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第2章声音与环境2

个性化辅导教案

授课时间:

2013年月日

备课时间:

2013年月日

年级:

初二科目:

物理课时:

2

学生姓名:

课题:

声音与环境2

老师姓名:

张婉

教学

目标

了解噪声与乐声的区别,噪声的来源,噪声的危害和控制;声音的利用。

重点

难点

控制噪声的方法和超声波的利用

 

 

 

知识网络和知识点:

【知识要点导学】

知识点一:

声音与乐音(噪声的控制)

声音:

振动发出的都称为声音

乐音:

波形规则的声音人觉得好听

噪声:

波形杂乱的声音人感到厌烦(噪声污染与水污染,大气污染,固体废物污染并称当今社会四大污染)

声音环境用分贝表示,符号dB,理想环境是15-40dB.

噪声的控制:

声源处、传播过程中、人耳处(采取的方式:

消声、吸声、隔声)

知识点二:

听不见的声音

人耳听觉范围:

20—20000Hz(人的发声范围85—1100Hz)

超声波:

振动频率高于20000Hz的声音,叫做超声,发出超声波

超声波的应用:

(由于超声波具有定向性、穿透性强、易于获得集中的声音能量的特点研究物质结构、水下定位、通信、地下资源勘探、工业检测与控制、超声诊断、超声盲人探路、超声处理加工(清洗、焊接钻孔、粉碎、凝聚和乳化)、B超医疗、声呐、处理种子。

次声波:

振动频率低于20Hz的声音,叫做次声,发出次声波

次声波的应用:

(由于波长大,可以预报地震、台风、海啸、核爆炸等)

二、知识梳理

1.声音的产生与传播

(1)声音的产生.一切正在发声的物体都在振动,振动停止,发声也停止.声音是由于物体振动产生的,物体只有振动才发声,物体沿直线或曲线的往返运动叫振动.“振动停止,发声也停止”不能叙述为“振动停止,声音也停止”,因为振动停止,只是不再发声,而原来发出的声音仍可能继续传播并存在.

(2)声音的传播.声音的传播需要介质,真空不能传声.而声音的传播速度决定于介质的性质,相同的声音在不同的介质中的传播速度不同,而不同的声音在同一种介质中的传播速度却是相同的,声音在空气(15℃)中的传播速度是340m/s.一般情况下,声音在液体中传播较快,在固体中传播最快.声音通过头骨、颌骨也能传到听觉神经,引起听觉.物理学中把声音的这种传导方式叫骨传导.

2.声音的特性

音调、响度和音色同称为声音的三个特征.

音调、响度和音色虽都是声音的特征,但三者的含义不同,主要表现在以下两方面:

(1)物理意义不同;音调指声音的高低(声音的粗细);响度指声音的大小(声音的响亮程度);音色则是物体本身所具有的声音特色,不同物体发出声音,即使音调、响度相同,我们也能通过音色来分辨它们.

(2)决定的因素不同:

音调与频率有关,物体在1s内振动的次数叫频率,频率越大,表示物体振动越快,音调就越高;发声部位越短,音调越高。

弦乐器的音调与弦的长短、粗细、松紧有关,弦越长,音调越低、弦越紧,音调越高、弦越细,音调越高。

(3)响度与振幅有关,振幅即振动幅度,是物体振动时偏离原来位置的最大距离,振幅越大,响度越大.响度还与距离发声体的远近有关,声音是从发声体向四面八方传播的,越靠近发声体,响度越大,越到远处越分散,响度越小。

(4)音色是由发声体本身所决定的,不同发声体的材料、结构不同,发出声音的音色也就不同.

3.回声及其应用

(1)回声.入耳只能区分时间相隔0.1s以上的两个声音,如果障碍物与发声体的距离较近,原声与回声的时间间隔不到0.1s,回声就会与原声混在一起,使人们不易察觉.例如我们在教室里讲话,教室的墙与讲话者间隔不到17m,回声与原声时间间隔不到0.1s,回声就会增强原声,使听众感觉到讲话者的声音较大.我们在原野上讲话时感到“声音变小”就是这个道理。

(2)应用.回声的重要应用是测距与定位.测量原理:

s=vt,其中t为从发声到听到回声的时间,v声为在不同介质中的传播速度,注意v声在不同介质中是不同的.

4.超声与次声:

通常把振动频率高于20000Hz的声音,叫做超声,低于20Hz的声音,叫做次声.

5.超声的应用;

(1)超声导航、定位,测定海底深度,暗礁、冰山距离,鱼群、潜艇的位置。

(2)超声诊断:

人体的疾病、金属内部的缺陷.

(3)超声碎石、杀菌消毒。

6.关于噪声

(1)从不同的角度定义噪声.从物理学的角度看,噪声是由发声体无规则振动时发出的声音.听起来嘈杂、刺耳,通过示波器观察噪声的波形,可以看到噪声杂乱无章的无规则的波形;从环境保护角度看,凡是妨碍人们正常休息、学习和工作的声音,以及对人们要听的声音产生干扰作用的声音,都属于噪声.所以,从环境保护角度看,所有声音都可能成为噪声.例如:

当有人想睡觉时,其他人唱歌或听音乐,此时的音乐妨碍了他人休息,对想睡觉的人来说,就成了噪声.

(2)噪声的防护。

控制噪声的途径:

在声源处减弱噪声、在传播过程中减弱噪声、在人耳处减弱噪声。

在耳朵口塞上棉花或戴防噪声耳罩;在家里关上门窗,拉上窗帘;在道路两旁装隔声板,在高架桥两旁装隔音玻璃;窗户装双层玻璃,中间抽成真空;在公路两旁植树造林;在城市空地上植树造林;在产生噪声的机器下垫上泡沫塑料等,减少振动;在摩托车排气管装消声器;在房间里装隔音板,在音乐教室的墙面上装吸音材料,可减少回音干扰;市区禁鸣喇叭。

(3)辩证地看待噪声.对任何事物都要用一分为二的观点去看待,噪声一方面会危害人们的身心健康要加以控制,一方面还可以为人类服务,变不利为有利.例如:

噪声除尘、噪声测温、噪声除草、噪声克敌等,甚至利用噪声消除噪声.

经典例题:

[例1](2006·南通市)如图2-1甲所示,敲响的音叉接触水面能溅起水花,说明声音是由于物体的______产生的;如图乙,鱼儿能听见拍手声,说明______可以传播声音。

图2-1

分析:

振动的物体作用在其它物体上,往往引起其它物体的往返运动,实际上是对振动的放大显示;鱼儿听见人拍手声,它的路径是空气→水→鱼,说明液体能传声。

解答:

振动液体

点评:

不管题目以什么形式出现,声音都是振动产生的。

传播声音的介质都是固体或液体或气体。

[例2](2007·镇江市)下列关于声音的说法中不正确的是()

A.“震耳欲聋”主要说明声音的音调高

B.“隔墙有耳”说明固体也能传声

C.“闻其声而知其人”主要根据音色来判断的

D.用超声波清洗钟表,说明声具有能量

分析:

“震耳欲聋”说明声音的响度大,“隔墙有耳”说明声音是从墙传来的,“闻其声而知其人”说明声音的品质不同,用超声波清洗钟表,说明超声波具有破碎能力(有能量)。

解答:

A

点评:

本题考查声的传播、声音的三个特征、超声的特性,要求对声学全面的理解,同时要有一定的分析能力。

[例3](2007·湖北宜昌)为了使学生在教室上课时免受周围环境噪声干扰,下面的措施中无效的是(  )

A.教室内保持安静,不讲话B.在教室周围植树

C.每个学生都戴一个防噪声耳罩D.在教室内安装噪声监测装置

分析:

噪声的防护主要着眼于三个环节:

在声源处减弱噪声、在传播过程中减弱噪声、在人耳处减弱噪声。

A项是在声源处减弱噪声,B项是在传播过程中减弱噪声,C项是在人耳处减弱噪声,D项是噪声监测设备。

解答:

D.

点评:

近年来,噪声防护类的考题出现较多,解题是一定要抓住控制噪声的三个环节,同时要排除监测噪声的设备、大气污染的控制等项目。

[例4](2005·北京)已知空气可以传播声音,请设计一个简易实验,证明固体也能够传播声音。

请写出实验所需要的器材、实验步骤以及实验分析与结论。

要求设计的实验其有可行性,要符合安全原则。

(l)实验器材:

(2)实验步骤:

(3)实验分析与结论:

分析:

因为空气能传声,设计实验时要注意排除空气传声,同时要注意用控制变量法。

设计的方案很多,要注意可行性,安全性。

解答:

(l)实验器材:

钢尺、棉花。

(2)实验步骤:

先用棉花将两耳塞紧,用手弹拔钢尺,听声音的大小(很弱);再将钢尺用牙齿咬紧,用同样大的力来弹拔,听声音的大小(很响)。

(3)实验分析与结论:

固体能够传声。

点评:

设计实验一定要注意用什么科学方法,还要注意可行:

简单、能说明问题。

课堂练习:

一、选择题(1—13小题单选,每题2分;14—18小题多选,每题3分;共41分)(多选题是考察知识的理解情况,平时考试和中考中不会出现)

()1.如图1所示,在下面几幅交通标志牌中,能明显表示用于环境保护的是:

()2.有一种电子牙刷,它能发出超声波,直达牙刷棕毛刷不到的地方,这样刷牙既干净又舒服。

正确的说法是:

A.刷牙时,人听不到超声波,是因为超声波不能在空气中传播

B.超声波的音调很低,所以人听不到

C.超声波不是由物体振动产生的

D.超声波能传递能量

()3.“……驻足倾听,隐隐传来‘威风锣鼓’的节奏,渐渐地鼓声、锣声变得雄壮、喧腾起来,汇成一片欢乐的海洋……”对文中“隐隐传来”的理解,不正确的是:

A.空气可以传声B.锣鼓声响度很小C.观察者离声源很远D.锣鼓声传播速度很小

()4.1969年7月21日,美国“阿波罗”11号太空船宇航员阿姆斯特朗和奥尔德林驾驶着名叫“鹰”的登月舱平稳地降落在月球上,完成了人类首次到达地球以外天体的壮举,如图2所示为宇航员到达月球及在舱外工作的照片。

下列关于登月舱和宇航员在月球上的一些说法中,正确的是:

A.登月舱在月球上的质量大于它在地球上的质量

B.登月舱在月球上受到的重力等于它在地球上受到的重力

C.在舱外,宇航员之间的对话需要借助于电子通讯设备,主要原因是月球上没有空气,真空不能传播声音

D.在舱外,宇航员之间的对话需要借助于电子通讯设备,主要原因是太空中噪声太大

()5.将敲响的鼓面用手一按,声音马上消失,这是因为:

A.声音传播的速度小了B.所有传到人体中去了

C.声音传播的速度变大了D.鼓面停止了振动

()6.男低音独唱时有女高音轻声伴唱,对二人的声音的描述正确的是:

A男低音比女高音音调低,响度大B男低音比女高音音调低,响度小

C男低音比女高音音调高,响度小D男低音比女高音音调高,响度大

()7.在2011年7月23日动车组事故救援中,采用了音频生命探测仪(如图3),它的多个探头接触废墟,收集废墟下幸存者的微弱呼救声、呼吸声、心跳声等,探测仪将音频信号放大,救援人员就可以发现幸存者。

下列说法错误的是:

A.探测仪收集声音信号时利用了同体可“传声

B.幸存者发出的声音与外界噪声的音调、音色不同

C.幸存者能听见探测仪发出的超声波

D.白天噪声较大,探测仪更适合在安静的夜晚使用

()8.“B超”机是利用超声波来诊断病情,但是人们听不到它发出的声音,是因为:

A声音太小B声音的频率大于人能听到的声音频率

C声音太大D声音的频率小于人能听到的声音频率

()9.下列关于声音的说法中不正确的是:

A.“响鼓也要重锤敲”,说明声音是由振动产生的,且振幅越大响度越大

B.“震耳欲聋”说明声音的音调高

C.“隔墙有耳”,说明固体能传声

D.“闻其声知其人”,说明可以根据音色来判断说话者

()10.如图4所示,A为信号源,B为接收器,A、B间有一真空区域.当信号源A分别发射出次声波、无线电波、可见光和紫外线信号时,接收器B不能接收到的信号是:

A.次声波B.无线电波C.可见光D.紫外线

()11.如图5所示,下面是控制噪声的几种措施,其中属于防止噪声产生的是:

()12.为了探究声音的响度与振幅的关系,小林设计了几个实验(如图6)。

你认为能够实现这个探究目的的是:

 

()13.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.音调和晌度

()14.小刚把耳朵贴在长铁管的一端,小芳在另一端击打铁管,小钢先后听到两个响声,由右表可知:

A.先听到的是由空气传来的响声

物质中的声速v/(m·s-1)

空气(15℃)

340

空气(25℃)

346

铁(棒)

5200

B.先听到的是由铁管传来的响声

C.声音在空气中传播比在铁中要快

D.声音在铁中传播比在空气中要快

()15.古代侦察兵为了及早发现敌人骑兵活动,常把耳朵贴在地面上听,以下解释正确的是:

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

()16.关于声音,下列说法中正确的是:

  A.声波具有能量  B.声音不能在真空中传播

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

()17.关于声现象下列说法正确的是:

A.真空不能传声是通过实验与推理的方法而获得

B.发出较强声音的喇叭能使它前面的烛焰“跳舞”,说明声波能传递能量

C.课堂上听到老师的讲话声,说明声音可以在空气中传播

D.声音在不同介质中传播速度不相同

()18.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,下面解释错误的是:

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

二、填空题(共5个题,每题3分,共15分)

19.我们生活在声音的海洋里,鸟语、流水潺潺、琴声悠悠。

这些声音是由于物体的________而产生的。

物体的停止,发声也停止。

悦耳动听的笛声是靠管子里的空气产生的。

我们能够分辨出鸟语和琴声是根据声音的________不同(填“音调”、“音色”或“响度”)。

蚊子和牛叫声的区别是:

牛叫声音的音调比蚊子,而响度比蚊子。

20.在图8所示的实验中,李明发现硬纸片在木梳上划得快时音调高,划得慢时音调低。

这表明:

21.2011年7月14日12时10分,广东省兴宁市罗岗镇福胜煤矿发生透水事故,救援工作迅速展开。

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,发出“当当”的求救信号,这是因为 。

22.人在野外说话,为了使声音传得更远一些,通常将手或者一本书合成喇叭状围在嘴边,其目的是_________________________________。

23.物体在1s的时间振动1次,频率就是1Hz。

大多数人能听到声音的频率范围大约是Hz到Hz。

超过Hz的叫超声波,低于Hz的叫次声波。

大象可以用人类听不到的“声音”交流,说明大象的语言对于人类来说是一种,试着举例有次声波发生的两个例子:

三、实验题(共1个题,共25分)

编号

材料

长度(cm)

横截面积(mm2)

A

60

0.76

B

60

0.89

C

60

1.02

D

80

0.76

E

1.02

F

100

0.76

G

80

1.02

H

尼龙

80

1.02

I

尼龙

100

1.02

编号

材料

长度(cm)

横截面积(mm2)

A

60

0.76

B

60

0.89

C

60

1.02

D

80

0.76

E

1.02

F

100

0.76

G

80

1.02

H

尼龙

80

1.02

I

尼龙

100

1.02

24.在学习吉他演奏的过程中,小华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,提出了以下猜想:

猜想一:

琴弦发出声音的音调高低,可能与琴弦的横载面积有关

猜想二:

琴弦发出声音的音调高低,可能与琴弦的长短有关

猜想三:

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9种规格的琴弦,因为音调高低取决于声源振动的频率,于是借来一个能够测量振动频率的仪器进行实验。

(1)为了验证猜想一,应选用编号为__,__,___的琴弦进行实验。

(2)为了验证猜想二,应选用编号为__,__,___的琴弦进行实验。

(3)表中有的材料规格还没填全,为了验证猜想三,必须知道该项内容。

请在表中填上所缺数据。

(4)随着实验的进行,小华又觉得琴弦音调的高低,可能还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:

_____________________。

(5)课本中所涉及的探究实验中,有些实验的研究方法与上述方法类似,这种方法叫做:

_______________。

四、计算题(共2个小题,25题8分,26题10分,共18分)

25.我们对着高墙喊话,过一会儿能听到回声。

若从发出声音到听到回声历时2s,则喊话人距高墙的距离为多少米?

 

26.在一根长为884m的铁管一端重重敲击一下,在铁管另一端的人能听到两次声音,声音传播的时间间隔为2.4s。

声音在铁管里的传播速度是多少?

 

27.将声源与其发出的声音连在一起。

小提琴声声带

蚊子的“叫声”放电云团

人说话声扬声器

雷声弦

音响放的音乐空气柱

管乐器奏出的音乐翅膀

28.请欣赏下面的一首诗并回答声学问题:

傍晚农村小河旁,姑娘独自洗衣裳。

湿衣叠放石板面,棒打衣物响四方。

小弟沿河踏歌来,见景一事费思量。

棒打衣服悄无声,棒举空中何其响。

请问在这首诗的哪几句中包含了声学道理,并分别包含了什么声学道理?

 

课后巩固训练:

一、选择题

1.两只昆虫在空中飞行,甲虫的翅膀每秒振动12次,乙虫的翅膀每秒振动400次,其飞行时的声音能被人听到的是().

A.甲虫B.乙虫C.都能听到D.都不能听到

2.在雷雨天,电光一闪即逝,但雷声却隆隆不断,这是由于().

A.雷一个接一个地打个不停B.双耳效应

C.闪电的速度比雷声的速度快D.声音经过地面、山川和云层多次反射造成的

3.通常大礼堂、会议室四周墙壁用特制的带有许多小孔的装饰板来进行装修,这样做是为了().

A.消声B.吸声C.隔声D.反射声

4.位于安徽舒城县的“万佛岛”上有一座大古钟,来该岛游玩的李林同学在敲响大钟时发现,停止对大钟的撞击后,钟声“余音未止”,其主要原因是().

A.钟声的回音B.大钟还在振动

C.大钟停止振动,空气还在振动D.人的听觉发生“延长”

5.为了减弱噪声的干扰,下列措施不一定可行的是(),

A.换用大型设备施工B.通过法律途径,让环保部门取缔邻近居民区的歌厅

C.合理地进行城市规划,植树造林D.进行技术革新,将噪声大的机器换成噪声小的机器

6.弦乐队在演奏前,演奏员都要调节自己的乐器拧紧或放松琴弦,这样做主要是改变乐器发出声音的()

A.响度B.音调C.音色D.传播方向

7.下面叙述中带点的是对声音的描述,指音调的是()

A.听不见,声音高些B.锉锯条的声音尖细刺耳

C.你的声音好宏亮D.可以将声音大些吗?

二、填空题

8.驰名中外的北京天坛的回音壁、三音石、圜丘三处建筑有非常美妙的声音现象,它是我国古代建筑师利用声音的造成的音响效果.

9.有经验的养蜂员,根据蜜蜂的“嗡嗡”声,就可以知道它是飞出去采蜜,还是采好了蜜回蜂房.这是由于蜜蜂带花蜜飞回时,翅膀振动发出的声音的音调比不带花蜜时.

10.听到手机发出的声音时,手机中的发声体在_____________。

能判断出与我们通话的人是谁,是因为不同人的声音具有不同的______________(填“音调”、“响度”或“音色”)。

如图所示,把一手机设置为响铃状态,放进真空罩中,用另一手机拨打罩内的手机号码,罩内手机信号灯闪烁,但我们听不到手机的铃声,可见电磁波_________在真空中传播,声音_________在真空中传播。

(填“能”或“不能”)

11.目前,国内、国际航线上已经在大量使用超音速客机,以超过声速的速度运送旅客,则超音速客机每小时飞行的距离至少km以上(空气中声速以340m/s估算).

12.大型柴油机的排气消声器,使用钻有许多微孔的薄金属板代替吸声材料,汽缸排出的废气流产生的噪声被微孔多次,噪声能量绝大部分被消耗了,从而有效地消除了气流噪声.

13.长笛、箫等乐器,包含一段空气柱,吹奏时空气柱振动发声.图2—2所示,抬起不同的手指,就会改变空气柱的,从而改变,图中七个小孔中,A应为,C应为(选填“1”“2”“3”“4”“5”“6”“7”七个音符中的某一个音符).图2—2

14.由于声源离开人的左右耳朵的距离不同,这样就造成了双耳听到的声音在时间、强度上有所差异,人耳正是利用这种差异来分辨声音在空间的方位,这种现象被称为

15.向远处呼喊时,为了使声音传播远些,可用两手在嘴边做成“喇叭”状或用“土喇叭”,其目的是为了减少声音的,使听到的声音的更大些.

16.如图2—3为外国间谍部门使用的激光窃听系统.它主要由红外激光发射器、接收单元、录音机和大容量磁带、耳机等组成,可以不进入房间而在250米的范围对目标进行不被觉察的监听.这套系统接收声信号的过程是这样的:

室内的交谈会引起窗玻璃的;用红外激光照射在目标窗户上,被玻璃反射回来的激光携带了,被接收后经电子设备还原为声音。

17.李力同学观察到以下现象:

甲:

使正在发声的音叉接触水面,水面溅起水花.

乙:

吹笛子时,手指按住不同的孔会发出不同的声音.

丙:

最近楼下有户居民在进行室内装修,有时甚至施工到半夜,李力发现自己作业中的错误增加了.

以上现象分别说明了什么问题?

甲:

乙:

丙:

18.在一间黑暗的房子里拉上许多细绳,然后放一只蝙蝠.蝙蝠为了捕食蚊虫而在房中上下飞翔,然而,一般情况下它却一次也不会碰到细绳,蝙蝠是利用来导航的.若用物体塞住蝙蝠的耳朵,它将(选填“会”或“不会”)碰到细绳,原因是.

三、实验探究

19.根据问题猜测答案,再通过实验对猜测进行检验,确定猜测正确与否是科学探究的关键之一.假如有一位同学提出以下一个问题:

人们在观测宇宙星空时,可以观察到星球爆炸的痕迹,但却从没有听到爆炸的声音,这是为什么?

请根据以上问题提出两个“合理”的猜想:

猜测

(一);

猜测

(二)。

图2—4

20.如图2—4,用硬纸板做一个圆盘,最外周打一圈距离相等的小孔,第二圈打上许多距离不等的、杂乱无章的小孔.把圆盘固定到一个轴上,匀速转动圆盘,同时用一根橡皮管对准最外一圈的小孔吹气,听一听声音有何特点?

再对准第二圈小孔吹气,听一听声音有何特点?

这说明什么?

21.为了探究声的产生条件,有人建议利用以下几个实验现象:

甲:

使正在发声的音叉接触水面,水面溅起水花;

乙:

放在钟罩内的闹钟正在响铃,把钟罩内的空气抽去一些后,铃声明显减弱;

丙:

吹笛子时,手指按住不同的孔,便会发出不同的声音;

丁:

小纸片在播音的扬声器中跳动.

你认为能说明声音产生条件的实验现象是哪一个或哪几个?

其他现象虽不能说明声的产生条件,但是分别说明了什么问题?

22.

(1)观察图2—5,你能得出什么结论;

(2)观察图2—6,你能得出什么结论?

(3)如果按照上面两图去设计声音传播的实验,有的同学提出了这样的想法,图2—5怎么知道鱼是听到拍手的声音被吓跑的,而不是看到拍手的动作被吓跑的;图2—6叩桌面的声音是通过空气传人人

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