第二章 聲現(xiàn)象【知識架構(gòu)+難點點播+拓展提升】 中考物理 核心知識必備

第二章聲現(xiàn)象【思維導(dǎo)圖】【口袋知識】★知識點一：聲音的產(chǎn)生1.聲音的產(chǎn)生：聲音是由物體振動產(chǎn)生的，正在振動的物體叫聲源；一切發(fā)聲體都在振動，振動停止，發(fā)聲停止。2.聲源：發(fā)聲的物體叫做聲源。（1）固體、液體、氣體都能發(fā)聲，都可以成為聲源。（2）聲音是由物體的振動產(chǎn)生的，振動停止，發(fā)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(fā)聲，但是原來所發(fā)出的聲音還在繼續(xù)向外傳播并存在。3.探究聲音的產(chǎn)生（1）輕壓喉部：輕捏喉部，然后說話或者唱歌，發(fā)聲時，手指感到喉嚨在振動；停止發(fā)聲，振動停止，聲帶（固體）振動發(fā)聲。（2）撥動橡皮筋：用手撥動張緊的橡皮筋，然后再捏住橡皮筋：撥動橡皮筋時，橡皮筋發(fā)出“嗡嗡”聲，能看到橡皮筋在不停地振動；捏住橡皮筋時，橡皮筋不再振動，不再發(fā)聲，橡皮筋（固體）振動發(fā)聲。（3）吹響笛子：笛子發(fā)聲時，把手放在笛孔處，能感覺到氣流的振動；停止吹氣，沒有振動的氣流，笛聲消失。空氣柱（氣體）振動發(fā)聲。（4）用筷子攪動水（不要碰觸水盆）：水發(fā)出“嘩嘩”的聲音；當(dāng)水面平靜下來，水不再振動，不再發(fā)出聲音，水（液體）振動發(fā)聲。（5）敲鼓：（1）敲鼓時，鼓面上紙屑的跳動；（2）敲鼓時，鼓面附近的蠟燭火焰晃動；說明鼓聲是鼓面振動產(chǎn)生的。（6）敲擊音叉：敲擊音叉時，音叉附近的乒乓球跳開，說明音叉在振動。（7）正在發(fā)聲的音箱：用手按住音箱的紙盆，感覺到紙盆在振動。4.確定聲源：弦樂是琴弦的振動產(chǎn)生的；管樂是空氣柱的振動產(chǎn)生的；打擊樂是由被打擊樂器的振動產(chǎn)生的等?！镏R點二：聲音的傳播1.聲音的傳播（1）聲音的傳播需要介質(zhì)，傳播聲音的介質(zhì)可以是固體、液體和氣體，真空不能傳聲。振動停止，發(fā)聲停止，但聲音不會馬上消失。（2）聲音是以波的形式傳播的，叫聲波。聲波的傳播也伴隨著能量的傳播。注意：有聲音一定有聲源在振動，有聲源振動不一定能聽見聲音。（3）聲音可以在固體、液體和氣體中傳播，但不能在真空中傳播。2.探究聲音的傳播（1）固體能夠傳聲：一個同學(xué)輕敲桌子的一端，另一個同學(xué)把耳朵貼在桌子的另一端的桌面上，能聽到清晰的敲桌子的聲音，聲音能在固體中傳播。（2）液體能夠傳聲：輕敲水族館里的魚缸體，魚聽到敲擊聲后迅速跑開。魚能聽到敲擊聲才迅速跑開，液體能夠傳聲。（3）氣體能夠傳聲：上課時，我們都能聽見老師的講課聲。我們通過空氣聽到了老師講課聲，空氣能傳播聲音。（4）真空不能傳聲：把正在響鈴的鬧鐘放在玻璃罩中，逐漸抽出其中的空氣，注意聲音的變化，再向玻璃罩中逐漸充入空氣，注意聲音的變化。隨著空氣被抽出，聲音越來越小，最后聽不到聲音；再充入空氣，隨著空氣越來越多，聲音又越來越大，推理：真空不能傳聲。3.回聲（1）聲波遇到障礙物會被反射回來，我們聽到的回聲，就是聲波反射形成的。（2）人耳能分辨出回聲和原聲的條件是：反射回來的聲音到達(dá)人耳比原聲晚0.1s以上，即：聲源到障礙物的距離大于17m。（3）回聲的防止：室內(nèi)講話的回聲有時候會使人聽到多重聲音，產(chǎn)生重音，嚴(yán)重時會對人的聽覺系統(tǒng)造成傷害，所以要規(guī)避回聲帶來的不利影響。4.聲波（1）聲波：音叉的振動使它附近的空氣時而變密、時而變疏，周圍的空氣就形成了疏密相間的狀態(tài)，并且不斷地向遠(yuǎn)方擴(kuò)展，這就叫聲波。（2）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(dá)5200m/s.（3）影響聲速的因素：1）介質(zhì)的種類，一般情況下v固＞v液＞v氣；2）溫度，同種介質(zhì)，溫度越高，聲速越大。5.人耳如何聽到聲音（1）人耳聽到聲音的過程：發(fā)聲體發(fā)出聲音→介質(zhì)傳聲→耳朵聽聲。（2）聲音可以通過頭骨、頜骨傳到聽覺神經(jīng)，物理學(xué)中把這種傳導(dǎo)方式叫做骨傳導(dǎo)。（3）聲源到兩只耳朵的距離一般不同，這就造成了聲音傳到兩只耳朵的時間、強(qiáng)度及其它特征也就不同，這就是雙耳效應(yīng)。正是由于雙耳效應(yīng)，人們可以準(zhǔn)確地判斷聲音的方位。（4）聲波在傳播過程中遇到障礙物會發(fā)生以下情況：一部分聲波在障礙物表面反射；另一部分聲波可能進(jìn)入障礙物，被障礙物吸收甚至穿過障礙物，如隔墻能聽到相鄰房間里的聲音。不同障礙物對聲波的吸收和反射能力不同。通常情況下堅硬光滑的表面反射聲音的能力強(qiáng)。6.回聲測距：當(dāng)聲源靜止時，聲音從發(fā)出到碰到障礙物反射回聲源處所走過的距離，是聲源到障礙物距離的兩倍，即，其中t為從發(fā)聲到接收到回聲的時間，v聲為聲音的傳播速度?！镏R點三：聲音的特性一、音調(diào)1.音調(diào)：聲音的高低叫音調(diào)。（1）頻率：物體每秒振動的次數(shù)叫頻率。用字母f表示。（2）頻率的單位：赫茲，簡稱赫，用符號Hz表示。2.音調(diào)與聲源振動頻率的關(guān)系：頻率決定聲音的音調(diào)的高低。頻率越高，音調(diào)越高，聲音聽起來越清脆；頻率越低，音調(diào)越低，聲音聽起來越低沉。3.振動發(fā)聲的頻率：跟發(fā)聲體的形狀、尺寸、材料和松緊程度等有關(guān)。（1）弦樂器的音調(diào)高低取決于弦的粗細(xì)、長短和松緊程度。一般來說，弦樂的弦越細(xì)、越短、越緊，其發(fā)聲時的音調(diào)越高。（2）管樂音調(diào)的高低取決于發(fā)聲的空氣柱長短。一般來說，長空氣柱振動發(fā)聲的音調(diào)低，短空氣柱振動發(fā)聲的音調(diào)高。（3）打擊樂以鼓為例，鼓皮繃得越緊，振動得越快，音調(diào)越高。4.探究影響音調(diào)高低的因素觀察鋼板尺的振動：將一把鋼板尺壓緊在桌面上，分別將鋼板尺的不同長度伸出桌面邊緣，用力波動鋼板尺伸出桌面的部分，使其振動發(fā)聲，聽聲音高低的變化，觀察鋼板尺振動快慢情況。鋼板尺伸出桌邊的長度越長，鋼尺振動得越慢，發(fā)聲的音調(diào)越低。因而可知，物體振動得快，發(fā)聲的音調(diào)就高；振動得慢，發(fā)聲的音調(diào)就低。5.超聲波與次聲波（1）人能感知的聲音頻率有一定的范圍。多數(shù)人能聽到的頻率范圍大約在20Hz—20000Hz之間。物理學(xué)中把人類能聽到的聲叫聲音（2）把高于20000Hz的聲叫超聲波，把低于20Hz的聲叫次聲波。（3）人和動物聽覺頻率范圍各不相同。地震、海嘯、臺風(fēng)、火山噴發(fā)等一般會伴有次聲波產(chǎn)生，很多動物都能聽到。海豚、蝙蝠等能發(fā)出超聲波。二、響度1.響度：物理學(xué)中，聲音的強(qiáng)度（大?。┙许懚?。2.振幅：物理學(xué)中用振幅來描述物體振動的幅度。（1）聲音的響度與發(fā)聲體振動的幅度有關(guān)。發(fā)聲體振動的幅度越大，產(chǎn)生聲音的響度大；發(fā)聲體振動的幅度越小，產(chǎn)生聲音的響度越小（2）人聽到的聲音是否響亮，除了跟發(fā)聲體發(fā)聲時的振幅有關(guān)外，還跟人距發(fā)聲體的遠(yuǎn)近有關(guān)。3.減少聲音分散的方法（1）將手做成喇叭狀或用喇叭形的傳聲筒喊話，可以減少聲音的分散，使處于喇叭前方的聽到的聲音更響亮，也可以使聲音傳播得更遠(yuǎn)；（2）利用管狀物（例如聽診器），也能減少聲音的分散，增強(qiáng)傳聲效果。4.探究響度與哪些因素有關(guān)把系好的乒乓球細(xì)線拴在鐵架臺上，用正在發(fā)聲的音叉輕觸乒乓球；用大小不同的力敲擊音叉，使音叉發(fā)出響度不同的聲音。5.放大法：在上述實驗中，我們通過音叉彈開乒乓球的距離來間接反映音叉振動幅度的大小，這種方法叫放大法。放大法是轉(zhuǎn)換法的一種。三、音色1.音色：音色又叫音品，反映聲音的品質(zhì)與特色。2.影響音色的因素：音色與發(fā)聲體的材料、結(jié)構(gòu)等因素有關(guān)，不同發(fā)聲體的材料、結(jié)構(gòu)不同，發(fā)出聲音的音色也不相同。3.辨識聲源：（1）根據(jù)音色可以分辨出不同樂器（發(fā)聲體）和不同人的聲音。（2）同一發(fā)聲體，如果其結(jié)構(gòu)發(fā)生變化，音色也將發(fā)生變化?！镏R點四：聲音的利用一、聲音傳遞信息1.回聲定位（1）蝙蝠覓食：蝙蝠在飛行過程中，會發(fā)出超聲波，這些聲波遇到障礙物或昆蟲時會反射回來，根據(jù)回事到來的方位和時間，蝙蝠可以確定目標(biāo)的位置。（2）倒車?yán)走_(dá)：利用超聲波探測汽車后方障礙物的距離，告知駕駛員周圍障礙物的情況。（3）聲吶設(shè)備：利用聲波在水中的傳播和反射特性，對水下目標(biāo)進(jìn)行探測，廣泛用于魚群探測、船舶導(dǎo)航和海底地質(zhì)地貌的勘測等。2.醫(yī)用B超（1）醫(yī)生用B型超聲波診斷儀向病人體內(nèi)發(fā)射超聲波，超聲波遇到組織的分界面（不同內(nèi)臟器官的分界處、內(nèi)臟與骨骼分界處以及異物與組織的交界處）時會發(fā)生反射，根據(jù)反射波滯后于發(fā)射波的時間，可以知道分界面在體內(nèi)的深度等信息，并轉(zhuǎn)換成影像，幫助醫(yī)生判斷人體內(nèi)的組織器官是否正常。（2）次聲波武器：由于次聲波傳播的距離遠(yuǎn)、穿透能力強(qiáng)，且較低頻率的次聲波達(dá)到一定強(qiáng)度時可以致人死亡，因而次聲波正越來越多地應(yīng)用在軍事上。二、聲音傳遞能量1.將音箱對準(zhǔn)火焰，播放音樂。觀察到火焰隨音樂“舞動”。這說明聲音能傳遞能量。2.醫(yī)療：醫(yī)生利用超聲波碎石機(jī)去除病人體內(nèi)的結(jié)石。3.工業(yè)：（1）利用超聲波對鋼鐵、陶瓷、寶石、金剛石等堅硬物體進(jìn)行鉆孔和切削加工；（2）超聲波去污：利用超聲波使清洗液劇烈振動，把物體上的污垢清洗下來而不損壞被清洗的物體，可以用來清洗機(jī)器零件、精密儀器、醫(yī)療設(shè)備等；（3）超聲波焊接：利用超聲波的熱效應(yīng)，人們研制了超聲波焊接機(jī)，利用這種焊接機(jī)可以焊接塑料制品、縫制化纖紡織品等；（4）超聲波除塵：單反相機(jī)中的超聲波濾鏡，安置在快門之后，能夠通過每秒萬次的高速振動，將吸附在感光器上的灰塵碎屑震落，達(dá)到除塵的目的；（5）日常生活：利用超聲波清洗牙齒、利用超聲波出去人體內(nèi)結(jié)石等★知識點五：噪聲及其控制一、噪聲的概念1.樂音：人們把物體有規(guī)律的振動產(chǎn)生的、聽起來感覺非常舒服的聲音叫樂音。2.噪聲（1）從物理學(xué)角度：噪聲通常是指哪些難聽刺耳、令人厭煩的聲音，是發(fā)聲體做無規(guī)則振動時產(chǎn)生的。（2）從環(huán)保的角度：凡是妨礙人們正常休息、學(xué)習(xí)和工作的聲音，以及對人們要聽的聲音產(chǎn)生干擾的聲音，都屬于噪聲。3．噪聲的來源（1）工業(yè)噪聲：紡織廠、印刷廠、機(jī)械車間的噪聲；（2）施工噪聲：筑路、蓋樓、打樁等；（3）社會噪聲：家庭噪聲、娛樂場所、商店、集貿(mào)市場的喧嘩聲；（4）交通運(yùn)輸噪聲：各種交通工具的喇叭聲、汽笛聲、剎車聲、排氣聲、機(jī)械運(yùn)轉(zhuǎn)聲等。4.噪聲強(qiáng)弱的等級（1）人們以分貝為單位來表示屬于強(qiáng)弱的等級，分貝符號是dB。0dB是人們剛剛能聽到的最微弱的聲音—聽覺下限。（2）一些聲音的聲級和人們相應(yīng)的主觀感覺聲音聲級/dB主觀感覺風(fēng)吹落葉沙沙聲10極靜睡眠的理想環(huán)境20-30安靜閱覽室、辦公室40-50較靜一般說話60大聲說話70較吵繁華街道的喧嘩80汽車鳴笛90很吵搖滾音樂會100電鋸工作110震耳飛機(jī)起飛120感到疼痛噴氣式飛機(jī)起飛、火箭起飛140-150無法忍受、永久性耳聾5.噪聲的危害（1）心里效應(yīng)：使人煩躁、精力不集中，妨礙工作、學(xué)習(xí)和休息。（2）生理效應(yīng)：出現(xiàn)耳聾、頭疼、血壓升高、視覺模糊等癥狀，嚴(yán)重時會使人神志不清、休克甚至死亡。（3）物理效應(yīng)：高強(qiáng)度噪聲能損壞建筑物，并使一些儀表和設(shè)備不能正常工作。如超音速飛機(jī)的轟鳴聲、巨大的爆炸聲會將建筑物的玻璃震碎等。（4）噪聲的危害（1）＞90dB，會破壞聽力，引起神經(jīng)衰弱、頭痛高血壓等疾??；（2）＞70dB，會影響學(xué)習(xí)和工作；（3）＞50dB，會影響休息和睡眠。二、控制噪聲噪聲一些人們的身心健康，是當(dāng)今