1、第三章声现象声音的产生与传播知能演练提升能力提升1.为了测量声音在钢管中的传播速度,取一长为680 m的钢管,在其一端沿钢管方向敲击一下,在另一端听到两次声音,两次声音相隔的时间是1.864 s。(空气中的声速取340 m/s)(1)请计算声音在空气中从钢管一端传到另一端所用的时间。(2)请计算声音在钢管中的传播速度。2.国庆期间,小王一家自驾去秦岭游玩,在一段平直的路面上,爸爸开车匀速远离一座高山,鸣笛3 s后听到回声,若当时汽车行驶的速度是24 m/s。(空气中的声速取340 m/s)(1)从鸣笛到听到回声,车行驶了多远?(2)声音传播的路程是多少?(3)听到回声时,车离高山多远?探究创新
2、3.在探究声音的产生与传播时,小明和小红一起做了下面的实验。(1)如图3-1-2所示,用悬挂着的乒乓球接触正在发声的音叉,可观察到乒乓球被弹开,它说明了声音是由物体 产生的。此探究中悬挂着的乒乓球的作用是 。图3-1-2(2)为了验证(1)中的探究结论,小红同学用手使劲敲桌子,桌子发出了很大的声响,但她几乎没有看到桌子的振动,为了明显地看到实验现象,你的改进方法是。(3)如图3-1-2所示,敲响右边的音叉,左边完全相同的音叉也会发声,并且把泡沫塑料球弹起。该实验能说明可以传声。(4)如图3-1-2所示,把正在响铃的闹钟放在玻璃罩内,逐渐抽出其中的空气,所听到的声音将会逐渐,由此推理可知。(5)
3、如图3-1-2所示,两位同学用细棉线连接了两个纸杯,制成了一个“土电话”,他们用“土电话”能实现10 m距离的两地通话,这表明。相距同样远,讲话者以同样大小的声音讲话,如果改用细金属丝连接“土电话”,则听到的声音就大些,这一实验现象表明。声音的特性知能演练提升能力提升1.小岩自制了一个橡皮筋吉他,他将粗细不同的橡皮筋缠到一个小盒上,用相同的力弹拨橡皮筋,橡皮筋发出声音的 不同;当用不同的力拨动同一根橡皮筋时,橡皮筋发出声音的 不同。2.观察图3-2-4中同一示波器(各种条件都相同)屏幕显示的甲、乙、丙三种声音的波形图,可知它们的音调,响度,音色。(均选填“相同”或“不相同”)图3-2-4探究创
4、新3.在学习吉他的过程中,小华发现琴弦发出声音的音调高低是受各种因素影响的,他决定对此进行研究。经过和同学们讨论,他提出了以下猜想:猜想1:琴弦发出声音的音调高低与琴弦的横截面积有关;猜想2:琴弦发出声音的音调高低与琴弦的长短有关;猜想3:琴弦发出声音的音调高低与琴弦的材料有关。为了验证上述猜想是否正确,他们找到了下表所列9种规格的琴弦。因为音调的高低取决于声源振动的频率,他们借来一个能够测量振动频率的仪器进行实验。编号材料长度l/cm横截面积S/mm2A铜600.76B铜600.89C铜601.02D铜800.76E铜F铜1000.76G钢801.02H尼龙801.02I尼龙1001.02(
5、1)为了验证猜想1,应选用编号为的三根琴弦进行实验;为了验证猜想2,应选用编号为 的三根琴弦进行实验。(2)表中的材料规格还没填全,为了验证猜想3,请补充所缺数据:;。(3)随着实验的进行,小华又觉得琴弦音调的高低可能还与琴弦的松紧程度有关。为了验证这一猜想,必须进行的操作是:使用(选填“同一根琴弦”或“不同的琴弦”),只改变琴弦的,用同样的力拨动琴弦,判断音调与琴弦松紧程度的关系。声波的应用知能演练提升能力提升1.超声波喷雾降温扇是利用超声波具有的 ,把水击打成很细小的水雾,并在风扇转动时喷出,从而达到降温的目的。2.一只蝴蝶飞行时翅膀一分钟振动300次,其频率是Hz,产生的声波属于(选填“
6、超”或“次”)声波,人耳(选填“能”或“不能”)听到该声音。3.倒车雷达全称是“倒车防撞雷达”,也叫“泊车辅助装置”,该装置能够判断车与障碍物的距离,并提示车辆周围障碍物的情况,以提高倒车时的安全性。该装置是由声波传感器(俗称探头)、控制器和显示器、报警器(喇叭或蜂鸣器)等部件组成的,探头是整个装置中最核心的部件,其作用是发出与接收声波,常用的工作频率为40 kHz。当探头探知汽车与障碍物的距离达到危险距离时,系统会通过报警器发出“嘀嘀”的警报声和显示器来提醒驾驶员。声波在空气中的传播速度取340 m/s。(1)倒车雷达的探头是利用(选填“超声波”或“次声波”)来工作的,相当于(选填“喇叭”或
7、“声呐”)。(2)当汽车与障碍物之间的距离过小时,报警器发出“嘀嘀”的警报声,警报声(选填“属于”或“不属于”)超声波;司机听到警报声马上停车,说明声波可以传递。(3)司机听到急促的“嘀嘀”声时,马上停止倒车,此时,如果倒车雷达的探头向障碍物发出信号后,经过0.002 s接收到返回的信号,车尾与障碍物之间的距离是多少米?(声波传播的距离s与声速v、传播时间t的关系为s=vt)探究创新4.阅读短文,回答问题。超声波指纹识别超声波指纹识别技术利用了超声波具有穿透材料的能力,且随材料的不同产生大小不同的反射回来的声波(超声波到达不同材质表面时,被吸收、穿透与反射的程度不同)。因此,利用皮肤与空气对于
8、声波阻抗的差异,就可以区分指纹波峰和波谷所在的位置。应用超声波指纹识别技术时能量被控制在对人体无损的程度。(1)频率高于Hz的声波叫作超声波。已知超声波在海水中的传播速度约为1 500 m/s,在某处海面上向海底垂直发射超声波,若4 s后收到回声信号,则该处海底深度约为m。(2)超声波指纹识别技术通过声波获取指纹的信息,以下各项应用中与此类似的是(选填选项字母)。A.超声波体外碎石B.医生用B超诊断病情C.超声波加湿器对空气加湿D.超声波清洗眼镜片(3)放大手指局部,其表面是凹凸不平的。超声波指纹识别系统发出超声波,遇到手指上A、B、C、D、E五个位置时,测得返回信号的时间分别为0.30 ms
9、、0.36 ms、 0.30 ms、0.36 ms、0.26 ms。 根据时间,求出手指各位置与该系统之间的距离,就可以绘出指纹的大致形状。则该处指纹的大致形状如图3-4-1中的()。图3-4-1参考答案1.答案:(1)2 s(2)5 000 m/s解析:(1)声音在空气中从钢管一端传到另一端所用的时间为t=sv1=680m340m/s=2 s。(2)声音在钢管中的传播时间为t=t-1.864 s=2 s-1.864 s=0.136 s,声音在钢管中的传播速度为v2=st=680m0.136s=5 000 m/s。2.答案:(1)72 m(2)1 020 m(3)546 m 解析:(1)从鸣笛
10、到听到回声,车行驶的距离为s车=v车t=24 m/s3 s=72 m。(2)声音传播的路程是s声=v声t=340 m/s3 s=1 020 m。(3)听到回声时,车离高山的距离为s=s声+s车2=1 020m+72m2=546 m。3.答案:(1)振动将音叉的振动放大,便于观察(2)在桌面上撒一些纸屑(合理即可)(3)空气(4)减弱真空不能传声(5)固体能够传声金属丝的传声性能比棉线的好参考答案1.答案:音调响度解析:用相同的力拨动粗细不同的橡皮筋,橡皮筋的振动频率不同,发出声音的音调不同。当用不同的力拨动同一根橡皮筋时,橡皮筋的振幅不同,用力越大,响度越大。2.答案:相同不相同不相同解析:从
11、题图甲、乙、丙三种声音的波形图上看:波峰数或波谷数相同,即振动频率相同,说明其音调相同。响度指声音的响亮程度,与振幅和距离有关,从波形图上看,振动的幅度越大,响度越大,题图中振幅不同,故响度不相同。三种波的形状各不相同,因此音色不相同。3.答案:(1)ABCADF(2)801.02(3)同一根琴弦松紧程度解析:(1)由题表中的数据可知,A、B、C三根琴弦的材料和长度相同,而横截面积不同,故可用于探究琴弦发出声音的音调高低与琴弦的横截面积是否有关。由题表中的数据可知,A、D、F三根琴弦的材料和横截面积相同,而长度不同,可用于探究琴弦发出声音的音调高低与琴弦的长度是否有关。(2)猜想3认为琴弦发出
12、声音的音调高低与琴弦的材料有关,则要控制琴弦的长度及横截面积相同,长度应为80 cm,横截面积应为1.02 mm2,选用E、G、H三根琴弦进行探究。(3)小华又觉得琴弦音调的高低可能还与琴弦的松紧程度有关,实验时需要控制变量,所以要选取同一根琴弦,材料、长度及横截面积都相同,实验时只改变琴弦的松紧程度。参考答案1.答案:能量2.答案:5次不能解析:该蝴蝶翅膀振动的频率为30060 Hz=5 Hz。低于20 Hz的声波为次声波,该蝴蝶飞行时翅膀振动的声音属于次声波。通常人耳能听到声音的频率范围为2020 000 Hz,所以人耳听不见该声音。3.答案:(1)超声波声呐(2)不属于信息(3)0.34
13、 m 解析:(1)探头常用的工作频率为40 kHz=40 000 Hz,大于20 000 Hz,属于超声波;倒车雷达工作时,探头是利用超声波来测量距离的,相当于声呐。(2)报警器发出急促的“嘀嘀”声通过空气传到司机耳内,该警报声在人耳听觉频率范围内,不属于超声波,司机听到警报声马上停车,此时警报声给司机传递了信息。(3)由题知,超声波到达障碍物所用的时间t=120.002 s=0.001 s,车尾与障碍物之间的距离s=vt=340 m/s0.001 s=0.34 m。4.答案:(1) 20 0003 000(2)B(3)A解析:(1)超声波是指频率高于20 000 Hz的声波。超声波在海水中的
14、传播速度约为1 500 m/s,声波到达海底所用时间t=2 s,所以海底深度s=vt=1 500 m/s2 s=3 000 m。(2)医生用B超诊断病情也是利用声音可以传递信息。(3)由题意知,发出的超声波遇到手指上A、B、C、D、E五个位置时,测得返回信号的时间分别为0.30 ms、0.36 ms、 0.30 ms、 0.36 ms、 0.26 ms,根据s=vt知道,速度一定时,时间越长,通过的路程越远,因为0.36 ms0.30 ms0.26 ms,所以sB=sDsA =sCsE,即B、 D到该系统的距离是相同的(最远),而离手机最近的是E,A、C在中间且与该系统的距离相等,所以,对照题图可知,该处指纹的大致形状如题图中的A。11
