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第五講 聲音的特性、噪聲的防治、聲的利用
A.學(xué)前導(dǎo)讀
為什么我們閉著眼睛能夠知道到底是蚊子發(fā)出的聲音還是蒼蠅發(fā)出的聲音？
對于聲音來說，植樹造林有什么好處？
眼鏡店里洗眼鏡用的是什么工具？
B.知識新知
實驗一：響度和振幅
用不同的力度敲擊鼓面，觀察鼓面上小紙團跳躍的高度與聽到的聲音之間的關(guān)系（或者用大喇叭播放音樂，并調(diào)節(jié)音量大小，觀察小紙團在喇叭上跳躍的高度與聲音大小之間關(guān)系）.
實驗結(jié)論（知識點1）：聲音的 叫響度.物體在振動時偏離原來位置的最大距離叫做振幅，響度的大小跟發(fā)聲體的 有關(guān).物體振幅越大，響度 .
人聽到聲音的強弱還與距離發(fā)聲體的距離有關(guān)；用管狀物傳遞聲波可以增加傳聲效果；響度和音量不同，是人耳對聲音感覺的強弱.
實驗二：音調(diào)和頻率
準(zhǔn)備7個玻璃杯，向其中注入不同高度的水，調(diào)節(jié)水量做出7個不同的音階，用相同的力度來敲擊玻璃杯達(dá)到演奏樂曲的目的.
實驗結(jié)論（知識點2）：聲音的 稱為音調(diào).物體在1s內(nèi)振動的次數(shù)叫做頻率，頻率反映物體振動的快慢，頻率的單位是赫茲，符號為Hz，1赫茲=1次/秒.物體振動越快，頻率 .
聲音在介質(zhì)中的傳播速度與音調(diào)無關(guān)，在同一介質(zhì)中，不同頻率的聲音傳播速度均相同.人耳對高音和低音的聽覺有一定的限度，大多數(shù)人能夠聽到的聲音頻率范圍大約是20Hz到20000Hz（不同人會有細(xì)微差別）.
人們把高于20000Hz的聲音叫超聲波（蝙蝠發(fā)聲測距離、雷達(dá)、B超、金屬探傷），低于20Hz的聲音叫次聲波（蝴蝶翅膀振動、人體內(nèi)臟振動、地震海嘯等自然災(zāi)害發(fā)生）.
實驗三：音色
準(zhǔn)備一個塑料盆，筷子（木制、不銹鋼制）、鍋鏟、湯勺（塑料制、陶瓷制）等長柄工具.先用不同的工具敲擊塑料盆，讓大家記住發(fā)出的不同聲音，然后讓其中一個同學(xué)A戴上塑料盆，一圈同學(xué)環(huán)繞，只有一個同學(xué)敲擊，讓A猜測是誰敲的.或者只有一個人不敲，讓A同學(xué)猜是誰敲的.
實驗結(jié)論（知識點3）：音色是指聲音的品質(zhì)，通常也稱音品.發(fā)聲體的 不同， 不同，發(fā)出的聲音的音色也就不同.
知識點4：噪聲
從物理學(xué)角度看：噪聲是發(fā)聲物體無規(guī)則振動時發(fā)出的聲音
從環(huán)保角度看：
噪聲大小的重要指標(biāo)之一是指它的響度（聲音的強弱），聲音強弱的單位是 ，符號是dB.
聲音的等級/dB 人的感覺與危害
0 人剛能聽到的最微弱聲音——聽覺下限
30—40 較為理想的安靜環(huán)境
50—60 影響睡眠和休息
70 干擾談話、影響工作效率
90 聽力收到嚴(yán)重影響，并產(chǎn)生神經(jīng)衰弱、頭痛、高血壓等疾病
150 可能使鼓膜破裂出血、雙耳完全失去聽力
知識點5：控制噪聲的途徑
（1）在 減弱.如更換為噪聲小的設(shè)備，或加裝一些消音設(shè)備.
（2）在 減弱.如植樹造林，設(shè)立隔音墻、隔音玻璃.
（3）在 減弱.如耳塞、頭罩、頭盔等.
知識點6：聲的利用，傳遞信息和能量
聲音能傳遞 ：如基本語言交流、回聲定位、B超
聲音能傳遞 ：如超聲波清洗精密儀器、超聲波去除結(jié)石
C.典型例題
知識點：音調(diào)
【例1】用手指在梳子齒上滑動，當(dāng)指甲滑動加快時，梳子發(fā)出的聲音（ ）
A.響度越來越響 B.音調(diào)越來越高
C.響度和音調(diào)都越來越高 D.沒有區(qū)別
知識點：響度
【例2】敲鼓時，撒在鼓面上的紙屑會跳動，且鼓聲越響紙屑跳得越高；將正在發(fā)聲的音叉接觸水面，能濺起水花，且音叉聲音越響濺起的水花越大；揚聲器發(fā)聲時紙盆會振動，且聲音越響紙盆振幅越大.根據(jù)上述現(xiàn)象可歸納出：（1）聲音是由物體的 產(chǎn)生的；（2） .
知識點：音色
【例3】瓷器廠的工人在驗收產(chǎn)品時，時常在瓷器上敲一敲，由聲音判斷其內(nèi)部是否破損，其主要依據(jù)是（ ）
A.音調(diào) B.響度 C.音色 D.音量
知識點：噪聲
【例4】我們生活在聲音的世界里，聲音無處不在，下列聲音：①工廠機械切割的聲音；②安靜的閱覽室里的說話聲；③山間小溪潺潺的流水聲；④鄰居電視音量過大；⑤上課時，公路上傳來喇叭聲；⑥節(jié)日里的鞭炮聲.屬于噪聲的是（ ）
A.①②③ B.④⑤⑥
C.①④⑥ D.①②④⑤
知識點：噪聲的防治
【例5】一場大雪后，大地披上了銀裝，這時你會發(fā)現(xiàn)周圍特別寧靜，為什么？
D.夯實基礎(chǔ)
1.“震耳欲聾”反映了聲音的 很 .
2.日常生活中，如說“聲音高的刺耳”指的是 ，如說“低聲細(xì)語”，“引吭高歌”指的是聲音的 .
3.聯(lián)歡晚會上，口技演員惟妙惟肖地模仿一些動物和樂器的聲音，他主要是模仿聲音的 ，臺下觀眾聽到口技演員的聲音是靠 傳播的.
4. 污染、 污染、 污染和 污染一起，是當(dāng)代社會的四大污染，也稱四大 .
5.從環(huán)境保護角度講，噪聲是指 .
6.人們以 為單位來表示聲音強弱的等級. dB是較理想的安靜環(huán)境.
7.考試期間，考點周邊禁止鳴笛、禁止施工，這種措施屬于在 處減弱噪聲.
E.進階提高
1.敲鼓時，用力越大，鼓面振動的幅度越大，則鼓聲（　 　）
A.音調(diào)越高 B.音色越好 C.響度越大 D.越低沉
2.湖北省隨州市出土了一套戰(zhàn)國時鑄造的編鐘．這套編鐘的制作材料一樣，每個編鐘的厚薄和質(zhì)量有差異，樂師敲擊這套編鐘便可演奏出獨具特色的美妙音樂．這些編鐘在發(fā)聲時主要不同的是（　　）
A.音色 B.音調(diào) C.響度 D.無法判斷
3.聲音是一種常見的現(xiàn)象，與我們的生活密切相關(guān)，以下有關(guān)聲音的說法正確的是（　 　）
A.“未見其人，先聞其聲”，主要是根據(jù)聲音的響度來判斷的
B.雨滴落在地面會發(fā)出聲音，說明物體不振動也可以發(fā)聲
C.用超聲波能粉碎人體內(nèi)的“小石頭”，說明聲波具有能量
D.市區(qū)內(nèi)某些路段“禁鳴喇叭”，這是在聲音傳播的過程中減弱噪聲
4.如圖1所示，四個相同的玻璃瓶里裝水，水面高度不同，用嘴貼著瓶口吹氣，如果能分別吹出“dou(1)”“ruai(2)”“mi(3)”“fa(4)”四個音階，則與這四個音所相對應(yīng)的瓶子的序號是（ ）
A.甲、乙、丙、丁 B.丙、乙、甲、丁
C.丁、甲、乙、丙 D.丁、丙、乙、甲
5.物理教科書上有下列兩則信息，如圖2甲、乙所示. 根據(jù)上述兩則信息，可以判斷下列說法中正確的是（ ）
A.人憑聽覺能發(fā)現(xiàn)飛行的蜜蜂和飛行的蝴蝶
B.狗憑聽覺能發(fā)現(xiàn)飛行的蜜蜂和飛行的蝴蝶
C.貓憑聽覺能發(fā)現(xiàn)飛行的蝴蝶，不能發(fā)現(xiàn)飛行的蜜蜂
D.人憑聽覺能發(fā)現(xiàn)飛行的蜜蜂，不能發(fā)現(xiàn)飛行的蝴蝶
6.現(xiàn)代城市的主要街道上都會設(shè)置噪聲監(jiān)測設(shè)備．如圖是一款電子噪聲監(jiān)測器，某一時刻該裝置的顯示屏顯示如圖，此時噪聲分貝數(shù)為________這個數(shù)字表示的是當(dāng)時環(huán)境聲音的_________（選填“音調(diào)”、“響度”或“音色”），當(dāng)附近有汽車或摩托車駛過時，顯示屏上的數(shù)字將__________．（填“增大”“減少”或“不變”）
7.一物體在1min內(nèi)振動了180000次，則該物體振動頻率是 .
8.如圖6所示，去掉罐頭盒一端的蓋子，給這端蒙上橡皮膜，并且橡皮筋扎緊，
在另一端鉆一個指頭大的洞.
（1）將洞口對準(zhǔn)正在燃燒的蠟燭，用手敲橡皮膜使其發(fā)聲，會觀察到什么現(xiàn)象？
（2）以上做法中蘊含了哪些有關(guān)聲的物理知識？
9.小蘭在觀察提琴、吉他、二胡等弦樂器的弦振動時，猜測：在弦緊張程度相同的條件下，發(fā)聲的音調(diào)高低可能與弦的粗細(xì)、長短及弦的材料有關(guān).于是她想通過實驗來探究一下自己的猜想是否正確.下表是她在實驗時控制的琴弦條件：
條 件 琴弦的材料 琴弦的長度（cm） 琴弦的橫截面積（mm2）
A 鋼 20 0.3
B 鋼 20 0.7
C 尼龍 30 0.5
D 銅 40 0.5
E 尼龍 40 0.5
（1）如果小蘭想探究弦發(fā)聲的音調(diào)與弦的材料的關(guān)系，你認(rèn)為她應(yīng)該選用表中編號為
的琴弦（只填字母代號）.
（2）如果小蘭想研究弦發(fā)聲的音調(diào)與弦的長度的關(guān)系，你認(rèn)為她應(yīng)該選用表中編號為
的琴弦（只填字母代號）.
（3）如果小蘭想研究弦發(fā)聲的音調(diào)與弦的橫截面積的關(guān)系，你認(rèn)為她應(yīng)該選用表中編號為 的琴弦（只填字母代號）.
（4）在上述探究過程中，總要控制某些因素不變，進而尋找出另外一些因素的關(guān)系，這種研究方法叫做 .
F.課后訓(xùn)練
1.下列說法錯誤的是（ ）
A.噴氣式飛機起飛一定是噪聲 B.大聲讀文章的聲音一定是噪聲
C.人們的吵鬧聲一定是噪聲 D.刺耳的警笛聲一定是噪聲
2.中國成語中有“曲高和寡”這句話，其中的“高”意思是（ ）
A.聲音高昂 B.音調(diào)高
C.高雅難懂 D.都有可能
3.觀察小提琴的演奏，用同一把提琴可以奏出不同音調(diào)的聲音.這是因為（ ）
A.弦的材料不同 B.弦振動部分的長短不同
C.拉弦的力量大小不同 D.共鳴箱有大有小
4.下列做法中，不是利用音色知識的是（ ）
A.夏天買西瓜時，拍拍西瓜，可據(jù)聲音判斷生熟
B.挑選瓷器時輕輕敲擊，可據(jù)聲音判斷好壞
C.根據(jù)錄音磁帶發(fā)出的聲音，便知是哪位歌手唱的
D.拉二胡前，在弓毛上涂些松香粉
5.擴音器的作用是（ ）
A.擴大聲音的音調(diào) B.擴大聲音的響度
C.擴大聲音的音色 D.同時擴大音調(diào)和音色
6.以下減小噪聲的措施中，屬于在傳播過程中減弱的是（ ）
A.建筑工地上噪聲大的工作要限時 B.市區(qū)里種草植樹
C.戴上防噪聲的耳塞 D.市區(qū)內(nèi)汽車?yán)冉Q
7.在利用鋼尺探究“影響聲音的音調(diào)和響度的因素”實驗中：
（1）在“研究音調(diào)與頻率的關(guān)系”時，鋼尺伸出桌面的長度不同，為什么要用同樣大小的力撥動鋼尺？發(fā)出的音調(diào)是否相同？
（2）在“研究響度與振幅的關(guān)系”時，要保持鋼尺伸出桌面的長度相同，這樣做的目的是什么？發(fā)出聲音的響度是否相同？
（3）通過上述實驗?zāi)艿玫绞裁唇Y(jié)論？
G.設(shè)計實驗
用自行車彈琴
找一張有彈性的硬紙板，一輛自行車.把自行車支起來，一只手轉(zhuǎn)動自行車的腳踏板，另一只手拿著硬紙片，讓紙片的一頭伸到自行車后輪的輻條中.先慢慢轉(zhuǎn)動，這時可以聽到紙片的“軋軋”聲；再加快轉(zhuǎn)速，紙片發(fā)出的音調(diào)就會變高；當(dāng)轉(zhuǎn)速達(dá)到一定程度時，紙片就會“尖叫”起來了.
很明顯，紙片音調(diào)的變化和紙片每秒振動的次數(shù)有關(guān)：車輪旋轉(zhuǎn)較慢時，同意時間內(nèi)紙片跟輻條的接觸次數(shù)比較少，也就是說，每秒紙片振動的次數(shù)比較少.反過來，車輪轉(zhuǎn)得快時，紙片每秒振動的次數(shù)就多了.
這個實驗還可以采用不同材料的彈性硬板進行.
H.拓展閱讀
在老鼠王國里，灰老鼠家族和黑老鼠家族“人丁”最旺，這兩大家族各霸一方，占據(jù)糧倉，控制地窖陰溝，互相憎恨，常常發(fā)生戰(zhàn)爭.
為了探究老鼠大戰(zhàn)的秘密，一位動物學(xué)家做了一人實驗，將一只活崩亂跳的黑老鼠放入了一個裝灰老鼠的籠子里，看它們?nèi)绾螐P殺，結(jié)果出人意料，意想中的激戰(zhàn)聲面并沒有出現(xiàn)，相反，黑老鼠低頭不動，像是對無可奈何地闖入灰老鼠領(lǐng)地的行為深表“歉意”；灰老鼠則圍著黑老鼠一個輕地轉(zhuǎn)，像是歡迎新朋友一樣，灰老鼠見黑老鼠不動，這時不時地咬一下黑老鼠的耳朵和尾巴，90分鐘后，默不作聲的黑老鼠終于動了一下，隨即猛然倒地死了！這是什么原因呢？是灰老鼠將它咬死了呢，還是灰老鼠施放了毒氣？帶著這個問題動物學(xué)家檢查黑老鼠的尸體，沒有發(fā)現(xiàn)任何受傷的痕跡，解剖尸體的結(jié)果也沒中毒的跡象，黑老鼠為什么會死呢？顯微鏡下的觀測表明，它的中樞神經(jīng)遭到了破壞，原來黑老鼠是窒息而死的.
那么黑老鼠的中樞神經(jīng)是怎樣遭到破壞的呢？動物學(xué)家用自動化記錄儀進行了測試，發(fā)現(xiàn)了其中的奧秘，原來友老鼠圍著黑老鼠轉(zhuǎn)時，會發(fā)出超聲波，這種超聲波不僅使黑老鼠無法動彈，而且穿透力極強，能穿過皮膚，透過肌肉直達(dá)黑老鼠中樞神經(jīng)，將其擊潰！至于灰老鼠咬黑老鼠的耳朵和尾馬，其實并無特別的用意，只是想讓黑老鼠集中精力更好地接收超聲波而已.
問題：現(xiàn)在人們根據(jù)老鼠害怕超聲波的特性，研制出了“超聲貓”，你能說出它的作用嗎？
要析：超聲波可以傳播能量，并且應(yīng)用越來越廣泛，超聲波可以破壞動物的中樞神經(jīng)，直到死亡，“超聲貓”就是利用聲波的這一特點，作為超聲波的聲源來降服老鼠的.
I.知識拾遺
同學(xué)們，你能回答學(xué)前導(dǎo)讀中的三個問題了嗎？
本課中的疑問

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