資源簡介

第23講 聲和聽覺
競賽要點和熱點
對聲音的認識
我們周圍存在著各種各樣的聲音。我們一般用耳來辨別各種聲音。運用測量聲音大小的工具（例如：聲強計）要比耳對聲音的感覺準確。
耳的結構與聽覺的形成
耳可分為外耳、中耳、內耳。外耳包括耳廓、外耳道；中耳包括鼓膜、鼓室、聽小骨、咽鼓管；內耳包括半規管、前庭、耳蝸。人聽到聲音的途徑有兩種：一是聲波通過空氣傳入人耳；二是通過骨傳導。聽覺在人腦形成。
聲音的發生與傳播
聲音是由于物體的振動而產生的。振動的物體叫聲源。有聲音必定有聲源，但有聲源卻不一定有聲音。聲音靠介質（一切固體、液體、氣體）傳播，它以波的形式傳播，稱為聲波，波是傳遞能量的一種形式。真空不能傳聲。聲音在不同介質中傳播的速度不同，聲音在固體、液體中比在空氣中傳播的速度快。一般來說，聲音在固體中傳播速度最大，在氣體中傳播速度最小，聲音在空氣（15℃）中的傳播速度為340米/秒。
回聲是聲音遇到山崖、墻壁等障礙物反射回來傳入人耳的聲音。人耳區分回聲和原聲的最短時間間隔時0.1秒。
聲波的應用
聲波具有能量，在醫學、軍事、工農業生產中超聲波有廣泛的應用。
樂音的三個基本特征
樂音的三個基本特征是音調、響度、音色。發聲體振動越快，音調越高。人耳能聽到的頻率范圍是20—20000赫。響度與聲源振動的幅度和人距離聲源的遠近有關。音色由發聲體的頻率組成和振幅決定；發聲體的性質、形狀、發聲方法等都能夠影響音色，根據音色我們可變不同的樂器及不同人的說話聲等。
噪聲
科學中把不規則振動發出的聲音叫噪聲；環保學中把影響他人學習、生活和工作的聲音叫噪聲。減弱噪聲的途徑有：將光源加屏蔽隔離；在聲音的傳播過程中減弱；在人耳處減弱。
拓展與提高
聲波是如何形成的？
如右圖所示，用木棒敲擊音叉，兩個叉股就來回往復振動。當叉股向外側運動時，壓縮鄰近空氣，使這部分空氣變密些，壓強大些；當叉股向內側運動時，又使這部分空氣變疏些，壓強小些。這種疏密相間的狀態，由聲源向外傳播，就形成聲波。若聲源停止振動，聲波也就逐漸減弱消失。
聲波傳播的是聲源的振動，屬于機械波?？諝獗旧聿]有遷移傳播，傳播的只是振動的形式和振動的能量（聲能）。空氣振動的方向與波傳播的方向在同一條直線上，這種波叫做縱波。在空氣中傳播的聲波是縱波。
三、例題精析
例1.如圖2所示的實驗，左右兩個音叉完全相同，用力敲擊右邊的音叉，左邊的音叉會隨之振動并將左邊懸吊著的泡沫塑料球彈開，如果在月球上進行，掛在左邊音叉旁的那個泡沫塑料球＿＿＿＿＿像圖示虛線那樣彈起。（填“會”或“不會”）
分析和解：敲擊右邊的音叉，右邊音叉振動產生的聲波通過空氣傳給了左邊的音叉，左邊的音叉也振動起來發出聲音。而在真空中不會發生。由于月球上是真空，故不出現上述現象。答案填“不會”。
例2.解釋下列現象。
根據下列圖3所示的三幅圖，說明超聲波在生產和生活方面有什么應用。
分析和解：超聲波的應用很廣，可結合超聲波的特性分析。第一幅圖是工人用超聲波檢查金屬內部是否有氣泡、傷痕和裂縫等缺陷。第二幅圖是家庭婦女清洗碗、碟的情景。其中用的是超聲波清洗儀。第三幅圖是醫院里的醫生用B 超給孕婦作常規檢查。從上面幾點可以看出超聲波的應用是很廣的。主要表現在：第一，超聲波頻率高，振動迅速，可利用它來清洗、加工和消毒；第二、超聲波的穿透本領大，在工業上用來檢驗金屬內部是否有裂痕、氣泡等；第三、超聲波在醫學上應用很廣。醫院里的“B 超”應用的就是超聲波。
四、能力訓練
1.敲響大鐘，停止了對大鐘的撞擊后，大鐘仍“余音未止”，其原因是（ ）
A.一定是大鐘的回聲 B.有余音說明大鐘仍在振動
C.是因為人的聽覺發生“延長”的緣故 D.大鐘雖已停止振動，但空氣仍在振動
2.在一根較長的內部充滿水的的自來水管一端，重重地敲擊一下，在水管的另一端的人貼近水管會聽到聲音的次數是：（ ）
A.一次 B.二次 C.三次 D.四次
3.將要上鉤的魚，會被岸上的腳步聲嚇跑，這時魚接收到聲波的主要途徑是：（ ）
A.岸-----空氣-----水------魚 B.空氣-------水---------魚
C.岸-----水------魚 D.岸-------空氣-------魚
4.往保溫瓶里灌開水的過程中，聽聲音就能判斷壺里水位的高低，是因為（ ）
A.隨著水位升高，音調逐漸升高
B.隨著水位升高，音調逐漸降低
C.灌水過程中音調保持不變，響度越來越大
D.灌水過程中音調保持不變，響度越來越小
5.假如你的鄰居經常引吭高歌，干擾你的學習或休息，為了減少干擾，下列措施中無效的是（ ）
A.將門窗打開讓空氣流通 B.用棉花塞住自己的雙耳
C.用棉毯掛在分割的墻壁上 D.請鄰居歌唱時放低音量
6.要使小提琴發出的聲音聽起來音調高些，應采取的措施是：（ ）
A.放松琴弦 B.拉緊琴弦 C.增加部分弦線的長度 D.換些粗弦
7.在雷雨來臨之前，總是先看到電光一閃即逝，緊接著才聽到隆隆不斷的雷聲，這主要是：（ ）
A.雷一個接一個打個不停 B. 雷聲經過地面、山丘和云層多次反射造成的
C. 雙耳效應 D.閃電發生在雷鳴之前
8.我們閉上自己的眼睛，僅憑耳朵的聽覺就能分辨出交響樂中不同樂器的聲音，這是因為：（ ）
A.不同樂器的演奏方式不同 B.不同樂器的響度不同
C.不同樂器的音調不同 D.不同樂器的音色不同
9.在舞臺上歌手對著麥克風演唱，擴音器主要改變了歌聲的：（ ）
A.音調 B.響度 C.音色 D.音調、響度、音色
10.中國詞語中有“曲高和寡”這一個成語，那么該成語中的“高”的意思是：（ ）
A.聲音高昂 B.音調高 C.高雅難懂 D.都有可能
11聲音在傳播過程中，下列說法正確的是：（ ）
A.音色會逐漸改變 B.音調會逐漸改變
C.響度會逐漸改變 D.音調、響度和音色都要改變
12.下列哪種措施可以減弱噪聲：（ ）
A.停止使用一次性白色泡沫飯盒 B.科學家研制氟利昂的代用品
C.在摩托車排氣管上裝消聲器 D.為了推銷商品，商場在門口安裝高音喇叭
13.中醫診病常通過“望、聞、問、切”四個途徑，其中指聽的是：（ ）
A.“望” B.“聞” C.“問” D.“切”
14.具有聽覺感受器的結構是：（ ）
A.耳蝸 B.前庭 C.半規管 D.鼓膜
15.“如果聲音在空氣中的傳播速度變為1m/s,則我們周圍的世界會有什么變化？“對于這一問題的討論，一位學生提出了下列四個有關的場景，請你判斷不正確的是（ ）
A.教室內學生能更清楚地聽到教師的講課聲
B.汽車的喇叭不能再起到原來的作用
C.銅管樂隊在會場內的演奏效果將變差
D.我們聽到萬米高空傳來的客機聲時，卻不能看到相應的飛機
16.科學家在對蝙蝠的研究中，曾經用黑布將蝙蝠的雙眼蒙上，發現蝙蝠仍可以很正常地飛行，沒有受到一點影響，這是因為（ ）
A.蝙蝠在飛行時會發射次聲波，根據回聲定位原理來飛行
B.蝙蝠的眼睛會發射超聲波，穿透黑布，清楚地看到黑布外面的目標
C.蝙蝠在飛行時會發射超聲波，根據回聲定位原理來飛行
D.黑布太薄會透光，蝙蝠可以很清楚地看到黑布外面的目標
17.用一根棉線連接兩個紙筒，就做成了一個“土電話”。在土電話中，傳播聲音的介質是＿＿＿＿＿，而這種介質是固體，這一現象說明＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿。
18.馳名中外的北京天壇里的回音壁、三音石、圜丘三處建筑有非常美妙的聲音現象，它是我國古代建筑師利用聲音的＿＿＿＿＿＿＿＿造成的音響效果。
19.有經驗的養蜂員，根據蜜蜂的嗡嗡聲，就可以知道它飛出采蜜，還是采好了蜜回蜂房，這是由于帶花蜜飛回時，翅膀振動發出的聲音的＿＿＿＿＿＿＿＿＿比不帶花蜜時的低。
20.發生雷電時，人看到閃電和聽到雷聲的時間間隔為2.5s，則打雷處離人的距離大約為＿＿＿＿＿＿。（空氣中的聲速值取340m/s）
21.人有兩只耳朵，大腦中樞能夠估計出聲音傳到兩耳的時間差，所以還能判別聲源所在的方向，這就是所謂的＿＿＿＿＿＿＿＿＿效應。
22.火車在進入隧道前必須鳴笛，若火車速度為80km/h,聲音在空氣中的速度是340m/s,司機在鳴笛后2s時聽到隧道口處的山崖反射的回聲，則火車鳴笛處到隧道口的距離是＿＿＿＿m.
23.夏天里買西瓜，要捧起西瓜并拍兩下子聽聽聲音，這是為什么？
24.甲、乙兩列火車相向行駛，甲車的速度為54km/h，乙車的速度為46km/h，當它們相距5km時，甲車鳴一聲汽笛，則甲車的司機要經過多長時間才能聽到從乙車反射回來的回聲？（聲音在空氣中傳播速度為340m/s）
25.有一個山谷，寬1200m，兩側為豎直陡壁，有人在山谷內放了一槍，他聽到兩次回聲間隔5s。求人離兩旁陡壁的距離分別是多少？
26.為了探究聲音產生的條件，有人建議利用以下幾個實驗現象。
甲：放在鐘罩內的鬧鐘正在響鈴，把鐘罩內的空氣抽出一些后，鈴聲明顯減小。
乙：使正在發聲的音叉接觸水面，水面濺起浪花。
丙：吹笛子時，手指按住不同的孔便會發出不同的聲音。
丁：在吊著的大鐘上固定一支細小的筆，把鐘敲響后，讓紙在筆尖上迅速滑過，可以在紙上畫出一條來回彎曲的細線。
你認為，能說明聲音產生條件的實驗現象是哪一個或哪幾個？其他現象雖然不能說明聲音產生的條件，但是分別說明了什么問題？
第23講參考答案
1、B 2、C 3、C 4、A 5、A 6、B 7、B 8、D 9、B 10、B 11、C 12、C 13、B 14、A 15、A 16、C 17、棉線，固體能夠傳播聲音 18、回聲 19、頻率 20、850米 21、雙耳 22、362.2米 23、因為生西瓜和熟西瓜內部結構不同，在拍擊時西瓜振動頻率就不一樣。即音調不一樣，有的清脆，有的沉悶，有經驗的賣瓜人和買瓜人就能據此分辨出瓜的好壞。24、27.1秒 25、175米，1025米26、能說明聲音產生的條件的實驗現象是：乙、丁。甲說明聲音的傳播需要介質，丙說明空氣柱振動發聲，抬起手指改變空氣柱長度，從而改變音調。

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