声音的产生与传播

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声音从哪里来、怎样传到耳朵，是两个不同的问题。先沿“声源振动 → 介质传播 → 接收声音”理解过程，再处理回声中的往返路程。

一、知识点理解概念

1. 声音由振动产生

物体在一定位置附近往复运动，叫作振动。声音由物体振动产生，正在发声的物体叫声源。 固体、液体、气体都可以成为声源，但判断时要指出实际振动部位。

发声情境	主要振动部位	不要混淆
人说话	声带	嘴是声音传出的部位，不是本题所指的振动部位
拨动琴弦	琴弦	手指施力，不等于手指是琴声的声源
敲鼓	鼓面	鼓槌使鼓面振动
吹笛子	管内空气柱	吹气是触发方式，振动对象是空气柱

振动停止，声源不再产生新的声音；已经发出的声音仍可继续传播。所以“发声停止”不等于各处的声音同时消失。

2. 传播需要介质

能够传播声音的物质叫介质。声音以声波形式向周围传播，固体、液体、气体都能传声，真空不能传声。

声源先使邻近介质振动，这种变化再传给更远的介质。传到远处的是振动的变化，并不是声源旁的一团空气一路飞到听者耳边。

有声源还不保证人耳能听到：需要传声介质，传到耳部的声音强弱、频率也要适合接收。月面近似真空环境中，宇航员借无线电交谈，跨越真空传递信号的是电磁波，不是声波。

3. 声速表示传播快慢

声音传播的路程为 $s$ ，所用时间为 $t$ ，则声速 $v=s/t$ ，从而 $s=vt$ 。声速常用单位为 $\mathrm{m/s}$ 。

条件	对声速的影响或常用值
介质种类不同	声速通常不同；一般固体中较快、液体次之、气体较慢，但不是对所有材料都成立的绝对排序
空气温度不同	声速随温度变化；温度升高，声速通常增大
$15\,{}^\circ\mathrm C$ 的空气	本章采用 $340\,\mathrm{m/s}$
同一空气条件下改变敲击力度	主要改变声音强弱，不能据此认为传播更快

计算优先采用题目给定的声速。 声速不是发声物体振动的快慢；振动快慢用频率描述。

4. 回声来自反射

声波遇到障碍物后反射，返回接收处形成回声。当原声与回声到达人耳的时间间隔足够大，才容易分辨为两次声音。本章题目通常采用约 $0.1\,\mathrm s$ 的分辨时间；间隔较短时，反射声可能与原声混合，使声音增强，并不表示没有反射。

声源、接收者在同一位置且都静止，障碍物也静止时，声音去程、回程各为 $d$ ：

2d=v_{\text{声}}t,\qquad d=\frac{v_{\text{声}}t}{2}.

这里的 $t$ 从发声计到接收到回声，分母 $2$ 来自两段等长的路程，不是回声题无条件使用的口诀。

二、考点方法与例题

1. 找声源，说明振动证据

方法归纳

先分清施力者、振动物体和接收者。振动太小时，可以用轻小物体的跳动、弹开或水花把它显示出来，这叫转换法。辅助物体使现象容易观察，不是把音叉本身的振幅真的放大了。

例题 01 琴声由什么产生 2024·湖北

题目

宋代苏轼在《琴诗》中问：“若言琴上有琴声，放在匣中何不鸣？若言声在指头上，何不于君指上听？”诗中的琴声是由什么振动产生的？

A. 琴弦　B. 匣子　C. 指头　D. 耳朵

答案与解析

解析

指头拨弦是施力过程，琴弦随后往复振动，成为声源；匣子只是容器，耳朵是接收声音的器官。琴弦把振动传给空气，不能因此把空气误认成琴声最初的声源。

本题结论

答案为 A。

例题 02 轻球的作用

题目

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。这样做是为了什么？

A. 使音叉的振动尽快停下来
B. 把声音的振动时间延迟
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

答案与解析

解析

小球被接触的音叉反复弹开，使微小振动的效果可见。C中的“放大”是放大可观察的现象，并不是小球增加了音叉的振幅。小球不能延长发声时间；被弹开也不是声波反射。

本题结论

答案为 C。小球须轻、可自由运动，才能明显显示振动。

例题 03 从甲骨文说明发声原因

题目

甲骨文“聲”意指手持长柄，敲击乐器发声。这蕴含了声音是由物体____产生的道理。再写出一个能表明这一道理的现象。

答案与解析

解析

碰击使乐器开始振动，振动才是发声的原因。举例必须同时指出“物体发声”和“能观察或感觉到振动”，仅写“听见声音”还没有给出振动证据。

本题结论

填振动。例如：说话时轻触咽喉，可感觉到振动；或将发声的音叉接触水面，可见水花。

2. 用实验现象判断传播条件

方法归纳

玻璃罩实验中，闹钟持续振动，主要改变的是罩内空气量。先描述抽气和进气时的声音变化，再说明它与介质的关系，最后作科学推理；不要把传播实验回答成发声实验。

例题 04 玻璃罩抽气实验

题目

把持续响铃的闹钟放在玻璃罩内。逐渐抽出空气，铃声逐渐变小；再让空气进入，铃声逐渐变大。下列说法正确的是哪一项？

A. 只要闹铃振动就可以听到铃声
B. 该现象说明声音产生的条件是物体振动
C. 该现象说明真空不能传声
D. 铃声变大是由于闹铃振动逐渐变剧烈

答案与解析

解析

抽气减少传播介质，进气恢复传播条件，声音强弱随之变化，而不是闹钟按题意越振越剧烈。真实抽气装置通常不能抽成理想真空；依据“空气越少、声音越弱”的趋势，合理推理得到真空不能传声。

本题结论

答案为 C。这是实验事实与科学推理结合的结论。

3. 计算回声路程

方法归纳

标出发声和接收回声两个时刻，确认给定时间对应整个往返过程。
分别求声和车在这段时间的路程，不能混用速度。
设发声位置到障碍物的距离为 $d$ ，写出实际去程与回程。
用“去程＋回程＝声音路程”列式，再检查求的是初始距离还是接收时距离。

下图从上到下分别表示收发位置不变、车辆靠近障碍物、车辆远离障碍物。绿线表示声路程，红线表示车的移动。

匀速运动情形	发声处距离 $d$	接收处距离
收发位置不变	$v_{\text{声}}t/2$	与 $d$ 相同
车辆靠近	$(v_{\text{声}}t+v_{\text{车}}t)/2$	$d-v_{\text{车}}t$
车辆远离	$(v_{\text{声}}t-v_{\text{车}}t)/2$	$d+v_{\text{车}}t$

表中障碍物静止，车辆运动方向与声路程共线；复杂位置关系应重新画图。

例题 05 分辨回声的距离界限改编

题目

若采用 $15\,{}^\circ\mathrm C$ 空气中声速 $340\,\mathrm{m/s}$ ，原声与回声间隔 $0.1\,\mathrm s$ 对应的障碍物距离是多少？设收发位置重合，且人和障碍物都静止。

答案与解析

解析

声音往返路程为 $vt$ ，是单程距离的两倍。

d=\frac{340\,\mathrm{m/s}\times0.1\,\mathrm s}{2}=17\,\mathrm m.

若题目明确要求时间间隔“大于 $0.1\,\mathrm s$ ”，距离就应大于 $17\,\mathrm m$ ；这里求的是对应的界限，不是所有人的绝对听觉阈值。

本题结论

距离界限为 $17\,\mathrm m$ 。

例题 06 汽车驶向山崖

题目

汽车以 $20\,\mathrm{m/s}$ 的速度匀速驶向山崖，司机在桥头鸣笛， $4\,\mathrm s$ 后听到回声。声速取 $340\,\mathrm{m/s}$ 。

（1）这 $4\,\mathrm s$ 内汽车行驶多远？
（2）声音传播多远？
（3）桥头离山崖多远？

答案与解析

解析

（1）车的路程： $s_{\text{车}}=20\times4=80\,\mathrm m$ 。

（2）声的路程： $s_{\text{声}}=340\times4=1360\,\mathrm m$ 。

（3）设桥头距山崖 $d$ 。去程为 $d$ ，接收时汽车已经靠近 $80\,\mathrm m$ ，所以回程为 $d-80\,\mathrm m$ 。

d+(d-80\,\mathrm m)=1360\,\mathrm m,

解得 $d=720\,\mathrm m$ 。核验：去程 $720\,\mathrm m$ ，回程 $640\,\mathrm m$ ，两者之和为 $1360\,\mathrm m$ 。

本题结论

依次为 $80\,\mathrm m$ 、 $1360\,\mathrm m$ 、 $720\,\mathrm m$ 。接收回声时距山崖 $640\,\mathrm m$ ，不要答错时刻。

三、坑点辨析与纠错

1. 把“振动停止”理解成“声音立刻消失”

常见错法： 声源刚停止振动，就断言远处也不可能再听到它。

错在何处： 产生与传播不是同一过程。停止的是新声音的产生，先前发出的声波还在传播。

自查： 题目问的是“声源还在发声”，还是“某处还能收到先前的声音”？先把两个位置、两个时刻分开。

2. 用“听不到”证明“没有振动”

常见错法： 玻璃罩内铃声变弱，就认为闹钟振动减弱或停止。

错在何处： 传播介质与接收条件同样影响听觉。参看玻璃罩实验，改变的是空气量。

自查： 分别检查声源、介质、接收条件，不能只凭听觉倒推一个唯一原因。

3. 看到回声就把路程除以二

常见错法： 在汽车回声题中计算 $1360/2=680\,\mathrm m$ 。

错在何处： 车在声传播期间前进，去程与回程不等。除二所得只是两段距离的平均值，不是桥头距离。

自查： 先写“去程 $d$ 、回程 $d-80$ ”，再检查二者是否相等。收发位置不同的题，一律先画实际路径。