🎯 学习目标:知道声音是由物体振动产生的;知道声的传播需要介质,声在不同介质中的速度不同;了解人耳听到声音的过程。
1.1 声音是怎样产生的转换法
一切发声的物体都在振动:固体(鼓面、声带)、液体(流水)、气体(哨声)都可以是声源。
声源:正在发声的物体叫声源。
产生:声音是由物体的振动产生的。振动停止,发声停止(但已经发出的声音仍在传播)。
产生:声音是由物体的振动产生的。振动停止,发声停止(但已经发出的声音仍在传播)。
| 实验 | 现象 | 结论 | 研究方法 |
|---|---|---|---|
| 敲响的音叉接触水面 | 水花四溅 | 发声的音叉在振动 | 转换法 |
| 敲鼓,鼓面上放纸屑 | 纸屑上下跳动 | 发声的鼓面在振动 | 转换法 |
| 拨动钢尺,手按住 | 声音立即停止 | 振动停止,发声停止 | 控制变量 |
| 真空罩中的闹钟抽气 | 铃声越来越小 | 真空不能传声 | 实验 + 推理法 |
💡 转换法:把不易观察的振动,转换为容易观察的水花飞溅、纸屑跳动等现象。这是初中物理最常用的研究方法之一。
1.2 声音的传播与声速拖动切换介质
拖动滑块切换介质(真空→空气→水→冰→铁),观察能否传声以及声速快慢。
声以波的形式传播,这种波叫做声波。声波能传递信息和能量。
声速规律:v固 > v液 > v气;同种介质中,温度越高声速越大。
必记:15 ℃ 空气中 v = 340 m/s
💡 声音传播需要介质——固体、液体、气体都能传声,真空不能传声。宇航员在太空必须借助无线电通话。
⚠️ "真空罩抽气"实验中,无论怎样抽也抽不成绝对真空,所以采用实验 + 科学推理的方法得出结论。
1.3 人耳的听声过程与骨传导生物 × 物理
- 声源振动 → 引起周围介质(如空气)振动,形成声波;
- 声波传到鼓膜,引起鼓膜振动;
- 振动经听小骨及其他组织传给听觉神经;
- 听觉神经把信号传给大脑,人就听到了声音。
传导性耳聋
鼓膜、听小骨等传导部分损坏,但听觉神经完好 → 可以医治(如助听器)。
神经性耳聋
听觉神经损坏 → 一般难以治愈。💡 骨传导:声音通过头骨、颌骨也能传到听觉神经。贝多芬耳聋后用牙咬住木棒抵在琴上继续作曲,靠的就是骨传导。这也是自己录音听起来"不像自己声音"的原因。
关于声现象,下列说法正确的是( )
B 错:真空不能传声;C 错:还要有介质、频率在 20~20000 Hz、响度足够大;D 错:340 m/s 是 15 ℃ 空气中的声速,温度改变声速也变。
将一只正在发声的电铃放入密闭的玻璃罩内,用抽气机逐渐抽出罩内空气,听到的铃声将( )
空气越少,传声能力越弱,铃声越来越小;但抽气机无法抽成绝对真空,且铃声还能经底座、玻璃罩固体传出,所以只能听到微弱的声音,再由此推理出"真空不能传声"。
🎯 学习目标:区分音调、响度、音色三个特性;知道决定各特性的因素;会看波形图判断声音特性;了解超声波与次声波。
2.1 三个特性与波形图波形演示
分别拖动"频率"和"振幅",观察波形的疏密与高矮如何变化。
音调由频率决定;响度由振幅决定(还与距声源远近有关);音色由发声体的材料和结构决定。
音调(由频率决定)
—
响度(由振幅决定)
—
⚠️ 波形图判断口诀:看疏密定音调,看高矮定响度,看形状定音色。
2.2 音调、响度、音色对比必考辨析
| 特性 | 含义 | 决定因素 | 相关说法 |
|---|---|---|---|
| 音调 | 声音的高低(尖细 / 低沉) | 发声体振动的频率 f(Hz) 频率越高,音调越高 | "男低音"、"女高音"中的"低/高"指音调; 细、短、紧、薄的物体振动快,音调高 |
| 响度 | 声音的大小(强弱) | ① 发声体的振幅; ② 距声源的远近; ③ 声音的分散程度 | "引吭高歌"、"低声细语"中的"高/低"指响度; 用喇叭、听诊器可减少声音分散,增大响度 |
| 音色 | 声音的品质与特色 | 发声体的材料、结构 | "闻其声知其人"、辨别不同乐器、 敲西瓜挑生熟,靠的都是音色 |
⚠️ 易混:"这首歌音太高了唱不上去"——指音调;"把电视机声音开大点"——指响度。汉语中的"高、低"既能形容音调也能形容响度,必须结合语境判断!
2.3 超声波与次声波频率范围
| 名称 | 频率范围 | 特点与应用 |
|---|---|---|
| 次声波 | 低于 20 Hz | 人听不到;波长长、传播远、绕过障碍物能力强; 地震、火山、海啸、核爆会产生,可用于预报灾害; 过强的次声波对人体有害 |
| 可听声 | 20 Hz ~ 20000 Hz | 人耳能听到的频率范围 |
| 超声波 | 高于 20000 Hz | 人听不到;方向性好、穿透力强、能量集中; 声呐测距、B 超、超声波清洗、超声波焊接、加湿器 |
💡 蝙蝠靠超声波"回声定位";大象用次声波交流;狗能听到的频率范围比人宽,所以"听不见"的哨子狗能听见。
用同样大小的力先后拨动同一根琴弦的长段和短段,两次发声不同的是( )
力相同 → 振幅相同 → 响度相同;同一根弦 → 材料结构相同 → 音色相同;弦越短振动越快、频率越高 → 音调不同。
"闻其声而知其人",这是因为不同的人发出声音的( )不同
每个人的声带结构不同,发出声音的音色各不相同,所以能辨别是谁在说话。
🎯 学习目标:知道声可以传递信息和能量;了解噪声的来源、等级与危害;掌握控制噪声的三条途径。
3.1 声的两大作用信息 vs 能量
声传递信息
- 医生用听诊器诊病
- B 超检查身体、查看胎儿
- 声呐探测海深、鱼群、暗礁
- 敲西瓜听声音判断生熟
- 铁路工人敲击钢轨检查是否有裂纹
- 回声定位(蝙蝠、倒车雷达)
声传递能量
- 超声波清洗精细的机械、眼镜
- 超声波击碎人体内的结石
- 超声波加湿器把水"打"成雾
- 声音过强震碎玻璃、震聋耳朵
- 声波灭火(利用声波使空气振动)
📝 例题:利用声呐向海底垂直发射超声波,经 4 s 收到回波,求海深(v水=1500 m/s)。
声音一去一回共 4 s,单程 t = 4 s ÷ 2 = 2 s。
h = v·t = 1500 m/s × 2 s = 3000 m。
h = v·t = 1500 m/s × 2 s = 3000 m。
同类题:超声波测车距、回声测山崖距离,都要先除以 2。
⚠️ 声呐不能用来测量月球到地球的距离——地月之间是真空,声音无法传播;测月距要用激光。
3.2 噪声的定义与等级(分贝 dB)环保
物理学角度
发声体做无规则振动时发出的声音是噪声。波形图上表现为杂乱无章的曲线。
环境保护角度
凡是妨碍人们正常休息、学习和工作的声音,以及对人们要听的声音产生干扰的声音,都属于噪声。优美的音乐在深夜也可能是噪声。
| 分贝值 | 意义 |
|---|---|
| 0 dB | 人刚能听到的最微弱的声音(听觉下限),不是没有声音 |
| 30 ~ 40 dB | 较为理想的安静环境 |
| 70 dB 以上 | 会干扰谈话,影响工作效率 |
| 90 dB 以上 | 长期处于其中会影响听力 |
| 150 dB | 会使鼓膜破裂出血,双耳完全失去听力 |
3.3 控制噪声的三条途径拖动开关
把三个滑块从 0 拖到 1,逐一开启三种降噪措施,看到达人耳的噪声怎样下降。
控制噪声的三条途径:在声源处、在传播过程中、在人耳处减弱。
到达人耳的噪声
—
💡 判断题目属于哪条途径,就看措施发生在哪个环节:给机器加消声器→声源处;高速路两侧隔音板→传播中;戴防噪声耳罩→人耳处。
下列控制噪声的措施中,属于"在传播过程中减弱"的是( )
A 是在人耳处减弱;C、D 是在声源处减弱;B 的隔音板位于声源与人耳之间,属于在传播过程中减弱。
下列实例中,主要利用声传递能量的是( )
A、C、D 都是通过声音获取信息;B 中超声波把污垢"振"下来,是把声的能量传递给了污垢。