Question

【題目】閱讀《從傳聲筒到移動通信》，回答問題。

從傳聲筒到移動通信

我們每天都離不開電話，你知道科學家們發明它是受什么啟發嗎？是傳聲筒。讓我們去參觀中國科技館二層探索與發現主題展B廳——聲音之韻展，觀察、研究一下傳聲筒，直觀地去體驗傳聲筒傳遞聲音的過程吧。

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

聲音是由物體振動所產生。在振動介質(空氣、液體或固體)中某一質點在平衡位置附近來回發生振動，并帶動周圍的質點也發生振動，逐漸向各方向擴展，這就是聲波。聲波前進的過程是相鄰空氣粒子之間的接力賽，它們把波動形式向前傳遞，它們自己仍舊在原地振蕩，也就是說空氣粒子并不跟著聲波前進！如圖4所示，連續振動的音叉，使周圍的空氣分子形成疏密相間的連續波形。

聲波是一種振動的機械波，它的基本參數是頻率 f 、波長λ和波速v。通過示波器可觀測到可視化波形如圖5所示。頻率是聲源（或某一質點）1秒內來回振動的次數(單位為赫茲Hz)，而聲源完成一次全振動經過的時間為一個周期T，其單位為秒。顯然，f＝。頻率與人耳主觀感覺聲音的音調有關。頻率越高，音調也越高。振幅與聲音的強度有關。波長是聲波在一個周期內傳播的距離，也是波形圖中相鄰波峰（或波谷）的距離。這三者的關系是v = λf。

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

現實世界中充斥著各種各樣的聲波，但因為聲波的能量隨擴展的距離逐漸消耗，最后聲音消失，一旦聲源遠離接受者就無法準確獲得信息。早在十八世紀歐洲已有“電話”一詞，用來指用線串成的話筒（以線串起杯子）。電話的出現要歸功于貝爾，早期電話機的原理為：說話聲音為空氣里的復合振動，可傳輸到固體上，通過電脈沖于導電金屬上傳遞。

隨著現代移動通信技術的快速發展，聲音信號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，但它在水中會被吸收而急劇衰減。和我們關系最密切的就是手機這種移動通信工具，它兼具發射和接收兩種功能，在同步地球衛星的協助下能使通信范圍幾乎覆蓋地球上的每個角落。

請根據上述材料和你學過的物理知識，回答下列問題：

（1）“傳聲筒”的展示項目，形象地向觀眾展示了：當一名觀眾在管路一側發聲，管路中的__________振蕩，另一側的觀眾能夠聽到傳輸的聲音，兩人可進行對話。

（2）以下的應用或工具利用“傳聲筒”原理的是（______）

A. 醫生給病人看病用的聽診器 B. 水杯琴

C. 天壇回音壁 D. 超聲波醫學檢查

（3）下列說法中正確的是（______）

A. 一切發聲的物體都在振動

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，波長變長 D. 波速變小，波長變長

Answer 1

【答案】空氣 A AD C

【解析】

(1)[1]聲音的傳播需要介質，空氣可以傳播聲音，當一名觀眾在管路一側發聲，管路中的空氣振蕩，另一側的觀眾能夠聽到傳輸的聲音，兩人可進行對話；

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

B．水杯琴表明液體振動可以發出聲音，與“傳聲筒”原理是不同的，B項不合題意；

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項不合題意；

D．超聲波醫學檢查，是利用聲波傳遞信息，與“傳聲筒”原理是不同的，D項不合題意；

(3)[3]A．聲音是由物體的振動產生的，所以說一切發聲的物體都在振動，A正確；

B．從材料中可以看到，當溫度為22℃時，空氣中聲速為334.8m/s，水中聲速為1440m/s，鋼鐵中聲速為5000m/s，所以說聲音的傳播速度不一定是340m/s，B錯誤；

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錯誤；

D．潛入水中的潛艇通信是用無線電進行的，即是使用電磁波來完成的，D正確；

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