声学：期中考试知识点总结
知识点兵
我们出去旅游，在山脚下倾听瀑布的声音，隔壁邻居家装修房子我们能听到嘈杂的电钻钻墙的声音，我们走在公园里耳边响起飞机轰隆隆的声音，在音乐厅里我们能听见悠扬的小提琴的琴声，以上都是我们生活中常见的一种物理现象——声音。那么声音是怎么产生的？又是怎么传到我们耳朵里的呢？
今天，就让我们一起学习有关声音的知识．
知识点1 声音的产生
（1）物体振动产生声音。
振动是指物体在某一位置附近做往复运动，往返一次叫振动一次。固体、液体、气体在振动时都能作为声源发声，在生活中所听到的钟声、海浪声和悠扬的笛声，分别是由固体（钟）、液体（海水）和笛子中的气体振动发出的。
声源的振动通过气体〔空气〕、液体、固体等介质传播到人的耳朵里，被人感知后人就听到了声音。
知识点2 声音的传播及传播速度
（1）声音在传播时需要介质，真空不能传声。
（2）通常声音在不同介质中的传播速度是不同的。声音在固体中传播速度最快，在液体中次之，在气体中最慢，即v 固体> v 液体> v 气体．
常温下声音在空气中传播的速度是340m/s．
声音的音调和响度大小并不会影响到声音传播的速度。声音的传播速度只与介质和温度有关。
知识点兵
你注意过日常生活中的回声现象吗？例如，在群山中大声喊叫时，能听到回声吗？回声只有一次吗？
打雷时听到的连续不断的雷声是连续打雷形成的吗？我们知道在空旷的大屋子里面说话能听到回声，可是为什么在设计优良的大剧场中，虽然剧场的长、宽均大于17m，但演出时却听不到回声？??接下来我们就来学习关于回声的知识。
知识点3 回声
（1）回声的产生：如果声音在传播过程中遇到较大的障碍物，则发生声音的反射，形成回声．
（2）人能区分回声与原声的条件
人耳只能区分时间间隔0.1s 以上的两个声音。如果回声与原声传到人耳的时间间隔小于0.1s，那么人耳
就不能区分回声与原声，这时回声和原声混在一起，使原声加强；如果回声和原声传到人耳的时间间隔不小
于0.1s，人耳就能将回声和原声区别开来，从而听到回声。
（3）利用回声测距声音在同一均匀介质中传播速度是不变的．从声源发声到听到回声的过程中，声音的运动经历了“声源——障碍物”和“障碍物——声源处接收器（如人耳）”两个过程，所以声音从声源到障碍物所需的时间是整个时间的一半，即 t t，则 s v t，因此，当已知声音在某一介质中的传播速度时，只要测出从发声到听到 22
回声的时间，就可算出声源与障碍物之间的距离．
知识点4 声音的三要素
1．音调：音调就是声音的高低．音调是由声源的频率高低决定的，频率越高，音调也越高．弦乐器的音调与弦的长短、粗细、松紧有关；管乐器的音调由发音部分的气体体积大小决定，体积越小，音调越高．人的听觉频率范围是20Hz ～20000Hz，我们把频率高于20000Hz 的声音叫做超声波，低于20Hz 的声音叫做次声波．
2．响度：响度就是人耳感觉到的声音的大小．响度由声源的振动幅度决定：振幅越大，响度越大；还跟距离声源的远近有关：距离越远，响度越小．在声学中，人们通常用分贝（dB）作为单位来计量声音的大小．人的理想声音环境是
15～40dB；为保证休息和睡眠，噪声应不超过50dB；为保证正常工作和学习，应控制噪声不超过70dB ；为保护听力，应控制噪声不超过90dB．
3．音色：音色（也叫音品）反映的是声音的品质．不同物体发出的声音，音色是不同的，如两个发声体即使发出的声音音调相同，响度也相同，但人耳仍能分辨出来，就是因为它们的音色不同．音色取决于发声体本身，不同发声体的材料、结构不同，其振动情况是不同的，发出的声音的特色也就不同．
知识点兵
知识点5 人耳听到声音的条件
1）人耳要听到声音，必须满足以下三个条件：1．发声体振动，发出在人的听觉频率范围内响度足够的声音；2．具有能传播声音的介质；
3．人耳具有正常的听觉．
2）人耳听到声音的具体过程如下：发声体振动引起周围的介质发生振动，这种振动以发声体为中心由近及远向外传播，形成声波．声波传播到人耳处，引起人耳鼓膜发生相应的振动，形成听觉，这样人就能听到声音了．
知识点6 声音的种类
使人感到愉快的声音为乐音，它是声源有规律振动时产生的，如钢琴、胡琴等乐器在演奏乐曲时发出的声音就是乐音．令人厌烦的声音为噪声，一般是由声源的无规律振动而产生的，如汽车喇叭声、机器的轰鸣声等为噪声．
1．物理学角度的噪声：从物理学角度看，乐音和噪声是有一定区别的．乐音即好听、悦耳的声音，是由发声体做有规则振动发出的声音；噪声即嘈杂、刺耳的声音，是由发声体做无规则振动时发出的声音．
2．环境保护角度的噪声：从环境保护角度看，凡是妨碍人们正常休息、学习和工作的声音，以及对人们要听的声音产生干扰作用的声音，都属于噪声．所有声音都有可能成为噪声．例如：当有人想睡觉时，其他人唱歌或听音乐，此时的音乐妨碍了他人的休息，对想睡觉的人来说就成了噪声．
3．噪声的来源及危害：工厂里，发动机的运转声，材料的锯割、冲压、切削声；公路上，车辆的鸣叫声，发动机振动和排气声，以及车身的振动声；建筑工地上各种机器和设备发出的噪声，安静图书馆里说话声等都是噪声．噪声对人体的危害轻则会妨碍工作、休息、影响工作效率，重则会引起神经衰弱、头痛、高血压等疾病，甚至会使听觉器官失去听力．为了保护听力，声音不能超过90dB ；为了保证工作和学
习，声音不能超过70dB；为了保证休息和睡眠，声音不能超过50dB ．
4．控制噪声的措施：①在声源处；②在传播过程中隔声、吸声；③在接收处（人耳处）减弱．
知识点7 噪音
（1）噪声的意义从物理学的角度看，噪声是指不规则的、间歇的、随机的振动产生的声音．从环境保护的角度看，噪声
指任何难听的、不和谐的、高分贝的声音或干扰，即凡是妨碍人们正常休息、学习和工作的声音，以及干扰人的听觉的声音都属于噪声，如“夜半歌声”、阅览室外传来的歌声、上课时某些学生的窃窃私语声等都属于噪声．也就是说，从环境保护的角度讲，乐音和噪声没有严格的界限，所有的声音，包括乐音都有可能成为噪声．
（2）减弱噪声的途径噪声主要来源于交通工具、工业设备．减小噪声，一方面要减小噪声声源的振动，另一方面要隔离噪声声源．
因为声音是振动的物体产生的，并且通过介质向外传播，最终在人耳处形成听觉．所以要减轻噪声对人体的危害，最终目的是要减弱人耳听到的声音的响度，因此减弱噪声要从发声体、传播过程（介质）、人耳处减弱．具体来说就是要在声源处减弱，在传播过程中减弱，在人耳处减弱．
例题精讲
【例1】在敲响古刹里的大钟时，有的同学发现，停止了对大钟的撞击后，大钟仍“余音未绝”，分析其原因是（）
A ．大钟的回声B．大钟在继续振动
C．人的听觉发生“暂留”的缘故D．大钟虽停止振动，但空气仍在振动
答案：B
解释：大钟“余音未绝” ，是因为大钟一直在振动。敲一下大钟然后停止，大钟仍会振动半天，不会立刻停止
【例2】初春时节，柳树发芽，你可以折一根柳条，把皮和芯拧松，抽出木芯，用刀把嫩皮的两端修齐，就制成了“柳笛”．用力吹，柳笛就发出声响．相比较来看，细而短的柳笛吹出声音的音调较高，该声音是由于的振动而产生的．
答案：空气柱
分析：声音是由物体振动而产生的，吹柳笛时，内部空气柱振动，产生声音．当空气柱的长度发生变化时，振动频率发生改变，音调改变．
【例3】工人甲在一根很长的空铁管的一端敲一下铁管，工人乙在铁管的另一端贴近管口可以听到（）
A ．一次敲击声
B ．二次敲击声
C．三次敲击声D．四次敲击声
答案：A
分析：注意原题说的是“很长的空铁管” ，所以由于铁管很长，空气传来的声音就很难听见了，因为随着距离的逐渐增加，声音在空气中传播的能量越来越小，响度越来越小。
【例4】有经验的工人师傅检查机器运转情况时，常把金属棒一端抵在机器上，另一端靠近耳朵，用耳朵可听出机器各部件是否
正常．他这样做的科学依据是什么?
答案：金属棒可以传播机器振动情况，把金属棒的一端放在机器的部件上，机器的振动引起金属棒相同的振动，从而发出不同的声音，工人师傅可以根据声音音色情况，判断机器的故障。
【例5】如果“声音在空气中的传播速度变为1m/s，则我们周围的世界会有什么变化？”关于这一问题的讨论，一位同学提出了下列四个有关的场景，请你判断不正确的是（）
A ．教室内学生能更清楚地听到教师的讲课声
B．汽车的喇叭不能再起到原来的作用
C．管乐队在会场内的演奏效果将变差
D．我们听到万米高空传来的客机声时，却不能看到该飞机
答案：A
【例6】百米赛跑时，终点的计时员如果听到发令枪的枪声才开始计时，所记录的成绩与运动员的实际成绩相比，一定是（声速取340m/s）（）
A ．少2.94s
B ．多0.294s C．少0.294s D．相同
答案：C
分析：由于光速很快，所以终点的计时员正确的计时方法应该是看见起点人员的白烟计时。但是如果终点计时员通过声音计时的话，声音从起点传到终点需要一段时间，这段时间内运动员已经起跑，所以所计算时间偏少，少了的时间就是t=s/v，t=100m/340，就是0.29 秒了。
例7 】阅读下列声速与气温有关的小短文：
气温影响空气的疏密程度，气温高，空气的疏密程度小，则声音传播时的速度就大，因而声速与气温有关，由此产生声音不一定由声源沿直线传播的情况．晴天的中午地表温度迅速升高，地表附近的气温较上层的气温高，声音在地表附近的传播较上层快，于是在地面上的声源发出的声音向四周传播时是向上拐弯的．
那么试探究下列两种情景下声音的传播情况：
（1）赤日炎炎，穿越新疆罗布泊的沙漠或戈壁滩时，即使相距不太远的人也很难听清楚对方的大声喊叫，其中一个主要原因是声音传播时会向什么方向拐弯？原因是什么？
（2）我国古代诗人张继在《枫桥夜泊》中写到：“姑苏城外寒山寺，夜半钟声到客船”，它说的是：在清冷的深夜，姑苏城外寒山寺的钟声因传播的途径会向下方向拐弯而传到几里外的枫桥边，其原因是什么？
答案：（1）声音传播时会向上拐弯．因为地表附近的气温较上层的气温高，声音在空气中传播时总爱拣温度低的路径，所以人的说话声会拐向高空，其结果就是相距不太远的人也听不清对方的喊叫声了．
（2）深夜空气温度较地表温度高，即寺内温度高而枫桥河畔的温度较低．由于声音在空气中传播时总爱拣温度低的路径，所以寺内的钟声会偏向地表，沿地表传向数里外的枫桥河畔．
【例8】阅读下面的短文
潜艇的“耳目”――――声呐
潜艇最大的特点是它的隐蔽性，作战时需要长时间在水下潜航，这就决定它不能浮出水面使用雷达观察，而只能依靠声呐进行探测，所以声呐在潜艇上的重要性更为突出，被称为潜艇的“耳目
声呐是利用水中声波对水下目标进行探测、定位和通信的电子设备，是水声学中应用广泛的一种重要装置．
声呐能够向水中发射声波，声波的频率大多在10kHz~30kHz 之间，由于这种声波的频率较高，可以形成较强指向性．声波在水中传播时，如果遇到潜艇、水雷、鱼群等目标，就会被反射回来，反射回来的声波被声呐接收，根据声信号往返时间可以确定目标的距离．
声呐发出声波碰到的目标如果是运动的，反射回来的声波（下称“回声”）的音调就会有所变化，它的变化规律是：如果回声的音调变高，说明目标正向声呐靠拢；如果回声的音调变低，说明目标远离声呐．
请回答以下问题：
（1）人耳能够听到声呐发出的声波的频率范围是______________ kHz 到______ kHz ．
（2）①如果停在海水中的潜艇A 发出的声波信号在10s内接收到经B 潜艇反射回来的信号，且信号频率不变，潜艇B 与潜艇A 的距离s1 是＿＿＿＿．（设声波在海水中传播速度为1500m/s）
②停在海水中的潜艇A继续监控潜艇B，突然接到潜艇B 反射回来的声波频率是变低的，且测出潜艇B
的速度是20m/s，方向始终在潜艇A、B 的连线上，经一分钟后潜艇B与潜艇A 的距离s2 为．（3）在月球上能否用声呐技术来测量物体间的距离？为什么
答案：（1）0.02、20
解析：注意单位k 是千的意思
（2）7500m、8700m
解析：声音一去一回总共的时间是10s，则往和返的时间分别为5s，则s=vt=1500m/s*5s=7500m 继续监测，发现反射回来的声波频率是变低的，说明潜艇 B 是远离的，所以求出潜艇B 一分
钟内通过的路程，就可以求出最后的总距离了。S 总=S1+S2=7500m+1200m=8700m （3）不能，因为月球上是真空，真空不能传声。
【例9】聂利同学在一个养蜂场看到许多蜜蜂聚集在蜂箱上，双翅没有振动，仍嗡嗡地叫个不停．她对《十万个为什么》中“蜜蜂发声是不断振动双翅产生的”这一结论产生怀疑．蜜蜂的发声部位到底在哪里下面是聂利同学的主要探索过程：
①把多只蜜蜂的双翅用胶水粘在木板上，蜜蜂仍然发声．②剪去多只蜜蜂的双翅，蜜蜂仍然发声．
③在蜜蜂的翅根旁发现两粒小“黑点”，蜜蜂发声时，黑点上下鼓动．④用大头针刺破多只蜜蜂的小黑点，蜜蜂不发
声．
请回答：
（1）聂利同学在实验时，采用多只蜜蜂的目的是．
（2）从实验①和②可得出的结论是．
（3）“用大头针刺破多只蜜蜂的小黑点”基于的假设是．
答案：（1）避免实验的偶然性，增加实验的普遍性
（2）蜜蜂发声不是由双翅振动产生的
（3）蜜蜂是靠小黑点振动发声的
例10】汽车的废气离开引擎时压力很大，如果让它直接排出去，将会产生令人难以忍受的噪声，因此需要安装消音器．汽车消音器的剖面如图所示，它里面排列有许多网眼的金属隔音盘．当汽车废气从排