第三章 声的世界

第三讲声的世界

一.中考.竞赛涉及的主要问题

1.声音的发生和传播

2. 乐音的三要素

3.减小噪声的方式

4．超声与次声

二.典型例题

例1。声音是由物体的______________产生的，声音的传播需要______________，真空中不能传播声音。声音不仅可以在空气中传播，还可以在液体和固体中传播，但传播速度不一样，当温度相同时，在_____________中传播速度最大。

---空气当成了所有的传声介质，把第二空填为空气；有的学生以为声音的传播与光的传播相似，将第三空填为空气（或者真空）。出现以上错误的原因在于知识有缺陷，错误类比。

正确答案为振动；介质；固体。

例2．停在山崖前的汽车，司机鸣笛后0.4 s内听到两次笛声，汽车到山崖的距离是

。

个别学生没有把声音传播的路程和汽车到山崖的距离分清楚，误把路程当距离。有的学生懂得距离和路程有时不相等，但把此题中声音的“双程问题”当成“单程问题”来处理，即把0.4 s作为声音传播时单向用的时间。司机鸣笛后0.4 s内听到两次笛声，说明声音从笛中传出时听到一次笛声，声音传出后经山崖反射回来又听到一次笛声，因此，鸣笛处到山崖之间的距离等于声音往返路程的1/2，所以，s=1/2 vt=1/2×340m/s×0.4s=68m。

例3．在日常生活中，常用“高声大叫”、“低声细语”来形容人说话的声音，这里的“高”、“低”是指声音的( )

A.音调

B.响度

C.音色

D.音调和响度

有的学生对声音的三特性理解不透彻混淆了音调、响度、音色的概念，对答案胡乱猜测而出错。

响度是由振幅大小决定，它是指声音的强弱；音调是由频率决定，它是指声音的高低；能辨别不同的声音是音色不同的缘故。平时所说的“高声大叫”、“低声细语”是指声音的强弱，这里的“高”、“低”是指声音的响度。正确答案是B。

例4．比较小鸡和老鹅的叫声，下列说法错误的是（）

A．两种叫声的音色不同 B．两种叫声的音调、响度和音色都不同

C．老鹅的叫声音调高，响度大 D．小鸡的叫声音调高，响度小

有的学生容易选D，认为小鸡的叫声音调低，响度小；反而认为老鹅的叫声音调高，响度大是正确的。“缺乏生活经验，认识肤浅模糊”。

点拨与解答本题是考查音调、响度问题，音调是指声音的高低，而响度是声音大小。声音越尖细，则音调越高；声音越大，则响度越大。小鸡和老鹅的叫声不同，小鸡的叫声声音小但尖细，而老鹅的叫声声音大但比较粗哑、低沉，即两种声音的音调、响度和音色都不同。正确答案选C。

例5．如图5所示，是猫、蝙蝠和海豚的发声频率范围和听觉频率范围，三种动物相比较，发声频率范围最小的动物是__________，听觉频率范围最大的动物是___________。

错解及归因有的学生没有读懂本题的图：一是对黑框与白框表示的意思未看清楚，二是对三种动物的发声频率与听觉频率的范围计算有错，推断不准。观察不仔细，逻辑推理混乱。

点拨与解答首先读懂图，弄清黑框与白框表示的意思：黑框表是三种动物的发声频率；白框表是三种动物的听觉频率。其次是算出三种动物的发声频率与听觉频率的范围。发声频率：猫740Hz，蝙蝠2000Hz，海豚11300Hz，所以，猫的发声频率范围最小；听觉频率：猫64940Hz，蝙蝠119000Hz，海豚149850Hz ，所以，海豚的发声频率范围最大。正确答案是猫，海豚。

例6．通常，人们会从噪声的产生、传播及接收三个环节控制噪声，下列措施中，属于在产生环节控制噪声的是（）

A．临街的房屋安装隔音玻璃 B．学校附近禁止汽车鸣笛

C．在高噪声环境下工作的人戴耳罩 D．在公路两侧设置屏障墙

错解及归因有的学生对从噪声的产生、传播及接收三个环节来控制噪声理解不透彻，导致对答案胡乱猜测而出错。

点拨与解答控制噪声要从噪声的产生、传播及接收三个环节进行。临街的房屋安装隔音玻璃是从噪声的传播环节控制；在高噪声环境下工作的人戴耳罩从噪声的接受环节控制；在公路两侧设置屏障墙是从噪声的传播环节控制；只有选项B“学校附近禁止汽车鸣笛”从噪声的产生环节控制，所以正确答案是B。

例7．医生正在用听诊器为病人诊病。听诊器运用了声音传递的道理；来自患者的声音通过橡皮管传送到医生的耳朵，这样可以提高声音的（填“音调”或“响度”）。

错解及归因有的学生对声音能传递能量、信息不太理解，或者是两者混淆，无法正确填第一空；对音调与响度的概念理解不深，填第二空出错。知识上的缺陷是导致出错的根本原因。

点拨与解答医生使用听诊器为病人诊病，借助听诊器听出病人心脏跳动（振动）的微小来判断病情，它运用了听诊器能传递信息的道理，而不是传递能量；病人的声音通过橡皮管传送到医生的耳朵，这样做是为了减小声音传递过程的能量损失，是为了让医生听的更清楚，由此提高声音的响度。正确答

图5

案是传递信息；响度。

例8．一个人在高处用望远镜注视地面上的木工以每秒一次的频率钉钉子。他听到声音时恰好看到击锤的动作，当木工停止击锤后，他又听到了两次击锤声，木工离他有多远？

点拨与解答由于观察者听到击锤声音时恰好看到击锤的动作，可知击锤声传到观察者耳中所需要的时间t应该是击锤动作周期T的整数倍，即t=T，2T，3T……根据停止击锤后又听到两次击锤声，可知应取t=2T，由于T=1秒，可求出t，再根据路程公式即可求出距离。

由题意分析知t=2T=2×1秒=2秒。

S=vt=340米／秒×2秒=680米

评注此题关键是如何求出击锤声传到观察者耳中所需的时间。

例9．海面上一炸弹爆炸，岸边的人听到两次爆炸声，两次之间相隔△t秒，当时声音在空气中和海水中的传播速度分别为v1米／秒和v2米／秒，那么，爆炸处离岸__________米。

点拨与解答声音在海水中传播速度较快，即v2＞v1，故声音在海水中传播时间较短。设爆炸处离岸s米，

评注关键要知道v1和v2的大小。声音在金属传播得比在液体中快，在液体中比在空气中传播得快。

三.经典练习

1.如图甲所示，用竖直悬挂的泡沫塑料球接触发声的音叉时，泡沫塑料球被弹起，这个现象说明；如图乙所示，敲击右边的音叉，左边完全相同的音叉把泡沫塑料球弹起，这个现象说明。

1.发声体在振动（或音叉在振动或发声的音叉在振动）；空气能传授声音（或气体能传授声音）；

2．音乐家贝多芬晚年失聪后，就用牙咬住木棒的一端，另一端顶在钢琴上来听自己演奏的琴声，这表明声音可以通过传播．2．固体

3.敲鼓时，撒在鼓面上的纸屑会跳动，且鼓声越响纸屑跳得越高；将发声的音叉接触水面，能溅起水花，且音叉声音越响溅起的水花越大；扬声器发声时纸盆会振动，且声音越响纸盆振幅越大。根据上述现象可归纳出：（1）声音是由物体的产生的；（2）。

3.振动；振幅越大声音越响；

4．下列说法中正确的是( ) 4．B

A．声音由振动而发生，发声的物体不一定在振动

B．声音在空气中的传播速度小于在铁轨中的传播速度

C．声音在真空中也能传播D．声音在液体中不能传播

5．如右图所示，把正在响铃的闹钟放在玻璃罩内，逐渐抽出其中的空气，闹钟的声音会逐渐变小，直至听不到声音．这个实验说明了（）B

A.声音是由物体振动产生的B．声音必须通过介质才能传播

C.声波在玻璃罩中发生了反射

D.声波在传播过程中能量逐渐减少

6.生活中常常有这样的感受和经历：当你吃饼干或者硬而脆的食物时，如果用手捂紧自己的双耳，自己会听到很大的咀嚼声，这说明能够传声；但是你身旁的同学往往却听不到明显的声音，这又是为什么呢？请从物理学的角度提出一个合理的猜想：6.固体（骨骼或身体），传声效果跟传声介质有关；

7．流星落在地球上会产生巨大的声音，但它落在月球上，即使宇航员就在附近也听不到声音，这是因为（） C

A．月球表面受到撞击时不发声B．撞击声太小，人耳无法听到

C．月球表面没有空气，声音无法传播D．撞击月球产生的是超声波

物质空气氧气铝铁铅

物质的密度（kg/m3） 1.29 1.43 2700 7900 11300

声音传播的速度(m/s) 330 316 5100 5000 1300

根据上表提供的信息，可以得出的结论是（）8.C；

A.声音传播的速度随着物质密度的增大而增大

B.声音传播的速度随着物质密度的增大而减小

C.声音在金属中传播的速度大于它在气体中传播的速度

D.声音在金属中传播的速度随着金属密度的增大而增大

9.一场大雪过后，人们会感到外面万籁俱静。究其原因，你认为正确的是（） C

A.可能是大雪后，行驶的车辆减少，噪声减小

B.可能是大雪蓬松且多孔，对噪声有吸收作用

C.可能是大雪后，大地银装素裹，噪声被反射

D.可能是大雪后气温较低，噪声传播速度变慢

10．如图1所示，几个相同的玻璃杯中盛有不同高度的水，敲击时发出的声音音调不同，这是由于声音的（）10．B

A.振幅不同

B.频率不同

C.音色不同．

D.响度不同

11.下图所示为两个振动物体发声时的波形图，比较甲、乙两图，我们可以知道（） B

A.甲的音调低，乙的音调高

B.甲的音调高，乙的音调低

C.甲的响度大，乙的响度小

D.无法确定

12.医生在诊病时使用听诊器，听诊器（） D

A.能使心脏振动的振幅增加，响度增大

B.能改变心跳的频率，使音调变调

C.能改变心跳的音色，使声音好听些

D.能减小声音传播过程中的能量损耗

13.萍萍是位音乐爱好者，钢琴独奏或手风琴独奏她一听便能分辨，她区分的依据是这两种乐器发出声音的______________不同；她用不同的力弹琴时，发出声音的_____________不同。13. 音色；响度（第2空填“强度”、“强弱”均可）

14．针对以下四幅图，下列说法正确的是（）D

A．甲图中，演凑者通过手指在弦上按压位置的变化来改变发声的响度

B．乙图中，敲锣时用力越大，所发声音的音调越高

C．丙图中，随着向外不断抽气,手机铃声越来越大

D．丁图中，城市某些路段两旁的透明板墙可以减小噪声污染

15.以下减弱噪声的方法中，属于在声源处减弱的是（）C

A．影剧院的墙面用吸音材料制成B．在飞机旁的工作人员佩带有耳罩的头盔

C．城市某些路段禁鸣喇叭D．高架道路两侧某些路段设有隔音板墙

16．控制噪声是城市环保主要项目之一，下列哪一种措施不能

．．减弱噪声？（ B）A．市区内禁止机动车鸣笛 B．减少二氧化碳气体的排放

甲乙丁

丙

抽气

C．在汽车的排气管上装消声器 D．在城市街道两旁种草植树

17．关于声现象中以下知识结构错误的是( )17．D

18．科学考察工作者为了测海底某处的深度，向海底垂直发射超声波，经过1 4 s收到回波信号。该处海水深m(声音在海水中的传播速度约1500m／s)。这种方法(填“能”或“不能”)用来测量地球和月球之间的距离。18． 1.05×104不能

19．小平在高处用望远镜眺望，他看到了远处有一位铁匠在工作。若铁匠以每秒一次的快慢节奏锻打铁块，在他看到铁匠最后一次锻打铁块的同时听到了打击声，随后还听到了两次打击声。则铁匠与小平的距离约是（）19.C

A.240m

B.480m

C.680m

D.1020m

20．300年前，意大利科学家做了这样一个实验：在房间里挂了许多铃铛，然后让蝙蝠在房间中自由飞翔。第一次未对蝙蝠有任何限制，铃铛未响；第二次蒙住蝙蝠的眼睛，铃铛也未响；第三次塞住蝙蝠的耳朵，房间中的铃铛响了。下列问题不是

．．该实验所研究的是（） D

A.蝙蝠飞行靠什么躲避障碍物的

B.眼睛对蝙蝠飞行是否起作用

C.耳朵对蝙蝠飞行是否起作用

D.铃铛是怎样发声的

21．噪声是城市环境污染的一个主要来源，其中有三大部分：工业噪声、交通噪声、居民噪声。请你分别列举出一个工业噪声和一个交通噪声的实例。

工业噪声：。

交通噪声：。

21．工厂机器的运转声机动车辆的轰鸣声

22．如图a所示，伍实同学用示波器、钢锯条和台钳研究声音的响度.他将钢锯条的下端夹紧在台钳上，上端用手扳动一下，使钢锯条振动发声.实验中，他进行了两次实验，第一次锯条发出的声音响，第二次锯条发出的声音轻，他同时观察到示波器上显示的波形幅度分别如图b、c所示，则他得出的实验结论是：_____________________________。图d、e是两种声音的波形图，从图形可知：图是乐音的波形.请提出一种控制噪声的方法.

a b c d e

22．响度大,振幅大；d；防止噪声产生、阻断噪声的传播或防止噪声进入耳朵.

23．研究噪声问题

小宇在阅读《科海奇闻》一书时，看到这样一条奇闻：

这则奇闻引起了小宇他们学习小组对噪声研究的好奇心。于是，小组内的各位同学又分头查阅了许多资料，得到了如下的一些信息：

请

你根据小宇他们提供的信息资料，回答他们提出的问题：

（1）有些不法商贩，为了销售劣质产品，就在店铺内通过高音喇叭播放音乐。他们这是想利用噪声能够损害_____________________，从而对产品产生错觉这一危害，来使顾客上当。

（2）由上述信息资料，我们可以归纳出消音材料的两个作用是：_____________和_________。

（3）小宇要将家中隔音墙的材料由棉布换成瓷瓦，晓丽认为不妥。他们由此引出一个新的探究课题，请根据他俩提出的探究课题，写出简要的探究报告。

（4）为了减少噪声污染，我们在日常生活中应该这样做（请写出2条）：

①_______________________________________________

②_______________________________________________

23．研究噪声问题（1）眼睛（2）反射声音，吸收声音（3）实验器材和步骤：

答案一：找同样厚度的棉布、瓷瓦各一块（学生能答出“棉布、瓷瓦各一块”即可），找同样的纸制圆柱形空心筒两个，如下图将棉布、两个纸制圆柱形空习筒连接好。一人对着一端开口处向里喊话，另一人在另一端开口处对准耳朵听。将棉布换成瓷瓦，重复以上实验；比较两次听到的声音大小。

答案二：用（同样厚度的）棉布、瓷瓦分别做成体积、形状完全相同的盒子，其中放入小闹钟（或其它能发声的物体），让它发声。人在外面根据听到的声音大小判断哪一种物体隔音效果好。

（4）①不在深夜开大音响；②上课的时候不随便晃动桌椅发出声音。

24．（2004.海口课改）图10中分别列出了几种动物可听到声音的最高频率和能发出声音的最高频率，请根据图表给出的信息回答下列问题：

(1)海豚能发出声音的最高频率为多大?狗可听到声音的最高频率为多大?

(2)如果声音在空气中的传播速度是330m／s，运用下面公式计算人可听到最高频率声音的波长。

波长＝速度／频率

24．(1)海豚120kHz；狗50kHz (2)1.65 cm

25．假定有前后两次声音传到人的耳朵里，如果这两次声音到达人耳的先后时间间隔大于(或等于)0．1 s，人耳就能够把这两次声音分辨开．也就是说，如果两次声音传到人耳的时间间隔不足0．1s，人耳就只能听到一次声音。某农村中学8年级课外活动小组的同学为了体验声音在不同介质中传播速度不同的物理现象，他们请一位同学在输送水的直铁管道(充满水)上敲击一下，使铁管发出清脆的声音，其余同学沿铁管分别在不同位置耳朵贴近铁管听声．实验结束以后，A同学说自己只听到了一次响声；B 同学说自己听到了两次响声；C同学说自己听到了三次响声．已知声音在空气中的传播速度是v气=340 m／s，在水中的传播速度是v水=1700 m／s，在钢铁中的传播速度是v铁=5100 m／s．请你通过计算说明：在铁管上某处敲响一次，A、B、C三位同学的位置到敲击点的距离各在什么范围内?(请写出计算过程和对结论的分析过程)

25.解：声音到达人耳的先后顺序(传声物质)依次是：铁、水、空气．设声音传播的距离为S米．要分辨(相邻的)空气和水传来的声音，应有：S1/340-S1/1700≥0．1

解得：S1≥42．5(m) 要分辨(相邻的)水和铁传来的声音，应有：S2/1700-S2/5100≥0．1解得：S2≥255(m)

结论：C同学与敲击处的距离：S≥255 m时，三种物质传播的声音到达听声者的间隔时间均等于或大于0．1 s，能听到三次敲击声．日同学与敲击处的距离:255m>S≥42．5 m时，水和铁传播的声音

到达听声者的间隔时间小于0．1 s(不能区分)，但水和空气传播的声音到达听声者的间隔时间仍然等于或大于0．1 s，能听到两次敲击声．A同学与敲击处的距离：S<42．5 m时，任意两种物质传播的声音到达听声者的间隔时间均小于0．1 s，只能听到一次敲击声。

26．汽车行驶的正前方有一座高山，汽车以12米／秒的速度行驶。汽车鸣笛2秒后，司机听到回声，则此时汽车距高山有多远？（设声音在空气中的传播速度为340米／秒）

26．设汽车鸣笛时到高山的距离为s，司机听到回声时汽车到高山的距离为s2

2秒内汽车行驶的距离

s1=v1t=12米／秒×2秒=24米

声音传播的距离

s+s2=v2t=340／秒×2秒=680米

又s+s2=2s2+s1=680米

司机听到回声时，汽车距离高山328米。