第二章聲現象第1節聲音的產生和傳播【知識梳理】知識點一、聲音的產生

1.振動：一切發聲的物體都在某一位置附近做往復運動，這種運動叫做振動。2.聲源：正在發聲的物體叫做聲源。要點詮釋：1.固體、液體、氣體都能發聲，都可以成為聲源。2.聲音是由物體的振動產生的，振動停止，發聲也停止。但是不能說振動停止，聲音也消失。因為振動停止，只是不再發聲，但是原來所發出的聲音還在繼續向外傳播并存在。知識點二、聲音的傳播1.介質：能傳播聲波的物質叫做聲的介質。2.聲音的傳播：聲音可以在固體、液體和氣體中傳播，但不能在真空中傳播。知識點三、聲速1.聲音的傳播速度：聲音在空氣中的傳播速度是340m/s；在水中傳播比在空氣中快，約為1500m/s；在鋼鐵中更快，速度可達5200m/s.2.影響聲速的因素：（1）介質的種類，一般情況下v固＞v液＞v氣；（2）溫度，同種介質，溫度越高，聲速越大。要點詮釋：在空氣中，一般溫度每升高1℃聲速大約增加0.6m/s。15℃的空氣的聲速為340m/s，實際生活中，我們說的亞音速飛機、超音速飛機，就是指速度達不到340m/s和速度超過340m/s的飛機。【典型例題】類型一：聲音的產生和傳播例1.以下情景中，不能產生聲音的是（）A．振翅飛行的蝴蝶 B．真空罩中響鈴的鬧鐘 C．被敲擊的水瓶琴 D．關閉的立體聲收音機【解析】聲音由物體的振動產生；聲音的傳播靠介質，氣體、液體、固體都可作為傳播聲音的介質，真空不能傳聲。【答案】解：A、蝴蝶飛行過程中翅膀在振動，可以產生聲音。故A不符合題意；B．響鈴的鬧鐘能產生聲音，但真空不能傳聲，所以沒聽到聲音。故B不符合題意；C．敲擊水瓶琴，水瓶琴振動發聲。故C不符合題意；D．關閉的立體聲收音機，沒有產生振動，不能產生聲音。故D符合題意。故選：D。【變式】以下活動中，用來探究聲音產生原因的是（）A．甲圖，將發聲的音叉觸及面頰 B．乙圖，用硬卡快慢劃 C．丙圖，用大小不同的力敲鼓 D．丁圖，敲擊不同的編鐘【解析】（1）物體發聲時一定振動，振動停止，發聲停止；（2）聲音的傳播需要介質，真空不能傳聲；（3）聲音三個特性：音調、響度、音色。音調跟頻率有關，頻率越大，音調越高。響度跟振幅有關。音色跟材料和結構有關。【答案】解：A、將發聲的音叉接觸及面頰，感覺音叉振動，說明物體發聲在振動。故A符合題意；B、用硬卡片在梳齒上快劃、慢劃時聽聲音的變化，由于梳齒振動頻率不同，頻率增大，音調變高，聲音變高，所以研究的是音調和頻率的關系。故B不符合題意；C、用大小不同的力敲鼓，鼓面振幅不同，響度不同，研究的是響度跟振幅的關系。故C不符合題意；D、敲擊大小不同的編鐘時，編鐘的振動頻率不同，則發出聲音的音調不同。故D不符合題意。故選：A。例2.如圖所示，在探究“聲音是由物體振動產生的”實驗中，將正在發聲的音叉緊靠懸線下的乒乓球，發現乒乓球被多次彈開，這樣做是為了（）A．延長音叉的振動時間 B．使聲波被多次反射形成回聲 C．使音叉的振動盡快停下來 D．把音叉的微小振動放大，便于觀察【解析】聲音是物體振動產生的，一切發聲體都在振動。【答案】解：在探究“聲音是由物體振動產生的”實驗中，將正在發聲的音叉緊靠懸線下的乒乓球，發現乒乓球被多次被彈起，這樣做是為了把音叉的微小振動放大，便于觀察。故選：D。【變式】下列是課本插圖的幾個實驗，能夠探究聲音產生原因的是（）A．發聲的音叉接觸水面時水花四濺 B．聽見放在水中的音樂芯片發出的聲音 C．罩內的空氣抽去一些后鈴聲變小 D．齒輪齒數越多，紙片振動的頻率越高【解析】（1）物體發聲時一定振動，振動停止，發聲停止；（2）聲音可以在液體中傳播；（3）聲音的傳播需要介質，真空不能傳聲；（4）音調跟頻率有關，頻率越大，音調越高。【答案】解：A、發聲的音叉接觸水面，水花四濺，說明物體發聲時在振動，故A符合題意；B、能聽見水中音樂芯片發出的音樂聲，說明水可以傳播聲音，故B不符合題意；C、罩內抽出一些空氣，鬧鈴鈴聲明顯減小，說明聲音傳播需要介質，故C不符合題意D、齒輪齒數越多，轉動時紙片振動的越快，頻率越高，音調越高，故D不符合題意；故選：A。例3.如圖所示的實驗，能說明聲音傳播需要介質的是（）A．用紙片分別接觸轉速相同、齒數不同的旋轉齒輪，聽聲音的變化 B．將正在發聲的音叉斜放入水中，看到水花四濺 C．玻璃罩內的音樂芯片正在發聲，抽出玻璃罩內的空氣，聽聲音的變化 D．用大小不同的力敲擊音叉，觀察乒乓球被彈開的幅度【解析】（1）響度的大小與發生體振動的振幅有關，振幅越大，響度越大；此外，響度還與距發聲體的遠近有關；（2）聲音是由物體振動產生的，聲音的傳播靠介質；固體、液體、氣體都可作為傳播聲音的介質，聲音在不同介質中的傳播速度不同，真空不能傳聲；（3）聲音的三個特征分別是：音調、響度、音色，是從不同角度描述聲音的，音調指聲音的高低，由振動頻率決定；響度指聲音的強弱或大小，與振幅和距離有關；音色是由發聲體本身決定的一個特性。【答案】解：A、當紙片與齒輪接觸時，齒輪越多的可以使紙片在相同時間內振動次數越多，即紙片的振動頻率越大，此時發聲的音調就會越高，所以此圖是研究影響音調的因素，故A錯誤；B、將正在發聲的音叉放入水中，觀察到有水花濺出，說明聲音是由物體的振動產生，故B錯誤；C、抽出罩內空氣，鈴聲明顯減小，說明聲音傳播需要介質，研究的是聲音的傳播需要介質，故C正確；D、用不同的力敲擊音叉，音叉發出聲音的響度不同，同時乒乓球被彈開的幅度不同，即音叉的振幅不同，說明響度與振幅有關，故D錯誤。故選：C。【變式】小強是個航天迷，“神舟”系列航天飛船遨游太空時，小強發現宇航員在太空艙中可以直接對話，但在飛船外作業時，他們之間不能直接對話，必須借助通信設備進行交流。下列分析正確的是（）A．飛船外只有用通信設備才能發聲 B．飛船外用通訊設備傳聲快些 C．載人太空艙內是真空環境 D．太空艙內有聲音傳播需要的介質【解析】聲音傳播需要介質，真空不能傳聲。【答案】解：聲音的傳播需要介質，真空不能傳播聲音。飛船內有空氣，可以直接對話，但在飛船外是真空，所以工作時，必須借助電子通訊設備才能進行對話。故選：D。類型二：聲速例4．下表是某些介質中的聲速v，分析表格信息，下列選項正確的是（）介質v/（m?s﹣1）介質v/（m?s﹣1）水（5℃）1450冰3230水（15℃）1470軟橡膠（常溫）40至50水（20℃）1480軟木500海水（25℃）1531鐵（棒）5200A．聲音在固體中的傳播速度比在液體中的傳播速度快 B．聲音在同種介質中傳播速度一定相同 C．聲速與介質種類和介質溫度有關 D．在25℃海水中向海底發射超聲波，回聲速度小于1531m/s【解析】聲音是發聲體振動產生的，聲音的傳播需要介質；聲音的傳播速度與介質種類和溫度都有關系。【答案】解：A、聲音在15℃的水中的傳播速度是1470m/s，而在軟木中的傳播速度是500m/s，所以在固體中的傳播速度不一定比在液體中的傳播速度快。此選項錯誤；B、由表中數據知，聲音在溫度不同的水中傳播速度不同，所以聲音在同一種介質中的傳播速度與溫度有關，是變化的。此選項錯誤；C、聲音在介質中的傳播速度與介質種類和溫度都有關系。此選項正確；D、聲音在25℃的海水中的傳播速度是1531m/s，其回聲傳播速度與此相同，也是1531m/s．此選項錯誤。故選：C。【變式】同學們即將要參加2014年中考體育加試了，其中50m短跑是我們所有鹽城市初三考生必測的一個項目。在50m跑道的發令臺上常有一塊“板子”，如圖所示。關于這塊板子的作用，下列說法中正確的一項是（）A．主要用來反射發令槍的槍聲，所以必須正對著終點計時裁判的方向 B．主要用來襯托發令槍冒出的白煙，所以應該是深色或黑色的 C．主要用來減弱噪聲，所以要把它放在看臺和發令槍之間 D．主要用來遮陽，所以要把它放在裁判員的頭的上方【解析】發令槍聲是給運動員聽的，發令槍的白煙是給終點計時員看的，由于計時員和發令員不在同一地點，要使計時員更清楚的看到白煙，用一個黑色的板子來襯托。【答案】解：發令槍聲受到板子的反射運動員感覺聲音更大，發令槍發出的白煙是為了讓終點計時員看的更清楚，白煙用黑色的板子來襯托。故選：B。例5.某次在高空發生閃電打雷，若聲音在空氣中的傳播速度是340m/s（不計光的傳播時間），小明看到閃電隔3秒后聽到雷聲（1）打雷的位置離小明有多遠？（2）光在空氣中的傳播速度是3×108m/s，光在空氣中傳播了相同的時間，走過的距離是多少米？【解析】（1）聲音在空氣中的傳播速度是340m/s；光在空氣中的傳播速度為3×108m/s，閃電的傳播時間忽略不計，已知聲速與雷聲的傳播時間，根據速度公式的變形公式求出打雷的位置離小明的距離；（2）已知光速和傳播時間，根據v＝可求出光在空氣走過的距離。【答案】解：（1）由v＝得，小明和雷電產生處的距離：s＝vt＝340m/s×3s＝1020m。（2）由v＝得，光在空氣中傳播了相同的時間，走過的距離s′＝v光t＝3×108m/s×3s＝9×108m。答：（1）打雷的位置離小明有1020m；（2）走過的距離是9×108m。【變式】下表是一些介質中的聲速。小明同學在氣溫為15℃的環境中，在長為0.884km空金屬管的一端敲擊一下，在另一端先后聽到兩個敲擊聲，兩個敲擊聲相隔2.43s，則聲音在金屬管中的傳播速度是多大？該金屬管可能是由什么材料制成？一些介質中的聲速v（m/s）空氣（15℃）340鋁5000銅3750鐵5200【