應用物理知識競賽試題選講1

宋振岐

初中應用物理知識競賽關于聲現象的主要知識點有：

一、聲音的產生

聲音是由物體的振動而產生的，發聲的物體稱為聲源，固體、液體、氣體都可以發聲，都能成為聲源。

例1 有四個實驗現象：A.將正在發聲的音叉接觸水面，水面濺起水花；B.吹響笛子。手指按住不同的孔，發出不同的聲音；C.吊著的大鐘上固定一支細小的筆。鐘敲響后。將紙在筆尖下迅速水平拖過，紙上出現彎曲的圖線；D.鑼發聲的時候，用手按住鑼面，鑼聲消失。能夠說明聲音產生的條件的實驗是____（填入序號）。

解析：實驗中的水、筆、紙是為了顯示物體的振動。而“用手按住鑼面”是為了阻礙物體的振動，這都是為了探究聲音產生的條件；吹響笛子。手指按住不同的孔。發出不同的聲音。這是為了改變發聲體的長度，研究聲音的音調。

答案：A、C、D

二、聲音的傳播

聲音在固體、液體、氣體中都能傳播，所以把固體、液體、氣體稱為傳聲的介質。聲音傳播依靠介質。聲音在真空中無法傳播。聲音在不同的介質中傳播的速度是不同的。

例2 《夢溪筆談》中有如下敘述：行軍宿營。士兵枕著牛皮制的箭筒睡在地上。能及早聽到夜襲敵人的馬蹄聲。原因是（ ）。

A.馬蹄聲不能由空氣傳入人耳

B.馬蹄踏在地面上時。使土地振動發聲

C.土地傳播聲音的速度比空氣快

D.睡在地上能感覺到地面在振動

解析：土地能傳聲，而且比空氣傳聲要快。可以及時發現敵情。

答案：C

例3 回聲是聲音在傳播中遇到____的一種現象。如果回聲到達人耳比原聲晚____以上。人耳就能把回聲跟原聲區分開；如果時間差不到____，____聲和____聲混在一起。使原聲加強。在屋子里談話比在曠野里聽起來響亮。就是這個緣故。

解析：聲音在傳播過程中遇到障礙物會被反射回來。這種現象叫作回聲現象。一般地。回聲與原聲的時間差在0.1 s以上入耳就可以分辨。如果回聲與原聲的時間差在0.1 s以下。入耳就分辨不清。這時人耳感到聲音比較響。

答案：障礙物反射回來 0.1 s 0.1 s 回 原

三、聲音的特征

聲音的特征有響度、音調、音色，它們從不同的側面描述聲音的特征。其中響度是人耳感覺到的聲音的強弱程度。與聲源振幅和離聲源的距離有關：音調是聲音的高低，由聲源的振動頻率決定：音色是聲音的品質。與發聲體的材料和結構有關。

例4 一陣低沉的悶雷震得人心里發慌，遠處像有人在拉琴。一聲刺耳的尖叫聲使喧鬧的人們陡然安靜下來。上述三種聲現象所強調的聲音的特征依次是____，____和____。

解析：響度表示聲音的強弱，音色表示聲音的品質。音調表示聲音的高低。這三個物理量對于聽者的感覺是不同的。是聲音的三種特征。“悶雷震得人心里發慌”強調聲音的強度大。人們根據音色的不同可以判斷“遠處有人拉琴”。“刺耳的尖叫”則強調聲音的音調高。

答案：響度 音色 音調

例5 如圖1所示的四個相同的玻璃杯里，分別裝有不同量的水，用細棒敲擊杯口，能發出四個音階。音調由低到高的順序是____；換用嘴吹杯口，同樣發出到四個音階。音調由低到高的順序是____。（均填寫序號）

解析：本題中，用細棒敲擊杯口時，發聲的物體是杯子和水柱。A、B、C、D中水量不同，發出的聲音音調有高有低。水柱越長音調越低，如D杯；水柱越短音調越高，如C杯。所以敲擊杯口時發聲的音調由低到高的順序是D、A、B、C。換用嘴吹，發聲的是杯中的空氣柱，發出的四個音階音調由低到高的順序是C、B、A、D。

答案：D、A、B、C C、B、A、D

點評：聲音的特征是音調、響度、音色。其間有差異，分析響度時抓住聲源的振幅。振幅越大響度越大，離聲源越近響度越大；分析音調時，發聲體越長音調越低，發聲體越粗音調越低，發聲體越松音調也越低：如果發聲體的長度、粗細、松緊相同，但結構、材料不同引起發出的聲音不同。那就是音色的差異。

四、聲的利用與噪聲危害的防止

聲音是一種波，聲波不僅能傳遞信息。還具有能量：人們可以很好地利用樂音。也要有效地防止噪聲。

例6 電影院的屋頂和四周墻壁都建造得凹凸不平，像蜂窩狀似的，這是為了（ ）。

A.減弱聲波的反射

B.增強聲波的反射

C.增強聲音的響度

D.僅僅是為了裝飾

解析：聲波在傳播過程中遇到凹凸不平的障礙物時。其反射類似于光學中的漫反射。能減弱聲波的集中反射。有效抑制回聲對聽覺的干擾。

答案：A

點評：聲波的應用是多方面的。用聽診器聽取病人信息，用聲吶測出障礙物的遠近，用超聲測速儀測出運動物體的速度。用B超觀察人體內臟等，應用的是聲波能傳遞信息：超聲波焊接器焊接塑料袋口。超聲波清洗器清洗鏡架，超聲碎石儀粉碎結石等，則應用的是聲波具有能量。

責任編輯 程哲