论文部分内容阅读
【考点梳理】
1. 声音的发生和传播.2. 声速.3. 声波的反射、回声.4. 音调、响度、音色.5. 噪声的危害与控制.6. 超声波、次声波.7. 温度、温度计.8. 热膨胀、热传递.9. 物态变化.
【考题精讲】
例1 在图1-1所示的四个相同的玻璃瓶里，装有不同量的水.用嘴贴在瓶口吹气可以吹出不同的音调；用一根细棒敲打瓶口也可以敲出不同的音调.当用嘴吹瓶口时，四个瓶子发出的音调由低到高的顺序是_____________.当用一根细棒敲打瓶口时，四个瓶子发出的音调由低到高的顺序是_____________.
［分析］ 音调是由发声体的振动频率决定的，频率越大音调越高，频率越小音调越低.而频率是指发声体每秒钟振动的次数.一般较为厚重的发声体振动频率较小，音调较低，较为薄轻的发声体振动频率较大，音调较高.此题中用嘴吹瓶口和用细棒敲打瓶口，发声体是不同的.吹时，振动发声体是瓶内的空气柱；而用细棒敲打时，振动发声体是玻璃瓶以及瓶内的水柱.因此，吹时，越厚的空气柱发声频率越低，越薄的空气柱发声频率越高.敲打时，越厚的水柱发声频率越低，越薄的水柱发声频率越高.
［解答］ 当用嘴吹瓶口时，四个瓶子发出的音调由低到高的顺序是丙、乙、甲、丁；当用一根细棒敲打瓶口时，四个瓶子发出的音调由低到高的顺序是丁、甲、乙、丙.
例2 图1-2是在高速公路上用超声波测速仪测量车速的示意图，测速仪发出并接收超声波脉冲信号.根据发出信号和接收反射信号间的时间差，测出汽车运动的速度.图中P1、P2是测速仪发出的超声波信号，n1、n2分别是P1、P2由汽车反射回来的信号.设测速仪匀速扫描，P1、P2之间的时间间隔Δt=1.0s，超声波在空气中传播的速度是v=340m/s.若汽车是匀速行驶的，则根据图1-2可知，汽车在接收到P1、P2两个信号之间的时间内前进的距离是_____________m，汽车的速度是___________m/s.
［解答］ 汽车在接收到P1、P2两个信号之间的时间内前进的距离是17m，汽车的速度是17.9m/s.
例3 大雪过后，小明户外观雪景时发现一个现象，雪景中非常静谧.他试着唱歌声音也不象平时那么响.（1） 请帮助小明分析其原因.（2） 这一现象给我们什么启示？
［分析］ 平时说话时，声波传到周围物体被反射回来，由于回声与原声间隔时间很短，不超过0.1s，因而加强了原声.声音传播到较为疏松的材料时，则不易反射，声音会进入材料的空隙在其中不断反射被减弱而消失.
［解答］ （1） 雪景中，所有的物体上都有一层雪，雪层疏松，有许多空隙，声音传到时不易反射，且能使声音向空隙里逐渐减弱而消失，因此没有声音的反射，四周显得很安静，说话时因没有回声加强原声，也显得声音没有平时响.（2） 可以仿照雪层做些多空隙的疏松材料用于影剧院、报告厅的墙壁，以防回声干扰原声.
例4 一架喷气式飞机在离地面3000m的高空以680m/s的速度水平飞行，某一时刻飞过地面上一人的正上方.问此后还要经历多久此人才能听到飞机的轰鸣声？已知声音在空气中的传播速度为340m/s.
［分析］ 由于飞机速度大于声音在空气中传播速度，所以飞机轰鸣声是滞后于飞机的.如图1-4所示，设飞机在水平飞行时，某一时刻位于A1点，而飞到An点时，它在A1点发出的声音已经传播到以A1为圆心，以R=v声t为半径的圆（在空间是一球）的范围内.同理，飞机经过A2、A3诸点时（如图1-4）.发出的声音则对应传到途中各对应的范围内.因此此时空中声音传播的范围是图中AnM与AnN所夹角围成区域（在空间则是以A1A2为轴旋转形成的锥形）.由图中可以知道
［解答］ 如图1-5所示，根据题意人位于地面B点，飞机在O点发出声音后，一直飞到A处时，声音才传到人耳，由前面的分析可得
例5 火箭点火发射时，若高温火焰向下喷射到发射台上发射台就会被烧毁.为了保护发射台，在它的底部建造了一个大水池，从而巧妙地解决了这个技术问题.
（1） 火箭发射时，底部喷出的庞大的白色气团是什么组成的？它是怎样形成的？
（2） 分析“大水池”对发射台起到保护作用的道理.
［分析］ 发射台底部建造水池后，火箭发射向下喷出的高温火焰产生大量的热被池子中水吸收，水将迅速而大量汽化，从而避免热喷向发射台，同时由于大量水的汽化也减小地面设施的振动.
［解答］ （1） 庞大的白色气团是由大量小水珠组成，它是由于水池中水汽化后又在空中降温液化成小水珠漂浮在空中形成的.
（2） 由于大量水汽化吸热，从而使发射台不因高热高温被烧毁，同时还有减震作用，达到保护发射台目的.
例6 小明见妈妈买来冻鱼、冻鸡、冻肉等食品时，为了化开冰，把它们浸泡在凉水里，过一段时间后，就会发现水的外表层结了层冰，当这层冰的厚度不再增加时，揭掉冰层可以见到食品已经有化冻现象.妈妈把这种现象说成“冷水拔冰”.小明想，冷盐水能否“拔冰”呢？他用盐水做实验，冰冻食品在盐水中浸泡一段时间后，有化冻现象却没有发现“拔冰”现象，试解释其原因.
［分析］ 一般冷冻食品温度要略低于0℃，冷冻食品的化冻过程，主要是食品中冰熔化过程，而在熔化过程中要从周围吸收热量，这样会使周围物质降温或发生物态变化.水中含有其它杂质时，熔点或凝固点就会降低.盐水的凝固点就比纯水的凝固点低.因此盐水结成冰必须达到0℃以下的一定温度.
［解答］ 用纯水化冻时，冰冻食品吸热升温并且部分化冻，同时与之接触的纯水由于放热降温达到凝固点时，开始结冰.由于部分温度不平衡，化冻继续同时结冰也在进行，当食品与水的温度都成为0℃时，冰层达最大厚度.在用盐水化冻时，由于盐水的凝固点比水低，所以在冰冻食品化冻时，盐水放热温度降低，降到0℃以下，只要没有达盐水凝固点就不会结冰，因而就不易看到“拔冰”现象.
例7下列技术措施中，与固体的热胀冷缩无关的是（ ）.
A. 火车的车轮轮毂要烧热后再装上去
B. 两根铁轨接头处要留有空隙
C. 保温瓶的瓶胆要用双层玻璃制成
D. 夏天架设电线时要使电线松弛一些
［分析］ 在四项技术措施中，A项是为了在车轮轮毂受热膨胀时套装在轮上，使轮毂在冷却收缩后能很紧地装在轮上；B项是为了防止天热铁轨膨胀造成铁轨变形而留有铁轨可以伸长的空间；C项是为了在热水周围不会有流动的气体发生热传递；D项则可以防止冬天时电线因收缩而拉断电线或拉歪电线杆.
［解答］ 本题应选C.
【夺标训练】
1. 某同学二胡的弦断了一根，手边没有相同粗细的琴弦代替，他用一根粗弦装上后，则发出的声音与原来比将（ ）.
A. 音调变高 B. 音调变低 C. 音调不变 D. 响度变低
2. 医生在给病人检查心肺部疾病时，都要用听诊器进行“听诊”，其作用是（）.
A. 增大传声速度 B. 增大心肺频率 C. 增大响度 D. 以上三种作用都有
3. 小明游览一座古寺时发现这里有一个变音钟，随着钟下燃烧的香火越旺，敲出的声音越高亢.（如图1-6）.分析原因可能是（）.
A. 香火使钟周围的空气温度升高，传声效果越来越好
B. 任何物体温度升高时，振动发出的声音响度都会变大
C. 香火使钟变轻，钟的振动振幅加大声音响度大
D. 香火使钟的温度升高，材料的微观结构发生变化，使振动频率改变
4. 往保温瓶里灌开水过程中，听到声音的变化就能判断是否快把水灌满了，这是因为随着瓶内水位的升高（）.
A. 音调会变高B. 音调会变低C. 响度会变大D. 响度会变小
5. 空难发生后，搜救人员利用声呐设备探测坠入大海中的飞机残骸.以下说法正确的是（）.
① 声呐设备是利用超声波工作的；② 声呐设备是利用次声波工作的；
③ 超声波不能在海水中传播；④ 声呐设备是利用回声原理工作的.
A. ①④ B. ②③ C. ①③ D. ②④
6. 为了探究声音是怎样产生的，科学工作者做了以下几个实验，能说明声音产生原因的实验是（ ）.
① 放在钟罩内的闹钟正在响铃，把钟罩内的空气抽出一些后，铃声明显减小
② 使正在发声的音叉接触水面，水面溅起水花
③ 吹笛子时，手指按住不同的孔会发出不同的声音
④ 在吊着的大钟上固定一支铅笔，把钟敲响后，用纸在笔尖上迅速拖过，笔在纸上画出一条曲线
A. ①② B. ②④ C. ③④ D. ①③
7. 分析下列几种现象中温度变化的原因，其中一种与其它三种不同，它应该是（ ）.
A. 开啤酒瓶盖瞬间，瓶口的二氧化碳气体温度会降低
B. 化妆晶或杀虫剂之类的自动喷剂，当喷了一会儿，罐身温度会降低
C. 用打气筒打气，过了一会儿就感到筒身发热
D. 夏天，用嘴向手背快速吹气，会感到凉意
8. 给一定质量的水加热，其温度随时间变化的关系如图1-7中的a图线所示.若其它条件不变，仅将水的质量增加，则温度随时间变化的图线应该是（ ）.
A. a B. b
C. c D. d
9. 舞台上经常用喷撒干冰的方法制造白雾，过一会儿白雾又消失，这其中物质发生物态变化的是（ ）.
A. 干冰升华，再液化，后又汽化
B. 干冰升华，空气中水蒸气液化，再汽化
C. 干冰汽化，空气中水蒸气液化，再汽化
D. 干冰液化，再汽化，空气中水蒸气液化，再汽化
10. 气象站测量气温用的温度计装在百叶箱中.百叶箱是什么颜色？为什么？如果装在封闭的箱子中会有什么弊病？为什么？如果露天放置会有什么弊病？为什么？
11. 有一家工厂要制造一种特殊用途的钢铝罐，即钢罐内表面要压接一层0.25mm厚的铝片.焊接专家、锻压专家都束手无策.后来，一位科学家解决了这一难题.他们先把薄薄的铝片装到钢罐内，与钢罐的内表面相贴，再往钢罐内灌满水，水中插入冷冻管，使水结冰，铝膜就与钢罐接牢了.
（1） 请你简要说明其原因.
（2） 请举两个实际例子说明水结冰的危害性.
12. 刚从开水里取出的熟鸡蛋，你用手去拿，为什么不觉得烫手？
参考答案：1. B 2. C 3. D 4. A 5. A 6. A 7. C 8. C 9. B 10. 百叶箱是白色的.如果是其他颜色的，阳光照射时会使箱内空气的温度明显高于箱外气体的温度，测出的温度不是环境中空气的温度.如果把温度计装在封闭的箱中，测出的也不是环境的气温.这是由于空气不流通，箱子内外的气温并不相等.如果把温度计露天放置，测量出来的同样不是气温.这是由于阳光直接照射时，温度计本身的温度不等于周围空气的温度. 11. （1） 由于水结冰时要膨胀产生巨大的压力，使铝膜与钢罐牢牢地压在一起. （2） 汽车的水箱装满水时，在冬天因水结冰膨胀而撑裂.自来水管在冬天也会因同样原因胀破. 12. 刚从开水里拿出来的鸡蛋表面还沾着水，水分的蒸发使蛋壳温度降低，因此手并不感到很烫.鸡蛋表面的水分完全蒸发以后，鸡蛋就会烫手了.
本文中所涉及到的图表、注解、公式等内容请以PDF格式阅读原文
1. 声音的发生和传播.2. 声速.3. 声波的反射、回声.4. 音调、响度、音色.5. 噪声的危害与控制.6. 超声波、次声波.7. 温度、温度计.8. 热膨胀、热传递.9. 物态变化.
【考题精讲】
例1 在图1-1所示的四个相同的玻璃瓶里，装有不同量的水.用嘴贴在瓶口吹气可以吹出不同的音调；用一根细棒敲打瓶口也可以敲出不同的音调.当用嘴吹瓶口时，四个瓶子发出的音调由低到高的顺序是_____________.当用一根细棒敲打瓶口时，四个瓶子发出的音调由低到高的顺序是_____________.
［分析］ 音调是由发声体的振动频率决定的，频率越大音调越高，频率越小音调越低.而频率是指发声体每秒钟振动的次数.一般较为厚重的发声体振动频率较小，音调较低，较为薄轻的发声体振动频率较大，音调较高.此题中用嘴吹瓶口和用细棒敲打瓶口，发声体是不同的.吹时，振动发声体是瓶内的空气柱；而用细棒敲打时，振动发声体是玻璃瓶以及瓶内的水柱.因此，吹时，越厚的空气柱发声频率越低，越薄的空气柱发声频率越高.敲打时，越厚的水柱发声频率越低，越薄的水柱发声频率越高.
［解答］ 当用嘴吹瓶口时，四个瓶子发出的音调由低到高的顺序是丙、乙、甲、丁；当用一根细棒敲打瓶口时，四个瓶子发出的音调由低到高的顺序是丁、甲、乙、丙.
例2 图1-2是在高速公路上用超声波测速仪测量车速的示意图，测速仪发出并接收超声波脉冲信号.根据发出信号和接收反射信号间的时间差，测出汽车运动的速度.图中P1、P2是测速仪发出的超声波信号，n1、n2分别是P1、P2由汽车反射回来的信号.设测速仪匀速扫描，P1、P2之间的时间间隔Δt=1.0s，超声波在空气中传播的速度是v=340m/s.若汽车是匀速行驶的，则根据图1-2可知，汽车在接收到P1、P2两个信号之间的时间内前进的距离是_____________m，汽车的速度是___________m/s.
［解答］ 汽车在接收到P1、P2两个信号之间的时间内前进的距离是17m，汽车的速度是17.9m/s.
例3 大雪过后，小明户外观雪景时发现一个现象，雪景中非常静谧.他试着唱歌声音也不象平时那么响.（1） 请帮助小明分析其原因.（2） 这一现象给我们什么启示？
［分析］ 平时说话时，声波传到周围物体被反射回来，由于回声与原声间隔时间很短，不超过0.1s，因而加强了原声.声音传播到较为疏松的材料时，则不易反射，声音会进入材料的空隙在其中不断反射被减弱而消失.
［解答］ （1） 雪景中，所有的物体上都有一层雪，雪层疏松，有许多空隙，声音传到时不易反射，且能使声音向空隙里逐渐减弱而消失，因此没有声音的反射，四周显得很安静，说话时因没有回声加强原声，也显得声音没有平时响.（2） 可以仿照雪层做些多空隙的疏松材料用于影剧院、报告厅的墙壁，以防回声干扰原声.
例4 一架喷气式飞机在离地面3000m的高空以680m/s的速度水平飞行，某一时刻飞过地面上一人的正上方.问此后还要经历多久此人才能听到飞机的轰鸣声？已知声音在空气中的传播速度为340m/s.
［分析］ 由于飞机速度大于声音在空气中传播速度，所以飞机轰鸣声是滞后于飞机的.如图1-4所示，设飞机在水平飞行时，某一时刻位于A1点，而飞到An点时，它在A1点发出的声音已经传播到以A1为圆心，以R=v声t为半径的圆（在空间是一球）的范围内.同理，飞机经过A2、A3诸点时（如图1-4）.发出的声音则对应传到途中各对应的范围内.因此此时空中声音传播的范围是图中AnM与AnN所夹角围成区域（在空间则是以A1A2为轴旋转形成的锥形）.由图中可以知道
［解答］ 如图1-5所示，根据题意人位于地面B点，飞机在O点发出声音后，一直飞到A处时，声音才传到人耳，由前面的分析可得
例5 火箭点火发射时，若高温火焰向下喷射到发射台上发射台就会被烧毁.为了保护发射台，在它的底部建造了一个大水池，从而巧妙地解决了这个技术问题.
（1） 火箭发射时，底部喷出的庞大的白色气团是什么组成的？它是怎样形成的？
（2） 分析“大水池”对发射台起到保护作用的道理.
［分析］ 发射台底部建造水池后，火箭发射向下喷出的高温火焰产生大量的热被池子中水吸收，水将迅速而大量汽化，从而避免热喷向发射台，同时由于大量水的汽化也减小地面设施的振动.
［解答］ （1） 庞大的白色气团是由大量小水珠组成，它是由于水池中水汽化后又在空中降温液化成小水珠漂浮在空中形成的.
（2） 由于大量水汽化吸热，从而使发射台不因高热高温被烧毁，同时还有减震作用，达到保护发射台目的.
例6 小明见妈妈买来冻鱼、冻鸡、冻肉等食品时，为了化开冰，把它们浸泡在凉水里，过一段时间后，就会发现水的外表层结了层冰，当这层冰的厚度不再增加时，揭掉冰层可以见到食品已经有化冻现象.妈妈把这种现象说成“冷水拔冰”.小明想，冷盐水能否“拔冰”呢？他用盐水做实验，冰冻食品在盐水中浸泡一段时间后，有化冻现象却没有发现“拔冰”现象，试解释其原因.
［分析］ 一般冷冻食品温度要略低于0℃，冷冻食品的化冻过程，主要是食品中冰熔化过程，而在熔化过程中要从周围吸收热量，这样会使周围物质降温或发生物态变化.水中含有其它杂质时，熔点或凝固点就会降低.盐水的凝固点就比纯水的凝固点低.因此盐水结成冰必须达到0℃以下的一定温度.
［解答］ 用纯水化冻时，冰冻食品吸热升温并且部分化冻，同时与之接触的纯水由于放热降温达到凝固点时，开始结冰.由于部分温度不平衡，化冻继续同时结冰也在进行，当食品与水的温度都成为0℃时，冰层达最大厚度.在用盐水化冻时，由于盐水的凝固点比水低，所以在冰冻食品化冻时，盐水放热温度降低，降到0℃以下，只要没有达盐水凝固点就不会结冰，因而就不易看到“拔冰”现象.
例7下列技术措施中，与固体的热胀冷缩无关的是（ ）.
A. 火车的车轮轮毂要烧热后再装上去
B. 两根铁轨接头处要留有空隙
C. 保温瓶的瓶胆要用双层玻璃制成
D. 夏天架设电线时要使电线松弛一些
［分析］ 在四项技术措施中，A项是为了在车轮轮毂受热膨胀时套装在轮上，使轮毂在冷却收缩后能很紧地装在轮上；B项是为了防止天热铁轨膨胀造成铁轨变形而留有铁轨可以伸长的空间；C项是为了在热水周围不会有流动的气体发生热传递；D项则可以防止冬天时电线因收缩而拉断电线或拉歪电线杆.
［解答］ 本题应选C.
【夺标训练】
1. 某同学二胡的弦断了一根，手边没有相同粗细的琴弦代替，他用一根粗弦装上后，则发出的声音与原来比将（ ）.
A. 音调变高 B. 音调变低 C. 音调不变 D. 响度变低
2. 医生在给病人检查心肺部疾病时，都要用听诊器进行“听诊”，其作用是（）.
A. 增大传声速度 B. 增大心肺频率 C. 增大响度 D. 以上三种作用都有
3. 小明游览一座古寺时发现这里有一个变音钟，随着钟下燃烧的香火越旺，敲出的声音越高亢.（如图1-6）.分析原因可能是（）.
A. 香火使钟周围的空气温度升高，传声效果越来越好
B. 任何物体温度升高时，振动发出的声音响度都会变大
C. 香火使钟变轻，钟的振动振幅加大声音响度大
D. 香火使钟的温度升高，材料的微观结构发生变化，使振动频率改变
4. 往保温瓶里灌开水过程中，听到声音的变化就能判断是否快把水灌满了，这是因为随着瓶内水位的升高（）.
A. 音调会变高B. 音调会变低C. 响度会变大D. 响度会变小
5. 空难发生后，搜救人员利用声呐设备探测坠入大海中的飞机残骸.以下说法正确的是（）.
① 声呐设备是利用超声波工作的；② 声呐设备是利用次声波工作的；
③ 超声波不能在海水中传播；④ 声呐设备是利用回声原理工作的.
A. ①④ B. ②③ C. ①③ D. ②④
6. 为了探究声音是怎样产生的，科学工作者做了以下几个实验，能说明声音产生原因的实验是（ ）.
① 放在钟罩内的闹钟正在响铃，把钟罩内的空气抽出一些后，铃声明显减小
② 使正在发声的音叉接触水面，水面溅起水花
③ 吹笛子时，手指按住不同的孔会发出不同的声音
④ 在吊着的大钟上固定一支铅笔，把钟敲响后，用纸在笔尖上迅速拖过，笔在纸上画出一条曲线
A. ①② B. ②④ C. ③④ D. ①③
7. 分析下列几种现象中温度变化的原因，其中一种与其它三种不同，它应该是（ ）.
A. 开啤酒瓶盖瞬间，瓶口的二氧化碳气体温度会降低
B. 化妆晶或杀虫剂之类的自动喷剂，当喷了一会儿，罐身温度会降低
C. 用打气筒打气，过了一会儿就感到筒身发热
D. 夏天，用嘴向手背快速吹气，会感到凉意
8. 给一定质量的水加热，其温度随时间变化的关系如图1-7中的a图线所示.若其它条件不变，仅将水的质量增加，则温度随时间变化的图线应该是（ ）.
A. a B. b
C. c D. d
9. 舞台上经常用喷撒干冰的方法制造白雾，过一会儿白雾又消失，这其中物质发生物态变化的是（ ）.
A. 干冰升华，再液化，后又汽化
B. 干冰升华，空气中水蒸气液化，再汽化
C. 干冰汽化，空气中水蒸气液化，再汽化
D. 干冰液化，再汽化，空气中水蒸气液化，再汽化
10. 气象站测量气温用的温度计装在百叶箱中.百叶箱是什么颜色？为什么？如果装在封闭的箱子中会有什么弊病？为什么？如果露天放置会有什么弊病？为什么？
11. 有一家工厂要制造一种特殊用途的钢铝罐，即钢罐内表面要压接一层0.25mm厚的铝片.焊接专家、锻压专家都束手无策.后来，一位科学家解决了这一难题.他们先把薄薄的铝片装到钢罐内，与钢罐的内表面相贴，再往钢罐内灌满水，水中插入冷冻管，使水结冰，铝膜就与钢罐接牢了.
（1） 请你简要说明其原因.
（2） 请举两个实际例子说明水结冰的危害性.
12. 刚从开水里取出的熟鸡蛋，你用手去拿，为什么不觉得烫手？
参考答案：1. B 2. C 3. D 4. A 5. A 6. A 7. C 8. C 9. B 10. 百叶箱是白色的.如果是其他颜色的，阳光照射时会使箱内空气的温度明显高于箱外气体的温度，测出的温度不是环境中空气的温度.如果把温度计装在封闭的箱中，测出的也不是环境的气温.这是由于空气不流通，箱子内外的气温并不相等.如果把温度计露天放置，测量出来的同样不是气温.这是由于阳光直接照射时，温度计本身的温度不等于周围空气的温度. 11. （1） 由于水结冰时要膨胀产生巨大的压力，使铝膜与钢罐牢牢地压在一起. （2） 汽车的水箱装满水时，在冬天因水结冰膨胀而撑裂.自来水管在冬天也会因同样原因胀破. 12. 刚从开水里拿出来的鸡蛋表面还沾着水，水分的蒸发使蛋壳温度降低，因此手并不感到很烫.鸡蛋表面的水分完全蒸发以后，鸡蛋就会烫手了.
本文中所涉及到的图表、注解、公式等内容请以PDF格式阅读原文