人教版2024-2025学年八年级物理上册举一反三系列2.2声音的特性(原卷版+解析)

2.2声音的特性（原卷版）本节学习目标1.知道什么是声音的特性；2.理解影响声音三个特性的因素；3.会辨别声音的特性；4.了解超声波与次声波的特点；5.了解人与动物听见声音的不同；6.了解社会生活与声音特性的关系。要点一音调1.乐音：我们把听起来优美动人的声音称为乐音。2.频率：物体振动的快慢用每秒内振动的次数来表示，这个物理量叫做频率。（1）物理意义：频率是描述物体的振动快慢的物理量。（2）单位：赫兹（Hz）3.音调：物理学中用音调表示声音的高低。4.音调与频率的关系：音调与发声体振动的频率有关。频率高，音调就高，听起来尖细；频率低，音调就低，听起来低沉。5.超声波与次声波：频率高于20000Hz的声波叫做超声波，把频率低于20Hz的声波叫做次声波。要点诠释：探究影响发声体振动频率的因素：1.提出问题：发声体振动的快慢与哪些因素有关？2.猜想和假设：发声体的振动频率和材料的长短、粗细、松紧有关。3.实验过程：如图所示，将一把钢尺按紧在桌面上，一端伸出桌边。拨动钢尺，听它振动发出的声音，同时注意钢尺振动的快慢。改变钢尺伸出桌边的长度，使钢尺两次振动的幅度大致相同，再次拨动。4.结论：钢尺伸出的越短，振动的越快，频率越高音调就越高。【例】如图所示，用一张硬卡片先后快拨和慢拨木梳的齿，听到卡片声音发生变化。这个实验是用来探究（）。A．音调是否与声源振动频率有关；B．响度是否与声源振幅有关系；C．音色是否与发声体的材料、结构有关系；D．声音能否在固体中传播【变式1】如图所示，请你用五只粗细相同而高矮不同的瓶子做如下实验：用嘴分别对着五只瓶口吹气，并回答下列问题：（1）用嘴对着五只瓶口吹气，五只瓶子均发出声音的原因是什么？（2）每只瓶子产生的声音一样吗？为什么？（3）应用上述实验结论说明图中，吹笛子时，用于、指堵住不同的笛孔，能产生不同音调的声音的道理。【变式2】在学习演奏小提琴的过程中，小明和同学们发现弦乐器的琴弦发出声音的音调受很多因素的影响，他们决定对这种现象进行探究，经讨论后提出以下猜想：猜想一：琴弦发出声音的音调可能与琴弦的材料有关；猜想二：琴弦发出声音的音调可能与琴弦的长短有关；猜想三：琴弦发出声音的音调可能与琴弦的横截面积有关。为了验证以上猜想是否正确，他们找到了一些不同规格的琴弦，如下表：（1）为了验证猜想一，应选用编号为的琴弦进行实验。（2）为了验证猜想二，应选用编号为的琴弦进行实验。（3）为了验证猜想三，小明选用编号为①、②的琴弦进行实验，则表中缺少的数据应为。【变式3】蜜蜂载花蜜飞行时，它的翅膀平均每秒振动约300次；不载花蜜飞行时，翅膀平均每秒振动约440次．有经验的养蜂人能辨别出蜜蜂是出去采蜜，还是采蜜回来．养蜂人辨别所依据的特征是（）。A．声音的音调不同B．声音的响度不同C．声音的音色不同D．飞行的路线和高度不同要点二响度1.响度：物理学中，把声音的强弱称为响度。2.振幅：振动的幅度叫做振幅。3.影响响度的因素：（1）声源的振幅；（2）人到声源的距离。要点诠释：1.实验证明发声源的振幅越大，声音的响度越大，例如，用力地敲鼓，鼓面振幅变大，声音的响度增大。2.声音在介质中传播能量会衰减，传播距离越远，声音的能量减小得越多，响度越小。但是，需要注意的是声音的音调并不改变，也就是说介质不会改变声音的频率，不能说距离远了，听不清楚了，是因为音调变低了。【例】调节电视机的音量，是为了改变声音的（）。A．音色 B．响度 C．音调 D．频率【变式1】为隆重庆祝中国共产党成立90周年，达州市委宣传部、文广局、市电视台主办了“红歌连连唱”。小琴踊跃报名参加了比赛，有关她的歌声下列说法错误的是（）。A．我们听到她的歌声是靠空气传到人耳的；B．小琴同学发出的歌声是她的舌头振动产生的；C．小琴同学在台上“引吭高歌”说明她的声音响度大；D．我们在幕后能听出是小琴的歌声是根据音色判断的【变式2】如图所示，将一把钢尺紧按在桌面上，一端伸出桌边，拨动钢尺，听它振动发出的声音。改变拨动钢尺的力度，一次轻轻拨动，一次用力拨动，听钢尺发出声音的变化.这个实验用来探究（）。A．声音能否在固体中传播；B．响度与物体振幅的关系；C．音调与物体振动频率的关系；D．音色与发声体的哪些因素有关【变式3】将某音叉振动时发出的声音输入示波器，在示波器上观察到的波形如图所示，可见波形竖直方向的最大值在减小，表示发生变化的物理量是（）。A． 音色 B． 响度 C． 音调 D． 周期要点三音色1.音色：音色也叫音质或音品，它反映了每个物体发出的声音特有的品质。如：用不同的乐器演奏同一乐曲时，它们的波形不同。2.影响音色的因素：音色是由发声体的材料、结构和振动方式（如弹奏的手法）等因素造成的。3.声音的三要素：音调、响度和音色，称为声音的三要素。要点诠释：1.有经验的工人师傅可以通过听声音来辨别机器运转情况是否良好。就是利用了不同的声源音色不同。2.同一个人的音色会随着年龄的增长以及饮食、起居、健康、训练等因素而变化。【例】在《爸爸去哪儿》节目中，小选手们即使被蒙着双眼，也很容易通过声音辨别出父亲，这主要是依据声音的（）。A．音调B．响度C．音色D．频率【变式1】（1）请列举你所了解的一件乐器，说明它是怎样发出声音的，又是怎样改变音调和响度的。（2）如图是将乐器发出的乐音输入示波器后得到的两个波形图，请根据波形图比较这两个乐音在音调、响度和音色三方面的异同。【变式2】周末小明和同学们去工厂参观，淘气的小明用一根细铁棒先后用同样大小的力在一块钢板和木板上“作画”，划钢板时发出了刺耳的声音，划木板时的声音则较低沉，这里“刺耳”“低沉”表示的是声音的，同学们很容易分辨出小明划钢板和划木板的声音，主要是因为两种声音的不同。（均填声音的特性）【变式3】口技是民间的一种声音艺术，高超的口技艺人，可以模仿各种语音，从声音的特性来看，他主要模仿声音的（选填“音调”、“响度”或“音色”）。现场观众能欣赏到，是因为声音能在中传播口技艺人往往通过重拍醒木结束表演，醒木拍得越重，声音的（选题“音调”、“响度”或“音色”）越大。要点四超声波与次声波1．超声波和次声波：人耳能听到的声音在20Hz～20000Hz之间，高于20000Hz叫超声波，低于20Hz叫次声波。2.动物能听到的频率范围和人不同。要点诠释：大象靠次声波交流，蝙蝠、海豚能发出超声波，地震、火山爆发、台风、海啸都要产生次声波等。【例】当喇叭里响起”我和你，心连心，共住地球村…”的歌声时，小红大声说：“是刘欢在演唱!”她作出判断的依据是，不同演员的声音的（）。A． 音色不同 B． 音调不同 C． 音速不同 D． 响度不同【变式1】若某一声源在振动，但人耳听不到声音，而猫狗却竖起耳朵能听到声音，这是因为（）。A．在振动的声源周围没有介质B.振动的声源离人太远C．声源发出的声音音调太高，超出人耳的听觉范围D.声源振动的振幅太小【变式2】关于声现象的说法正确的是（）。A．物体的振幅越大音调越高；B．声音在真空中的传播速度是340m/s；C．打雷时捂住耳朵可以防止雷声的产生；D．地震、火山喷发等自然现象都伴有次声波的产生【变式3】英国科学家切断番茄植株的茎，用人耳倾听没有引起任何听觉。但在靠近茎的切口处放置录音机录音，然后用超大音量、超低速度播放，居然能清晰地听到“尖叫”声。这说明，番茄植株遭受伤害后，会发出（）。A．响度很小的超声 B．响度很大的超声 C．响度很小的次声 D．响度很大的次声2.2声音的特性（解析版）本节学习目标1.知道什么是声音的特性；2.理解影响声音三个特性的因素；3.会辨别声音的特性；4.了解超声波与次声波的特点；5.了解人与动物听见声音的不同；6.了解社会生活与声音特性的关系。要点一音调1.乐音：我们把听起来优美动人的声音称为乐音。2.频率：物体振动的快慢用每秒内振动的次数来表示，这个物理量叫做频率。（1）物理意义：频率是描述物体的振动快慢的物理量。（2）单位：赫兹（Hz）3.音调：物理学中用音调表示声音的高低。4.音调与频率的关系：音调与发声体振动的频率有关。频率高，音调就高，听起来尖细；频率低，音调就低，听起来低沉。5.超声波与次声波：频率高于20000Hz的声波叫做超声波，把频率低于20Hz的声波叫做次声波。要点诠释：探究影响发声体振动频率的因素：1.提出问题：发声体振动的快慢与哪些因素有关？2.猜想和假设：发声体的振动频率和材料的长短、粗细、松紧有关。3.实验过程：如图所示，将一把钢尺按紧在桌面上，一端伸出桌边。拨动钢尺，听它振动发出的声音，同时注意钢尺振动的快慢。改变钢尺伸出桌边的长度，使钢尺两次振动的幅度大致相同，再次拨动。4.结论：钢尺伸出的越短，振动的越快，频率越高音调就越高。【例】如图所示，用一张硬卡片先后快拨和慢拨木梳的齿，听到卡片声音发生变化。这个实验是用来探究（）。A．音调是否与声源振动频率有关；B．响度是否与声源振幅有关系；C．音色是否与发声体的材料、结构有关系；D．声音能否在固体中传播【答案】A。【解析】用硬卡片快速拨动木梳齿时，木梳齿振动快、频率大，音调高；慢拨木梳齿时，木梳齿振动慢、频率小，音调低，所以快拨和慢拨木梳齿是探究音调是否与声源振动频率有关。【点睛】用硬卡片拨动木梳齿时，木梳齿振动发声，木梳齿振动越快，振动频率越大，音调越高。【考点分析】用控制变量法探究声音的三个特征，探究音调时，控制音色和响度不变；探究响度时，控制音色和音调不变；注意本实验中不变的量是材料和用力的大小，振动快慢发生了改变。【变式1】如图所示，请你用五只粗细相同而高矮不同的瓶子做如下实验：用嘴分别对着五只瓶口吹气，并回答下列问题：（1）用嘴对着五只瓶口吹气，五只瓶子均发出声音的原因是什么？（2）每只瓶子产生的声音一样吗？为什么？（3）应用上述实验结论说明图中，吹笛子时，用于、指堵住不同的笛孔，能产生不同音调的声音的道理。【解析】（1）用嘴对着五只瓶口吹气，五只瓶子均发出声音的原因是瓶内空气柱振动发声；（2）每只瓶子产生的声音不一样，因空气柱长短不一样，故振动频率不一样，所以音调不一样；（3）手指堵住不同的笛孔，使空气柱长短不一样，因而振动频率不一样，就能产生不同音调的声音。【考点分析】此题型是声音的产生原因和音调的影响因素的实际应用，要能根据物理定义进行分析解答。【变式2】在学习演奏小提琴的过程中，小明和同学们发现弦乐器的琴弦发出声音的音调受很多因素的影响，他们决定对这种现象进行探究，经讨论后提出以下猜想：猜想一：琴弦发出声音的音调可能与琴弦的材料有关；猜想二：琴弦发出声音的音调可能与琴弦的长短有关；猜想三：琴弦发出声音的音调可能与琴弦的横截面积有关。为了验证以上猜想是否正确，他们找到了一些不同规格的琴弦，如下表：（1）为了验证猜想一，应选用编号为的琴弦进行实验。（2）为了验证猜想二，应选用编号为的琴弦进行实验。（3）为了验证猜想三，小明选用编号为①、②的琴弦进行实验，则表中缺少的数据应为。【答案】（1）③⑤（2）④⑤（3）20；0.5。【解析】探究琴弦发出声音的音调与琴弦的材料关系时，应该控制琴弦的长度和横截面积相同，改变材料，即选择③⑤；探究琴弦发出声音的音调与琴弦的长度关系时，应该控制琴弦的材料和横截面积相同，改变长度，即选择④⑤；探究琴弦发出声音的音调与琴弦的横截面积关系时，应该控制琴弦的材料和长度相同，改变横截面积，即缺少的数据中长度应该是20cm，横截面积应该是0.5mm2。【点睛】琴弦发出声音的音调受很多因素的影响，物理学中对于多因素的问题，常常采用控制变量的方法，把多因素的问题变成多个单因素的问题，每一次只改变其中的某一个因素，而控制其余几个因素不变，从而研究被改变的这个因素对事物的影响，分别加以研究，最后再综合解决，这种方法叫控制变量法。【考点分析】题由探究影响音调与各因素的关系，考查对控制变量法的理解与应用。【变式3】蜜蜂载花蜜飞行时，它的翅膀平均每秒振动约300次；不载花蜜飞行时，翅膀平均每秒振动约440次．有经验的养蜂人能辨别出蜜蜂是出去采蜜，还是采蜜回来．养蜂人辨别所依据的特征是（）。A．声音的音调不同B．声音的响度不同C．声音的音色不同D．飞行的路线和高度不同【答案】A。【解析】蜜蜂载花蜜飞行时，它的翅膀平均每秒振动约300次；不载花蜜飞行时，翅膀平均每秒振动约440次。蜜蜂载花蜜飞行频率小于不载花蜜飞行频率，蜜蜂载花蜜飞行音调低于不载花蜜飞行音调。有经验的养蜂人能辨别出蜜蜂是出去采蜜，还是采蜜回来。是根据蜜蜂的音调来判断的。要点二响度1.响度：物理学中，把声音的强弱称为响度。2.振幅：振动的幅度叫做振幅。3.影响响度的因素：（1）声源的振幅；（2）人到声源的距离。要点诠释：1.实验证明发声源的振幅越大，声音的响度越大，例如，用力地敲鼓，鼓面振幅变大，声音的响度增大。2.声音在介质中传播能量会衰减，传播距离越远，声音的能量减小得越多，响度越小。但是，需要注意的是声音的音调并不改变，也就是说介质不会改变声音的频率，不能说距离远了，听不清楚了，是因为音调变低了。【例】调节电视机的音量，是为了改变声音的（）。A．音色 B．响度 C．音调 D．频率【答案】B。【解析】调节电视机的音量，是为了改变声音的强弱（或大小），无法改变音色、音调；即是为了改变声音的响度；故ACD错误；B正确。【点睛】声音的三个特征分别是：音调、响度、音色，是从不同角度描述声音的，音调指声音的高低，由振动频率决定；响度指声音的强弱或大小，与振幅和距离有关；音色是由发声体本身决定的一个特性；调节音量是改变响度。【考点分析】声音的特征有音调、响度、音色；三个特征是从三个不同角度描述声音的，且影响三个特征的因素各不相同。【变式1】为隆重庆祝中国共产党成立90周年，达州市委宣传部、文广局、市电视台主办了“红歌连连唱”。小琴踊跃报名参加了比赛，有关她的歌声下列说法错误的是（）。A．我们听到她的歌声是靠空气传到人耳的；B．小琴同学发出的歌声是她的舌头振动产生的；C．小琴同学在台上“引吭高歌”说明她的声音响度大；D．我们在幕后能听出是小琴的歌声是根据音色判断的【答案】B。【解析】小琴的歌声是通过空气传递到人的耳朵里的，说法正确，不符合题意；歌声是靠声带的振动产生的，不是舌头振动产生的，B说法错误，符合题意；“引吭高歌”说明她的声音响度大，选项说法正确，不符合题意；因为每个人的发声结构不同，所以发出声音的音色不同，故可以通过音色辨别是谁，选项说法正确，不符合题意。【考点分析】题目需要区分声音的三个特性，音调、响度、音色。知道声音的产生需要振动，声音的传播需要介质。【变式2】如图所示，将一把钢尺紧按在桌面上，一端伸出桌边，拨动钢尺，听它振动发出的声音。改变拨动钢尺的力度，一次轻轻拨动，一次用力拨动，听钢尺发出声音的变化.这个实验用来探究（）。A．声音能否在固体中传播；B．响度与物体振幅的关系；C．音调与物体振动频率的关系；D．音色与发声体的哪些因素有关【答案】B。【解析】将一把钢尺紧按在桌面上，一端伸出桌边，一次轻轻地、一次使劲拨动钢尺，轻拨和使劲拨钢尺时，钢尺的振幅变化，响度变化，所以实验时，探究声音的响度与振幅的关系并且使劲拨比轻拨时振幅变大，响度变大。【变式3】将某音叉振动时发出的声音输入示波器，在示波器上观察到的波形如图所示，可见波形竖直方向的最大值在减小，表示发生变化的物理量是（）。A． 音色 B． 响度 C． 音调 D． 周期【答案】B。【解析】音调指声音的高低，是由发声体振动的频率决定，频率越高，音调越高；频率表示物体振动的快慢，物体振动的越快，频率越大。观察图形，相同时间内，经过的周期越多，频率越大。振动物体往返一次叫一个周期。响度指声音的强弱，是由发声体振动的振幅决定，振幅越大，响度越大；振幅是指振动物体离开平衡位置的最大距离，它决定了声音的响度。要点三音色1.音色：音色也叫音质或音品，它反映了每个物体发出的声音特有的品质。如：用不同的乐器演奏同一乐曲时，它们的波形不同。2.影响音色的因素：音色是由发声体的材料、结构和振动方式（如弹奏的手法）等因素造成的。3.声音的三要素：音调、响度和音色，称为声音的三要素。要点诠释：1.有经验的工人师傅可以通过听声音来辨别机器运转情况是否良好。就是利用了不同的声源音色不同。2.同一个人的音色会随着年龄的增长以及饮食、起居、健康、训练等因素而变化。【例】在《爸爸去哪儿》节目中，小选手们即使被蒙着双眼，也很容易通过声音辨别出父亲，这主要是依据声音的（）。A．音调B．响度C．音色D．频率【答案】C。【解析】因为每个人的声带结构不同，所以发出声音的音色就会不同，所以我们可以通过音色辨别是谁。【考点分析】此题考查了对声音特征的辨别，要会利用声音的特征解释生活现象。【变式1】（1）请列举你所了解的一件乐器，说明它是怎样发出声音的，又是怎样改变音调和响度的。（2）如图是将乐器发出的乐音输入示波器后得到的两个波形图，请根据波形图比较这两个乐音在音调、响度和音色三方面的异同。【解析】（1）二胡：拨动琴弦，使琴弦振动，二胡产生声音，说明声音是由琴弦的振动产生的。通过改变弦的长短改变音调，弦越长，音调越低；通过弹琴的力度改变弦的振幅来改变响度，用力越大，响度越大；（2）波形图中两者的振幅相同，所以声音响度相同；完成一次振动所需的时间相同（都是两个格）即频率相同，所以音调相同；但在每次振动中，波的形状不同，即音色不同。【变式2】周末小明和同学们去工厂参观，淘气的小明用一根细铁棒先后用同样大小的力在一块钢板和木板上“作画”，划钢板时发出了刺耳的声音，划木板时的声音则较低沉，这里“刺耳”“低沉”表示的是声音的，同学们很容易分辨出小明划钢板和划木板的声音，主要是因为两种声音的不同。（均填声音的特性）【答案】音调；音色。【解析】小明用一根细铁棒先后用同样大小的力在一块钢板和木板上“作画”，划钢板时发出了刺耳的声音，划木板时的声音则较低沉，这里“刺耳”是指音调高；“低沉”是指声音的音调低；不同的发声体结构不同，发出声音的音色不同，所以同学们很容易根据音色分辨出小明划钢板和划木板的声音。故答案为：音调；音色。【变式3】口技是民间的一种声音艺术，高超的口技艺人，可以模仿各种语音，从声音的特性来看，他主要模仿声音的（选填“音调”、“响度”或“音色”）。现场观众能欣赏到，是因为声音能在中传播口技艺人往往通过重拍醒木结束表演，醒木拍得越重，声音的（选题“音调”、“响度”或“音色”）越大。【答案】音色；空气；响度。【解析】口技演员可以发出各种各样的声音，从声音的特性来看，他主要模仿声音的音色；声音可以在空气中传播，现场观众欣赏听到的口技艺人模仿的各种语音是通过空气传播的；醒木拍得越重，桌面的振幅越大，响度越大。故答案为：音色；空气；响度。要点四超声波与次声波1．超声波和次声波：人耳能听到的声音在2