Question

【題目】閱讀《從傳聲筒到移動(dòng)通信》，回答問(wèn)題。

從傳聲筒到移動(dòng)通信

我們每天都離不開(kāi)電話，你知道科學(xué)家們發(fā)明它是受什么啟發(fā)嗎？是傳聲筒。讓我們?nèi)�參觀中國(guó)科技館二層探索與發(fā)現(xiàn)主題展B廳——聲音之韻展，觀察、研究一下傳聲筒，直觀地去體驗(yàn)傳聲筒傳遞聲音的過(guò)程吧。

裝置簡(jiǎn)介：兩個(gè)非常粗的傳輸聲音的金屬管在空中盤成螺旋狀，布置在展區(qū)的兩個(gè)不同位置，相距大約十幾米長(zhǎng)，如圖1左上角就是其螺旋狀的管路之一。兩個(gè)傳輸聲音的金屬管分別為聽(tīng)筒管路和話筒管路，兩個(gè)傳輸聲音的金屬管端口分別是聽(tīng)筒和話筒，如圖2所示。就像人打電話一樣，用話筒說(shuō)話，用聽(tīng)筒聽(tīng)聲音，如圖3所示。

聲音是由物體振動(dòng)所產(chǎn)生。在振動(dòng)介質(zhì)(空氣、液體或固體)中某一質(zhì)點(diǎn)在平衡位置附近來(lái)回發(fā)生振動(dòng)，并帶動(dòng)周圍的質(zhì)點(diǎn)也發(fā)生振動(dòng)，逐漸向各方向擴(kuò)展，這就是聲波。聲波前進(jìn)的過(guò)程是相鄰空氣粒子之間的接力賽，它們把波動(dòng)形式向前傳遞，它們自己仍舊在原地振蕩，也就是說(shuō)空氣粒子并不跟著聲波前進(jìn)！如圖4所示，連續(xù)振動(dòng)的音叉，使周圍的空氣分子形成疏密相間的連續(xù)波形。

聲波是一種振動(dòng)的機(jī)械波，它的基本參數(shù)是頻率 f 、波長(zhǎng)λ和波速v。通過(guò)示波器可觀測(cè)到可視化波形如圖5所示。頻率是聲源（或某一質(zhì)點(diǎn)）1秒內(nèi)來(lái)回振動(dòng)的次數(shù)(單位為赫茲Hz)，而聲源完成一次全振動(dòng)經(jīng)過(guò)的時(shí)間為一個(gè)周期T，其單位為秒。顯然，f＝。頻率與人耳主觀感覺(jué)聲音的音調(diào)有關(guān)。頻率越高，音調(diào)也越高。振幅與聲音的強(qiáng)度有關(guān)。波長(zhǎng)是聲波在一個(gè)周期內(nèi)傳播的距離，也是波形圖中相鄰波峰（或波谷）的距離。這三者的關(guān)系是v = λf。

人耳能感覺(jué)到的聲波頻率范圍在20～20000Hz，稱為音頻波。在這個(gè)頻率范圍以外的振動(dòng)波，就其物理特性而言與聲波相似，但對(duì)人類不引起聲音感覺(jué)。聲速亦稱音速，是聲波通過(guò)介質(zhì)傳播的速度，它和介質(zhì)的性質(zhì)與狀態(tài)(如溫度)等因素有關(guān)。當(dāng)溫度為22℃時(shí)，空氣中聲速為334.8m/s，水中聲速為1440m/s，鋼鐵中聲速為5000m/s。

現(xiàn)實(shí)世界中充斥著各種各樣的聲波，但因?yàn)槁暡ǖ哪芰侩S擴(kuò)展的距離逐漸消耗，最后聲音消失，一旦聲源遠(yuǎn)離接受者就無(wú)法準(zhǔn)確獲得信息。早在十八世紀(jì)歐洲已有“電話”一詞，用來(lái)指用線串成的話筒（以線串起杯子）。電話的出現(xiàn)要?dú)w功于貝爾，早期電話機(jī)的原理為：說(shuō)話聲音為空氣里的復(fù)合振動(dòng)，可傳輸?shù)焦腆w上，通過(guò)電脈沖于導(dǎo)電金屬上傳遞。

隨著現(xiàn)代移動(dòng)通信技術(shù)的快速發(fā)展，聲音信號(hào)的傳遞借助電磁波傳送。電磁波能夠在真空中傳播，不但傳播速度快，而且頻率范圍廣，但它在水中會(huì)被吸收而急劇衰減。和我們關(guān)系最密切的就是手機(jī)這種移動(dòng)通信工具，它兼具發(fā)射和接收兩種功能，在同步地球衛(wèi)星的協(xié)助下能使通信范圍幾乎覆蓋地球上的每個(gè)角落。

請(qǐng)根據(jù)上述材料和你學(xué)過(guò)的物理知識(shí)，回答下列問(wèn)題：

（1）“傳聲筒”的展示項(xiàng)目，形象地向觀眾展示了：當(dāng)一名觀眾在管路一側(cè)發(fā)聲，管路中的__________振蕩，另一側(cè)的觀眾能夠聽(tīng)到傳輸?shù)穆曇簦瑑扇丝蛇M(jìn)行對(duì)話。

（2）以下的應(yīng)用或工具利用“傳聲筒”原理的是（______）

A. 醫(yī)生給病人看病用的聽(tīng)診器 B. 水杯琴

C. 天壇回音壁 D. 超聲波醫(yī)學(xué)檢查

（3）下列說(shuō)法中正確的是（______）

A. 一切發(fā)聲的物體都在振動(dòng)

B. 聲音的傳播速度一定是340m/s

C. 聲波和電磁波都能傳遞信息，且都可以在真空中傳播

D. 潛入水中的潛艇通信使用電磁波

（4）一列聲波從空氣中傳入水中，以下說(shuō)法正確的是（______）

A. 頻率增大，波速變大 B. 頻率不變，波速變小

C. 頻率不變，波長(zhǎng)變長(zhǎng) D. 波速變小，波長(zhǎng)變長(zhǎng)

Answer 1

【答案】空氣 A AD C

【解析】

(1)[1]聲音的傳播需要介質(zhì)，空氣可以傳播聲音，當(dāng)一名觀眾在管路一側(cè)發(fā)聲，管路中的空氣振蕩，另一側(cè)的觀眾能夠聽(tīng)到傳輸?shù)穆曇�，兩人可進(jìn)行對(duì)話；

(2)[2]A．醫(yī)生給病人看病用的聽(tīng)診器，其工作原理是利用聲音在管內(nèi)空氣中集中傳播，減小聲音的分散，提高聲音的響度，然后能聽(tīng)到更清晰的聲音，這與“傳聲筒”原理是相同的，選項(xiàng)A符合題意；

B．水杯琴表明液體振動(dòng)可以發(fā)出聲音，與“傳聲筒”原理是不同的，B項(xiàng)不合題意；

C．天壇回音壁，是指回聲，利用了聲音的反射，與“傳聲筒”原理是不同的，C項(xiàng)不合題意；

D．超聲波醫(yī)學(xué)檢查，是利用聲波傳遞信息，與“傳聲筒”原理是不同的，D項(xiàng)不合題意；

(3)[3]A．聲音是由物體的振動(dòng)產(chǎn)生的，所以說(shuō)一切發(fā)聲的物體都在振動(dòng)，A正確；

B．從材料中可以看到，當(dāng)溫度為22℃時(shí)，空氣中聲速為334.8m/s，水中聲速為1440m/s，鋼鐵中聲速為5000m/s，所以說(shuō)聲音的傳播速度不一定是340m/s，B錯(cuò)誤；

C．聲波和電磁波都能傳遞信息，但聲波不可以在真空中傳播，C錯(cuò)誤；

D．潛入水中的潛艇通信是用無(wú)線電進(jìn)行的，即是使用電磁波來(lái)完成的，D正確；

(4)[4]聲波從空氣進(jìn)入水中，聲速變大，但是頻率是不變的，根據(jù)可知，波長(zhǎng)是變大的，故選C。