初中物理聲學(xué)專題習(xí)題及解答聲學(xué)是初中物理入門階段的重要組成部分，它與我們的日常生活息息相關(guān)。掌握聲學(xué)的基本概念和規(guī)律，不僅能幫助我們理解許多自然現(xiàn)象，也能為后續(xù)學(xué)習(xí)更復(fù)雜的物理知識打下堅實基礎(chǔ)。下面，我們通過一些典型習(xí)題來鞏固和深化對聲學(xué)知識的理解。一、聲音的產(chǎn)生與傳播聲音是如何產(chǎn)生的？它又是如何傳到我們耳朵里的？這是聲學(xué)首先要探討的問題。例題1：下列關(guān)于聲音產(chǎn)生的說法中，正確的是（）A.只要物體振動，我們就能聽到聲音B.物體振動停止，聲音也就立即消失C.一切發(fā)聲的物體都在振動D.振動的物體不一定發(fā)聲解答與分析：這道題主要考察聲音產(chǎn)生的條件。我們知道，聲音是由物體的振動產(chǎn)生的，這是聲學(xué)的基本原理。所以，一切發(fā)聲的物體必然都在振動，選項C是正確的。那么其他選項呢？A選項，物體振動確實是發(fā)聲的必要條件，但我們能否聽到聲音，還取決于振動的頻率是否在人耳的聽覺范圍內(nèi)（通常為20Hz到____Hz），以及是否有傳播聲音的介質(zhì)等因素。因此，物體振動我們不一定能聽到聲音，A錯誤。B選項，物體振動停止，發(fā)聲也隨之停止，但已經(jīng)發(fā)出的聲音并不會立即消失，它會在介質(zhì)中繼續(xù)傳播一段時間。比如，敲一下鑼，鑼面停止振動后，我們?nèi)阅苈牭揭恍《斡嘁簦@就是聲音在繼續(xù)傳播的緣故，所以B錯誤。D選項，只要物體在振動，并且振動能夠引起介質(zhì)的振動，理論上它就在發(fā)聲，只是我們可能因為頻率不在聽覺范圍或沒有介質(zhì)傳播而聽不到。所以“振動的物體不一定發(fā)聲”這種說法不準(zhǔn)確，D錯誤。答案：C例題2：將一只正在發(fā)聲的音叉觸及面頰，會感到振動；當(dāng)用手握住音叉，使其停止振動，聲音也隨之消失。這個現(xiàn)象說明了什么？解答與分析：這是一個簡單但非常直觀的實驗現(xiàn)象。當(dāng)音叉發(fā)聲時，觸及面頰能感到振動，說明發(fā)聲的音叉在振動。而當(dāng)我們握住音叉使其停止振動，聲音也消失了，這進一步佐證了聲音是由物體振動產(chǎn)生的，振動停止，發(fā)聲也停止。這個現(xiàn)象清晰地揭示了聲音產(chǎn)生的根源——振動。答案：這個現(xiàn)象說明聲音是由物體振動產(chǎn)生的，振動停止，發(fā)聲也停止。例題3：古代士兵行軍宿營時，常常把耳朵貼在地面上聽，以此來判斷是否有敵軍的馬蹄聲從遠方傳來。這種做法的道理是什么？解答與分析：聲音的傳播需要介質(zhì)，固體、液體和氣體都可以傳聲。但聲音在不同介質(zhì)中的傳播速度是不同的。一般來說，聲音在固體中傳播得最快，在液體中次之，在氣體中最慢。敵軍的馬蹄聲會通過地面（固體）和空氣（氣體）兩種介質(zhì)傳播。當(dāng)士兵把耳朵貼在地面上時，聲音通過大地這種固體介質(zhì)傳播過來，由于固體傳聲速度快且能量損失相對較少，所以士兵能更早、更清晰地聽到遠方的馬蹄聲。而如果僅靠空氣傳播，聲音可能已經(jīng)變得很微弱，甚至無法察覺。答案：聲音在固體中的傳播速度比在空氣中快，且固體傳聲效果更好，能使士兵更早聽到遠方的馬蹄聲。二、聲音的特性聲音有三個基本特性：音調(diào)、響度和音色。它們分別由什么決定？又該如何區(qū)分呢？例題4：日常生活中，我們常說“這首歌調(diào)子太高，我唱不上去”，這里的“調(diào)子太高”指的是聲音的______（選填“音調(diào)”、“響度”或“音色”）太高。我們能夠分辨出不同歌手演唱同一首歌，是因為他們的______不同。解答與分析：“調(diào)子太高，唱不上去”描述的是聲音的高低，而音調(diào)就是指聲音的高低，它由發(fā)聲體振動的頻率決定，頻率越高，音調(diào)越高。所以第一個空應(yīng)填“音調(diào)”。不同的歌手，即使唱同一首歌（音調(diào)、響度可能相似），我們依然能分辨出來，這是因為不同發(fā)聲體的材料、結(jié)構(gòu)不同，發(fā)出聲音的音色也就不同。音色是我們辨別不同聲音的依據(jù)。所以第二個空應(yīng)填“音色”。答案：音調(diào)；音色例題5：如圖所示，用大小不同的力敲擊同一個音叉，音叉發(fā)出聲音的（）A.音調(diào)不同B.響度不同C.音色不同D.音調(diào)、響度、音色都不同解答與分析：（此處雖無圖，但根據(jù)描述可判斷）用大小不同的力敲擊同一個音叉，音叉的振動幅度會不同。用力越大，音叉振動的幅度（振幅）越大，發(fā)出聲音的響度就越大；用力越小，振幅越小，響度就越小。而同一個音叉，其振動的頻率是固定的，所以音調(diào)不會改變。音色也由音叉本身的材料和結(jié)構(gòu)決定，同樣不會改變。因此，該題正確答案為B。答案：B例題6：買西瓜時，有經(jīng)驗的人常常會用手指輕敲西瓜，通過聽聲音來判斷西瓜是否成熟。這種判斷方法主要是依據(jù)聲音的（）A.音調(diào)B.響度C.音色D.頻率解答與分析：這是利用音色來辨別物體品質(zhì)的典型例子。生西瓜和熟西瓜的內(nèi)部結(jié)構(gòu)（如瓜瓤的松緊程度、水分含量等）是不同的。當(dāng)用手指輕敲時，它們振動發(fā)出的聲音的音色就會有所不同。成熟的西瓜內(nèi)部結(jié)構(gòu)相對疏松，敲擊時發(fā)出的聲音聽起來比較渾厚、低沉；而生西瓜內(nèi)部結(jié)構(gòu)較緊密，敲擊時聲音可能更清脆一些。雖然音調(diào)也可能因結(jié)構(gòu)不同而略有差異，但這種差異往往不如音色的差異那么顯著和易于辨別。我們主要是根據(jù)聲音的特色——音色來判斷西瓜的生熟。答案：C例題7：請解釋：為什么用力撥動琴弦和輕輕撥動同一根琴弦，發(fā)出聲音的響度不同？而用相同的力撥動粗細不同的琴弦，發(fā)出聲音的音調(diào)不同？解答與分析：這個問題綜合考察了響度和音調(diào)的影響因素。當(dāng)用不同的力撥動同一根琴弦時，琴弦的振動幅度會不同。用力撥動，琴弦振動的幅度（振幅）大，發(fā)出聲音的響度就大；輕輕撥動，振幅小，響度就小。所以，同一根琴弦，振幅決定了響度。當(dāng)用相同的力撥動粗細不同的琴弦時，由于琴弦的粗細不同，其振動的難易程度（即振動頻率）就不同。在其他條件（如琴弦的長度、張緊程度）相同的情況下，細琴弦更容易振動，振動的頻率高，發(fā)出聲音的音調(diào)就高；粗琴弦振動頻率低，發(fā)出聲音的音調(diào)就低。所以，在弦樂器中，弦的粗細會影響振動頻率，從而決定音調(diào)的高低。答案：用力撥動琴弦時振幅大，響度大；輕輕撥動時振幅小，響度小。相同的力撥動粗細不同的琴弦，細弦振動頻率高，音調(diào)高；粗弦振動頻率低，音調(diào)低。三、聲的利用聲音不僅能傳遞信息，還能傳遞能量。這在科技和生活中有哪些應(yīng)用呢？例題8：醫(yī)生通過聽診器可以了解病人心臟和肺部的工作情況，這是利用了聲音能夠傳遞______的道理。而超聲波清洗機則是利用聲音能夠傳遞______來清洗精密儀器上的污垢。解答與分析：聲音的利用主要體現(xiàn)在兩個方面。醫(yī)生使用聽診器，是通過聽取心臟和肺部發(fā)出的聲音的變化來判斷其功能是否正常，這里聲音攜帶了人體內(nèi)部器官的信息，所以是利用聲音傳遞信息。超聲波清洗機是利用高頻的超聲波在液體中產(chǎn)生劇烈的振動，使污垢脫離儀器表面，從而達到清洗的目的。這個過程中，超聲波將能量傳遞給了污垢和液體，使它們的狀態(tài)發(fā)生了改變，因此是利用聲音傳遞能量。答案：信息；能量例題9：下列事例中，不是利用回聲的是（）A.探測海底的深度B.測量地球到月球的距離C.醫(yī)學(xué)上的“B超”檢查D.雷雨天時，我們先看到閃電后聽到雷聲解答與分析：回聲是聲音在傳播過程中遇到障礙物被反射回來的現(xiàn)象。A選項，探測海底深度時，向海底發(fā)出超聲波，超聲波遇到海底反射回來，根據(jù)發(fā)出和接收到回聲的時間差以及聲音在海水中的傳播速度，就可以計算出海底深度，利用了回聲。B選項，地球到月球之間是真空，真空不能傳聲，所以無法利用回聲來測量地月距離。通常是用激光測距。C選項，“B超”是向人體發(fā)射超聲波，超聲波遇到不同的組織器官會產(chǎn)生反射，接收回聲并處理后可以形成圖像，利用了回聲傳遞信息。D選項，先看到閃電后聽到雷聲，是因為光的傳播速度遠大于聲音的傳播速度，與回聲無關(guān)。題目問的是“不是利用回聲的”，B和D都不是，但需要看哪個更符合題意。D選項本身描述的是一種自然現(xiàn)象的成因，與“利用”無關(guān)。而B選項是試圖利用某種方法（雖然不可行），但題目問的是“不是利用回聲”的事例。嚴格來說，D選項完全不涉及回聲的利用。答案：D四、噪聲的危害與控制從物理學(xué)和環(huán)境保護的角度，噪聲的定義有何不同？如何有效地控制噪聲？例題10：從環(huán)境保護的角度來看，下列關(guān)于噪聲的說法正確的是（）A.發(fā)聲體做無規(guī)則振動時發(fā)出的聲音一定是噪聲B.優(yōu)美的音樂無論何時都不會成為噪聲C.妨礙人們正常休息、學(xué)習(xí)和工作的聲音，以及對人們要聽的聲音產(chǎn)生干擾的聲音，都屬于噪聲D.噪聲在真空中也能傳播解答與分析：從物理學(xué)角度，噪聲是指發(fā)聲體做無規(guī)則振動時發(fā)出的聲音。但從環(huán)境保護的角度，凡是妨礙人們正常休息、學(xué)習(xí)和工作的聲音，以及對人們要聽的聲音產(chǎn)生干擾的聲音，都屬于噪聲。A選項是物理學(xué)角度的噪聲定義，不是環(huán)境保護角度，所以不符合題意。B選項，優(yōu)美的音樂如果在不恰當(dāng)?shù)臅r間（如深夜）或場合播放，影響了他人休息或工作，也會成為噪聲。C選項準(zhǔn)確描述了環(huán)境保護角度噪聲的定義。D選項，聲音的傳播需要介質(zhì)，真空不能傳聲，所以噪聲在真空中無法傳播。答案：C例題11：為了減少城市交通噪聲對周圍居民的影響，通常會在高速公路旁安裝隔音板，這種控制噪聲的方法屬于（）A.在聲源處減弱噪聲B.在傳播過程中減弱噪聲C.在人耳處減弱噪聲D.以上三種都有解答與分析：控制噪聲的途徑主要有三種：在聲源處減弱、在傳播過程中減弱、在人耳處減弱。在高速公路旁安裝隔音板，其作用是阻擋和吸收噪聲，使噪聲在從聲源（汽車）傳播到居民耳中的過程中被削弱。它并沒有改變汽車本身的發(fā)聲（聲源處），也沒有直接作用于居民的耳朵（人耳處）。因此，這是在傳播過程中減弱噪聲的有效措施。答案：B五、綜合應(yīng)用題例題12：小明同學(xué)在學(xué)習(xí)了聲學(xué)知識后，進行了如下實驗探究：他將一把鋼尺緊按在桌面上，一端伸出桌邊。撥動鋼尺，聽它振動發(fā)出的聲音，同時注意鋼尺振動的快慢。（1）小明改變鋼尺伸出桌邊的長度，用同樣大小的力撥動鋼尺，他觀察到鋼尺振動的快慢不同，聽到的聲音的______（選填“音調(diào)”、“響度”或“音色”）也不同。這個實驗說明：物體振動的______越高，音調(diào)越______。（2）若保持鋼尺伸出桌邊的長度不變，小明用不同的力撥動鋼尺，他觀察到鋼尺振動的______不同，聽到的聲音的______也不同。這個實驗說明：物體振動的______越大，響度越______。解答與分析：這是一個經(jīng)典的探究聲音特性的實驗。（1）當(dāng)改變鋼尺伸出桌邊的長度時，鋼尺振動部分的質(zhì)量和固有頻率會發(fā)生變化。伸出越短，鋼尺振動得越快（頻率越高），發(fā)出聲音的音調(diào)就越高；伸出越長，振動越慢（頻率越低），音調(diào)就越低。用同樣大小的力撥動，是為了控制鋼尺的振動幅度基本相同，從而突出頻率對音調(diào)的影響。所以，此空依次應(yīng)填：音調(diào)、頻率、高。（2）保持鋼尺伸出長度不變，用不同的力撥動，鋼尺的振動幅度會不同。用力越大，振幅越大，聲音的響度越大；用力越小，振幅越小，響度越小。此時鋼尺振動的頻率基本不變，所以音調(diào)不變。因此，此空依次應(yīng)填：幅度（或振幅）、響度、幅度（或振幅）、大。答案：（1）音調(diào)；頻率；高（2）幅度（或振幅）；響度；幅度（或振幅）；大例題13：在一個充滿水的長鐵管的一端敲擊一下，在另一端的人能聽到幾次敲擊聲？請說明原因。解答與分析：這個問題需要綜合考慮聲音在不同介質(zhì)中的傳播以及傳播速度的差異。敲擊鐵管時，聲音會同時通過鐵管（固體）、鐵管內(nèi)的水（液體）和管外的空氣（氣體）三種介質(zhì)傳播。由于聲音在固體中傳播最快，在液體中次之，在氣體中最慢，所以在另一端的人會先后聽到三次聲音。第一次是通過鐵管（固體）傳來的，第二次是通過水（液體）傳來的，第三次是通過空氣