声现象
学习目标要求:
1.知道声音是由物体振动发生的;知道声音的传播需要介质、 声音在不同介质中传播速度是不同的。
2.记住温度为时声音在空气中的传播速度是。
3.知道人耳区分开两个相同声音的时间间隔是;会利用回声测 距。
4.知道音调是人耳感觉到的声音的高低,音调和发声体的振动 频率有关。
5.知道响度是人耳感觉到的声音的大小,响度与发声体的振幅 及人耳距发声体的距离有关。
6.知道音色是分辨不同声音的一个重要特征,音色与发声体本 身的特性有关。
7.了解乐音的三要素是音调、响度和音色。
8.了解从物理学角度看,噪声是指发声体做无规则杂乱无章的 振动时发出的声音;从环保角度看,噪声是指凡是妨碍人们正常学 习、工作和休息的声音,以及对人们要听的声音起干扰作用的声音。
9.了解用分贝来划分声音等级及划分情况。
10.了解减弱噪声的三条途径和实际操作的具体方法;通过对 噪声危害的认识增强环保意识。
中考基本要求:
1.知道声音的发生和传播,知道声音在不同介质中传播的速度 不同,知道声音在空气中的传播速度。
2.知道回声现象和回声测距的原理。
3.常识性了解乐音三要素;常识性了解噪声和它的危害以及减 弱噪声的途径。
中考常考内容:
1.声音的发生和传播条件;时声音在空气中的传播速度;利用 回声测距。
2.辨别乐音的三要素:音调、响度和音色。
3.噪声的概念;声音的等级划分及减少噪声的三条途径。
知识要点精析:
1.回声及回声测距
(1)回声是指声音在向远处传播过程中遇到障碍物发生反射的 现象时,被障碍物反射回来的声音。
(2)如果回声到达人耳比原声晚以上,人耳就能把回声和原声 区分开;若不到,回声将与原声混在一,使原声加强。因此利用人 耳听的这种特点可以实现回声测距。在计算障碍物的距离时,由于 人(或者人附近的物体)发出的原声到达障碍物的时间等于回声返 回到人耳的时间,利用人听到回声与原声的时间差除以2得到原声到 达障碍物的时间。再利用公式即可算出人体到障碍物的距离。一般 可以通过回声测定海底的深度、冰山的距离、潜水艇的远近、前方 山崖的距离等。
2.乐音的三个特征:音调、响度和音色
(1)音调:声音的高低,是由发声体振动的频率决定的。各种 发声体有各自的振动频率,但能引起人耳感觉的频率范围是。发声 体振动快慢不同,人耳感觉到声音的高低就不同,即音调不同。振 动越快、频率越大,音调越高;振动越慢,频率越小,音调越低。
(2)响度:声音的大小。是由发声体的振幅决定的,且跟距离 发声体的远近有关。振幅越大,响度就越大;振幅越小,响度就越 小。离发声体越远,声音越分散,响度也就越小。
(3)音色:又称音品,它反映了声音的品质。正是因为声音的 音色不同,人们才能区别不同的人讲话的声音或者不同的乐器发出 的声音等。
3.人耳能听到声音的条件
(1)有振动着的发声体;(2)能够传播声音的介质;(3)能 够接受声音的耳朵。
4.噪声的等级
人们用分贝来划分声音的等级。0分贝是人们刚刚能听到的弱声。 为了保护听力,应控制噪声不超过90分贝;为了保证工作和学习, 应控制噪声不超过70分贝;为了保证休息和睡眠,应控制噪声不超 过50分贝。
5.减弱噪声的三种途径
(1)在声源处减弱。例如:改造噪声大的机器或换用噪声小的 机器,在内燃机排气管上加消声器等。
(2)在传播过程中减弱。例如:使装有噪声源的厂房门窗背向 居民区,来减弱传向居民区的噪声。在马路和住宅之间设立屏障或 植树造林,使传来的噪声被反射或部分吸收而减弱。
(3)在人耳处减弱。例如:可以戴上防噪声耳塞,或者在耳孔 中塞一小团棉花。
6.噪声的危害和增强自我环保意识
从环保角度看,凡是妨碍人们正常学习、工作和休息的声音, 以及对人们要听的声音起干扰作用的声音都属于噪声。所以噪声的 来源非常广泛,不仅机器的轰鸣声、材料的锯割、冲压、切削声、 机动车的鸣叫声、飞机的起落声都是噪声的来源,而且大声说笑、 唱歌,或开大电视机、录音机、收音机的音量也都会影响他人的正 常生活,成为噪声的来源;甚至优美动听的音乐在不适宜的场合 (例如在课堂或会议室)出现,也会对他们的正常学习或工作有所 干扰,同样也是噪声。
噪声的来源如此广泛,几乎时时刻刻都会对人的生理和心理造 成危害和影响,因此噪声污染和水污染、大气污染、固体废物污染 一起,被称为当代社会的四大污染。所以我们每个人都要增强环保 意识,不要使自己的行为成为噪声的来源。
典型例题透析:
例1.利用回声可以测得海洋的深度,已知声音在海水中的传播 速度是1530米/秒,若发出声音信号后,经过6秒钟收到回声,求此 处海洋的深度。
解析:从题目中可知,声音发出到达海底所用的时间为:,
声音在海水中的传播速度为:,
由速度公式可得,
答:此处海洋的深度为4590米。
例2.下列说法中正确的是( )
A、物体不振动,就一定不能发声
B、只要物体振动,我们就一定能听到声音
C、声音要靠介质传播,固体、液体、气体都是传播声音的介质
D、以上三种说法都不正确
解析:A选项正确,因为声音的产生是由于物体的振动,物体不 振动,就不能发生。B选项错误,物体的振动而发声,而声音的传播 需要介质,固体、液体、气体都可以是传播声音的介质,有了传播 声音的介质,我们才能听到声音,如果没有传播声音的介质,即使 物体振动,我们也不能听到声音,例如:物体在真空中振动,我们 就不能听到声音,真空是不能传声的。因此应选A、C。
例3.把耳朵贴在长铁管的一端,在铁管的另一端敲击铁管,出 现的现象是( )
A、只听到从空气中传来的声音
B、只听到从铁管传来的声音
C、先听到从铁管传来的声音,后听到从空气中传来的声音
D、先听到从空气中传来的声音,后听到从铁管传来的声音
解析:声音的传播需要介质,气体、液体、固体都是传播声音 的介质,但声音在气体、液体和固体中传播的速度大小是不同的, 声音在固体中的传播速度最大,在气体中的传播速度最小。这样在 铁管的一端听到从铁管和空气中先后不同的声音,先听到的是从铁 管传来的声音,后听到从空气中传来的声音。所以应选C。
例4.如果回声到达人耳的时间比原声晚秒以上,人就可以把回 声与原声分辨出来,那么障碍物到发声的人的距离至少是( )
A、10米 B、34米 C、17米 D、68米
解析:声音在空气中的传播速度为,回声到达人耳的时间比原 声晚秒以上,那么,到障碍物的距离至少是vt=340米/秒0.05秒 =17米。应选C。
例5.第一次测定铸铁里的声速是用下面的方法进行的,在铸铁 管的一端敲击一下,在管的另一端能听到两次响声,第一次是由铸 铁管传来的,第二次是由空气传来的,铸铁管的长度为931米,两次 听到的响声相隔秒,已知声音在空气中的传播速度是340米/秒,则 声音在铸铁管的传播速度是多少?
解析:能够在铸铁管的另一端听到两次响声,说明声音在空气 中和铸铁管中的传播速度是不同的,所以能够听到两次响声,设铸 铁管的长度为,声音在空气中的传播时间为,在铸铁管中的传播时 间为,两次的相隔时间,声音在空气中的传播速度为,且,声音在 铸铁管的传播速度为,则:
,,
代入数据得:
解得:
答:声音在铸铁管中的传播速度为3908米/秒.
例6.男同学一般总是比女同学发出的声音沉闷、浑厚,即音调 一般比女同学的低。其原因是男同学声带振动的频率与女同学的相 比( )
A、较底 B、较高 C、一样 D、时高时低
解析:音调与发声物体的振动频率有关系,频率越高,音调也 越高。男女同学由于生理上的原因,声带的薄厚和宽窄不同,通常 男同学的声带厚且宽,振动频率低,而女同学的声带一般都比较薄 且窄,所以振动的频率是不一样的,男同学的声带的振动频率低, 发出的声音也就比女同学所发出的声音低。应选A。
例7.在剧场里,我们是怎样听到演员所发出的声音的?
解析:演员在台上边说话或唱歌时,他的声带发生振动,使他 周围的空气随之发生了振动,声音是靠空气传播到我们的耳朵里, 使耳朵里的鼓膜发生了振动,引起听觉,于是,我们就能听到从远 处传来的声音。
例8.把耳朵贴在长铁轨的一端,在另一端敲一下铁轨,可以听 到两次响声,第一次响声是由铁轨传来的,第二次响声是从空气中 传来的。已知空气和铁传播声音的速度分别为和,铁轨的长为,求 两次响声相隔的时间是多少秒?
解析:我们已经知道声音在空气中的传播速度比在铁中传播的 速度小,所以在相同的路程中,声音在空气中传播所用的时间比在 铁中所用的时间长,它们的时间差就是,设声音在空气中传播所用 时间为,在铁中传播所用的时间为,利用速度公式的变形求解,
答:听到两次响声间隔的时间为。
例9.人们用“分贝”来划分声音的等级,零分贝是人们刚刚能 听到的最弱声叫听觉下限,那么较理想的安静的环境,声音的等级 应该是( )
A、50~70分贝 B、30~40分贝 C、90分贝左右 D、150分贝左右
解析:正常情况下超过50分贝就会影响睡眠和休息,70分贝以 上就会干扰人们的正常谈话,如果长期生活在90分贝以上的噪声环 境,会严重影响听力和引起神精衰弱、头疼、血压升高等疾病,如 果突然暴露在150分贝的噪声环境中,听觉器官会发生急剧外伤,而 引起鼓膜的破裂出血,双耳完全失去听力,所以较理想的声音的等 级应该为30~40分贝。应选B。
本讲巩固练习:
1.由远处驶来一列火车,若从钢轨传过来的声音比空气传来的 声音早2秒,则火车离此人有多远?(温度为时,声音在钢轨中的传 播速度为5200米/秒)。
2.比较声音在海水,铁管和空气中的传播速度,从大到小的排 列顺序正确的是( )
A、海水、铁管、空气 B、铁管、海水、空气
C、空气、铁管、海水 D、铁管、空气、海水
3.站在百米赛跑终点的计时员,如果他听到起跑的枪声时,才 开始计时,那么他开始计时的时间将比实际的起跑时间晚多少秒? (设当时气温为)
4.某人对着高墙喊话,听到的回声比原声晚秒,则墙到此人的 距离是多少米?(设气温为).
5.在月球上,宇航员之间是怎样交谈的?
本讲练习答案:
1.728米。
解析:因为我们已经知道声音在空气中的传播速度,小于声音 在钢轨的传播速度,所以从钢轨传来的声音比空气传来的声音早2秒, 设声音在空气中传播所用的时间为,声音在钢轨中传播的速度为,所 用的时间为,火车与人的距离为,又已知,所以
,解得:。
2.选B。
解析:固体、液体、空气都是传播声音的介质,但是它们传播 声音的速度的大小却是不同的,固体、液体传播声音的速度比空气 传播声音的速度大,一般来说金属又比液体传播声音的速度大。
3.秒。
解析:声音在气温为时的空气中的传播速度为,比光速小得多 (光速为),实际上计时员是看到放枪时所冒出的烟开始计时的, 如果听到声音才开始计时,肯定有误差,时间要晚.已知路程为,所 以。
4.255米。
解析:在秒内声音是一去一回,通过的路程是人到墙距离的2倍 ,已知声音在空气中的传播速度为,,设声音传播经过的路程为,人 到墙的距离为,根据公式的变形,有
,则
5.答:因为月球上是没有空气的,而声音又不能在真空中传播, 所以在月球上宇航员对面讲话彼此是听不到的,但无线电波在真空 中是可以传播的,因此在月球上,宇航员们是靠无线电波进行交谈 的。
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