2.1 声音的产生与传播 学案 人教版物理八年级上册

这是一份2.1 声音的产生与传播 学案 人教版物理八年级上册，共14页。
1.1 声音的产生与传播【学习目标】1.理解声音是由物体的振动产生的；2.知道声音的传播需要介质，声音在不同的介质中传播速度不同；3.掌握利用声速测距离；4.了解人类听到声音的过程；5.了解骨传导的原理和应用，双耳效应解决立体声。【知识点梳理】一、声音的产生1.声音的产生：声音是由物体振动产生的。固体、液体、气体振动都可以发声。自然界中凡是发声的物体都在振动，振动停止，发声也停止。2.声源：物理学中把振动发声的物体叫做声源。3.保存声音：振动可以发声，如果将发声的振动记录下来需要时再让物体按照记录下来的振动规律去振动，就会产生与原来一样的声音。如：早期的机械唱片，唱片上有一圈圈不规则的沟槽。当唱片转动时，唱针随着划过的沟槽振动，这样就把记录的声音重现出来。磁带，声源的振动通过话筒转化成电信号通过录音磁头记录在磁带上，放音磁头将记录在磁带上的声音信息转化成电信号，通过扬声器还原声音。【注意】① 一切发声的物体都在振动，有物体振动但不一定能够听到声音。（如发声的物体在真空中振动、物体的振动频率在人耳的听觉范围之外……）② 振动停止发声也停止，但声音不一定停止。③ 如图所示，在探究“声音是由物体振动产生” 的实验中，将正在发声的音叉紧靠悬线下的乒乓球，发现乒乓球被多次弹开。这样做是为了：把音叉的微小振动放大，便于观察——转换法（放大法）。二、声音的传播1．传声介质①声音的传播需要介质；能够传播声音的物质叫做传声介质，声音在气体、液体、固体中都能传播；②声音在介质中以声波的形式传播。2．声速和回声①声速：声音在每秒内传播的距离叫声速，单位“m/s”,读作米每秒。15℃时空气中的声速是340m/s，平常我们讲的声速，指的就是此值。②影响声速的因素：介质的种类会影响声速，一般情况下v固>v液>v气；温度度也会影响声速，同种介质，温度越高，声速越大。③回声：声音在传播过程中遇到大的障碍物被反射回来，便形成回声。回声是声音的反射。④人耳能分辨出回声和原声的条件是：反射回来的声音到达人耳比原声晚0.1s以上，即：声源到障碍物的距离大于17m。⑤回声测距：利用回声可以测定海底深度、冰山距离、敌方潜水艇的远近。测量中要先知道声音在海水中的传播速度，测量方法是：测出发出声音到受到反射回来的声音讯号的时间t，查出声音在介质中的传播速度v，则发声点距物体S=vt/2。3．探究“声的传播”实验（1）实验探究：①在玻璃钟罩内的木塞上放一个正在发声的音乐闹铃，此时能听到音乐。②用抽气设备抽去钟罩内空气，在抽气的过程中，你听到音乐声会减小，但能看到闹铃振动。③如果把钟罩内空气完全抽出我们将不会听到声音。这个实验用到一种物理方法是：理想实验法（或科学推理法）。（2）实验结论：①声音的传播需要介质，真空不能传声。②月球上没有空气，所以登上月球的宇航员们即使相距很近也要靠无线电交谈。三、人耳构造与骨传导1．人耳的构造与作用①外耳：包括耳廓、外耳道、耳垂，作用：接受声波，传递与感觉声音的振动。②中耳：包括鼓膜、听小骨，作用：传播声音。③内耳：包括耳蜗、三条半规管，作用：感受声音信息；重要的平衡器。2．人耳听到声音的过程：发声体发出声音→介质传声→耳朵听声。其中任何一个阶段被阻断，都将听不到声音。人耳听觉障碍如果是传导障碍，一般可用骨传导来帮助听到声音。如果是神经性耳聋，不易治愈。3．骨传导：声音可以通过头骨、颌骨传到听觉神经，物理学中把这种传导方式叫做骨传导。一些失去听觉的人可以通过骨传导来听声音。骨传导的原理是固体可以传声。4．双耳效应：当声源偏向左耳或右耳，即偏离两耳正前方的中轴线时，声源到达左、右耳的距离存在差异，这将导致到达两耳的声音存在着差异。这种微小差异被人耳的听觉所感知，传导给大脑并与存贮在大脑里已有的听觉经验进行比较、分析，得出声音方位的判别，这就是双耳效应。（音响的立体音就是双耳效应的应用）【典型例题】【例1】如图所示，在探究“声音是由物体振动产生的”实验中，将正在发声的音叉紧靠悬线下的轻质小球，发现小球被多次弹开。这样做是为了（　　）A．使音叉的振动尽快停下来B．把声音的振动时间延迟C．把音叉的微小振动放大，便于观察 D．使声波被多次反射形成回声【答案】C【例2】如图所示，8个相同的玻璃瓶中灌入不同高度的水，仔细调节水的高度，敲击它们，就可以发出“1.2.3.4.5.6.7.1”的声音来；而用嘴吹每个瓶子的上端，可以发出哨声。则下列说法正确的是（　　）A．敲击瓶子时，声音只是由瓶本身的振动产生的B．敲击瓶子时，声音只是由瓶中水柱的振动产生的 C．用嘴吹气时，哨声是由瓶中空气柱振动产生的D．用嘴吹气时，哨声是由瓶中水柱的振动产生的【答案】C【例3】以下活动中，用来探究声音产生原因的是（　　）A．将发声的音叉触及面颊 B．用大小不同的力敲鼓 C．将发声手机置于密闭瓶内并抽气 D．用硬卡片在梳齿上快划、慢划【答案】A【例4】关于声现象，下列说法正确的是（　　）A．声音可以在固体中传播B．声音传播的速度与温度无关 C．声音在真空中传播的速度最快 D．只要物体振动，我们就一定能听到声音【答案】A【例5】下列声现象中，能说明声音的传播需要介质的是（　　）A．蝙蝠靠超声波发现昆虫 B．倒车雷达 C．超声波清洗机 D．真空罩中的闹钟【答案】D【例6】一个人站在平行的两峡谷之间，当他击掌时，分别在0.3 s和0.7 s后听到回声。若声音当时1s内传播330 m，则两峡谷之间的宽度为（　　）A．165m B．198m C．221m D．330m【答案】A【例7】甲同学把耳朵贴在长铁管的一端,乙同学在另一端敲一下铁管,甲同学听到两响声,这是因为 （ ）A.声音在空气中传播速度比在铁中的大 B.有回声 C.声音在空气中传播速度比在铁中的小 D.无法判断【答案】C【例8】关于双耳效应的说法不正确的是（　　）A．双耳效应就是两只耳朵产生的效应 B．双耳效应可以使人准确地判断声音传来的方向C．音响的双道立体声就是双耳效应的直接应用 D．双耳效应能使人有身临其境的感觉【答案】A【例9】属于神经性耳聋的是（　　）A．耳蜗损伤 B．耳廓损伤 C.听小骨损伤 D．鼓膜损伤【答案】A【例10】助听器的工作原理是利用仪器（　　）A．引起头骨、颌骨振动，传到听觉神经，引起听觉B．产生声波直接作用在听觉神经引起听觉C．产生超声波直接作用在听觉神经引起听觉D．引起鼓膜振动，经过听小骨及其他组织传给听觉神经，引起听觉【答案】A【例11】教师演示探究“声音的产生”的实验装置如图所示，将系在细线上的乒乓球靠近音叉，当教师用锤敲击音叉的时候，听到音叉发出声音，同时又观察到______________，该实验可以得出的结论是__________________。在实验中，乒乓球将音叉微小的振动放大，这种研究方法叫做_________（填“等效法”、“转换法”或“控制变量法”）。【答案】乒乓球被弹开；发生的物体在振动；转换法；【巩固练习】1．如图所示，将悬挂的乒乓球轻轻接触正在发声的音叉，观察到乒乓球被音叉多次弹开；声音消失，乒乓球便会停止运动，此现象表明声音（　　）A．是由物体振动产生的 B．可以通过固体传播 C．不能在真空中传播 D．是以波的形式传播的2．如图所示的四幅图中，不能产生声音的是（　　）A．拨动张紧的橡皮筋 B．关闭的立体声收音机 C．敲击水瓶琴D．真空罩中响铃的闹钟3．如图所示，把正在响铃的闹钟放在玻璃罩内，逐渐抽出玻璃罩内的空气，听到闹铃声逐渐变小，直至听不见；再让空气逐渐进入玻璃罩内，听到闹铃声又逐渐变大。关于上述实验，下列说法中正确的是（　　）A．空气可以传播声音B．只要闹铃振动，就可以听到铃声C．听不见闹铃声了，是由于闹铃不再振动 D．听到闹铃声又逐渐变大，是由于闹铃振动逐渐变剧烈了4．甲同学在一根较长的注满水的水管的一端用石头敲击一次，乙同学在水管的另一端用耳朵贴着水管听声。乙同学听到的声音次数是（　　）A．一次 B．两次 C．三次 D．四次5．在学校秋季运动会上，进行百米赛跑。站在终点的计时员，如果看到冒烟开始计时，运动员到达终点时秒表的读数为10.59秒，如果计时员听到枪声才开始计时，则运动员跑完百米的时间会记为（　　）A．10.88秒 B．10.59秒 C．10.30秒 D．10.18秒6．人能分清原声和回声，则其时间间隔应大于0.1s。那么要能区分自己的拍手声和高墙反射回来的回声，（空气中的声速为340m/s）人离高墙的距离至少应该（　　）A．大于17 m B．小于17 m C．大于34 m D．小于34 m7．一艘科考船对某海域的海底形状利用声呐系统进行了测绘。具体方法是：在经过该海域水平面等间距的A、B、C、D、E五个位置时，向海底定向发射超声波，测得回收信号的时间分别为0.30s、0.16s、0.30s、0.14s、0.30s。根据时间，求出海底与海平面的距离，就可以绘出海底的大致形状，则该海域海底的大致形状如图中的（　　）A． B． C． D．8．在试管中加入少量水，用嘴对着试管口吹气，使其发出声音。声音是由管内空气柱 　 　产生，通过 　 　传入人耳的。9．2025年我国将实现航天员登月计划，在月球上漫步的航天员们必须借助无线电通信设备才能进行沟通交谈，从物理角度来看，这是因为 　 　。10．如图所示，手指轻敲课桌桌面，耳朵贴在桌子上 　 　（选填“能”或“不能”）听到敲击声，说明 　 　可以传声。11．通常情况下，声音在空气中的传播速度是 　m/s，光在空气中传播速度约为　 　 m/s。12．甲同学的耳朵贴在足够长的自来水管（管中有水）的一端，乙同学在管的另一端敲打一下这根管子，在水管足够长的情况下，甲同学能听到　 　次响声。人可分清两次声音的条件是两次声音到达耳朵的时间间隔在　 　钟以上。13．在学校百米赛跑时，终点计时员听到发令枪响时开始计时，最后冠军成绩是11.50s，则冠军的成绩　 　（选填“偏大”或“偏小”），其准确成绩应该是　 　s。（保留两位小数，声速为340m/s）14．交通部门常用测速仪检测车速。测速原理是测速仪前后两次发出并接受到被测车反射回的超声波信号，再根据两次信号的时间差，测出车速，如图甲。某次测速中，测速仪发出与接收超声波的情况如图乙所示，x表示超声波与测速仪之间的距离。从图乙可知，超声波第一次从发出至接收到超声波信号所用的时间是 　 　秒，则该被测车速度是 　 　米/秒。（假设超声波的速度为340米/秒，且保持不变）15．超声测速仪向障碍物发射时间极短的脉冲超声波，根据接收到的反射信号时间关系可以测量物体速度。如图所示，测速仪B向迎面匀速行驶的汽车A发生两次脉冲波的时间间隔为3.3s。发射第一个脉冲后0.8s收到反射信号，发射第二个脉冲后0.2s收到反射信号，则汽车行驶的速度 　 　m/s。（超声波在空气中传播的速度为340m/s）16．元旦期间，小华乘坐一辆长度为10m的客车回老家探望外婆，当客车以10m/s的速度匀速通过一个隧道时，他测得客车完全通过隧道的时间为22s，根据以上数据小华可以算出隧道的长度为 　 　m。通过隧道后，司机在山崖前某处鸣笛，并继续驾驶客车以10m/s速度直线向山崖行驶，经2.4s听到回声。若声音在空气中传播速度是340m/s，则在鸣笛时，司机与山崖的距离为 　 　km。17．在探究声音的产生与传播时，小明和小华一起做了下面的实验：（1）如图①所示，用悬挂着的乒乓球接触正在发声的音叉，可观察到　 　，这说明　 　；此探究中悬挂着的乒乓球的作用是　 　。（2）如图②所示，为了验证（1）中的探究结论，小华同学用手使劲敲桌子，桌子发出了很大的声响，但他几乎没有看到桌子的振动，为了明显地看到实验现象，你的改进方法是　 　。（3）如图③所示，敲响右边的音叉，左边完全相同的音叉也会发声，并且把泡沫塑料球弹起。该实验能说明　 　可以传声，若在月球表面上进行此实验，则　 　（选填“还能”或“不能”）观察到上述现象。（4）如图④所示，把正在响铃的钟放在玻璃罩内，逐渐抽出其中的空气，将听到　 　，并由此推理可知：　 　，此研究方法属于　 　（选填“控制变量法”或“实验推理法”）。18．下面是某些介质中的声速v。（1）分析资料信息，推断声速大小可能跟 　 　、　 　有关。（2）在长为850m的金属管的一端敲击一下，在另一端先后听到两个声音，第一声是通过 　 　（固体/液体/气体）传来的，再经过2.33s听到第二声，这是通过 　 　传来的。（3）声音在金属管中的传播速度是多大？　 　。该金属管可能是由什么材料制成的？　 　（此时气温约为15℃）。18．为了监督司机是否遵守限速规定，交管部门在高速公路上安装了固定测速仪。如图所示，汽车向放置在道路中间的测速仪匀速驶来，测速仪向汽车发出两次短促的超声波信号。第一次发出信号到测速仪接收到经汽车反射回来的信号用时0.4s，第二次发出信号到测速仪接收到经汽车反射回来的信号用时0.2s，若发出两次信号的时间间隔是1.1s，超声波的速度是340m/s，求：（1）汽车接收到第一次信号时，距测速仪的距离；（2）汽车从接收到第一次信号到接受到第二次信号过程中，行驶的距离；（3）若此路段限速为120km/h，试计算说明汽车在此路段是否超速？20．小虎乘坐着一艘速度为10m/s的汽艇匀速驶向一座山崖，他向山崖大喊一声，历时5s听到回声，已知声音在空气中传播的速度为340m/s。求：（1）5s内，声音在空气中传播的路程是多少；（2）汽艇匀速行驶0.4km所花的时间是多少；（3）他听到回声时离山崖有多远。【参考答案】1．A 2．B 3．A 4．C 5．C 6．A 7．C8．振动；空气；9．声音不能在真空中传播，电磁波可以在真空中传播；10．能；固体；11．340；3×10812．3；0.1秒；13．偏大；11.79；14．0.32；14.17；15．34；16．210；0.42；17．（1）乒乓球被弹起来；发声物体在振动；将音叉的振动放大（2）在桌面上撒一些纸屑（3）空气；不能；（4）声音变小；真空不能传声；实验推理法18．（1）介质的种类；温度（2）固体；气体（3）5000m/s；铝19．（1）测速仪第一次发出超声波到达汽车处所用的时间t1＝＝0.2s，由v＝得，汽车接收到第一次信号时，距测速仪的距离：s1＝v声t1＝340m/s×0.2s＝68m。（2）测速仪第二次发出超声波到达汽车处所用的时间t2＝＝0.1s，汽车接收到第二次信号时，距测速仪的距离：s2＝v声t2＝340m/s×0.1s＝34m；汽车从接收到第一次信号到接受到第二次信号过程中，行驶的距离：s＝s2﹣s1＝68m﹣34m＝34m。（3）汽车从接收到第一次信号到接受到第二次信号过程中，行驶的时间：t＝Δt﹣t1+t2＝1.1s﹣0.2s+0.1s＝1s，所以汽车的车速为：v＝＝＝34m/s＝122.4km/h。因为v＝122.4km/h＞120km/h，所以汽车在此路段超速。20．（1）由v＝可得，5s内声音走的路程为：s声＝v声t＝340m/s×5s＝1700m；（2）由v＝可得，汽艇匀速行驶0.4km所花的时间：t′＝＝＝40s；（3）汽艇通过的路程：s汽艇＝v汽艇t＝10m/s×5s＝50m，如右图所示，喊时离高崖的距离为：s＝＝＝875m，他听到回声时离高崖的距离为：s0＝s﹣s汽艇＝875m﹣50m＝825m。一些介质中的声速介质声速/（m•s﹣1）介质声速/（m•s﹣1）空气（0℃）331海水（25℃）1531空气（15℃）340冰3230空气（25℃）346铜（棒）3750软木500大理石3810煤油（25℃）1324铝（棒）5000水（常温）1500铁（棒）5200