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初中物理声学讲义

发布时间:2013-10-30 08:05:56  

第一章 声现象

知识梳理

1.声音的产生与传播

A. 声音的产生

来回往复的运动叫做振动,声音是由于物体的振动产生的.正在发声的物体叫做声源.人说话时的发声是靠声带的振动,婉转的鸟鸣声是靠气管和支气管交界处鸣膜的振动,弦乐器(二胡、京胡、琵琶、提琴等)的发声是靠弦的振动,管乐器(笛、箫、黑管、号等)的发声是靠管中的空气振动,打击乐器(锣、鼓等)的发声是靠锣面和鼓膜的振动.

B. 声音的传播

声音可以在固体、液体和气体中传播,但不能在真空中传播.

一般说来,固体的传声能力比液体的强,液体的传声能力比气体的强.

C. 声波

声音是一种波,叫做声波.可将不可见的声波与可见的水波进行类比,以理解声波.

由于发声体的振动产生的声音在介质中传播时,在介质中形成疏密相问的波向四周传播,传入人耳后就激起耳内鼓膜的振动,人便听到了声音.

发声停止是指声源停止向外界传送声波,而已经传送出去的声波仍可继续传播.如闪电和雷声是同时产生的,人们在看到闪电后几秒钟才听到雷声,此时声源处的振动早已停止了.

声波在传播的过程中,若遇到山崖、墙壁、高大建筑物等障碍物,就会被障碍物的表面反射回来,形成回声.若回声与原声的时间间隔不小于0.1 S,人耳就能听到回声,否则,回声和原声混在一起,使原声加强,修建剧场、礼堂、音乐厅都要考虑回声,以免影响音响效果.声音的反射也遵守光的反射定律.利用回声现象制成的回声测深仪、水声定向器、超声探伤仪等广泛应用于矿床勘探、材料探伤、水深测量、鱼群探测等方面.

从声源发出的声波,在传播的过程中若遇到多个反射面,就可以发生多次的反射.如夏日的雷声,有时隆隆地延续几秒钟以上,就是声波在云层、山岳和地面间多次反射造成的;再如古建筑中的?回音壁?、?三音石?以及江西弋阳境内的名胜?回声谷?等等都是属于多次反射的回声.人在室内讲话比在旷野讲话听起来要响亮,而且当讲话声停止以后,声音并没有立即消失,仍然有余音回荡,就是由于声音在物体表面连续多次反射的多次回声交混在一起形成的,称为交混回响,简称混响,这种混响可以延续一段时间.从声源发声停止,到声音减弱到听不到的一段时间,称为混响时间.如果剧场的混响时间太长,往往使声音不清晰,音色混浊、发闷,形成嗡嗡不绝的噪声;如果剧场的混响时间太短,就会使本来婉转圆润的声音变得干涩无力、生硬,一般剧场的混响时间以l.5 S左右为宜.

两列声波在某种物质中传播时相遇如振幅增大,响度就增大,这种现象在声学上叫做声音的共鸣.二胡、小提琴等各种乐器在制造时都充分考虑了这一原理.

物体除了能反射声波,也能吸收声波,特别是软的多孔的材料吸收声波的效果更好.播音室内的墙壁和地面都要用吸收声波的材料来减少杂音的干扰.

D.声能

声音具有能量,这种能量叫做声能.声波在传播的过程中,随着时间的推移,声能逐渐减小,若设法使声波向某一方向传播,则声能就集中,声波就能传得远些,医用听诊器、广播喇叭之所以制成那种形状,就是利用了这个道理.

E.声速

初二物理提高学习(第1页)

(1)定义

声音每秒传播的距离叫做声速.

(2)决定因素

①声速与传播声音的介质有关.空气中的声速约为340米/秒.一般说来,声音在固体中传播得最快,在液体中次之,在气体中最慢,真空中的声速为零.

②声速还与传播声音介质的温度有关,温度越高,声速越大.

声音在同一种介质中传播时,声速不变,频率、音调不变,但振幅减小、响度减弱.

频率不同的声音在同一种介质中能传播的距离不同,频率越小,能传播的距离越远.当一个乐队慢慢地从很远的地方向你走来时,你先听到的是音调低沉的鼓声,以后才听到音调较高的喇叭声、笛声、铃声,就是这个道理,其原因是频率越大的声波,在传播的过程中被介质吸收得越多.

2.声音的特征

A. 声音的三要素

响度、音调和音色组成声音的三要素.

(1)响度

①定义:声音的强弱叫做响度.声源振动的幅度叫做振幅.

②决定因素:声音的响度与声源的振幅有关,振幅越大,响度越大;声音的响度还与距离声源的远近有关,距离声源越近,响度越大.

(2)音调

①定义:声音的高低叫做音调.声源每秒振动的次数叫做频率.频率的单位为赫兹(Hz). ②决定因素:声音的音调决定于声源振动的频率,频率越大,音调越高.

弦乐器的音调决定于弦的长短、粗细和松紧.弦的材料(密度)一定时,弦越短、越细、越紧,其发出声音的音调越高.管乐器的音调由发音部分的气体体积大小决定,体积越小,音调越高. 人的发声频率大约在85 Hz~1100 Hz之间,一般说来,成年男子的声带长而厚,振动频率为90 Hz~140 Hz,而成年女子的声带短而薄,振动频率为270 Hz~550 Hz,所以女子说话的音调比男子高些,儿童声带更短、更薄,童音的音调比成人的高.

(3)音色

①音色反映的是声音的品质,又叫音品.不同发声体发出声音的响度和音调都可能相同,但音色不会相同.

②决定因素:声音的音色除了与发声体发出的泛音个数、频率分布、强度分布等因素有关外,还与传声介质、距离声源的远近以及听者的年龄、经历、文化素养等因素有关.

借助示波器,可以观察到不同音色的声音,它们的波形是不同的.

B声音的听觉辨别及其应用

音调与音色是辨别不同声音的重要依据,这两个依据必须结合起来讲.因为不同的声音既有音调的不同也有音色的不同.只不过有的情况下主要是音调不同,而有的情况下主要是音色不同.听觉的辨别是根据主要因素来进行的.例如,蜜蜂带着花蜜飞时翅膀振动的频率低,发出的音调就低些;不带花蜜飞时振动的频率高,发出的音调就高些.因此,有经验的养蜂人往往根据蜜蜂发出声音的音调高低来判断蜜蜂是飞出去采蜜还是采了蜜飞回蜂房.其实,带蜜飞行与不带蜜飞行,发出声音的音色也有差异,但主要的是音调的不同.又如,有经验的人用手指弹击碗碟,就能判断碗碟的质量,完好的与内部有损伤的碗碟发出的声音不一样——音调与音色都有差异,但最明显的是音调不同.再如,在欣赏音乐时,乐队里有各种乐器齐奏,它们的音调一样,但我

初二物理提高学习(第2页)

们还是能辨别出不同乐器发出的声音,这里的区别就主要是音色.

3.令人厌烦的噪声

A. 声音的分类

(1)从物理学的角度来看;乐音的波形是有规律的,乐音好听悦耳;而噪声的波形是杂乱无章的,噪声难听刺耳.

(2)从人的心理和环境保护的角度来看,凡是影响人们正常学习、工作和休息的声音,都属于噪声.

由于声音很难用精确的物理定量来划分,而心理评价又带有很重的心理成分,因而声音的分类通常只能是相对的.

B.噪声的来源

按噪声的主要来源可分为三类:工业(包括建筑工业)噪声、交通噪声、生活噪声.

C. 噪声的危害

人们用分贝(dB)为单位来表示声音的响度.0 dB是人能听到的最微弱的声音——听觉下限.分贝值越大,响度越大.

(1)噪声对人的影响

不同分贝的噪声,对人的影响是不同的.30~40 dB是对人较为理想的声音环境.70 dB以上的噪声干扰交谈,90 dB以上的噪声将对人的听力造成损伤,l50 dB及以上的噪声会导致人的双耳完全失去听力.

为了保证休息和睡眠,应控制噪声不超过50 dB;为了保证工作和学习,应控制噪声不超过70 dB;为了保护听力,应控制噪声不超过90 dB.

(2)噪声的物理危害

高强度噪声能够损害建筑;在特高强度噪声下,就连发声体本身也可能因疲劳而损坏.

D.噪声的控制

噪声从产生到引起听觉有三个阶段:声源的振动产生声音斗空气与介质的传播斗人耳鼓膜的振动.

(1)控制噪声的主要途径

①控制噪声声源.可以更换或改造噪声大的机器或部件,在噪声源的周围加吸声、隔声的罩子,还可以在内燃机的排气管上加消声器.

②阻断噪声传播.可使装有噪声源的厂房让窗背向居民区,可以植树造林、建立隔音屏障来反射或部分吸收传来的噪声.

③在人耳处减弱.

若条件许可,三管齐下,综合治理,控制噪声的效果将更好.

(2)以声消声

根据声波的干涉原理,用话筒将噪声收集起来传送到专门的电脑进行分析.根据分析结果通过喇叭发出与原来反相的新噪声,使之与原噪声相叠加,它们相互抵消而变得寂静无声.这种?以声消声?的新的反噪声术称做?有源消声技术?.

4.人耳听不见的声音

A. 人耳听觉的频率范围

人耳所能听到声波的频率范围通常在20~20 000 Hz之间,叫做可听声.

频率于20 000 Hz的声波叫做超声波,频率低于20 Hz的声波叫做次声波,也叫做亚声波. 每个人的听觉范围并不相同,尤其以年龄不同而差异显著.有些儿童可以听到低于20 Hz、

初二物理提高学习(第3页)

高达30 000 Hz甚至40 000 Hz的声音.随着年龄的增长,

能听的最低频率将升高,能听见的最高频率将降低,70岁以上的老年人一般只能听见1000~4000 Hz的声音.

B超声波的特点及其应用

(1)方向性好

利用超声波定向性好和在水中传播距离远等特点制成声呐,进行水中观察和测量.利用超声波方向性好及多普勒效应制成超声波速度测定器.

(2)穿透能力强

在一些不透明的固体中能穿透几十米的厚度.

以上两个特点使得超声波成为探伤、定位等技术的重要工具,如制作A超、B超、M超仪.

(3)易于获得较集中的声能

超声波可以用来粉碎人体结石,对硬质材料作切削、凿孔、焊接等加工以及用来清洗、消毒等.

C次声波的特点及其危害

(1)特点

次声波可以传得很远,很容易绕过障碍物,而且无孔不入.

可通过次声来预报地震、海啸、台风、火山爆发等自然灾害,以及监测核爆炸.

(2)危害

人体各部分器官的振动频率一般处在5~20 Hz的次声频段.如胸腔为5~9 Hz,腹腔为6~10 Hz,心脏为5 Hz,盆腔为5 Hz,头部为20 Hz,全身为5~20 Hz.频段为5~20 Hz的次声波容易通过共振机理使人受到伤害.

一定强度的次声波对人体会造成严重伤害.次声波对机器设备、建筑物等会造成破坏.

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典例剖析

1. 晚上小吴在家中正欣赏着音箱里传出来的交响乐,忽然停电了.他将蜡烛点亮后放在音箱前

面.过了一会儿通电了,交响乐又响起来了.仔细观察,发现当音箱音量突然变大时,烛焰摇曳得更明显.

(1)烛焰没有受到风的影响,进一步探究,发现蜡烛越靠近音箱,烛焰摇曳得越明显,由此可确定烛焰的摇曳是受 的影响所致.

(2)上述现象中,除了有与响度有关的声知识外,相关的声的知识还有(写出两例):

① ; ② .

2. 根据以下数据,你能从中获得什么信息?(写三条) 几种物质的声速(m/s)

你获得的信息:

(1) .

(2) .

(3) .

3. 请你设想一下,假如声音传播速度变为0.1 m/s,我们的生活会有哪些变化?(请写出3个

合理的场景)

(1) .

(2) .

(3) .

4. 超声波在科学技术、生产生活和医学中有着广泛的应用.请你说出两个应用的实例:

(1) .

(2) .

5. 如图所示,四个相同的玻璃瓶里装水,水面高度不同,用嘴贴着瓶口吹气,如果能分别吹出

?dou(1)’’?ruai(2)??mi(3)’’‘‘fa(4)"四个音阶,则与这四个音阶相对应的瓶子的序号是 、 、 、 .

6. 生活中常常有这样的感受和经历:当你吃饼干或者硬而脆的食物时,如果用手捂紧自己的双

耳,自己会听到很大的咀嚼声,这说明 能够传声;但是你身旁的同学却往往听不到明显的声音,这又是为什么呢?请从物理学的角度提出一个合理的猜想: .

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7. 《楚天金报》消息:4月15日清晨,湖北十堰市竹山县一单位在搞宣传活动时,伴随着激

扬的音乐声,飞翔的l5只珍稀红嘴相思鸟纷纷落地而亡!关于珍稀红嘴相总鸟为何会集体自杀,请提出你的猜想: .

8. 如图(a)所示,伍实同学用示波器、钢锯条和台钳研究声音的响度.他将钢锯条的下端夹紧在

台钳上,上端用手扳动一下,使钢锯条振动发声.实验中,他进行了两次实验,第一次锯条发出的声音响,第二次锯条发出的声音轻,他同时观察到示波器上显示的波形幅度分别如图(b)、(c)所示,则他得出的实验结论是: .图(d)、(e)是两种声音的波形图,从图形可知:图 是乐音的波形,请提出一种控制噪声的方法: 。

9. 汽车的废气离开引擎时压力很大,如果让它直接排出去,将会产生令人难以忍受的噪音,因

此需要安装消音器.如图是汽车消音器的剖面图,它里面排列有许多网眼的金属隔音盘.当汽车废气从排气管进入消音器,经过隔音盘从排气管排出后,废气产生的声音就很小.其消音的原理是 .

10. 关于声速下列说法正确的是 ( )

A. 回声的速度小于原声的传播速度 B. 声音在真空中的传播速度最大

C. 物体振动得越快,声音的传播速度越大 D.声音的传播速度与物体振动的幅度无关

11. 运动会的百米赛跑,终点计时员应选择如下的哪种方式开始计时 ( )

A. 听到枪声时 B. 听到发令员的哨声时

C. 看到运动员起跑时 D.看到发令枪冒烟时

12. 石工在操场边匀速上、下挥动手中的铁锤打石头,每秒钟打击一次,某同学在教室窗口观察,

他发现每当工人的手臂向上举到最高点时,才听到铁锤敲击石头发出的响声.当工人停止打石头之后,他又听到了两次响声,如果空气中的声速是340 m/s,则教室到操场边的距离是 ( )

A. 170m B. 340m C.510m D. 680m

13. 医生用听诊器听病人的心、肺发出的声音进行诊病.听诊器能 ( )

A. 改变发声体振动的频率,使声音的单调变高

B. 改变发生体振动的振幅,使声音的响度增大

C.减少声音的分散,使传入入耳的声音响度增大

D.缩短医生与声源的距离,使传入入耳的声音的音调交高

14. 生活在海边的渔民,经常看见这样的情景:风和日丽,平静的海面上出现一把一把小小的

‘降

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落伞’——水母,它们在近海处悠闲自得地升降、漂游.忽然水母像接到什么命令似的,纷纷离开海岸,游向大海.不一会儿,狂风呼啸,波涛汹涌,风暴来临了.就画线部分,以下解释合理的是 ( )

A. 水母接收到了次声波 B.水母接收到了电磁波

C. 水母感受到了温度的突然变化 D.水母感受到了地磁场的变化

15. 有下列两则信息,如图l和如图2所示.

根据上述两则信息,可以判断下列说法中正确的是 ( )

A. 人凭听觉能发现飞行的蜜蜂和飞行的蝴蝶

B.狗凭听觉能发现飞行的蜜蜂和飞行的蝴蝶

C. 猫凭听觉能发现飞行的蝴蝶,不能发现飞行的蜜蜂

D.人凭听觉能发现飞行的蜜蜂,不能发现飞行的蝴蝶

16. 大雪过后,小明户外观雪时发现一个现象,雪景中非常静谧,他试着唱歌,声音也不像平时

那么响.

(1)请帮助小明根据雪很疏松的特点,分析其原因.

(2)这一现象给我们什么启示?

17. 在一些城市的繁华街道上,我们经常可以看到一种装臵(如图所示),请问它是什么装臵?下面

表格中列出了一些声音的分贝数和人的感觉,结合表中内容,在图中你看出了什么问题?应该采取哪些具体措施?(答出一条即可)

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18. 阅读材料,回答问题.

用耳朵看东西

蝙蝠为什么能在黑暗中飞翔自如呢?难道它们有猫头鹰一般的眼睛?

科学家做了一个有趣的实验:在房间里布上铁丝网,有的网孔比蝙蝠展开翅膀还要小,必须收起翅膀才能过去,再把蝙蝠的双眼蒙住,让它在这些网孔中飞翔,再用录像机摄录它的飞行情况.它们竟能飞行自如,穿来穿去,捕捉昆虫.

把蝙蝠的眼睛和耳朵敞开,用棉花团把它的嘴堵住,叫它不能发声.放入实验室后,蝙蝠又成了“瞎子”,碰网落地.这说明,蝙蝠是用嘴和耳来辨别方向、识别障碍的.

蝙蝠飞行时,我们听不到它的叫声.研究人员拿来测声仪表,发现蝙蝠的嘴能发出人耳听不到的声波,这种声波的频率在20 000 Hz以上.蝙蝠和许多动物能够听到.我们管它叫超声波.

其实,用耳朵“看”东西的还有海洋里的哺乳动物——海豚……

请回答:

(1)蝙蝠飞行时,我们为什么听不到它的叫声?

(2)海豚性情温顺,对人类十分友好,有的海豚还会主动游到浅水滩和儿童玩耍,如图所示,它们在水下会发出?吱吱?尖叫,然后判断附近物体的大小、形状和位臵.你知道海豚是怎样进行判断的吗?谈谈你的看法.

(3)一个盲人拄着拐杖在路上行走,一不小心碰到路边的垃圾桶上.一位医生为这个盲人配上探路仪,经过一段时间训练指导,这个盲人就能巧妙地避开路上的障碍物.请你说说医生为盲人配的探路仪的原理.

19. 我们知道:声音在不同介质中传播的速度不同.阅读下表中一些介质中的声速,回答问题:

一些介质中的声速v/(m〃s-1)

(1)声音在介质中的传播速度有什么规律?(写出两条)

(2)在长为884 m的金属管的一敲击一下,在另一端先后听到两个声音,两声相隔2.43 S.声音在金属管中的传播速度是多大?该金属管可能是由什么材料制成的?(此时气温约为l5℃).

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20. 如图所示,汽车匀速直线运动行至A点时鸣笛声音经正前方440 m处峭壁反射,2.5 S后

汽车在B处听到回声.求汽车行驶的速度.(υ声=340 m/s)

21. 因施工需要一台大型推土机在夜间以4 m/s的速度沿公路MN驶往工地.P点是公路旁边

居民住宅区位臵,此时推土机所在位臵E点与P点间距800 m,且两点间连线(PE)与公路MN成300角.假设推土机产生的噪音在500 m的范围内会对居民休息产生较大影响,判断推土机过境时对该住宅区是否会产生影响,影响时间为多少分钟?

22. 为了探究声音产生的条件,有人建议利用以下的几个实验现象.

(1)放在钟罩内的闹钟正在响铃,把钟罩内的空气抽走一些以后,铃声明显减小.

(2)使正在发声的音叉接触水面,水面溅起水花.

(3)吹笛子时,手指按住不同的孔便会发出不同的声音.

(4)在吊着的大钟上固定一支细小的笔,把钟敲响后,用纸在笔尖上迅速拖过,可以在纸上画出一条来回弯曲的细线.

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音的产生条件,但是分别说明了什么问题?

23. 大军和小欣在鱼缸边玩耍,鱼儿被吓跑了(如图所示).小欣认为是他们的动作吓跑了鱼儿,

大军却提出是他们发出的声音惊走了鱼儿.请你设计一个实验方案帮助他们作出判断.

24. 提出问题:物体发出的声音是怎样传人我们的耳朵的?

猜想或假设: .

设计并进行实验:拔下注射器的活塞,把正在发声的音乐芯片放在大的注射器中,插入活塞并将其压到底部,排出注射器中的空气.用橡皮帽塞住针头插孔,向外拉活塞,看看能否听到音乐.

初二物理提高学习(第9页)

实验现象: .

实验结论:声音可以在 中传播,但不能在 中传播.

25. 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.要求设计的实验具有可行性,要符合安全原则.

26. 小兰在观察提琴、吉他、二胡等乐器的弦振动时,猜想:即使在弦张紧程度相同的条件下,

弦发声的音调高低可能还与弦的粗细、长短及弦的材料有关.于是她想通过实验来探究一下自己的猜想是否正确.下表是她在实验时控制的琴弦条件:

如果小兰想探究弦发声的音调与弦的材料的关系,(1)你认为她应该选用表中编号为 的琴弦(只需要填字母代号).

(2)探究过程通常采用下列一些步骤:①实验研究;②分析归纳;③提出问题(或猜想);④得出结论等.你认为小兰要完成本探究的全过程,所采取步骤的合理顺序应该是 (只填写数字代号).

(3)在上述探究过程中,总要控制某些因素,使它们保持不变,进而寻找出另外一些因素的关系,这种研究方法叫做?控制变量法?.请你再写出一个初中物理中用到这种方法的实验名称: .

27. 王伟同学研究了均匀拉紧的琴弦发音频率与弦长的关系,并记录了实测的数据(如下表所

示).请你根据记录表格中的有关数据,分析并估算出他有意留出的空格中应该填写的数据(要求写出估算的过程).

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28. 小明想比较几种材料(衣服、锡箔纸、泡沫塑料)的隔音性能,除了待检测的材料外,可利用

的器材还有:音叉、机械闹钟、鞋盒.在本实验中适合作声源的是 .

小明将声源放人鞋盒内,在其四周塞满待测材料.他设想了下边两种实验方案,你认为最佳的是 .

A. 让人站在距鞋盒一定距离处,比较所听见声音的响度.

B.让人一边听声音,一边向后退,直至听不见声音为止,比较此处距鞋盒的距离.

通过实验得到的现象如下表所示,则待测材料隔声性能由好到差的顺序为 .

自主训练

一、填空题

1. 在?探究声音的产生?活动中,同学们体验到发声的音叉在振动、说话时声带在振动等一系

列现象后,可运用 的方法得出结论:声音是由物体的 产生的.

2. 小红同学多才多艺,不仅钢琴弹得好,小提琴拉得也很棒.当她用不同的力弹钢琴时,钢琴

发出声音的 不同,她弹钢琴、拉小提琴时,你是依据 的不同来分辨琴声的.有一次她用收音机听钢琴曲时,索性拆开了收音机做了如图所示的实验,她发现在放钢琴曲时收音机扬声器纸盆上的小纸团?翩翩起舞?,这就明 ,她又猜想如果把此实验拿到月球上面去做,在月球上 (填?能?或?不能?)听到钢琴声.

3. 如图所示是两个物体振动时的波形图.这两个波形的共同特点是(只要求写出1条):

.

4. 唐诗《枫桥夜泊》中的诗句?姑苏城外寒山寺,夜半钟声到客船?,这里体现出的物理知识

有 、 .(写出两点)

5. 声音在日常生活中有广泛的应用,请你按下列要求各举一实例:利用声音来传播信息的

有 ;利用声音来传递能量的有 .

6. ?余音绕梁,三日不绝?,这句话从物理学的角度看,说的是 现象.

7. 小明自己制作了一个哨子,如图所示.在筷子上缠一些棉花,做成一个活塞,用水蘸湿棉花

后插入两端开口的塑料管.吹管的上端,可以发出悦耳的哨声.这哨声是由管内空气柱 产生的.上下推拉活塞,可以改变声音的(填?音调?、?响度"或?音色?).

8. 人耳分辨出前后两次声音的最短时间间隔是0.1 S,如果你站在高墙边拍手,要听到拍手

声被墙反射回来的回声,你与墙之间的距离至少应该是 m.(空气中声速340 m/s).

9. 甲、乙两人站在一堵光滑的墙壁前,两人之间相距102 m,且距离墙壁为68 m,如图所示,

甲开了一枪后,乙先后听到两声枪响的时间间隔为 S.(已知空气中声音的传播速度为340 m/s)

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10. 汽车行驶的正前方有一座高山,汽车以15 m/s的速度匀速行驶.汽车鸣笛4 S后司机听

到回声,则此时汽车距高山 m远,汽车鸣笛时距高山 m远.(声音在空气中的传播速度为340 m/s)

11. 夜里,在海洋的同一条航线上,甲、乙两船分别以5米/秒和l0米/秒的速度相向而行.当

两船相隔一定距离时,两船上的驾驶员同时拉响了汽笛,驾驶员在听到对方的汽笛声后立刻开亮自己船上的探照灯.若两船驾驶员探照灯打开的时间正好相隔0.2秒,则表明拉响汽笛时两船之间相距米,甲船亮灯时距离乙船 米;乙船亮灯时距离甲船 米.(已知空气中声音的传播速度为340米/秒)

12. 我们已经知道,空气中的声速约为340 m/s,液体中的声速在1 km/s以上,固体中的声

速超过5 km/s,假如在各种物质中的声速都达到了光速,那么我们的生活将会发生怎样的变化呢?想像一个可能出现的情景: 。

13. 编钟是我国民间传统乐器,一套编钟可多达几十件,能演奏古今乐曲,音域宽、音色美.?仿

真编钟?是乐乐同学的想法和做法:她在家里用7个相同的玻璃杯装上不等量的水,增减水调试后,得到了?l、2、3……?七个不同音,那么,装水 (填?多?或?少?)的杯子类似于较 (填?大?或?小?)的编钟,它们的音调较 (填?高?或?低?).

14. 为了探究声音的响度与发声体振幅的关系,小明将钢尺的一端压在桌面上,保持钢尺伸出桌

边的长度一定,分别用大小不同的力上下拨动钢尺的另一端.发现钢尺被压得越弯,上下振动的幅度越大,桌面被拍打得越响.根据这些实验证据他得出振幅越大响度越大的结论.你认为他收集证据时的错误之处是 。

15. 某处固定着一个用来测定声音响度的仪器,先后测得两个发声体传来的声音的分贝数分别为

62和45.由此,能否判定第一个发声体振幅一定比第二个发声体的振幅大?答 (填?能?或?不能?),说明你的理由 。

二、选择题

16. 下列实验与实例,能说明声音的产生条件的是 ( )

A. 往鼓面上撒一些泡沫屑,敲鼓时发现泡沫屑不停地跳动

B. 美妙的歌声使人心情愉快,发动机的噪声使人心烦

C. 邮局电话亭用玻璃制成,隔音效果比较好

D.两个宇航员在国际空间站外进行太空行走,即使相距很近也要通过电话进行交谈

17. 下列关于声音的说法正确的是( )

A. 声音从空气传到水中后,传播速度将变小

B. 工人用超声波清洗钟表等精细的机械,属于声的利用

C. 人能分辨出二胡和小提琴发出的声音,主要是因为它们的音调不同

D.在医院、学校附近机动车禁鸣喇叭属于噪声的利用

18. 新年联欢会上,小王在演出前调节二胡弦的松紧程度,他是在调 ( )

A. 音调 B响度 C. 音色 D.振幅

19. 如图所示,用细线拴住塑料尺,抓住细线的另一端转动塑料尺,塑料尺会发出声音.若加快

转动速度,发出声音的音调变化情况是( )

A. 变高 B. 变低 C. 不变 D.无法判断

20. 苗鼓是湘西民间的传统艺术,有关苗鼓表演的下列叙述中,正确的是( )

A. 通过控制击鼓轻重,来变化鼓声的响度

B. 通过变化击鼓快慢,来变化鼓声的响度

初二物理提高学习(第12页)

C. 通过变化击鼓节奏,来变化鼓声的频率

D.通过变化击鼓姿势,来改变鼓声的频率

21. 小燕家进行了以下几项装修,你认为哪一项不能减弱噪声 ( )

A. 安装空调 B. 封闭阳台 C. 给卧室铺地毯 D.安装双层玻璃窗

22. 如果用手按在自行车车铃的金属盖上,无论你怎样用力打铃,铃声也不会清脆.这是因为手

按在车铃上时 ( )

A. 影响了车铃的正常振动 B.车铃就不会振动

C. 没有铃声传出 D.车铃周围就没有传声介质

23. 如图所示,两个中学生用细棉线连接两个纸杯,制成了一个?土电话?,

对该实验的解释中不正确的是 ( )

A. 用?土电话?通话,表明固体能够传声

B.用金属丝代替细棉线听到的声音更大些,这是因为金属丝振动得快

C. 听到声音就能分辨出是谁,是根据音色不同

D.实验时若不张紧棉线,对方就听不到由?土电话?传来的声音

24. 声波在室内传播时,要被墙壁、天花板、地板等物体反射,每反射一次要被物体吸收一些能

量,这样,当声源停止发声后,声波在室内要经过多次反射和吸收,最后才消失.这种现象叫做混响,这段时间叫做混响时间.混响时间的长短是音乐厅、礼堂等建筑物的重要声学特性.北京?首都剧场?的混响时间是:坐满观众时为1.36 s,无观众时为3.3 s,关于混响,下面的说法正确的是 ( )

A. 声源停止发声,混响也就停止

B.音乐厅的混响时间越长越好

C. 教室里的学生越多,教室的混响时间就越长

D.教室里的学生越多,教室的混响时间越短

25. 电影院的屋顶和四周墙壁都制成凹凸不平像蜂窝煤状似的,这是为了 ( )

A. 减弱声波的反射 B. 增强声波的反射 C. 增强声音的响度 D.仅仅是为了装饰

26. 小明游览一座古寺时发现这里有一个变音钟,随着钟下燃烧的香火越旺,敲出的声音越高

亢.分析原因可能是 ( )

A. 香火使钟周围的空气温度升高,传声效果越来越好

B. 任何物体温度升高时,振动发出的声音音调都会变高

C. 香火使钟振动的振幅加大,使声音响度变大

D.香火使钟的温度升高,材料的微观结构发生变化,钟振动频率改变

27. 火车停站时,常见有维护人员在检查车轮和支承弹簧,他们不时地用锤子敲击被检查部位,

根据声音作出判断这是 ( )

A. 敲击时同时观察是否松动 B. 听声音的响度,判断部件是否正常

C. 听音调,判断部件是否正常 D.听音色,判断部件是否正常

28. 科学研究发现:声在海水中的速度随海水的深度、温度、含盐量变化而变化.如图所示是声

速随海水深度变化的函数图像,Ha、Hb分别为海面、海底坐标,当潜

艇在海下用声波传递信息时,效果最好的是 ( )

A. 在海底与海面之间 B. 在海下各处一样

C. 在海底 D.无法判断

初二物理提高学习(第13页)

29. 超声波有2个特点:一个是能量大,二是沿直线传播.下列各例中利用超声波能量大的是

( )

A. 超声波加湿器使药液雾化后让病人吸入治疗咽喉炎症

B.蝙蝠利用超声波确定食物及障碍物的位臵

C. 医院利用?B超?检查体内情况

D.用超声波探测水库大坝是否有空隙裂纹

30. 一工人在房顶上敲钉子,每秒敲4下.当工人开始敲钉,一个观察者恰巧在看到他把锤举到

最高处时,听见敲打的声音,如果空气中的声速是340 m/s,则观察者和工人相距的距离是 ( )

A. 42.5 m B. 85 m C. 170 rn D.340 m

31. 即将进站的列车发出一鸣号声,持续时间为t.若列车的速度为υ1,空气中的声速为υ2,则

站台上的人听到鸣号声持续的时间为 ( )

A.t B.?1??2

v2t C.?2??1?t D.1t ?2v2

32. 小明小组同学研究琴弦发声的音调时,提出一些猜想,认为琴弦发出的声音音调与琴弦的长

度、张紧程度、粗细、材料有关.他们做了如图所示实验,将细琴弦的两端挂上钩码,用两小木块A和B支起细琴弦.分次改变AB间距离,并拨动琴弦听音,发现AB间距越小,音调越高.实验说明

A. 琴弦发出的声音音调与琴弦的粗细有关

B.琴弦发出的声音音调与琴弦的张紧程度有关

C. 琴弦发出的声音音调与琴弦的材料有关

D.琴弦发出的声音音调与琴弦的长度有关

33. 下列事例中,属于利用次声波的是 ( )

A. 用声呐技术测绘海底形状 B.预报海啸、台风

C.海豚判断物体的位臵和大小 D.蝙蝠确定目标的方向和距离

三、探究题

34. 如图是探究声现象时常用的装臵.

(1)图中所示的实验现象说明 .

(2)乒乓球在实验中起什么作用?

(3)加大力度敲音叉,根据发生的现象,你又可得出什么结论?

35. 请自己设计实验说明声音是由物体振动产生的.

器材:

实验现象:

初二物理提高学习(第14页)

36. 小明同学在家中听音响声.忽然想到物理课上介绍说声音能使空气形成疏密相间的波动,并

以此把声音传播到远处.?我怎么看不见这种波动?这种说法到底对不对呢??他思考了一会儿,起身找来了一只碟子、一段细铁丝和少许洗衣粉.准备用实验来验证课本上的说法是否正确,请你帮小明拟订一份探究方案并写出具体的探究过程.

37. 只有当两个声音相隔时间大于0.1秒时,人耳才能将它们分辨出来.为了测量声音在钢管

中的传播速度,两同学进行如下实验:用卷尺量出操场上钢制双杠的长度L,一同学用小铁锤在双杠的一端轻击一下,另一同学在这根双杠另一端听打击的声音并记下时间差,但他们的实验却未能成功.请通过估算分析原因是 ;对此实验你的改进建议是: 。

38. 打开一台袖珍式半导体收音机(或滴答作响的小闹钟),收音机内正在唱歌.先把它放在地面

上,再让它?站?在空木盒或空纸盒上,结果是:后者的歌声比前者要 .

(1)上面的实验告诉我们,加个空盒会增加声音的 ,这个空盒子也叫共鸣箱.

(2)说说看,你所知道的哪些乐器有共鸣箱?(要求说出两个)

39. 给你一枝铅笔、一把钢尺、一根饮料管、一张纸,你能用它们做哪些声学实验?结合你所学

的知识至少说出两个,并分别说出每个实验的做法及实验所说明的物理问题.

40. 同样的玻璃茶杯,当里面装的水量不同时,敲击时发出的音调不同,李明同学在做这个实验

时,采取的办法是:用一只杯子,先装少量的水,敲击听声音,再多装一些水敲击听声音,如此多次,最后他感觉到听起来声音都差不多.未能得出音调与水量多少的关系.(1)从探究方法上看,你认为李明同学有什么不妥之处?(2)请你写出你认为比较好的探究方法.

41. 小丽知道了蝙蝠飞行时是利用回声反射声波的方位和时间来确定目标的位臵和距离的.于是

她想:这说明声音在反射过程中一定要遵循什么规律,这个规律是什么呢?她设计了这样一个实验:在穿衣镜前放一个桌子,找两个较长的纸筒和一架小半导体收音机.先在桌面上放一张白纸,在白纸上画一条跟镜面相垂直的直线叫法线.在法线的一侧平放一个纸筒送音,筒口前放上那架收音机,让它的喇叭正对着送音纸筒.打开收音机,让它发出最小的声音.在

初二物理提高学习(第15页)

直线的另一侧,拿着平放的听音纸筒听声音,慢慢改变听音纸筒和直线的夹角,当转到图中所绘位臵时,听到的声音最响.

请回答:

(1)在这个实验里,假如我们把送音纸筒中轴线和法线的夹角叫入射

角;听音纸筒中轴线和法线的夹角叫反射角.根据实验现象能得出什

么结论?

(2)你认为为此结论有什么用途?请举例说明.

42. 阅读下面材料:

北京时间2004年8月3日希腊雅典奥运会田径赛场:“各就各位”,刘翔蹲下后,抬头望着眼前的十道栏架,目光中陡然射击出浓浓的“杀气”.一声枪响,炸裂长空.刘翔疾如炸雷,快如电光,起跑反应速度第一快……红色的刘翔,黄色的面孔,高喊着撞向胜利之线!12秒91!全场人惊呆了,刹那间,全场爆发出震耳的欢呼声.

根据以上材料回答下列问题:

(1)在本届奥运会上,刘翔获得了男子110栏 。

(2)假如由你用停表站在终点帮他计时,你是在 时(选填?a?或?b?)按下停表开始计时的:a. 听到发令枪响;b.看到发令枪冒出的烟.

(3)某班科学探究小组中的三名同学用径赛用的发令枪、停表和皮卷尺进行了测量声速的实验.他们选择352 m的平直地段进行实验.两人在起点,其中一人用发令枪发送信号,另一人在发令枪响的同时启动手中的停表.还有一人位于终点,当他听到发令枪声时立即启动手中的停表.然后把两只走动的停表交给发令者,由他同时按停停表,两表计时的读数差表示 .若两停表的读数差为1.10 S,则他们测得的声速是 m/s.

(4)请你给出一条减小(3)中测量误差的建议 。

四、解答题

43. 声音传播速度和温度有关,下表是空气中声速随温度变化的数据:

(1)请你在如图所示的坐标系中画出声速和温度关系的图像.

(2)请你根据所画图像找出温度为15℃声速为 m/s.

(3)当飞机的飞行速度接近声速时会受到相当大的阻力.上世纪中期,人们就尝试进行超音速飞行.在飞机速度有限的情况下,你能指出在什么情况下试验更容易成功吗?

初二物理提高学习(第16页)

44. 一驾驶员开着一辆汽车以一定的速度向一座高山匀速行驶,在行驶中的某一时刻,汽车喇叭

短暂地响了一下,经过t1=4 S时间他听到了回声,再经过t2=32 S汽车恰好行驶到高山脚下.(空气中声音的速度为340 m/s)求:

(1)汽车喇叭发出响声的时候,汽车距高山多远?

(2)汽车的速度是多大?

45. 假定有前后两次声音传到人的耳朵里,如果这两次声音到达人耳的先后时间间隔大于(或等

于)0.1 S,人耳就能够把这两次声音分辨开.也就是说,如果两次声音传到人耳的时间间隔不足0.1 s,人耳就只能听到一次声音.

某农村中学8年级课外活动小组的同学为了体验声音在不同介质时传播速度不同的物理现象,他们请一位同学在输送水的直铁管道(充满水)上敲击一下,使铁管发出清脆的声音,其余同学沿铁管分别在不同位臵耳朵贴近铁管听声.实验结束以后,A同学说自己只听到一次响声;B同学说自己听到两次响声;C同学说自己听到三次响声.已知声音在空气中的传播速度是υ气=340 m/s,在水中的传播速度是υ水=l 700 m/s,在钢铁中的传播速度是υ铁=5100 m/s.请你通过计算说明:在铁管上某处敲响一次,A、B、C三位同学的位臵到敲击点的距离各在什么范围内?

46. 夏天的晚上,蚊子叮人实在是难受.可小明家不点蚊香,也不喷杀虫剂,却没有蚊子.有人

问小明,为什么你们家不怕蚊子?小明拿出一个跟半导体收音机差不多的盒子来,说这个盒子能驱蚊.你猜,为什么那个盒子能驱蚊?

47. 如图所示的是一个圆形大厅,厅的半径约为20 m圆心处有一个声源.

(1)为使大厅内各处接听声音效果好,小明认为应将大厅墙壁制作得光滑,利用声音反射可以使声音响度大.而小红则认为应当将大厅墙壁用消音材料制作,防止回声,使声音清晰,你认为谁的观点正确?为什么?

(2)B处有一个隔音室,其正对声源的墙壁是双层玻璃制成,夹层内抽去

了空气.请你说出隔音室隔音的道理.

初二物理提高学习(第17页)

48. 噪声是有害的,科学家发现强噪声会使人中枢神经麻痹,造成人暂时昏迷.噪声还会促使一

些敏感的植物种子早发芽.同时噪声也是一种能量浪费,噪声可释放大量能量,你能否对噪声的这些危害做些设想使之变害为利?

49. 晚上在家学习时,邻居放音乐的声音很大,干扰了你的学习.为保障你的学习,请利用所学

的物理知识,至少写出两种不同途径下减小干扰的方法.

50. 如果自行车车胎的气过多,轮胎在烈日照射下,温度升高,在重压时会破裂,并发出很大的

响声.有人认为:A这是由于空气剧烈振动而发出的声音;B这是由于轮胎这种材料破裂时,轮胎本身的振动而发出的声音.在上述两种观点中,你认为哪一种是正确的?理由是什么?

初二物理提高学习(第18页)

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