資源簡介

七年級下冊科學競賽輔導教學案
第2講 人體的感覺與聲現象
知識梳理：
一、人的感覺
1.皮膚的感覺功能有冷覺（冷覺感受器）、熱覺（熱覺感受器，手背最敏感）、觸覺（觸覺感受器，指尖最敏感）、痛覺（痛覺感受器）等。
人體的各種感覺都是在大腦中形成的。感覺器官是指感受器及其附屬結構，是比系統低的結構層次，屬于器官層次。感受器是感覺器官的一部分，是游離的神經末梢能產生興奮的部分，屬于細胞層次。
2.皮膚感覺的形成：低溫、高溫、觸壓、損傷等刺激→冷覺、熱覺、觸覺、痛覺感受器→傳入神經→大腦皮層的感覺中樞（形成感覺）。
3.嗅覺的形成：氣味→鼻腔→嗅覺感受器（嗅覺神經末梢）→嗅神經→大腦皮層的嗅覺中樞（形成嗅覺）。
嗅覺具有適應性（嗅覺疲勞）和差異性（不同的人、不同的動物、不同的年齡、不同的氣味）的特點。
4.味覺的形成：食物→味覺感受器（味覺神經末梢、味覺細胞、味蕾）→味神經→大腦皮層的味覺中樞（形成味覺）。
四大基本味道：酸（舌兩側中部最敏感）、甜（舌尖最敏感）、苦（舌根最敏感）、咸（舌兩側前部最敏感）。而麻、辣、澀等味覺，是多種刺激綜合后產生的感覺。
5.聽覺的形成：聲波→耳廓→外耳道→鼓膜（接受聲波并轉化為振動）→聽小骨（將聲音放大）→耳蝸（聽覺感受器）→聽神經→大腦皮層的聽覺中樞（形成聽覺）。鼓膜、聽小骨受損引起傳導性耳聾；耳蝸（聽覺感受器）、聽神經、大腦皮層的聽覺中樞受損引起神經性耳聾。
6.視覺的形成：外界物體的光線→折光系統（角膜、房水、晶狀體、玻璃體）→視網膜→視神經→大腦皮層的視覺中樞（形成視覺）。
二、耳和聽覺
1.耳的結構
外耳 耳廓 收集聲波
外耳道 傳導聲波
中耳 鼓膜 隨著聲波的振動而引起振動，將振動傳到聽小骨
鼓室 與耳道一起引起共鳴，并且起到平衡氣壓的作用
聽小骨 把聲音放大后傳到內耳
咽鼓管 連通鼓室和咽部，使鼓膜內外空氣壓力保持平衡，從而使鼓膜能正常振動
內耳 耳蝸 內有液體和聽覺感受器，接受聲波的刺激，產生神經沖動
前庭 感受頭部位置的變動，產生神經沖動
半規管
2.耳的功能：耳具有聽覺功能和保持身體平衡的作用。耳朵是一個位聽器官。
三、聲音的產生和傳播
1.聲音是由于物體的振動產生的，振動停止，發音也停止。正在發聲的物體叫聲源。
2.聲音的傳播需要介質（物質），介質包括氣體、固體、液體等。聲音不能在真空中傳播。
3.聲音是以聲波的形式傳播的，聲波（聲音）遇到障礙物會反射回來即回聲（可用于測距離）。
4.聲音傳播的快慢與介質和溫度有關，聲音在不同的介質和溫度下，傳播的速度不同。同一溫度下，聲音在氣體中傳播最慢，在固體中傳播最快；在同一物質中，溫度越高，聲音傳播的越快。在15℃時，空氣中聲音傳播的速度是340m/s。
四、聲音和噪聲
1.聲音的三個特性（三要素）：音調、響度、音色
（1）音調指聲音的高低。音調是由頻率決定的。頻率是指物體在1s內振動的次數，單位是赫茲（赫），振動越快，頻率越大，音調越高。人能夠聽到的聲音頻率范圍大約是20~20000Hz。
超聲波：高于20000Hz的聲波，作用：B超檢查人體內部、超聲探傷儀（金屬）、聲納及回聲探測儀。次聲波：低于20Hz的聲波。
（2）響度受振幅與聲源距離的影響。振幅越大，響度越大；離聲源越遠，響度越小。聲學上用分貝作為單位來計量聲音的大小，符號為dB。正常說話的分貝數為40~50dB。
（3）音色：不同的聲源發出的聲音音色不同。音色受發聲體的性質、形狀和發聲方法的影響。生活中我們能辨別出演奏的樂器名稱、區分動物的叫聲等都是運用了音色的不同。
2.噪聲
（1）概念：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生干擾的聲音，都屬于噪聲。噪聲在物理特性上表現為雜亂無章的波形。
（2）控制噪聲的措施：防止噪聲的產生；阻斷噪聲的傳播；防止噪聲進入耳朵。國家規定工廠、工地的噪聲應不超過85~90dB；居民住宅區的噪聲白天不超過50dB，夜間不超過40dB。
易考點
1.感覺的形成。
2.回聲、雙耳效應等生活實例的應用及分析。
3.利用聲音的三要素分析生活實例。
4.噪聲防護的三條基本措施。
經典例題簡析
考點一 人體感覺中的聽覺和味覺
例1、“孔子聞韶音，三月不知肉味”中的“聞韶音”和“知肉味”分別屬于人的（ ）。
A.嗅覺和味覺 B.聽覺和視覺 C.聽覺和味覺 D.觸覺和味覺
思路點撥：文言文中的“聞”的意思是用耳朵聽，所以“聞韶音”屬于人的聽覺，而“知肉味”屬于人的味覺。
參考答案：C
方法歸納：了解人體的聽覺、味覺、嗅覺、觸覺、視覺等幾種基本感覺。
易錯誤區：把文言文中的“聞”與現代白話文中的“聞”意思相混淆，誤認為文言文中的“聞”是用鼻子嗅，運用的是人體的嗅覺。
考點二 耳的結構及聽覺的形成
例2、下列各組中，依次表示聽覺形成的正常途徑的是（ ）。
①聲波 ②聽神經 ③耳蝸內的聽覺感受器 ④鼓膜 ⑤聽小骨 ⑥大腦皮層聽覺中樞
A.①→④→⑤→③→②→⑥ B.①→②→④→⑤→③→⑥
C.①→④→⑤→②→③→⑥ D.①→③→④→⑤→②→⑥
思路點撥：聽覺的形成與觸覺、嗅覺、味覺等感覺的形成不同，不同之處在于它不是直接由感受器感受聲波的刺激，而是中間還有一些傳導過程，聲波從外耳經過中耳才傳到內耳，經過了鼓膜、聽小骨，才被耳蝸接收，然后經聽神經傳導到大腦皮層聽覺中樞。
參考答案：A
方法歸納：本題考查學生是否了解耳的各部分功能和聽覺的形成過程，需掌握聽覺的形成與觸覺、嗅覺、味覺等感覺形成的不同之處。
易錯誤區：對耳的結構及各結構的作用了解不足，無法正確表示聽覺的形成過程。
考點三 超聲波與次聲波
例3、【廣州】如圖所示，根據圖片所給的信息，判斷下列說法中正確的是（ ）。
A.蝙蝠可以發出頻率為400Hz的聲音
B.人能聽到蝙蝠發出的所有頻率的聲音
C.人的聽覺頻率范圍比人的發聲頻率范圍要大
D.15Hz的聲音只要振幅足夠大，人耳是能聽到的
思路點撥：根據圖中所給的信息可知，人和蝙蝠的發聲頻率范圍都比聽覺范圍要小，都只能聽到一部分頻率的聲音。人和蝙蝠的聽覺范圍不完全相同：人耳只能聽到20~20000Hz的聲音，而蝙蝠能聽到1000~120000Hz的聲音。
參考答案：C
方法歸納：需要根據圖片所給的信息進行判斷：不同聲音的頻率不同，不同動物的發聲頻率和接收聲音的頻率也不同。
易錯誤區：人與動物的發聲頻率和聽覺頻率范圍是不同的，不能混淆。
考點四 聲音的傳播條件、音調、超聲波與次聲波、防治噪聲的途徑
例4、關于聲音，下列說法中正確的是（ ）。
A.太空中宇航員對話，說明聲音可以在真空中傳播
B.手在小提琴的不同位置上按弦，主要目的是改變響度
C.道路兩旁的隔音墻是在聲源處減弱噪聲
D.B超檢查身體是超聲波在醫學中的應用
思路點撥：聲音的傳播是需要介質的，它既可以在氣體中傳播，也可以在固體和液體中傳播，但不能在真空中傳播。音調的高低與發聲物體振動的頻率有關，頻率越高音調越高。減弱噪聲的途徑有三種：在聲源處減弱噪聲；阻斷噪聲的傳播；在人耳處減弱噪聲。超聲波是頻率高于20000Hz的聲波，它方向性好，穿透能力強，易于獲得較集中的聲能，在水中傳播距離遠，可用于測距、測速、清洗、焊接、碎石、殺菌消毒等。
參考答案：D
方法歸納：本題需要掌握的知識點：聲音的傳播與介質的關系，音調的高低與發聲物體振動頻率的關系，減弱噪聲的三種方法，超聲波的特點及其應用。
易錯誤區：太空中宇航員能對話但不是直接對話，即使很近的距離也要通過無線電對話。手在小提琴上不同位置按弦，主要目的是改變音調（振動頻率）而不是改變響度。
考點五 防治噪聲的三種途徑
例5、下列做法中，屬于在傳播途徑中控制噪聲的是（ ）。
A.汽車進入市區后禁止鳴喇叭 B.圖書館里不能大聲喧嘩
C.飛機旁的工作人員帶上耳罩 D.高速公路兩側安裝透明板墻
思路點撥：減弱噪聲的途徑有三種：在聲源處減弱噪聲；在傳播途徑中減弱噪聲；在人耳處減弱噪聲。汽車進入市區后禁止鳴喇叭和圖書館里不能大聲喧嘩，是在聲源處減弱噪聲；飛機旁的工作人員帶上耳罩，是在人耳處減弱噪聲；高速公路兩側安裝透明板墻，是在傳播過程中減弱噪聲。
參考答案：D
方法歸納：解答此類題時，宜逐個分析選項，然后與控制噪聲的三種途徑相對照即可得到正確答案。
易錯誤區：不能把帶上耳罩當作是在傳播途徑中減弱噪聲。

三、課堂精煉
基礎過關
1．聲音是多種多樣的，有的聲音悠揚、悅耳，給人以美的享受，這種聲音稱為樂音。樂音通常有______、_____、______三個特性。
2．女高音與男低音中的“高”與“低”指聲音的______不一樣，是由聲源的振動______決定的；“引吭高歌“與“低聲細語”中的“高”與“低”指聲音的______不一樣，是由聲源振動的______決定的。
3．弦樂器的音調高低決定于弦的長短、松緊、粗細。在弦的粗細，松緊相同時，弦越______，音調越高；在弦的粗細，長短相同時，弦越______，音調越高；在弦的長短、松緊相同時，弦越______，音調越高。
4．鋼琴、吉他、笛子等，即使音調和響度都相同，我們仍然可以區別出來它們的聲音，這是因為它們的______不同。
5．童話故事中的狼為了想吃掉小兔子，學著兔媽媽的聲音說:“小兔子乖乖，把門兒開開！”小兔子卻回答說:“不開，不開！”小兔子知道這不是它媽媽的聲音,這主要是因為狼和兔媽媽聲音的____________和____________不同。
6.我們能夠分辨出各種不同樂器的聲音,是因為它們的　　　　　　　(選填“音調”“響度”或“音色”)不同;戴著耳機在嘈雜的公共場所聽音樂時,往往需要增大音量,這是增大了聲音的　　　　　　(選填“音調”“響度”或“音色”),若長此以往會導致聽力下降。
7.如圖所示,在四個相同玻璃瓶里裝水,水面高度不同,用嘴貼著瓶口吹氣,如果能分別吹出“1(Do)”“2(Re)”“3(Mi)”“4(Fa)”四個音階,則與這四個音階相對應的瓶子的序號是　　　　、　　　　、　　　　、　　　　。
8. 如圖所示是幾種聲音輸入到示波器上時顯示的波形,其中音調相同的是　　　　　　;響度相同的是　　　　　　。
9.下面是黎明同學探究“鼓聲與聲音的特性”時的三個情景:
情景1:同一個鼓,敲擊力度不同,振幅不同,則響度不同;
情景2:相同材料,不同大小的鼓,敲擊力度相同,頻率不同,則聲調不同;
情景3:不同材料,大小相同的鼓,敲擊力度相同,音色不同。
根據以上情景,回答下列問題:
(1)聲音的特性有哪些?
(2)這些特性分別與哪些因素有關?
例、小明在學習小提琴的演奏過程中，發現琴弦發出聲音的音調高低是受各種因素影響的。他決定對此進行研究，經過和同學們討論，提出以下猜想：
猜想1：琴弦發出聲音的音調高低，可能與琴弦的橫截面積有關。
猜想2：琴弦發出聲音的音調高低，可能與琴弦的 有關。
猜想3：琴弦發出聲音的音調高低，可能與琴弦的 有關。
為了驗證上述猜想是否正確，他們找到了如下表所列的9種規格的琴弦，因為音調的高低取決于聲源振動的頻率，于是借來了一個能夠測量振動頻率的儀器進行實驗。
編號 材料 長度/cm 橫截面積/mm2 編號 材料 長度/cm 橫截面積/mm2
A 銅 60 0.76 F 銅 80 1.02
B 銅 60 0.89 G 鐵

C 銅 60 1.02 H 纖維 100 1.02
D 銅 80 0.76 I 尼龍 100 1.02
E 銅 100 0.76



（1）為了驗證猜想1，應選用編號為 的三根琴弦進行實驗。
（2）為了驗證猜想2，應選用編號為 的三根琴弦進行實驗。
（3）表中有的材料規格還沒有填全，為了驗證猜想3，必須知道該項內容，請在表中編號G后填上所缺數據。
（4）隨著實驗的進行，小明又覺得琴弦音調的高低與琴弦的松緊程度有關，為了驗證這一猜想，必須進行的操作是 。
思路點撥：完成猜想2和猜想3可參照表格所列的項。驗證猜想要注意利用控制變量法設計相關的對照實驗。
參考答案：長度 材料 （1）A、B、C （2）A、D、E （3）100 1.02 （4）選擇其中一根琴弦，彈撥后記錄儀器測出的結果，然后將這根琴弦拉緊，用相同的力彈撥，再次記錄儀器測出的結果，最后比較這兩次的結果，得出結論
方法歸納：本題是探究影響音調與各因素的關系，考查對控制變量法的理解與應用。當一個物理量受多個因素影響時，探究其中一個因素和物理量的關系時，采用控制變量法。
易錯誤區：填寫猜想時，未參考表中所列的項，導致建立的猜想在后續的驗證中無法驗證；填寫G（鐵材料）的數據時未參考表中其他數據，胡亂填寫。
考點范圍：對聲源發出聲音音調高低的影響因素的探究。
易錯題專練
1.小明某一天跟著家人到火鍋店大吃了一頓，覺得味道很好，可是接下來的幾天吃其他飯菜都覺得沒有味道。下列對于這種現象較為合理的解釋是（ ）。
A.其他飯菜味道沒有火鍋的辣
B.吃了火鍋后的余味還沒有散去
C.吃了火鍋后燙傷了味蕾
D.其他飯菜味道沒有火鍋的濃
2.動物的嗅覺具有差異性。下列有關嗅覺的說法中，正確的是（ ）。
A.不同動物的嗅覺敏感程度差異很大
B.同一動物對各種物質的敏感程度都很強
C.嗅覺會隨年齡的增長而逐漸靈敏
D.“時間長了，腥臭味聞不出來”是因為這時已不能形成嗅覺
4.關于聲現象，下列說法中不正確的是（ ）。
A.回音壁是北京天壇皇穹宇的圍墻，有回音的效果，回音壁利用的是聲音的反射原理
B.聲音傳播需要介質，航天員在飛船內或飛船外工作時相互交流須利用電子通信設備，通過無線電波進行
C.我們能分辨不同人的講話，不同樂器的演奏，這是根據不同物體發出聲音的音色是不同的
D.超聲能破壞細菌結構，從而可以對醫療器械和食物進行殺菌消毒
5.下列有關聲現象的說法中，錯誤的是（ ）。
A.我們能夠分辨不同樂器發出的聲音，這主要是它們的音調不同
B.蒙上雙眼僅憑聲音也能大致確定聲源的方位是由于“雙耳效應”
C.文明城市要求植樹種草，樹木和花草不但美化了城市而且具有吸收、減弱噪聲的作用
D.沈括在《夢溪筆談》中記載：行軍宿營時士兵枕著牛皮制的箭筒睡在地上能聽到夜襲敵人的馬蹄聲，這是利用了大地傳聲比空氣快
中考真題
1.如圖所示為兩種聲音在示波器上顯示出來的波形。下列說法中，正確的是（ ）。
甲 乙
A.甲的音調高于乙的音調 B.乙的音調高于甲的音調
C.甲的響度大于乙的響度 D.甲與乙的響度相同
2. 東林書院名聯“風聲、雨聲、讀書聲，聲聲入耳”表明 、 、 都可以發聲。在空氣中聲音以 的形式傳播。在同種介質中聲速與 有關；聲音在15℃的空氣中傳播速度是 m/s；不同介質中聲速一般 。
3. 如圖所示為人耳的結構模式圖，請據圖回答下列問題：
（1）外界的聲波經過外耳道傳到鼓膜引起其振動，鼓膜的振動通過三塊［ ］ 的傳遞和放大后傳到內耳，刺激［ ］ 內的聽覺感受器產生與聽覺有關的信息。
（2）這些信息再由［ ］ 傳遞到大腦皮層的 ，形成聽覺。
（3）有些藥物如鏈霉素等如果使用不當，會損害［ ］ 的功能，嚴重的會引起耳聾。
4. 閱讀下面的短文，分析并回答下列問題：
潛艇的“耳目”——聲吶
潛艇最大的特點是它的隱蔽性，作戰時需要長時間在水下潛航，這就決定它不能浮出水面使用雷達觀察，而只能依靠聲吶進行探測，所以聲吶在潛艇上的重要性更為突出，被稱為潛艇的“耳目”。
聲吶是利用水中聲波對水下目標進行探測、定位和通信的電子設備，是水聲學中應用廣泛的一種重要裝置。
聲吶能夠向水中發射聲波，聲波的頻率大多在10000～30000kHz之間，由于這種聲波的頻率較高，可以形成較好的指向性。聲波在水中傳播時，如果遇到潛艇、水雷、魚群等目標，就會被反射回來，反射回來的聲波被聲吶接收，根據聲信號往返時間可以確定目標的距離。
聲吶發出聲波碰到的目標如果是運動的，反射回來的聲波（下稱“回聲”）的音調就會有所變化，它的變化規律是：若回聲的音調變高，則說明目標正向聲吶靠攏；若回聲的音調變低，則說明目標正遠離聲吶。
（1）人耳能夠聽到聲吶發出的聲波的頻率范圍是 。
（2）①如果停在海水中的潛艇甲發出的聲波信號在10s內接收到經潛艇乙反射回來的信號，且信號頻率不變，那么潛艇乙與潛艇甲的距離s1是 。（設聲波在海水中的傳播速度為1500m/s）
②停在海水中的潛艇甲繼續監控潛艇乙，突然接到潛艇乙反射回來的聲波頻率是變低的，且測出潛艇乙的速度是20m/s，方向始終在潛艇甲、乙的連線上，經1min后潛艇乙與潛艇甲的距離s2為 。
（3）在月球上能否用聲吶技術來測量物體間的距離？為什么？ 。
自我挑戰
1.人形成聽覺和視覺的部位分別是（ ）。
A.鼓膜和晶狀體
B.聽小骨和玻璃體
C.耳蝸和視網膜
D.聽覺中樞和視覺中樞
2.在夜深人靜時，偶爾會發現貓突然警覺起來，并豎耳諦聽，這是因為（ ）。
A.貓聽到了響度很小的聲音，而人卻聽不到
B.貓聽到了低頻聲，而人卻聽不到
C.貓聽到了高頻聲，而人卻聽不到
D.貓的發聲頻率范圍較寬
3.科學家正在用“以聲消聲”的方法開發一種新的反噪聲術。簡單地說，就是用話筒將噪聲收集起來傳送給專門的電腦進行分析，根據分析結果通過喇叭發出新的噪聲，它恰好能將原來噪聲的振動抵消，從而達到消除或降低噪聲的目的。下列關于“以聲消聲”的說法中，正確的是（ ）。
A.利用聲波的密部與疏部恰好相遇，它們就會互相加強
B.利用聲波的密部與密部恰好相遇，它們就會互相抵消
C.利用聲波的疏部與疏部相遇，它們就會互相抵消
D.“以聲消聲”的方法也稱作“有源消聲技術”
4.常溫下，聲音在空氣、水、鐵等不同介質中的傳播速度如下表所示：
傳聲介質 空氣 水 鐵
聲速/（m/s) 340 1450 5000
人耳能分辨兩次聲音的時差最少為0.1s。在一根長100m的裝滿水的鐵管一端敲擊一次，在鐵管另一端能聽到響聲的次數是幾次？請用相關數據進行分析說明。
5.液體中的聲速與溫度有關，關系式為vt=v0+α(t-t0)，其中vt表示溫度為t時的聲速，t0為表中指出的溫度，v0表示溫度為t0時的聲速，α為溫度系數。
液體 t0/℃ v0/（m/s） α/［m/（s·℃）］
丙酮 20 1192 -5.5
水 25 1500 2.5
甘油 20 1923 -1.8
水銀 20 1451 -0.46
酒精 20 1180 -3.6
（1）由表中數據可知，水中的聲速隨溫度升高而 。
（2）如圖所示為酒精、水和水銀中聲速隨溫度變化的圖像，其中圖線 表示酒精中聲速的變化規律。
（第5題）

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