2020中考人教版物理 专题复习 教案：声学(1)

一、学习目标：

1. 能利用身边的器材，完成简单的声学实验；

2. 能利用图书馆、互联网、电视等媒体获取相关知识；

3. 通过“声”的相关知识，认识到物理学科与“科学”“技术”“社会”三者是一个有机的联系体。

二、重点、难点：

（1）能够从一幅图形或图像、时事媒体的文字报道、表格数据信息等创设的物理情景中，筛选、获取、处理信息。

（2）组建自己的家庭实验室，完成简单的物理实验和物理探究。

重点、难点精析

1. 声音的产生和利用

（1）声音是由物体的________产生的，_________停止，发声也就停止。正在发声的物体叫_______，物体只要振动，就一定会发出声音，但这声音人耳不一定都能听得到。

（2）声音可以传递         ；比如：回声测距，B超，听音乐。

（3）声音可以传递         ；比如：超声波除结石，超声波清洁牙齿。

2. 声音的传播

（1）在物理学中，把传播声音的物质叫做________，它可以是气体，还可以是________或________。我们平时听到的声音主要是通过___________传播的。

（2）钓鱼时，河岸上的脚步声会把鱼吓跑，这说明____________能够传声。

（3）月球上的宇航员只能通过无线电来进行交谈，主要是因为_______不能传声。

（4）声在每秒内传播的距离叫做________。在15℃时空气中的声速为___________。

3. 声音的特征

（1）音调：声音的     叫音调.它是由发声体振动的      决定的。发声体振动得越快，即      越大，音调越高；发声体振动得越慢，即       越小，音调越低。

（2）响度：人耳感觉到的声音的        叫响度.响度与发声体的      有关，       越大，响度越大，       越小，响度越小。除此之外，响度还与距离发声体的     有关.

（3）音色：声音的特色，也叫       ， 我们能够分辨出各种乐器和其他发声体的声音，是因为它们的___________不同.

（4）声音的三要素是指音调、响度和音色，古诗“少小离家老大回，乡音无改鬓毛衰”中的“乡音无改”指的是___   _没有变。

4. 超声波和次声波

（1）一般人耳能听见的频率范围是                 Hz.把低于20Hz的声音叫做       声波，火山爆发、地震、风暴发出的声波都是       声波。

（2）把高于20000Hz的声音叫做    声波。它有非常广泛的应用，如医学上的            ，工业上的               ，航海上的                 以及超声波测距、超声波清洗等。

5. 噪声的危害和控制

（1）乐音：发声体做           振动时发出的声音。噪声：从物理学角度，发声体做____________振动时发出的声音。从环境保护的角度，凡是妨碍人们正常休息、工作和学习的声音以及对人们想听的声音产生干扰的声音，都属于噪声。

（2）控制噪声的途径：①在      处减弱   ②在        中减弱   ③在       处减弱。

（3）人们以      单位来表示声音的强弱等级。0dB是指刚刚引起人的听觉的声音，不是指没有声音。为了保护听力，声音的响度不能超过       。

重点、难点精析答案：

1. （1）振动   振动   声源  （2）信息    （3）能量

2. （1）介质    液体  固体  空气  （2）水（液体） （3）真空   （4）声速   340 m/s

3. （1）高低   频率   频率   频率  （2）大小  振幅  振幅  振幅  远近  （3）音品  音色  （4）音调

4. （1）20—20000   次  次   （2）超    B超   超声波探伤仪   声呐

5. （1）有规律的   杂乱无章的   （2）声源    传播过程    接收   （3）分贝  90dB

典型例题

一、实验探究

1. 探究声音是如何产生的

①实验目的：探究声音是如何产生的

②器材：扬声器、纸屑

③步骤：A. 给扬声器通电，听取声音，观察纸屑的状态；

    B. 给扬声器断电，听取声音，观察纸屑的状态。

[来源:Zxxk.Com]

实验现象：

①扬声器通电时，扬声器工作发出声音，人能听到声音，看到纸屑跳动。

②扬声器断电后，扬声器停止工作，纸屑停止跳动，发声停止。

为了使结果有普遍意义，要使扬声器“工作（振动）”和“不工作”这两步之间轮流进行几次，以得出普遍规律.[来源:学|科|网]

①通电时，纸屑跳动；说明：发声的物体在振动

②断电后，纸屑停止跳动；说明：振动停止，发声也停止[来源:Z§xx§k.Com]

问题：如何观察发声物体的轻微振动？

答：“转化法”，将物体的振动放大。可在物体表面放一个装满水的杯子，看杯中的水是否溢出；可在物体表面放轻小物体（如纸屑），看轻小物体是否抖动；还可用光的反射将物体的振动放大。

相关考题：敲锣时，我们能听到声音，声源是_______。用手按住锣面，锣声就消失了，这是因为_________________。

分析：一切发声的物体都在振动，振动停止，则发声就停止（但声音未必会停止）。

答案：锣振动停止

2. 探究“音调跟哪些因素有关”

①实验目的：探究“音调跟哪些因素有关”？

②器材：古筝（弦A、B、C的长度一样，弦A、D的粗细一样，弦C调得更松一些）

古筝全图　　　　　　　                   局部放大图

示意图

③步骤：A.拨动弦A、B，比较两者发出的声音的音调是否相同；

    B. 拨动弦B、C，比较两者发出的声音的音调是否相同；

　　C. 拨动弦A、D，比较两者发出的声音的音调是否相同；

在实验中，应该保证每次拨动弦的力度一样，每根弦振动的幅度一样，从而使每次声音的响度相同，这样能更好地对比声音的音调是否相同。

实验现象：多次反复体会，可发现每一次声音的音调都不相同。

此实验中，采用了“控制变量法”。如：要探究音调跟弦的粗细是否有关时，是拨动弦A、B，A、B两根弦的长短相同，松紧相同，而粗细不同。只有控制了“弦的长度、松紧程度”这两个变量，结论才有意义。

结论判断依据：拨动弦A、B时，如果音调相同，则说明音调跟弦的粗细无关；如果音调不同，则说明音调跟弦的粗细有关。其他两个步骤也一样。

结论：音调的高低跟弦的长短、粗细、松紧程度有关。

二、生活、科技、社会

1. 时事热点：据《光明日报》报载：某小区有人常深夜独坐，公安盘问他，他委屈地说道：每到深夜，楼上住户拖动椅子的声音很响，而楼下的住户就敲水管以示抗议，让我们夹在中间的住户很是烦恼。

分析：楼上住户拖椅子，声音通过地板和墙(固体)传播，楼上的住户感觉不到很响(拖椅子发出的声音通过空气传播)，而楼下的住户却觉得吵得要命(固体的传声效果好且速度快)。

相关考题：

你知道吗？蛇是没有耳朵的。不过，如果蛇将头贴在地面上，其头中的一块骨头就会接收到正在接近它的动物活动时发出的声音。由此可见，蛇是利用__________去“倾听”敌人和猎物的。

答案：固体振动

2. 中国古代四大回音建筑（从左至右）：

北京天坛回音壁：放声歌唱，回声四起，洪亮粗犷，荡人心怀。

山西永济市莺莺塔：投于前地，声在塔底；投于后地，声在塔顶。

四川潼南石琴：踏上石磴，拾级而上，脚下响起美妙琴声。

河南三门峡市蛤蟆塔：若以掌击塔，塔内如有万千只蛤蟆在鼓膜低唱，妙不可言。

相关考题：人的耳朵能分辨前后两次声音的时间间隔为0.1s，如果两个声音到达人耳的时间间隔先后小于0.1s，则人会认为这两个声音为同一个声音而无法将它们区分开来。请回答为什么人们在教室里听不到自己的回声？

答案：人能区分前后两次声音的时间间隔是0.1s以上，则人离障碍物的距离要在17m以上，教室没有17m长或宽，所以在教室里人们听不到自己的回声。

同步测试

1. 战国初期，中华大地战火纷飞。战争中的攻城技术花样不少，地道战术就是很厉害的一招。为了识破敌人挖洞攻城的阴谋，墨家利用声学知识，想出了一个办法。《墨子·备学篇》中讲到：守军在城内沿城墙根约每隔6m挖一井口，深约3m左右。让陶工烧制坛子，每个坛子的容积在七十八升以上，坛口紧绷薄牛皮，埋入井中，派耳朵灵敏的人日夜值班，将耳朵贴在坛口上侦听。如果敌人正在挖地道进来，通过坛口传出的声音就能觉察。这种方法不仅能判断敌方是否在挖洞，还能从不同坛口的声音来确定声源的方向，即地道的大致方位。你能解释其中的原因吗？

2. 你发现了吗？飞机的噪声在阴天和晴天听起来有很大的不同，晴天听起来轻快且短促，阴天听起来深沉、久远且清晰，你能从物理学的角度来解释这是为什么吗？

3. 如图所示，小红和小刚用细棉线连接两个纸杯制成了一个“土电话”.

（1）他们用“土电话”能实现10m间的通话，这表明______________________________。

（2）相距同样远的距离，讲话者以相同的响度讲话，如果改用细金属丝连接“土电话”，则听话者听到的声音将大些。这一实验表明：______________________________。

（3）如果使用“土电话”时，另一个同学捏住棉线的某一部分，则听的一方就听不到声音了，这是由于_____________。

（4）如果使用“土电话”时，棉线没有拉直而处于松弛状态，则听的一方通过棉线（选填“能”或“不能”） ______________________________听到对方的讲话。

4. 为了探究声音产生的条件，有人建议利用以下实验现象.

甲：放在钟罩内的闹钟正在响铃，把钟罩内的空气抽去一些后，铃声明显减小。

乙：使正在发声的音叉接触水面，水面溅起水花。

丙：吹笛子时，手指按住不同的孔会使笛子发出不同的声音。

丁：在吊着的大钟下固定一支细小的笔，把钟罩敲响后，用一张纸在笔尖下迅速拖过，可在纸上画出一条来回弯曲的细线。

请你想一想，以上能说明声音产生条件的实验现象是哪一个或哪几个？其他现象显然不能说明声音的产生条件，但可分别说明什么问题？[来源:学科网]

5. 阅读下面的短文

潜艇的“耳目”——声呐

潜艇最大的特点是它的隐蔽性，作战时需要长时间在水下潜航，这就决定它不能浮出水面使用雷达观察，而只能依靠声呐进行探测，所以声呐在潜艇上的重要性更为突出，被称为潜艇的“耳目”。

声呐是利用水中声波对水下目标进行探测、定位和通信的电子设备，是水声学中应用广泛的一种重要装置。声呐能够向水中发射声波，声波的频率大多在10kHz~30kHz之间，由于这种声波的频率较高，故可形成较高的指向性。声波在水中传播时，如果遇到潜艇、水雷、鱼群等目标，就会被反射回来，反射回来的声波被声呐接收，再根据声信号往返的时间即可确定目标的距离。

声呐发出的声波碰到的目标如果是运动的，则反射回来的声波（下称“回声”）的音调就会有所变化，它的变化规律是：如果回声的音调变高，说明目标正向声呐靠拢；如果回声的音调变低，说明目标远离声呐。

请回答以下问题：

（1）人耳能够听到声呐发出的声波的频率范围是______kHz到______kHz。

（2）①如果停在海水中的潜艇A发出的声波信号在10s内接收到经B潜艇反射回来的信号，且信号频率不变，潜艇B与潜艇A的距离s1是____________。（设声波在海水中传播的速度为1500m/s）

②停在海水中的潜艇A继续监控潜艇B，突然接到潜艇B反射回来的声波频率是变低的，且测出潜艇B的速度是20m/s，方向始终在潜艇A、B的连线上，经一分钟后潜艇B与潜艇A的距离s2为       。

（3）在月球上能否用声呐技术来测量物体间的距离？为什么？

1. 因为敌人挖地道的声波经由地下传到坛子，坛子内空气柱发生共鸣，再引起坛口薄牛的振动，由此令声音变大。还可根据三、四个相邻坛子的声音的响度差，断定声源的大致方向。

2. 阴天的云层比晴天的厚，并且阴天的空气潮湿，含有大量的水蒸气，由于声音在水蒸气中的传播速度快，被云层吸收的声音少，这使得飞机的噪声在阴天听起来深沉、久远且清晰。晴天云层稀薄、空气干燥、大部分声音被云层吸收，在空气中四散开来，所以飞机的噪声在晴天听起来轻快且短促。

3. （1）固体的传声速度比气体快 （2）金属丝的传声效果比棉线好  （3）振动停止，发声停止 （4）不能

4. 乙、丁；甲说明声音的传播需要介质，真空不能传声。丙说明影响声音音调的是频率。

5. （1）10、20；（2）7500m、 8700m；（3）不能，因为月球上是真空状态，而真空不能传播声音。

解析：人耳的听觉范围是20Hz~20000Hz，即0.02kHz~20kHz，而声呐发出的声波频率在10kHz~30kHz之间，故人耳能听到其中10kHz~20kHz之间的声波。s1=vt=1500m/s×10s/2=7500m；停在海水中的潜艇A继续监控潜艇B，突然接到潜艇B反射回来的声波频率是变低的，即回声的音调变低，说明目标远离声呐。s2=s1+v船t=7500m+20m/s×60s=8700m。月球上是真空状态，而真空不能传播声音。

趣味阅读：

有趣的声现象

东汉以后三国纷争的年代，有一天，魏都洛阳宫殿前面的一口大钟，突然无缘无故地鸣响起来。满朝文武议论纷纷，有的以为是不祥之兆，也有人乘机献媚，把它说成是祥瑞之兆，替皇帝歌功颂德一番。至于魏帝本人则疑虑重重，他本来就担心司马氏集团有不臣之心，对曹家天下虎视眈眈，觊觎已久。这次大钟不敲自鸣，莫非就是上天给他的某种暗示？总之，这件事闹得他心惊肉跳，简直惶惶不可终日。

   事情传到青年张华的耳中，只见他思忖片刻，便从容说道：没有什么值得大惊小怪的地方，不过是因为四川铜山有山崩发生，因而引起宫中大钟相应自鸣罢了。当时崇尚迷信，张华的科学见解犹如阳春白雪，和者盖寡。可是几天以后，四川的有息传来，正是在洛阳钟自鸣的那个时辰，蜀中发生了一起铜山崩塌事件。张华的预言应验了，从此他名声大振，而魏帝也总算吃了一颗定心丸，于心稍安。

    又有一天，一个人来向张华请教，说他家有一个洗澡用的大铜盆，每日早晚总会嗡嗡作响，就像有人在敲打一般，也不知什么缘故。张华答道：这只铜盆和洛阳宫中大钟的音调相谐，宫中每天早晚都要撞钟，所以使铜澡盆有声相应。张华还告诉他只要把铜澡盆锉掉一点，使它变轻，便不会再作响。那人照着去办，大铜盘果然不响了。在那个时代张华能用共鸣原理去解释它，并提出了消除共鸣的办法，实在是很了不起的。张华的话还启发了后人，唐朝人韦绚写的《刘宾客嘉话录》中就提及了一段佳话：

唐朝时，洛阳某寺院里一个和尚得到了一个磬，他视为至宝，放在房中。不料那磬常常无故自鸣，尤其是半夜里会突然响起，犹如鬼使神差一般，实在吓人。这个和尚疑神疑鬼，又不敢把它怎么样，唯恐招致更大的祸害；又忧又急，竟生起病来。当时管理皇家音乐事项的“大乐令”曹绍夔跟这个和尚颇有交情，听到和尚生病的消息，特地赶来问候。谈起病因，和尚不好意思地说：“实不相瞒……”接着便一五一十地把事情的经过都告诉了曹绍夔。正好那时候前殿的斋钟响了，磬也跟着自鸣起来。此时曹绍夔已心中有数，本当一语道破，但他素来喜欢热闹，爱开玩笑，于是便导演了一出滑稽剧。他故弄玄虚，对和尚说，他有祖传的道法：可为之驱邪捉鬼。但有个条件，和尚须广宴宾客，大摆宴席，他才便于施法。那和尚觉得曹绍夔文质彬彬，怎斗得过魔鬼，但为了活命，还是一口应允下来。次日和尚如约设盛宴招待宾客。曹绍夔不慌不忙地饱餐一顿，又装模作样地从怀里把“法宝”掏了出来。宾客们怕鬼，离得远，看不真切那法宝是啥玩意儿。只见曹绍夔拿它在磬上的几个地方磨锉一下，口称“善哉”、“善哉”，就说鬼已经被赶跑了。

    听说没有了鬼，宾客中胆子大的先跑上来，要见识见识那件法宝。有人认出那法宝其实只是一把普通的锉刀，才知道是曹绍夔的恶作剧，存心要耍笑和尚。

    从此以后，那磬果然不再自鸣了。和尚问其道理，曹绍夔才和盘托出：此磬和前殿斋钟的音调相同，发生了共鸣；拿锉刀锉了以后，两者不能共鸣，磬自然就不自鸣了。说穿以后，和尚的病，不久就痊愈了。其实，如果这位和尚除了念经之外也看看其他书籍，读一读《异苑》，了解张华和铜澡盆的故事，就不至于虚惊一场了。以物理学的观点分析张华和曹绍夔的做法，他们知道锉了铜盘或磬以后，就改变了它们的固有频率，令其失去了共鸣的条件，共鸣也就不复存在。可以说，张华和曹绍夔都应列入古代声学家的行列。