專題02聲現(xiàn)象（原卷版）

專題02聲現(xiàn)象（解析版）思維導(dǎo)圖本章知識(shí)梳理一、聲音的產(chǎn)生與傳播（1）聲源：正在發(fā)聲的物體叫做聲源。（2）聲音是由物體振動(dòng)產(chǎn)生的，振動(dòng)停止，發(fā)聲也停止，但聲音不一定停止傳播。（3）在探究“聲音是由物體振動(dòng)產(chǎn)生的”實(shí)驗(yàn)中，將不易察覺的微小振動(dòng)放大的方法叫轉(zhuǎn)換法。（如將正在發(fā)聲的音叉緊靠懸線下的乒乓球，發(fā)現(xiàn)乒乓球被多次彈開；在鼓面上撒碎紙屑等）【例11】在鼓面上放一些碎紙屑，敲擊鼓面，紙屑在鼓面上跳動(dòng)。此實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象表明；碎紙屑在實(shí)驗(yàn)中的作用是。將敲響的鼓面用手一按，聲音馬上消失，這是因?yàn)楣拿嫱Ｖ埂！踞槍?duì)訓(xùn)練1】發(fā)聲的音叉放入水中濺出水花，說明聲音是由于物體產(chǎn)生的，物理學(xué)中把這種研究方法叫做（選填“等效替代法”、“轉(zhuǎn)換法”或“控制變量法”）?！踞槍?duì)訓(xùn)練2】小組同學(xué)共同完成探究聲音的產(chǎn)生與傳播系列實(shí)驗(yàn)。（1）如圖所示，用懸掛著的乒乓球接觸正在發(fā)聲的音叉，可觀察到乒乓球，這說明。此探究中乒乓球的作用是：；（1）探究“聲音的傳播”，如右圖所示。①在玻璃鐘罩內(nèi)的木塞上放一個(gè)正在發(fā)聲的音樂鬧鈴，此時(shí)你能聽到音樂。②用抽氣設(shè)備抽去鐘罩內(nèi)空氣，在抽氣的過程中，你聽到音樂聲會(huì)減小，但能看到鬧鈴振動(dòng)。③如果把鐘罩內(nèi)空氣完全抽出我們將不會(huì)聽到聲音。這個(gè)實(shí)驗(yàn)用到一種物理方法是：理想實(shí)驗(yàn)法（或科學(xué)推理法）。實(shí)驗(yàn)結(jié)論：聲音的傳播需要介質(zhì)，真空不能傳聲。月球上沒有空氣，所以登上月球的宇航員們即使相距很近也要靠無線電交談。（2）傳聲介質(zhì)：固體、液體、氣體。（3）聲音以波的形式傳播著，我們叫做聲波。【例21】如圖所示，接通電源，此時(shí)能聽到電鈴發(fā)出的聲音?，F(xiàn)用抽氣設(shè)備逐漸抽出其中的空氣，聽到的聲音會(huì)逐漸（填“變大”“變小”或“不變”），甚至最后聽不到聲音。這個(gè)實(shí)驗(yàn)說明了聲音的傳播需要，不能傳聲。這種研究方法叫（選填“轉(zhuǎn)換法”、“實(shí)驗(yàn)推理法”或“控制變量法”）?！踞槍?duì)訓(xùn)練1】如圖所示，拉動(dòng)琴弓時(shí)發(fā)出悠揚(yáng)的琴聲說明聲音是由物體產(chǎn)生的，琴聲是通過傳播到觀眾耳中的。【針對(duì)訓(xùn)練2】在探究聲音的產(chǎn)生與傳播時(shí)，小明和小華一起做了下面的實(shí)驗(yàn)：（1）如圖甲所示，用懸掛著的乒乓球接觸正在發(fā)聲的音叉，可觀察到它，說明了聲音是由產(chǎn)生的。此探究中懸掛著的乒乓球的作用是，用到的實(shí)驗(yàn)方法；（2）如圖甲所示，敲響右邊的音叉，左邊完全相同的音叉也會(huì)發(fā)聲，并且把乒乓球彈起。該實(shí)驗(yàn)?zāi)苷f明可以傳聲。在月球上（選填“能”或“不能”）看到乒乓球彈起；（3）如圖乙所示，把正在響鈴的鬧鐘放在玻璃罩內(nèi)，逐漸抽出其中的空氣，所聽到的聲音將會(huì)逐漸（選填“減弱”或“增強(qiáng)”），并由此推理可知。（1）聲速的大小等于聲音在每秒內(nèi)傳播的距離。（2）聲速的大小跟介質(zhì)的種類有關(guān)。一般來說，聲音在固體中傳播比液體中快，在液體中比氣體中快（v固>v液>v氣）。（3）聲速的大小與介質(zhì)的溫度有關(guān)。聲音在15℃空氣中的傳播速度是340m/s。（4）聲音在傳播過程中，遇到障礙物被反射回來，再傳入人的耳朵，人聽到反射回來的聲音叫回聲。如果回聲到達(dá)人耳比原聲晚0.1s以上，人耳能把回聲跟原聲區(qū)分開來，此時(shí)障礙物到聽者的距離至少為17m?！纠?1】甲同學(xué)把耳朵貼在一根足夠長的注滿水的自來水管的一端，當(dāng)乙同學(xué)用力敲擊一次水管的另一端時(shí)，甲同學(xué)會(huì)聽到幾次敲擊聲（）A．0次 B．1次 C．2次 D．3次【針對(duì)訓(xùn)練1】帥帥同學(xué)在一根長為884m的實(shí)心金屬直管的一端用力敲擊一下，在另一端的小麗同學(xué)先后聽到兩次聲音，第一聲是通過（選填“固體”或“氣體”）傳來的，再經(jīng)過2.43s聽到第二聲；聲音在金屬管內(nèi)傳播的速度是m/s。（聲音在空氣中的速度是340m/s）二、聲音的特性1.音調(diào)：聲音的高低（1）生活中描述音調(diào)高低的情景：男女高音低音、聲音尖細(xì)和低沉、聲音刺耳等。（2）探究音調(diào)的影響因素，如圖所示。把鋼尺緊按在桌面上，一端伸出桌邊，用相同的力撥動(dòng)鋼尺，鋼尺振動(dòng)得快發(fā)出的音調(diào)高；用同樣大的力撥動(dòng)粗細(xì)不同的橡皮筋時(shí)可以發(fā)現(xiàn)，橡皮筋振動(dòng)得快發(fā)聲音調(diào)高。實(shí)驗(yàn)結(jié)論：音調(diào)跟發(fā)聲體振動(dòng)頻率有關(guān)系，頻率越高音調(diào)越高；頻率越低音調(diào)越低。（3）物體在1s振動(dòng)的次數(shù)叫頻率，物體振動(dòng)越快頻率越高。頻率單位記作Hz。（4）超聲波：頻率大于20000Hz；次聲波：頻率小于20Hz。人耳能聽到聲音的頻率范圍為20~20000Hz。2.響度：聲音的大?。?）生活中描述響度大小的情景：引吭高歌、大聲喧嘩、調(diào)節(jié)音量等。（2）響度大小跟發(fā)聲體的振幅大小有關(guān)，振幅越大響度越大。響度大小還跟距發(fā)聲體距離的遠(yuǎn)近有關(guān)，減小聲音的分散可以增大響度（如使用喇叭）。3.音色：聲音的品質(zhì)（1）生活中描述音色的情景：模仿別人的聲音，聞其聲知其人等。（2）不同發(fā)聲體的材料、結(jié)構(gòu)不同，發(fā)出聲音的音色也不同。4.波形圖辨別音調(diào)、響度和音色（1）音調(diào)高低體現(xiàn)波形圖的疏密程度，響度大小體現(xiàn)波形圖的高低，音色體現(xiàn)波形圖的形狀。判斷音調(diào)的高低看波形圖的疏密程度，響度的大小看波形圖的高低，音色看波形圖的形狀。由圖可知，音調(diào)相同，響度相同，音色不同。5.不同類型樂器音調(diào)、響度影響因素（1）打擊樂器（鼓）：鼓皮振動(dòng)發(fā)聲；鼓皮繃得越緊，振動(dòng)越快，音調(diào)越高；擊鼓力量越大，鼓皮的振動(dòng)幅度就越大，響度也越大。（2）弦樂器（二胡、小提琴、鋼琴）：通過弦的振動(dòng)發(fā)聲；長而粗、不緊的弦發(fā)聲的音調(diào)低，短而細(xì)、繃緊的弦發(fā)聲的音調(diào)高；弦的振動(dòng)幅度越大，聲音的響度就越大。（3）管樂器（長笛、蕭、號(hào)）：吹奏時(shí)空氣柱振動(dòng)發(fā)聲；長的空氣柱產(chǎn)生低音，短的空氣柱產(chǎn)生高音?！纠?】為迎接南昌市舉辦的“校園歌手大賽”，某校合唱團(tuán)將成員分為高音部和低音部，這里的高、低是指；在訓(xùn)練時(shí)，同學(xué)們歌聲嘹亮，“歌聲嘹亮”是指聲音的。（均選填聲音的特性）【例2】刀郎的新歌《羅剎海市》驚艷全球，網(wǎng)友采用各種樂器，翻唱、改編、解讀，在網(wǎng)上持續(xù)刷屏，在網(wǎng)上持續(xù)刷屏，人們只靠聽覺就能判斷是什么樂器演奏的，這是根據(jù)區(qū)分的；演播大廳通過音箱使每個(gè)角落都能聽清，音箱的作用是改變樂音的。（以上選項(xiàng)均填寫：“音調(diào)”、“響度”或“音色”）【例3】向圖甲所示的試管中吹氣，其中試管發(fā)出聲音的音調(diào)最低。圖乙所示的波形圖中，音調(diào)最低的是圖，響度最大的是圖。（以上三空均選填“A”、“B”或“C”）【解題技巧】向玻璃瓶或玻璃管中吹氣，是瓶中或管中的空氣柱振動(dòng)產(chǎn)生聲音，空氣柱越短，振動(dòng)越快，音調(diào)越高?！纠?】如右圖所示為一種樂器——水琴，發(fā)出聲音奇特，通常給恐怖片配樂。演奏時(shí)可以用琴弓拉奏，也可以用小錘敲擊琴的底部。當(dāng)用琴弓摩擦不同長度的金屬桿時(shí)，可以發(fā)出不同的聲音；當(dāng)用小錘輕重不同的敲擊琴的底部時(shí)，可以發(fā)出不同的聲音。（均填聲音的一種特性）【解題技巧】撥動(dòng)金屬桿或弦不同位置改變振動(dòng)頻率，即音調(diào)發(fā)生改變；用大小不同的力敲打等改變振動(dòng)幅度，即響度發(fā)生改變?！踞槍?duì)訓(xùn)練1】學(xué)校在演播廳舉辦文藝匯報(bào)演出，小明同學(xué)在演播廳外一聽就知道是女生在演唱，這主要是根據(jù)聲音的來判斷的，經(jīng)過他仔細(xì)辯聽，知道這是同班的小紅的歌聲。這主要是根據(jù)聲音的區(qū)分出來的?！踞槍?duì)訓(xùn)練2】如圖所示，相同的瓶子里裝入了不同的水量，用棒敲擊瓶子時(shí)，可發(fā)出不同音調(diào)，發(fā)出的聲音音調(diào)從左至右是（選填“升高”、“降低”或“不變”）。用嘴對(duì)準(zhǔn)瓶口吹氣，這些聲音是由（選填“空氣柱”或“水和瓶”）振動(dòng)發(fā)出的。【針對(duì)訓(xùn)練3】口技藝人可以模仿各種聲音，他主要模仿聲音的，現(xiàn)場(chǎng)觀眾能欣賞到，是因?yàn)槁曇裟茉谥袀鞑?，口技藝人通過重拍醒木結(jié)束表演，醒木拍得越重，聲音的越大?！踞槍?duì)訓(xùn)練4】如圖所示為同一個(gè)聲音在示波器上顯示的波形，從聲音的特性角度分析A段比B段的音調(diào)（填“高”或“低”），A段與B段聲音的（填“音調(diào)”“響度”或“音色”）相同的?！踞槍?duì)訓(xùn)練5】利用復(fù)讀機(jī)進(jìn)行英語聽力訓(xùn)練。在音量不變的情況下，如果先以正常速度播放一段錄音，再快速播放同一段錄音，則復(fù)讀機(jī)發(fā)出聲音的（）A．響度不變，音調(diào)升高 B．響度不變，音調(diào)降低C．響度增大，音調(diào)不變 D．響度減小，音調(diào)不變【針對(duì)訓(xùn)練6】（多選）如圖所示聲波的波形圖，下列說法正確的是（）A．甲、乙的音調(diào)和響度相同B．甲、丙的音調(diào)和音色相同C．乙、丁的音調(diào)和音色相同D．甲、丙的音色和響度相同三、聲的利用（1）大自然許多活動(dòng)，如地震、海嘯和火山噴發(fā)等都伴隨著次聲波的產(chǎn)生。（2）回聲定位，利用回聲定位原理制成的超聲導(dǎo)盲儀，聲吶。利用回聲可以測(cè)定海底深度、冰山距離、敵方潛水艇的遠(yuǎn)近，判定汽車是否超速等。測(cè)量中要先知道聲音在介質(zhì)的傳播速度，測(cè)量方法是：測(cè)出發(fā)出聲音到受到反射回來的聲音訊號(hào)的時(shí)間t，查出聲音在介質(zhì)中的傳播速度v，則發(fā)聲點(diǎn)距物體S=vt/2。【例11】運(yùn)用聲吶系統(tǒng)可以探測(cè)海洋的深度。聲吶向海底發(fā)射超聲波，如果經(jīng)4s接收到來自海底的回波信號(hào)，海水中聲速為1500m/s，求：（1）超聲波在4s內(nèi)傳播的路程為多少米？（2）該處海深為多少米？【針對(duì)訓(xùn)練1】國慶期間小華一家乘動(dòng)車去游玩，經(jīng)過某處他記錄了相關(guān)數(shù)據(jù)，請(qǐng)你幫他解決問題。他乘坐長度為200m的動(dòng)車在筆直的軌道上勻速行駛，出隧道后在從山崖駛向長400m大橋的過程中，如圖，動(dòng)車頭距離橋頭250m處鳴笛，經(jīng)10s動(dòng)車頭到達(dá)橋頭，同時(shí)車頭的司機(jī)聽到來自山崖的回聲。（聲音在空氣中的傳播速度為340m/s）求：（1）動(dòng)車的速度是多少m/s？（2）鳴笛時(shí)，動(dòng)車車頭到山崖的距離是多少m？（3）保持原來速度不變，動(dòng)車從車頭上橋到完全通過大橋需要多少min？【針對(duì)訓(xùn)練2】國慶，小明一家自駕出去游玩。駛到兩山之間一段平直公路上，在A點(diǎn)鳴笛一聲，經(jīng)過2s于B點(diǎn)處聽到前面山的回聲，又隔了1s于C點(diǎn)處聽到了后面山的回聲，期間汽車一直以20m/s的速度前進(jìn)。若聲音傳播速度為340m/s，求：（1）聽到第一次回聲時(shí)汽車前進(jìn)的距離SAB；（2）鳴笛時(shí)，汽車與前山的距離SAD；（3）兩山距離SDE。（1）聲音能傳遞能量。（2）超聲波清洗、超聲波碎石等都說明聲能傳遞能量?！纠?1】受蝙蝠利用超聲導(dǎo)航的啟示，人們制成了超聲雷達(dá)，又叫聲吶。聲吶可以探測(cè)海底的深度，在醫(yī)療上也有廣泛的應(yīng)用。用B超觀察母體中的胎兒，這是利用聲音可以傳遞；還可以利用超聲波能擊碎病人體內(nèi)的膽結(jié)石，這是利用聲音可以傳遞?！踞槍?duì)訓(xùn)練1】眼鏡店里的超聲波清洗機(jī)則是利用了聲音可以傳遞來清洗眼鏡上的污垢，醫(yī)生通過聽診器判斷病人是否生病，說明聲音可以傳遞。【針對(duì)訓(xùn)練2】隨著人工智能的發(fā)展，機(jī)器人送餐成為時(shí)尚。如圖，機(jī)器人可以靈活地避開障礙物是通過（選填“超聲波”或“次聲波”）來確定障礙物的位置?？腿丝梢酝ㄟ^語音來操控機(jī)器人，說明聲音可以傳遞。三、噪聲的危害和控制（1）從物理學(xué)角度，發(fā)聲體做無規(guī)則振動(dòng)產(chǎn)生的聲音叫做噪聲。（2）環(huán)境保護(hù)的角度噪聲是指妨礙人們正常休息、學(xué)習(xí)和工作的聲音，以及對(duì)人們要聽的聲音起干擾作用的聲音?！纠?1】如圖所示，從物理學(xué)角度看，（a）圖是的波形圖，（b）圖是的波形圖（選填“樂音”或“噪聲”）?！纠?2】城市山林——綠道，隨處可聞鳥鳴聲。鳥的發(fā)聲器官由于振動(dòng)發(fā)出聲音，聲音通過傳入人耳，對(duì)于想安靜學(xué)習(xí)的同學(xué)來說，鳥鳴聲是（選填“噪聲”或“樂音”）。（1）人們用分貝（dB）來劃分聲音等級(jí)（2）聽覺下限0dB；為保護(hù)聽力應(yīng)控制噪聲不超過90dB；為保證工作學(xué)習(xí)，應(yīng)控制噪聲不超過70dB；為保證休息和睡眠應(yīng)控制噪聲不超過50dB。減弱噪聲的方法：在聲源處減弱、在傳播過程中減弱、在人耳處減弱?！纠?1】當(dāng)學(xué)校附近建樓、修路時(shí)，產(chǎn)生的噪聲會(huì)嚴(yán)重影響教師給學(xué)生講課，為了使教室內(nèi)的學(xué)生免受環(huán)境噪聲的干擾，下面方法中最有效、合理的是（）①學(xué)生戴上防噪聲耳罩②學(xué)校教室安裝雙層隔音玻璃③在學(xué)校與工地中間植樹④教室內(nèi)安裝噪聲監(jiān)測(cè)儀A．①② B．①③ C．②③ D．③④【針對(duì)訓(xùn)練1】請(qǐng)你細(xì)心體會(huì)，在下列場(chǎng)景內(nèi)