声音的产生与传播 知识讲解

声音的产生与传播 撰稿：史会娜 审稿：蒙阿妮 【学习目标】1.理解声音是由物体的振动产生的；2.知道声音的传播需要介质，声音在不同的介质中传播速度不同；3.掌握利用声速测距离；4.了解人类听到声音的过程；5.了解骨传导的原理和应用，双耳效应解决立体声。【要点梳理】知识点一、声音的产生1.声音的产生：声音是由物体振动产生的。固体、液体、气体振动都可以发声。自然界中凡是发声的物体都在振动，振动停止，发声也停止。2.声源：正在发声的物体叫做声源。3.保存声音：振动可以发声，如果将发声的振动记录下来需要时再让物体按照记录下来的振动规律去振动，就会产生与原来一样的声音。如：早期的机械唱片，唱片上有一圈圈不规则的沟槽。当唱片转动时，唱针随着划过的沟槽振动，这样就把记录的声音重现出来。磁带，声源的振动通过话筒转化成电信号通过录音磁头记录在磁带上，放音磁头将记录在磁带上的声音信息转化成电信号，通过扬声器还原声音。要点诠释：振动停止，发声也停止，但是不能说振动停止，声音也消失。因为振动停止，只是不再发声，但是原来所发出的声音还在继续向外传播并存在。知识点二、声音的传播1、 能够传播声音的物质叫做介质，气体、液体、固体都是介质。2、 声音的传播需要介质，真空不能传声。3、 声是以声波的形式向外传播的。知识点三、声速 回声1、 声音在每秒内传播的距离叫声速，单位m/s,读作米每秒。15时空气中的声速是340m/s，平常我们讲的声速，指的就是此值。2、 影响声速的因素：（1）介质的种类，一般情况下v固v液v气；（2）温度，同种介质，温度越高，声速越大。3、声音在传播过程中遇到大的障碍物被反射回来，便形成回声。回声是声音的反射。要点诠释：1、 在空气中，一般温度每升高1声速大约增加0.6m/s。15的空气的声速为340m/s，实际生活中，我们说的亚音速飞机、超音速飞机，就是指速度达不到340m/s和速度超过340m/s的飞机。2、 声波在传播过程中遇到障碍物会发生以下情况：一部分声波在障碍物表面反射；另一部分声波可能进入障碍物，被障碍物吸收甚至穿过障碍物，如隔墙能听到相邻房间里的声音。不同障碍物对声波的吸收和反射能力不同。通常情况下坚硬光滑的表面反射声音的能力强。如：北京天坛的回音壁的光滑圆形墙壁能使声波发生多次反射；松软多孔的表面吸收声波的能力强，如音乐厅的蜂窝状天花板就是为了吸收声音。3、人耳能分辨出回声和原声的条件是：反射回来的声音到达人耳比原声晚0.1s以上，即：声源到障碍物的距离大于17m。知识点四、人耳的构造1、 人耳的构造与作用（1） 外耳：包括耳廓、外耳道、耳垂，作用：接受声波，传递与感觉声音的振动。（2） 中耳：包括鼓膜、听小骨，作用：传播声音。（3） 内耳：包括耳蜗、三条半规管，作用：感受声音信息，重要的平衡器。2、 人耳听到声音的过程发声体发出声音介质传声耳朵听声。其中任何一个阶段被阻断，都将听不到声音。人耳听觉障碍如果是传导障碍，一般可用骨传导来帮助听到声音。如果是神经性耳聋，不易治愈。知识点五、骨传声1. 【高清课堂：声音的产生与传播 我们怎样听到声音】骨传导：声音可以通过头骨、颌骨传到听觉神经，物理学中把这种传导方式叫做骨传导。一些失去听觉的人可以通过骨传导来听声音。2. 骨传导的原理是固体可以传声。知识点六、双耳效应声源到两只耳朵的距离一般不同，这就造成了声音传到两只耳朵的时间、强度及其它特征也就不同，这就是双耳效应。正是由于双耳效应，人们可以准确地判断声音的方位。【典型例题】类型一、声音的产生1. 如图，下列实验现象不能说明声音是物体振动产生的是（）A扬声器播音泡沫粒跳动 B音叉发声溅起水花 C抽出空气铃声减弱 D大钟发声球被弹起【答案】C 【解析】选项ABD中分别把不易察觉的发声体的振动，转化成容易观察到的泡沫的振动、溅起的水花、被弹开的球，所以ABD选项都能说明声音是物体振动产生的；C选项中抽出空气铃声减弱，说明声音的传播需要介质，C选项符合题意。【点评】题目考查了声音是由振动产生的，有些振动是看不到的，我们就利用“等效转化法”来感知。如：说话时虽然看不到声带的振动，但是可以用手触摸声带来感觉，拍桌子时虽然看不到桌面在振动，但是可以在桌面上放细小的物理，观察到细小物体的振动。举一反三：【变式】（2011 淄博）如右图所示，用悬挂着的乒乓球接触正在发声的音叉，乒乓球被弹开。这个实验是我们在学习声现象一章时经常做的实验，它说明了（）A.发声的音叉正在振动 B声音可以在真空中传播C声音的传播不需要介质 D声音在空气中的传播速度最快【答案】A 类型二、声音的传播 声速2.（多选）关于声音的传播，下面说法中正确的是（ ）A声音借助介质以波动形式传播 B声音在真空中以很小的速度传播C声音在介质中传播的速度随温度降低而增大 D声音在介质中的传播速度随着介质的不同而不同【答案】AD【解析】声音在传播过程中必须借助于介质，真空中没有传播声音的介质，故A对，B错；声音在不同介质中传播时传播速度是不同的，一般情况在固体中传播得最快，在气体中最慢，故D对；查表可知：声音在空气中的传播速度随温度升高而增大，故C不对。【点评】题目主要考察了声音的传播需要介质，不同的介质中声音的传播速度不同，声音的传播速度还与温度有关，声音在真空中不能传播。举一反三：【变式】我国古书梦溪笔谈中记载：行军宿营，士兵枕着牛皮制的箭筒睡在地上，能及早听到夜袭敌人的马蹄声，其原因是_能够传声，且比空气传声的速度_。【答案】大地 快3.声音在海水中传播的速度约为1530m/s，为了开辟新航道，探测船的船底装有回声探测仪器，探测水下有无暗礁，如图所示，探测船发出的声音信号经0.6s被探测仪接收，求障碍物到探测船的距离。【答案与解析】发出的声音信号0.6s后被探测仪器接收，声音信号从探测船到障碍物，然后返回探测船的时间是0.6S。超声波从船所在的位置到障碍物的时间：障碍物到船的距离：答：海底障碍物到探测船舱底的距离是459m。【点评】题目是利用回声计算两地的距离，要注意回声是传过去，再返回来。所以时间是传过去的时间，或是返回来的时间。4. 甲、乙两个同学分别站在一根很长的为居民输送生活用水的自来水管的两端，如果甲用小铁锤敲一下水管，站在另一端的乙同学将会听到多次敲击声，则听到的敲击声次数为（）A1次 B2次 C3次 D4次【答案】C【解析】声在不同介质中的传播速度不同，传播相同的距离所用的时间也就不同，水管、水、空气共有三种介质，因为自来水管较长，声音先后经过水管、水和空气传来，所以能听到三次声音。【点评】问题情境中听到三次声的前提是水管足够长，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，就可能只听到一次声音。举一反三：【变式1】【高清课堂：声音的产生与传播 我们怎样听到声音例4】甲同学把耳朵贴在长铁管的一端,乙同学在另一端敲一下铁管,甲同学听到两响声,这是因为 （ ）A.声音在空气中传播速度比在铁中的大 B.有回声 C.声音在空气中传播速度比在铁中的小 D.无法判断【答案】C【变式2】有一段长为18m的装满水的铁管，将耳朵贴在装满水的铁管一端，在另一端敲一下，能听到几次声音？（已知：声音在铁、水和空气中的传播速度依次为5200m/s、1500m/s和340m/s。人耳能分清前后两次声音的时间间隔要大于0.1s）（）A1次 B2次 C3次 D4次【答案】A【解析】声音在铁、水、空气中传播路程是18m所用的时间分别为：；。由三次时间比较可以看出，时间间隔相差不到0.1s，所以人耳是分辨不出来的，只能听到混在一起的一次声音。类型五、骨传导 双耳效应 5. 属于神经性耳聋的是（）A耳蜗损伤 B耳廓损伤 C.听小骨损伤 D鼓膜损伤【答案】A【解析】耳蜗损伤是神经性耳聋，故A说法正确；耳廓损伤是传导障碍是非神经性耳聋，故B说法不正确；听小骨损伤是传导障碍是非神经性耳聋，故C说法不正确；耳膜损伤是传导障碍是非神经性耳聋，故D说法不正确。【点评】神经性耳聋是耳蜗、听觉中枢和与听觉有关的神经损伤，不易治疗；非神经性耳聋是传导障碍，容易治疗。举一反三：【变式】助听器的工作原理是利用仪器（）A引起头骨、颌骨振动，传到听觉神经，引起听觉D产生声波直接作用在听觉神经引起听觉C产生超声波直接作用在听觉神经引起听觉B引起鼓膜振动，经过听小骨及其他组织传给听觉神经，引起听觉【答案】A6. 关于双耳效应和立体声，下列说法中正确的是（）A 人只靠一只耳朵也能确定说话人的大致方向B 人之所以能靠耳朵确定发声体的方位，是双耳效应的原因C 舞台上的声音被一只话筒放大后播放，也是立体声D 舞台上的声音被多只话筒放大后播放，不是立体声【答案】B【解析】根据双耳效应的原理，只靠一只耳朵，是不能判断说话人的大致方向的，因此A选项说法错误，不合题意；人之所以能靠耳朵确定发声体的方位，是双耳效应的原因，因此B选项说法是正确的，符合题意；根据双耳效应的原理，只用一个话筒将舞台上的声音播放出来不会是立体声，因此C选项说法错误，不合题意；用两个话筒放在舞台上不同的地方将声音播放出来是立体声，用两个以上话筒放在舞台上不同的地方将声音播放出来的立体声效果会更好，因此D选项说法错误，不合题意。【点评】声源到两只耳朵的距离一般不同，声音传到两只耳朵的时刻、强弱及其他特征也就不同，这些差异就是判断声源方向的重要基础，这就是双耳效应。正是由于双耳效应，人们可以准确地判断声音传来的方位，所以说，我们听到的声音是立体的。举一反三：【变式1】关于双耳效应的说法不正确的是（）A双耳效应就是两只耳朵产生的效应 B双耳效应可以使人准确地判断声音传来的方向C音响的双道立体声就是双耳效应的直接应用 D双耳效应能使人有身临其境的感觉【答案】A【变式2】下面不是由于双耳效应达到的效果的是（）A雷电来临时，电光一闪即逝，但雷声却隆隆不断 B将双眼蒙上，也能大致确定发声体的方位C大象判断声源的位置比人判断更准确 D舞台上的立体声，使人有身临其境的感觉【答案】A