人教版八年级物理上册 2.2 声音的特性 教案

第2节
声音的特性
学习目标：
了解声音的特性，知道声音的音调与发声体的频率有关.
知道声音的响度跟发声体的振幅有关。
知道不同发声体发出的音色不同。
通过实验，进一步了解和学习研究物理学问题的方法。
学习重点、难点：通过教学活动感知声音的特色，并能在实践中加以区别。
学习难点：音调与频率的关系。
知识点一、音调
（1）音调是反映声音高低的，由发声体的振动频率决定。
（2）频率：就是物体（发声体）每秒钟振动的次数。它是表示物体振动快慢的物理量。
频率的单位是赫兹，符号是Hz。如：一个人的发声频率为60Hz，它表示的就是这个人的声带每秒钟振动60次。
（3）振动频率高的声音音调高，听起来尖细；振动频率低的声音音调低，听起来低沉。
（4）人能感知的声音频率有一定的范围，大多数人能够听到的频率范围是20～20000Hz。人们把高20000Hz的声音叫做超声波，因为他们已经超过人类听觉的上限；把低于20Hz的声音叫做次声波，因为它们低于人类的听觉下限。
（5）影响音调的因素是振动频率的快慢，影响振动频率的因素有：
①发声体的长度。发声体的长度越长，发声时候振动频率越慢，则发声体的音调越低。
②截面积的大小。其他因素相同时，发声体的截面积越小，在发声时候的振动频率越快，则发声体发出的音调越高。如调节弦乐器的音调时是靠调节弦的截面积的大小来改变音调的。
③发声体的松紧。其它因素相同时，发声体越紧，音调越高。
④物体的结构。同一发声体当结构发生改变时，发声体的振动频率发生改变，音调也会发生改变。
（6）声音在介质中的传播速度与声音的振动频率无关。
例题讲解：
例1、（2014 青岛）如图是“探究影响音调高低因素”的实验装置．下列说法正确的是（
）
A、通过改变钢尺伸出桌面的长度来改变钢尺振动的频率
B、多次实验中，保持钢尺振动的振幅相同，运用了控制变量法
C、钢尺伸出桌面越长，振动越快
D、物体振动的快、频率高，发出的声音音调高
解析：A、钢尺伸出桌面的长度越长，质量越大，体积越大，越难振动，振动的越慢；因此通过改变钢尺伸出桌面的长度来改变钢尺振动的频率．故A正确，符合题意．
B、探究音调跟频率的关系时，需控制其它因素都不变，因此多次实验中，保持钢尺振动的振幅相同，运用了控制变量法．故B正确，符合题意．
C、钢尺伸出桌面越长，振动越慢，频率越小．故C错误，不符合题意．
D、物体振动的快、频率高，发出的声音音调高．故D正确，符合题意．
答案：ABD．
例2、昆虫飞行时翅膀都要振动，可你却能感觉到蚊子飞过你身边，却体会不到蝴蝶从身后飞过,原因是
（
）
A、蝴蝶翅膀大所以感觉不到它的到来
B、蚊子小，能飞到我们耳朵旁边
C、蝴蝶离我们远，所以听不到它振动的声音
D、蝴蝶翅膀振动的频率不在我们听觉范围内。
解析：人耳能听到的声音频率范围是20～20000HZ之间，蝴蝶的翅膀每秒振动5～6次，不在人耳的听觉范围内，因而人听不到蝴蝶的振翅声；蚊子每秒振翅为450～500HZ，这个频率在我们听觉范围内，所以我们可以听到蚊子的嗡嗡声。
答案：D
例3、（2015 雅安）在二胡表演时，表演者在用弓拉动琴弦的同时，不断用手指去控制琴弦的长度，这样做是为了改变声音的
（选填“音调”、“音色”或“响度”）
分析：
音调是指声音的高低，它和物体振动频率有关．据此做出判断．当用手指去控制琴弦长度时，琴弦振动的快慢会不一样，频率不一样，所以声音的音调就会发生变化．
答案：音调．
跟踪练习
1、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，吹笛子时，用手指堵住不同的笛孔，能产生不同音调的声音的道理。
2、动画片的配音常用慢录快放的方法将成人的声音变成了小孩的声音，这样加快了录音机喇叭的
，使
变高。
3、丽娜同学在观察小提琴、二胡等乐器的弦振动时猜测：即使在弦张紧程度相同的条件下，发声的音调高低还可能与弦的粗细、长短及弦的材料有关. 于是丽娜找来了各种不同的琴弦，想通过实验进行探究.琴弦的编号及情况如下表所示。
（1）丽娜同学想探究琴弦发声的音调高低与琴弦的材料的关系，请你帮她选用表中编号为
的琴弦。（只填字母代号）
（2）丽娜同学想探究琴弦发声的音调高低与琴弦的粗细的关系，请你帮她选用表中编号为
的琴弦。（只填字母代号）
控制条件编号
琴弦的材料
琴弦的长度（cm）
琴弦的横截面积（mm2）
A
钢
30
0.3
B
钢
30
0.6
C
尼龙丝
40
0.5
D
铜
50
0.5
E
尼龙丝
50
0.5
探究过程通常采用下列一些步骤：
A、实验研究
B、分析归纳
C、提出问题（或猜想）
D、得出结论
你认为丽娜要完成本探究实验的过程，采用的合理顺序应该是：
（只填代号）
答案：1、（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）吹笛子时，用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。2、小孩的音调高于成人的音调。答案为：振动
频率
音调
3、D和E
A和B
CABD
知识点二、响度
1、响度即声音的强弱（大小），是由发声体的振幅决定的。
2、振幅是表示物体振动幅度大小的物理量，指物体振动时偏离原来位置的最大距离。
3、振幅大，声音的响度大；振幅小，声音的响度小。
4、声音的响度还跟距离发声体的远近有关，声音向外传播，越到远处越分散，响度就越小。所以人距发声体越近听到的响度就越大。
5、增大人听到的声音响度的方法：
①增大发声体的振幅；
②尽量靠近声源处；
③尽量减少声波的扩散。
6、音调和响度是根本不同的两个特征，音调高的声音响度不一定大，响度大的声音音调也不一定高例如蚊子发出的声音虽然响度小，但是它的音调却比老牛的叫声高的多，而老牛的叫声的响度却比蚊子的声音响度大的多。
例题讲解：
例1、（2012 襄阳）在公共场所“轻声”说话是文明的表现，而在旷野中要“大声”喊叫才能让较远处的人听见．这里的“轻声”和“大声”是指声音的（
）
A、音调
B、响度
C、速度
D、频率
解析；声音的特征有音调（声音的高低）、响度（声音的大小或强弱）、音色（发声体本身决定的特征）；题目中的“轻声”和“大声”都是指声音大小（即强弱），也就是声音的特征之一响度；
答案：B
例2、牛叫的声音与蚊子叫的声音相比较，下列结论正确的是(
)
牛叫的声音音调高，响度大
B、牛叫的声音音调低，响度小
C、牛叫的声音音调高，响度小
D、牛叫的声音音调低，响度大
解析：音调和响度取决于不同的条件，它们之间没有联系。牛叫的声音较低沉，即振动频率低，音调较低；蚊子声音尖细，即振动频率较高(翅膀扇动得快)，音调较高。但牛的叫声明显比蚊子的大，即响度大
答案：D
例3、（2015 盐城）在比较材料隔声性能的综合实践活动中，小明逐步远离声源，他所听到的声音发生改变的（
）
A．响度
B．音调
C．音色
D．速度
分析：声音的响度的大小与振幅及距发声体的远近有关．在比较材料隔声性能的综合实践活动中，小明逐步远离声源，他所听到的声音发生改变的是响度．
答案：A．
跟踪练习：
1、雷雨季节，有些小孩害怕雷声，是因为雷声的(
)
A、频率很高
B、振幅很大
C、响度很大
D、音调很高
2、（2014 南京）如图所示，在学校组织的迎“青奥”活动中，小明进行了击鼓表演，他时重时轻地敲击鼓面，这样做主要改变了鼓声的（
）
A、响度
B、音调
C、音色
D、速度
3、（2015 济南）小军朗读课文时声音太小.离他较远的同学听不清楚.老师请他声音再大一点。这里的“声音大一点”指的是声音的（
）
A.音调
B.响度
C.音色
D.频率
答案：1、C
2、A
3、B
知识点三、音色
1、音色是表示不同声音的特征的，不同发声体的材料、结构不同，发出的声音的音色也不同，
2、音色是我们分辨各种不同人或什么乐器发声的依据。
3、人的音色会随年龄、饮食、起居、健康、训练等因素而变化。
例题讲解：
例1．音乐会上，不同的乐器演奏同一首乐曲，我们也能分辨出是哪种乐器发出的声音，这主要是根据（
）
A、音调
B、音色
C、响度
D、频率
解析：判断是何种乐器，实际上是不同的材料和结构的发声。
答案：B
例2、几个同学在室外聊天,室内同学听声音可以分辨出每句话是谁说的,这主要是因为各人的
(
)
A
、音调不同
B
、音色不同
C
、频率不同
D
、响度不同
解析：不同发声体发出声音的音色不同，利用音色可以区分不同的发声体。
答案：B
例3、（2014 宜宾）如图为一枚古钱币，人们常用手指弹银元边缘并移动到耳边听其声音来鉴别银元的真假，这主要是根据声音的（
）
A、声速
B、响度
C、音色
D、回音
解析：音色反映了声音的品质与特色，是辨别声音的依据．人们常用手指弹银元边缘并移动到耳边听其声音，是因为银元的真假发出的声音的音色不同．
答案：C．
跟踪练习：
1、用钢琴和提琴同时演奏《梁祝》，我们常能明显地区别出钢琴声和提琴声，这是因为二者（
）
A、音调不同
B、音色不同
C、响度不同
D、音调、音色、响度都不同
2、在班级进行的物理知识抢答比赛中,坐在前排座位的同学,不用向后转头,根据说话声就能判断出是谁在抢答,这是因为不同人的声音具有不同的(
)
A、振幅
B、频率
C、响度
D、音色
3、（2014山西）2014年5月第十七届科博会在北京召开中外多款智能机器人齐亮相，如图是幼教机器人正和小朋友比赛背唐诗，下列有关说法正确的是(
）
A、机器人的声音不是由振动产生的
B、机器人的声音可以在真空中传播
C、能区分机器人和小朋友的声音主要是因为他们的音色不同
D、机器人的声音在空气中传播速度是3
x
108
m/s
答案：1、B
2、D
3、B
知识点四、声音的波形图与声音的特性之间的关系
1、波形的疏密代表振动的频率，波形越密，声音振动的频率越高，音调越高
2、波形的高低表示振幅，波形越高，振幅越大，响度越大。
3、不同音色的波形形状不同。
4、右图为某声音的波形图，其中，A为波动的幅度，波动的幅度越大，振动幅度越大，声音的响度就越大；T为振动一次的周期，一秒内振动次数越多，表示声波的频率越高，频率越高，声音的音调越高
例题讲解：
例1、（2011内江）如图，是用示波器显示的不同乐器发出不同声波的波形图，其中频率最大的是
（
）
解析：物体（发声体）每秒钟振动的次数叫频率，每秒钟振动的次数越多，频率越高。
答案：B
例2、如图所示是几种声音输入到示波器上时显示的波形，其中音调相同的是
；
响度相同的是
．
解析：从甲乙丙三幅图可以看出，甲和乙在相同时间内，振动的周期是相同的，因此它们的振动频率是
相同的．所以甲和乙的音调是相同的；甲和丙两种波形的振幅是相同的因此它们的响度是相同的
答案：甲和乙；甲和丙
跟踪练习：
1、（2011黄冈）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下图所示，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
2、（2015 德州）如图所示声波的波形图，下列说法正确的是（
）
A、甲、乙的音调和响度相同
B、甲、丙的音调和音色相同
C、乙、丁的音调和音色相同
D、丙、丁的音色和响度相同
3、（2014 广州）甲声音波形如图所示，把音调比甲高的乙声音输入同一设置的示波器，乙声音的波形是下列图中的哪一幅（
）
答案：1、B
2、A
3、B
课后练习
下面说法正确的是(
)
A、鼓面每秒振动的次数越多，音调就越高，响度也越大
B、棒击鼓面越重，鼓膜振幅越大，音调越高，响度也越大
C、声源离我们越远，振动幅度越大，响度越大
D、音色与振动的频率和振幅无关，与发声体的材料有关
2、(2014
广东）下列关于声音的说法正确的是（
）
A、声音是电磁波的一种
B、声音的频率越高，响度越大
C、声音是由物体振动产生的
D、声音的振幅越大，音调越高
3、医生用的听诊器是因为（
）
A、听诊器能使振动的振幅增大，响度增大
B、听诊器能改变发声体的频率，使音调变高
C、听诊器能减小声音的分散，传入人耳的响度更大些
D、听诊器能缩短听者到发声体的距离，使传入人耳的响度更大些
4、声音在传播过程中，下列说法正确的是（
）
A、音调会逐渐改变
B、响度会逐渐改变
C、音色会逐渐改变
D、音调、响度、音色都会改变
5、正在拉二胡的一位同学不断用手指上下移动去控制琴弦，这样做的目的是（
）
A、使二胡发出不同的音调
B、为了获得更好的音色
C、为了获得更大的响度
D、阻止琴弦振动发音
6、（2011宁夏）如图所示，在四个完全相同的玻璃杯内装有质量不等的同种葡萄酒，用大小相同的力敲击四个玻璃杯，会发出不同的声音。这“不同的声音”主要是指声音的（
）
A、音调
B、振幅
C、音色
D、响度
7、（2014山东济宁）小梦在探究声音高低与物体振动快慢的关系时，将钢尺的一端伸出桌面，用手拨动使其上下振动发出声音，如图所示。改变
，用同样大小的力再拨钢尺，并仔细观察
，倾听并辨别钢尺振动时发出声音的高低有无变化。
8、人可以分辨出胡琴声、笛子声、喇叭声，主要是因为它们发出的声音(
)
A、频率不同
B、响度不同
C、音色不同
D、以上判断都不对
9、（2014 株洲）成语“声如洪钟”形容说话或歌唱时声音洪亮，它描述的是声音的（
）
A、音调
B、响度
C、音色
D、音频
10、（2012广东广州）小明的发言声音太小，老师要他大声重复一次，老师是要求小明提高声音的（
）
A、音调
B、频率
C、响度
D、音调及响度
11、(2012江苏无锡)关于声现象，下列说法正确的是
A、“闻其声而知其人”是根据声音的响度来判断的
B、“不敢高声语，恐惊天上人”中的“高”是指声音的音调高
C、“长啸一声，山鸣谷应”是指次声波传播很远
D、“隔墙有耳”说明固体能传声
12、(2012四川宜宾)小强在使用小提琴前，常常旋动琴弦轴调节琴弦的松紧，这样做的目的主要是为了改变声音的（
）
A、响度
B、音调
C、音色
D、速度
13、（2012 孝感）家住三楼的王琴早上醒来，听到同学李娟在楼下喊她一起上学，下列有关声现象的解释，错误的是（
）
A、王琴能听到楼下的叫喊声，说明声音可以在空气中传播
B、李娟的叫喊声很大，说明她的音调高
C、王琴从叫喊声中听出是李娟，她是根据声音的音色来判断的
D、王琴的妈妈提醒她下楼时脚步要轻些，这是为了减弱噪声
14、（2012 烟台）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（
）
A、硬纸板接触齿数不同的齿轮
B、改变钢尺伸出桌边的长度
C、改变薄塑料尺划过梳子的速度
D、改变吹笔帽的力度
15、经超声波探伤仪检测，刚竣工的三峡大坝坝体无一结构性裂缝，创造了人类水利建筑史上的奇迹。探伤仪发出的超声波无法为人耳所听觉，原因是超声波的（
）
A、速度太快
B、响度太小
C、频率太高
D、频率太低
16、（2012四川南允）某种昆虫靠翅膀振动发声，如果这种昆虫的翅膀在10s内振动3500次，则它振动的频率是
Hz，人类
听到这种声音（选填“能”或“不能”）
17、如图所示,四个相同的玻璃瓶里装水,水面高度不同,用嘴贴着瓶口
吹气,如果能分别吹出“dou”、
“ruai”、“mi”、“fa”四个音阶,
则与这四个音阶相对应的瓶子的序号是
、
、
、
.
18、（2011鸡西）如图所示，在上海世博会某场馆里，演奏员正用乐器演奏乐曲。编钟发出的音乐声是由于编钟
而产生的；听众能从同一乐曲中分辨出是二胡还是笛子演奏的，主要是因为它们发出声音的
不同。
19、收音机、电视机上的“音量（Volume）”旋钮是用来控制声音的
。
20、将话筒按在示波器的输入端,将三种声音输入,且发出声音的时间相同,示波器的屏幕上分别出现如图所示的三种波形,根据波形分析:(1)B和A相比,B振动的
高,所以
高.(2)C和A相比,C振动的
_大,所以
大.(选填“频率”、“振幅”、“音调”、“响度”、“音色”)
21、下列做法中,不是利用音色知识的是(
)
A、夏天买西瓜时,有人拍拍西瓜,便可以根据声音判断生熟
B、挑选瓷器时,常轻轻敲击它,根据声音判断好坏
C、根据录音机磁带发出的声音,便可知道是哪位歌手唱的歌
D、拉二胡前,在弓毛上涂一些松香粉
22、（2015 广州）如图所示，相同的水下录音装置A、B录下在海里同一位置的鲸发出的同一段声音．A录到的有高、低音，B录到的只有低音，由此可以推测；在海洋中能传播较远距离的声音是（
）
频率较低的
B．音调较高的
C．能量较小的
D．响度较小的
23、轻轻拨动张紧的橡皮筋,再稍用力拨动张紧的橡皮筋.可以观察到橡皮筋拨动时振动幅度越大时响
度
,振动幅度越小时响度
.这个实验表明响度的大小与
有关.
24、人说话和唱歌时的发声靠的是声带的
，声音是靠
来传播的。一台好的音响设备，不仅要起到“扩音”的作用，而且应该有较高的“保真度”。从声学上讲，“扩音”是使声音的
变大，较高的“保真度”是要求较好地保持原声的
。
25、2004年12月26日，南亚、东南亚海域发生强烈地震，引发了罕见的大海啸，夺走了很多人的生命，后来人们在清理现场时很少发现有猫、狗、老鼠等动物的尸体，人们猜测可能是地震时产生的
声波，动物可以听到，而人听不到。
26、（2015 济宁）小夏在研究口琴的发声原理时，拆掉了口琴外壳，发现在气孔边分布着长短、厚薄都不同的一排铜片（如图所示）．吹口琴时，在气流的冲击下，铜片振动，发出声音．对不同气孔吹气，改变了声音的
；在同一气孔处用不同的力度吹气，改变了声音的
．
次数
摆线长L/m
摆球质量m/g
摆角θ/°
摆动一次时间t/s
1
1
20
3°
2
2
1.4
20
3°
2.4
3
1.4
20
5°
2.4
4
1.4
30
5°
2.4
27、在研究摆钟的摆球摆动情况时，小菲和同学们观察摆钟后，利用如图所示的装置进行实验，测出了摆球摆动30次所用的时间，用这个时间除以30，得出摆球摆动一次所用的时间。针对摆球摆动一次所用的时间与哪些因素有关这一问题，他们提出了以下猜想：(A)可能与摆球质量有关；(B)可能与摆线的长短有关；(C)可能与摆角的大小有关。他们利用以下器材：质量不同的两个小钢球、长度不同的两根细线、一个铁架台、一个停表，进行了以下四次实验。
(1)由1、2两次实验，可验证猜想：
(填猜想前的字母)，结论是：
；
(2)从2、3两次实验，可验证猜想：
(填猜想前的字母)，结论是：
；
(3)由
两次实验，可验证猜想A。
课后练习答案：
1、D
2、C
3、C
4、B
5、A
6、C
7、伸出桌面的长度
钢尺振动的快慢
8、A
9、B
10、C
11、D
12、B
13、B
14、
D
15、C
16、350
能
17、丙
乙
甲
丁
17、振动
音色
19、响度
20、（1）频率
音
调
（2）振幅
响度
21、D
22、A
23、长度
音调
24、振动
空气
响度
音色
25、次声波
26、音调；响度
27、(1)
B
在摆球质量和摆角一定时，摆线越长，摆动一次所用的时间也越长
(2)C
在摆球质量和摆线一定时，摆动一次所用的时间与摆角无关。（3）3、4
例1题图
小窍门：声音高低叫音调，音调高低看频率；振动越快调越高；
短紧细的音调高，长松粗的音调低。
小窍门：声音大小叫响度，响度大小看振幅；
距离太远响度小，减小分散增大声。
（2题图）
（3题图）
（3题图）
长笛
小提琴
手风琴
二胡
A
B
（例1题图）
C
D
甲
A．
B．
C．
D．
（3题图）
(6题图）
（7题图）
A
B
（14题图）
C
D
甲
乙
丙
丁
（A)
(B)
(C)
(17题图）
（18题图）
（20题图）