备战2020年中考物理：声音的产生与传播、声音的特征- 学案

声音的产生与传播、声音的特征 考点解读一、声音的产生与传播1．声音产生的条件（1）声音产生的条件声音是由物体的振动产生的。（2）“放大法”探究声音产生的原因声音是由物体振动产生的，但许多发声体振动不明显，不易观察或找到，必须借助轻小的物体将这样的发声体的振动进行“放大”，才容易找到声源。如图所示，小纸片在播音的扬声器中或者发声的鼓面上振动。2．声源（1）发声的物体叫声源。声源可以是固体、液体和气体。（2）发生的物体①固体可以发声：用手刮梳子齿时，梳齿振动发声；人在讲话或唱歌时，用手指摸颈前喉头部分，会感到声带在振动，说明人发出的声音是由声带的振动产生的；风吹树叶哗哗响，树叶在振动发声；心脏的跳动声是心脏振动而发出的；用小槌敲击音叉时，用手接触音叉能感觉到音叉在振动，发声的音叉接触水面时会水花四溅，再次说明发声的音叉在振动。②液体可以发声：溪水哗啦啦地响，说明水振动发声。③气体可以发声：初春时节，柳树发芽，你可以折一根柳条，把皮和芯拧松，抽出木芯，用刀把嫩皮的两端修齐，就制成了“柳笛”，用力吹，柳笛就发出声响，该声音是由于空气柱的振动而产生的；喇叭能发出声音是由于喇叭内空气柱振动产生的。3．声音的传播（1）声音传播的方式声音的传播需要物质，物理学中把这种物质叫介质；声音可以在固体、液体和气体中传播，不能在真空中传播。（2）一般情况下，声音在固体中传得最最快，气体中最慢。（3）人耳听到声音的条件：声波到达人耳，引起鼓膜振动，人就听到声音。4．声速（1）声音在空气中的传播速度。声音在每秒内传播的距离 叫声速，单位是m/s；声速的计算公式是；声音在15 ℃的空气中的速度为340 m/s。（2）回声产生：声音在传播过程中，如果遇到障碍物，就会被反射回来。利用回声测距。①回声与原声到达人耳的时间△t：a．当△t>0.1 s时，能区分回声与原声，即能听到回声。b．当△t<0.1 s回声与原声混在一起使原声加强，不能听到回声。②反射面光滑，反射效果较好，易听到回声；反射面粗糙、疏松多孔，声音会被吸收，不易听到回声。③回声的利用与防止：回声测距与测速（s=vt/2）、电影院的墙壁。二、声音的三要素1．声音的三要素声音的高低叫音调；声音的强弱叫响度；不同发声体的材料和结构，发出声音的音色就不同。2．音调（1）音调：音调与发声体的频率有关系，频率越高，音调越高；声源振动的越快，音调就越低。用硬纸片在梳子齿上快划和慢划时可以发现：划得快音调高，用同样大的力拨动粗细不同的橡皮筋时可以发现：橡皮筋振动快发声音调高。（2）频率：物理学中用每秒内振动的次数叫频率，其单位是赫兹简称赫，记作Hz。（3）超声波与次声波①人耳听见的频率范围。频率在20~20 000 Hz之间的声波。②超声波：频率高于200 00Hz的声波；次声波：频率低于20 Hz的声波。3．响度物理学中把人耳能感觉到声音的强弱叫做响度，人耳感受到的声音的大小，跟发生体的振幅和距发声距离的远近有关。响度跟发声体的振幅、距离发声体的远近有关系，振幅越大，响度越高，距离发声体越近，响度越大。（1）振幅：振动时离开平衡位置的幅度。（2）用力越大，振幅越大，响度越大。（3）响度还跟距离发声体的远近有关，越远越分散，响度越小。增大响度的主要方法是：减小声音的发散。4．音色声音的品质，不同的人或乐器发声的音色都不同。音色与发声体的材料和结构有关。不同发声体的材料、结构不同，发出声音的音色也就不同。5．声音三个特性的区别与联系影响因素音调响度音色与发声体振动的频率有关，频率越快，音调越高与发声体振动的振幅及距离发声体的远近有关，振幅越大，距离发声体越近，响度越大与发声体的材料和结构等自身因素有关 生活实例①声音的“粗”、“细”；②男高音、女高音；③管乐器的空气柱越长，音调越低；④弦乐器的弦、打击乐器的鼓皮绷得越紧，音调越高；⑤声音越尖细，音调越高等①声音的“大”、“小”；②打击乐器时，用力越大，响度越大；③调整收音机音量，响度变化；④“声振林木”、“歌声嘹亮”、“响彻云霄”、“震耳欲聋”等①“闻其声知其人”；②声纹锁；③区分不同发声体的依据等区别①音调和响度没有必然的联系，音调高的声音响度不一定大；②在声音的传播过程中，音调、音色一般不会变化，响度随传播距离的增大逐渐减小     重点考向考向一：声音的产生 例题引领华为手机行销世界各国。关于手机的说法中正确的是A．平时我们听见的手机铃声是通过固体传播到我们的耳朵B．手机是通过捕获超声波得到外界信息的C．手机发声时，听筒的膜片振动产生声音D．会议中，将手机铃声调为振动是在传播过程中减弱噪声【参考答案】C【详细解析】A、声音的传播需要介质，平时我们听见的手机铃声是通过空气传播到我们的耳朵，故A错误；B、手机是利用电磁波来传递信息的，故B错误；C、手机声音是由听筒膜片的振动发出的，故C正确；D、将手机调到振动，是在声源处减弱噪声的，故D错误。故选：C。 变式拓展1．下列实验中，探究声音产生条件的是①使正在发声的音叉接触水面，水面溅起水花 ②吹笛子时，手指按住不同的孔便会发出不同的声音 ③放在钟罩内的响铃闹钟，把钟罩内的空气抽去一些后，听到铃声明显减小 ④在吊着的大钟上固定一支细小的笔，把钟敲响后，用纸在笔尖上迅速拖过，可以在纸上画出一条来回弯曲的细线．A．①② B．②③ C．③④ D．①④【答案】D【解析】声音产生的条件是--振动；①使正在发声的音叉接触水面，水面溅起水花；溅起水花则说明音叉在振动，也就说明音叉发声靠振动；故说明了声音发生的条件；②吹笛子时，手指按住不同的孔便会发出不同的声音；说明频率不同，音调不同，故说明了音调的影响因素；③放在钟罩内的闹钟正响铃，把钟罩内的空气抽去一部分，听到的铃声明显减弱；说明当介质越来越少时，声音的传播就越难，推想后可得，无介质声音就不能传播，故说明了声音传播的条件；④在吊着的大钟上固定一支细小的笔，把钟敲响后，用纸在笔尖上迅速拖过，可以看到笔尖在纸上画出一条来回弯曲的细线，说明发声的物体在振动。故①④正确，D符合题意。2．为探究声的产生条件是什么，有人建议以下几个实验方案：（1）放在钟罩内的闹钟正在响铃，把钟罩内的空气抽出一些后，铃声明显减小；（2）把正在发声的音叉放入水面，水面溅起水花；（3）拨动吉他的琴弦发出声音时，放在弦上的小纸片会被琴弦弹开；（4）在吊着的大钟上固定一只细小的铅笔，把钟敲响后，用纸在笔尖上快速拖过，纸上可以看到一条来回弯曲的细线。你认为能说明问题的实验是A．（1）（2） B．（2）（3） C．（2）（4） D．（3）（4）【答案】D【解析】（1）铃声减小是因为抽去了钟罩内的空气，当钟罩内为真空时，则听不见铃声，说明真空不能传声；（2）发声的音叉放入水中，水面溅起水花，说明发声的音叉在振动；（3）说明的是声音是由物体振动产生的；（4）“纸上可以看到一条来回弯曲的细线”说明铅笔在运动，而铅笔是固定在大钟上的，这也就说明了敲响的大钟也在振动。故选D。  考向二：声音的传播例题引领最近，羊村的小羊们以“声现象”为主题展开了一次讨论，其中说法正确的是A．声音能在冰中传播B．物体发出的声音我们都可以听到C．声速不受介质种类的影响D．声速不受介质温度的影响【参考答案】A【详细解析】A．声音传播需要介质，冰是固体，声音可以在冰中传播。故A正确；B．物体振动能够发声，但声音的传播需要介质，没有介质我们无法听到声音。故B错误；C．声音在不同介质中的传播速度不同，一般地，在固体中声速最大，在液体中次之，在气体中最慢。故C错误；D．声音只有在15 ℃的空气中传播速度才是340 m/s，温度不同，声音在空气中的传播速度也不同，说明声速受温度影响。故D错误。 变式拓展 1．古代的侦察兵为了及早发现敌人骑兵的活动，常常把耳朵贴在地面上听，以下解释错误的是A．马蹄踏在地面时，使土地振动而发声B．马蹄声可以沿土地传播C．马蹄声不能由空气传到人耳D．土地传播声音的速度比空气快【答案】C【解析】由于声音在固体中的传播速度比在空气中的传播速度要快，因此古代的侦察兵把耳朵贴在地面上，能更早的听到敌人骑兵的活动情况，从而及早的发现敌情。这个现象说明了：①振动的物体可以发声，②声音可以在固体中传播，③声音在固体中的传播速度要比在气体中的传播速度快；只有C选项的解释有误，符合题意；故选C。2．能说明“液体可以传播声音”的事例是A．我们听到雨滴打在雨伞上的B．我们听到树枝上小鸟的“唧唧”声“嗒嗒”声C．将要上钩的与被岸边的说话声吓跑D．人在小溪边听到“哗哗”的流水声【答案】C【解析】A、雨滴打在雨伞上的“嗒嗒”声，是通过空气进行传播的，不符合题意；B、小鸟的“唧唧”声也是通过空气进行传播的，不符合题意；C、因为声音可以在水中进行传播，所以鱼会被岸上的说话声吓跑，符合题意；D、流水的“哗哗”声是通过空气进行传播的，不符合题意；故选C。  考向三：声速例题引领交通部门常用测速仪来检测车速.测速原理是测速仪前后两次发出并接收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，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0.5 s，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0.3 s，若发出两次信号的时间间隔是1 s，超声波的速度是340 m/s且保持不变。则汽车的速度为A．30.9 m/s B．34.0 m/s C．37.8 m/s D．75.6 m/s【参考答案】C【详细解析】根据v=可得，测速仪第一次发出的信号从汽车处返回到测速仪时，汽车距测速仪：s1=v声t1=340 m/s×0.25 s=85 m；第二次发出的信号从汽车处返回到测速仪时，汽车距测速仪：s2= v声t2=340 m/s×0.15 s=51 m；因此汽车在两次与信号相遇的过程中，行驶了：s′=s1−s2=85 m−51 m=34 m；这34 m共用了：t′=△t−t1+t2=1 s−0.25 s+0.15 s=0.9 s，所以汽车的车速为：v′==37.8 m/s，故C正确。 变式拓展1．交通部门常用测速仪来检测车速。测速原理是测速仪前后两次发出并接收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。则下列说法中错误的是（假设超声波的速度为320 m/s，且声速与车速均保持不变）A．汽车收到第一次信号时，距测速仪128 mB．汽车遇到两次信号的时间间隔内行驶了32 mC．汽车两次收到信号的时间差为1.3 sD．汽车的速度约为24.62 m/s【答案】A【解析】A．由图知，汽车收到第一次信号时，经过的时间为，距测速仪，故A错；BCD．由图知，汽车收到第二次信号时，经过的时间为，距测速仪；汽车遇到两次信号距离测速仪的距离差：，经过时间，汽车的速度，故BCD正确。2．声音在15 ℃的空气中传播的速度是__________m/s。北宋时期的沈括，在他的著作《梦溪笔谈》中记载着：行军宿营，士兵枕着牛皮制的箭筒睡在地上，能及早听到夜袭敌人的马蹄声。这是因为__________。【答案】340  声音在固体中比在空气中传播速度快【解析】声音在15 ℃的空气中传播的速度是340 m/s。声音在不同介质中传播速度不同，在固体中比在空气中传播速度快，所以行军宿营，士兵枕着牛皮制的箭筒睡在地上，能及早听到夜袭敌人的马蹄声。  考向四：音调例题引领音乐小组的几位同学制作了三种不同的乐器，乐器发声的波形图如下图所示，下列说法不正确的是A．乐器发声时都在振动B．乐器发声的音色相同C．乐器发声的响度相同D．乐器发声的音调相同【参考答案】B【详细解析】A．因为声音是由物体振动产生的，所以乐器发声时都在振动，此选项正确，不符合题意；B．不同乐器、不同发生体的材料和结构不同，产生的音色会不同，波形的复杂程度也不同，我们是靠音色来辨别乐器的种类，所以音乐小组的几位同学的各自的乐器音色不同，此选项正确，符合题意；；C．振幅是指振动物体离开平衡位置的最大距离，它决定了声音的响度．观察图示可知振幅相同，所以乐器发声的响度相同．此选项正确，不符合题意。D．频率表示物体振动的快慢，物体振动的越快，频率越大，音调越高．观察图形，相同时间内，经过的周期越多，频率越大．振动物体往返一次叫一个周期．观察图示可知发声体振动的频率相同，所以音调相同．此选项正确，不符合题意。 变式拓展1．如图所示声波的波形图，下列说法正确的是：A．甲、乙的音色相同 B．甲、丙的音调相同C．乙、丁的响度相同 D．甲、丁的音调相同【答案】D【解析】A．从图中可以看出，甲和乙波形的形状并不完全相同，因此它们的音色不同，故A错误；B．从图中可以看出，甲、丙的振动的频率不同，故音调不同，故B错误；C．从图中可以看出，乙、丁偏离原位置的远近不同，振幅不同，故响度不同，故C错误；D．从图中可以看出，甲、丁在相同时间内振动的次数相同，所以频率相同，音调相同，故D正确。2．在学习吉他演奏过程中，小明发现琴弦发出声音的音调高低是受各种因素影响的，他决定对此进行研究，经过和同学们讨论，提出以下猜想：猜想1：琴弦发出声音的音调高低，可能与琴弦的横截面积有关；猜想2：琴弦发出声音的音调高低，可能与琴弦的长短有关；猜想3：琴弦发出声音的音调高低，可能与琴弦的材料有关。为了验证上述猜想是否正确，他们找到了如表所列的9种规格的琴弦，因为音调的高低取决于声源振动的频率，于是借来了一个能够测量振动频率的仪器进行实验。（1）如果选用编号为A、D、F的琴弦进行实验，是为了验证猜想________；（2）为了验证猜想2，小明选用了编号为C、H、I的琴弦进行实验，他这样的选择________（填“合理”或“不合理”），原因是__________________________________________________________；（3）为了验证猜想3，请填如表中所缺数据：长度为________cm，横截面积为________mm2；（4）随着实验的进行，小明又觉得琴弦音调的高低与琴弦的松紧程度有关，为了验证这一猜想，必须进行的操作是：______________________________________________________________________。【答案】（1）2  （2）不合理  C、H、I琴弦的材料、横截面积不同  （3）80  1.02  （4）选取材料、长短、粗细相同的琴弦，调整它们的松紧程度不同来进行实验【解析】（1）A、D、F琴弦的横截面积和材料都相同，而长度不同，故是为了验证猜想2：琴弦发出声音的音调高低，可能与琴弦的长短有关；（2）如果验证猜2：琴弦发出声音的音调高低，可能与琴弦的长短有关，应控制琴弦的材料和横截面积相同，长短不同，而C与H、I的材料、横截面积不同，故选择C、H、I的琴弦进行实验不合理；（3）如果验证猜想3：琴弦发出声音的音调高低，可能与琴弦的材料有关，应控制长度和横截面积相同，故表格应该填入与G、H的数据相同，即80、1.02；（4）探究琴弦音调的高低还与琴弦的松紧程度有关，控制琴弦的长度、横截面积、材料都不变，改变两者的松紧，比较音调的高低。  考向五：响度例题引领中国科技馆里有一个“声聚焦”装置，它是一个像锅盖形状的凹形圆盘，如图所示。当小明将耳朵靠近装置的固定架的中心时，远处传来的微小声音就变大了，这是因为“声聚焦”使远处传来的声音在其表面发生了反射而会聚，结果改变了声音的A．响度  B．音调C．音色  D．音调和响度【参考答案】A【详细解析】根据题意知的，声聚焦装置，使远处传来的声音在其表面发生了反射而会聚，声音听起来变强大了，即改变了声音的响度；声音的音调是固定不变的，音色由发声体本身决定，故只有A正确，故选A。 变式拓展1．为了保证城市正常供水、减少水资源浪费，素有“城市血管医生”的听漏工常常在凌晨一点左右，大街上车辆稀少时，利用听音棒检查地下水管是否漏水（如图），选择在凌晨且车辆稀少时段检查是为了_______________。利用听音棒可以使听到的声音更________（选填“高”或“大”）些。【答案】避免声音的干扰  大【解析】由于地下水管漏水时发出的声音的响度较小，在凌晨且车辆稀少时段检查，可以避免其他声音的干扰；听音棒是固体，传声效果好，能增大声音的响度，使声音听起来更大。2．如图所示，将悬挂的轻质小球紧靠音叉，用小锤轻敲和重敲音叉时，小球弹开的角度不同，下列说法正确的是A．比较角度的大小可以探究声音产生的原因B．比较角度的大小可以探究响度和振幅的关系C．比较角度的大小可以探究音调和频率的关系D．比较角度的大小可以探究声速和振幅的关系【答案】B【解析】由题意可知，用小锤轻敲和重敲音叉时，小球弹开的角度不同，这是因为用力不同时，音叉的振动幅度不同，振幅越大，响度越大，因此比较角度的大小是为了探究响度和振幅的关系，故ACD错误，B正确。故选B。 考向六：音色例题引领如图为木制玩具青蛙刮鼓，用木棒在青蛙背上摩擦，就会发出类似青蛙的叫声，有时还能引起周围青蛙的附和共鸣。下列说法正确的是A．青蛙刮鼓发出的声音是由木棒振动产生的B．模拟青蛙的叫声是指音色相近C．青蛙刮鼓发出的声音一定是噪声D．能引起周围青蛙的附和共鸣说明声音能传递信息【参考答案】BD【详细解析】A．青蛙刮鼓发出的声音是由青蛙的背振动产生的，故A错误。B．音色是发声体所特有的声音特色，模拟青蛙的叫声是指音色相近，故B正确。C．青蛙刮鼓发出的声音如果影响到人们学习、工作、休息，则就是噪声。如果没有，就不属于噪声，故C错误。D．声音能传递能量和信息，青蛙刮鼓发出的声音能引起周围青蛙的附和共鸣说明声音能传递信息，故D正确。答案为BD。 变式拓展1．某天，小明爸爸接到一个自称小明班主任的人来电：小明上体育课受伤送医院了，急需汇手术费。小明爸爸通过声音判断这不是班主任，可能是诈骗电话。小明爸爸的判断是依据声音的______________。【答案】音色【解析】小明爸爸的判断是依据声音的音色，因每个人的音色不同，它跟发声体的材料和结构有关，所以可以通过发声的音色辨别熟人的声音。2．观众能区别出不同的演员发出的声音，主要是根据他们发出的声音有不同的______________。【答案】音色【解析】音色是发声体所特有的声音特色，音色因人而异，观众能区别出不同的演员发出的声音，主要是根据他们发出的声音有不同的音色。