专题2.2 声音的特征--八年级物理人教版（上册）.doc

第二章 声现象 第2节 声音的特征 1．_________是用来描述物体振动快慢的物理量，物理学中把物体每秒振动的次数叫频率，其国际主单位是_________，符号_________，人的听觉频率范围在_______________________。 2．音调：指声音的__________，它是由发声体振动的____________决定的。 3．响度：指声音的_________，响度与发声体振动的__________有关，还跟发声体的_________有关。 4．音色：也叫音质或音品，它与发声体_______________有关，不同的发声体，发出声音的音色不同。音调和响度相同、音色不同的声音，其振动的波形不同。 5．注意：音调和响度是容易混淆的两个概念，二者是独立的，没有联系。 可以从以下两个方面进行区分：一是定义不同：物理学上把声音的高低称为音调，这里所指的“高”、“低”是通常所说的“清脆、尖细”、“浑厚、低哑”的意思。把人耳感觉到的声音的大小称为响度，响度大有“洪亮、震耳”的意思。二是决定因素不同：音调由声源振动的频率决定，频率大，音调高；频率小，音调低。响度一方面与声源振幅有关，声源振幅越大，响度越大；另一方面还跟距离声源的远近有关，距离越远，响度越小。 频率 赫兹 Hz 20 Hz~20 000 Hz 高低 频率 强弱 振幅 远近 本身的特征 一、声音三特性的区别与联系 音调 响度 音色 影响 因素 与发声体振动的频率有关，频率越快，音调越高 与发声体振动的振幅及距离发声体的远近有关，振幅越大，距离发声体越近，响度越大 与发声体的材料和结构等自身因素有关 生活 实例 ①声音的“粗”、“细”；②男高音、女高音；③管乐器的空气柱越长，音调越低；④弦乐器的弦、打击乐器的鼓皮绷得越紧，音调越高；⑤声音越尖细，音调越高等 ①声音的“大”、“小”；②打击乐器时，用力越大，响度越大；③调整收音机音量，响度变化；④“声振林木”、“歌声嘹亮”、“响彻云霄”、“震耳欲聋”等 学.科网 ①“闻其声知其人”；②声纹锁；③区分不同发声体的依据等 区别 ①音调和响度没有必然的联系，音调高的声音响度不一定大；②在声音的传播过程中，音调、音色一般不会变化，响度随传播距离的增大逐渐减小 学；科网 【例题1】如图所示，小秦改变了尺子伸出桌面的长度，用大小相同的力拨动尺子，尺子振动的 A．音调与声源振动的频率有关 B．音色与声源振动的幅度有关 C．响度跟人与声源的距离无关 D．声音只能在空气中传播 参考答案：A 二、声音波形的认识 研究声现象时常常要利用示波器，将声信号输入示波器，然后观察声音的波形，就能够发现声音的所有特征。 1．指示音调的高低 如图所示，是表示甲、乙两个音叉的振动次数与时间关系的波形图，图中的图线由最低点到达下一个最低点，或由最高点到达下一个最高点，或由中间平衡位置向上位置到达下一个中间平衡位置向上位置，表示音叉振动一次。据此可以判断在相同的时间内甲音叉振动了3次，而乙音叉振动了9次，说明乙音叉振动的较快，所以乙音叉发出声音的音调比甲音叉高。 示波器上的图线，能反映在一定时间内物体振动的次数，而音调就是由振动快慢决定的，所以通过看声音的波形图，就能比较出音调的高低。一般来讲，观察波形图中图线的疏密程度，即可判断出音调的高低，图线越密集，表示声音的振动频率越大，音调越高。 2．指示响度的大小 如图所示，是表示甲、乙两个音叉的振幅与时间关系的波形图。振幅就是声音的振动幅度，即发声体在振动时偏离原来位置的最大距离。从图中声波的波形图可以判断乙音叉的振幅较大，发出声音的响度也较大。 响度是指声音的大小，主要取决于发声体振动的振幅，从示波器上反映出来的是图线最高点有多高或最低点有多低，达到的最高点越高，最低点越低，声音的振幅越大，响度也就越大。简单一句话，波形的高度反映了发声体振动的振幅大小，波形越高，说明振幅越大，声音的响度也就越大。 3．指示声音的品质 如图所示分别是音叉、钢琴和长笛发出声音的波形图，可以看出它们有明显差异，这种差异显示出来的就是声音的音色不同。 音叉 钢琴 长笛 音色指的是声音的品质，它是由发声体的材料、结构等因素决定的，不同的发声体发出的声音音调和响度都可以相同，但是音色一定不同，在示波器上显示出来就是波形的不同。 【例题2】当声音的音调、响度或音色不同时，示波器上所显示的波形也会不同。图1为用力敲击256 Hz的音叉后在示波器上所显示的波形。那么用更大的力敲同一音叉时发出更响亮的声音，在A、B、C、D四幅图中，示波器上所显示的是__________图所对应的波形，__________图比图1中的声音的音调要高，四幅图中声音的音色__________（选填“相同”或“不同”）。 参考答案：A B 相同 1．5月3日是济南“五三惨案”90周年的纪念日，上午十点全市会拉响防空警报，为了让市民都能听到警报，警报声应 A．音调高 B．响度大 C．音色好 D．频率高 2．如图所示，关于声现象的各种实验情景中，下列说法正确的是 A．甲实验：利用钢尺来探究声音的三个特性 学；科网 B．乙实验：不断抽气时，听到的钟声逐渐变小，声源振幅不断变小 C．丙实验：可探究声音的响度与鼓面的振动幅度的关系 D．丁实验：“土电话”通话说明气体传声效果比固体好 3．“曾侯乙编钟”是我国战国早期文物，用不同的力敲击同一个编钟时，发出的声音具有的不同是 A．音调 B．响度 C．音色 D．频率 4．在2018年冬奥会上有11种不同类型的机器人为冬奥会服务，如图所示，智能机器人能和运动员进行对话。下列说法正确的是 A．机器人发出的声音不是由振动产生的 B．机器人发出的声音可以在真空中传播 C．根据音色的不同能区分机器人和运动员的声音 D．机器人发出的声音在空气中的传播速度是3×108 m/s 5．有一种专门存放贵重物品的“银行”，当人们存放了自己的贵重物品后，要用仪器记录下自己的“手纹”、“眼纹”和“声纹”等，以便以后用这些自己独有的特征亲自取走存放的物品，防止被别人盗领。这里的“声纹”主要记录的是人说话声的 A．音调 B．响度 C．音色 D．频率范围 6．音乐小组的几位同学制作了各自的乐器，乐器发声的波形图如图所示，对此说法不正确的是 A．乐器发声时都在振动 B．乐器发声的音色相同 C．乐器发声的响度相同 D．乐器发声的音调相同 7．电子琴能模仿手风琴的声音，它主要是模仿手风琴的________。演奏时按下不同的琴键，主要是为了改变声音的________（均选填“音调”、“响度”或“音色”）。 8．“滥竽充数”出自《韩非子·内储说上》，说的是不会吹竿的人混在吹竽的队伍里充数。竽是我国古代的一种吹奏乐器，由竹管刮制排插而成，如图所示。吹奏时，竹管内_______振动发声，声音在空气中以_________的形式传入人耳；相同条件下，吹奏长管所出声音的音调较_________（选填“高”或者“低”）。 9．南美洲有一种鸟能抓住木棍打击树干发出有节奏的声音，可谓是鸟界的“打击乐高手”。这有节奏的声音是由树干的___________产生的，并通过___________传播出去。人能区分鸟叫声和敲击声是因为它们发出声音的___________不同。 10．根据图中发声体的振动图象，写出相应的变化情况。 11．探究声音的特征： （1）为了探究音调与什么因素有关，小明设计了下面几个实验，如图所示，你认为不能够完成探究目的是_____________，通过探究可知：音调是由发声体振动的________决定的。 （2）如图B所示，将一把钢尺紧按在桌面上，一端伸出桌面适当的长度，拨动钢尺，就可听到________（选填“钢尺”或“桌面被拍打”）振动发出的声音，若改用更大的力拨动钢尺，则听到声音的__________（选填“音调”、“音色”或“响度”）变大；逐渐增加钢尺伸出桌面的长度，仔细聆听钢尺振动发出声音后，发现音调逐渐变__________（选填“高”或“低”）了，观察发现此时钢尺振动慢了，当钢尺伸出桌面超过一定长度时，虽然用同样的力拨动钢尺，却听不到声音了，这是由于__________________。 12． “公共场所禁止大声喧哗”，其中“大声“是指声音的 A．音色 B．音调 C．响度 D．频率 13．如图所示声波的波形图，下列说法错误的是 A．甲、乙、丙的响度相同 B．甲、乙、丁的音调相同 C．丙的音调最低 D．甲、乙的音色相同 14．智能“交互机器人”可以和同学们比赛背唐诗、聊天，下列说法正确的是 A．机器人的声音一定是由振动产生的 B．机器人的声音可以在真空中传播 C．机器人的声音在空气中传播速度是3×108 m/s D．能辨别机器人和同学们的声音是因为他们的音调不同 15．在学习吉他演奏的过程中，小华发现琴弦发出声音的音调高低是受各种因素影响的，他决定对此进行研究.经过和同学们讨论，提出了以下猜想： 猜想一：琴弦发出声音的音调高低，可能与琴弦的横截面积有关 猜想二：琴弦发出声音的音调高低，可能与琴弦的长短有关 猜想三：琴弦发出声音的音调高低，可能与琴弦的材料有关 为了验证上述猜想是否正确，他们找到了表中所列9种规格的琴弦，因为音调的高低取决于声源振动的频率，于是小华又借来一个能够测量声源振动频率的仪器进行实验. （1）选用编号为A、B、C 的琴弦进行实验，是为了验证猜想__________。 （2）为了验证猜想二，应选用编号为________、________、________的琴弦进行实验。 （3）表中有的材料规格还没填全，为了验证猜想三，最好填上该项内容。请在表中填上所缺数据：①________②________。学、科网 （4）该探究实验采用的物理研究方法是__________。 16．（2018·天津）生活中常用“引吭高歌”“低声细语”来形容声音。这里的“高”“低”是指声音的 A．响度 B．音调 C．音色 D．频率 17．（2018·武汉）如图所示，在筷子上捆一些棉花，做一个活塞，用水蘸湿棉花后插入两端开口的竹管中，用嘴吹管的上端，可以发出悦耳的哨音。上下推拉活塞，并用相同的力吹管的上端时，下列说法错误的是 A．哨音是由管内空气振动产生的 B．哨音是通过空气传到别人耳朵的 C．向上推活塞时，吹出的哨音响度会变大 D．向下拉活塞时，吹出的哨音音调会变低 18．（2018·深圳）张一山在《朗读者》中为大家演绎了《追风筝的人》。关于其中的物理知识，下列说法正确的是 A．朗读时，朗读者的声带振动产生声音 B．空气中，声音的传播速度约约3×108 m/s C．观众主要依据音调区分主持人和朗读者的声音 D．朗读者的声音很大是因为声音的频率很高 19．（2018·海南）端午节期间，我省多地举行了赛龙舟活动，比赛中队员们喊着号子，和着鼓点，有节奏地同时用力向前划桨，场面非常热闹。下列有关声现象说法正确的是 A．鼓声是由鼓面振动产生的 B．鼓声在空气中的传播速度最大 C．鼓声属于超声波 D．岸上观众是通过音调分辨出鼓声和号子声的 20．（2018·广州）吉他上的弦绷紧时发声的音调比它不紧时高，则绷紧的弦发声比它不紧时 A．振幅一定更大 B．振幅一定更小 C．振动频率一定更低 D．每秒内振动次数一定更多 21．（2018·攀枝花）在2018年《歌手2》的总决赛中，来自美国的歌手Jessie·J获得了冠军，当她在台上与帮唱嘉宾李玟一起高歌时，她们两人声音最大的不同是 A．音调 B．响度 C．音色 D．声速 22．（2018·广东）音乐会上小提琴演奏乐曲时，下列说法正确的是 A．演奏前，调节小提琴的琴弦松紧可改变声音的响度 B．演奏时，用力拉紧小提琴的同一琴弦可提高声音的音调 C．小提琴演奏的乐曲通过空气传入听众的耳朵 D．小提琴的音色和二胡的音色相同 3．B【解析】人耳能感觉到的声音的强弱称为响度，响度与声音的振幅有关，振幅越大，响度越大，振幅越小，响度越小。用大小不同的力敲击同一个编钟，则编钟的振幅不同，所以发出声音的响度不同，即只有B正确，故选B。 4．C【解析】A、机器人发出的声音是由物体振动产生的，故A错误；B、声音的传播需要介质，机器人发出的声音不能在真空中传播，故B错误；C、不同物体发出的声音的音色不同，根据音色的不同能区分机器人和运动员的声音，故C正确；D、机器人发出的声音在空气中的传播速度为340 m/s，故D错误。故选C。 5．C【解析】音色是发声体特有的品质特征，可以用来区分声源。所以这里的“声纹”主要记录的是人说话声的音色，故C正确；而不同人的音调、响度可能是相同的，故ABD错误；故选C。 8．空气柱 波 低 【解析】竽是我国古代的一种吹奏乐器，由竹管刮制排插而成，吹奏时，竹管内空气柱振动发声；声音在介质中是以波的形式在介质中传播的；相同条件下，吹奏长管所出声音的音调较低；因为相同条件下长管内的空气柱振动的慢。 9．振动 空气 音色 【解析】鸟能抓住木棍打击树干发出有节奏的声音，这个声音是由于树干振动产生的；且声音是通过空气向外传播的；人们能辨别出鸟叫声和敲击声，是根据声音的音色来辨别的。 10．①大 ②高 ③小 ④低 【解析】①与原波形图相比，声音的振幅增大，所以声音响度变大；②与原波形图相比，声音的振动变快，频率变高，所以声音的音调变高；③与原波形图相比，声音的振幅变小，所以声音的响度变小；④与原波形图相比，声音的振动变慢，频率变低，所以声音的音调变低。学科，网 11．（1）D 频率（或快慢） （2）钢尺 响度 低 钢尺的振动频率低于20 Hz 【解析】（1）A、硬纸板接触齿数不同的齿轮，振动的频率不同，发出的声音的音调不同，符合题意；B．改变钢尺伸出桌边的长度振动的频率不同，发出的声音的音调不同，符合题意；C．用塑料尺子在梳子齿上快慢不同的滑动时，梳子齿振动的频率不同，发出的声音的音调不同，符合题意；D．改变吹笔帽的力度，振幅不同，响度不同，研究响度跟振幅的关系，不符合题意；故选D。通过探究可知：音调是由发声体振动的频率决定的； （2）将一把钢尺紧紧按在桌面上，一端伸出桌面适当的长度，拨动钢尺，就可听到钢尺振动发出的声音；若改用更大的力拨动钢尺，钢尺的振幅变大，响度变大；改变钢尺伸出桌面的长度，用同样大小的力拨动其伸出桌面的一端，这样会导致钢尺振动的快慢不同，即发出声音的音调不同；钢尺伸出桌面超过一定长度，振动得很慢，即钢尺振动的频率小于20 Hz，所以人耳听不到。 12．C【解析】在公共场所禁止大声喧哗，这里的“大声”是指声音的响度大。故ABD错误C正确。 13．D【解析】从图中可以看出，甲、乙、丙振动的幅度相同，只有丁振动的幅度小，故A正确；相同时间内，甲、乙、丁振动的次数相同，频率相同，所以它们的音调相同，故B正确；相同时间内，丙图振动的次数最小，频率最小，所以丙的音调最低，故C正确；甲、乙振幅相同，波形的形状不同，说明它们的音色不同，故D错误。故选D。 14．A【解析】A．声音是物体振动产生的，故A正确；B．声音的传播需要介质，真空不能传声，故B错误；C．声音在空气中的传播速度为340 m/s，故C错误；D．音色是由发声体的材料和结构决定的，不同物体发出的声音的音色不同，能辨别机器人和同学们的声音是因为他们的音色不同，故D错误。故选A。 （4）以上研究问题的方法是改变一个变量，控制其他变量相同，这种研究问题的方法叫做控制变量法。 16．A【解析】“引吭高歌”中的“高”说明声音的响度大，“低声细语”中的“低”是指声音的响度小。故选A。 17．C【解析】A、声音是由物体振动产生的，哨声是由管内空气振动产生的说法正确；B、我们平时听到的声音大多是由空气传播的，听到的哨声也是通过空气传播的正确；C、哨音的响度由吹的力度决定，吹的力度不同管内空气柱振动幅度不同则响度不相同，故C错误；D、音调的高低与物体振动的快慢有关，向下拉活塞空气柱变长，振动变慢，发出的声音音调变低，故D正确。故选C。 18．A【解析】A、发声的物体一定在振动，朗读时是声带振动产生声音，故A正确；B．空气中，声音的传播速度约为340 m/s；故B错误；C．观众主要依据音色区分主持人和朗读者的声音，故C错误；D．朗读者的声音很大是因为声音的振幅很大，响度大，故D错误；故选A。 22．C【解析】A．演奏前，调节小提琴的琴弦松紧可改变声音的音调，故A错误；B．音调一般由发声体的粗细、长短决定，所以演奏时，用力拉紧小提琴的同一琴弦不改变音调，故B错误；C．空气可以传播声音，所以小提琴演奏的乐曲通过空气传入听众的耳朵，故C正确；D．音色是发声体特有的特征，可以用来区分声源，小提琴的音色和二胡的音色是不同的，所以我们能分辨是用哪一种乐器演奏的，故D错误；故选C。