第05讲 声音的特征 超声与次声（原卷版）-【暑假自学课】新八年级物理暑假课（上海沪教版）

第05讲声音的特征超声与次声1.知道声音的三个特征，音调、响度和音色；2.通过实验探究知道音调、响度和音色各与什么有关；3.会用物理知识解释生活中与声音特征有关的现象。4.了解超声波和次声波的概念；一、音调的高低——频率1.音调：声音的高低叫音调。2.频率：（1）物理意义：频率是描述物体的振动快慢的物理量。（2）定义：每秒内振动的次数叫频率。（3）单位：赫兹（Hz）3.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。4.超声波和次声波一般人的听力范围：20Hz—20000Hz，振动频率低于20Hz的叫次声波；振动频率高于20000Hz的叫超声波。要点：1、地震、火山喷发、台风、海啸等自然活动，都伴有次声波的产生，有些次声波对人体健康有害。2、一些动物的听觉范围与人类不同，它们有些能听到超声波或次声波。二、声音的强弱——响度响度：物理学中，声音的强弱叫做响度。振幅：物体振动的幅度。影响响度的因素：（1）振幅；（2）人耳离发声体的距离。要点：1、实验证明发声体的振幅越大，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。三、音色声音的特色叫音色，不同物体发出的声音，即使音调和响度相同，我们也能分辨它们。主要是不同的发声体音色不同。音色是由发声体的材料、结构、发声方式决定的。发声体有变化，音色也将变化。如：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。就是利用了不同的发声体音色不同。四、乐音和乐器1.乐音的波形是规则的。2.乐器可分为三类：（1）打击乐器：以鼓为例鼓皮绷得越紧，振动越快，音调越高。击鼓力量越大，鼓皮的振幅越大，响度越大。（2）弦乐器：如二胡、小提琴、钢琴等。长而粗的弦音调低、短而细的弦音调高。绷紧的弦音调高。（3）管乐器：长的空气柱产生低音，短的空气柱产生高音。要点：1.要注意区别发声体的振动快慢（频率）与振动幅度（振幅）的区别。音调一般用“高”、“低”、“尖”、“细”、“沉”、“闷”、“亮”等来描述，响度有时也用“高”、“低”来描述，如“高声喧哗”、“低声细语”等，要注意区别。一般而言一个发声体发出的声音是由多种频率的波合成的，从波形图中可以清楚地看出不同音色声音的本质。如图所示，不同乐器奏出相同音调的声音，从波形图上可以看出它们主要的振动频率相同，但小的附加振动不一样，所以音色不同。五、超声波和次声波一般人的听力范围：20Hz—20000Hz，振动频率低于20Hz的叫次声波；振动频率高于20000Hz的叫超声波。要点：1、地震、火山喷发、台风、海啸等自然活动，都伴有次声波的产生，有些次声波对人体健康有害。2、一些动物的听觉范围与人类不同，它们有些能听到超声波或次声波。例1．看电视时调节音量是为了改变声音的（）A．响度 B．音调 C．音色 D．传播速度例2．小白兔能分辨出门外不是自己的外婆（如图）主要是依据声音的（）A．响度 B．音色 C．音调 D．频率例3．在操场上上体育课，体育教师发出的口令，近处的学生听到了，而远处的学生没有听清楚。其原因是（）A．老师发出的声音音色不好 B．远处学生听到的声音响度小C．老师发出的声音频率较低 D．远处学生听到的声音振动幅度大例4．要使小提琴发出的声音的音调变低，可以采取的方法是（）A．拉紧弦线 B．增加发声部分弦的长度C．缩短发声部分弦的长度 D．用更大的力弹拨弦线例5．生活中经常用“高”“低”来形容声音，如“女高音”的“高”，是指声音的（）A．音调 B．响度 C．音色 D．传播速度例6．编钟是我国春秋战国时代的乐器，用大小不同的力敲击同一个钟，用力越大时（）A．音调越高 B．音调越低 C．响度越大 D．响度越小例7．如图，甲鼓发声时鼓皮每秒振动的次数比乙的少，甲、乙相比，甲鼓皮（）A．发声的响度一定较大 B．发声的音调一定较低C．振动的振幅一定较小 D．振动的频率一定较高例8．正在拉二胡的同学，不断用左手指上下按压琴弦，他这样做的目的是（）A．为了获得更大的响度 B．为了获得更好音色C．阻止琴弦振动发声 D．使二胡发出不同的音调例9．如图所示，将一把钢尺紧按在桌面上，改变钢尺伸出桌边的长度，用同样大小的力拨动钢尺，听它发出的声音，则可听到钢尺发出声音不同的是（）A．响度B．音调C．音色D．振幅例10．牛的叫声和蚊子“叫”（飞行时发出的声音）相比，下列说法正确的是（）A．牛叫声振幅小，频率高 B．牛叫声音调高，响度大C．蚊子的“叫”声音调高，响度小 D．牛叫声是振动产生的，蚊子“叫”声不是例11．如图所示的声音波形图，下列说法正确的是（）A．甲、乙的音调相同 B．甲、乙的响度相同C．乙、丙的音调相同 D．乙、丙的响度相同例12．小明和小华读出a、o、c三个拼音字母，利用软件采集到的数据如下表，分析可知（）字母小明小华a109.2Hz261.2Hzo115.4Hz279.0Hzc120.5Hz282.8HzA．小明声音音调低B．小明声音响度大C．小华声音音调低D．小华声音响度大例13．玻璃杯中装有适量的水，下列说法正确的是（）A．用细棒敲打杯子时，杯里装进水越多，发出声音的音调越低B．用细棒敲打杯子时，杯里装进水越少，发出声音的音调越低C．用嘴向杯口吹气，杯里装进水越多，发出声音的音调越低D．用嘴向杯口吹气，杯里装进水越少，发出声音的音调越高例14．小华拎起水壶向暖水瓶灌水，小刚提醒他：“快满了”小刚判断的依据（）A．水灌的越多，水面上方空气柱越短，空气柱振动的频率越高，音调越高B．水灌的越多，水面上方空气柱越短，空气柱振动的频率越低，音调越高C．水灌的越多，水面上方空气柱越短，空气柱振动的振幅越大，响度越大D．水灌的越多，水面上方空气柱越短，空气柱振动的振幅越小，响度越小例15．下列事例中，属于利用次声波的是（）A．用声呐测海洋深度B．蝙蝠确定目标的位置C．海豚判断物体的位置和大小D．预报海啸、台风例16．刚竣工的港珠澳大桥经过超声波检测，无一结构性裂缝。超声波探伤仪发出超声波时，人耳不能察觉，原因是超声波的（）A．速度太快 B．频率太高 C．音色太差 D．响度太小例17．人能感受的声音频率有一定的范围，多数人能够听到的频率范围大约是20〜20000Hz．大象进行交流时的“声音”是一种次声波，人类听不到大象的“声音”是因为（）A．次声波的频率小于20HzB．次声波无法传到人耳C．次声波的频率大于20000HzD．大象发出的声音太小例18．地震前夕,在地球内部某处振动发声,这种“地震征兆”人耳不能察觉,而动物能够观察,那么这种振动的频率范围可能是A．小于每秒20次B．在每秒20次到每秒5000次之间C．在每秒5000次到每秒20000次之间D．大于每秒20000次例19．如图，使用超声驱狗器对着狗一按开关，狗好像听到巨大的噪声而躲开，而旁边的人什么也没听见，是因为（）A．驱狗器发声的响度小B．驱狗器发出的声音不是振动产生的C．驱狗器发声的振动频率高D．驱狗器发声的振动频率低例20．图中的数据是人和一些动物的发声和听觉的频率范围，由图可知（）A．人能听到蝙蝠发出的超声波B．人发出声音的音调一定比大象发出声音的音调低C．人可以通过音调或音色来区分小猫和大象发出的声音D．小猫听不到大象发出的声音，是因为大象发出的声音响度太小一、单选题1．（2022·上海·统考中考真题）“请勿大声喧哗”是指控制声音的（）A．响度 B．音调 C．音色 D．振频2．（2020·上海·统考中考真题）在公共场所交谈要轻声，是指要控制声音的（

）A．音色 B．响度 C．音调 D．频率3．（2019·上海·中考真题）我们能分辨出鼓声和锣声，主要根据声音的（）A．响度 B．音色 C．音调 D．振幅4．（2023·湖南永州·统考中考真题）唐诗《枫桥夜泊》中的诗句“姑苏城外寒山寺，夜半钟声到客船”，客船上的人能辨别出传来的是钟声，是根据声音的（）A．音色 B．响度C．音调 D．频率5．（2023·天津·统考中考真题）如图所示，将正在发声的音叉，轻触系在细绳上的乒乓球，乒乓球被弹开。弹开的幅度越大，音叉发出声音的（）

A．音调越高B．响度越大C．音色越好D．速度越大6．（2023·陕西·统考中考真题）2023年5月，中国—中亚峰会在古城西安圆满举办。如图，好客的陕西人民用热情的腰鼓、欢快的秧歌来欢迎国际友人。下列说法正确的是（）

A．用力敲鼓是为了提高声音的音调B．人们主要根据声音的响度分辨出腰鼓的声音C．鼓声的传播不需要介质D．腰鼓发出的声音是由鼓面振动产生的7．（2020·江苏常州·统考中考真题）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8．（2023·贵州·统考中考真题）疫情期间，有的地方利用无人机巡逻，并向人们宣传防疫知识，如图所示。下列关于无人机巡逻过程中发出的声音，说法正确的是（）

A．无人机上的喇叭发出的声音不是由物体振动发出的B．无人机螺旋桨发出的声音与喇叭发出的声音音色不同C．无人机螺旋桨发出的声音比喇叭发出的声音传播速度大D．喇叭发出的声音传播距离远，说明它发出的声音是超声波9．（2017·广东·中考真题）如图所示，下列说法正确的是（）A．人的听觉频率范围是85～1100Hz B．狗的听觉频率范围是15～50000HzC．蝙蝠能听到次声波 D．大象能听到超声波二、填空题10．（2023·四川凉山·统考中考真题）智能音箱可以模仿很多动物的声音，该音响主要是模仿声音的______（选填“音调”“音色”或“响度”）；休息时，智能音箱可以播放轻音乐舒缓身心但音量不能过大，是指声音的______（选填“音调”、“音色”或“响度”）要适中，以免影响听力。11．（2022·江苏徐州·统考中考真题）如图所示是用吸管和棉签制作的“鸟鸣器”，从管口吹气，能发出类似鸟叫的声音，鸟鸣器发声是由空气______产生的，拉动棉签可以改变声音的______，根据声源的差异，鸟鸣器可以与小提琴、笛子、鼓这三种乐器中的______归为一类。12．（2021·贵州安顺·统考中考真题）近期报道十几头大象集体从云南南部一路向北迁徙了几百公里。一路上大象的很多活动似乎在“悄无声息”中进行，实际上它们可以用低于20Hz的______声波交流。13．（2018·江苏徐州·中考真题）人听到蚊子飞行的“嗡嗡”声，是由蚊子翅膀_____产生的，通过_____传入人耳．但人听不到蝴蝶飞行的声音，是因为蝴蝶发出声音的_____不在可听声的范围内．一、单选题1．声音的三个特征中，与距发声体远近有关的是（）A．音调 B．响度 C．音色 D．音调和响度2．监考教师在考场内走动时放轻脚步，这主要是控制声音的（）A．响度 B．音调 C．音色 D．传播速度3．用大小不同的力先后敲打同一只鼓，所发出声音不同的是（）A．声速 B．音调 C．响度 D．音色4．在某音乐会上，男低音放声独唱，女高音轻声伴唱。下列关于两人声音的描述，正确的是（）A．男低音比女高音音调低，响度小 B．男低音比女高音音调低，响度大C．男低音比女高音音调高，响度小 D．男低音比女高音音调高，响度大5．蜜蜂载花蜜飞行时，它的翅膀平均每秒振动约300次翅膀；不载花蜜时，平均每秒振动440次，有经验的养蜂人能辨别出蜜蜂是飞出去采蜜，还是采了蜜飞回来。养蜂人辨别所依据的特征是（）A．声音的音色不同 B．声音的响度不同C．声音的音调不同 D．飞行的路线和高度不同6．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。改变钢尺伸出桌边的长度，再次用力拨动，使钢尺两次振动的幅度大致相同，听它发出声音的变化。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7．下列说法中正确的是（）A．次声波是频率高于20000Hz的声波，应用有声呐B．次声波是频率低于20Hz的声波，可用于B超检测C．超声波是频率高于20000Hz的声波，应用有倒车雷达D．超声波是频率低于20Hz的声波，常伴随自然灾害产生8．据中国地震台网消息，中国地震台网正式测定：5月21日在云南大理州漾濞县发生6.4级地震，震源深度8千米。但令人感到惊讶的是，地震过后，人们没有发现野生动物大规模伤亡的情况。如果从物理知识的角度分析，其中的原因可能是（）A．动物反应灵敏B．有些动物能听到超声C．有些动物能听到次声D．动物能观察到地面的变化9．如图所示，琴师在使用前会对二胡进行调音，下列对调音时采用的做法的解释正确的是（）A．旋转琴轴，使弦拉得紧一些，是为了改变音色B．旋转琴轴，使弦拉得紧一些，是为了改变音调C．将琴枕上移一些，是为了改变音色D．换一根更细一些的琴弦，是为了改变响度10．如图所示，在A、B、C、D四个相同的玻璃瓶中，装入不同高度的水，下列说法正确的是（）A．用同样大小的力度依次敲打瓶口，D瓶发出声音的音调最高B．用同样大小的力度依次敲打瓶口，A瓶发出声音的音调最高C．用同样大小的力度依次向瓶口吹气，A瓶发出声音的音调最高，D瓶发出声音的响度最大D．用同样大小的力度依次向瓶口吹气，D瓶发出声音的响度最大11．如图所示声波的波形图，下列说法正确的是（）A．甲、乙的音色、响度相同，音调不同B．甲、丙的音色、音调相同，响度不同C．乙、丁的音色，音调，响度都不同D．丙、丁的音色相同，音调和响度不相同12．下表列举的是人和某些动物的发声和听觉的频率范围，根据表中的信息判断下列说法不正确的是（）名称人大象海豚猫发声频率范围/Hz64~130014~247000~120000760~1500听觉频率范围/Hzx1~20000150~15000060~65000A．x的范围约为20~20000 B．发声频率范围最小的是大象C．听觉频率范围最大的是海豚 D．猫一定能听到海豚发出的声音二、填空题13．分辨下面的描述各指声音的哪一种特征：（1）声音“震耳欲聋”____；（2）“上下楼梯，轻声慢步”________.；（3）“窃窃私语”____；（4）空中响起了“沉闷的雷声”________.；（5）“女高音，男低音”____；（6）“引吭高歌”________.。14．声音是由物体的_______产生的，频率越高，声音的______越高。15．小明在表演二胡时，手指不断在琴弦上移动，这样做的目的是为了改变声音的___________；蒙住双眼的小明做游戏时（如图），他也可以根据声音的___________来判断发声的是谁？（均选填“响度”、“音调”或“音色”）。16．演奏古筝时，演奏者分别拨动长度、粗细不同的琴弦，如图所示，古筝就能发出_____不同的声音。（选填“音调”“响度”或“音色”）地震时有些动物能比人提前感觉到，是因为它们听到了地震时产生的_____（选填“超声波”或“次声波”）。17．在与海平面垂直的方向上运用声呐系统向海底发射超声波可以探测海洋深度，然而声呐却不能用于太空测距（比如地球与月球之间的距离），这是因为___________。关于地震的发生，有些动物比人提前感觉到，是因为地震时伴有人听不到的___________（选填“超声波”或“次声波”）产生。18．蝴蝶每分钟振翅360次，蜜蜂每秒振翅300次，当它们从身边飞过时，凭听觉能感受到_____飞过，另一个听不到的原因是翅膀振动发出的是_____波。19．通过观察下列的声音波形图，________的音调相同，________的响度相同。A．B．C．D．20．童话《大象招聘》中有这样的描述。大象办的农场饱受老鼠的困扰，大象想招聘一些猫来灭鼠。下图为猫和大象的发声和听觉的频率范围，请你从图中所给信息来回答下列问题。(1)大象与猫之间是否能完成招聘中语言沟通吗？____；(2)大象发声的频率主要是集中在_____（选填“超声波”或“次声波”）所在的频率范围内。(3)如果有地震发生，能感知到地震发出的声是大象，还是猫？____。三、实验题21．为了探究声音的三个特性，同学们用两把大小完全一样的钢尺和塑料尺分别进行了以下操作，如图所示：（1）将钢尺一端紧压在桌面边缘，改变钢尺伸出桌面的长度，用大小相同的力拨动它，听声音看现象，从而得出了声音的______与振动的______有关；（2）保持钢尺伸出长度不变，用大小______（“不同”或“相同”）的力拨动它伸出桌面的端部，听声音，看现象，从而得出了声音的响度与______有关；（3）把步骤中的钢尺换成塑料尺，其它操作相同，听出了两次声音的______不同；（4）以上的物理探究方法叫______。22．（1）小华发现琴弦发出的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。编号材料长度横截面积/mm2A铜600.76B铜600.89C铜800.76D钢80为了验证上述猜想是否正确，他们找到了上表所列4种规格的琴弦借来一个能够测量振动频率的仪器进行实验，数据如上表格所示：（1）为了验证猜想一，应选用编号为______的琴弦进行实验；为了验证猜想二，应用编号为______的琴弦进行实验；表中有的材料规格还没填全，为了验证猜想三，必须知道该项内容为______；（2）该探究实验所应用到的物理实验方法是______。23．如图所示，是在学习“声现象”一章中常见的几个探究实验：（1）如图甲，把正在发声的音叉靠近悬挂的静止乒乓球，看到乒乓球被反复弹起。实验现象说明：声音是由物体_______产生的；乒乓球的作用是_______，便于观察；用相同的力敲击音叉，距音叉远近不同的人听到声音大小不同，说明声音的响度不仅与_______有关，也与_______有关。（2）如图乙，把正在响铃的闹钟放在玻璃钟罩内，逐渐抽出钟罩内的空气，听到的铃声明显减小。进一步推理可以得出：_______。（3）如图丙小明把伸出桌边一端钢尺的长度逐渐变长一些，用相同的力再拨动钢尺，声音的音调变_______（填“高”或“低”），如果钢尺伸出桌面很长时，拨动钢尺时，可能听不到，此时钢尺发出的是_______（选填“超声波”、“次声波”或“正常声波”）。（4）如图丁，拿一塑料片在木梳齿上划过，一次慢，一次快，发现塑料片划得越快，塑料片振动频率越_______（选填“快”或“慢”），发出声音的音调越_______（选填“高”或“低”）。24．如图四幅图片是有关声现象的四个实验。（1）如图甲所示，用一张硬塑料片先后快拨和慢拨木梳的齿（两次用的力一样大），听到两种不同的声音，请你据此现象提出一个物理问题：___________？（2）如图乙所示，在探究声音的响度与发声体振幅的关系时，我们可以撒一些黄豆在鼓面上，通过黄豆跳起的高度来反应鼓面振幅的大小，这种物理方法叫___________。（3）如图丙所示，用抽气机抽气，听到振铃声越来越弱，最后几乎听不到铃声，由此现象可推理出：___________。这种物理方法叫___________。（4）如图丁所示，将一把长钢尺（足够长）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。若增加钢尺伸出桌面的长度，然后用一样大的力拨动钢尺，细心的同学会发现声音的音调变___________了（选填“高”或“低”）。当钢尺伸出桌面超过一定长度时，我们再也听不到钢尺振动的声音了，这是因为___________。25．某实验小组用一把钢尺、示波器、话筒等仪器研究声音的有关问题。实验装置如图所示，具体步骤如下∶a.将钢尺紧按在桌面上，一端伸出桌边。拨动钢尺，听它振动发出的声音，同时记录它发出声音的波形。b.不改变钢尺伸出桌边的长度，增加拨动钢尺的力度，听它振动发出的声音，同时记录它发出声音的波形。c.使钢尺伸出桌边的长度变短，使用步骤b中的力度拨动钢尺，听它振动发出的声音，同时记录它发出声音的波形。请完成下列问题∶（1）拨动钢尺，钢尺才能发出声音，这说明声音是由物体______产生的；（2）改变钢尺伸出桌边的长度，钢尺的振动快慢会改变，示波器显示的波形也会改变。可见，发声体振动的快慢是一个很重要的物理量，它决定着_____的高低。如果示波器上波形显示声音的频率为60Hz，则此时钢尺在1分钟内振动______次；（3）通过步骤______和______可以研究振幅和响度的关系；（4）三个步骤中实验小组记录的波形如图甲、乙、丙所示，按照步骤从先拍到后的顺序排列是下列四个选项中的______。A．甲乙丙

B．乙甲丙

C．甲丙乙

D．丙甲乙26．下面是探究声现象的四个实验情景，请回答相关问题：（1）如图甲将正在发声的音叉紧靠悬线下的乒乓球，发现乒乓球被多次弹开，这说明声音是由物体_____产生的；图乙中敲击右边的音叉，左边完全相同的音叉将小球弹起，如果此实验放在月球上做，将看到乒乓球_____（选填“能”或“不能”）弹开。以上两个实验中用到的物理研究方法是_____（选填“控制变量法”或“转换法”）。图甲装置还可以探究_____（选填序号）；①响度与振幅的关系②音调和频率的关系（2）如图丙所示，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，同时注意钢尺振动的快慢。改变钢尺伸出桌边的长度，用相同大小的力再次拨动钢尺。比较两种情况下钢尺振动的_____（选填“频率”或“振幅”）和发声的_____（选填“音调”或“响度”）。若钢尺伸出桌面超过一定长度，虽然用同样的力拨动钢尺振动，却听不到声音，这是由于_____；（3）如图丁所示，在8个相同的玻璃瓶中灌入不同高度的水，仔细调节水的高度。用相同大小的力向瓶内吹气，就可以发出“1、2、3、4、5、6、7、i”的声音中，音调最高的是_____瓶（选填瓶子序号）；若是敲击瓶子，发声体为_____（选填“空气柱”、“瓶和瓶内的水”）。27．如图所示为人和一些动物的发声频率、听觉频率的范围信息．试归纳出上述信息的共性特征，并简述其合理性．现在有关地震的资料上都写道：地震前夕，一些动物有异常反应，如老鼠出洞、鸡鸣狗叫等，而很少见到猫有什么反应，这是为什么？某种昆虫靠翅的振动发声．如果这种昆虫的翅膀在内振动了次，它的频率是多少赫兹，人类能不能听到这种昆虫飞行的声音．蚊子不但能吸人血、传播疾病，同时它的嗡嗡声在人的听觉范围之内，晚上睡