初中物理专题2.2 声音的特征

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Hz20Hz~20000Hz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256Hz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：AB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3×108m/s5．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3×108m/sD．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3×108m/sC．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340m/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20Hz【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20Hz，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．