声现象简答题
23.墙壁的传音性能比空气好得多，但是把门窗关闭后，外面传入室内的声音却明显减弱。这是为什么?
解答：声音原来是在空气中传播的，如果没有什么障碍，能直接传入室内，当把门窗关闭后，声音在传播过程中遇到阻碍，在墙壁和门窗的界面上大部分声音被反射回去了，即使墙壁、门窗的传音性能再好，能通过墙壁、门窗传入室内的声音也是很少的一部分，故室内听到的声音就显著地减弱，这就是利用传播过程中减弱噪声的一个途径。
24.与加湿器的原理相似，把药液雾化，让病人吸收，能够增进疗效，请说明其中道理。
解答：对于咽喉炎、气管炎等疾病，药力很难达到患病的部位，利用加湿器的原理，将超声波通入药液中，能量很大的超声波的剧烈振动会使药罐中的药液破碎成许多小雾滴，再让病人将药雾吸入，药物可直接到达患病部位，治疗效果更佳。
25.小华学过《荀子·劝学》课文后，对“顺风而呼，声非加疾也，而闻者彰”产生了好奇，并对“声非加疾也”产生了疑问：顺风而呼，声音可以听得更清楚些，这是众所周知的生活常识，这好像应该是风加速了声音的传播速度，帮助声音传播的结果，为什么说“声非加疾也”？带着这个问题她和物理小组的同学们共同进行了探究活动。
他们找来秒表、皮尺等工具，先在无风的天气里测了声音在空气中传播的速度，又测了声音顺风时在空气中的传播速度，甚至测出了声音在逆风时声音的传播速度，发现这三次的测量出的速度几乎相等。（1）“声非加疾也”是正确的，你能用理论知识帮助小华分析一下吗?（2）“而闻者彰”是什么原因？请查阅资料帮助小华回答这个问题。（3）通过小华的做法，我们可以学到他的什么精神?
解答：
对于本题中描述的现象，有很多人认为是风速加速了声音的传播速度，帮助声音传播的结果。其实不然，因为通常风速比声速小得多，顺风这个因素对声音的传播快慢影响很小，声音沿顺风传播比逆风传播容易到达，听起来也更清楚，这主要是由风速的梯度决定的，而不是单单由风速本身决定的。由于气体流动时具有粘滞性，风在接触地面时会受到很大的阻力，所以在地面时风速比在高空时低，风的这种随高度升高而速度增大的现象，对声音的可听见性有直接影响。因而顺风时，声波“顶层”会比“低层”传播的快一些，根据声折射规律，声波的传播方向总是从快速层向低速层拐弯，这样顶层的声波会从上边先传下来，使人听的更清楚些。小华的这种不“尽信书”，用实验、事实说话实事求是的精神，勇于探索，动手动脑学物理的做法值得我们学习。
26.探究物体振动的频率与物体的哪些因素有关，你是怎样研究的？写出实验方法。
解答：
（1）拨动长短、粗细都相同的不同松紧的橡皮筋。听它们发出声音的音调有什么不同。
（2）拨动长短、松紧相同的不同粗细的橡皮筋。听它们发出声音的音调有什么不同。
（3）把尺子的一端比较紧地压在桌面上，另一端伸出桌面，拨动伸出的一端，尺子振动发声。改变尺子露出桌面的长短。听它们发出声音的音调有什么不同。
27.在向热水瓶中灌水时，瓶中会有嗡嗡的声音发出，且随着水灌得越多，音调也越高。因此人们可以根据音调的高低来判断瓶中水位的高低，这是为什么？
解答：
向热水瓶中灌开水时，瓶中空气柱由于水流激荡就会发生振动而发出声音，开始时空气柱较长，振动频率小，发出的声音音调低；水灌得越多，空气柱越短，振动频率越大，发出的声音的音调也就越高了。
究竟是音调还是音色
买瓷碗时，人们常会敲一敲碗，通过声音来判断碗是否有破损，这个方法要应用了声音的什么特征？
瓷碗有破损时，会造成缺一小块或出现一些裂缝，结构会改变，因此，音色会不同。而同时，因为碗原本振动的完整的圆轨也破坏了，振动的部分变长，带动了频率变慢，音调会降低。问题是人耳对音调与音色的区分是有先后次序的，人耳首先区分的是音调有无差别，若此差别不大，人耳才会继续决定音色的部分有何区别。所以利用音调为主，利用音色为辅。譬如，两个原来能发生共振的音叉由于锈蚀或磕碰或刻画会造成频率的改变，不再发生共振。
在辨别不同的乐器时，我们主要是根据音色的不同来区分的，但在上面的问题中，破坏的碗由于内部损伤，其内部结构与完好的不同，因此敲击时它所发出声音的音色和音调与完好的都不相同，但最明显的是音调不同。因此，我们主要是根据碗的音调不同来判断他们好坏的。
一种音色就是一系列频率的组合（这一组合通常称为频谱），该频谱由最低频率（称为基频）及许多是基频整数倍的频率组成，一般高频成分的音强比基频的音强小很多。而一种音调就是一种频率——音色中的基频成分。
生西瓜熟西瓜的音调不同，音色也不同。问题是人耳对音调与音色的区分是有先后次序的：既然基频的音强远大于音色中的高频成分，那么人耳首先区分的是基频——音调有无差别，若此差别不大，人耳才会继续区分高频成分——决定音色的部分有何区别。生西瓜熟西瓜的音调已有明显的差异，于是人耳对音色的差异就不敏感了。所以，主要还是从音调上区分生西瓜熟西瓜，音色即便有些作用，也是次要的。如果声音清脆、音调高，就知道是生西瓜，这是因为瓜瓤里的组织紧密。声音较沉闷,音调低,就是熟西瓜。 |
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