🔬 初中科学七年级下第2章 对环境的察觉中考高频生命科学核心

耳和听觉

飞机起飞时耳朵发闷,咽口水就好了;放鞭炮要张开嘴——这些做法保护的都是同一层薄膜。

难度:★★★★

知识背景

💡知识背景 · 从一个真实的问题说起

贝多芬三十多岁开始失聪,晚年几乎完全听不见,却写出了《第九交响曲》。他有一个流传很广的办法:把一根木棒的一端咬在牙齿间,另一端顶在钢琴上,靠骨传导感受琴声的振动。这说明声音进入我们的感觉系统,并不只有「空气—外耳道」这一条路。

日常生活里还有几件事同样和耳朵有关:飞机起飞或地铁进隧道时耳朵发闷,咽一口口水就舒服了;放鞭炮或听到雷声时,老人会提醒你张开嘴或捂住耳朵;转了十几圈再停下,明明站着不动,却觉得房子在转。这三件事分别牵涉耳的三个不同部位。

更有意思的是:闭上眼睛,你依然能判断有人在你左边还是右边说话,但如果堵住一只耳朵,判断立刻变得困难。原因是声音到达两耳的时间、强弱和步调都有细微差别,大脑正是靠这点差别定位声源的,这叫双耳效应,也是立体声录音的原理。

这一节要弄清:耳由哪些结构组成?听觉是怎样一步步形成的?耳除了听声音,还管什么?

知识讲解

耳的结构

🔑

耳分为外耳、中耳、内耳三部分。外耳包括耳廓外耳道;中耳包括鼓膜、鼓室、听小骨咽鼓管;内耳包括耳蜗、前庭半规管

部位主要结构功能
外耳耳廓收集声波
外耳外耳道把声波导向鼓膜
中耳鼓膜接受声波,产生振动
中耳听小骨把振动放大并传到内耳
中耳咽鼓管连通鼻咽部,使鼓膜内外气压平衡
内耳耳蜗内有听觉感受器,接受刺激产生信号
内耳前庭、半规管感受头部位置变动,与平衡有关

听觉的形成

🔑

听觉形成的完整路径是:

声波外耳道鼓膜振动听小骨耳蜗听神经大脑皮层听觉中枢\text{声波} \to \text{外耳道} \to \text{鼓膜振动} \to \text{听小骨} \to \text{耳蜗} \to \text{听神经} \to \text{大脑皮层听觉中枢}

耳蜗内有听觉感受器,而听觉最终在大脑皮层的听觉中枢形成

这条路径上任何一处受损,听觉都会受影响,但性质不同:外耳、中耳(如鼓膜、听小骨)损伤造成的耳聋叫传导性耳聋,声音传不进去,常可用助听器或手术改善;耳蜗、听神经或听觉中枢损伤造成的叫神经性耳聋,信号无法产生或无法上传,一般很难治愈

耳的另一功能:感受头部位置变动

前庭和半规管里有感受头部位置变动的感受器。乘车、坐船时颠簸摇晃过强,这些感受器受到过度刺激,就会出现头晕、恶心、呕吐,也就是晕车、晕船(航空病、晕动症)。有的人前庭功能特别敏感,更容易晕车;坐在颠簸小的位置、目视远方、不要空腹或过饱,都能减轻症状。

双耳效应与噪声的危害

声音到达两只耳朵的时间、响度和步调略有差别,大脑据此判断声源方位,这就是双耳效应。用两个话筒分别录音、两个声道分别播放,人就能听出乐器在舞台上的位置,这便是立体声

声音的强弱用分贝dB\text{dB})表示。0 dB0\ \text{dB} 是人刚能听到的声音;为保护听力,声音不应超过 90 dB90\ \text{dB};为保证工作学习,不应超过 70 dB70\ \text{dB};为保证休息和睡眠,不应超过 50 dB50\ \text{dB}。长期在强噪声中或长时间戴耳机大音量听音乐,会损伤耳蜗内的感受器,造成不可恢复的听力下降。

实验与探究

探究人耳判断声源方向的本领

设计实验,说明用两只耳朵听比用一只耳朵更容易判断声源的方向。

✏️ 点击查看解答

步骤

  1. 受测者坐在教室中央,蒙上眼睛(排除视觉判断),保持安静。
  2. 同伴在受测者前后左右不同方位轻击音叉,受测者每次指出声源方向,记录判断是否正确,共测 20 次。
  3. 换一种条件:受测者用手堵住一只耳朵(其余条件完全相同),重复 20 次并记录。
  4. 比较两种条件下判断正确的次数。

现象与结论:双耳听时正确率明显高于单耳。原因是声源偏向一侧时,声音到达近侧耳时间较早、响度较大,大脑据此定位;堵住一只耳后这种差别消失,只能靠转头去试。本实验中蒙眼与「其余条件相同」是关键的控制变量措施:若不蒙眼,受测者会用眼睛判断;若两次敲击的力度不同,响度变化会干扰结论。

经典例题

从结构受损判断耳聋类型

有三位患者:甲的鼓膜因外伤破裂;乙的听小骨发生粘连;丙的听神经因药物受损。请回答:(1)三人分别属于哪一类耳聋?(2)谁使用助听器效果较好?(3)若某人耳蜗完好但大脑听觉中枢受损,他能形成听觉吗?

✏️ 点击查看解答

第一步:回忆听觉形成的路径,判断受损部位属于「传导环节」还是「感受与神经环节」。鼓膜、听小骨属中耳,负责传导振动;耳蜗、听神经、听觉中枢负责产生信号并上传。

第二步:分类。甲(鼓膜破裂)和乙(听小骨粘连)都在传导环节,属传导性耳聋;丙(听神经受损)属神经性耳聋

第三步:判断助听器的效果。助听器的作用是把声音放大后送入耳内,只有当内耳与听神经功能正常时才有效,所以甲、乙效果较好,丙效果差。

第四步:分析最后一问。听觉的形成部位是大脑皮层的听觉中枢,中枢受损则即使耳蜗正常、信号能产生,也无法形成听觉

:(1)甲、乙为传导性耳聋,丙为神经性耳聋;(2)甲和乙;(3)不能。这类题的解法是把题目给的结构逐个「放」到听觉路径上,看断点在哪一段。

难点与易错点

⚠️难点 · 易错点
  1. 认为听觉在耳蜗形成:耳蜗只有听觉感受器,听觉在大脑皮层听觉中枢形成。
  2. 把鼓膜当成感受器:鼓膜只负责把声波变成振动,感受刺激的是耳蜗内的感受器。
  3. 弄错咽鼓管的作用:它连通中耳与鼻咽部,作用是保持鼓膜内外气压平衡,不是传导声音。
  4. 认为晕车与耳蜗有关:与前庭和半规管有关,它们感受头部位置变动,与听觉无关。
  5. 认为所有耳聋都能靠助听器解决:助听器只对传导性耳聋有明显效果,神经性耳聋难以治愈。
  6. 听觉路径写漏环节:外耳道、鼓膜、听小骨、耳蜗、听神经、听觉中枢六个环节缺一不可。

生活中的应用

🌏生活中的应用
  • 飞机起降、地铁进隧道时耳朵发闷:外界气压突变,鼓膜内外压差变大。咽口水、打哈欠、嚼口香糖能打开咽鼓管,使气压平衡,闷感随即消失。
  • 放鞭炮时张开嘴或捂住耳朵:张嘴让咽鼓管通气以平衡气压,捂耳则减弱进入外耳道的声波,两种做法都是保护鼓膜,防止它被强声压破。
  • 游泳后不要用尖锐物挖耳:容易划伤外耳道或戳破鼓膜;感冒后用力擤鼻,病菌可能经咽鼓管进入中耳引起中耳炎,应一侧一侧轻轻擤。
  • 杭州地铁里的「音量提醒」:车厢环境噪声较高,人会不自觉把耳机音量开大,长期如此会损伤耳蜗感受器,建议音量不超过最大档的六成、连续听不超过一小时。

生活应用题 1 · 双耳效应中的时间差

小科的两耳相距约 0.17 m0.17\ \text{m}。一个声源位于他的正右方,声音沿直线传来,空气中声速取 340 m/s340\ \text{m/s}。(1)声音到达两耳的时间差是多少?(2)若他堵住左耳,判断声源方向的能力会怎样变化,为什么?

分步解:

  1. 分析路程差:声源在正右方时,声音到达左耳比到达右耳多走的距离约等于两耳间距,即 Δs=0.17 m\Delta s = 0.17\ \text{m}
  2. 求时间差,依据 t=svt = \dfrac{s}{v}Δt=0.17340=5×104 s\Delta t = \dfrac{0.17}{340} = 5 \times 10^{-4}\ \text{s},即 0.5 毫秒。
  3. 分析第(2)问:堵住左耳后,大脑收不到左耳的信号,时间差与响度差都无法比较,只能靠转动头部反复试探,判断能力明显下降。
  4. :时间差为 5×104 s5 \times 10^{-4}\ \text{s};堵住一耳后定位能力显著变差。人脑能分辨如此短的时间差,这正是立体声耳机能让人「听出方位」的原因。

生活应用题 2 · 耳机与听力的调查

某校对 1200 名学生做听力普查,发现听力轻度下降者 96 人。其中每天戴耳机超过 2 小时的有 750 人,其中 78 人听力下降;其余 450 人中有 18 人听力下降。(1)全校听力下降的比例是多少?(2)分别求两组的比例并比较。(3)这个调查能否直接说明「戴耳机一定导致耳聋」?

分步解:

  1. 求全校比例961200×100%=8%\dfrac{96}{1200} \times 100\% = 8\%
  2. 求长时间戴耳机组的比例78750×100%=10.4%\dfrac{78}{750} \times 100\% = 10.4\%
  3. 求另一组的比例18450×100%=4%\dfrac{18}{450} \times 100\% = 4\%
  4. 比较并作答:全校为 8%8\%,长时间戴耳机组 10.4%10.4\%,明显高于另一组的 4%4\%,说明长时间戴耳机与听力下降之间存在相关。但调查属于观察性研究,两组在噪声环境、遗传、疾病等方面还有别的差异,因此不能直接断定戴耳机必然导致耳聋,只能提示要控制音量与时长。

考点

🎯考点提示
  • 填空题·高频:耳的结构名称与功能对应(鼓膜、听小骨、咽鼓管、耳蜗、半规管)
  • 简答题·高频:听觉形成的完整路径,并判断某处受损的后果
  • 选择题·高频:听觉的形成部位是大脑皮层,不是耳蜗
  • 简答题·高频:飞机起降耳朵发闷与咽口水的原理;放鞭炮张嘴的原理
  • 选择题:传导性耳聋与神经性耳聋的区别及助听器的适用范围
  • 实验题:双耳效应的探究(蒙眼、控制敲击力度);计算两耳时间差
  • 材料题:分贝的含义与保护听力的措施

中考真题

真题2022 · 浙江杭州中考(改编)

下列关于耳和听觉的说法,正确的是( )A. 听觉在耳蜗内形成 B. 咽鼓管的作用是传导声波 C. 半规管能感受头部位置的变动 D. 鼓膜破裂后一定造成神经性耳聋

✏️ 点击查看解答

逐项分析

  • A 错:耳蜗内只有听觉感受器,听觉在大脑皮层听觉中枢形成。
  • B 错:咽鼓管连通中耳与鼻咽部,作用是使鼓膜内外气压平衡
  • C 对:半规管与前庭都能感受头部位置变动,与身体平衡有关。
  • D 错:鼓膜属中耳传导结构,其损伤造成的是传导性耳聋

答案:C。

真题2021 · 浙江中考(改编)

小科感冒后用力擤鼻,几天后出现耳痛和听力下降,医生诊断为中耳炎。请回答:(1)病菌最可能沿哪一结构进入中耳?(2)中耳炎为什么会引起听力下降?(3)应如何正确擤鼻?

✏️ 点击查看解答

第一步:确定通道。中耳的鼓室通过咽鼓管与鼻咽部相通,用力擤鼻时鼻咽部压力升高,病菌被压入咽鼓管进入中耳。

第二步:解释听力下降。中耳发炎后鼓室内积液、鼓膜与听小骨的振动受到限制,振动的传导受阻,进入耳蜗的信号减弱,因而听力下降,属传导性耳聋

第三步:给出正确做法。用手指按住一侧鼻孔、轻轻擤另一侧,两侧交替,避免同时捏紧双鼻孔用力。

:(1)咽鼓管;(2)积液使鼓膜和听小骨的振动传导受阻;(3)一侧一侧轻轻擤。

视频讲解

📺B 站视频讲解去 B 站观看「耳和听觉:耳的结构、听觉形成与听力保护」优质讲解视频 →