包学习｜声音的产生与传播

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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！

小编乱入

( n0 k$ o7 ~+ `+ z; L

知识会

8 V* ]3 x( [" `) r0 h& v; ~& r3 b

知识点1 声音的产生

: ?% `4 t) F2 L: C( n

1.探究声音的产生条件

操作：

（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．

音叉发声时在振动

$ {1 d, J! H1 J" n; @$ R

（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．

喇叭发声时在振动

- L9 v/ x, y4 b7 |& G( t

（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．

发声的鼓面在振动

敲黑板

实验方法

. Y2 |4 A' h/ @; m7 N) ~& w

（1）归纳法

: E, p! d- J' y1 l" O

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

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．

; S2 \$ R5 I* Z9 F! Z) y! {7 ~' n5 K& t

2. 声源

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；

9 B5 P5 {4 r( q4 ]1 W4 Q

. T: N B" r- |+ O0 ^

+ |; A8 @- s' N! b4 b

如水下开枪，引起水振动发声，水（液体）是声源；

% x( F% F$ G2 @# _1 r( X

水下开枪，水振动发声

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

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．

% G2 N3 M+ Q N& F1 z

【答案】声音是由物体的振动产生的

8 D% E. ^# Z) S

【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（ ）

# \, E4 w$ @+ A- m/ u% {

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

' L# ]* e+ t* S3 U* F6 ^3 p

B.有声音产生，就一定有物体在振动

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

! \ p& w! C" v: X0 _& m9 d, ^/ K

【答案】D

【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；

% x. r0 B/ [3 Z' S

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．

9 m5 t$ n/ K6 E; p" V7 D

知识点2声音的传播

2 X1 w. T4 c9 Y1 e

1.声音的传播

) z" H7 ~0 I/ Z5 S# 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．

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: m. t7 n! R0 l+ l" p0 R

2 X7 r5 X8 f' `% S

气体传声

（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．

液体传声

6 J; f) C2 U) y/ 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．

* B2 j% z4 _9 J- e+ |

真空不能传声

9 B0 K9 a/ L$ l9 L% t' Q: [- [3 r+ f

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．）

; W; P# \8 [- N" F

敲黑板

; M( z) ~& u/ y9 Q1 X+ T, \

理想实验法

' D0 W0 H9 o1 z0 I0 [4 k) j

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．

$ X+ V# P5 R! a+ j6 n7 m& a! w

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．

2. 声音的传播方式

4 y F$ k) W' A

声音在介质中是以声波的形式向远处传播的．

$ b6 T4 e# s; y7 E0 a& [! M

: u4 u8 w$ W% `0 e6 n* E

5 V8 o1 x; P0 Q8 B

声波传播的模拟图

4 V) v7 H4 J# I2 v, h1 G2 E

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．

5 S2 X. Q0 N8 V1 Z. H9 _5 R

拓展

8 h' @9 W; T! g f1 h7 o& X7 n$ W

人耳听声的过程

$ m0 \4 Z9 B+ Q8 P5 W9 y8 v9 o/ Q- ~( t

2 N; @; f' {5 Q& Q( w: t

（1）通常耳朵听声音

$ C% n7 z0 n5 P

声音鼓膜、听小骨及其他组织听觉神经大脑

( z9 v6 H! J r

（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' l$ p" ?$ Y. e8 i( 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（ ）

# [1 @$ g/ G0 m

A.月球表面的岩石受到流星的撞击不发声

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

7 M9 T D" n% n1 `

D.原因不明

【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

# w8 m8 m0 _0 O! t3 |- D$ O$ C

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．

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．

! ~5 N# t. \% y. j' D+ n

8 X3 N. N1 Z1 V3 p$ H5 N

: r6 T" G5 d* D

【答案】振动；空气

8 D$ I* ` ^ k" m* k. S

【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．

) S }% B5 W6 Z

知识点3声速

1. 声速及其影响因素

4 w/ U0 H. q+ u2 J$ e- D E& P

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 q; Q8 z! p7 A+ J; p

一些介质中的声速

7 } e& {& ~; x0 \7 ~" C( c7 x8 @

(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．

(2)声速还与介质的温度有关，15℃时空气中的声速340m/s．

. p$ F, K, L* N0 ^. Y' P

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

0 [1 {( x- n; H* R: e2 e9 G7 F

在传播过程中，遇到障碍物被反射回来的声音，叫回声．

+ R4 }' c7 y! P+ L: z! X2 l; 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．

3 i! A: W8 |* L' f$ d3 c

2-2 回声的应用

加强原声

. J( l! K6 \# G2 f. F8 i/ r5 e4 i4 R

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．

0 d& N5 z; U M

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．

1 D1 A( W6 g! e2 |

天坛圜丘

6 q: C7 H8 c4 H6 r# h' g

回声测距

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．

" U1 ?9 p# f) V* H4 T- d0 o8 ~2 u

海洋测量船利用回声测距测量海底地形示意图

示范例题

3 n5 u, Y) _% B9 N5 p6 n

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（ ）

8 b* D% R# z& i9 n) F/ \

A.听到两次响声，他们按先后次序是由钢管、空气传来的

B.听到两次响声，他们按先后次序是由水、空气传来的

) K. T4 c8 P2 S9 w2 A& T3 i6 p* e

C.听到三次响声，他们按先后次序是由钢管、水、空气传来的

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

（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，

0 g) V7 Y2 k- B% G3 k8 o

（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．

K重难

要点１声音的产生与传播条件辨析【难点】

3 `- V" `0 q( V3 e1 A# r

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．

! {- j: _' H( h* P" g! Y' l; U

（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．

! p3 Z( J! @5 p2 A7 H8 e2 c4 c2 p

（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

例题1.(单选题)如图所示的四幅图中，不能产生声音的是（ ）

4 F8 t4 w8 @2 o, N3 y/ k

A.图A

) g1 r# ~1 k4 U: d- C

B.图B

C.图C

7 l1 L. Z1 ^5 f' ^6 `

D.图D

3 K- O6 E) q ]2 r1 Z8 c

【答案】C

5 j v4 w6 W# a0 k1 d* c g

【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；

& ^ D7 I( y5 t& [& J' h

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；

: R0 [) r4 G" P! ~

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．

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．

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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

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【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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