声现象 [第一讲,声现象和光现象]
时间：2019-02-02 03:26:14 来源：柠檬阅读网 本文已影响 人 
本讲的学习要求是:在声现象部分,通过相关实验,知道声音的产生、传播,理解音调、响度和音色的定义及区别,了解噪声的危害及其控制.在光现象部分,通过实验探究,弄清光的反射现象和光的折射现象,特别对于平面镜成像和凸透镜成像的特点要正确理解和掌握.另外,对照相机、幻灯机和物体的颜色也要有足够的认识.
一、热点扫描
1.声音及其特征
(1)声音是由于物体的振动而产生的.声音的传播需要介质.同一种声音在不同介质中的传播速度不相同,但振动的频率是相同的.
(2)声音在传播过程中遇到山崖、墙壁等障碍物时会被反射回来形成回声.人耳区分回声和原声的最短时间间隔是0.1s.
(3)音调由声源的振动频率决定.频率越高,音调越高;频率越低,音调越低.响度由声源的振幅决定.振幅越大,响度越大;振幅越小,响度越小.不同的声源.所发出声音的音色各不相同.
(4)正常人耳的音域范围为20～20000Hz.超过20000Hz的声波叫超声波,低于20Hz的声波叫次声波.不同人的音域范围略有差异.
(5)声音的强弱以dB为单位划分等级.为保证正常休息和睡眠,噪声不应超过50dB;为保证正常的工作和学习,应控制噪声不超过70dB;为保护听力,应控制噪声不超过90dB.
(6)声呐是利用超声波测距和导航的装置.声呐有两类:一类是被动声呐.它接收水下目标所发出的声波并加以分辨,确定目标的位置并根据声波特征(频率、响度、音品)来识别目标物,用以搜索自身发声的水下目标;另一类是主动声呐,它由超声波发生器、接收器和显示系统组成,用以主动搜索目标.
2.光的反射
(1)光在同一种均匀介质中沿直线传播.小孔成像、日食、月食等,都是光直线传播的例子.如果介质不均匀,或者光在传播时遇到两种介质的交界面,光的传播方向将发生变化.
(2)真空中光的速度为3×108m/s.光在空气中的速度略小于在真空中的速度,可近似认为是3×108m/s.在其他介质中,光的速度都小于这个数值.
(3)光在两种介质的交界面处发生反射,且遵从反射定律:反射光线、入射光线和法线在同一平面内;反射光线和入射光线分居在法线两侧;反射角等于入射角.
(4)平面镜所成的像是虚像,不能在观察屏上显示出来.成像特点是物体通过平面镜成正立、等大的虚像,且物像关于镜面是对称的.
(5)在光学仪器中,常用平面镜控制平行光的传播方向.根据反射定律或平面镜的成像特点,可以确定平面镜的放置位置.
3.光的折射
(1)光在发生折射时,折射光线与入射光线、法线在同一平面上;折射光线和入射光线分居在法线的两侧;当入射光线从空气斜射入水或玻璃,折射角小于入射角;当入射角为零时,折射角也为零;入射角增大,折射角也随之增大.
(2)物体经凸透镜折射所成像的虚实、正立还是倒立、放大还是缩小、同侧还是异侧、像与凸透镜之间的距离大小等,均由物体与凸透镜间的距离决定.
(3)凸透镜成像规律可以用画图的方法来表示.使用的三条光线是:平行于主光轴的光线经透镜折射后通过焦点;通过焦点的光线经透镜折射后平行于主光轴;通过光心的光线经透镜后传播方向不变.
(4)照相机镜头相当于一个凸透镜,它的焦距比较小.物体在它的二倍焦距外,物体成像在凸透镜另一侧的底片上,为倒立、缩小的实像.
幻灯机的镜头也相当于一个凸透镜,幻灯片置于一倍焦距与二倍焦距之间,则在凸透镜另一侧成倒立、放大的实像.
放大镜是一个焦距不大的凸透镜.物体放在一倍焦距以内,则在凸透镜同一侧成一个正立、放大的虚像.
(5)人眼中的晶状体相当于凸透镜,视网膜相当于光屏.近视眼将物体的像成在视网膜前,矫正时,应在眼睛前加一个合适的凹透镜,即近视镜;远视眼将物体的像成在视网膜后,矫正时,应在眼睛前加一个合适的凸透镜,即远视镜,也叫老花镜.
(6)通常望远镜和显微镜可看成由两个透镜组成.靠近眼睛的透镜叫目镜,靠近被观察物体的透镜叫物镜.光学望远镜中伽利略望远镜的目镜为凹透镜,物镜为凸透镜;开普勒望远镜的目镜和物镜都是凸透镜;普通光学显微镜的目镜和物镜都是凸透镜.
二、典例讲析
例1下列说法中正确的是().
A.一切正在发声的物体都在振动
B.只要物体振动,就能听到它发出声音
C.声音在真空中传播得最快
D.能区分自己讲话的回声和原声,人与障碍物的距离不得小于34m
讲析人耳能听到振动发出的声音需要两个必要条件:(1)物体在一定的频率范围内振动(在人的听觉范围之内);(2)有传播声音的介质.传播声音的介质不同,声音传播的速度一般也不同.总的来看,声音在固体、液体中比在空气中传播得快.真空不能传声,也就不存在传声快慢的问题.对人耳来说,回声到达人耳的时间比原声晚0.1s以上,人耳才能把回声跟原声分开,因此人与障碍物的距离至少为s=■=■
=17m.因此本题应选A.
例22008年汶川大地震使灾区人民的生命和财产造成了巨大的损失.有关专家指出:地震后缺乏必要的自救知识,是使丧生人数增多的一个原因.以下关于被埋在废墟下的人的自救措施,最佳的是().
A.大声呼救
B.见缝就钻,说不定能从废墟中爬出来
C.静下来等待营救人员营救
D.用硬物敲击墙壁或管道,向营救人员求救
讲析大声呼救会消耗自己很多的能量,不能持久坚持;见缝就钻,可能被卡住;静下来等待营救,很难被营救人员发现而可能失去获救的机会;用硬物敲击墙壁或管道,消耗的能量很少,传声的效果却好,容易被发现,所以,本题应选D.
例3如图1-1所示,光线从一种介质射入另一种介质,MN是两种介质的分界面,其中一种介质是空气,则入射角为度,MN的侧是空气(选填“左”或“右”).
讲析此题既要考虑到反射,又要考虑到折射,是一条难度较大的综合题.仔细观察图1-1,在图中找不到相邻且相等的两角(反射角与入射角),作与MN垂直的直线,如图1-2,法线两侧相邻且相等的两角是反射角和入射角,都等于40°,折射角等于60°.因为折射角大于入射角,所以界面的右面是空气.
例4图1-3中正确表示了光通过透镜的是().
A.甲图B.乙图C.丙图D.丁图
讲析根据凸透镜对光有会聚作用,凹透镜对光有发散作用,对比观察入射前和出射后光的变化情况.光通过甲图中的凸透镜变得比原来会聚了;光通过乙图中的凹透镜变得比原来会聚了;光通过丙图中的凸透镜变得比原来发散了;光通过丁图中的凹透镜变得比原来会聚了.透镜对光的“会聚”作用和“发散”作用(明确会聚和发散的区别)并非只是针对平行于主光轴的平行光而言,“会聚作用”应该理解为出射光比入射光会聚了一些;“发散作用”应该理解为出射光比入射光发散了一些,本题应选A.
例5如图1-4,A′B′是物体AB经过凸透镜所成的像,CC′是主光轴.在图中大致的位置上画出凸透镜和焦点F.
讲析A点发出的射向凸透镜光心的光传播方向不变,反向延长过像点A′,两点决定一条直线,所以连接AA′与主光轴相交的点就是光心,就找出了凸透镜的位置.过A点作平行于主光轴的光线,经过凸透镜后射向焦点,反向延长过A′,连接A′点与入射点并延长,与主光轴相交的点就是焦点.如图1-5所示.
例6某同学在拍毕业照时,照相机镜头上正停着一只蜜蜂,则拍出来的照片().
A.会有一只正立、放大的蜜蜂
B.不会出现蜜蜂,但有一个大黑点
C.不会出现蜜蜂,但比正常情况下暗一些
D.会有一只倒立、放大的蜜蜂
讲析蜜蜂只是挡住了一部分光线,其他的光线通过凸透镜后还是能成像的,且像的大小、倒正、虚实都不变.但是,由于被挡住了一部分的光线,所以像的亮度会变暗,本题应选C.
例7当物体距透镜15cm时,在透镜另一侧20cm处屏上得到一清晰的像,则该透镜的焦距可能是().
A.5.5cmB.8.5cm
C.11.5cmD15.5cm
讲析屏上得到一清晰的像,这是倒立的实像(光屏承接的像是实像,实像皆倒立);物距15cm时,像距20cm,物距小于像距,说明是放大的像.所以此像是倒立、放大的实像,由f2f .代入数据f2f解得7.5cm
