第一讲 声现象

一 复习导航

1. 主要概念和公式

（1） 声音的产生和传播

声音是由物体振动产生的. 声音可在固体、液体和气体中传播，但是不能在真空中传播.

声音在不同介质中的传播速度一般不同，一般情况下，在固体中传播速度最快，液体中次之，空气中传播最慢，声速还与温度有关，即使在同一种介质中，在不同的温度条件下，声速也是不相同的. 15℃时，声音在空气中的传播速度为340m/s.

（2） 声音的三要素

响度表示声音的强弱，由声源振动的振幅决定；音调表示声音的高低，由声源振动的频率决定，声音的频率越高，音调越高；音色由发声体的材料、结构决定，音色不同，声音的波形不同.

（3） 噪声

噪声通常是指那些难听的、令人厌烦的声音，它的波形杂乱无章. 从环保的角度看，凡是影响人们正常学习、工作和休息的声音，即“人们不需要的声音”，都属于噪声. 例如，在休息时，即使是美妙的音乐也是噪声.

噪声轻则影响人的睡眠、休息、学习和工作，重则使人神经衰弱，甚至引起心脏病和高血压.

噪声的控制： 控制噪声的声源（改变、减少或停止声源的振动） ；阻断噪声的传播（隔声、吸声如植树造林等） ；在人耳处减弱噪声（戴护耳器如耳罩、耳塞、头盔等） .

2. 基本物理方法

（1） 科学推理法： 课本在研究介质传播声音而设计的实验中，手机发出的声音开始通过空气传声效果好，空气稀薄时传声效果差，推理到真空不能传播声音，这里的探究实验中合理应用了科学推理.

（2） 转换法： 鼓面的振动同学们不容易观察到，实验中在鼓面上放些碎纸片，因此我们说因碎纸片在振动而推知鼓面在振动. 这种将不容易直接观察的细微现象，通过某种方式转化成直观、形象的现象表现出来，这种转换思想也是常用的一种方法.

3. 易错易混的问题

（1） 认为振动都是人的肉眼能直接观察到的

不少同学只认识到明显的振动，即肉眼观察到的振动，如钢尺的振动、音叉的振动和音箱喇叭的振动等. 说这些振动明显，其实是其振幅大，易于观察. 但是也有很多振动，因为其振幅太小或时间短，不易被肉眼直接观察，如敲击桌面时的振动、气球爆炸时的振动等，对这些振动可以根据其发出的声音的特点推断它的存在；朋友与你讲话交流，你并没有看到声带的振动，是因为你根本不可能看到声带的振动.

（2） 声音随声源停止振动而消失

用手按住音叉，音叉不振动了，声音没有了；用手按住锣面，锣面不振动了，声音也没有了. 其实，振动停止，发声也停止，应理解为振动停止后，停止发出声波，而已传递出去的声波仍会在介质中传播. 如人对着正前方的山崖（或高大的建筑物） 喊一声，经过一段时间，还能听到被反射回来的声音；成语“余音绕梁”说的也是这个道理.

（3） 声音响度大，音调就高；音调高，响度也就大

在日常生活中，由于用字表达不准确，“高”、“低”含义不是唯一的，有时指音调，有时指响度. 例如，合唱时有人说“那么高的音，我唱不上去”，或“那么低的音我唱不出来”，这里的“高”、“低”指的是音调；而“引吭高歌”、“低声细语”里的“高”、“低”指的是响度. 科学用语要求清楚明确、含义唯一. 声音的“高”、“低”只用来描述音调，而音调由频率决定；声音的“大”、“小”只用来描述响度，而响度由振幅和距离发声体的远近决定. 驴叫声和蚊子嗡嗡声相比较，驴叫声响度大，音调却低，而蚊子嗡嗡声响度小，音调却高.

（5） 有振动未必就一定有声音

不是所有的振动都会发出声音. 主要原因有三点： 一是有无声音是由人的听觉器官――耳朵决定的，由于生理机制原因，人耳能听到的声波频率范围一般在20~20000Hz范围内，在此范围以外的声波――超声波和次声波，人耳是无法感觉得到的，也就是说听不到声音；二是声音靠介质传播，若在真空中振动铃，人耳是不会听到声音的；三是响度足以能引起人耳鼓膜的振动. 以上分析换个角度说： 人能听到声音需要同时满足四个条件，一是有声波到达人耳；二是人的听觉系统不出现故障；三是到达人耳的声波要达到一定的强度；四是声音的频率在某一范围内.

二 考点聚集

1. 命题趋势

近年来对声现象的考查主要集中在声音的产生和传播、怎样防治噪声、超声波（次声波） 的应用、乐音的特征等内容上，其中噪声污染、超声波及次声波是新课标考试的热点，值得关注.

在今后的中考中，考试的题目仍然会以基础性较强、难度不大的题目为主. 环境保护等社会热点问题会集中体现在如何减弱（控制） 、防治“噪声污染”等方面. 如2006年江苏淮安的中考试题把城市高架道路的两侧设有透明板墙与防止噪声污染结合起来 ；实验探究题越来越受到命题专家的青睐，如2006年江苏南通第13题考查探究声音产生的条件而且把物理方法列入考试范围，比如控制变量法、实验观察法、转换法、推理法等；创新试题有所增加，创新思维和创新方法是人类进步的加速器，近两年来中考特别注重这一点，需要突破常规思维进行创新，这样不但考查物理知识，同时向同学们传递了创新的方法，希望引起同学们的注意.

2. 典题解析

题 1 除夕夜，热闹的春节文娱晚会进行到午夜时，大家都会等待新年的第一声钟响，在人们敲响大钟后，有同学发现，虽然停止对大钟的撞击，大钟仍“余音不止”，其原因是（） .

A. 一定是大钟的回声

B. 有余音说明大钟仍在振动

C. 是人的听觉“延长”了时间

D. 大钟虽已停止振动，但空气仍在振动

解析 根据声音产生的条件可知，有声音发出，则物体一定在振动，振动停止，发声也随之停止. 题目中“余音未止”说明钟一直在发声. 回声是声音遇到障碍物反射回来而形成的，其效果与余声不同，听觉延长只是主观臆测，空气只能传播钟声，而不能产生钟声. 答案选B.

点评 一切发声体都在振动，振动停止，发声停止，但不能叙述为振动停止，声音也消失，因为振动停止，只是不再发声，而原来发出的声音仍然可继续存在并传播.

题 2 如图1所示，两个中学生用细棉线连接两个纸杯，制成了一个“土电话”，对该实验的解释中不正确的是（） .

A. 用“土电话”通话，表明固体能够传声

B. 用金属丝代替棉线听到的声音就大些，是因为金属丝振动得快

C. 听到声音就能分辨出是谁，是根据音色不同

D. 实验时若不张紧棉线，对方就听不到由“土电话”传来的声音

解析 在用“土电话”通话时，图1中听者的右耳会听到由“土电话”传来的声音，说明固体（细棉线、纸杯） 能够传声，故选项A的说法是正确的；用金属丝代替棉线听到的声音就大些，是因为金属传声的能力比细棉线强，而不是因为金属丝振动得快，故选项B错误； 不同的人发出声音的音色是不同的，我们根据不同的音色，能区分是谁发出的声音，故选项C正确；实验时若不张紧棉线，话筒方说出的声音无法通过线的振动传到听筒方，也就是说对方就听不到由“土电话”传来的声音，故选项D正确. 所以应该选B.

点评 同学们对“土电话”并不陌生，甚至很多同学曾制作过. 试题考查的是最基本的物理知识，是中考经常考查的内容，试题呈现了一个真实的生活情景，将所要考查的知识融于具体的活动情境中这也引导同学们要勤动手、善动脑.

题 3 2006年春节联欢晚会上，从《星光大道》走出来的农民歌手阿宝，以其金属般的嗓音、极其罕见的高音给观众留下了深刻的印象，有一位专家在评价阿宝的演唱时说：“你的歌曲唱得很有味道，能唱到两个high C，比世界著名的三大男高音之一的帕瓦罗蒂还高出整整八度.”其中“金属般”和“两个high C”描述的是声音的和.

解析 乐音的三要素是音调、音色和响度，演员在演唱时声音通过话筒传到机器放大后播放，这其中改变的是响度，而保持原有的音调和音色不变. 阿宝金属般的、极具穿透力的声音，描述的是与众不同的音色，而“两个high C”描述的是声音的音调. 正确应填： 音色、音调.

点评 有关响度、音调和音色在中考中也是出现频率较高的知识点，在解题过程中要注意三者之间的区别： 响度是指声音的强弱，它是由声源振幅决定；音调指声音的高低，它是由声源振动频率决定；音色是由物体的材料和结构决定，也就是决定于自身.

题 4 我们看到闪电之后5s，听到了雷声，请问发生雷电的区域大约离我们有多远？

解析 一次雷电过程中，闪电和雷声是同时发生的，但是由于闪电是以光的速度传播的，非常快，而雷声是以声音的速度在空气中传播的，速度相对于光的速度很慢很慢. 因此我们可以认为，光从有限的距离传过来到达我们的眼睛不需要时间，所以我们就认为看到闪电之后声音才开始传播过来（实际上是同时传播的，只不过在我们看到闪电的时候，声音传播的路程可以忽略） . 即这5s是声音从雷电发生区域传播到我们的耳朵所用的时间.

s=vt=340m/s × 5s=1700m.

点评 这里要注意一个问题，如果涉及到回声的话，要考虑声音所走过的路程是实际距离的两倍. 比如利用声呐探测水中鱼群的位置，声音从发出到回传被接收到，实际走过的路程是距离的两倍.

题 5 在一些城市的繁华街道上，我们经常可以看到一种装置（如图2所示） ，请问它是什么装置？下面表格中列出了一些声音的分贝数和人的感觉，结合表中内容，从图中你看出了什么问题？应该采取哪些具体措施？（答出一条即可）

解析 图中的装置是噪声显示牌或噪声检测、监测或显示装置（仪器或设备） .

从图中可以看出噪声达到90dB，已影响人们正常的学习和生活，长期生活在这样的环境中会影响听力，并引起多种疾病. 具体措施： 机动车严禁在市区高声鸣笛；在道路两旁植树；安装隔声板；临近路旁生活的居民在车辆高峰期应关闭门窗；戴上防噪声的耳塞等.

点评 课程标准要求我们不但要学好科学知识，还要关注社会，因此很多社会的热点问题（环境问题、能源问题等） 成了中考命题的热点，我们一定要予以重视.

题 6 超声波是人耳听不见的声音，但它有广泛的应用. 在下列设备中，利用超声波工作的是（） .

A. 验钞机 B. 微波炉

C. 电视遥控器 D. 潜艇上的声呐系统

解析 验钞机是利用钞票上的荧光物质在紫外线的照射下能够发光的原理制成的；微波炉应用的是电磁波中的微波使食物中的水分子剧烈运动，振动中，分子与分子互相摩擦，产生很多内能使温度升高从而快速将食物煮熟的原理制成的；电视遥控器应用的是红外线使被照射物体发热的原理制成的；声呐应用的是超声波定向性好、在水中传播距离远等特点制成的，利用它发出的超声波碰到水下物体反射形成的回波来发现潜艇、鱼群等水下目标，还可以测位置. 应选D.

点评 这道题要求同学们对多方面的科技知识有所了解，作为考试，一般同学能够凭借记忆作出正确答案，但是作为平常学习，除了要搞清所有基本知识点，还要认真阅读、理解课本中的“生活・物理・社会”及章后的“信息库”. 希望大家做个有心人，学会关注科学、技术、社会，如温室效应、热岛效应、以声消声、光污染、喷雾治伤、人工降雨、火箭、 卫星等，平时学习时要多问几个为什么.

三 创新试题

1. 请你想象一下，如果“声音在空气中传播的速度变为0.1m/s”，小华看到前方小李正在步行前进，于是一边奔跑一边对着小李大声喊道：“小――李――，快――停――下. ”此时发生的情况是（） .

A. 和正常时一样

B. 小李什么也听不到

C. 小华先追上小李，然后听到“小――李――，快――停――下”

D. 小华先追上小李，然后听到“下――停――快，――李――小”

2. 阅读与探究

小明在家中听音响时，忽然想到课本上说声音能使空气形成疏密相间的波动并以此将声音传到远方. 小明想：“声音的这种波动我为什么看不见？这种说法到底对不对呢？”

小明想了一会儿，起身找来一个小碟、一段铁丝和一勺洗衣粉. 小明将洗衣粉倒入碟子中，加水溶解： 然后将铁丝弯成一个带把的铁圈，将铁圈放在水中，使铁圈附上一层薄膜. 小明将铁圈放在音响的喇叭前，打开音箱. 这时，他发现，薄膜随着声音不断的在发生变化，如图3所示.

小明对实验进行了分析，获得了结论.

请你回答以下问题：

（1） 小华通过实验可以获得什么样的结论？

（2） 小华的研究大致上经历了什么样的探究过程？

（3） 小华在实验的过程中成功运用了什么物理学的探究方法？

3. 小明自己制作了一个哨子，如图4所示.

在筷子上缠一些棉花，做成一个活塞，用水蘸湿棉花后插入两端开口的塑料管. 吹管的上端，可以发出悦耳的哨声. 这哨声是由管内空气柱产生的. 上下推拉活塞，可以改变声音的（选填“音调”，“响度”，或“音色”） .

［参考答案］ 1. D 2. （1） 声音能使空气形成疏密相间的波动并以此将声音传到远方 （2） 提出问题，设计并进行实验，分析论证 （3） 转换法 3. 振动 音调

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