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專題二 聲現(xiàn)象
本專題主要考查聲音的產(chǎn)生與傳播條件、聲音的特性及三個特征的辨析、物理學和環(huán)保角度對噪聲的定義、噪聲的控制途徑及聲在現(xiàn)代科技中的應(yīng)用等內(nèi)容。尤其是專題關(guān)于聲音的產(chǎn)生和傳播、聲音的特征、噪聲的危害和控制等，每年中考必考。考題往往以選擇題（單選較多）、填空題、簡答題的形式出現(xiàn)，分值一般為2分。考查情景主要是學生生活中已有的感性認識和課堂上觀察或總結(jié)出的規(guī)律，需要在理解的基礎(chǔ)上準確把握，這里注意聲與電磁波的區(qū)別。
核心素養(yǎng)目標
一、物理觀念
十三個重要概念：聲源、聲波、聲速、回聲、音調(diào)、響度、音色、頻率、超聲波、次聲波、樂音、噪聲
聲的兩個利用：利用聲傳遞信息、利用聲傳遞能量
控制噪聲的三條途徑：聲源處減弱噪聲、傳播過程中減弱噪聲、人耳處減弱噪聲
二、科學思維
1.運用轉(zhuǎn)換法、歸納法、比較法探究聲音的產(chǎn)生與傳播
2.利用科學推理法探究真空不能傳聲
3.利用“實驗+推理”的方法探究影響音調(diào)高低的因素
4.利用控制變量法探究影響聲音的音調(diào)高低
三、科學探究
1.探究聲音產(chǎn)生和傳播的條件
2.探究影響音調(diào)高低的因素
3.探究影響響度大小的因素
四、科學態(tài)度與責任
1.通過實驗探究培養(yǎng)研究問題的物理方法和科學思維
2.通過學習聲在現(xiàn)代技術(shù)中的應(yīng)用，體會科學、技術(shù)與社會發(fā)展的聯(lián)系，引導(dǎo)養(yǎng)成關(guān)注科技發(fā)展的習慣
3.通過了解噪聲的危害和控制，增強保護環(huán)境的意識
一、聲音的產(chǎn)生與傳播
1.聲音的產(chǎn)生
聲音是由物體振動產(chǎn)生的，振動停止，發(fā)聲也停止，但聲音不一定消失，因為振動停止只是物體不再發(fā)聲，但物體原來發(fā)出的聲音仍然在傳播。
2.聲音的傳播
（1）條件
大量實驗表明：聲音的傳播需要物質(zhì)，物理學中把這樣的物質(zhì)叫做介質(zhì)；傳聲的介質(zhì)既可以是氣體、固體，也可以是液體；真空不能傳聲。
（2）形式
聲音在空氣中以波的形式向四周傳播，我們把它叫作聲波。
（3）回聲
①定義：人們把在傳播過程中，遇到障礙物被反射回來的聲音叫做回聲。
②回聲測距的原理：若從發(fā)出聲音到聽到回聲所用時間為 ，聲音在介質(zhì)中傳播的速度為 ，則所測的距離為 。
③原聲與回聲間隔大于0.1 s時，人才能將原聲與回聲區(qū)分開，否則，原聲與回聲混合在一起，使原聲加強。
（4）聲速
聲音傳播的快慢用聲速描述，聲速的大小等于聲音在每秒內(nèi)傳播的距離。
①影響因素：與介質(zhì)的種類及介質(zhì)的溫度有關(guān)，聲音在不同介質(zhì)中的傳播速度是不同的，一般情況下
②聲速一般隨介質(zhì)溫度的升高而增大。15℃時，聲音在空氣中的傳播速度為340 m/s。
1.音調(diào)
（1）定義：人們把聲音的高低稱為音調(diào)
（2）頻率：物體振動的次數(shù)與所用時間之比叫作頻率。用頻率來描述物體振動的快慢，頻率越高表示物體振動得越快。
（3）頻率的單位：赫茲，簡稱赫，符號為Hz。
（4）音調(diào)與聲源振動頻率的關(guān)系：振動越快，頻率越高，音調(diào)越高，聽起來越清脆；
振動越慢，頻率越低，音調(diào)越低，聽起來越低沉。
（5）我們平時所說的男低音（低沉）、女高音（尖細），以及手指按壓琴弦的位置不同，聲音不同，都指的是音調(diào)。
二、聲音的特性
2.響度
（1）響度：物理學中，聲音的強弱叫做響度。
（2）振幅：物理學中，把振動的幅度叫做振幅。
（3）決定因素：響度的大小決定于發(fā)聲體的振幅以及距離發(fā)聲體的遠近，振幅越大、離發(fā)聲體越近，響度越大。
（4）日常生活中的低聲細語、震耳欲聾、引吭高歌、放聲高歌等描述的都是響度。
3.音色
（1）定義：我們把聲音的品質(zhì)與特色稱為音色。
（2）影響音色的因素：音色與發(fā)聲體本身有關(guān)，即發(fā)聲體的材料、結(jié)構(gòu)等因素。
（3）日常生活中所說的聞其聲知其人、模仿別人的聲音、語音識別、區(qū)分不同的演奏樂器等都是音色。
1.超聲波
定義：頻率高于20000Hz的聲叫作超聲波。
應(yīng)用： 傳遞信息：倒車雷達、聲吶、B超、蝙蝠利超聲捕食昆蟲
傳遞能量：超聲波清洗眼鏡、超聲碎石、超聲空氣加濕器
2.次聲波
定義：頻率低于20Hz的聲叫作次聲波。
應(yīng)用：傳遞信息：監(jiān)測火山爆發(fā)、龍卷風以及核爆炸發(fā)生的方位和強度
傳遞能量：利用次聲波的特性制造出次聲武器，可使人的心臟、肺等因出現(xiàn)強烈共振而受損
三、聲的利用
1.定義
從物理學的角度：發(fā)聲體做無規(guī)則振動時發(fā)出的聲音為噪聲。
從環(huán)保角度：凡是妨礙人們正常休息、學習和工作的聲音，以及對人們要聽的聲音產(chǎn)生干擾的聲音，都屬于噪聲。
2.等級劃分
（1）人們以分貝為單位來表示聲音強弱的等級，符號為dB。
（2）0 dB是人剛能聽到的最微弱的聲音；30~40 dB是較為理想的安靜環(huán)境；為了保證休息和睡眠，聲音不能超過50 dB；為了保證工作和學習，聲音不能超過70 dB；長期生活在90 dB以上的噪聲環(huán)境中，會影響聽力；人耳如果暴露在150 dB的環(huán)境下，骨膜就會出血。
四、噪聲及噪聲的防治
3.噪聲的防治
（1）在聲源處防止噪聲的產(chǎn)生，如在機動車輛的排氣管上加消聲器、禁止鳴笛、公共場合禁止喧嘩、手機調(diào)靜音等；
（2）在傳播過程中阻斷噪聲的傳播，如加隔音設(shè)備以及設(shè)立屏障或植樹造林等；
（3）在人耳處防止噪聲進人耳朵，如戴耳塞、捂住耳朵等。
對聲音的傳播的理解
（1）聲音的傳播需要物質(zhì)，物理學中把這樣的物質(zhì)叫作介質(zhì)。氣體、液體、固體都可以充當傳播聲音的介質(zhì)。
（2）空氣越稀薄、傳聲效果越差，真空不能傳聲。月球上沒有空氣，故在月球表面的航天員只能通過電子通信設(shè)備交流。
（3）一般而言，固體傳聲效果最好，液體次之，氣體傳聲效果最差。由于固體傳聲效果比空氣好，故在災(zāi)害中（如地震、滑坡等）被困在廢墟中的遇險者可以通過敲擊周圍的固體向外發(fā)出求救信號。
（4）聲源于聽覺器官間的物質(zhì)就是傳聲介質(zhì)；若兩者間“沒有物質(zhì)”，則傳聲介質(zhì)就是空氣。
理解音調(diào)應(yīng)注意的兩個問題
（1）振動頻率的高低跟發(fā)聲體的形狀、尺寸和所用的材料有關(guān)。一般情況下，小、短、細、輕、緊的發(fā)聲體發(fā)聲的音調(diào)相對較高；大、長、粗、重、松的發(fā)聲體發(fā)聲的音調(diào)相對較低。
（2）一般來說，兒童說話的音調(diào)比成年人高，女人說話的音調(diào)比男人高。我們平時所說的“女高音”“男低音”中的“高”“低”指的都是音調(diào)。
聲音三個特性的辨析
音調(diào) 響度 音色
定義 聲音的高低 聲音的強弱 聲音的特色和品質(zhì)
描述 尖細、低沉、粗細 響亮、微弱、高聲、細語 音質(zhì)、音品
舉例 尖銳刺耳、女高音 震耳欲聾 聞其聲而知其人
影響因素 頻率越高，音調(diào)越高 振幅越大，離發(fā)聲體越近，響度越大 發(fā)聲體的材料、結(jié)構(gòu)
改變方法 改變發(fā)聲體的松緊、長短、粗細等 改變力度 改變發(fā)聲體的結(jié)構(gòu)等
波形描述 波越密，頻率越高，音調(diào)越高 振幅越大，響度越大 波形不同，音色不同
1．[2024年吉林長春中考真題]導(dǎo)游講解時使用擴音器是為了改變聲音的( )
A.音色 B.音調(diào) C.響度 D.頻率
答案：C
解析：導(dǎo)游講解時使用擴音器是為了改變聲音的響度，讓每一位游客都能聽見導(dǎo)游的講解，故ABD不符合題意，C符合題意。
2．[2024年廣東廣州中考真題]監(jiān)測器測得某次鳥鳴和貓叫的聲音信息如下表，則( )
A.鳥鳴的響度大
B.貓叫是超聲波
C.鳥鳴的頻率高
D.貓叫的音調(diào)高
聲音 鳥鳴 貓叫
聲音的頻率/Hz 5000 800
聲音強弱的等級/dB 30 60
C
答案：C
解析：A.分析數(shù)據(jù)可知，貓叫的聲音強弱的等級大于鳥鳴的聲音強弱的等級，所以貓叫的響度大，故A不符合題意；
B.超聲波的頻率大于20000Hz，貓叫聲音的頻率為800Hz，不是超聲波，故B不符合題意；
CD.鳥鳴的頻率為5000Hz，貓叫的頻率為800Hz，所以鳥鳴的頻率高，音調(diào)高，故C符合題意，D不符合題意。
3．[2024年河北中考真題]如圖所示，用鶴骨制作的賈湖骨笛是迄今為止中國考古發(fā)現(xiàn)的最早的管樂器。用骨笛吹奏發(fā)聲時，下列說法正確的是( )
A.發(fā)出的聲音一定不是噪聲
B.發(fā)出的聲音是由鶴骨的振動產(chǎn)生的
C.發(fā)出的聲音在空氣中的傳播速度與響度無關(guān)
D.按壓骨笛上不同的孔可以改變發(fā)出的聲音的音色
C
答案：C
解析：A.笛聲可能屬于噪聲，比如笛聲影響人們休息和工作時，就屬于噪聲，故A錯誤；
B.笛聲是由空氣柱振動發(fā)出的，故B錯誤；
C.聲音在空氣中的傳播速度主要與介質(zhì)的特性有關(guān)，而與聲音本身的響度無關(guān)，故C正確；
D.按住不同的笛孔，空氣柱長度改變，發(fā)出聲音的音調(diào)會改變，故D錯誤。
故選C。
4．[2024年湖北武漢中考真題]下列關(guān)于聲現(xiàn)象的說法正確的是( )
A.撥動張緊的橡皮筋，能聽到聲音，說明發(fā)聲的物體在振動
B.逐漸抽出真空罩內(nèi)的空氣，鬧鐘的鈴聲逐漸增強
C.用大小不同的力敲擊同一個編鐘，發(fā)出聲音的響度相同
D.超聲波清洗機清洗眼鏡，說明聲可以傳遞信息
A
答案：A
解析：A.用力撥動繃緊的橡皮筋時，橡皮筋會振動，而我們會聽到振動的橡皮筋發(fā)出聲音，說明聲音是由物體振動發(fā)出的，故A正確；
B.聲音的傳播需要介質(zhì)，逐漸抽出真空罩內(nèi)的空氣，真空罩內(nèi)的空氣減少，鬧鐘的鈴聲逐漸減弱，故B錯誤；
C.響度指聲音的大小，與物體的振動幅度有關(guān)，用大小不同的力敲擊同一個編鐘，則物體振動的幅度不同，響度也不同，故C錯誤；
D.聲音可以傳遞信息和能量，超聲波清洗機清洗眼鏡，說明聲可以傳遞能量，故D錯誤。
故選A。
5．[2024年山西中考真題]如圖所示為科技小組制作的“火焰琴”。展示時，試管中金屬絲和空氣被加熱，堵住或松開塑料管上不同的孔能發(fā)出不同聲音。下列說法正確的是( )
A.琴聲不是由物體振動產(chǎn)生的
B.琴聲在真空中傳播速度最大
C.琴聲是通過空氣傳入人耳的
D.按壓不同的孔可以改變音色
C
答案：C
解析：A.聲音是由物體振動產(chǎn)生的，所以火焰琴的琴聲是由塑料管內(nèi)空氣柱振動產(chǎn)生的，故A錯誤；
B.聲音的傳播需要介質(zhì)，聲音琴聲不能在真空中傳播，故B錯誤；
C.聲音的傳播需要介質(zhì)，因此琴聲是通過空氣傳入人耳的，故C正確；
D.按壓不同的孔，振動的空氣柱長短不同，因此物體振動的頻率不同，所以改變的是聲音的音調(diào)，故D錯誤。
故選C。
6．[2024年上海中考真題]如下圖所示的風鈴有七根長短不同的小棍，物理感興趣的同學在敲打小棍時，發(fā)現(xiàn)它們發(fā)出的聲音不同，經(jīng)研究可得：如表一所示是同一鐵棍在不同長度L時敲擊的振動頻率 。
（1）判斷同一鐵棍長度L與音調(diào)的關(guān)系，并說明理由_________。
（2）要用這種材料做一個樂器，發(fā)出do re mi fa so laxi的音時，re的音小于500Hz，請你判斷該樂器的長度_________10cm（選填“大于”或“等于”或“小于”）。
實驗序號 ① ② ③ ④ ⑤
L（cm） 5 10 15 20 25
（Hz） 700 500 400 300 200
見解析
大于
答案：（1）L越長音調(diào)越低（頻率隨長度增加而減小，頻率小即音調(diào)低）；（2）大于
解析：（1）由表格數(shù)據(jù)可知，當鐵棒的長度越長時，振動的頻率越低，音調(diào)越低；當鐵棒的長度越短時，振動的頻率越高，音調(diào)越高。
（2）由表格數(shù)據(jù)可知，當鐵棒的長度為10cm時，振動的頻率為500Hz，當鐵棒的長度小于10cm時，振動的頻率大于500Hz，音調(diào)高于re；當鐵棒的長度大于10cm時，振動的頻率小于500Hz，音調(diào)低于re；所以，要用這種材料做一個樂器，發(fā)出do re mi fa so la xi的音時，re的音小于500Hz，該樂器的長度應(yīng)大于10cm。
1.（多選）下列有關(guān)聲音的事例，能說明聲音可以傳遞信息的有( )
A.利用超聲波清洗精密元件上的污漬
B.鐵路工人用鐵錘敲擊鋼軌，從異常的聲音中發(fā)現(xiàn)松動的螺栓
C.醫(yī)生通過聽診器可以了解病人心、肺的工作狀況
D.炸彈強烈的爆炸聲震破了附近房屋的玻璃窗
BC
1.答案：BC
解析：A.利用超聲波清洗精密元件上的污漬，說明聲音能夠傳遞能量，故A不符合題意；
B. 鐵路工人用鐵錘敲擊鋼軌，從異常的聲音中發(fā)現(xiàn)松動的螺栓，說明聲音能夠傳遞信息，故B符合題意；
C. 醫(yī)生通過聽診器可以了解病人心、肺的工作狀況，說明聲音能夠傳遞信息，故C符合題意；
D.炸彈強烈的爆炸聲震破了附近房屋的玻璃窗，說明聲音能夠傳遞能量，故D不符合題意。
故選BC。
2.小強同學在探究聲音的產(chǎn)生與傳播時，做了以下實驗。
（1）如圖甲所示，用懸掛著的乒乓球接觸正在發(fā)聲的音叉，可觀察到乒乓球被彈開，這說明了________________________。
（2）如圖乙所示，將正在響鈴的鬧鐘放在玻璃罩內(nèi)，逐漸抽出其中的空氣，聽到的鈴聲______，由此可以推理得出______不能傳聲。
（3）將正在響鈴的鬧鐘用塑料袋包好，放入水中，仍可以聽到鈴聲，說明水可以______。
聲音是由物體振動產(chǎn)生的
減弱
真空
傳聲
2.答案：（1）聲音是由物體的振動產(chǎn)生的
（2）減弱；真空
（3）傳聲
解析：（1）用懸掛著的乒乓球接觸正在發(fā)聲的音叉，乒乓球被彈開，發(fā)聲的音叉在振動，說明聲音是由物體的振動產(chǎn)生的。
（2）將正在響鈴的鬧鐘放在玻璃罩內(nèi)，逐漸抽出其中的空氣，由于空氣的減少，聽到的鈴聲會減弱；由此推理，若玻璃罩內(nèi)被抽成真空，將聽不到鈴聲，這表明聲音的傳播需要介質(zhì)，真空不能傳聲。
（3）將正在響鈴的鬧鐘用塑料袋包好，放入水中，仍可以聽到鈴聲，這表明水可以傳播聲音。
3.如圖為錄制合成的聲音波形圖，由圖可知，甲和乙_______不相同，甲和丙_______不相同（均選填“音調(diào)”、“響度”或“音色”）。
音色
響度
3.答案：音色；響度
解析：由圖可知，甲和乙波形不同，因此甲和乙音色不相同。
由圖可知，甲和丙的波形偏離平衡位置的幅度不同，即甲和丙振幅不同，因此甲和丙響度不同。
4.噪聲已經(jīng)成為嚴重污染源，極大地阻礙了人們生活質(zhì)量的提高，防噪已成為日常課題。“輕手輕腳過樓道”是在________減弱噪聲，而在空心磚砌墻則是在__________減弱噪聲，戴上耳罩則是在________減弱噪聲。
聲源處
傳播途中
人耳處
4.答案：聲源處；傳播途中；人耳處
解析：輕手輕腳過樓道是防止噪聲的產(chǎn)生，所以在聲源處減弱噪聲。
氣體的傳聲效果弱于固體傳聲效果，所以用空心磚砌墻則是在傳播過程中減弱噪聲。
戴上耳罩是在人耳處切斷聲音傳入人耳，則是在人耳處減弱噪聲。
5.小美買了一個金屬管風鈴，微風吹過，風鈴發(fā)出悅耳的聲音，小美想探究管子發(fā)出聲音的頻率與長度、直徑的關(guān)系，于是他選取了材料與管壁厚度都相同、長度和直徑不同的三根直管，先用同一刻度尺測出直管的長度和直徑，然后將它們懸掛起來敲擊發(fā)出聲音，利用儀器測出各自發(fā)出聲音的頻率，記錄數(shù)據(jù)如表所示：
（1）根據(jù)表中的數(shù)據(jù)可知，小美所用刻度尺的分度值是________。
（2）三根管子中音調(diào)最低的是_______號。
（3）小美發(fā)現(xiàn)根據(jù)表中的數(shù)據(jù)無法總結(jié)出
管子發(fā)出聲音的頻率與長度、直徑的關(guān)系，
因為_________。
（4）要想完成實驗需要再增加一根材料與
管壁厚度相同的________（選填“A”或“B”）直管來做實驗。
A.長度為20.50 cm，直徑為2.50 cm B.長度為55.50cm，直徑為3.00 cm
1mm
3
沒有控制變量
A
編號 長度/cm 直徑/cm 頻率/Hz 聲強級/dB
1 20.50 1.50 2131 80
2 31.00 2.00 1284 100
3 48.50 2.50 656 90
5.答案：（1）1mm；（2）3；（3）沒有控制變量；（4）A
解析：（1）刻度尺的分度值是刻度尺相鄰兩刻度線表示的長度。由“20.50cm”知，刻度尺的分度值是：0.1cm=1mm。
（2）音調(diào)跟頻率有關(guān)，頻率越大，音調(diào)越高；頻率越小，音調(diào)越低。由表格數(shù)據(jù)可知，3號管子的頻率最小，音調(diào)最低。
（3）探究頻率與管子長度、直徑的關(guān)系應(yīng)采用控制變量法，由表中數(shù)據(jù)可知，沒有控制管子的長度相同而直徑不同、管子的長度不同而直徑相同，即沒有采用控制變量法，所以不能根據(jù)表中數(shù)據(jù)得出管子發(fā)出聲音的頻率與長度、直徑的關(guān)系。
（4）根據(jù)控制變量法，如果想得出管子發(fā)出聲音的頻率與長度、直徑的關(guān)系，則需再增加一根長度和直徑與表中相同的金屬管，表中長度有“20.50cm、直徑有2.50cm”，即要選A管，這樣可以控制直徑相同或長度相同。

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