物理八上辅导教案第5讲声学教案.docx
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物理八上辅导教案第5讲声学教案
物理辅导教案
第5讲声学教案
声音与乐音
一.教学内容：
1什么是声音
2乐音的三个特征
二.重点、难点：
1.初步认识声是由物体的振动发生的，声的传播必须依靠介质，声具有能量。
2.了解在不同介质中声的传播速度是不同的，声在固体和液体中的传播速度比在空气中快。
3.能从日常生活的直接感受中知道乐音有音调、响度和音色的区别。
4.常识性地知道音调的高低与声源振动的频率有关，响度的大小与声源振动的振幅和距离声源的远近有关。
5.知道发声体发出的音色不同。
三.知识点分析：
（一）什么是声音？
1.声源：
正在发声的物体称为声源。
声音是由发声体的振动而发生的，振动停止，发声也停止。
2.声的传播：
1）声波：
2）介质：
3）声音靠介质（一切固体、液体、气体）由近及远地传播出去。
真空不传声。
4）声速：
5）声音在固体、液体中比在空气中传播得快
6）人耳听到声音的条件：
发声体振动发声→声音在介质中以声波形式传播→人耳接受到声波引起听觉。
3.人耳的听声能力：
（1）频率：
物体在1秒钟内振动的次数叫频率。
单位：
赫兹（Hz）
（2）次声：
低于20Hz的声
（3）超声：
高于20000Hz的声
（二）乐音的三个特征
乐音：
悦耳的声音称为乐音。
乐音的三个特征：
音调、响度和音色。
1.音调：
是指乐音的高低。
它是由声源的振动频率决定的。
2.响度：
人耳能感觉到的声音的大小。
也叫音量。
响度与声源振动的幅度有关，还跟人与声源的距离有关。
3.音色：
声音的特色。
也叫音品。
【典型例题】
例1.在装满水的长铁管的一端敲一下，在较远处的另一端将听到次响声。
讲解：
在敲击铁管的过程中，使铁管发生了振动，因而发生的声音通过铁管、水、空气三种介质传播。
但由于声音在不同介质中传播的速度不同，在固体中最快，在液体中次之，在气体中最慢，因而听到三次声音。
先听见的是铁管传来的声音，最后听到的声音是通过空气传来的。
正确答案：
三。
考点分析：
（1）声音可以以一切固体、液体、气体作为介质传播出去；
（2）声音在不同介质中传播的速度不同，固体传声比液体和气体快。
例2.取一个小的半导体收音机，用薄膜袋密封后浸在水中。
打开收音机，你能否听到音乐或广播？
请说说理由。
解析：
收音机喇叭的振动，通过薄膜袋中的空气，薄膜，水进入空气，再由空气传到耳中，引起耳膜振动，由此听到了声音。
评注：
固体、液体和气体都是传播声音的介质。
发声体的振动只有通过介质形成声波才能使耳膜振动，听到声音。
例3.如何理解：
“不同物质传声本领不同”与“不同物质中声速不同”？
解析：
声音在介质中传播时，其能量会逐渐损失而衰减。
不同介质传声本领不同指的是声音的能量在传播过程中衰减程度不同，由声音在不同介质中传播时随距离衰减情况不同所致（不同介质吸声系数不同）。
如声源通过铁向外传播能量比通过空气向外传播能量更有效，故铁的传声本领强。
不同介质中声速不同是指声音通过不同介质传播的快慢不同，由介质结构特性决定。
如声音在水中的传播速度约是空气中的4.5倍。
因此不同物质传声本领不同与声速不同是两个不同的概念。
有些固体如橡胶，其传声本领比空气强，但在橡胶中的声速却比在空气中小。
例4.下面形容声音的“高”，指的是音调的有（）
A.这首歌声音太高，我唱不上去B.引吭高歌
C.她是唱女高音的D.高声喧哗
解析：
日常用语中的“高”，有时指音调，有时指响度，引吭高歌指放开嗓子唱，说明声音的响度大；高声喧哗指声音大且吵人，它们都是指响度。
而A、C两选项中的“高”都是指音调的高低，是由频率决定的。
正确答案：
AC
考点分析：
解此题很容易出现将音调与响度混淆、科学用语与日常用语混淆的思维障碍。
（1）弄清音调与响度的区别，科学用语与日常用语的区别。
（2）科学用语要求清楚、准确，高低只用来描述音调，响度用大小来描述。
例5.水牛“哞哞”的叫声和蚊子“嗡嗡”的叫声相比较，的音调高，的响度大。
用小提琴和二胡同时演奏《二泉映月》，能分辨出琴声，是因为二者的不同。
解析：
牛的叫声响度大，但音调低，能传播较远，听起来响亮，但比较低沉。
蚊子的叫声音调高，但响度小，听起来尖细。
小提琴和二胡同时演奏同一乐曲，即音调、响度相同，但应能区别。
是因为二者的音色不同。
正确答案：
蚊子、水牛、音色
考点分析：
考查声音的三个特征和决定它们的因素，从而区别这三个特征。
例6.下图所示为示波器上观察到的几个波形。
图（a）和图（b）为两个不同音叉的波形，图（c）、（d）、（e）所示分别是小提琴、长笛和法国号的波形。
请回答下列问题：
（1）图（a）和图（b）哪个音叉的音调较高些？
哪个音叉的音臂较短些？
（2）比较图（c）、（d）、（e）三图，小提琴、长笛和法国号它们是否正在演奏同样音调和频率的音符？
（3）假设三种乐器演奏同一音符，由于它们的音色不同，你可以听出它们的区别，而你怎样从示波器的屏幕上的扫描图形来推断出这一点呢？
解析：
（1）从相同的示波器屏幕上看到在相同扫描时间里（a）图音叉的振动次数多（完整的振动），因此单位时间内振动次数多，即频率高。
而音调的高低由频率决定，故音叉（a）的音调高，相对而言，音叉（b）的音调低。
我们又知道音调的高低与发声体的结构有关，决定音叉的音调高低，主要是音臂的长度，可见音叉a的音臂稍短些。
（2）比较（c）、（d）、（e）三图，小提琴、长笛和法国号它们在相同的扫描时间里都有两个完整的振动波形，都作了两次振动，表明了它们的振动快慢即频率相同，由此可知它们正在演奏同样音调和频率的音符。
（3）三种乐器虽然都在演奏同一音符，但是各自的音色是不同的。
除了人耳可听出作出区别，在示波器的屏幕的扫描图上更可清楚地加以识别：
原因在于三乐器的振动波形图完全不同，而振动图形能反映各乐器发音的频率组合情况不同，即音色不同。
评注：
声音的三个特征：
响度、音调和音色除了人耳能做出比较、区分外，更直观、形象的分析方法是利用示波器。
若有条件，可以用音乐生日贺卡中的压电陶瓷晶片粘在发声体上，在老师指导下，取出振动波形在示波器上放大显示，探索决定声音三个特征的因素，提高动手能力，培养创新思维。
例7.亮亮和田田两位同学欲测一段铁路的长，但没有合适的刻度尺，他们知道声音在空气中的传播速度为340m/s，在钢铁中的传播速度为5000m/s，于是亮亮站在欲测铁路的一端，田田站在铁路的另一端，亮亮用锤子敲击一下铁轨，田田听到了两次响声，两次声响的时间间隔为2s，这段铁路有多长？
解析：
用锤子在铁轨一端敲击，铁轨振动而发出的声音可以在铁轨中传播，也可以在空气中传播，由于声音在铁轨和空气中的传播速度不同，传播相同的距离所用时间不同，所以声音传到铁轨另一端是有先后的，另一端的人就能听到两次响声。
解：
声音从铁轨的一端传播到另一端所用时间
声音在空气中从铁轨的一端传播到另一端所用时间
田田听到两次响声的时间间隔△t=
解上述三个方程得s=729.6m
评注：
本题考查了声音在不同的介质中传播的速度不同的应用。
解答本题的关键是要弄清两点：
（1）声音在铁轨中传播的路程和空气中传播的路程相同，都等于铁轨的长度；
（2）声音在钢铁中传播速度大于在空气中传播速度，声音传播的路程等于所求铁轨长度，在铁轨中传播所用时间比空气中传播所用时间少2s。
此题亦可采用下述方法解决：
因为声音在铁轨和空气中传播的路程相等，所以传播所用时间与速度成反比，即
，即
，解得
。
铁轨的长度
例8.为什么不能用分贝表示响度？
解析：
分贝是计量声音强弱的客观标准，声音分贝数的大小反映的是客观上声音的强弱，而响度则是人耳主观感觉到的声音的强弱程度，因此不能用分贝来计量响度的大小。
响度用人耳接收到的声波的能量来度量。
【模拟试题】（答题时间：
30分钟）
一、填空题
1.正在发声的物体称为。
2.在下面几种现象中，观察可知：
蜜蜂飞来飞去发出的“嗡嗡”声是由于蜜蜂翅膀的；
优美的琴声来自琴弦的；
通过大量事实证明，所有发声的物体都伴有现象。
3.除夕之夜，亮亮在自家的阳台上看到一簇绚丽的烟花在空中绽放，3s后才听到它在空中的爆破声，这声音是通过传来的，亮亮与烟花相聚的地方相距大约有m。
4.把一个手机开机后放入玻璃罩内，用另一个手机在玻璃罩外对它拨号，可清楚地听到手机的应答声。
然后用抽气机逐渐抽取罩内的空气，随着罩内空气的减少，我们听到手机的声音会，由此可以推论出。
5.科学探究不能光凭人的感官，还要借助。
要找出不同声音的区别，可以借助仪器。
图形曲线中的出现的个数多少，表示声源
的高低。
的大小，对应着声源振动幅度的大小。
的具体形状反映了声源发声的特色。
6.如图所示，这是我们敲击音调高低不同的两个音叉，示波器上分别显示出两列声波的图形。
由此我们可以判定振动得快，频率低。
7.如上图，为重击、轻击统一音叉时，示波器上分别显示出两列声波的图形，则振动幅度大，响度小。
二、选择题
1.根据所学的声音的产生和传播规律判断，下面说法中正确的是（多选）（）
A.只要有物体的振动和传播的物质，就一定能得到声音
B.有声音，就一定有振动的物体
C.在声的传播中，声源的位置并没有移动，只是通过介质向外传播
D.声音是在生物的听觉范围内所能感觉到的一种振动
2.下列关于声音说法正确的是（）
A.声音在真空中传播的速度为340m/s
B.声音只能在透明的介质中传播
C.有声音的发生一定有物体的振动
D.在相同的条件下，声音在空气中传播最快
3.音调高一定（）
A.响度大B.振幅大
C.频率大D.以上都不对
4.声音在空气中传播，在传播过程中会发生变化的物理量是（）
A.音调B.响度
C.音色D.传播速度
5.在室内讲话比在室外讲话听起来要响，这主要是因为（）
A.声音传播得慢
B.说话的声音响
C.回声加大了原来的声音
D.声音传播得快
6.能说明“液体可以传播声音”的事例是（）
A.我们听到雨滴打在伞上的“嗒嗒”声
B.我们听到树枝上小鸟的“唧唧”声
C.将要上钩的鱼被岸边的说话声吓跑
D.人在小溪边听到“哗哗”的流水声
噪声与现代科技
一.教学内容：
3奇妙的声现象
4噪声
5声与现代科技
二.重点、难点：
1.了解回声和共鸣
2.了解混响现象
3.了解噪声的来源和危害
4.知道防止噪声的途径
5.了解声在现代技术中的应用
三.知识点分析
1.奇妙的声现象
（1）回声：
声在传播过程中遇到障碍时，能被反射，反射回来再次被人们听到的声音叫做回声。
（2）听到回声的条件：
回声到达人耳比原声晚0.1秒以上，人耳能把原声与回声区分开。
加强原声：
回声与原声时间间隔不到0.1秒，回声就会增强原声。
混响：
当声源停止振动后，声音还会持续一段时间，这种现象称为混响。
混响时间：
持续的这段时间叫混响时间。
（3）共鸣
（4）动物与声音
2.噪声
（1）噪声及其来源：
噪声：
从物理学的角度看
从环保的角度看
城市主要噪声来源：
1）交通运输噪声
2）工业机械噪声
3）城市建筑噪声
4）社会生活和公共场所噪声
5）家用电器直接造成室内噪声污染
（2）噪声的大小及危害：
大小：
以分贝（dB）为单位来表示声音的强弱。
1）噪声的作用：
除草和诊病等
2）控制噪声：
控制噪声的基本方法：
控制噪声声源和削弱噪声的传播
减弱噪声的主要途径：
①在声源处减弱
②在传声途径中减弱
③在接收处减弱
3.声与现代科技
1）超生是个多面手
2）次声本领大
3）声识别技术
【典型例题】
例1.一辆汽车匀速驶向一座高山，司机鸣笛后4s听到回声，若汽车行驶速度为10m/s，则司机听到回声时距离高山有多远？
解析：
此题考查的是回声测距的问题，但比回声测距加深了难度，因为在声音向前传播的过程中，汽车也是向前行驶的，即声音传播了4s，汽车也向前行驶了4s，汽车向前行驶了
声音共传播了
已知：
t=4s
求：
解：
答：
司机听到回声时距离高山660m。
例2.噪声严重影响着人们的生活和工作，以下防治噪声的办法中可行的是（）
A.通过科学研究，使噪声源不发生振动
B.将所有噪声源隔离在真空容器中，以避免噪声干扰
C.城市里在穿过住宅区的高速公路两旁建隔音墙、在一般道路两旁植树种花
D.建筑工地不允许使用大型机械
讲解：
减弱噪声的方法应首先考虑到人类的生产、生活的需要以及这种方法的现实性。
A项中，使噪声源不发生振动是不可能的，人类要生产、生活，必然会产生噪声。
B项中，将所有噪声源远离在真空容器中也是不现实，工厂里发出的噪声是无法隔离的。
D项中，建筑工地不使用大型机械将无法施工。
只有C项中的修建隔音墙、植树种花是现实的，也是有效的。
正确答案：
C
例3.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，是很厉害的一着。
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？
解析：
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，再引起坛口蒙皮的振动，因此声音就大了。
并且根据三、四个相邻的坛子的声音响度差，还可以断定声源的大致方向。
例4.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、久远并清晰，你能从物理学的角度来解释这是为什么吗？
解析：
阴天的云层比晴天的厚，而且由于阴天的空气潮湿，含有大量的水蒸气，并且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、久远并清晰。
晴天云层稀薄、空气干燥、大部分声音被云层吸收，在空气中散开来，所以声音在晴天听起来轻快且短促。
例5.听录音机放出自己的录音，会觉得不像自己的声音，但是听别人录下的声音，却很像？
解析：
我们是从两个途径听到自己的声音，一个途径是声音通过空气传入耳膜，引起听觉，另一个途径是声音直接从口腔内由头骨传到内耳，引起听觉的，当别人说话或唱歌时，就只有从空气中传来的声音，而听不到从头骨传到内耳的声音，由于头骨传到内耳的声音包含了较多的低音成分，一旦你听不到这些由头骨传来的声音时，你便会觉得自己的声音“失真”了。
因此，我们听到录音机里放出自己的声音，觉得不像，而别人录音却很逼真。
例6.工人师傅检查机器运转情况时，常把一根金属棒的一端放在机器的各个部件上，把另一端靠近耳朵，用耳朵听。
这是为什么？
解析：
金属棒可以传播机器振动情况，把金属棒的一端放在机器的部件上，机器的振动引起金属棒相同的振动，从而发出不同的声音，工人师傅可以根据声音情况，判断机器的故障。
例7.噪声来源于杂乱无章的不规则振动，一切干扰人们休息、学习和工作的声音都是噪声，噪声对人类有百害而无一利，你认为这种说法对吗？
解析：
噪声一向为人们所讨厌，但也有可利用的地方。
噪声可以控制植物提前或推迟发芽来除草，利用人体发出的微弱噪声探测病灶，利用水下自然噪声显示海底情况等，使噪声也服务于人类。
正确答案：
不正确。
例8.怎样才能避免耳朵受到伤害？
解析：
声音的强弱通常以分贝数来表示。
分贝数太大，表示声音越强。
音量增加10分贝，声音的强度则要扩大10倍；音量增加20分贝，声音的强度就要扩大100倍。
人耳是敏感的声音接受器，但声音达到八九十分贝，就有可能伤害到你的耳朵。
怎样才能避免耳朵受到伤害呢？
现提供以下几点供你参考。
第一，不要把加大音量当作淹没其他声响的手段。
例如乘车的时候，你如果把录音机的音量加大到别的什么声音都听不见了，那肯定会对你的耳朵有害。
第二，如果周围的声音大到两个人说话互相听不清楚，最好换一个地方。
第三，如果有时候无法避免过大的声音，那么等能避开时，要让你的耳朵休息一下，千万不要很快进入另一个声音很大的地方。
第四，对经常接触响声的人，可专备一副耳塞。
例9.为什么说，“MP3”的响度过大，会危害人的健康？
解析：
很多同学喜欢听“MP3”，无论何处都可以使自己处在美妙的音乐气氛之中，在潇洒、兴奋之余声音越调越响。
因为响度与振幅有关，还与发声体与耳朵的距离有关。
“MP3”的耳机，可谓离人耳最近，因此不大的振动即可产生过大的响度。
根据测试可超过110分贝，长期影响会引起听力下降，因此我们今后用“MP3”，千万记住要选用适当的音量。
声学复习测试题
一、填空题
1、中考期间有关部门会要求考点附近的工地停止施工以免施工产生的噪声影响考生答题，这项措施是从__________防止噪声的。
考试期间的铃声是用于__________。
2、无声手枪是在__________减弱噪声；若从减弱噪声的角度说，则“掩耳盗铃”是在__________减弱噪声；植树造林可以在__________减弱噪声．（填写减弱噪声的途径）
医生通过听听诊器可以了解病人心肺情况工作情况，这个例子说明声音能_________；声波可以用来清洗钟表，外科医生可以利用超声波振动除去人体内的结石，这个例子说明声音能_________；将耳朵贴在长铁管的一端，让另一个人敲一下铁管的另一端，可以听到两个声音，这是因__________________。
3、日常生活中我们常说声音“震耳欲聋”，这是指它的__________很大；花匠在挑选花盆时，常常将新花盆拎起后轻轻敲击它，根据敲击声来判断花盆是否有裂缝，这主要是根据__________来判断的。
4、2010年4月14日7时49分，青海省玉树发生里氏7.1级地震．救援队员利用各种器材展开抢险救灾工作．甚至有搜救队员将耳朵贴在地面听到废墟中是否有敲打砖块的声音，这是利用 __________可以传声，而且传声效果要比在_________好。
5、2010年3月28日王家岭煤矿发生透水事故，救援工作迅速展开。
4月2日下午，事故矿井下发现有生命迹象，原来是被困人员通过敲击钻杆，使其__________，发出“当当”的求救信号，这里包含的物理原理有：
固体传声效果比气体 __________（填“好”或“差”），声音能够传递 __________（填“信息”或“能量”）。
6、声音在不同介质中传播的速度不同.请阅读下表，并分析表格中的数据，然后写出两个与声速有关的结论：
在空气中
在气、固、液体中（0℃）
在15℃空气中
温度／℃
声速／m·s-1
介质
声速／m·s-1
频率／Hz
声速／m·s-1
0
330
氧气
316
2000
340
15
340
水
1450
1000
340
30
349
冰
3160
500
340
100
386
铁
4900～5000
256
340
（1）____________________
（2）____________________
7、火车在进入隧道前必须呜笛。
若火车速度为80千米／时，声音在空气中的速度是340米／秒，司机在鸣笛后2秒时听到自隧道口处的山崖反射的回声，则鸣笛时火车到隧道口的距离是_______米。
8、上海世博会开幕式上首先登场的是宋祖英，她的歌声是由她的声带的————产生的，现场观众可以听到她的歌声，说明声音可以在————中传播，我们能分辨出是宋祖英的声音，是由于声音的————不同。
二、选择题
9、关于声现象，下列说法正确的是
A．物体不振动可能也会发出声音 B．声音在空气和水中的传播速度不同
C．减少噪声的唯一方法是不让物体发出噪声
D．“公共场所不要大声喧哗”是要求人们在公共场所说话音调放低些
10、关于声音，下列说法中正确的是
A．声波具有能量 B．声音可以在真空中传播
C．“禁鸣喇叭”是在传播途中控制噪声 D．只要物体在振动，我们就一定能听到声音
11、下列关于声现象的说法中不正确的是（ ）
A．打鼓时，放在鼓面上的沙粒不停的跳动，说明发声体在不停的振动
B．放在钟罩内的闹钟正在响，把钟罩内的空气抽出一些后，铃声明显减少，说明声音的传播需要介质
C．正在发声的音叉接触水面时，水面溅起水花，说明液体能够传声
D．贝多芬双耳失聪后，用棍子顶在琴盖上聆听自己演奏的琴声，说明固体能够传声
12、关于声现象，下列说法正确的是 （ ）
A．真空不能传声
B．只要物体在振动，我们就能听到声音
C．我们能“听其声而知其人”，主要是因为不同的人声音的响度不同
D．控制汽车尾气的排放指标可以有效减弱噪声（ ）
13、武侠电影里经常描写一大侠双目失明，还能判断出攻击者的方位，这是因为：
A．他的眼睛根本就没有失明 B．他的耳朵有特异功能
C．由于双耳效应，他可以准确地判断声音传来的方位 D．是一种技巧
14、人耳分清原声和回声的时间间隔应大于0.1s,所以要能听到自己拍手的回声，人离障碍物的距离应该：
（ ）
A、大于17m B、大于34m C小于17m D小于34m
15、下面关于超声波或超声波的利用的说法中，不正确的是（ ）
A．蝙蝠能发生超声波
B．超声波传播不需要介质
C．可以利用超声波的反射探测海洋深度
D．可以利用B型超声仪检查身体
16、关于声现象下列说法错误的
Ａ．诗句“不敢高声语，恐惊天上人”中的“高”是指声音的音调高
Ｂ．两名宇航员在太空中不能直接对话，是因为声音不能在真空中传播
Ｃ．发出较强声音的喇叭能使它前面的烛焰“跳舞”，说明声音具有能量
Ｄ．听不同乐器弹奏同一首歌曲时能分辨出所用乐器，是利用了声音的音色不同
17、如图1所示，用悬挂着的乒乓球接触正在发声的音叉，乒乓球会多次被弹开．这个实验是用来探究
Ａ．声音能否在真空中传播 Ｂ．声音产生的原因
Ｃ．音调是否与频率有关 Ｄ．声音传播是否需要时间
18、医生在诊断时使用听诊器，听诊器能（ ）
A．减少声音在传播过程中的能量损耗
B．改变心跳的频率，使音调变调
C．改变心跳的音色，使声音好听一些
D．使心脏振幅增加，响度增大
19、如图4所示，扬声器播放音乐时，放在纸盒上的小纸片会不断地跳动。
这个实验是用来研究（ ）
A．声音产生的原因； B．声音传播的条件；
C．音调是否与频率有关； D．乐音与噪声的区别。
20、关于声现象下列说法错误的是
A．诗句“不敢高声语，恐惊天上人”中的“高”是指声音的音调高
B．两名宇航员在太空中不能直接对话，是因为声音不能在真空中传播
C．发出较强声音的喇叭能使它前面的烛焰“跳舞”，说明声音具有能量
D．听不同乐器弹奏同一首歌曲时能分辨出所用乐器，是利用了声音的音色不同
21、关于声现象，下列说法中正确的是（ ）
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