科學(xué)探究：聲音的產(chǎn)生與傳播講解與例題答案：（1）振動(dòng)（2）弓（3）弦（4）空氣（5）笛膜（6）介質(zhì)（7）固體（8）液體（9）真空（10）波（11）大于（12）小于1．聲音是怎樣產(chǎn)生的聲音是由物體振動(dòng)產(chǎn)生的，物體只有振動(dòng)才發(fā)聲，當(dāng)物體停止振動(dòng)，發(fā)聲就停止。通過(guò)實(shí)驗(yàn)探究，可以證明聲音是由物體振動(dòng)產(chǎn)生的：當(dāng)你在講話時(shí)，用自己的手去摸喉頭的兩側(cè)，你會(huì)感覺(jué)到一種振動(dòng)；當(dāng)你把發(fā)聲的音叉貼在臉上時(shí)會(huì)感到一陣發(fā)麻，那是因?yàn)橐舨嬖谡駝?dòng)；當(dāng)你把一些紙屑放在敲響的鑼面上時(shí)，你會(huì)觀察到紙屑在“跳舞”；當(dāng)你再用手按住發(fā)聲的鑼面時(shí)，紙屑不再“跳舞”，鑼聲也隨之消失，那是因?yàn)殍屆嫱Ｖ沽苏駝?dòng)。能夠發(fā)聲的物體叫做發(fā)聲體，固體、液體、氣體都能振動(dòng)而發(fā)聲?！帮L(fēng)聲、雨聲、讀書(shū)聲，聲聲入耳”中的“風(fēng)聲、雨聲、讀書(shū)聲”分別是由氣體、液體、固體振動(dòng)發(fā)出的。注意區(qū)分弦樂(lè)器與管樂(lè)器的發(fā)聲部位：弦樂(lè)器（小提琴、二胡、琵琶等）是由弦的振動(dòng)發(fā)聲；而管樂(lè)器（笛子、簫等）是由管內(nèi)空氣柱振動(dòng)發(fā)聲。談重點(diǎn)聲音與振動(dòng)的關(guān)系“振動(dòng)停止，發(fā)聲也停止”不能敘述為“振動(dòng)停止，發(fā)音也消失”，因?yàn)檎駝?dòng)停止，只是不再發(fā)聲，而原來(lái)發(fā)出的聲音仍繼續(xù)存在并傳播?！纠?】（山東·濟(jì)寧）為了探究聲音產(chǎn)生的原因，小明和小華一起做了下面的實(shí)驗(yàn)：小明把手放在喉嚨處大聲講話，感覺(jué)喉頭振動(dòng)了；小華把正在發(fā)聲的音叉放在水中，水面激起了水花。通過(guò)對(duì)這兩個(gè)實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象的分析，你能得出的結(jié)論是：__________________________。小華同學(xué)用手使勁敲桌子，桌子發(fā)出了很大的聲響，但他幾乎沒(méi)有看到桌子的振動(dòng)，為了明顯地看到實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象，你的改進(jìn)方法是：_______________________________________________________________________________________________________________________。解析：喉頭振動(dòng)、水花濺起這些發(fā)聲體體現(xiàn)的共同特征是振動(dòng)，即發(fā)聲的物體在振動(dòng)；有些發(fā)聲體的振動(dòng)幅度小，不容易觀察，可以采用轉(zhuǎn)換法，如在敲擊的桌面上放一杯水、撒部分細(xì)沙等輕小物體，通過(guò)水面的波動(dòng)或細(xì)沙的跳動(dòng)反映出發(fā)聲的桌面在振動(dòng)。答案：發(fā)聲的物體在振動(dòng)在桌面上撒一些紙屑或放一些輕小物體點(diǎn)技巧轉(zhuǎn)換法在探究聲音產(chǎn)生條件中的應(yīng)用物理學(xué)中對(duì)于一些看不見(jiàn)摸不著的現(xiàn)象或不易直接測(cè)量的物理量，通常用一些非常直觀的現(xiàn)象去認(rèn)識(shí)或用易測(cè)量的物理量間接測(cè)量，這種研究問(wèn)題的方法叫轉(zhuǎn)換法。在探究聲音的產(chǎn)生時(shí)，可以通過(guò)敲動(dòng)音叉所引起的乒乓球的彈開(kāi)來(lái)說(shuō)明一切發(fā)聲體都在振動(dòng)等。2．聲音是怎樣傳播的如圖所示，把正在響鈴的鬧鐘放在玻璃罩內(nèi)，逐漸抽出其中的空氣，注意聲音的變化。再讓空氣逐漸進(jìn)入玻璃罩內(nèi)，注意聲音的變化。你會(huì)觀察到什么現(xiàn)象？說(shuō)明了什么？用玻璃罩罩住正在發(fā)聲的鬧鐘，并用抽氣機(jī)抽出罩內(nèi)的空氣，鈴聲隨著罩內(nèi)空氣的稀薄而變小，聲音逐漸變小，最后消失，但鈴還在振動(dòng)，說(shuō)明真空不能傳聲，再讓空氣逐漸進(jìn)入后，聲音逐漸變大，說(shuō)明空氣能傳聲。實(shí)驗(yàn)和事實(shí)可以說(shuō)明以下兩點(diǎn)：（1）聲音的傳播需要介質(zhì)——傳播聲音的物質(zhì)。聲音既可以在氣體中傳播，也可以在固體和液體中傳播。（2）真空不能傳聲。點(diǎn)技巧理想實(shí)驗(yàn)法在探究聲音的傳播條件中的應(yīng)用理想實(shí)驗(yàn)法（又稱實(shí)驗(yàn)推理法）是在實(shí)驗(yàn)基礎(chǔ)上經(jīng)過(guò)概括、抽象、推理得出規(guī)律的一種研究問(wèn)題的方法，但得出的規(guī)律卻又不能用實(shí)驗(yàn)直接驗(yàn)證。在探究聲音不能在真空中傳播的實(shí)驗(yàn)中，真空很難達(dá)到，但我們通過(guò)空氣越少聽(tīng)到的聲音越小，從而推理得到真空不能傳聲。【例2】如圖所示，將甲手機(jī)掛在玻璃罩內(nèi)，用乙手機(jī)撥打甲手機(jī)，能聽(tīng)到甲手機(jī)響亮的振鈴聲，同時(shí)也能看見(jiàn)甲手機(jī)來(lái)電指示燈閃爍。如果用抽氣機(jī)不斷地抽取玻璃罩內(nèi)的空氣，再用乙手機(jī)撥打甲手機(jī)，聽(tīng)到甲手機(jī)的振鈴聲越來(lái)越小，最后幾乎聽(tīng)不到振鈴聲，但仍能看見(jiàn)甲手機(jī)來(lái)電指示燈閃爍。這個(gè)實(shí)驗(yàn)說(shuō)明（）。A．聲音和光的傳播都需要介質(zhì)B．聲音和光都可以在真空中傳播C．聲音可以在真空中傳播而光不能D．光可以在真空中傳播而聲音不能解析：由題意可知，在抽出氣體的過(guò)程中，瓶?jī)?nèi)氣體逐漸減少，在外面聽(tīng)到振鈴聲越來(lái)越小，但始終都能看見(jiàn)指示燈閃爍，說(shuō)明聲音的傳播需要介質(zhì)，而光的傳播不需要介質(zhì)，光也能在真空中傳播，故D選項(xiàng)正確。答案：D3．聲音在介質(zhì)中以聲波的形式傳播這一點(diǎn)可以通過(guò)水波來(lái)認(rèn)識(shí)。當(dāng)我們向平靜的水面投入小石塊時(shí)，平靜的水面會(huì)激起向四周傳播的水波，聲音的傳播也與此類似。讓我們一起進(jìn)行實(shí)驗(yàn)探究：如下圖所示，當(dāng)你用手撥動(dòng)鋼片向右運(yùn)動(dòng)時(shí)，鋼片推動(dòng)右邊的空氣，右邊空氣形成密部（鋼片左邊空氣形成疏部），被壓縮的空氣又壓縮其右邊的空氣。這樣依次進(jìn)行，就有一個(gè)被壓縮的空氣密部向右傳播。當(dāng)鋼片向左運(yùn)動(dòng)時(shí)，在它前面的空氣也向左運(yùn)動(dòng)，形成一個(gè)疏部。這個(gè)疏部又影響在它前面的空氣使其稀疏，并依次進(jìn)行，形成一個(gè)疏部向右傳播，這種疏密部交替?zhèn)鞑ィ托纬闪寺暡?，傳到人耳朵里，引起鼓膜發(fā)生振動(dòng)，我們就能聽(tīng)到了聲音。實(shí)際上，發(fā)聲體都能在空氣中激起向周圍傳播的聲波（聲音是靠介質(zhì)傳播的），聲波與水波類似，只是我們看得見(jiàn)水波而看不見(jiàn)聲波。【例3】關(guān)于聲音的傳播，下列說(shuō)法正確的是（）。A．聲音借助介質(zhì)以波的形式傳播B．聲音的傳播可以沒(méi)有介質(zhì)C．聲音的傳播速度一般隨介質(zhì)的不同而不同D．聲音的傳播速度與介質(zhì)無(wú)關(guān)而只與溫度有關(guān)解析：由知識(shí)點(diǎn)3可知：聲音在介質(zhì)中以聲波的形式傳播，所以A選項(xiàng)正確。由知識(shí)點(diǎn)2可知：聲音的傳播需要介質(zhì)，所以B選項(xiàng)錯(cuò)誤。聲音在不同的介質(zhì)中傳播速度不同，故C選項(xiàng)正確，D選項(xiàng)錯(cuò)誤。答案：AC4．聲音在不同介質(zhì)中的傳播速度不同（1）聲速：聲音每秒鐘在介質(zhì)中傳播的路程。相關(guān)計(jì)算公式：聲速＝eq\f(聲音傳播的距離,時(shí)間)，即v＝eq\f(s,t)。（2）影響聲速的因素①聲速與介質(zhì)有關(guān)。一般情況下，聲音在液體中的傳播速度大于在氣體中的傳播速度，小于在固體中的傳播速度。例如：用小錘擊響長(zhǎng)鐵管一端，另一端可聽(tīng)到兩次響聲。第一次聲音由鐵管傳入人耳，第二次聲音是由空氣傳入人耳。②聲速與溫度有關(guān)。聲速不僅與介質(zhì)有關(guān)，還與溫度有關(guān)。例如：聲音在15℃和25℃的空氣中傳播的速度不同。聲音在空氣中（15℃）的傳播速度為340m/s，這個(gè)數(shù)值應(yīng)該記住。我們平常所說(shuō)的聲速，一般都是指這個(gè)值。嚴(yán)格說(shuō)來(lái)，要談“聲速”必須指明聲音在何種介質(zhì)、什么溫度下的聲音傳播速度，否則沒(méi)有任何意義?！纠?】假定有前后兩次聲音傳到人的耳朵里，如果這兩次聲音到達(dá)人耳的先后時(shí)間間隔大于（或等于）s，人耳就能夠把這兩次聲音分辨開(kāi)。也就是說(shuō)，如果兩次聲音傳到人耳的時(shí)間間隔不足s，人耳就只能聽(tīng)到一次聲音。某農(nóng)村中學(xué)八年級(jí)課外活動(dòng)小組的同學(xué)為了體驗(yàn)聲音在不同介質(zhì)中傳播速度不同的物理現(xiàn)象，他們請(qǐng)一位同學(xué)在輸送水的直鐵管道（充滿水）上敲擊一下，使鐵管發(fā)出清脆的聲音，其余同學(xué)沿鐵管分別在不同位置用耳朵貼近鐵管聽(tīng)聲。實(shí)驗(yàn)結(jié)束以后，A同學(xué)說(shuō)自己只聽(tīng)到了一次響聲；B同學(xué)說(shuō)自己聽(tīng)到了兩次響聲；C同學(xué)說(shuō)自己聽(tīng)到了三次響聲。已知聲音在空氣中的傳播速度是v氣＝340m/s，在水中的傳播速度是v水＝1700m/s，在鋼鐵中的傳播速度是v鐵＝5100m/s。請(qǐng)你通過(guò)計(jì)算說(shuō)明：在鐵管上某處敲響一次，A、B、C三位同學(xué)的位置到敲擊點(diǎn)的距離各在什么范圍內(nèi)？（請(qǐng)寫(xiě)出計(jì)算過(guò)程和對(duì)結(jié)論的分析過(guò)程）解：聲音到達(dá)人耳的先后順序（傳聲物質(zhì)）依次是：鐵、水、空氣。設(shè)聲音傳播的距離為s。要分辨（相鄰的）空氣和水傳來(lái)的聲音，應(yīng)有eq\f(s1,340m/s)－eq\f(s1,1700m/s)≥s，解得s1≥m。要分辨（相鄰的）水和鐵傳來(lái)的聲音，應(yīng)有eq\f(s2,1700m/s)－eq\f(s2,5100m/s)≥s，解得s2≥255m。故C同學(xué)與敲擊處的距離：s≥255m時(shí)，三種物質(zhì)傳播的聲音到達(dá)聽(tīng)聲者的間隔時(shí)間均等于或大于s，能聽(tīng)到三次敲擊聲。B同學(xué)與敲擊處的距離：255m＞s≥m時(shí)，水和鐵傳播的聲音到達(dá)聽(tīng)聲者的間隔時(shí)間小于s（不能區(qū)分），但水和空氣傳播的聲音到達(dá)聽(tīng)聲者的間隔時(shí)間仍然等于或大于s，能聽(tīng)到兩次敲擊聲。A同學(xué)與敲擊處的距離：s＜m時(shí)，任意兩種物質(zhì)傳播的聲音到達(dá)聽(tīng)聲者的間隔時(shí)間均小于s，只能聽(tīng)到一次敲擊聲。5．回聲產(chǎn)生的原因、條件及應(yīng)用（1）回聲產(chǎn)生的原因：聲音的反射。人們把在傳播過(guò)程中遇到障礙物反射回來(lái)的聲音叫回聲。（2）人耳能分辨出回聲的條件是：反射回來(lái)的聲音到達(dá)人耳比原聲晚s以上，否則，回聲和原聲混在一起，使原聲加強(qiáng)。這正是為什么人在室內(nèi)說(shuō)話比在曠野說(shuō)話聽(tīng)起來(lái)要響亮的原因。修建劇場(chǎng)、禮堂、音樂(lè)廳都要考慮回聲，以免影響音響效果。馳名中外的北京天壇公園的南部，有一座分成三層的圓形平臺(tái)叫圜丘，是明、清兩代皇帝祈谷、祈雨、祈天的地方。傳說(shuō)，皇帝每年都到這里跪在圜丘的天心石上祈禱上天：“蒼天保佑，五谷豐登?！边@時(shí)，跪在天心石上的皇帝會(huì)覺(jué)得聲音特別洪亮，認(rèn)為是自己的虔誠(chéng)感動(dòng)了老天爺顯了靈。其實(shí)，這是建筑師利用聲音反射造成的音響效果。從發(fā)聲到回聲返回中心僅有s，所以回聲與原來(lái)的聲音混在一起，達(dá)到加強(qiáng)原聲的作用，使人覺(jué)得聲音從地下傳出（如圖所示）。物體除了能反射聲波，還能吸收聲波。特別是軟的和多孔的材料，吸收聲波的效果更好。播音室的墻壁和地面都要用吸收聲波好的材料來(lái)減少雜音的干擾。（3）回聲的應(yīng)用：回聲測(cè)距。聲源發(fā)出的聲波和反射回來(lái)的聲波在同種均勻介質(zhì)中勻速直線傳播，因此可利用小學(xué)學(xué)過(guò)的勻速直線運(yùn)動(dòng)公式s＝vt測(cè)量距離。如利用回聲探測(cè)海底深度、測(cè)船與冰山的距離、探測(cè)魚(yú)群位置等。如圖所示，是利用回聲測(cè)海底深度示意圖。辨誤區(qū)正確理解回聲測(cè)距中的時(shí)間在回聲測(cè)距中，利用公式s＝vt進(jìn)行計(jì)算時(shí)，要正確理解時(shí)間t，時(shí)間t是從發(fā)出聲音到聽(tīng)到回聲所用的時(shí)間，即聲音一來(lái)一回所用的時(shí)間，所以計(jì)算出來(lái)的s也是聲音一來(lái)一回通過(guò)的距離，所以聲源到障礙物的距離為eq\f(1,2)s＝eq\f(1,2)vt?！纠?】利用回聲可以測(cè)量聲源到障礙物的距離?？茖W(xué)工作者為了探測(cè)海底某處的深度，從海面船底向海底垂直發(fā)射聲波，經(jīng)過(guò)4s后在船底接收到回波信號(hào)。已知聲波在海水中的傳播速度為1530m/s，請(qǐng)簡(jiǎn)要計(jì)算或回答出下列問(wèn)題：（1）被測(cè)量處海洋的深度為多少？（2）利用聲波的反射能否進(jìn)行太空測(cè)距？為什么？解析：由題意可知，聲波從海面到海底再被反射回海面，所用的時(shí)間是4s，由于聲波在海水中的速度是不變的，所以從海面到海底所用的時(shí)間為2s，然后根據(jù)公式s＝vt即可計(jì)算得到海面到海底的距離；聲波不能在真空中傳播，所以不能利用聲波的反射進(jìn)行太空測(cè)距。解：（1）s＝eq\f(1,2)vt＝eq\f(1,2)×1530m/s×4s＝3060m（2）不能；因?yàn)樘帐钦婵?，真空不能傳聲?．解答“聲音的產(chǎn)生與傳播”相關(guān)題目時(shí)應(yīng)注意的幾個(gè)問(wèn)題（1）對(duì)“振動(dòng)”的理解——振動(dòng)是指物體（或物體的某個(gè)部分）沿直線（或曲線）反復(fù)做來(lái)回的運(yùn)動(dòng)。（2）不同發(fā)聲體的發(fā)聲部位不同，如人發(fā)聲是靠聲帶的振動(dòng)，而蟋蟀發(fā)聲是靠雙翅摩擦引起的振動(dòng)。（3）要區(qū)分“發(fā)聲”與“傳聲”。前者是指聲音的產(chǎn)生，后者是指聲音的傳播。（4）聲音在空氣中傳播的速度為340m/s是有條件的，即在標(biāo)準(zhǔn)大氣壓下溫度為15℃時(shí)，這是易錯(cuò)的地方，容易把條件搞錯(cuò)。（5）一般情況下，聲音在液體中傳播的速度小于在固體中的傳播速度，但是也有特殊的地方，如聲音在軟木中的速度比在水中的速度小。（6）利用回聲探測(cè)距離的過(guò)程中容易把時(shí)間理解錯(cuò)。【例6】聲音的傳播是需要介質(zhì)的，探究聲音的傳播和介質(zhì)狀態(tài)的關(guān)系。材料：三個(gè)可以密封的塑料袋、沙子、水、硬幣實(shí)驗(yàn)：在三個(gè)袋子中分別裝滿沙子、水和空氣，密封后平放在桌面上。把耳朵分別貼在沙袋上、水袋上和空氣袋上（另一只耳朵塞上塞子），用硬幣輕輕敲打袋邊桌面，比較三次聽(tīng)到的聲響有什么不同，并由此回答：（1）聲音的傳播和介質(zhì)狀態(tài)是否有關(guān)；（2）傳聲效果如何。解析：聲音是通過(guò)組成介質(zhì)的相鄰微粒的撞擊以聲波的形式來(lái)傳播的。固體中相鄰粒子間的距離最小，其次是液體，氣體微粒是最分散的。微粒之間相互越接近，聲音傳播的效果越好。所以，耳朵貼在沙袋上聽(tīng)時(shí)，聲響最大，在空氣袋上聽(tīng)時(shí)，聲響最小。由分析可得：物質(zhì)在不同狀態(tài)時(shí)的傳聲效果不一樣，固態(tài)、液態(tài)、氣態(tài)三者中固體（沙子）傳聲效果最好，液體（水）次之，氣體（空氣）最差。答案：（1）聲音的傳播和介質(zhì)狀態(tài)有關(guān)。（2）固體的傳聲效果最好，液體次之，氣體較差。7．聲速的利用（1）利用聲速測(cè)距離：由s＝vt可求距離，但應(yīng)注意時(shí)間所代表的意義。（2）利用不同介質(zhì)中的傳聲速度不同測(cè)介質(zhì)的傳聲速度：敲鋼管一端，在另一端能聽(tīng)到兩聲，且時(shí)間差為Δt，則有eq\f(s,v空)－eq\f(s,v鋼)＝Δt。【例7】運(yùn)動(dòng)會(huì)的百米賽跑，終點(diǎn)計(jì)時(shí)員應(yīng)選擇以下的哪種方式開(kāi)始計(jì)時(shí)（）。A．聽(tīng)到槍聲時(shí)B．聽(tīng)到發(fā)令員的哨聲時(shí)C．看到運(yùn)動(dòng)員起跑時(shí)D．看到發(fā)令槍冒煙時(shí)解析：聽(tīng)到槍聲或聽(tīng)到發(fā)令員的哨聲開(kāi)始計(jì)時(shí)，對(duì)于在終點(diǎn)的裁判員來(lái)說(shuō)要比發(fā)令時(shí)晚t＝eq\f(s,v)＝eq\f(100m,340m/s)≈s，誤差較大，而運(yùn)動(dòng)員起跑的時(shí)刻又不一致，所以看到發(fā)令槍冒煙時(shí)開(kāi)始計(jì)時(shí)可以減小誤差。答案：D8．人耳的結(jié)構(gòu)和人耳感知聲音的基本過(guò)程（1）人耳的結(jié)構(gòu)：人耳是由鼓膜、聽(tīng)小骨、耳郭、耳蝸、外耳道、耳道、鼓室、耳垂、半規(guī)管、前庭、咽鼓管等組成的。（2）人耳感知聲音的基本過(guò)程：外界傳來(lái)的聲音→空氣振動(dòng)→鼓膜振動(dòng)→聽(tīng)小骨及其他組織→聽(tīng)覺(jué)神經(jīng)→把信號(hào)傳給大腦→聽(tīng)到聲音?！纠?】在飛機(jī)起飛和降落的過(guò)程中，機(jī)上人員要張口做吞咽動(dòng)作或咀嚼口香糖；在遇到巨大聲響時(shí)，要迅速?gòu)埧?，使咽喉管張開(kāi)或閉嘴同時(shí)堵住雙耳，以保持鼓膜內(nèi)外氣壓的平衡，以防止（）。A．聽(tīng)小骨損壞B．聽(tīng)覺(jué)神經(jīng)損壞C．鼓膜被震破D．以上都不對(duì)解析：飛機(jī)下降的時(shí)候有很大的沖擊力，張開(kāi)口能讓空氣從咽喉管進(jìn)去，同時(shí)又有空氣從耳朵進(jìn)去，這兩股氣流剛好能保持鼓膜不破損。答案：C9．雙耳效應(yīng)與立體聲聲源到兩只耳朵的距離一般不同，聲音傳到兩只耳朵的時(shí)刻、強(qiáng)弱及其他特征也就不同。這些差異就是判斷聲源方向的重要基礎(chǔ)，這就是雙耳效應(yīng)。正是由于雙耳效應(yīng)，人們可以準(zhǔn)確地判斷聲音傳來(lái)的方位，所以說(shuō)，我們聽(tīng)到的聲音是立體的。但是如果只用一個(gè)話筒將舞臺(tái)上的聲音放大后播放出來(lái)，我們聽(tīng)到的就不再是立體的聲音。要想重現(xiàn)舞臺(tái)上的立體聲，使我們有身臨其境的感覺(jué)，可以把兩只話筒放在左右不同的位置（相當(dāng)于人的兩只耳朵），用兩條線路分別放大兩路的聲音信號(hào)，然后通過(guò)左右兩個(gè)揚(yáng)聲器播放出來(lái)。這樣，我們就會(huì)感到不同的聲音是從不同的位置傳來(lái)的，這就是常說(shuō)的雙聲道立體聲?！纠?】下列說(shuō)法正確的是（）。A．如果在舞臺(tái)上放一個(gè)話筒，將聲音放大后通過(guò)舞臺(tái)上左右兩個(gè)揚(yáng)聲器播放出來(lái)，通過(guò)人的兩只耳朵便能聽(tīng)到舞臺(tái)上的立體聲B．如果在舞臺(tái)上左右不同的位置放兩個(gè)話筒，用兩條線路分別放大兩路聲音信號(hào)，通過(guò)左右兩個(gè)揚(yáng)聲器播放出來(lái)，通過(guò)人的兩只耳朵，便能聽(tīng)到舞臺(tái)上的立體聲C．只要舞臺(tái)上