3.1 科学探究：声音的产生与传播-2020-2021学年八年级物理上册同步课堂帮帮帮(沪科版)

第三章声的世界
第一节科学探究：声音的产生与传播目标梳理
知识梳理
一、声音是怎样产生的
1．提出问题
声音是怎样产生的？
2．猜想与假设
物体的发声似乎与振动有关。

3．设计实验与制订计划
实验器材：泡沫塑料小球、扬声器、音叉、水盆（适量水）。

4．进行实验与收集证据
（1）将泡沫塑料小球放在扬声器的纸盆上，播放音乐，会看到①。

（2）将正在发声的音叉轻轻插入水里，看到②。

（3）用手握住正在发声的音叉，声音停止。

5．分析与论证
通过观察和实验证明：
（1）声音是由物体③产生的。

（2）振动停止，发声④。

6．评估
（1）扬声器播放音乐时，音量要适度，不要太响或太弱。

太响，纸屑可能跳出扬声器外；太弱，纸屑可能不跳动。

（2）音叉敲击的力量要适度，力量太小，溅起水花不明显。

7．交流与合作
（1）实验中用到的物理方法是什么？
⑤。

把不易直接看出的振动转换成跳动的泡沫塑料小球和飞溅的水花。

（2）是不是只有固体振动才能发声，液体、气体呢？
液体和气体振动也能发声，例如潺潺的流水声，笛声、萧声。

①不断地跳动②水花飞溅③振动④停止⑤转换法
二、声音的传播
1．提出问题
声音是怎样传入我们耳朵的？
2．猜想与假设
声音是通过空气等介质传入我们耳朵的。

3．设计实验与制订计划
（1）实验器材：音乐芯片、玻璃罩、抽气机。

（2）实验装置：
4．进行实验与收集证据
（1）在玻璃罩内放置一个音乐芯片，当玻璃罩内有⑥时，能听到音乐声。

（2）用抽气机不断抽取玻璃罩内的空气，听到的声音不断⑦。

（3）推理：假若把玻璃罩内的空气完全抽出来，让玻璃罩内变成⑧，我们听不到音乐芯片的声音。

5．分析与论证
通过实验和推理可知：
声音可以在⑨中传播，但不能在⑩中传播。

6．评估
多次实验，得到普遍性规律。

实验操作时，熟悉使用抽气机，避免器材损坏。

7．交流与合作
（1）结论是由实验直接得出的吗？
不是，是在实验的基础上进行⑪而得出的结论。

（2）为什么音乐芯片用细线挂着？
如果把音乐芯片直接放在玻璃罩内，芯片发出的音乐声会引起玻璃罩振动，声音通过固体（玻璃）传播，这样即使玻璃罩抽成真空，也会听到微弱的声音，影响实验效果。

用细线挂着，虽然也会引起细线的振动，但振动效果不明显，有的实验中是音乐芯片放在泡沫上，也是减弱因固体传播声音而对实验产生的影响。

（3）如何证明声音在液体、固体中传播？
课本图3-8中能听见水中音乐芯片发出的音乐声，说明声音可以在⑫中传播；课本图3-9中“土电话”可以通过绷直的线传播声音，说明声音可以在⑬中传播。

⑥空气⑦变小⑧真空⑨空气⑩真空⑪推理⑫液体⑬固体
三、声音的传播速度及回声
1．声速
（1）定义：声音在介质中的传播速度，简称声速。

（2）大小及比较：声音在15℃空气中的传播速度约为340m/s。

在水中传播速度1500m/s，在钢铁中传播速度5200m/s。

2．人耳听到声音的过程
空气振动→外耳道→鼓膜振动→听小骨、耳桥、前庭→听觉神经。

3．回声及其应用
（1）定义：声音在介质中传播时，遇到障碍物时被反射回来，再传入人耳形成回声，这种现象是声音的反射，通常称为回声或回音。

（2）回声测距、回声定位。

重点梳理
【重点01】声音的产生
1. 声音是由物体的振动产生的。

一切正在发声的物体都在振动。

2. 正在发声的物体叫声源。

它可以是固体、液体、气体。

3. 物体振动一定发声，但发出的声音人不一定能听见。

例如我们慢慢挥动手臂，手臂在振动，我们却听不见手臂振动发出的声音。

4. 物体的振动停止，则发声也停止。

不能理解为“振动停止，声音也消失”，因为振动停止，只是不再发声，但是声音未必会立即消失，原来所发出的声音还在继续存在并向外传播。

如发令枪响后，过一会儿终点计时员才能听到枪声，说明虽然振动停止了，但是声音并没有消失。

【重点02】声音的传播
1. 声音的传播是需要介质的，它既可以在气体中传播，也可以在固体和液体中传播。

真空不能传播声音。

2. 声音在气体、液体、固体中以波的形式传播。

3. 钟罩实验说明：真空不能传声，或者声音的传播需要介质，这里采用了“科学推理法”，因为实验中不能将钟罩抽成真正的真空。

4. 月球上没有空气，太空是真空，所以登上月球的宇航员只能通过无线电波进行交流。

5. 人耳听到声音的基本过程：发声体振动产生声波，声波通过空气传播，被人耳的耳郭收集并进入外耳道引起鼓膜振动，然后通过听觉神经传到大脑，从而产生了听觉。

【重点03】声速与回声
（1）声音在固体中传播最快，在液体中次之，在气体中最慢。

即V固＞V液＞V气。

（2）影响因素：
a. 介质的种类，如固体、液体、气体。

b. 介质的温度，一般情况下，介质种类相同时，温度越高，声速越大。

（3）回声测距：
a. 若知道声音在介质中的传播速度，测出声音发出到听到回声的时间，利用速度公式可以测距离。

b. 声音通过的路程是声源与障碍物间距离的两倍，s距离=S声=V声t。

c. 当原声与回声时间间隔小于0.1s时，虽然人不能把原声与回声分开，但是回声依然存在。

（4）回声定位：如蝙蝠会发出尖锐的叫声，再用灵敏的耳朵收集周围传来的回声，回声会告诉蝙蝠
附近物体的位置和大小以及物体是否在移动。

（5）人耳能听到回声的条件是人距离障碍物至少17m或回声比原声晚0.1s以上，先听到原声，后听到回声，人耳才能区分原声与回声。

1. 声音与航空航天
随着我国航空航天的发展，2008年9月27日，我国航天员翟志刚成功实现中国人的第一次太空行走，用以启发学生思考声音传播是需要介质的。

在太空中，当航天员在飞船的太空舱外工作时，他们之间的交流必须利用电子通信设备，通过电磁波进行交流，因为真空中不传声。

但在太空舱内他们则可以不用电子通信设备而直接对话，因为太空舱内有空气，声音在空气中可以传播。

2. 天坛回音壁
天坛回音壁是一个圆的墙壁。

回音壁利用了声音的反射原理，当对着墙壁说话时，墙壁的反射作用使声音贴着墙壁传播，隔不多远又碰到圆形的墙壁，声波在光滑、坚硬的墙壁上多次反射，损失很小，所以可以传得很远。

3. 常见发声体的辨识
（1）弦类乐器发声时弦在振动，如：二胡、小提琴、古筝、吉他、钢琴等。

（2）管类乐器发声时空气柱在振动，如：长笛、萧、号、唢呐等。

（3）打击类乐器发声时打击面在振动，如鼓、锣等。

（4）人说话时声带在振动，动物的叫声是由动物的发声器官振动产生的，听到的风声是由空气振动产生的。

1．为了探究声音产生的条件，小明设计了如图所示的几个实验，你认为不能完成探究目的的是（）
2．下列关于声的说法，错误的是（）
A．我们能听到远处的雷声，说明空气可以传声
B．人在岸上大声说话也能惊动水中的鱼，说明水能传声
C．将耳朵贴在长钢管的一端，让他人在另一端敲击一下，最先听到的声音是通过空气传来的
D．宇航员在太空中不能直接对话，说明真空不能传声
3．声音在不同介质中传播的速度大小不同。

根据以下小资料可知：多数情况下，声音在气体中的速度比液体中的（选填“大”或“小”），声音在空气中传播的速度受的影响。

小资料：一些介质中的声速v（m/s）
4．如图所示，8个相同的玻璃瓶中灌入不同高度的水，仔细调节水的高度，敲击它们，就可以发出“1、
2、3、4、5、6、7、i”的声音来；而用嘴吹每个瓶子的上端，可以发出哨声。

下列说法正确的是（）
A. 敲击瓶子时，声音只是由瓶身的振动产生的
B. 敲击瓶子时，声音只是由瓶中水柱的振动产生的
C. 用嘴吹气时，哨声是由瓶中空气柱的振动产生的
D. 用嘴吹气时，哨声是由瓶中水柱的振动产生的
5．电影院放映厅的墙壁上都被修成坑坑洼洼的，俗称“燕子泥”，其目的是为了（）
A. 防止声音发生振动
B. 减弱回声
C. 增强回声
D. 为了装饰剧场
6．如图所示，在探究“声音是由物体振动产生的”实验中，将正在发声的音叉紧靠悬线下的轻质小球，发现小球被多次弹开，这样做是为了（）
A. 使音叉的振动尽快停下来
B. 把音叉的振动时间延迟
C. 把音叉的微小振动放大，便于观察
D. 使声波被多次反射形成回声
7. 关于声音的传播速度，下列说法正确的是（）
A. 声速为340m/s
B. 空气中声速一定为340m/s
C. 声音在真空中传播速度最大
D. 声音在同种介质中的传播速度可能不同
8. 已知人耳区分两次声音的时间间隔为0.1s以上。

现有一根长为8.5m的铁管，如果你将耳朵贴在铁管的一端让另一个人去敲击一下铁管的另一端，则敲击声由空气传入你的耳朵需要 s，你会听到次敲打的声音。

（已知声音在空气中传播速度为340m/s，在铁中传播速度为5200m/s）
9. 小宇随父母到山区爬山，他向着远处的山崖大喊一声，约1.6s听到回声，他们距山崖大约多少米。

（声音在空气中传播速度为340m/s）
1．【答案】B
【解析】A选项，发出“啊”的声音，用手指触摸喉咙处，感觉喉咙在振动，说明声音是由物体的振动产生的，能探究声音产生的条件，不符合题意。

B选项，一遍改变管子插入水中的深度，一边用嘴吹管的上端，空气柱变短，振动频率增大，音调变高，探究的是音调与频率的关系，符合题意。

C选项，敲打铜锣，锣响后用手触摸锣面，感觉到锣面在振动，能探究声音产生的条件，不符合题意。

D选项，敲击音叉后，将音叉轻轻接触脸颊，感觉到音叉在振动，能探究声音产生的条件，不符合题意。

故答案选B。

2．【答案】C
【解析】声音可以在空气中传播，雷声是通过空气传播到人耳的，故A正确，不符合题意。

声音可以在液体中传播，人在岸上的说话声先通过空气传播到水利，然后再由水传给鱼，鱼听到声音被吓跑，故B正确，不符合题意。

声音在不同介质中的传播速度不同，在固体中传播的最快，钢管是固体，所以最先听到的声音是通过钢管传来的，后听到的声音是由空气传来的，故C错误，符合题意。

声音的传播需要介质，真空不能传声，故宇航员在太空中不能直接对话，故D正确，不符合意义。

3．【答案】小，温度
【解析】声音的传播需要介质，在不同介质中传播速度不同，一般情况下，声音在固体中传播最快，液体次之，气体最慢；同一介质中，温度越高，声速越大。

所以声音在气体中传播速度比液体中的小，声音传
播与介质的种类和温度有关。

4．【答案】C
【解析】A、B选项，敲击瓶子时，声音是由瓶子与瓶子中的水柱的振动产生的，故A、B错误。

C、D选项，往瓶子中吹气，声音是由瓶子中的空气柱振动产生的，故C正确，D错误。

5．【答案】B
【解析】发声体与声音是两个概念，我们只能想办法防止发声体振动，声音本身是不会振动的，故A错误。

燕子泥是坑坑洼洼的，其作用是使射到墙上的声音不再反射到观众那里，避免产生声音的混响，所以C错误，B选项正确。

6．【答案】C
【解析】在探究“声音是由物体振动产生的”实验中，将正在发声的音叉紧靠悬线下的轻质小球，这样做是为了把音叉的微小振动放大，便于观察。

故C选项正确。

7. 【答案】0.025；一
【解析】因为管长s=8.5m，V声=340m/s，由得，。

由于声音在铁管中的传播速度远大于空气中的传播速度，在铁管中的传播时间一定小于0.025s，两次时间间隔一定小于0.1s，故人耳无法分辨两次声音，只能听到一次敲打声。

8. 【答案】272m
【解析】由得，s=vt=×340m/s×1.6s=272m。