第二章聲音與環(huán)境（復(fù)習(xí)講義）1．四種研究方法①轉(zhuǎn)換法：在探究聲音產(chǎn)生的實(shí)驗(yàn)中，將不易觀察到的音叉振動(dòng)，通過(guò)乒乓球被多次彈開(kāi)這一現(xiàn)象呈現(xiàn)出來(lái)。例如，把正在發(fā)聲的音叉放入水中，觀察到水花四濺，這也是利用轉(zhuǎn)換法，將音叉的振動(dòng)轉(zhuǎn)換為水花的飛濺，從而直觀地證明發(fā)聲體在振動(dòng)。②理想實(shí)驗(yàn)法：在探究聲音傳播需要介質(zhì)的實(shí)驗(yàn)中，通過(guò)逐漸抽出玻璃罩內(nèi)的空氣，聽(tīng)到鬧鐘聲音逐漸變小，在此基礎(chǔ)上進(jìn)行合理推理，得出真空不能傳聲的結(jié)論。由于無(wú)法真正創(chuàng)造絕對(duì)真空的環(huán)境，所以這種在實(shí)驗(yàn)基礎(chǔ)上進(jìn)行科學(xué)推理的方法就是理想實(shí)驗(yàn)法。③類(lèi)比法：把聲音的傳播類(lèi)比為水波的傳播，幫助理解聲音以聲波的形式向外傳播這一抽象概念。水波是我們能直觀看到的，通過(guò)類(lèi)比，學(xué)生能更好地想象和理解聲音在介質(zhì)中傳播時(shí)形成疏密相間的波動(dòng)這一過(guò)程。④以歸納法：從眾多發(fā)聲現(xiàn)象中，如敲擊音叉發(fā)聲、揚(yáng)聲器發(fā)聲、人說(shuō)話發(fā)聲等實(shí)例，歸納總結(jié)出聲音是由物體振動(dòng)產(chǎn)生的這一普遍規(guī)律。2．四個(gè)基本概念①聲音的產(chǎn)生與傳播產(chǎn)生：聲音是由物體振動(dòng)產(chǎn)生的，一切發(fā)聲體都在振動(dòng)，振動(dòng)停止，發(fā)聲停止，但已發(fā)出的聲音仍會(huì)繼續(xù)傳播。例如，敲鑼時(shí)，鑼面振動(dòng)發(fā)聲，用手按住鑼面，振動(dòng)停止，聲音也隨之消失。傳播：聲音的傳播需要介質(zhì)，它可以在氣體、液體、固體中傳播，但不能在真空中傳播。聲音以聲波的形式傳播，在不同介質(zhì)中的傳播速度不同，一般情況下，v固＞v液＞v氣。15℃時(shí)空氣中的聲速是340m/s。聲速還與溫度有關(guān)，同種介質(zhì)中，溫度越高，聲速越大。②聲音的特征音調(diào)：聲音的高低，由頻率決定，頻率越高，音調(diào)越高；頻率越低，音調(diào)越低。物體振動(dòng)的快慢用頻率表示，單位是赫茲（Hz）。例如，短、細(xì)、緊的物體振動(dòng)頻率高，音調(diào)高；長(zhǎng)、粗、松的物體振動(dòng)頻率低，音調(diào)低。響度：聲音的強(qiáng)弱（大小），由振幅決定，振幅越大，響度越大；振幅越小，響度越小。響度還與人耳離發(fā)聲體的距離有關(guān)，距離越遠(yuǎn)，響度越小。音色：聲音的特色，不同發(fā)聲體發(fā)出聲音的音色不同，與聲源的材料、結(jié)構(gòu)、發(fā)聲方式有關(guān)，利用音色可以區(qū)分不同的發(fā)聲體。③噪聲定義：從物理學(xué)角度看，噪聲是物體雜亂無(wú)章的不規(guī)則振動(dòng)產(chǎn)生的聲音；從環(huán)境保護(hù)角度來(lái)說(shuō)，一切干擾人們休息、學(xué)習(xí)和工作的聲音，都稱(chēng)為噪聲。危害：理想聲音環(huán)境白天不高于55dB，夜間不高于45dB；超過(guò)70dB人會(huì)心煩意亂。防治：從聲源處、傳播過(guò)程中、人耳處三個(gè)途徑防治噪聲。例如，在聲源處安裝消聲器、禁止鳴笛；在傳播過(guò)程中設(shè)置隔音墻、種植樹(shù)木；在人耳處戴耳罩等④聲與現(xiàn)代科技回聲：聲音在傳播過(guò)程中遇到障礙物時(shí)，將被反射回來(lái)，反射回來(lái)的聲音再次被我們耳朵聽(tīng)見(jiàn)就成了回聲。回聲到達(dá)耳朵比原聲晚0.1秒以上，人耳才能把回聲和原聲分開(kāi)，此時(shí)聲源距離障礙物應(yīng)在17m以外。超聲：頻率高于20000Hz的聲音，波長(zhǎng)短，在均勻介質(zhì)中能沿直線傳播，可應(yīng)用于探傷、測(cè)距、測(cè)厚、醫(yī)學(xué)診斷和成像等領(lǐng)域。次聲：頻率低于20Hz的聲音，火山爆發(fā)、地震、海嘯、臺(tái)風(fēng)、核爆炸、火箭發(fā)射等現(xiàn)象都會(huì)產(chǎn)生次聲。聲音既可以傳遞信息，如B超、測(cè)距、倒車(chē)?yán)走_(dá)、聲吶、探測(cè)等；也可以傳遞能量，如除垢、洗牙、清洗、碎石、霧化等。3．四個(gè)?？冀嵌娶俾曇舻漠a(chǎn)生與傳播：?？疾槁曇舢a(chǎn)生的原因（物體振動(dòng)），如給出一些發(fā)聲場(chǎng)景，判斷發(fā)聲體是什么；聲音傳播的條件，判斷聲音能否在給定介質(zhì)中傳播；以及聲速與介質(zhì)種類(lèi)、溫度的關(guān)系，計(jì)算聲音傳播的距離或時(shí)間等。例如，已知聲音在某種介質(zhì)中的傳播速度和傳播時(shí)間，求傳播的距離。②聲音的特性：區(qū)分音調(diào)、響度和音色是常見(jiàn)考點(diǎn)。通過(guò)實(shí)例，如不同樂(lè)器演奏同一首曲子、改變琴弦的松緊彈奏、比較不同人說(shuō)話聲音等，考查對(duì)這三種特性的理解和判斷。還可能考查影響音調(diào)、響度、音色的因素，如如何改變發(fā)聲體的音調(diào)等。③噪聲：考查噪聲的定義（從物理和環(huán)保兩個(gè)角度）、危害以及防治方法。常結(jié)合生活實(shí)際，如城市中采取的降噪措施，讓學(xué)生判斷屬于哪種防治途徑。④聲與現(xiàn)代科技：考查回聲的應(yīng)用，如利用回聲測(cè)距的計(jì)算；超聲和次聲的特點(diǎn)及應(yīng)用實(shí)例，如超聲清洗眼鏡利用了聲音能傳遞能量，B超檢查身體利用了聲音能傳遞信息等。知識(shí)點(diǎn)分類(lèi)知識(shí)點(diǎn)內(nèi)容重點(diǎn)歸納常見(jiàn)易錯(cuò)點(diǎn)聲音的產(chǎn)生與傳播聲音源于物體的振動(dòng)，正在發(fā)聲的物體稱(chēng)為聲源；聲音以聲波的形式傳播，需要借助氣體、液體、固體等介質(zhì)，真空環(huán)境無(wú)法傳聲；聲音傳播的距離與時(shí)間之比為聲速，不同介質(zhì)中的聲速存在差異，15℃的空氣中聲速約為340m/s；當(dāng)聲音遇到障礙物時(shí)會(huì)發(fā)生反射，形成回聲。1．振動(dòng)是聲音產(chǎn)生的根本原因，振動(dòng)停止后發(fā)聲隨之停止，但已產(chǎn)生的聲音仍能在介質(zhì)中繼續(xù)傳播；2．“真空不能傳聲”這一核心結(jié)論，需通過(guò)科學(xué)實(shí)驗(yàn)推理得出；3．聲速的大小與介質(zhì)種類(lèi)、溫度密切相關(guān)，一般情況下，聲音在固體中的傳播速度大于在液體和氣體中的傳播速度。1.錯(cuò)誤認(rèn)為“振動(dòng)停止，聲音立即消失”，忽略聲音在介質(zhì)中的傳播特性；2.混淆聲速與介質(zhì)的關(guān)系，錯(cuò)誤地認(rèn)為聲音在氣體中的傳播速度大于在固體中；3.對(duì)回聲形成條件理解不透徹，未考慮到人耳區(qū)分回聲與原聲的時(shí)間間隔需大于1/10s這一關(guān)鍵因素。聲音的特性音調(diào)指聲音的高低，由發(fā)聲體振動(dòng)的頻率決定，頻率越高，音調(diào)越高；響度表示聲音的強(qiáng)弱，由振幅大小和距離聲源遠(yuǎn)近共同決定，振幅越大、距離聲源越近，響度越大；音色體現(xiàn)聲音的獨(dú)特品質(zhì)，由發(fā)聲體的材料、結(jié)構(gòu)等因素決定，常用于區(qū)分不同的發(fā)聲體。1．掌握音調(diào)與頻率、響度與振幅的對(duì)應(yīng)關(guān)系是學(xué)習(xí)重點(diǎn)；2．以弦樂(lè)器為例，弦的長(zhǎng)短、粗細(xì)、松緊程度會(huì)影響音調(diào)（弦越短、越細(xì)、越緊，音調(diào)越高）；3．明確區(qū)分音調(diào)、響度、音色的概念，并能在實(shí)際場(chǎng)景中應(yīng)用是核心考點(diǎn)。1.混淆音調(diào)與響度的概念，將“聲音高低”簡(jiǎn)單等同于“聲音大小”；2.僅關(guān)注振幅對(duì)響度的影響，忽略距離因素；3.對(duì)音色的決定因素認(rèn)識(shí)模糊，不理解不同發(fā)聲體音色差異的本質(zhì)原因。超聲、次聲與噪聲人耳能夠感知的聲音頻率范圍在20~20000Hz之間，頻率高于20000Hz的聲波稱(chēng)為超聲，頻率低于20Hz的聲波稱(chēng)為次聲，二者在不同領(lǐng)域有著廣泛應(yīng)用；從物理學(xué)角度看，噪聲是波形雜亂無(wú)章的聲音，從環(huán)保角度看，干擾人們正常生活的聲音也屬于噪聲，噪聲會(huì)對(duì)人體健康造成危害，可通過(guò)消聲、吸聲、隔聲三種方式進(jìn)行控制。1．牢記超聲（如B超、聲吶）和次聲（如風(fēng)暴預(yù)測(cè)）的典型應(yīng)用場(chǎng)景；2．全面掌握噪聲在物理和環(huán)保兩個(gè)層面的定義，以及噪聲帶來(lái)的危害；3．重點(diǎn)學(xué)習(xí)控制噪聲的三個(gè)途徑：聲源處減弱、傳播過(guò)程中阻斷、人耳處防護(hù)。1.記錯(cuò)超聲與次聲的頻率范圍，混淆二者的應(yīng)用場(chǎng)景；2.對(duì)噪聲的環(huán)保定義理解不全面，僅從物理波形判斷噪聲；3.錯(cuò)誤歸類(lèi)控制噪聲的措施，例如將“隔音板”錯(cuò)誤歸為消聲措施，而實(shí)際上隔音板屬于傳播過(guò)程中減弱噪聲的手段。聲的利用聲音具有傳遞信息和能量的雙重功能，如回聲定位、B超是利用聲音傳遞信息，超聲清洗、碎石是利用聲音傳遞能量；雙耳效應(yīng)是指人們依靠雙耳接收聲音的時(shí)間差、強(qiáng)度差等，判斷聲源方位，該原理廣泛應(yīng)用于立體聲技術(shù)；在建筑領(lǐng)域，常通過(guò)吸聲材料、反射板等優(yōu)化聲音效果，提升聲學(xué)環(huán)境質(zhì)量。1.準(zhǔn)確區(qū)分聲音傳遞信息與能量的典型實(shí)例是學(xué)習(xí)關(guān)鍵；2.理解雙耳效應(yīng)的原理，并掌握其在立體聲技術(shù)中的應(yīng)用；3.關(guān)注聲音在音樂(lè)、建筑等實(shí)際領(lǐng)域的應(yīng)用，體會(huì)學(xué)科間的聯(lián)系。1.無(wú)法精準(zhǔn)判斷聲音在具體場(chǎng)景中是傳遞信息還是能量；2.對(duì)雙耳效應(yīng)的原理理解不足，不能合理闡釋立體聲效果的形成；3.忽視聲音在實(shí)際應(yīng)用中的細(xì)節(jié)，例如不了解超聲診斷的工作原理——超聲遇到不同密度組織會(huì)產(chǎn)生反射，通過(guò)分析反射波來(lái)獲取人體內(nèi)部信息。題型一題型一聲音的產(chǎn)生與傳播【例1】古代的偵察兵為了盡早發(fā)現(xiàn)敵人騎兵的活動(dòng)，常常把耳朵貼在地面上聽(tīng)。以下解釋錯(cuò)誤的是（）A．馬蹄聲可以沿土地傳播B．馬蹄聲不能由空氣傳到人耳C．土地傳播聲音的速度比空氣快D．馬蹄踏在地面時(shí)，使土地振動(dòng)而發(fā)聲【變式11】在探究聲音的產(chǎn)生與傳播時(shí)，小明做了下面的實(shí)驗(yàn)：（1）如圖甲所示，用懸掛著的乒乓球接觸正在發(fā)聲的音叉，可觀察到乒乓球被彈開(kāi)，此現(xiàn)象說(shuō)明發(fā)聲的物體在。乒乓球在實(shí)驗(yàn)中的作用是將微小的振動(dòng)放大，使現(xiàn)象更容易觀察，這種方法叫（選填“等效替代法”或“轉(zhuǎn)換法”）。（2）如圖乙所示，敲響右邊的音叉，與左邊音叉接觸的乒乓球被彈起來(lái)。此現(xiàn)象說(shuō)明可以傳聲。（3）假設(shè)將上述圖甲、乙兩個(gè)實(shí)驗(yàn)均移至月球上進(jìn)行，還能看到乒乓球被彈開(kāi)的是圖?！咀兪?2】如圖是甲骨文“聲”，音同“聲”，像“手執(zhí)槌敲擊磬而聲音傳于耳”形，這說(shuō)明古人很早就知道聲音與敲擊有關(guān)．磬聲是由（選填“磬”或“槌”）的振動(dòng)產(chǎn)生的，是通過(guò)傳入人耳的，是以的形式向遠(yuǎn)處傳播的。題型二題型二聲速【例2】聲速除了跟介質(zhì)的種類(lèi)、狀態(tài)有關(guān)，還跟介質(zhì)的有關(guān)；聲音在的空氣中的速度為。通常聲音在（選填“固體”“液體”“氣體”或“真空”）中的傳播速度最快?！咀兪?1】在古代，士兵為了能及早聽(tīng)到敵人夜襲的馬蹄聲，常常睡在地上，并把耳朵貼在地面上聽(tīng)。以下解釋不正確的是（）A．馬蹄踏在地面上，使地面振動(dòng)B．馬蹄聲可以沿地面?zhèn)鞑．馬蹄聲在空氣中不能傳播D．聲音在大地中比在空氣中傳播快【變式22】(多選題)各種噪聲嚴(yán)重影響了人們的日常生活，隔音房可以給人們提供一個(gè)相對(duì)安靜的生活環(huán)境。下圖是某隔音房，它采用11層環(huán)保隔音材料和三層中空鋼化玻璃，內(nèi)吸音，外隔音，防火防潮，穩(wěn)固耐用。以下說(shuō)法錯(cuò)誤的是（）A．聲音傳播需要介質(zhì)，固體、液體、氣體都能作為傳聲介質(zhì)C．采用不同材料制作復(fù)合隔音墻體，聲音無(wú)法在隔音材料中傳播D．隔音房讓聲音在不同材料之間轉(zhuǎn)換傳播，從而達(dá)到減弱噪聲的效果題型題型三音調(diào)【例3】下列為錄制合成的聲音波形圖，由圖可知，響度相同的是，音調(diào)相同的是。（1）若研究音調(diào)的高低與琴弦長(zhǎng)度的關(guān)系，應(yīng)該控制琴弦的粗細(xì)、材料和松緊程度相同，改變，應(yīng)選擇琴弦。（2）若選擇琴弦a和b進(jìn)行研究，得出的結(jié)論是：。（3）若選擇琴弦a和c進(jìn)行研究，則是為了研究音調(diào)的高低與琴弦的關(guān)系。（4）該實(shí)驗(yàn)主要采用的實(shí)驗(yàn)方法是?！咀兪?2】在研究弦樂(lè)器的音調(diào)時(shí)，小濤將一根琴弦的一端固定在桌腿上，另一端繞過(guò)桌邊的小滑輪，掛上幾個(gè)鉤碼，使琴弦拉緊，如下圖所示，再用A、B兩個(gè)木塊將弦支起，用力彈撥弦的中部，就可以聽(tīng)到弦發(fā)出的聲音。（1）實(shí)驗(yàn)中通過(guò)來(lái)改變弦的松緊。（2）若在其他條件不變的情況下，將B木塊向A木塊移動(dòng)一段距離，再用同樣的力彈撥弦的中部，聽(tīng)到弦發(fā)出的聲音的音調(diào)比原來(lái)聲音的音調(diào)（選填“高”或“低”）。（3）若要研究弦樂(lè)器發(fā)聲的音調(diào)與弦的松緊程度的關(guān)系，必須保證弦的長(zhǎng)短、等因素相同，這種研究問(wèn)題的方法叫法。題型題型四響度【例4】將話筒跟示波器連接并調(diào)整好，對(duì)著話筒用不同的力兩次敲擊同一根音叉，第一次輕敲，第二次重敲，下面為兩個(gè)波形圖，其中第一次輕敲的波形圖最接近圖（選填“甲”或“乙”）。將音叉遠(yuǎn)離話筒一點(diǎn)輕敲，波形圖（選填“會(huì)”或“不會(huì)”）變化?！咀兪?1】科學(xué)實(shí)驗(yàn)，其樂(lè)無(wú)窮。如圖所示小明將鋼尺一端壓緊在桌面上，另一端伸出桌面，撥動(dòng)伸出桌邊的鋼尺，觀察鋼尺的振動(dòng)情況。保持鋼尺伸出桌面的長(zhǎng)度不變，用大小不同的力撥動(dòng)鋼尺，聽(tīng)其發(fā)出聲音的變化。小明探究的問(wèn)題是聲音的與的關(guān)系?！咀兪?2】《天工開(kāi)物》中記載：“凡鍛鐵成器，必先鑄鐵為砧，砧上鍛打，其聲錚錚。工匠聽(tīng)其聲而知火候，厚者聲沉，薄者聲脆?！毕铝姓f(shuō)法正確的是（

）A．鍛打鐵器的聲音由空氣振動(dòng)產(chǎn)生B．“聲沉”與“聲脆”是指聲音的響度不同C．厚鐵鍛打時(shí)聲沉，是因?yàn)檎駝?dòng)頻率較低D．鐵匠通過(guò)聲音判斷火候，主要依據(jù)聲音的響度題型題型五音色【例5】《詩(shī)經(jīng)》中有“琴瑟擊鼓，以御田祖，以祈甘雨”的記載。琴、瑟是中國(guó)古代樂(lè)器，奏樂(lè)時(shí)聽(tīng)眾能分辨出琴和瑟發(fā)出的聲音，主要是依據(jù)聲音的（

）A．響度 B．音色 C．音調(diào) D．頻率【變式51】聲紋鎖是依據(jù)聲音的來(lái)進(jìn)行聲紋識(shí)別；導(dǎo)盲杖能發(fā)出頻率高于20000Hz的（選填“超”或“次”）聲波，遇到障礙物反射回來(lái)，被導(dǎo)盲杖接收，導(dǎo)盲杖會(huì)產(chǎn)生“嘀嘀”的提示音，說(shuō)明聲音能夠傳遞。【變式52】“聽(tīng)音識(shí)人”，判斷的主要依據(jù)是聲音的（）A．傳播速度 B．響度 C．音調(diào) D．音色題型題型六聲音能夠傳遞信息和能量【例6】如圖所示的是某學(xué)校進(jìn)行防震安全疏散演練時(shí)的情景。同學(xué)們聽(tīng)到警報(bào)聲后立即有序離開(kāi)教學(xué)樓，說(shuō)明聲音可以傳遞。地震發(fā)生時(shí)會(huì)產(chǎn)生人耳聽(tīng)不到的（選填“超”或“次”）聲波?！咀兪?1】以下事例中，能表明聲可以傳遞信息的是；能表明聲可以傳遞能量的是．（均填序號(hào)）①人們挑選瓷器時(shí)，總要敲擊幾下，以判斷瓷器是否有裂紋

②醫(yī)生用B超來(lái)獲取病人體內(nèi)器官的情況

③醫(yī)生用超聲波給病人潔牙

④外科醫(yī)生用超聲波除去病人體內(nèi)的結(jié)石A．不是由物體振動(dòng)產(chǎn)生的 B．傳播需要介質(zhì)C．能滅火說(shuō)明聲音可以傳遞能量 D．是次聲波題型題型七超聲波與次聲波【例7】如下列圖片所示，蝴蝶每秒振翅五六次，它所發(fā)出的聲音的頻率20Hz，屬于次聲，海豚能發(fā)出頻率20000Hz的聲音，屬于超聲。對(duì)于這兩種聲音，人耳都。【變式71】國(guó)之重器—我國(guó)“奮斗者”號(hào)載人潛水器在馬里亞納海溝成功坐底，創(chuàng)造了我國(guó)載人深潛的新紀(jì)錄。為了探測(cè)海底某處深度，“奮斗者”號(hào)從海面向海底垂直發(fā)射一束超聲波，經(jīng)過(guò)4s后收到回波信號(hào)，已知超聲波在海水中的速度是1500m/s。人耳（選填“能”或“不能”）聽(tīng)到超聲波，原因是；運(yùn)用超聲波的反射（選填“能”或“不能”）測(cè)量地球和月球之間的距離，因?yàn)椋缓Ｑ蟮纳疃仁敲??！咀兪?2】超聲波和次聲波人能夠聽(tīng)到聲音的頻率范圍從20Hz到20000Hz。低于20Hz的聲音叫次聲波，高于20000Hz的聲音叫超聲波。超聲波具有指向性好、反射能力強(qiáng)、能量集中等特點(diǎn)，可用于測(cè)距、測(cè)速等。測(cè)距是測(cè)速的基礎(chǔ)，超聲波測(cè)速儀向靜止的汽車(chē)發(fā)射超聲波信號(hào)（簡(jiǎn)稱(chēng)信號(hào)），同時(shí)開(kāi)始計(jì)時(shí)，信號(hào)傳播過(guò)程中遇到汽車(chē)會(huì)被反射，測(cè)速儀接收到返回的信號(hào)停止計(jì)時(shí)，根據(jù)記錄的時(shí)間及其與路程、速度的關(guān)系，可計(jì)算出汽車(chē)與測(cè)速儀之間的距離。如圖為貓和大象的發(fā)聲和聽(tīng)覺(jué)的頻率范圍，請(qǐng)你從圖中所給信息來(lái)回答下列問(wèn)題。（1）超聲波測(cè)速是利用了超聲波的指向性好、能量集中、等特點(diǎn)；（2）宇航員在月球上（選填“能”或“不能”）利用超聲波測(cè)定兩山之間的距離；（3）科考船對(duì)某海域的海底形狀利用