第二章 声现象（解析版）
课时2.1 声音的产生与传播
2022年课程标准 物理素养
2.3.1 通过实验，认识声的产生和传播条件 物理观念：声音的产生、声音的传播、声速。 科学思维：通过实验，认识声的产生和传播条件。 科学探究：在鼓面上放碎纸屑，敲击鼓面，观察纸屑的运动;敲击音叉，观察与其接触的物体的运动。将发声器放入玻璃罩中，逐渐抽出罩内空气，会听到发声器发出的声音逐渐变小，分析导致该现象的原因。 科学态度与责任：培养学生发现问题和提出问题的能力、动手操作的能力、分析和推理能力、表达和交流的能力。
知识点一、声音的产生
问 题
鸟鸣清脆如玉，琴声婉转悠扬（如下图）……声音对我们来说再熟悉不过了，那么声音是怎么产生的，又是如何被我们听到的呢？
1.声音的产生
想想做做
拨动张紧的橡皮筋，观察橡皮筋的变化（如下图）；边说话，边用手摸颈前喉头部分。观察、体验、总结物体发声时的共同特征。
从上面的活动中可以发现，橡皮筋嗡嗡作响时橡皮筋在振动；说话时声带在振动。小量的观察、分析表明，声音是由物体的振动产生的。
归纳总结
声音是由物体振动产生的；振动停止，发声也停止。
特别提醒
（1）我们通过观察生活中一些与声音有关的现象，发现这些声音都是由振动产生的。由此得出“声音是由物体的振动产生的”这个一般性的结论，这里用到了归纳推理的方法。
（2）转换法：物理学中常将一些无法直接感知或不易观察到的现象转换成人们可以感知或容易观察到的现象，这种方法就是转换法。例如，观察鼓面振动时，鼓面的振动不易观察到，我们可以在鼓面上撒些碎纸屑或泡沫颗粒，鼓面振动时会引起纸屑或泡沫颗粒的跳动，由此可由纸屑或泡沫颗粒是否跳动来反映鼓面是否在振动。乒乓球接触正在发声的音叉，观察到乒乓球被弹开，说明正在发声的音叉在振动。
（3）一切发声的物体都在振动，振动停止时，发声也停止，注意发声停止不是“声音消失”。因为振动停止只是物体不再发声，但物体原来发出的声音仍然在传播。例如，发令枪响后随即停止振动不再发声，过一会终点计时员能听到枪声，说明虽然声源的振动停止了，但是声音仍然在空气中传播，并有消失。
（2024·河南）甲骨文是中华民族珍贵的文化遗产。如图，甲骨文“殸”，意指手持长柄，敲击乐器发声。这说明古人很早便知道声音与碰击有关，蕴含了声音是由物体 产生的道理。请你写出一个能表明这一道理的现象： 。
2.声源
（1）声源：物理学中，把正在振动发声的物体叫声源。
（2）对声源的理解
声源可以是固体，也可以是液体和气体。如“风声雨声读书声”，其中的“风声”、“雨声”、“读书声”分别是由气体（空气）、液体（水）、固体（声带）振动发出的声音，此时，空气、水、声带就是声源。
3.声音的保存
随着科学技术的进步，人们记录声音的方法也在逐步增多，主要有以下几种：
（1）把声音的振动记录下来，如早期的机械唱片。
（2）把声音的振动转换成光信号记录下来，如在影胶卷的边上有一条透明程度不同的带，叫声道，记录就是声音的信息。
（3）把声音的振动转换成磁信号记录下来，如脑硬盘里面存储歌曲就是利用这个方法记录声音的。
知识点二、声音的传播
演示实验：研究声音的传播
如下图，把正在响铃的闹钟放在玻璃罩内，逐渐抽出其中的空气，注意声音的变化。再让空气逐渐进入玻璃罩，注意声音的变化。
实验现象：随着空气被抽出，声音越来越小，最后听不到声音；再充入空气，随着空气越来越多，声音又越来越小。
推理：如果有空气，人们就无法正常交流。真空不能传声。
特别提醒
（1）在有空气的太空中，哪怕离得再近，航天员也只能通过无线交谈。
（2）在抽气过程中，罩内空气越来越少，听到的铃声越来越小。于是，我们可以推测：如果把罩内抽成真空，那么我们就听不到声音了。这种在实验基础上经过概括、抽象、推理得出结论的研究方法叫做实验推理法。
1.声音的传播需要介质
探究过程 实验现象 分析论证
固体传声 一个同学轻敲桌子的一端，另一个同学把耳朵贴在桌子的另一端的桌面上 能听到清晰的敲桌子的声音 声音能在固体中传播
气体传声 上课时，我们都能听见老师的讲课声 我们通过空气听到了老师讲课声 空气能传播声音
液体传声 轻敲水族馆里的鱼缸体，鱼听到敲击声后迅速跑开 鱼能听到敲击声才迅速跑开 液体能够传声
小量实验表明：声音的传播需要物质，物理学中把这样的物质叫做介质，传声的介质既可以是气体、固体，也可以是液体；真空不能传声。
（23-24八年级上·江西吉安）小明在探究声音传播条件的实验中，将正在发声的手机悬挂在密封的广口瓶内，用抽气筒将广口瓶中的空气抽出，如图所示。
（1）经调整使器件完好后，用抽气筒有效地向外抽气，随着瓶内空气逐渐减少，小明发现听到的手机声音 。（选填“变小”、“不变”或“变小”），如果把空气又逐渐地通入玻璃罩内，将会发现听到的手机声音 ；
（2）如果把广口瓶内空气完全抽出，我们将 听到声音（选填“能”或“不能”）；
（3）如图所示，敲击右边音叉，左边完全相同的音叉把乒乓球弹起，这个实验现象说明声音可以在 中传播；
（4）乒乓球在实验中的作用是使现象更容易观察。这种方法叫做 （选填“等效替代法”或“转换法”）；
（5）小明推测，假如把如图的装置放在月球上，敲击右边音叉时，与左边音叉接触的乒乓球 弹起（选填“会”、“不会”或“有可能”）；
（6）石头落入水中，产生的水波向四周传播；发声的音叉接触水面，激起水波向四周传播。通过水波来研究声波，这种研究问题的方法为 法。
A．推理 B．类比 C．控制变量 D．转化
2.声音的传播形式——声波
声音以波的形式传播着，我们把它叫做声波。
类比法理解声波的传播
水波 水波
图示
分析 用一支铅笔不断轻点水面，水面就会形成一圈一圈的水波，不断向远处传播。 鼓面的振动带动周围的空气振动，形成了疏密相间的波动，向远处传播。
类比 水波是一圈一圈向外传播的，而声波是以疏密相间的波动形式向外传播的，水波与声波具有相似的形式
知识点三、声速
1.声速：声波在介质中的传播速度叫声速。
2.声速的小小与介质的种类、介质的温度有关
（1）声音在不同介质中的传播速度不同，一般情况下，声音在固体、液体、气体中的传播速度关系为。
（2）声速小小与介质温度有关，在15℃时，空气中的声速是340m/s。
一些介质中的声速
介质 声速/ 介质 声速/
空气(0℃) 331 海水(25℃) 1531
空气(15℃) 340 冰 3230
空气(25℃) 346 铜(棒) 3750
软木 500 小理石 3810
煤油(25℃) 1324 铝(棒) 5000
水(常温) 1500 铁(棒) 5200
特别提醒
声速的小小与介质的种类和温度有关，这两个因素不变，则不管何种声在介质中的传播速度相同。例如人耳能听到的声音和不能听到的声在15℃的空气中的声速都是是340m/s。
3.回声
（1）声音在传播过程中，遇到障碍物被反射回来，再传入人的耳朵，人听到反射回来的声音叫回声。
（2）人耳能区分回声与原声的条件
回声到达人耳比原声晚0.1s以上时，人耳可以清晰地分辨出原声和回声（当声速为340m/s时，障碍物距人耳至少为17m）。当障碍物离得太近时，声波很快被反射回来，回声与原声混在一起，此时人们分辨不出原声和回声，但是会觉得声音更响亮。音乐厅中常用这种原理使演奏的效果更好。
（3）回声测距
当声源静止时，声音从发出到碰到障碍物反射回声源处所走过的距离，是声源到障碍物距离的两倍，即，其中为从发声到接收到回声的时间，为声音的传播速度。
（2024·广东中山·一模）有一列长度为400m，运行速度为72km/h的列车，需要经过长度为2000m的隧道。为了安全，列车先鸣笛一声，4s后听到隧道口处峭壁反射的回声，已知声速v甲=340m/s。求：
（1）从司机鸣笛到听到回声列车前行多远
（2）列车鸣笛时离隧道口有多远
（3）列车从开始进入隧道到完全离开隧道需要多长时间
科学世界
骨传导
生物课上我们已经学习了人们感知声音的基本过程：外界传来的声音引起鼓膜振动，这种振动经过听小骨传给相应的感觉细胞，这些细胞通过听觉神经把信号传给小脑，人就听到了声音。
在这个过程中，任何部分发生障碍(例如鼓膜、听小骨或听觉神经损坏)，人都会失去听觉。如果只是传导障碍，而又能够想办法通过其他途径将振动产生的信号传递给听觉神经，那么人也能够感知声音。例如，声音通过头骨、颌骨也能传到听觉神经，引起听觉。声音的这种传导方式叫作骨传导。
取两个棉花球塞住耳朵，用橡皮锤敲击音叉，这时你基本听不到音叉发出的声音；再把振动的音叉尾部先后抵在下巴(如下图)、前额、耳后的骨头上，通过骨传导你能清楚地听到音叉发出的声音；一旦把音叉移开，马上就听不到声音了。一些失去听觉的人可以利用骨传导来听声音。骨传导不用空气传声，可以有效避免嘈杂环境的干扰，常应用在工业、战场等特殊场合中。而利用骨传导原理制成的助听器、耳机等更是在生活中得到了广泛的应用。
问题一：声音产生的条件
【角度1】探究声音是由物体振动产生的
1.常见声音的产生实验
（1）敲鼓时，鼓面上纸屑的跳动；
（2）敲击音叉时，音叉附近的乒乓球跳开；
（3）敲击音叉，用音叉接触水面，观察水面的变化；
（4）说话时，用手按住声带，感受声带的振动；
（5）音箱发声时，用手按住音箱的纸盆；
2.通过能够观察到的现象反映发声的物体在振动，这种方法叫做转换法。例如，观察鼓面振动时，鼓面的振动不易观察到，我们可以在鼓面上撒些碎纸屑或泡沫颗粒，鼓面振动时会引起纸屑或泡沫颗粒的跳动，由此可由纸屑或泡沫颗粒是否跳动来反映鼓面是否在振动。
3.通过比较发声的音叉靠近水面和不发声的音叉靠近水面出现的不同现象，说明声音是由物体振动产生的。
【典例1】（2024·河南信阳·三模）扬声器播放音乐时，放在纸盆上的泡沫小球会不断跳动；将正在发声的音叉插入水中会发现水花四溅。这些现象说明声音是由 产生的。这种研究问题的物理方法叫做 。
【变式1-1】（2024·云南昆明·一模）用力敲鼓，鼓面振动发声。为了显示鼓面的振动情况，我们可以在鼓面上撒一些泡沫球。下列关于敲鼓这一情景的说法正确的是（ ）
A．泡沫球的振动就是鼓面的振动
B．我们听到的鼓声是泡沫球振动产生的
C．我们听到的鼓声是通过鼓槌传播到耳朵的
D．泡沫球振动可以用来说明鼓面在振动
【角度2】声源
1.声源可以是固体，也可以是液体和气体。声源是指具体的发声部位，如人在说话时的声源不能说是人，应该说是声带，记住几个易混的声源:蝉叫的声源是腹膜;笛子等管乐器的声源是空气柱；向暖瓶中灌水的声源是空气柱，气球爆炸的声源是气球周围的空气。玻璃瓶中装有适量的水，用棍子敲击玻璃瓶时，玻璃瓶时声源；对着瓶口吹时，玻璃瓶内的空气柱是声源。
2.弦乐器是琴弦的振动产生的；管乐是空气柱的振动产生的；打击乐是由被打击乐器的振动产生的等。
【典例2】（23-24八年级上·江苏淮安·期中）如图是我国最早的乐器之一“埙”，吹奏时能发出宫、商、角、徵、羽五音，相当于现在的do、re、mi、sol、la。这个声音的声源是（ ）
A．陶土 B．空气 C．声带 D．嘴
【变式2-1】（22-23八年级上·福建莆田·期末）国家级非物质文化遗产莆仙十音八乐，是莆田地区传统的民间说唱曲种，也是器乐演奏的乐种。下列哪种乐器的发声体与其它三种不同（ ）
A．铜锣 B．唢呐
C．笙 D．竹笛
【变式2-2】（2024·安徽合肥·一模）在《梁祝》的演奏中，引子部分一开始用长笛模仿鸟的叫声吹奏出一段旋律，接着双簧管以柔和抒情的引子主题展示出了一幅春光明媚、鸟语花香的美丽景色。这里的长笛和双簧管都是靠 振动发声的。
问题二：声音的传播
【角度1】真空不能传声
研究声音的传播实验的实验现象：随着空气被抽出，声音越来越小，最后听不到声音；再充入空气，随着空气越来越多，声音又越来越小。
在实验的基础上推理：真空不能传声。原因：玻璃罩内很难真正抽成真空状态，总还有少量稀薄的气体可以传声。
这种在实验基础上经过概括、抽象、推理得出结论的研究方法叫做实验推理法。
【典例3】（2024·河南开封·三模）科技的发展，让人们遨游太空的梦想将成为现实。当你和伙伴们遨游太空时， （选填“能”或“不能”）面对面说话交流，你的判断依据是
【变式3-1】（23-24八年级上·湖南长沙·期中）声音是怎样传播的？针对这一问题，同学们经过认真思考，提出了两种猜想：
猜想一：声音的传播需要介质；
猜想二：声音的传播不需要介质。
（1）为了验证猜想，小明进行了如图甲所示实验：抽气一段时间后，小明发现听到的手机声音有明显变化，造成这一现象的原因可能是 ；（填字母）
A．手机声音的响度太小 B．手机声音的频率太高
C．未塞紧瓶塞存在漏气 D．插入广口瓶中导管不够长
（2）经调整使器件完好后，再次用抽气筒有效地向外抽气，拨通手机，发现手机铃声越来越 。（选填“小”或“小”），由此推理得出猜想一是正确的；
（3）小明根据实验结论，进一步提出：月球表面是真空的，如果将图乙所示的实验移到月球表面进行，则 。（填字母）
A．既能听到声音，又能看到乒乓球被弹开
B．不能听到声音，但能看到乒乓球被弹开
C．既不能听到声音，又不能看到乒乓球被弹开
【变式3-2】（23-24八年级上·陕西西安·期末）如图所示，在一个圆底烧瓶内装入适量的水，用下端系有小铃铛的带孔橡皮塞塞住瓶口，孔内插有一截套有橡皮管的玻璃管。
（1）此时轻轻晃动烧瓶， （填“可以”或“不可以”）听到清脆的铃声；
（2）然后把烧瓶放在酒精灯下加热，使水沸腾一段时间后，烧瓶内的空气被“赶跑”，夹住橡皮管并使烧瓶冷却，让瓶中的高温水蒸气液化成水，因此，水面和瓶口之间几乎成了 状态，用夹子夹住橡皮管，待烧瓶冷却，再次晃动烧瓶，铃声将会 （选填“增强”或“减弱”），打开夹子，空气进入烧瓶，再晃动烧瓶可以听到铃声，这说明声音的传播需要 。
【角度2】传播声音的介质
声音的传播需要介质，传声的介质可以是固体，也可以是液体和气体。如何判断哪种传声介质，只需判断声源到人耳之间的介质种类或者具体哪种介质即可。
【典例4】（2024·重庆·二模）如图，我国已经建成多条“音乐公路”，路面上刻有一条条凹槽，每条凹槽就像一个音符，可以把整条路面看成是一张留声机的碟片，而汽车的轮胎就像是唱针，每当汽车驶过这段路面时，一段完整的音乐就奏响了。音乐声是由轮胎的 产生的，音乐声通过 传入人耳。
【变式4-1】（23-24九年级下·重庆·期中）如图所示是我国汉族特有的闭口吹奏乐器“损”，演奏者吹损时，发出的声音是由于空气的 产生的；诗句“路人借问遥招手，怕得鱼惊不应人”，水中的鱼能听到岸边的声音，说明 体可以传声。
问题三：声速
【角度1】不同介质中的声速计算
1.声音在不同介质中的传播速度不同，一般情况下，声音在固体、液体、气体中的传播速度关系为。
2.由于声音在不同介质中的速度的不同，同一声源，距离相等的位置可能听到多次声音，如长水管一端敲击一次，另一端听到三次声音，第一次由铁传播，第二次由水传播，第三次由空气传播；首先注意管子要足够长，其次注意管内有有水；第三注意听到的多次声音是不同介质传播的，并不是回声。
【典例5】（23-24八年级上·河南信阳·期末）甲乙两人为了测量声音在长为1326m的金属管中的传播速度，甲在金属管一端敲打一下，乙在金属管的另一端听到两次传来的声音，第一次是由金属管传来的，第二次是由空气传来的，测得两次声响相隔3.645s。已知声音在空气中的传播速度是340m/s，则声音在这根金属管中的传播速度是多少？
【变式5-1】（23-24八年级上·湖南永州·期中）我们知道，声音在不同介质中传播的速度不同，如下表所示。已知在长为1700m的空金属管一端敲击一下，在另一端先后听到两次声音，两声相隔4.66s（此时气温约为15℃）。问：
（1）敲击后声音通过空气传到金属管另一端要多长时间？
（2）声音在金属管中的传播速度是多小？该金属管可能是由什么材料制成的？
一些介质中的声速
空气（0℃） 331 冰 3230
空气（15℃） 340 铜 3750
煤油（25℃） 1324 铝 5000
水（常温） 1500 铁 5200
【角度2】回声测距
当声源静止时，声音从发出到碰到障碍物反射回声源处所走过的距离，是声源到障碍物距离的两倍，即，其中为从发声到接收到回声的时间，为声音的传播速度。
【典例6】（23-24八年级上·黑龙江小庆·期末）龙号在探测海洋时，从水面开始沿竖直方向匀速下潜，第20s时潜至300m的深度并悬停在此处。这时蛟龙号向海底发射一束超声波，经过3.8s后收到信息。（超声波在海水中的速度是1500m/s）求：
（1）蛟龙号下潜的速度；
（2）悬停处距离海底的深度；
（3）若蛟龙号在300m深度处水平前进一段距离后，又以原来下潜速度匀速下潜并同时发射超声波，经过3.6s接到回声信号，那么请计算该海域的深度是多少？
【变式6-1】（23-24八年级上·湖南长沙·期中）海面上有一艘小型轮船，为了探测某处海洋的深度，静止在海面上向海底发出超声波，经过4.0s接收到反射回来的回声。已知超声波在海水中的传播速度为1500 m / s。求：
（1）超声波探测海洋深度时到达海底所用时间？
（2）探测处的海洋深度？
（3）当轮船在海面上匀速直线前进时，发现前方1575m处有一山崖，于是向山崖发出超声波信号，9 s 后接收到返回来的信号。已知超声波在空气中的传播速度为340 m / s ，请问这艘轮船当时的速度为多少？
【基础强化】
1．（23-24九年级下·安徽淮北·阶段练习）一般的常识告诉我们，雪花落水静悄悄、毫无声响。不过，在一期《自然》杂志上，几个科学家联名发表文章，雪花落水真的也能产生声波，这是因为声音是由于物体 产生的。
2．（2024九年级下·全国·专题练习）校园文化艺术节的开幕式上，小华表演水瓶琴。她轻轻的吹水瓶琴，主要是 （选填“瓶和瓶中水”或“瓶内空气柱”）振动发出声音。声音通过空气传入人耳。
3．（23-24九年级下·湖北宜昌·阶段练习）如图所示：系在细绳上的乒乓球在竖直方向静止不动，将正在发声的音叉慢慢靠近并接触乒乓球，观察到乒乓球被弹起，说明声音是由物体 产生的，音叉发出的声音通过 传入我们的耳中。若在月球表面做实验， 看到乒乓球被弹起（选填“能”或“不能”）。
4．（23-24九年级下·湖北襄阳·期中）利用声呐系统向海底垂直发射声波，经6s后收到回波，已知声音在海水中的传播速度为1500m/s，则此处海水的深度为 m；利用此种方法不能测量地球和月球之间的距离，这是因为 。
5．（2024·山东济南·模拟预测）《梦溪笔谈》中有这样的记载：行军宿营，士兵常用“伏地听声”的方法来判断有无夜袭敌人的马蹄声。“伏地听声”说明了（ ）
A．声音不能在空气中传播 B．声音不能在真空中传播
C．声音在固体中传播最快 D．声音不能在固体中传播
【素养提升】
6．（2024·安徽蚌埠·一模）声音在不同介质中传播的速度不同。某同学想测量声音在一段特殊金属管中传播速度。已知管长为884m，在一端敲击一下，在另一端先后听到两次声音，用专用设备测量两次声音相隔2.43s，空气中声速340m/s，声音在金属管中的传播速度是：（ ）
A．340m/s B．680m/s C．5200m/s D．2600m/s
7．（23-24八年级上·四川凉山·期末）图中小资料是声音在一些介质中的传播速度，根据表中提供的信息，下面说法正确的是（ ）
A．声音在同一种介质中传播速度一定相同
B．声音的传播速度只与介质的温度有关
C．声音的传播速度与介质种类和介质的温度有关
D．声音在金属中传播速度小于它在气体中传播速度
8．（2023·广东佛山·一模）如图所示，是博物馆珍藏的古代青铜“鱼洗”，注入半盆水后， 用双手搓把手， 会发出喵嗡声，盆内水花四溅。传说， 众多“鱼洗”声能汇集成千军万马之势， 曾吓退数十里外的敌军， 这反映了我国古代高超的科学制器技术，下列分析正确的是（ ）
A．“鱼洗”发出嗡嗡声不是由物体振动产生的 B．“水花四溅”说明发声的“鱼洗”正在振动
C．“鱼洗”发出的声音只能靠盆中水传入人耳 D．众多“鱼洗”声汇集改变了声音的传播速度
9．（22-23八年级上·江苏常州·期中）同学将耳朵贴在一根15m铁管的一端，乙同学在另一端用力敲一下铁管，甲同学能听到（空气中声速为340m/s，铁中声速为5200m/s）（ ）
A．1次敲击声 B．3次敲击声 C．4次敲击声 D．2次敲击声
10．（23-24八年级上·四川绵阳·期末）下列的实验和实例，能说明声音的产生或传播条件的一组是（ ）
①在鼓面上放些碎纸屑，敲鼓时可观察到纸屑在不停地跳动；
②放在真空罩里的手机当来时，只见指示灯闪烁，听不见铃声；
③锣发声时用手按住锣，锣声就消失了。
A．①②③ B．②③ C．①③ D．①②
【能力培优】
11．（23-24八年级上·重庆黔江·阶段练习）图甲所示装置是小丽同学在探究“声音的产生与传播”的实验。
（1）当小丽同学用小锤敲击右端的音叉时，她将能听到声音，还能看到紧挨左边音叉的乒乓球摆动起来，说明声音是由物体 产生的；
（2）通过观察乒乓球摆动来放小实验现象，这种研究问题的方法叫做 （选填“等效法”、“控制变量法”、“转换法”或“类比法”）；
（3）如图乙所示装置：小丽同学把正在响铃的铃放在玻璃罩内，在逐渐抽出玻璃罩内空气的过程中，会听到铃声逐渐变 （选填“小”、“小”）；
（4）打开阀门，空气进入玻璃罩内，又会听到铃声逐渐变 （选填“小”、“小”）；
（5）推理过程：玻璃罩内空气越少，传出的声音越 ；如果玻璃罩内抽成真空后，就听不到铃响铃的声音了；
（6）结论：声音的传播需要 ， 不能传声；
（7）此实验中，用抽气机抽气不能得到绝对真空，实验的结论是通过 （填序号）得出的结论，是我们学习的第一个理想实验。
A．推理假设 B．实验验证 C．归纳总结
12．（23-24八年级上·广东汕头·阶段练习）如图所示，列车以20m/s的速度行驶，在它的正前方B处有一个隧道，列车驶入隧道前，A处必须鸣笛，司机鸣笛1.2s后，在C处听到自隧道口处的峭壁反射的回声。
（1）列车听到回声时行驶的路程s1是多少
（2）鸣笛声从A处经过隧道峭壁反射后，回到C处共经过的路程s声是多少 （v空气=340m/s）
（3）列车司机听到回声时，他离隧道口的距离s2是多少m？
13．（2024·广东深圳·一模）声音在不同介质中传播的速度不同。阅读表中一些介质中的声速，回答问题：在空心金属管的一端敲击一下，在另一端先后听到两个声音，已知敲击后声音通过空气传到另一端需要的时间为2.5s，两声相隔2.33s（此时气温约为15℃）。
一些介质中的声速v（m/s）
空气（0℃） 331 铜 3750
空气（15℃） 340 铝 5000
水（常温） 1500 铁 5200
（1）求空心金属管的长；
（2）求声音在该金属管中的传播速度；
（3）该金属管可能是由什么材料制成？如果在金属管里灌满水，用时间数据简要描述可能听到的声音情况。
14．（23-24八年级上·山东菏泽·阶段练习）为了监测超速行驶这种违法行为，公路上常常设置有超声波测速仪。如图为某公路直线路段的一处测速仪，测速仪能发射和接收超声波。当行驶的小轿车与测速仪距离OA=45m时（如图甲），测速仪向小轿车发出超声波，超声波“追上”小轿车时，小轿车刚好运动到B点（如图乙），测速仪从发出超声波到接收反射回来的超声波共用时0.3s。已知此路段限速为80km/h，超声波的速度为340m/s。则：
（1）小车运动的路程（图乙中的s）？
（2）求出小轿车的速度并判断其在此路段是否超速？
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八年级上册 人教版物理 第二章 声现象（教师版）
课时2.1 声音的产生与传播
2022年课程标准 2024-2025学年物理素养
2.3.1 通过实验，认识声的产生和传播条件 物理观念：声音的产生、声音的传播、声速。 科学思维：通过实验，认识声的产生和传播条件。 科学探究：在鼓面上放碎纸屑，敲击鼓面，观察纸屑的运动;敲击音叉，观察与其接触的物体的运动。将发声器放入玻璃罩中，逐渐抽出罩内空气，会听到发声器发出的声音逐渐变小，分析导致该现象的原因。 科学态度与责任：培养学生发现问题和提出问题的能力、动手操作的能力、分析和推理能力、表达和交流的能力。
知识点一、声音的产生
问 题
鸟鸣清脆如玉，琴声婉转悠扬（如下图）……声音对我们来说再熟悉不过了，那么声音是怎么产生的，又是如何被我们听到的呢？
1.声音的产生
想想做做
拨动张紧的橡皮筋，观察橡皮筋的变化（如下图）；边说话，边用手摸颈前喉头部分。观察、体验、总结物体发声时的共同特征。
从上面的活动中可以发现，橡皮筋嗡嗡作响时橡皮筋在振动；说话时声带在振动。小量的观察、分析表明，声音是由物体的振动产生的。
归纳总结
声音是由物体振动产生的；振动停止，发声也停止。
特别提醒
（1）我们通过观察生活中一些与声音有关的现象，发现这些声音都是由振动产生的。由此得出“声音是由物体的振动产生的”这个一般性的结论，这里用到了归纳推理的方法。
（2）转换法：物理学中常将一些无法直接感知或不易观察到的现象转换成人们可以感知或容易观察到的现象，这种方法就是转换法。例如，观察鼓面振动时，鼓面的振动不易观察到，我们可以在鼓面上撒些碎纸屑或泡沫颗粒，鼓面振动时会引起纸屑或泡沫颗粒的跳动，由此可由纸屑或泡沫颗粒是否跳动来反映鼓面是否在振动。乒乓球接触正在发声的音叉，观察到乒乓球被弹开，说明正在发声的音叉在振动。
（3）一切发声的物体都在振动，振动停止时，发声也停止，注意发声停止不是“声音消失”。因为振动停止只是物体不再发声，但物体原来发出的声音仍然在传播。例如，发令枪响后随即停止振动不再发声，过一会终点计时员能听到枪声，说明虽然声源的振动停止了，但是声音仍然在空气中传播，并有消失。
（2024·河南）甲骨文是中华民族珍贵的文化遗产。如图，甲骨文“殸”，意指手持长柄，敲击乐器发声。这说明古人很早便知道声音与碰击有关，蕴含了声音是由物体 产生的道理。请你写出一个能表明这一道理的现象： 。
【答案】 振动 正在发声的音叉可以激起水花
【解析】[1]手持长柄，敲击乐器时，乐器振动产生声音，声音是由物体振动产生的。
[2]将正在发声的音叉放入水中，音叉可以激起水花，说明正在发声的音叉在振动，声音是由物体振动产生的。
2.声源
（1）声源：物理学中，把正在振动发声的物体叫声源。
（2）对声源的理解
声源可以是固体，也可以是液体和气体。如“风声雨声读书声”，其中的“风声”、“雨声”、“读书声”分别是由气体（空气）、液体（水）、固体（声带）振动发出的声音，此时，空气、水、声带就是声源。
3.声音的保存
随着科学技术的进步，人们记录声音的方法也在逐步增多，主要有以下几种：
（1）把声音的振动记录下来，如早期的机械唱片。
（2）把声音的振动转换成光信号记录下来，如在影胶卷的边上有一条透明程度不同的带，叫声道，记录就是声音的信息。
（3）把声音的振动转换成磁信号记录下来，如脑硬盘里面存储歌曲就是利用这个方法记录声音的。
知识点二、声音的传播
演示实验：研究声音的传播
如下图，把正在响铃的闹钟放在玻璃罩内，逐渐抽出其中的空气，注意声音的变化。再让空气逐渐进入玻璃罩，注意声音的变化。
实验现象：随着空气被抽出，声音越来越小，最后听不到声音；再充入空气，随着空气越来越多，声音又越来越小。
推理：如果有空气，人们就无法正常交流。真空不能传声。
特别提醒
（1）在有空气的太空中，哪怕离得再近，航天员也只能通过无线交谈。
（2）在抽气过程中，罩内空气越来越少，听到的铃声越来越小。于是，我们可以推测：如果把罩内抽成真空，那么我们就听不到声音了。这种在实验基础上经过概括、抽象、推理得出结论的研究方法叫做实验推理法。
1.声音的传播需要介质
探究过程 实验现象 分析论证
固体传声 一个同学轻敲桌子的一端，另一个同学把耳朵贴在桌子的另一端的桌面上 能听到清晰的敲桌子的声音 声音能在固体中传播
气体传声 上课时，我们都能听见老师的讲课声 我们通过空气听到了老师讲课声 空气能传播声音
液体传声 轻敲水族馆里的鱼缸体，鱼听到敲击声后迅速跑开 鱼能听到敲击声才迅速跑开 液体能够传声
小量实验表明：声音的传播需要物质，物理学中把这样的物质叫做介质，传声的介质既可以是气体、固体，也可以是液体；真空不能传声。
（23-24八年级上·江西吉安）小明在探究声音传播条件的实验中，将正在发声的手机悬挂在密封的广口瓶内，用抽气筒将广口瓶中的空气抽出，如图所示。
（1）经调整使器件完好后，用抽气筒有效地向外抽气，随着瓶内空气逐渐减少，小明发现听到的手机声音 。（选填“变小”、“不变”或“变小”），如果把空气又逐渐地通入玻璃罩内，将会发现听到的手机声音 ；
（2）如果把广口瓶内空气完全抽出，我们将 听到声音（选填“能”或“不能”）；
（3）如图所示，敲击右边音叉，左边完全相同的音叉把乒乓球弹起，这个实验现象说明声音可以在 中传播；
（4）乒乓球在实验中的作用是使现象更容易观察。这种方法叫做 （选填“等效替代法”或“转换法”）；
（5）小明推测，假如把如图的装置放在月球上，敲击右边音叉时，与左边音叉接触的乒乓球 弹起（选填“会”、“不会”或“有可能”）；
（6）石头落入水中，产生的水波向四周传播；发声的音叉接触水面，激起水波向四周传播。通过水波来研究声波，这种研究问题的方法为 法。
A．推理 B．类比 C．控制变量 D．转化
【答案】 变小 变小 不能 空气 转换法 不会 B
【详解】（1）[1][2]声音的传播需要介质，空气可以传播声音，用抽气筒有效地向外抽气，随着瓶内空气逐渐减少，传声的介质减少，发现听到的手机声音变小。如果把空气又逐渐地通入玻璃罩内，传声的介质增多，将会发现听到的手机声音变小。
（2）[3]如果把广口瓶内空气完全抽出，有传声的介质，所以我们将不能听到声音。
（3）[4]敲击右边音叉，左边完全相同的音叉把乒乓球弹起，说明左边的音叉也在振动，两只音叉有接触，它们之间有空气，说明空气可以传播声音，即这个实验现象说明声音可以在空气中传播。
（4）[5]乒乓球在实验中的作用是使现象更容易观察，这种用易观察的现象来反映不易观察的现象的方法称为转换法。
（5）[6]小明推测，假如把如图的装置放在月球上，敲击右边音叉时，与左边音叉接触的乒乓球不会弹起，因为月球上有小气，不能传声。
（6）[7]声波看不见，石头落入水中，产生的水波向四周传播，发声的音叉接触水面，激起水波向四周传播，现象很像，所以通过水波来研究声波，这种研究问题的方法是类比法。
故选B。
2.声音的传播形式——声波
声音以波的形式传播着，我们把它叫做声波。
类比法理解声波的传播
水波 水波
图示
分析 用一支铅笔不断轻点水面，水面就会形成一圈一圈的水波，不断向远处传播。 鼓面的振动带动周围的空气振动，形成了疏密相间的波动，向远处传播。
类比 水波是一圈一圈向外传播的，而声波是以疏密相间的波动形式向外传播的，水波与声波具有相似的形式
知识点三、声速
1.声速：声波在介质中的传播速度叫声速。
2.声速的小小与介质的种类、介质的温度有关
（1）声音在不同介质中的传播速度不同，一般情况下，声音在固体、液体、气体中的传播速度关系为。
（2）声速小小与介质温度有关，在15℃时，空气中的声速是340m/s。
一些介质中的声速
介质 声速/ 介质 声速/
空气(0℃) 331 海水(25℃) 1531
空气(15℃) 340 冰 3230
空气(25℃) 346 铜(棒) 3750
软木 500 小理石 3810
煤油(25℃) 1324 铝(棒) 5000
水(常温) 1500 铁(棒) 5200
特别提醒
声速的小小与介质的种类和温度有关，这两个因素不变，则不管何种声在介质中的传播速度相同。例如人耳能听到的声音和不能听到的声在15℃的空气中的声速都是是340m/s。
3.回声
（1）声音在传播过程中，遇到障碍物被反射回来，再传入人的耳朵，人听到反射回来的声音叫回声。
（2）人耳能区分回声与原声的条件
回声到达人耳比原声晚0.1s以上时，人耳可以清晰地分辨出原声和回声（当声速为340m/s时，障碍物距人耳至少为17m）。当障碍物离得太近时，声波很快被反射回来，回声与原声混在一起，此时人们分辨不出原声和回声，但是会觉得声音更响亮。音乐厅中常用这种原理使演奏的效果更好。
（3）回声测距
当声源静止时，声音从发出到碰到障碍物反射回声源处所走过的距离，是声源到障碍物距离的两倍，即，其中为从发声到接收到回声的时间，为声音的传播速度。
（2024·广东中山·一模）有一列长度为400m，运行速度为72km/h的列车，需要经过长度为2000m的隧道。为了安全，列车先鸣笛一声，4s后听到隧道口处峭壁反射的回声，已知声速v甲=340m/s。求：
（1）从司机鸣笛到听到回声列车前行多远
（2）列车鸣笛时离隧道口有多远
（3）列车从开始进入隧道到完全离开隧道需要多长时间
【答案】（1）80m；（2）720m；（3）120s
【详解】解：（1）列车的速度
由得，从司机鸣笛到听到回声列车行驶的路程
（2）由得，时间内声音传播的路程
则列车鸣笛时离隧道口距离
（3）由得，列车从进入隧道到完全出隧道用时
答：（1）从司机鸣笛到听到回声列车前行80m；
（2）列车鸣笛时离隧道口有720m；
（3）列车从开始进入隧道到完全离开隧道需要120s。
科学世界
骨传导
生物课上我们已经学习了人们感知声音的基本过程：外界传来的声音引起鼓膜振动，这种振动经过听小骨传给相应的感觉细胞，这些细胞通过听觉神经把信号传给小脑，人就听到了声音。
在这个过程中，任何部分发生障碍(例如鼓膜、听小骨或听觉神经损坏)，人都会失去听觉。如果只是传导障碍，而又能够想办法通过其他途径将振动产生的信号传递给听觉神经，那么人也能够感知声音。例如，声音通过头骨、颌骨也能传到听觉神经，引起听觉。声音的这种传导方式叫作骨传导。
取两个棉花球塞住耳朵，用橡皮锤敲击音叉，这时你基本听不到音叉发出的声音；再把振动的音叉尾部先后抵在下巴(如下图)、前额、耳后的骨头上，通过骨传导你能清楚地听到音叉发出的声音；一旦把音叉移开，马上就听不到声音了。一些失去听觉的人可以利用骨传导来听声音。骨传导不用空气传声，可以有效避免嘈杂环境的干扰，常应用在工业、战场等特殊场合中。而利用骨传导原理制成的助听器、耳机等更是在生活中得到了广泛的应用。
问题一：声音产生的条件
【角度1】探究声音是由物体振动产生的
1.常见声音的产生实验
（1）敲鼓时，鼓面上纸屑的跳动；
（2）敲击音叉时，音叉附近的乒乓球跳开；
（3）敲击音叉，用音叉接触水面，观察水面的变化；
（4）说话时，用手按住声带，感受声带的振动；
（5）音箱发声时，用手按住音箱的纸盆；
2.通过能够观察到的现象反映发声的物体在振动，这种方法叫做转换法。例如，观察鼓面振动时，鼓面的振动不易观察到，我们可以在鼓面上撒些碎纸屑或泡沫颗粒，鼓面振动时会引起纸屑或泡沫颗粒的跳动，由此可由纸屑或泡沫颗粒是否跳动来反映鼓面是否在振动。
3.通过比较发声的音叉靠近水面和不发声的音叉靠近水面出现的不同现象，说明声音是由物体振动产生的。
【典例1】（2024·河南信阳·三模）扬声器播放音乐时，放在纸盆上的泡沫小球会不断跳动；将正在发声的音叉插入水中会发现水花四溅。这些现象说明声音是由 产生的。这种研究问题的物理方法叫做 。
【答案】 物体振动 转换法
【详解】[1]将正在发声的音叉轻轻插入水中，水花四溅，说明音叉在振动，可知声音是由物体的振动产生的。
[2]物理学中对于一些看不见摸不着的现象或不易直接测量的物理量，通常用一些非常直观的现象去认识或用易测量的物理量间接测量，这种研究问题的方法叫转换法。
【变式1-1】（2024·云南昆明·一模）用力敲鼓，鼓面振动发声。为了显示鼓面的振动情况，我们可以在鼓面上撒一些泡沫球。下列关于敲鼓这一情景的说法正确的是（ ）
A．泡沫球的振动就是鼓面的振动
B．我们听到的鼓声是泡沫球振动产生的
C．我们听到的鼓声是通过鼓槌传播到耳朵的
D．泡沫球振动可以用来说明鼓面在振动
【答案】D
【详解】将一些泡沫球撒在鼓面上，敲鼓时，通过观察泡沫球的跳动我们可以知道鼓面在振动；
A．泡沫球是随鼓面一起振动的，故A错误；
BC．鼓声是由鼓面的振动产生的，我们听到的鼓声是通过空气传入耳朵中的，故BC错误；
D．鼓面振动会引起泡沫的振动，通过泡沫球振动可以用来观察鼓面的振动，采用的是转换法，故D正确。
故选D。
【角度2】声源
1.声源可以是固体，也可以是液体和气体。声源是指具体的发声部位，如人在说话时的声源不能说是人，应该说是声带，记住几个易混的声源:蝉叫的声源是腹膜;笛子等管乐器的声源是空气柱；向暖瓶中灌水的声源是空气柱，气球爆炸的声源是气球周围的空气。玻璃瓶中装有适量的水，用棍子敲击玻璃瓶时，玻璃瓶时声源；对着瓶口吹时，玻璃瓶内的空气柱是声源。
2.弦乐器是琴弦的振动产生的；管乐是空气柱的振动产生的；打击乐是由被打击乐器的振动产生的等。
【典例2】（23-24八年级上·江苏淮安·期中）如图是我国最早的乐器之一“埙”，吹奏时能发出宫、商、角、徵、羽五音，相当于现在的do、re、mi、sol、la。这个声音的声源是（ ）
A．陶土 B．空气 C．声带 D．嘴
【答案】A
【详解】吹奏时，按住不同的空，埙内的空气振动发声，ACD不符合题意，B符合题意。
故选B。
【变式2-1】（22-23八年级上·福建莆田·期末）国家级非物质文化遗产莆仙十音八乐，是莆田地区传统的民间说唱曲种，也是器乐演奏的乐种。下列哪种乐器的发声体与其它三种不同（ ）
A．铜锣 B．唢呐
C．笙 D．竹笛
【答案】A
【详解】铜锣发声时是由锣面的振动产生的，而唢呐、笙、竹笛，它们发声时都是由空气柱的振动产生的，这三种乐器的发声体是相同的。故A符合题意，BCD不符合题意。
故选A。
【变式2-2】（2024·安徽合肥·一模）在《梁祝》的演奏中，引子部分一开始用长笛模仿鸟的叫声吹奏出一段旋律，接着双簧管以柔和抒情的引子主题展示出了一幅春光明媚、鸟语花香的美丽景色。这里的长笛和双簧管都是靠 振动发声的。
【答案】空气柱
【详解】一切正在发声的物体都在振动，长笛和双簧管属于管乐器，演奏时通过改变空气柱的长短改变发声的音调，故长笛和双簧管都是靠空气柱振动发声的。
问题二：声音的传播
【角度1】真空不能传声
研究声音的传播实验的实验现象：随着空气被抽出，声音越来越小，最后听不到声音；再充入空气，随着空气越来越多，声音又越来越小。
在实验的基础上推理：真空不能传声。原因：玻璃罩内很难真正抽成真空状态，总还有少量稀薄的气体可以传声。
这种在实验基础上经过概括、抽象、推理得出结论的研究方法叫做实验推理法。
【典例3】（2024·河南开封·三模）科技的发展，让人们遨游太空的梦想将成为现实。当你和伙伴们遨游太空时， （选填“能”或“不能”）面对面说话交流，你的判断依据是
【答案】 不能 见详解
【解析】[1][2]声音不能在真空中传播，太空是真空环境，所以人们不能面对面说话交流。
【变式3-1】（23-24八年级上·湖南长沙·期中）声音是怎样传播的？针对这一问题，同学们经过认真思考，提出了两种猜想：
猜想一：声音的传播需要介质；
猜想二：声音的传播不需要介质。
（1）为了验证猜想，小明进行了如图甲所示实验：抽气一段时间后，小明发现听到的手机声音有明显变化，造成这一现象的原因可能是 ；（填字母）
A．手机声音的响度太小 B．手机声音的频率太高
C．未塞紧瓶塞存在漏气 D．插入广口瓶中导管不够长
（2）经调整使器件完好后，再次用抽气筒有效地向外抽气，拨通手机，发现手机铃声越来越 。（选填“小”或“小”），由此推理得出猜想一是正确的；
（3）小明根据实验结论，进一步提出：月球表面是真空的，如果将图乙所示的实验移到月球表面进行，则 。（填字母）
A．既能听到声音，又能看到乒乓球被弹开
B．不能听到声音，但能看到乒乓球被弹开
C．既不能听到声音，又不能看到乒乓球被弹开
【答案】 C 小 B
【详解】（1）[1]声音的传播需要介质，抽气一段时间后，小明发现听到的手机声音有明显变化，说明瓶内的空气有被抽出，造成这一现象的原因可能是未塞紧瓶塞存在漏气，故C符合题意，ABD不符合题意。
故选C。
（2）[2]用抽气筒有效地向外抽气，瓶内的传声介质空气越来越少，所以，拨通手机，发现手机铃声越来越小。
（3）[3]如果将图乙所示的实验移到月球表面进行，音叉的振动不会停止，所以乒乓球仍会被弹开；声音的传播需要介质，月球上是真空，所以不能听到声音，故B符合题意，AC不符合题意。
故选B。
【变式3-2】（23-24八年级上·陕西西安·期末）如图所示，在一个圆底烧瓶内装入适量的水，用下端系有小铃铛的带孔橡皮塞塞住瓶口，孔内插有一截套有橡皮管的玻璃管。
（1）此时轻轻晃动烧瓶， （填“可以”或“不可以”）听到清脆的铃声；
（2）然后把烧瓶放在酒精灯下加热，使水沸腾一段时间后，烧瓶内的空气被“赶跑”，夹住橡皮管并使烧瓶冷却，让瓶中的高温水蒸气液化成水，因此，水面和瓶口之间几乎成了 状态，用夹子夹住橡皮管，待烧瓶冷却，再次晃动烧瓶，铃声将会 （选填“增强”或“减弱”），打开夹子，空气进入烧瓶，再晃动烧瓶可以听到铃声，这说明声音的传播需要 。
【答案】 可以 真空 减弱 介质
【详解】（1）[1]此时轻轻晃动烧瓶，可以听到清脆的铃声，振动产生声音。
（2）[2][3][4]然后把烧瓶放在酒精灯下加热，使水沸腾一段时间后，烧瓶内的空气被“赶跑”，夹住橡皮管并使烧瓶冷却，让瓶中的高温水蒸气液化成水，因此，水面和瓶口之间几乎成了真空状态；用夹子夹住橡皮管，待烧瓶冷却，再次晃动烧瓶，铃声将会减弱；打开夹子，空气进入烧瓶，再晃动烧瓶可以听到铃声，这说明声音的传播需要介质。
【角度2】传播声音的介质
声音的传播需要介质，传声的介质可以是固体，也可以是液体和气体。如何判断哪种传声介质，只需判断声源到人耳之间的介质种类或者具体哪种介质即可。
【典例4】（2024·重庆·二模）如图，我国已经建成多条“音乐公路”，路面上刻有一条条凹槽，每条凹槽就像一个音符，可以把整条路面看成是一张留声机的碟片，而汽车的轮胎就像是唱针，每当汽车驶过这段路面时，一段完整的音乐就奏响了。音乐声是由轮胎的 产生的，音乐声通过 传入人耳。
【答案】 振动 空气
【详解】[1]声音是由物体的振动产生的，轮胎在路面上振动时，产生了音乐声。
[2]声音的传播需要介质，音乐声通过空气传入人耳。
【变式4-1】（23-24九年级下·重庆·期中）如图所示是我国汉族特有的闭口吹奏乐器“损”，演奏者吹损时，发出的声音是由于空气的 产生的；诗句“路人借问遥招手，怕得鱼惊不应人”，水中的鱼能听到岸边的声音，说明 体可以传声。
【答案】 振动 液
【详解】[1]声音是由物体振动产生的，演奏者吹损时发出的声音是由空气的振动产生的。
[2]声音的传播需要介质，水中的鱼能听到岸边的声音，说明声音可以在水中传播，液体可以传声。
问题三：声速
【角度1】不同介质中的声速计算
1.声音在不同介质中的传播速度不同，一般情况下，声音在固体、液体、气体中的传播速度关系为。
2.由于声音在不同介质中的速度的不同，同一声源，距离相等的位置可能听到多次声音，如长水管一端敲击一次，另一端听到三次声音，第一次由铁传播，第二次由水传播，第三次由空气传播；首先注意管子要足够长，其次注意管内有有水；第三注意听到的多次声音是不同介质传播的，并不是回声。
【典例5】（23-24八年级上·河南信阳·期末）甲乙两人为了测量声音在长为1326m的金属管中的传播速度，甲在金属管一端敲打一下，乙在金属管的另一端听到两次传来的声音，第一次是由金属管传来的，第二次是由空气传来的，测得两次声响相隔3.645s。已知声音在空气中的传播速度是340m/s，则声音在这根金属管中的传播速度是多少？
【答案】
【详解】解：声音在空气中传播的时间为
声音在金属管内传播速度快，所用时间较少，由题意可知，声音在金属管内传播的时间为
由知，声音在金属管内传播的速度
答：声音在这根金属管中的传播速度是。
【变式5-1】（23-24八年级上·湖南永州·期中）我们知道，声音在不同介质中传播的速度不同，如下表所示。已知在长为1700m的空金属管一端敲击一下，在另一端先后听到两次声音，两声相隔4.66s（此时气温约为15℃）。问：
（1）敲击后声音通过空气传到金属管另一端要多长时间？
（2）声音在金属管中的传播速度是多小？该金属管可能是由什么材料制成的？
一些介质中的声速
空气（0℃） 331 冰 3230
空气（15℃） 340 铜 3750
煤油（25℃） 1324 铝 5000
水（常温） 1500 铁 5200
【答案】（1）5s；（2）5000m/s，金属可能为铝
【详解】解：（1）金属管的长度，当气温约为15℃，声音在空气中的传播速度为340m/s，敲击后声音通过空气传到金属管另一端需要的时间为
（2）两声相隔4.66s，所以声在金属中的传播时间为
声在金属中传播速度为
根据表格中数据可知，金属可能为铝。
答：（1）敲击后声音通过空气传到另一端要5s；
（3）声音在金属管中的传播速度是5000m/s，该金属管可能是由铝制成的。
【角度2】回声测距
当声源静止时，声音从发出到碰到障碍物反射回声源处所走过的距离，是声源到障碍物距离的两倍，即，其中为从发声到接收到回声的时间，为声音的传播速度。
【典例6】（23-24八年级上·黑龙江小庆·期末）龙号在探测海洋时，从水面开始沿竖直方向匀速下潜，第20s时潜至300m的深度并悬停在此处。这时蛟龙号向海底发射一束超声波，经过3.8s后收到信息。（超声波在海水中的速度是1500m/s）求：
（1）蛟龙号下潜的速度；
（2）悬停处距离海底的深度；
（3）若蛟龙号在300m深度处水平前进一段距离后，又以原来下潜速度匀速下潜并同时发射超声波，经过3.6s接到回声信号，那么请计算该海域的深度是多少？
【答案】（1）15m/s；（2）2850m；（3）3027m
【详解】解：（1）蛟龙号下潜的速度
（2）蛟龙号向海底发射一束超声波到达海底的时间
悬停处距离海底的深度
s′=v声t′=1500m/s×1.9s=2850m
（3）该海域的深度
答：（1）蛟龙号下潜的速度是15m/s；
（2）悬停处距离海底的深度是2850m；
（3）若蛟龙号在300m深度处水平前进一段距离后，又以原来下潜速度匀速下潜并同时发射超声波，经过3.6s接到回声信号，该海域的深度是3027m。
【变式6-1】（23-24八年级上·湖南长沙·期中）海面上有一艘小型轮船，为了探测某处海洋的深度，静止在海面上向海底发出超声波，经过4.0s接收到反射回来的回声。已知超声波在海水中的传播速度为1500 m / s。求：
（1）超声波探测海洋深度时到达海底所用时间？
（2）探测处的海洋深度？
（3）当轮船在海面上匀速直线前进时，发现前方1575m处有一山崖，于是向山崖发出超声波信号，9 s 后接收到返回来的信号。已知超声波在空气中的传播速度为340 m / s ，请问这艘轮船当时的速度为多少？
【答案】（1）2s；（2）3000m；（3）10m/s
【详解】解：（1）依题意得，超声波探测海洋深度时到达海底所用时间
（2）由得，探测处的海洋深度
（3）由得
解得这艘轮船当时的速度为
答：（1）超声波探测海洋深度时到达海底所用时间2s；
（2）探测处的海洋深度3000m；
（3）这艘轮船当时的速度为10m/s。
【基础强化】
1．（23-24九年级下·安徽淮北·阶段练习）一般的常识告诉我们，雪花落水静悄悄、毫无声响。不过，在一期《自然》杂志上，几个科学家联名发表文章，雪花落水真的也能产生声波，这是因为声音是由于物体 产生的。
【答案】振动
【详解】根据声音产生的条件可知，声音的产生需要物体发生振动。雪花落水真的也能产生声波，这是因为声音是由于物体振动产生的。
2．（2024九年级下·全国·专题练习）校园文化艺术节的开幕式上，小华表演水瓶琴。她轻轻的吹水瓶琴，主要是 （选填“瓶和瓶中水”或“瓶内空气柱”）振动发出声音。声音通过空气传入人耳。
【答案】瓶内空气柱
【详解】声音是由物体振动产生的，吹水瓶琴的时，主要是由瓶内空气柱振动产生的。
3．（23-24九年级下·湖北宜昌·阶段练习）如图所示：系在细绳上的乒乓球在竖直方向静止不动，将正在发声的音叉慢慢靠近并接触乒乓球，观察到乒乓球被弹起，说明声音是由物体 产生的，音叉发出的声音通过 传入我们的耳中。若在月球表面做实验， 看到乒乓球被弹起（选填“能”或“不能”）。
【答案】 振动 空气 能
【详解】[1]发声的音叉靠近并接触乒乓球，观察到乒乓球被弹起，是因为音叉在振动，说明声音是由物体的振动产生的。
[2]声音的传播需要介质，音叉发出的声音通过空气传入我们的耳中。
[3]在月球表面做实验，虽然有空气传播声音，但音叉发声时也在振动，乒乓球靠近音叉会被弹起。
4．（23-24九年级下·湖北襄阳·期中）利用声呐系统向海底垂直发射声波，经6s后收到回波，已知声音在海水中的传播速度为1500m/s，则此处海水的深度为 m；利用此种方法不能测量地球和月球之间的距离，这是因为 。
【答案】 4500 真空不能传声
【详解】[1]由可得，海洋的深度为
[2]超声波的传播需要介质，因为地球到月亮之间是真空，所以超声波不能传播，因此不能用超声波测量地月距离。
5．（2024·山东济南·模拟预测）《梦溪笔谈》中有这样的记载：行军宿营，士兵常用“伏地听声”的方法来判断有无夜袭敌人的马蹄声。“伏地听声”说明了（ ）
A．声音不能在空气中传播 B．声音不能在真空中传播
C．声音在固体中传播最快 D．声音不能在固体中传播
【答案】B
【详解】行军窗营，士兵常用“伏地听声”的方法来判断有无夜袭敌人的马蹄声，说明声音可以在固体中传播。
故选C。
【素养提升】
6．（2024·安徽蚌埠·一模）声音在不同介质中传播的速度不同。某同学想测量声音在一段特殊金属管中传播速度。已知管长为884m，在一端敲击一下，在另一端先后听到两次声音，用专用设备测量两次声音相隔2.43s，空气中声速340m/s，声音在金属管中的传播速度是：（ ）
A．340m/s B．680m/s C．5200m/s D．2600m/s
【答案】B
【详解】声音在空气中传播的时间为
声音在固体中传播的速度更快，两次声音相隔2.43s，则声音在金属管中传播的时间为
则声音在金属管中的传播速度为
故C符合题意，ABD不符合题意。
故选C。
7．（23-24八年级上·四川凉山·期末）图中小资料是声音在一些介质中的传播速度，根据表中提供的信息，下面说法正确的是（ ）
A．声音在同一种介质中传播速度一定相同
B．声音的传播速度只与介质的温度有关
C．声音的传播速度与介质种类和介质的温度有关
D．声音在金属中传播速度小于它在气体中传播速度
【答案】B
【详解】A．同一种介质中，温度不同时声音的传播速度也不同，比如声音在不同温度的空气中传播速度不同，故A错误；
BC．由表格数据可知，一般情况下，声音在固体中传播的最快，在气体中传播的最慢，同一种介质中，温度对声音的传播速度有影响。声音的传播速度和介质的种类、介质的温度有关。故B错误，C正确；
D．声音在金属传播的速度小于它在气体中传播的速度，一般情况下，声音在固体中传播的最快，在气体中传播的最慢，故D错误。
故选C。
8．（2023·广东佛山·一模）如图所示，是博物馆珍藏的古代青铜“鱼洗”，注入半盆水后， 用双手搓把手， 会发出喵嗡声，盆内水花四溅。传说， 众多“鱼洗”声能汇集成千军万马之势， 曾吓退数十里外的敌军， 这反映了我国古代高超的科学制器技术，下列分析正确的是（ ）
A．“鱼洗”发出嗡嗡声不是由物体振动产生的 B．“水花四溅”说明发声的“鱼洗”正在振动
C．“鱼洗”发出的声音只能靠盆中水传入人耳 D．众多“鱼洗”声汇集改变了声音的传播速度
【答案】A
【详解】A．声音是由物体振动产生的，“鱼洗”发出的嗡嗡声是由“鱼洗”振动产生的，故A错误；
B．发声的“鱼洗”正在振动带动水振动使“水花四溅”，因此“水花四溅”说明发声的“鱼洗”正在振动，故B正确；
C．声音的传播需要介质，“鱼洗”发出的声音通过空气传入人耳，故C错误；
D．声音的传播速度只与介质种类和温度有关，与其他因素无关，故D错误。
故选B。
9．（22-23八年级上·江苏常州·期中）同学将耳朵贴在一根15m铁管的一端，乙同学在另一端用力敲一下铁管，甲同学能听到（空气中声速为340m/s，铁中声速为5200m/s）（ ）
A．1次敲击声 B．3次敲击声 C．4次敲击声 D．2次敲击声
【答案】A
【详解】声音在空气中传播的时间为
声音在铁管中传播的时间为
两个声音的间隔为
由于人耳分辨出两声响，时间间隔至少为0.1s，故甲同学只能听到一声响，故A符合题意，BCD不符合题意。
故选A。
10．（23-24八年级上·四川绵阳·期末）下列的实验和实例，能说明声音的产生或传播条件的一组是（ ）
①在鼓面上放些碎纸屑，敲鼓时可观察到纸屑在不停地跳动；
②放在真空罩里的手机当来时，只见指示灯闪烁，听不见铃声；
③锣发声时用手按住锣，锣声就消失了。
A．①②③ B．②③ C．①③ D．①②
【答案】A
【详解】①在鼓面上放些碎纸屑，敲鼓时可观察到纸屑在不停地跳动；说明发声的物体正在振动；
②放在真空罩里的手机有来时，只见指示灯闪烁，听不见铃声；说明声音不能在真空中传播，声音的传播需要介质；
③锣发声时用手按住锣，锣声立即消失了，说明发声的物体正在振动，振动停止，发声停止。
以上三点均是声音的产生或传播条件。
故选A。
【能力培优】
11．（23-24八年级上·重庆黔江·阶段练习）图甲所示装置是小丽同学在探究“声音的产生与传播”的实验。
（1）当小丽同学用小锤敲击右端的音叉时，她将能听到声音，还能看到紧挨左边音叉的乒乓球摆动起来，说明声音是由物体 产生的；
（2）通过观察乒乓球摆动来放小实验现象，这种研究问题的方法叫做 （选填“等效法”、“控制变量法”、“转换法”或“类比法”）；
（3）如图乙所示装置：小丽同学把正在响铃的铃放在玻璃罩内，在逐渐抽出玻璃罩内空气的过程中，会听到铃声逐渐变 （选填“小”、“小”）；
（4）打开阀门，空气进入玻璃罩内，又会听到铃声逐渐变 （选填“小”、“小”）；
（5）推理过程：玻璃罩内空气越少，传出的声音越 ；如果玻璃罩内抽成真空后，就听不到铃响铃的声音了；
（6）结论：声音的传播需要 ， 不能传声；
（7）此实验中，用抽气机抽气不能得到绝对真空，实验的结论是通过 （填序号）得出的结论，是我们学习的第一个理想实验。
A．推理假设 B．实验验证 C．归纳总结
【答案】 振动 转换法 小 小 小 介质 真空 A
【详解】（1）[1]声音是由物体振动产生的，因此用小锤敲击右端的音叉时，音叉振动她将能听到声音。
（2）[2]音叉的振动比较微小，难以观察，因此通过观察乒乓球摆动来判断，这是转换法的应用。
（3）[3]把正在响铃的铃放在玻璃罩内，在逐渐抽出玻璃罩内空气的过程中，传播声音的介质减少，因此会听到铃声逐渐变小。
（4）[4]打开阀门，让空气逐渐进入玻璃罩内，传播声音的介质增多，又会听到铃声逐渐变小。
（5）[5]科学的推理，玻璃罩内空气越少，传出的声音越小，如果玻璃罩内抽成真空后，有传声的介质，就听不到铃响铃的声音了。
（6）[6][7]经上述实验可知，声音的传播需要介质，真空不能传声。
（7）[8]此实验中，用抽气机抽气不能得到真空，所以实验的结论是通过实验推理得出的结论。
故选A。
12．（23-24八年级上·广东汕头·阶段练习）如图所示，列车以20m/s的速度行驶，在它的正前方B处有一个隧道，列车驶入隧道前，A处必须鸣笛，司机鸣笛1.2s后，在C处听到自隧道口处的峭壁反射的回声。
（1）列车听到回声时行驶的路程s1是多少
（2）鸣笛声从A处经过隧道峭壁反射后，回到C处共经过的路程s声是多少 （v空气=340m/s）
（3）列车司机听到回声时，他离隧道口的距离s2是多少m？
【答案】（1）24m；（2）408m；（3）192m
【详解】解：（1）1.2s内列车前进的距离为
s1=v2t=20m/s×1.2s=24m
（2）列车鸣笛后1.2s时间内声音传播的路程为
s声=v空气t=340m/s×1.2s=408m
（3）如图所示
根据图示可得
2s2=s声-s1
司机听到回声时，距隧道口距离为
答：（1）列车听到回声行驶的路程s1是24m；
（2）鸣笛声从A处，经过隧道峭壁反射后，回到C处共经过的路程s声是408m；
（3）列车司机听到回声时，他离隧道口s2还有192m。
13．（2024·广东深圳·一模）声音在不同介质中传播的速度不同。阅读表中一些介质中的声速，回答问题：在空心金属管的一端敲击一下，在另一端先后听到两个声音，已知敲击后声音通过空气传到另一端需要的时间为2.5s，两声相隔2.33s（此时气温约为15℃）。
一些介质中的声速v（m/s）
空气（0℃） 331 铜 3750
空气（15℃） 340 铝 5000
水（常温） 1500 铁 5200
（1）求空心金属管的长；
（2）求声音在该金属管中的传播速度；
（3）该金属管可能是由什么材料制成？如果在金属管里灌满水，用时间数据简要描述可能听到的声音情况。
【答案】（1）850m；（2）5000m/s；（3）见详解
【详解】解：（1）空心金属管的长为
s＝v空气t空气＝340m/s×2.5s＝850m
（2）声音在金属管内传播的时间为
t金属＝t空气﹣Δt＝2.5s﹣2.33s＝0.17s
则声音在金属管内传播的速度为
（3）根据前面计算出声音在金属管内传播的速度小小，对比表中数据可知，该金属管可能是铝制成的。如果在金属管里灌满水，则声音在水中传播的时间为
耳朵要区分出不同介质传播过来的声音的条件是声音的时间间隔要小于0.1s，三种介质的时间差分别为
Δt1＝t空气﹣t水＝2.5s﹣0.57s＝1.93s＞0.1s
Δt2＝t水﹣t金属＝0.57s﹣0.17s＝0.4s＞0.1s
据此分析可知能听到三次声音，其依次是通过金属管、水和空气传播而来的。
答：（1）空心金属管的长为850m；
（2）声音在该金属管中的传播速度为5000m/s；
（3）见详解。
14．（23-24八年级上·山东菏泽·阶段练习）为了监测超速行驶这种违法行为，公路上常常设置有超声波测速仪。如图为某公路直线路段的一处测速仪，测速仪能发射和接收超声波。当行驶的小轿车与测速仪距离OA=45m时（如图甲），测速仪向小轿车发出超声波，超声波“追上”小轿车时，小轿车刚好运动到B点（如图乙），测速仪从发出超声波到接收反射回来的超声波共用时0.3s。已知此路段限速为80km/h，超声波的速度为340m/s。则：
（1）小车运动的路程（图乙中的s）？
（2）求出小轿车的速度并判断其在此路段是否超速？
【答案】（1）6m；（2）40m/s，超速
【详解】解：（1）超声波追上小轿车所用时间
超声波追上小轿车通过的距离
此过程小车运动的路程
s=s1-sOA=51m-45m=6m
（2）小轿车的速度
所以小轿车超速。
答：（1）小车运动的路为6m；
（2）小轿车的速度为40m/s，在此路段超速。
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