包学习｜声音的产生与传播

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z& {* I$ Z) ?4 y

+ m; p& x/ x- O* t% { h- Q

人说话，唱歌靠声带的振动发声，婉转的鸟鸣靠鸣膜的振动发声，清脆的蟋蟀叫声靠翅膀摩擦的振动发声，其振动频率一定在20-20000次/秒之间。

《黄河大合唱》歌词中的“风在吼、马在叫、黄河在咆哮”，这里的“吼”、“叫”“咆哮”的声源分别是空气、马、黄河水。

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敲打桌子，听到声音，却看不见桌子的振动，你能想出什么办法来证明桌子的振动？不知道的话，就快和包Sir走进“声”的世界咯！

0 B6 G' X! L, \) d J/ }- h$ Y

小编乱入

知识会

知识点1 声音的产生

1.探究声音的产生条件

操作：

. ~* x$ P4 X' \) ^ n

（1）敲击音叉，音叉发声，把正在发声的音叉接触用悬线悬挂的小球，小球被反复弹起，说明：发声的音叉在振动．

( A& Y2 N' }. ]0 G# ]

音叉发声时在振动

（2）将豆子放在发声的喇叭上面，豆子随着音乐“起舞”，说明：发声的喇叭在振动．

% e* r; F8 v7 X( X2 K0 c

喇叭发声时在振动

（3）把七彩粉末放在鼓面上，敲击鼓面，七彩粉末开启了“颜色盛舞”，说明：发声的鼓面在振动．

: g9 u4 ]9 Y6 M, ]" ] m( N

发声的鼓面在振动

敲黑板

: ~1 d* u$ D& D' Y+ I

实验方法

（1）归纳法

发声的音叉在振动，发声的喇叭在振动，发声的鼓面在振动……归纳总结得出：一切正在发声的物体都在振动．

（2）转换法

2 r ~: f& S+ G! |( a, K7 U% o N

发声的音叉肉眼看不到振动，可以通过小球跳起来体现，这种将不易观察的现象通过易观察的现象体现出来，叫转换法．

如叩击桌子，桌面看不到振动，可以通过桌面上水杯内水面的波纹来体现，波纹在实验中起到将微小振动放大的作用．

& W% W4 N. i, T5 a; R7 L

/ N, R5 X5 y! O6 y6 N' E* z

2. 声源

1 e# g( y. Y5 B" G \

声音是由物体的振动产生的，正在发声的物体叫声源．固体、液体、气体都可以因振动而产生声音，都可以成为声源

如弹古筝时，琴弦振动发声，琴弦（固体）是声源；

+ e$ v2 S" {6 M2 G# d

; S4 M: z, q( {! a% y' ?: }2 O+ `) d

如水下开枪，引起水振动发声，水（液体）是声源；

& u0 V* U G# S$ g

水下开枪，水振动发声

+ t5 g$ |$ X, O: s" L

又如传统爆米花机，爆米花出锅时会发出一声“嘭“的声音，就是由于空气振动发声．

空气振动发声

敲黑板

物体只有振动才能发声，发声的物体必在振动．振动停止，发声也停止，但原来发出的声音仍继续存在并传播，所以一旁的人还能听到声音．

示范例题

# j5 q' B. u4 ]2 ^

例题1.(填空题)小丽和小华一起做了几个实验：小丽将一只正在发声的音叉触及面颊有震感；小华把发声的音叉触及水面，可以激起水花．通过对上面两种实验现象的分析，你能得出的结论是：声音是由物体的振动产生的．

g% v0 Z3 h _0 M/ x( H

【答案】声音是由物体的振动产生的

【解析】小丽将一只正在发声的音叉触及面颊有震感，小华把发声的音叉触及水面，可以激起水花，这说明发声的音叉是振动的，故结论为：声音是由物体的振动产生的．

例题2.(单选题)关于声音的产生，下列说法错误的是（ ）

& M5 q, U# E; K/ }% w+ W

A.声音是由物体振动产生的，一切正在发声的物体都在振动

B.有声音产生，就一定有物体在振动

6 u- P8 W3 J+ s

C.振动停止后，物体停止发声

D.有时候物体不振动也可以发声

& x+ o: Q+ l$ s

【答案】D

7 q; B4 s4 p/ J( B' K! F, X

【解析】A、C项，声音是由物体振动产生的，一切正在发声的物体都在振动，振动停止，发声停止，故A、C正确，不符合题意；

1 K5 j8 n+ j F$ v

B项，因声音是物体振动产生的，所以有声音产生，就一定有物体在振动，故B正确，不符合题意；

D项，声音是物体振动产生的，物体不振动就不会发出声音，故D错误，符合题意，故选D．

知识点2声音的传播

1.声音的传播

/ M8 t) M% o7 ^. T

（1）演唱会上，台下的观众能听到歌手的声音，说明：空气（气体）可以传声．

- Q+ L" P5 k% ]9 B. l/ d) U+ d# W1 }

9 z4 m5 X5 I4 c5 D

气体传声

# L# {/ K) ~. q" U3 f6 j

（2）花样游泳运动员在水下能听到音乐起舞，说明：水（液体）可以传声．

' I4 K% V" D1 u3 y% t

& J- K8 R! m7 X. }* Z! k; q

液体传声

' D' M0 s ~6 f- p$ K$ O/ b

（3）人捂着耳朵，也可以听到自己的说话声，说明人身体本身（固体）可以传播声音．据说音乐家贝多芬晚年失聪后，就用牙咬住木棒的一端，另一端抵在钢琴上来听自己演奏的琴声．

（4）将正在发声的音响放在玻璃瓶内，并逐渐抽出瓶内的空气，听到的声音逐渐变小，甚至听不到．进一步推理：真空不能传声．

4 b$ @0 p% ~5 v0 X

真空不能传声

结论：声音的传播需要介质，一切气体、液体、固体都是传播声音的介质，真空不能传声．（且固体传声效果最好，液体次之，气体再次之．）

敲黑板

' `" ]! A6 m; i r

理想实验法

9 X6 H( q, d" G% A, W/ y1 ~

随着瓶内空气的不断抽出，听到的声音越来越小，由此推理，如果把罩内空气全部抽出，则听不到声音．其实将瓶内空气全部抽出是不可能的，只是一种假设．

% B6 o. E4 ~# T% B# _6 x0 ~, g- a- V: C

这种在实验的基础上，忽略次要因素，进行合理推理，得出结论，达到认识事物本质的目的的方法为理想实验法，又称实验推理法．这是一种重要的实验方法．

3 I& c" e+ m- a% Y

2. 声音的传播方式

E, {- m1 `/ p+ l* [# i, E- c! e% T3 d

声音在介质中是以声波的形式向远处传播的．

2 H3 ^ l7 N& M; r. Z, G

声波传播的模拟图

如敲击音叉发声，音叉振动，带动周围的空气振动，形成疏密相间的波动，向远处传播，类似向水中投一个小石子，水波向四周扩散．

拓展

' d2 T7 ]$ V+ `- F( s6 \

人耳听声的过程

$ G% L: i- F' P6 f5 X9 o

8 M7 L U! K6 {" _9 p1 i: j

（1）通常耳朵听声音

声音鼓膜、听小骨及其他组织听觉神经大脑

（2）特殊情况下耳朵听声音

骨传导——声音通过头骨、颌骨等传到听觉神经．

& P; X9 k0 B- O6 m( z% p2 @- Q

示范例题

例题1.(单选题)在月球的表面主要有岩石和尘埃，有人说，飞来的流星打在月球表面的岩石上，会像无声电影一样，在其附近听不到一点声响，这是因为（ ）

A.月球表面的岩石受到流星的撞击不发声

/ Y3 A" X, s$ e9 H/ ?3 T) K5 Q0 m

B.流星撞击岩石的声音太小，人耳无法听到

C.月球表面附近空间没有空气，缺少传播声音的介质

D.原因不明

5 I" i, k5 s* o( @

【答案】C

【解析】月球表面的岩石受到流星的撞击能发声，只是缺少传播声音的介质，人耳才无法听到，故C正确．

点拨

' H& c4 h' b, _. t- r4 r: t

抓住声音产生和传播的条件，振动产生声音，有传声介质才能传播，最后有健康的耳朵，才能听到声音．

. h& T4 U6 F8 }: `: K2 [8 D, D

例题2.(填空题)音乐会上，演员正在台上吹奏笛子，笛子发声是因为笛子内的空气柱在振动，笛子发出的声音是通过空气传到台下观众耳朵里的．

) k4 n" i2 m8 w! _, u3 z

1 g- R0 G1 z$ ?. r

( V& P! Z8 K) | D

【答案】振动；空气

# [6 v7 @' c6 U( [6 m4 P

【解析】声音是由物体的振动产生的，笛子发声是因为空气柱在振动；笛子发出的声音是通过空气传到台下观众耳朵里的．

1 [( y) w2 r$ f! t1 \& G

知识点3声速

1. 声速及其影响因素

声速表示声音传播的快慢，其大小跟介质的种类和温度有关．

$ {3 ?% V: \' i4 D, c

2 n" V5 y5 m' ~# ^+ _

1 m+ D: P2 k( h9 @/ h3 O

一些介质中的声速

(1)不同介质中，声音的传播速度不同．一般情况下，在固体、液体、气体中的声速大小关系为：v固>v液>v气．

9 U9 K! X1 v# \/ U$ C1 E! i- z! M% }

(2)声速还与介质的温度有关，15℃时空气中的声速340m/s．

赤日炎炎，在沙漠或戈壁滩，即使相距不大远的人也难以听清对方的大声喊叫．

这是因为：气温影响空气密度，气温高，空气密度小，则声速大，由此产生声音不一定由声源沿着直线传播的情况．晴天的中午，地表迅速升温，地表附近的气温较上层的气温高，声音在地表附近的传播较上层快，于是在地面上的声源发出的声音向四周传播时是向上拐弯的．

2. 回声及回声测距

2-1 回声

在传播过程中，遇到障碍物被反射回来的声音，叫回声．

# e/ i$ H5 n+ i ?5 c9 g" `

回声到达人耳比原声晚0.1s以上时，人耳才能把回声跟原声区分开来．

- l8 c* L1 {* s, E

2-2 回声的应用

加强原声

6 l2 X% D" v; d$ k1 f5 l( f+ y

如果离障碍物太近，声波很快（小于0.1s）被反射回来，人耳无法区分回声和原声，回声和原声混在一起，相互加强，会觉得声音更响亮．如在室内说话比在旷野中说话更响亮．

如北京天坛的圜丘，位于天坛的最南端，外面有二层圆形围墙，中间是三层圆形石坛，上层台面四周环砌台面石，中心一块圆形石板称“天心石”．站在天心石上发声说话，会觉得自己的声音特别洪亮，这是因为从天心石上发出的声音传到四周的石栏和墙受阻以后，就同时从四周向天心石反射回来，总共只有0.07 s，说话的人几乎无法辨出原音与回声，所以听起来十分洪亮．

天坛圜丘

回声测距

9 s5 f! ?/ R/ W

利用回声可以测量声源到障碍物的距离．当声源位置不变时，声音所走过的距离是声源距障碍物距离的两倍，即v声t＝2s，故s＝，其中t为从发声到接收到回声的时间间隔，v声为声音在介质中传播的速度．

5 Z; F2 k7 k% _

海洋测量船利用回声测距测量海底地形示意图

. C" Z0 _2 a6 R

示范例题

例题1.(单选题)有一根很长的正在送水的钢管，一个工人从管的一端用锤子敲了一下，则关于另一个工人在管子的另一端听到响声，下列说法正确的是（ ）

A.听到两次响声，他们按先后次序是由钢管、空气传来的

& \; Y, e8 B" D4 m! M$ I* X

B.听到两次响声，他们按先后次序是由水、空气传来的

; ^5 d4 F. W* x L* p& s6 Z4 q% B

C.听到三次响声，他们按先后次序是由钢管、水、空气传来的

* U1 n9 |' m, I0 E# i! q

D.听到三次响声，他们按先后次序是由水、空气、钢管传来的

【答案】C

【解析】根据对声速规律的理解，声音在钢管、水、空气三种介质的传播速度依次减小，由速度的变形公式可知，发声处与听者距离一定，声速不同，传播时间不同，且钢管较长，所以听到三次声音，依次是钢管、水、空气传来的．

点拨

6 r1 j1 z; l. [, g2 Y' o) K: {

（1）知道声音在固体、液体和气体中传播速度的大小关系是解题的关键．本题情境中听到三次声的前提是钢管足够长，如果太短，两次声音的时间间隔小于0.1s，人耳是分辨不出两声的，

（2）另外注意题意中所说的管子里面是否装水，如果装水听到三次声，如果没装水听到两次声．

9 q2 Z6 c3 x7 o+ x* j

K重难

3 D9 T$ k, C! @5 }1 i. V

要点１声音的产生与传播条件辨析【难点】

5 z8 o9 E" l% o' b& J& [

在一些问题中，常常将声音的产生与传播事例组合起来，让我们分析哪些属于探究声音的产生条件，哪些属于探究声音的传播条件．解决这类问题，需要我们对声音的产生条件和声音的传播条件了熟于心．

（1）声音的产生往往围绕“振动”两个字，近几年以转换法为热点，如扬声器纸屑实验、乒乓球音叉实验等，考查体现振动的方法、看到的现象、实验的目的、纸屑和乒乓球的作用等．

（2）关于声音的传播事例分析，重点找到反映声音在传播的关键词语．真空罩内放入闹铃的实验常是出题热点，重点是考查理想实验法的推理思维．也有联系生活实际的问题，如真空玻璃、空心砖的声学优点等．

示范例题

l1 o) }% {' e5 d: W

例题1.(单选题)如图所示的四幅图中，不能产生声音的是（ ）

9 a# {! d$ W8 g) u# J" w6 q* k F

6 o- J' o! \8 _ V* u) u

$ ~% u% `3 n3 `& b S

A.图A

B.图B

" }. h: E- U+ S! p. I- W

C.图C

1 ~, f% ]' [# a

D.图D

0 |8 ^, Z" |1 ~* ~6 k$ T" c

【答案】C

【解析】声音由物体的振动产生，敲击水瓶，水瓶会由于振动产生声音，故A不符合题意；

响铃的闹铃正在振动，能发声，只是由于没有介质（空气）不能传播而已，故B不符合题意；

+ C3 S3 P' Q3 ^( M; p b/ w

关闭收音机后，收音机不再振动，故不能产生声音，故C符合题意；

0 L9 v4 }. F+ n f3 E5 N" }

吹着的吸管笛，是空气柱在振动，能够产生声音，故D不符合题意．

: C/ \" [( b$ {' A) R6 U

例题2.(填空题)如图所示，用正在发声的音叉接触悬挂着的乒乓球，乒乓球会多次被弹开，说明音叉在振动，在此实验中乒乓球的作用是把音叉的微小振动放大，便于观察，这种研究方法叫转换法．

8 j n) U o) o' X) w0 l; L+ S6 a

$ G3 F" L( p5 h& m5 M* P, ]8 X: a

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【答案】音叉在振动；把音叉的微小振动放大，便于观察；转换法

【解析】此实验可以探究“声音是由物体振动产生的”；将正在发声的音叉紧靠悬线下的乒乓球，发现乒乓球多次被弹开，这样做是为了把音叉的微小振动放大，便于观察；该现象说明了音叉在振动；该实验方法是转换法．

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