发出的声音还会继续传播。
(2)一切固体、液体和气体都可以发声。
3、声音的记录(保存)
(1)如果将发声体的振动记录下来,需要时再让物体按照记录下来的振动规律去振动,
就会产生与原来一样的声音,这样就可以将声音保存下来。
(2)记录的方法:机械记录、磁记录、光记录、存储卡记录等。如早期的机械唱片,磁带,激
光唱盘、光盘,mp3,mp4等。
4、几种常见动物或乐器的发声部位:
(1)动物:嵋蛔一一翅膀的相互摩擦而发声;蝴蝶、蚊子一一翅膀振动发声;蝉一一
腹部的鼓膜振动发声;鸟一一鸣膜振动发声。
(2)乐器:
①拨弦乐器:竖琴(Harp)、吉他(Guitar)、古琴、琵琶、筝;
②拉弦乐器:小提琴(Violin)、中提琴(Viola)、大提琴(Cello)、倍低音提琴(DoubleBass)、
二胡;
③击弦乐器:扬琴一一琴弦振动发声;
④打击乐器:鼓---鼓面振动发声;
⑤其他乐器:箫一一空气柱的振动发声;笛一一边棱音发声方式,即气流在管内碰撞
而发出声音,并由共鸣管产生共鸣;口琴一一金属簧片振动发声:喷呐一一植物喷呐嘴的两片
似扇形的叶片振动发声。
典例1、国家级非物质文化遗产莆仙十音八乐,是莆田地区传统的民间说唱曲种,也是器乐演奏的
乐种。下列哪种乐器的发声体与其它三种不同()
【答案】A
【解析】铜锣发声时是由锣面的振动产生的,而嗔呐、笙、竹笛,它们发声时都是由空气柱的振动
产生的,这三种乐器的发声体是相同的。故A符合题意,BCD不符合题意。
故选Ao
典例2、(23-24八年级上•江苏无锡•阶段练习)写出下列各种声音的声源。
(1)悠扬的短笛声:;
(2)《黄河大合唱》中的歌词“风在吼,马在叫,黄河在咆哮”,这里的“咆哮”的声源是。
【答案】空气柱黄河水
【解析】(1)口]悠扬的短笛声的声源是短笛内空气柱的振动发声。
(2)[2]《黄河大合唱》中的歌词“风在吼,马在叫,“马在叫”的声源是马的声带;“黄河在咆哮”的
声源是黄河水。
典例3、(2023•甘肃武威•中考真题)发声的音叉放入水中溅出水花,说明声音是由于物体
产生的,物理学中把这种研究方法叫做(选填"等效替代法”、“转换法”或“控制变量法”)。
【答案】振动转换法
【解析】[1]发声的音叉放入水中溅出水花,是因为音叉振动使得水花溅出,说明声音是由于物体振
动产生的。
⑵将不易于观察的音叉的振动转换为易于观察的溅起的水花,这种研究方法叫做转换法。
典例4、(23-24八年级上•山东东营•阶段练习)如图所示的现象说明:正在发声的物体都在
物理学中把这种研究问题的方法叫做法。
敲敲时纸屑扬声器发声时发声的音叉
上下跳动小纸片上下跳动激起水花
【答案】振动转换
【解析】[1]敲鼓时,纸屑上下跳动;扬声器发声时,小纸片上下跳动;发声的音叉振动激起水花,
这些都可以说明发声体在振动。
[2]借助于纸屑、小纸片、水的振动,验证鼓面、扬声器、音叉在振动,物理学中把不易观察的现象
转化成容易观察的现象去研究的方法称为转换法。
知识点二、声音的传播
1、介质:声音的传播需要物质,物理学中把这样的物质叫介质。
(1)一切固体、液体和气体都可以作为传声的介质。
(2)一般情况下,固体传声效果最好,液体次之,气体传声效果最差。
(3)通常情况下,人耳听到的声音都是通过传播的。
2、声音传播的条件:
(1)声源产生声音;
(2)具有传声的介质。
3、真空不能传声。太空中依靠电磁波传递信息。
4、声音以波的形式向外传播。
5、人耳感知声音的基本过程:外界通过空气传来的声音引起鼓膜振动,通过听小骨及其他
组织把信号传给听觉神经,听觉神经再把信号传给大脑,人就听到声音。
6、骨传导:声音还可以通过头骨、颌骨传到听觉神经,引起听觉,叫骨传声。
7、人耳听到声音的条件:
(1)声源发出声音;
(2)有介质传递声音;
(3)声音能引起人耳的感知;
(4)人耳的听觉正常。
典例5、甲同学将耳朵贴在装满水的长铁管的一端,乙同学在另一端敲打铁管一次,甲同学听到几
次声音()
A.1次B.2次C.3次D.4次
【答案】C
【解析】在另一端敲击后,声音会同时沿着固体铁、液体水、空气传向另一端。因声音在这三种介
质中的传播速度不同,所以声音到达耳朵的时间就不同,听到的第一声是通过铁管传过去的,第二
声是通过水传播的,第三声是通过空气传播的,共听到3次声音。故ABD不符合题意,C符合题意。
故选Co
典例6、(23-24八年级上•广东珠海•阶段练习)2023年5月,如图所示的国产大飞机C919首次执
飞,此次航班从上海起飞,在首都机场平稳降落,周围观看的人们听到飞机的声音是通过传过
来的;在月球上,宇航员只能通过无线电对话交谈,这是因为声音的传播需要,声音在
中不能传播。
【答案】空气介质真空
【解析】[1]声音的传播需要介质,人们听到飞机的声音是通过空气传入人耳的。
[2][3]月球所在的环境是真空,声音的传播需要介质,而真空不能传声,所以宇航员只能通过无线电
对话交谈。
典例7、(23-24八年级上•海南海口•阶段练习)如图所示,小红与小刚用细棉线连接了两个纸杯,
制成了一个“电话”。
(1)他们用“电话”能实现10m间的通话,这表明(选填“固”“液”或“气”)体能够传声;
(2)在用土电话时,小红用手捏住线的某一部分,小刚就听不到声音了,这是由于手阻止了线的_
使声音无法通过线来传播;
(3)如果改用细金属丝连接土电话,小红以同样的响度讲话,但小刚听到的声音要大些。这一实验
现象表明:不同介质传声效果(选填“相同”或“不同”)。
【答案】固振动不同
【解析】(1)[1]细棉线是固体,能实现通话,说明固体也是传声的一种介质。
(2)⑵另一个同学用手捏住线上的某一部分,手阻止了线的振动,振动停止,发声也停止,故无法
产生声音。
(3)[3]相距同样远,且说话的响度也相同,但改用金属丝连接土电话,听到的声音大,说明金属丝
的传声性能比棉线的好,不同介质传声效果不同。
典例8、(23-24八年级上•福建龙岩•阶段练习)小明为了探究声音传播的特点做了如下实验。
甲乙丙
(1)如图甲,小明把衣架挂在细绳中央,将细绳绕在食指上,并用食指堵住双耳,请另一位同学敲
击衣架,小明能听到衣架发出的声音,该实验说明可以传播声音;
(2)小明继续实验,将正在发声的手机装入塑料袋,扎紧袋口后用细线悬挂在水中,如图乙所示,
他听到了手机的音乐声,说明可以传播声音;
(3)如图丙将正在发声的手机放在连有抽气机的密闭玻璃瓶内,在用抽气机把玻璃罩内的空气逐渐
抽出的过程中,所听到的声音将会逐渐;然后再向玻璃罩内逐渐放气的过程中,所听到的声音
将会逐渐(以上两空选填“增大”或“减小”)。推理可知:声音(填“可以”或“不可以”)在
真空中传播。
【答案】固体液体减小增大不可以
【详解】(1)[1]用食指堵住双耳,仍然可以听到敲击衣架的声音,说明声音不是通过空气传入耳朵
的,而是通过衣架、细绳传入耳朵,说明固体可以传声。
(2)[2]将正在发声的手机装入塑料袋,扎紧袋口后用细线悬挂在水中,仍能听到水中手机的声音,
声音是通过水传播的,说明液体可以传播声音。
(3)[3][4]用抽气机把玻璃罩内的空气逐渐抽出的过程中,玻璃罩内的空气越来越稀薄,所听到的
声音将会逐渐减小;向玻璃罩内逐渐放气的过程中,玻璃罩的空气越来越多,所听到的声音将会逐
渐增大。
[5]由以上现象可以推断:假如把玻璃罩内的空气全部抽出,里面就没有了介质,形成真空,我们将
听不到手机的音乐声,说明声音不可以在真空中传播,声音的传播需要介质。
知识点三、声速
1、声速:
(1)定义:声音传播的快慢。
(2)大小:
①声音在某种介质中单位时间内传播的距离。
②一般情况下,声音在固体中传播的速度最大,液体中次之,气体中传播的速度最
小;声速的大小还与介质的温度有关。
2、一些介质中的声速
介质声速(m's-1)介质声速(m・s-i)
空气(0℃)331海水(25℃)1531
空气(15℃)340冰3230
空气(25℃)346铜(棒)3750
软木500大理石3810
煤油(25℃)1324铝(棒)5000
水(常温)1500铁(棒)5200
2、回声
(1)定义:声音在传播过程中,如果遇到障碍物,就会被反射回来,形成回声。
(2)回声和原声
①障碍物离人较远(大于17m)时,回声到达人耳的时间比原声晚0.1s及以上,回声
和原声就能被区分开。
②障碍物离人较近时,回声到达人耳的时间比原声晚0.1s以下,回声和原声混在一起,加强
原声。
(3)应用一一回声测距
1
s=V=/
①原理:2,t为发声到接收回声的时间间隔。
②倒车雷达,声呐等就是应用回声测距原理。
典例9、(23-24八年级上•湖北黄冈•阶段练习)阅读下面数据回答问题。
几种物质中的声速v/(m/s)
空气(15℃)340海水(25。01531
空气(25。0346铜(棒)3750
空气(35。0352大理石3810
煤油(25。01324铝(棒)5000
蒸馆水(25。01497铁(棒)5200
(1)空气中的声速随温度的升高而(选填“增大”“减小”或“不变”),可得出的规律是每升高
1℃,声速每秒变化m/so按照你的发现规律,你估计SC时空气中的声速大约为m/so
(2)影响声速大小的因素:、。
【答案】增大0.6331介质的种类介质的温度
【解析】(1)[1]从表中数据可以看出,空气温度越高,声速越大;空气中的声速随温度的升高而增
大。
[2][3]空气的温度为15。(2时,声音的速度340m/s,空气的温度为25。(2时,声音的速度346m/s,温度
每升高10。。声音的传播速度就会增加6m/s,则每升高1。(2,声速每秒变化0.6m/s;按照这个规律,
如果温度在0。(2空气中声速为
v=340m/s-15x0.6m/s=331m/s
(2)[4][5]从表中可以看出,不同介质中声速一般不同,同种介质中温度不同声速不同;由此可知:
影响声速的因素是介质的种类和介质的温度。
典例10、(23-24八年级上•海南省直辖县级单位•期末)如图所示,记录了一辆小汽车在平直公路上
由/行驶到2的情况,则该小汽车做的是____直线运动,它在整个运动过程中的平均速度是多少?
若从/处向8处障碍物发射超声波,需要多少时间/处可以接收到返回的声音。(空气中的
声速为340m/s,结果保留一位小数)
0Imin2min3min4min
0600m1350m2250m3240m
AB
【答案】变速13.5m/s19.1s
【解析】[1]分析图可知,小车相同时间内运动的路程不同,根据v=-,所以整个过程小车运动的速
度不同,整个过程小车做变速运动。
[2]它在整个运动过程中路程为3240m,所用时间为4min,则平均速度为
v=-=324°m=13,5m/s
t4x60s
[3]若从A处向B处障碍物发射超声波,设需要f的时间A处可以接收到返回的声音,则超声波走过
的路程为
5声=vM'=34°m/sx'=2x324°m
解得,=19.Iso
典例11、如图所示,图a是在高速公路上用超声波测速仪测量车速的示意图,测速仪发出并接收超
声波脉冲信号,根据发出和接收到的信号间的时间差,测出被测的物体的速度;图b中尸八尸2是测
速仪发出的超声波信号,"八犯分别是尸八巳由汽车反射回来测速仪收到的信号。设测速仪匀速扫
描,尸八巳之间的时间间隔为7,超声波在空气中传播的速度是v,若汽车是匀速行驶的,则根据图
a、b分析可知,下列说法正确的是()
[=P
Pl”2
A.汽车第一次反射信号时距离测速仪的距离为g"
3
B.汽车第二次反射信号时距离测速仪的距离为mvT
C.汽车反射两次信号的时间间隔为T
D.汽车的速度为高
【答案】A
【解析】A.由图b可以看出,发出超声波信号q到2有30个小格,时间间隔为T
则一个小格的时间间隔为T,发出超声波信号0到接受到反射信号为时间为
T2
NT、=—xl2=-T
1305
此时超声波与汽车之间的距离
=-vA7]=-xvx-r=-vr
2255
故A正确;
B.发出超声波信号0到接受到反射信号”所用时间为
此时超声波与汽车之间的距离
故B错误;
C.汽车反射两次信号的时间间隔
故C错误;
D.根据以上分析可知,汽车接收到0、必两个信号之间的时间内前进的距离为
则汽车的行驶速度
—T
20
故D错误。
故选Ao
典例12、一辆客车在某高速公路上行驶,在经过某直线路段时,司机驾车72km/h做匀速直线运动。
司机发现其正要通过正前方高山悬崖下的隧道,于是鸣笛,经。=6秒后听到回声,(声音在空气中
的传播速度为340m/s)
(1)客车6秒内移动的距离;
(2)司机听到回声时距离悬崖的距离;
(3)如果听到回声后改变车速,匀速行驶230m,司机第二次鸣笛,又经4=4秒后听到回声,请根
据以上数据计算:客车改变车速后匀速行驶的速度。
【答案】(1)120m;(2)960m;(3)25m/s
【解析】解:(1)根据题意
v车=72km/h=20m/s
由v=-可得客车6s内通过的路程为
s车=v车4=20m/sx6s=120m
(2)声音在6s内通过的路程为
s声=3%=340m/sx6s=2040m
则客车第一次鸣笛时到悬崖的距离为
s车+s声120m+2040m.
曷=3一-=------------=14080m
122
听到回声时距离悬崖的距离为
s2二1一s车=1080m-120m=960m
(3)设客车以速度变为约向前行驶,则汽车第二次鸣笛时距离悬崖的距离为
s3=s2-s4=960m-230m=730m
根据v=±可知
t
_V声/3+叫才3
SL-2-
代入数据
〜八340m/sx4s+vx4s
730m=-------?-------------------
2
可得力=25m/s
答:(1)客车6秒内移动的距离为120m;
(2)司机听到回声时距离悬崖的距离960m;
(3)客车改变车速后匀速行驶的速度为25m/s。
达标检测
1.(23-24八年级上•重庆长寿•阶段练习)下列关于声音的说法正确的是()
A.只要物体在振动,我们就一定能听到声音
B.声音在同种介质中的传播速度一定相同
C.一切正在发声的物体都在振动
D.声音在真空中的传播速度是340m/s
【答案】C
【解析】A.物体振动产生声音,但是如果没有传声介质,我们就听不到声音,故A错误;
B.声音的传播速度和介质种类及温度有关,声音在同种介质中的传播速度不一定相同,故B错误;
C.一切正在发声的物体都在振动,振动停止,发声停止,故C正确;
D.声音在15。(3空气中的传播速度是340m/s,声音不能在真空中传播,故D错误。
故选C。
2.如图所示,是博物馆珍藏的古代青铜“鱼洗”,注入半盆水后,用双手搓把手,会发出哺嗡声,
盆内水花四溅。传说,众多“鱼洗”声能汇集成千军万马之势,曾吓退数十里外的敌军,这反映了
我国古代高超的科学制器技术,下列分析正确的是()
A.“鱼洗”发出嗡嗡声不是由物体振动产生的B.“水花四溅”说明发声的“鱼洗”正在振动
C.“鱼洗”发出的声音只能靠盆中水传入人耳D.众多“鱼洗”声汇集改变了声音的传播速度
【答案】B
【解析】A.声音是由物体振动产生的,“鱼洗”发出的嗡嗡声是由“鱼洗”振动产生的,故A错误;
B.发声的“鱼洗”正在振动带动水振动使“水花四溅”,因此“水花四溅”说明发声的“鱼洗”正在振动,
故B正确;
C.声音的传播需要介质,“鱼洗”发出的声音通过空气传入人耳,故C错误;
D.声音的传播速度只与介质种类和温度有关,与其他因素无关,故D错误。
故选B。
3.(23-24八年级上•上海浦东新•期末)人在狭小房间里听不到回声,这是因为()
A.在狭小房间里说话时没有回声B.回声和原声混在一起了,所以听不到回声
C.在狭小房间里说话时声音太小D.回声到达人耳比原声到达人耳晚0.1s以上
【答案】B
【解析】回声到达人耳与原声到达人耳至少间隔0.1s,人耳才能分辨出来,在狭小房间里,回声和
原声的时间间隔小于0.1s,则回声和原声混在一起了,所以听不到回声,故ACD不符合题意,B符
合题意。
故选B。
4.(23-24八年级上•山东潍坊•阶段练习)在教室中听课的学生,听不到老师讲课的回声,是因为
()
A.老师讲课的声音太小B.教室的空间太小,不能产生回声
C.回声太小,人耳听不到D.回声和原声混合在一起不能区分
【答案】D
【解析】人耳区分开原声和回声的最小时间差是0.1s,根据速度公式可知区分开原声和回声,需要
声源距离障碍物的最短距离是
在教室里,由于我们说话的地点离墙较近,当我们说话时,原声与回声时间差太短,因此人耳区分
不开原声与回声,故ABC不符合题意,D符合题意。
故选D。
5.钢琴的琴声是由琴弦产生的;琴声是能够通过传播的,为了不打扰他人,弹琴时应关
闭门窗。
【答案】振动空气
【解析】[1]声音是由物体振动产生的,所以钢琴的琴声是由琴弦的振动产生生的。
⑵声音的传播需要介质,声音可以在固体、液体和气体中传播,真空不能传声,所以琴声能够通过
空气传播的。
6.(23-24八年级上•四川泸州•阶段练习)如图所示,是王爷爷为孙子制作的一只会“吹口哨”的纽扣。
先将绳子转绕缠紧,再将绳子拉开、收拢交互进行,就会听到“嗡嗡”的声音。此声音是由于纽扣周
围空气而产生的,并通过传入人耳。利用声呐系统向海底垂直发射声波,经2s后收到回
波,已知声音在海水中的传播速度为1531m/s,则此处海水的深度为mo
【答案】振动空气1531
【解析】口][2]一切声音都是由于物体振动而产生的,人听到的声音是通过空气传入耳朵的。
[3]从发射到受到声波的时间是2s,则此处海水的深度为
s=—vZ=—xl531m/sx2s=1531m
22
7.(23-24八年级上•辽宁沈阳•阶段练习)一辆匀速行驶的汽车驶离山崖,速度是36km/h,在山崖
前某处鸣笛,经过2s后听到回声,已知空气中的传声速度为340m/s,听到回声时,车与山之间的距
离是m(车长忽略不计)。行驶过程中,司机看见车正前方174m处有一站立不动的路人,
想立即鸣笛提醒,若人的反应时间都为0.4s,且人听到鸣笛声后就会做出避让动作。从司机看到人
时起秒后,人能做出避让动作。
【答案】3501.3
【解析】[1]车的速度
v车=36km/h=10m/s
听到回声时,车与山间的距离
车%)=;(
=+v340m/sx2s+10m/sx2s)=350m
⑵司机看到前面的人到鸣笛的时间t2=0.4s,此时汽车走过的路程
s2=v车t2=10m/s><0.4s=4m
汽车鸣笛处到人的距离
S3=d2-s2=174m-4m=170m
声音从鸣笛处到前面的人所用的时间
(7,170m八.
t=—=---------=0.5s
v声340m/s
从司机看到人时起到人能做出避让动作需要的时间
t4=tz+t3+t反应=0.4s+0.5s+0.4s=1.3s
8.(23-24八年级上•江西吉安•阶段练习)小明在探究声音传播条件的实验中,将正在发声的手机
悬挂在密封的广口瓶内,用抽气筒将广口瓶中的空气抽出,如图所示。
(1)经调整使器件完好后,用抽气筒有效地向外抽气,随着瓶内空气逐渐减少,小明发现听到的手
机声音0(选填“变大”、“不变”或“变小”),如果把空气又逐渐地通入玻璃罩内,将会发现
听到的手机声音;
(2)如果把广口瓶内空气完全抽出,我们将
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