2. 声现象

2.1 声音的产生与传播

  • 声源
  • 正在发生的物体叫做声源。
    固体、液体和气体都能发生,都可以是声源。

    发声体 振动部位
    钢琴 琴弦
    声带
    鸣膜
    笛子 空气柱
    鼓膜
    蟋蟀 翅膀

  • 声音的产生
  • 声音的产生:由于物体的振动,振动停止,发声停止。
    转换法 探究声音是由物体振动产生的

    序号 转换法示例
    1 在物理学中,对于一些看不见、摸不着的东西或不易直接测量的物理量,通常用一些非常直观的现象去认识或用易测量的物理量间接测量,这种研究方法称为转换法
    2 将纸屑放入发声的扬声器中,或将发声的音叉放入水中,通过纸屑跳动或溅起的水花反映扬声器或音叉的振动,用的都是转换法。

  • 声音的传播
  • 概念 定义
    介质 能够传播声音的物质

    真空不能传声:声音的传播需要介质,所以真空不能传声。

  • 声速
  • 概念 定义 公式 常数 影响因素
    声速 表示声音传播的快慢 v=s/t v=340m/s(15℃空气中) 介质的种类和温度

  • 回声
  • 形成:声音在传播过程中遇到障碍物会被反射。
    条件:人耳分清前后两个声音的时间间隔大于0.1s。
    回声测距:由于回声与原声在均匀介质中都沿直线传播,根公式s=vt,可以利用回声测量距离。

    某同学在距离山崖1400m远处高喊一声,8s后听到回音。那么当时的声速是多少?
    
    参考答案
    350m/s
    

  • 听觉的形成
  • 听觉形成路径: 声波——>外耳道——>鼓膜振动——>听小骨——> 耳蜗——>神经末梢——>大脑(产生听觉)

    2.1.1 方法清单

  • 理想实验法探究真空不能传声
  • 为了探究真空不能传声这个问题,小明设计了如下实验方案:他把一个正在发声的电铃放在玻璃罩内(如图所示),
    逐渐抽出其中的空气,听到的铃声越来越小,最后几乎听不到铃声了。
    (1)小明听到的铃声越来越小是因为__,由此小明得出结论,空气__传播空气。
    (2)在这个实验中,小明得出结论采用的科学方法是()
    A. 控制变量法
    B. 归纳法
    C. 类比法
    D. 理想实验法
    (3)在实验中,小明并没有完全听不到铃声,可能的原因是什么?
    
    参考答案
    (1)玻璃罩内的空气越来越稀薄  不能
    (2)D
    (3)可能是空气没有被抽干净,电铃与固体相接触,固体也能传声。
    

    2.2 声音的特性

  • 音调和频率
  • 概念 定义 影响因素
    音调 声音的高低 由发声体振动的频率决定的
    频率 表示物体振动快慢的物理量。等于物体1s内振动的次数。频率的单位时赫兹,简称赫,符号时Hz。 -

    音调的高低取决于振动的频率。频率越高,音调也越高;频率越低,音调也就越低。

    如图所示,7个相同的水瓶中灌入不同高度的水,敲击他们,可以
    发出“1234567”的声音来。这些声音产生的原因和决
    定音调的因素分别是()
    A. 瓶子和水的振动,水的高度
    B. 水振动,瓶内空气柱的高度
    C. 瓶内空气振动,水的高度
    D. 瓶内空气振动,瓶内空气柱的高度
    
    参考答案
    A
    

  • 超声波和次声波
  • 概念 定义 特点
    超声波 频率超过20,000Hz的声音 具有定向性好和穿透力强的特点
    次声波 频率低于20Hz的声音 具有在传播过程中衰减少、能绕过障碍物、传播距离远、破环性大的特点
    人的听觉范围是20~20,000Hz之间的声音。
    如图是人和一些动物的发生频率和听觉频率范围,下列说法正确的是()
    A. 人类听不到的次声波,某些动物可能能够听到
    B. 人的发声频率在人的听觉频率范围之内,所以人一定能够听到别人发出的声音
    C. 大象之间的“交谈”有时用超声波,声音很小,人类听不到,但大象们能听清
    D. 因为大象和狗的“发声频率”没有重合区域,所以狗的叫声大象永远也听不见
    
    参考答案
    A
    

  • 响度和振幅
  • 概念 定义 影响因素
    响度 声音的强弱(或大小)叫做响度 由发声体振动的幅度决定
    振幅 物体振动的幅度,也是物体离开原来位置的最大举例 -

    发声体的振幅越大,发出的声音响度就越大;振幅越小,发出的声音响度就越小。

  • 音色
  • 概念 定义 影响因素
    音色 音色又叫音品或音质,它反映乐声音的品质和特色 发声体的材料、结构等

    2.2.1 方法清单

  • 音调、响度、音色的辨析
  • 如图所示,苗族“鼓舞”是国家首批非物质文化遗产,该舞是围绕“苗鼓”展开的,
    下列说法正确的是()
    A. 鼓手敲击鼓的频率越大,鼓的响度越大
    B. 有经验的人听下鼓声,就能区别是“苗鼓”还是其他区域鼓,是因鼓声的音色不同
    C. 敲鼓的力量越大,鼓声的音调越高
    D. 距鼓越远,听到的鼓声频率越低
    
    参考答案
    B
    

  • 利用声波图识别声音的特性
  • 如图所示声波的波形图,说法不正确的是()
    A. 甲、乙的音调相同,音色不同
    B. 甲、乙的音调不同而响度相同
    C. 乙、丁的音调、响度均不同
    D. 甲、丁的音调、音色都相同
    
    参考答案
    C
    

    2.3 声的利用

  • 声与信息
  • 概念 内容 举例
    声音传递信息 是指通过分析声音或回声得到某些信息 (1)听到上课铃声——知道上课时间到了;
    (2)医生使用听诊器—利用声音诊病;
    (3)雷声——要下雨了。
    (4)声纳——探测海水深度、鱼群位置。

  • 声与能量
  • 概念 内容 举例
    声具有能量 传递声音实际就是传递能量得过程 (1)医学——利用超声波去除人体内得结石;
    (2)工业——利用超声波切割坚硬物体、清洗精细机械、除尘;
    (3)生活——利用超声波洗牙。
    下列对声得应用案例中,主要利用声波传递能量得是()
    A. 瓜农根据拍打西瓜发出得声音就能判断西瓜得生熟
    B. 医生利用听诊器可以了解病人心脏跳动得情况
    C. 利用声纳测海深
    D. 将扬声器对准火焰,播放音乐,火焰跳动
    
    参考答案
    D
    

  • 回声定位与声纳
  • 概念 内容
    回声定位 蝙蝠在飞行时会发出超声波,这些超声波碰到墙壁或昆虫等物体会反射回来,根据回声传来得方位和时间,蝙蝠可以确定目标得位置。蝙蝠采用超声定位得方法叫做回声定位。
    声纳 收到蝙蝠回声定位得启发,人们制成了超声雷达,又叫声呐。

    2.3.1 方法清单

  • 区分声音传递的是信息还是能量
  • 如图甲所示,击鼓传花是大家熟悉的游戏,游戏的人通过鼓来判断是否停止传花,
    这说明鼓声能__;如图乙所示,人对玻璃杯大声喊话,玻璃杯会破裂,这说明声音可以__
    参考答案
    传递信息  传递能量
    

  • 利用回声测距离
  • 汽车沿平直公路匀速驶向一座高山,汽车的速度为10m/s,声速为340m/s,
    途中司机按了一声喇叭,2s后听到回声,司机按喇叭时汽车距离山脚多远?
    
    参考答案
    350m
    

    2.4 噪音的危害和控制

  • 噪音的产生及其来源
  • 概念 界定 来源
    噪音 (1)从物理学角度,发声体做无规则振动时发出的声音就是噪音;
    (2)从环境保护角度讲,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产生干扰的声音,都属于噪音。
    (1)交通噪音;
    (2)工业噪音;
    (3)建筑噪音;
    (4)社会噪音。

  • 噪音强弱的等级和噪声危害
  • 噪音强弱的等级:以分贝(dB)为单位来白哦是声音强弱的等级。

    声音强弱的等级 人的感觉(噪音危害) 声音举例
    0dB 人们刚刚能听到的最微弱声音 ——
    10dB 相当于微风吹树叶的声音 钟表滴答声
    30~40dB 叫理想的安静环境 鸟鸣
    >50dB 能影响睡眠和休息 一般说话
    70dB 会干扰说话,影响工作效率 大声说话
    >90dB 听力会受到严重影响,并产生神经衰弱、头疼、高血压等疾病 电锯工作发出的声音
    150dB 鼓膜会破裂出血,双耳完全失去听力 火箭、导弹发射的时声音

  • 噪音的控制
  • 序号 控制方法 具体操作
    1 防止噪音产生(在声源处减弱) 给机器加橡皮垫来吸收它的震动;给汽车和摩托车安装消声器;手机调成静音等。
    2 阻碍噪声传播(在传播过程中减弱) 在马路和住宅间设置屏障或种植树木;关闭门窗后教室外的吵闹声会小很多等。
    3 防止噪音进入耳朵(在人耳处减弱) 人在工作时佩戴耳塞、耳罩等。

    2.4.1 方法清单

  • 减弱噪音的方法
  • 噪音令人心烦意乱,是四大污染之一。如图所示:图甲是摩托车的消声器;
    图乙是穿越北京动物园的“隔音蛟龙”;图丙是工厂用的防噪音耳机。请分
    析:“摩托车的消音器”是在__减弱噪音;“隔音蛟龙”是在__减弱噪音;
    “防噪音耳机”是在__减弱噪音。
    
    参考答案
    声源处 传播过程中 人耳处
    
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