探究与思考实验声现象专题.docx

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探究与思考实验声现象专题

探究与思考实验-声现象专题知识点分析

第一节声音的产生与传播

1.在学校运动会的百米比赛中，终点的计时员必须看到发令枪的烟火就开始计时，若要是等听到枪声才开始计时，记录的运动员比赛的成绩会怎样？

解答：

声音在空气中的传播速度是340m／s，光在空气中的传播速度约为3×108m／s，光的传播速度远大于声音的传播速度。

光传播100m需要的时间大约是0.33×10－6s，非常短，可略去不计，这样终点的计时员看到发令枪烟火时，就相当于运动员起跑的时刻。

而声音在空气中传播100m所需的时间大约是0.294s，这个时间相对于运动员跑100m所需要的时间而言较大，不能略去。

位于终点的计时员若听到枪声再计时，此时运动员已经出发了，计时时刻比运动员出发时刻晚0.294s，这样记录出的运动成绩比运动员的实际成绩少0.294s，是不准确的。

2.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，你会听到几个敲打的声音？

可以亲自试一试，并说明其中的道理。

解答：

会听到两次敲打的声音，一次是从铁管中传来的，一次是从空气中传来。

由于声音在铁中传播的速度大于在空气中传播的速度，所以传播相同的距离所用的时间不相同，所以先听到的是从铁管中传来的敲打声。

若铁管中还装有水，此时敲打铁管的一端，在另一端又会听到几次敲打声？

同样，你能说明其中的道理吗？

3.在月球上能听到宇宙飞船起降时火箭所发出的轰鸣声吗？

为什么？

解答：

在月球的表面没有空气，属于真空，声音是不能在真空中传播的。

因此在月球表面听不到火箭发出的巨大的轰鸣声。

在地面上人们能听到的声音一般是由空气传播的，表演水中芭蕾的运动员在水下也能听到音乐声，耳朵贴在铁轨上能听到远方驶来的火车发出的声音。

这些都表明：

声音的传播需要介质，固体、液体、气体都能传播声音，而真空不能传声。

第二节我们怎样听到声音

1.为什么自己的录音听起来不像自己的声音？

觉得走了样。

但听到别人的录音，却很像真的，这是什么道理呢？

解答：

每个人说话的声音都是独特而难以模仿的。

我们说话或唱歌的时候，是从两个途径听到自己的声音：

一个途径是从空气传回耳朵；另一途径是直接从口腔内由头骨传到内耳。

这一途径包含较多的低音成分。

别人只听到我们说话时从空气传给他的声音。

而听不到从头骨传到内耳的声音。

录音机收录到的声音也是这样。

因此，我们听录音机所放出来自己的声音，就等于别人所听到的声音，而不是自己一向听惯的声音，故听起来就不像是自己的。

但别人的声音却与录音机收录的相同，故听起来就很逼真。

2.人是怎样利用双耳效应分辨声源方向的？

解答：

主要有三个方面的原因。

一是对同一声音，两只耳朵感受到的强度不同。

如声源在左方，则左耳听到的声音就比右耳强，这时我们就会转动头颅向左方，直到两耳听到的声音强弱相同为止，此时声源便处在人的正前方或正后方。

二是对同一声音，两只耳朵感觉到的时间有先后。

假如声源在左方，左耳比右耳离声源近，声音传来，左耳先听到声音。

右耳后听到声音，这个时间上的差别，同样在实践中形成了对声源方向的感觉，这个时间差别越大，就越容易辨别，感觉就越准确。

三是对同一声音，两只耳朵感受到的振动的步调有差别，由于声音传到两耳时间的差别，从而引起两只耳朵的振动的步调也就不同。

这就会引起方向感，进而辨别出声源的方向。

3.打雷时听到的连续不断的雷声是连续打雷形成的吗？

为什么？

解答：

不是。

声音在传播时，在一般情况下以发声体为中心向四周传播，当声音遇到较大的障碍物时，将声波反射回来，再次传入人耳，形成回声。

打雷时听到的连续不断的雷声是由于声音被多次反射，形成回声的结果。

同样，在群山中大声喊叫时，声音被山峰反射形成回声。

由于各山峰距人的远近不同，回声到达人耳所需的时间也不同，所以能听到连续不断的回声。

第三节声音的特性

1.振动会发出声音，为什么我们听不到蝴蝶翅膀振动发出的声音，却能听到讨厌的蚊子声？

解答：

蝴蝶的翅膀一秒钟振动不到10次，而蚊子的翅膀一秒钟振动达到500～600次，由于蝴蝶翅膀振动的频率范围低于人耳的听觉范围，因而人耳听不到蝴蝶翅膀振动发出的声音。

而蚊子翅膀振动的频率在人耳的听觉范围之内，从而人耳能听到蚊子翅膀振动发出的声音。

2.向暖水瓶中倒水时，你闭上眼睛能否判断出暖水瓶是否灌满？

为什么？

解答：

能通过灌水时发出的声音的高低来判断水是否灌满。

当向暖水瓶中灌水时，能引起水壶中空气柱的振动而发声，水未灌满时，空气柱较长，振动频率低，听起来音调也就低。

随着水面的升高，空气柱逐渐变短，振动加快，音调逐渐变高。

若音调很高，表示水瓶已灌满。

3.在新年联欢会上，李刚同学用七个相同的汽水瓶，装上不同质量的水，演奏了美妙的乐曲，你能帮助解释其中的道理吗？

解答：

当敲打瓶子时，瓶子和水都开始振动，同时也引起了瓶中空气的振动。

由于瓶中装有不同质量的水，且瓶中空气柱的长度也不同，空气柱振动的频率不同，因而可发出的声音的音调也不同。

调整瓶中水的多少，从而可以调节空气柱振动的音调，再用来演奏，就可产生美妙的声音。

你若会使用乐器，不妨也来试一试，的确很美妙的。

第四节噪声的危害和控制

1.从物理学角度看，噪声和乐音的区别是（）

A.振幅不同

B.乐音是发声体有规则振动发出的声音，噪声是发生体杂乱无章的振动发出的声音

C.乐音是乐器发出的声音，噪声是机器发出的声音

D.乐音响度大，噪声响度小

解答：

声音都是由发声体振动发出的，从物理学角度看，物体有规则振动发出的声音都是乐音，物体无规则振动发出的声音都是噪声，与它们的音调的高低、响度的大小都没有关系，所以应选答案为B。

乐音和噪声的区分可以从物理学和环境保护的角度两个方面来判断。

噪声有时也能起到一些有益的作用，但大多数情况下噪声还是要尽可能减少的。

2.从环境保护的角度，说说植树造林的意义。

解答：

植树造林可以美化环境，净化空气，减弱噪声，防风挡沙，减少水土流失，保持生态环境等。

3.生活环境中列举噪声的来源主要有哪些？

（1）交通运输噪声：

各种交通工具的喇叭声、汽笛声、刹车声、排气声、机械运转声等。

（2）工业噪声：

纺织厂、印刷厂、机械车间的噪声。

（3）施工噪声：

筑路、盖楼、打桩等。

（4）社会生活噪声：

家庭噪声，娱乐场所、商店、集贸市场里的喧哗声。

4.国家规定的城市区域噪声等级标准有哪些？

5.噪声对人的身心健康有什么危害？

噪声对人的生理和心理健康有很大的危害，不太强的噪声，会使人注意力分散，感到情绪紧张，影响学习和工作。

长期处于较强的噪声环境中，能严重损坏人的听力，引发噪声性耳聋，并能引起神经、消化、循环系统的疾病。

极强的噪声，可使人的机体直接受到损害，造成鼓膜破裂、脑震荡、神志不清，甚至直接造成人或动物的死亡。

1964年，美国空军F—14喷气式飞机在俄克拉荷马市上空做超音速飞行实验，在飞机发出的巨大轰鸣声中，一个农场的10000只鸡有6000只死亡。

第五节声的利用

1.医生是如何利用超声波为病人检查的？

解答：

超声波探查，也就是平时说的“B超”，通常是将一束超声波垂直发射进入人体，超声波在人体内传播时，碰到组织分界面时就会产生反射，如不同内脏器官分界处，内脏与骨骼分界处以及异物与组织交界处。

反射波会在同一位置被记录，根据反射波滞后于发射波的时间差，可以知道分界面在体内的深度。

如果不断改变探头的位置，就可以得到与体表相垂直的纵切面的图像，从而检查人体器官等方面的情况，同时超声探查时对人体是没有伤害的。

2.如图所示。

公共场所的播音器中央伸出的一段是什么东西？

长喇叭能把声音传送较远。

怎样把长喇叭缩为短喇叭而仍具有原来的效果呢?

公共场所的扬声器，中央伸出的是什么东西？

解答：

在公众场所的扬声器，为了要把声音传到远处（增大发声效率），就加装一个依照适当曲线而造成的长喇叭筒，如上图（a）所示。

但为了节省空间和方便携带，就把喇叭筒分为三段，改装成（b）的形状，就可两全其美。

3.人民大会堂的会议厅的长、宽远超过17m，为什么在此观看演出时，不但听不到回声。

反而感到声音响亮、优美？

解答：

在人民大会堂的建设过程中，建筑师们充分利用了回声的原理，使得观众不仅听不到回声，而且听到了响亮、优美的声音。

声音在室内传播时，要被墙壁、天花板、地板等障碍物反射，每反射一次还要被障碍物吸收一些。

这样当声源停止发声后，声音在室内要经过多次反射和吸收，最后才消失。

因此人们就感觉到声源停止发音后，声音还继续一段时间，这种现象叫“交混回响”，这段时间叫做交混回响时间。

交混回响时间过长，就会出现前音未落后音又起，互相重叠分辨不清的现象。

交混回响时间过短，就会给人以音乐音调不丰满的感觉。

因此，交混回响时间的长短是音乐厅、剧场、礼堂等建筑物的主要声学指标，在建筑中是建筑师们需要考虑和解决的一个重要问题。

在人民大会堂的建设中，建筑师们充分考虑了上述问题，使回声的强度和保留时间恰到好处，使得在此演出时不仅听不到回声，而且感觉音乐声响亮、优美动听。

【典型例题】

1.植物发出的声音

你仔细看过萨克斯管或单簧管的吹口吗？

如果看过，你可能会发现这些乐器的吹口里有一片很薄的木片，这薄木片被称为簧片。

当气流经过簧片时，簧片就开始振动，就是这种前后的振动才使乐器发出声音。

当这些振动经过乐器的“身体”传播时，声音被“定型”成为宜人的音符。

材料：

草叶、剪刀、纸、干净的塑料包装纸

实验：

伸出你的双手，把两个拇指并排贴在一起，你会发现两个拇指之间有一条细缝。

这条细缝从拇指中部的关节开始向下延伸到拇指的根部，如图1。

图1

现在在这条细缝中放一片草叶，草叶的顶端应夹在中部的两个关节之间，底端则固定在两个拇指根之间。

向细缝之间吹气，你能听到什么声音吗？

如果什么声音也没有，检查一下草叶是否位于细缝的中间。

试着用一张草叶形的纸片（你可能得把纸弄湿）来代替草叶，也可以剪一块同样形状的、窄的薄塑料包装纸。

用不同的材料来练习，听一听它们发出的声音有什么不同。

原理：

当空气快速地通过狭长的细缝时，引起了草叶的振动，这种振动使通过狭缝的气流形成了声波。

2.声音和物质的关系

声音和物质有什么关系吗？

当然有，而且关系还不小呢！

声音的产生是因为某些东西在振动，物质就是这种东西，它是构成宇宙的“要素”。

但是所有的物质都能传递声音吗？

是不是只有某种特定的微粒才能向前传递声波？

让我们一起来寻找答案吧！

材料：

三个可以封装的塑料袋、沙子（也可用糖或面粉代替）、水、硬币

实验：

在第一个袋子里装一半沙子，挤出多余的空气，把袋口密封。

在第二个袋子中装一半水，同样地挤出多余的空气，并把袋口密封。

要保证它们不渗漏。

在第三个袋子中装一半空气，把袋口封住。

把三个袋子全放在桌面上，如图2。

图2

把耳朵贴在沙袋上，用硬币轻轻地敲打桌面，你听到了什么？

再把耳朵贴在装水的袋子上，重复敲击。

两次听到的声音是一样的吗？

敲打的声音有什么变化？

最后把耳朵贴在充有空气的袋子上，再次敲击桌面。

比较三次听到的声音有什么不同。

原理：

声音是通过相邻微粒的撞击来传播的。

固体中相邻粒子间的距离最小，其次是液体，气体微粒是最分散的。

微粒之间互相越接近，声音传播得越好这就是为什么从装固体和液体的袋子中传出的声音听起来比从装空气的袋子里传出的声音要大得多的原因。

3.小实验

用牙轻轻咬住铅笔上端，用手指轻轻敲铅笔下端，注意听这个敲击声。

然后张开嘴使牙不接触铅笔，而保持铅笔的位置不变，手指用同样的力轻敲铅笔下端。

比较两次听到的敲击声，这个小实验能说明什么？

解答：

通过实验比较会发现，用牙咬住铅笔时听到的声音比不用牙咬时听到的声音响。

原因是，用牙咬住铅笔时，声音经牙、骨骼、肌肉传到鼓膜，引起鼓膜振动，再经过听小骨及其他组织传给听觉神经，听觉神