第二章 声音与环境复习课教案

第二章  声音与环境复习资料课教案

一、课程标准要求

1．通过观察和实验探究，初步认识声音产生和传播的条件：知道声音是由物体振动产生的，声音传播需要介质，声音在不同介质中传播速度不同。

   2．了解人听到声音的过程，了解耳朵的构造，知道骨传导。

   3．了解声音的特性，通过观察和实验，知道声音的响度跟发声体振动的振幅有关，音调跟发声体的振动频率有关，不同发声体发出的声音的音品不同，会区分不同的声音。

   4．了解现代技术中与声有关的应用。

   5．了解噪声的来源和危害，知道控制和减弱噪声主要在消声、吸声和隔声三方面采取措施，增强环保意识。

   6．通过探究“声音的产生”、“声音的传播条件”、“音调与频率的关系”、“响度与振幅的关系”提高学生科学探究的能力，学习研究物理问题的方法。

二、知识梳理

    1．声音的产生与传播

    (1)声音的产生．一切正在发声的物体都在振动，振动停止，发声也停止．声音是由于物体振动产生的，物体只有振动才发声，物体沿直线或曲线的往返运动叫振动．“振动停止，发声也停止”不能叙述为“振动停止，声音也停止”，因为振动停止，只是不再发声，而原来发出的声音仍可能继续传播并存在．

    (2)声音的传播．声音的传播需要介质，真空不能传声．而声音的传播速度决定于介质的性质，相同的声音在不同的介质中的传播速度不同，而不同的声音在同一种介质中的传播速度却是相同的，声音在空气(15℃)中的传播速度是340m／s．一般情况下，声音在液体中传播较快，在固体中传播最快．声音通过头骨、颌骨也能传到听觉神经，引起听觉.物理学中把声音的这种传导方式叫骨传导.

    2．声音的特性

    音调、响度和音色同称为声音的三个特征．

    音调、响度和音色虽都是声音的特征，但三者的含义不同，主要表现在以下两方面：

    (1)物理意义不同；音调指声音的高低(声音的粗细)；响度指声音的大小(声音的响亮程度)；音色则是物体本身所具有的声音特色，不同物体发出声音，即使音调、响度相同，我们也能通过音色来分辨它们．

(2)决定的因素不同：音调与频率有关，物体在1s内振动的次数叫频率，频率越大，表示物体振动越快，音调就越高；发声部位越短，音调越高。弦乐器的音调与弦的长短、粗细、松紧有关，弦越长，音调越低、弦越紧，音调越高、弦越细，音调越高。

（3）响度与振幅有关，振幅即振动幅度，是物体振动时偏离原来位置的最大距离，振幅越大，响度越大．响度还与距离发声体的远近有关，声音是从发声体向四面八方传播的，越靠近发声体，响度越大，越到远处越分散，响度越小。

（4）音色是由发声体本身所决定的，不同发声体的材料、结构不同，发出声音的音色也就不同．

3．回声及其应用

(1)回声．入耳只能区分时间相隔0.1 s以上的两个声音，如果障碍物与发声体的距离较近，原声与回声的时间间隔不到0.1s，回声就会与原声混在一起，使人们不易察觉．例如我们在教室里讲话，教室的墙与讲话者间隔不到17m，回声与原声时间间隔不到0.1 s，回声就会增强原声，使听众感觉到讲话者的声音较大．我们在原野上讲话时感到“声音变小”就是这个道理。

(2)应用．回声的重要应用是测距与定位．测量原理：s＝vt，其中t为从发声到听到回声的时间，v声为在不同介质中的传播速度，注意v声在不同介质中是不同的．

4．超声与次声：通常把振动频率高于20000Hz的声音，叫做超声，低于20Hz的声音，叫做次声．   

    5．超声的应用；     

    (1)超声导航、定位，测定海底深度，暗礁、冰山距离，鱼群、潜艇的位置。    

    (2)超声诊断：人体的疾病、金属内部的缺陷．     

    (3)超声碎石、杀菌消毒。     

6．关于噪声

 (1)从不同的角度定义噪声．从物理学的角度看，噪声是由发声体无规则振动时发出的声音．听起来嘈杂、刺耳，通过示波器观察噪声的波形，可以看到噪声杂乱无章的无规则的波形；从环境保护角度看，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作用的声音，都属于噪声．所以，从环境保护角度看，所有声音都可能成为噪声．例如：当有人想睡觉时，其他人唱歌或听音乐，此时的音乐妨碍了他人休息，对想睡觉的人来说，就成了噪声．

(2)噪声的防护。控制噪声的途径：在声源处减弱噪声、在传播过程中减弱噪声、在人耳处减弱噪声。在耳朵口塞上棉花或戴防噪声耳罩；在家里关上门窗，拉上窗帘；在道路两旁装隔声板，在高架桥两旁装隔音玻璃；窗户装双层玻璃，中间抽成真空；在公路两旁植树造林；在城市空地上植树造林；在产生噪声的机器下垫上泡沫塑料等，减少振动；在摩托车排气管装消声器；在房间里装隔音板，在音乐教室的墙面上装吸音材料，可减少回音干扰；市区禁鸣喇叭。  

（3）辩证地看待噪声．对任何事物都要用一分为二的观点去看待，噪声一方面会危害人们的身心健康要加以控制，一方面还可以为人类服务，变不利为有利．例如：噪声除尘、噪声测温、噪声除草、噪声克敌等，甚至利用噪声消除噪声．

三、范例精讲

[例 1] （2006·南通市） 如图2-1甲所示，敲响的音叉接触水面能溅起水花，说明声音是由于物体的＿＿＿＿＿＿产生的；如图乙，鱼儿能听见拍手声，说明＿＿＿＿＿＿可以传播声音。

                           图2-1

分析：振动的物体作用在其它物体上，往往引起其它物体的往返运动，实际上是对振动的放大显示；鱼儿听见人拍手声，它的路径是空气→水→鱼，说明液体能传声。

解答: 振动   液体

点评：不管题目以什么形式出现，声音都是振动产生的。传播声音的介质都是固体或液体或气体。

[例 2]  （2007·镇江市） 下列关于声音的说法中不正确的是（    ）

A．“震耳欲聋”主要说明声音的音调高

B．“隔墙有耳”说明固体也能传声

C．“闻其声而知其人”主要根据音色来判断的

D．用超声波清洗钟表，说明声具有能量

分析：“震耳欲聋”说明声音的响度大，“隔墙有耳”说明声音是从墙传来的，“闻其声而知其人”说明声音的品质不同，用超声波清洗钟表，说明超声波具有破碎能力（有能量）。

解答:A

点评：本题考查声的传播、声音的三个特征、超声的特性，要求对声学全面的理解，同时要有一定的分析能力。

[例 3]  （2007·湖北宜昌） 为了使学生在教室上课时免受周围环境噪声干扰，下面的措施中无效的是（　　）

A．教室内保持安静，不讲话        B．在教室周围植树

C．每个学生都戴一个防噪声耳罩    D．在教室内安装噪声监测装置

分析：噪声的防护主要着眼于三个环节：在声源处减弱噪声、在传播过程中减弱噪声、在人耳处减弱噪声。A项是在声源处减弱噪声，B项是在传播过程中减弱噪声，C项是在人耳处减弱噪声，D项是噪声监测设备。

解答:D．

点评：近年来，噪声防护类的考题出现较多，解题是一定要抓住控制噪声的三个环节，同时要排除监测噪声的设备、大气污染的控制等项目。

[例 4] (2005·北京) 已知空气可以传播声音，请设计一个简易实验，证明固体也能够传播声音。请写出实验所需要的器材、实验步骤以及实验分析与结论。要求设计的实验其有可行性，要符合安全原则。
( l ）实验器材：                                  
( 2 ）实验步骤：                                   
( 3 ）实验分析与结论：                                   

分析：因为空气能传声，设计实验时要注意排除空气传声，同时要注意用控制变量法。设计的方案很多，要注意可行性，安全性。

解答: ( l ）实验器材：钢尺、棉花。( 2 ）实验步骤：先用棉花将两耳塞紧，用手弹拔钢尺，听声音的大小（很弱）；再将钢尺用牙齿咬紧，用同样大的力来弹拔，听声音的大小（很响）。( 3 ）实验分析与结论：固体能够传声。

点评：设计实验一定要注意用什么科学方法，还要注意可行：简单、能说明问题。

四、能力训练

一、选择题

1．两只昆虫在空中飞行，甲虫的翅膀每秒振动12次，乙虫的翅膀每秒振动400次，其飞行时的声音能被人听到的是(    )．

    A．甲虫    B.乙虫  C.都能听到    D.都不能听到

2．在雷雨天，电光一闪即逝，但雷声却隆隆不断，这是由于(    )．

A．雷一个接一个地打个不停     B．双耳效应

C.闪电的速度比雷声的速度快     D.声音经过地面、山川和云层多次反射造成的

3.通常大礼堂、会议室四周墙壁用特制的带有许多小孔的装饰板来进行装修，这样做是为了(    )．

    A．消声    B．吸声    C．隔声    D．反射声

4．位于安徽舒城县的“万佛岛”上有一座大古钟，来该岛游玩的李林同学在敲响大钟时发现，停止对大钟的撞击后，钟声“余音未止”，其主要原因是(    )．

     A．钟声的回音                  B．大钟还在振动

     C.大钟停止振动，空气还在振动    D．人的听觉发生“延长”

5．为了减弱噪声的干扰，下列措施不一定可行的是(    )，

A.换用大型设备施工              B．通过法律途径，让环保部门取缔邻近居民区的歌厅

C．合理地进行城市规划，植树造林 D．进行技术革新，将噪声大的机器换成噪声小的机器

6．弦乐队在演奏前，演奏员都要调节自己的乐器拧紧或放松琴弦，这样做主要是改变乐器发出声音的    (    )

  A．响度    B．音调    C．音色    D．传播方向

7．下面叙述中带点的是对声音的描述，指音调的是    (    )

  A．听不见，声音高些    B．锉锯条的声音尖细刺耳

  C．你的声音好宏亮      D．可以将声音大些吗?

二、填空题

8.驰名中外的北京天坛的回音壁、三音石、圜丘三处建筑有非常美妙的声音现象，它是我国古代建筑师利用声音的       造成的音响效果．

9.有经验的养蜂员，根据蜜蜂的“嗡嗡”声，就可以知道它是飞出去采蜜，还是采好了蜜回蜂房．这是由于蜜蜂带花蜜飞回时，翅膀振动发出的声音的音调比不带花蜜时                ．

11．目前，国内、国际航线上已经在大量使用超音速客机，以超过声速的速度运送旅客，则超音速客机每小时飞行的距离至少      km以上(空气中声速以340m／s估算)．

12．大型柴油机的排气消声器，使用钻有许多微孔的薄金属板代替吸声材料，汽缸排出的废气流产生的噪声被微孔多次      ，噪声能量绝大部分被消耗了，从而有效地消除了气流噪声．

14．由于声源离开人的左右耳朵的距离不同，这样就造成了双耳听到的声音在时间、强度上有所差异，人耳正是利用这种差异来分辨声音在空间的方位，这种现象被称为           

15．向远处呼喊时，为了使声音传播远些，可用两手在嘴边做成“喇叭”状或用“土喇叭”，其目的是为了减少声音的    ，使听到的声音的    更大些．

16.如图2—3为外国间谍部门使用的激光窃听系统．它主要由红外激光发射器、接收单元、录音机和大容量磁带、耳机等组成，可以不进入房间而在250米的范围对目标进行不被觉察的监听．这套系统接收声信号的过程是这样的：室内的交谈会引起窗玻璃的    ；用红外激光照射在目标窗户上，被玻璃反射回来的激光携带了   ，被接收后经电子设备还原为声音。           

17.李力同学观察到以下现象：

    甲：使正在发声的音叉接触水面，水面溅起水花．

    乙：吹笛子时，手指按住不同的孔会发出不同的声音．

    丙：最近楼下有户居民在进行室内装修，有时甚至施工到半夜，李力发现自己作业中的错误增加了．    

以上现象分别说明了什么问题?

 甲：                            

 乙：                              

 丙：                               

18．在一间黑暗的房子里拉上许多细绳，然后放一只蝙蝠．蝙蝠为了捕食蚊虫而在房中上下飞翔，然而，一般情况下它却一次也不会碰到细绳，蝙蝠是利用    来导航的．若用物体塞住蝙蝠的耳朵，它将    (选填“会”或“不会”)碰到细绳，原因是    .

  三、实验探究

19．根据问题猜测答案，再通过实验对猜测进行检验，确定猜测正确与否是科学探究的关键之一．假如有一位同学提出以下一个问题：人们在观测宇宙星空时，可以观察到星球爆炸的痕迹，但却从没有听到爆炸的声音，这是为什么?

 请根据以上问题提出两个“合理”的猜想：

 猜测(一)                            ；

 猜测(二)                             。

21．为了探究声的产生条件，有人建议利用以下几个实验现象：

  甲：使正在发声的音叉接触水面，水面溅起水花；  

乙：放在钟罩内的闹钟正在响铃，把钟罩内的空气抽去一些后，铃声明显减弱；

  丙：吹笛子时，手指按住不同的孔，便会发出不同的声音；         

  丁：小纸片在播音的扬声器中跳动．

  你认为能说明声音产生条件的实验现象是哪一个或哪几个?其他现象虽不能说明声的产生条件，但是分别说明了什么问题?

22．(1)观察图2—5，你能得出什么结论；

    (2)观察图2—6，你能得出什么结论?

               图2—5                             图2—6

四、计算与简答

23．物理学史上著名的实验之一是1827年在日内瓦湖进行的第一次测定声音在水中的传播速度。如图2-7所示，实验时两只船相距14000m，在一只船上实验员往水里放一个可以发声的钟，当他敲钟的时候，船上的火药同时发光；在另一只船上，实验员往水里放一个收音器，该实验员看到火药发光后lOs接收到水下的响声．

(1)求当时声音在水中的传播速度(光的传播时间忽略不计)；

(2)实验结果在实际中有什么应用?(写出一个)    

                       图2-7

24．一艘探险船正在海上航行，科学家们都在紧张地工作，他们有的在测量水的深度，有的在测量水的温度…&hel