2.2 声音的特性 学案 (要点讲解+当堂检测+答案)

人教版物理八年级上册同步学案
第二章　声现象
第2节　声音的特性
要 点 讲 解
要点一　音调
1. 音调的概念：声音的高低叫音调。音调的高低是指声音的粗细，不是指声音的大小。
2. 影响音调高低的因素
(1)频率：物体在每秒内振动的次数叫频率。频率是描述物体振动快慢的物理量。单位是赫兹，符号为Hz。人的听觉频率范围为20～20000Hz。
(2)音调与频率的关系：物体振动的频率越高，音调越高；物体振动的频率越低，音调越低。
3. 超声波和次声波
(1)根据产生声音时振动的频率，可将声音分为三部分，如下表所示。
分类
频率范围
多数人能够听到的声音
20～20000Hz
超声波
高于20000Hz
次声波
低于20Hz
(2)动物的听觉范围通常与人不同。
4. 各种乐器的音调
打击
乐器
鼓、锣等受到打击时发生振动，产生声音。以鼓为例，鼓皮绷得越紧，音调就越高
弦乐器
二胡、小提琴等通过弦的振动发声。音调的高低取决于弦的粗细、长短和松紧。一般情况下，弦越细、越紧、越短，振动频率越高，音调越高
管乐器
长笛、箫、各种号等，其音调高低取决于所含空气柱的长短。一般来说，长空气柱的振动产生的声音的音调低，短空气柱的振动产生的声音的音调高
经典例题1　编钟(如图所示)是我国古代音乐文化的杰作，古代工匠运用高超的工艺铸造出大小不同的编钟，这些钟在敲击时能发出不同音调的声音。从物理方面讲，这是由于不同的钟在敲击后振动的________不同，乐队演奏的声音是通过________传播到我们耳中的。
解析：不同的钟在敲击后振动的快慢不同，即频率不同，所以能够发出不同音调的声音；因为声音可以在空气中传播，所以乐队演奏的声音是通过空气传播到我们耳中的。
答案：频率　空气
要点二　响度
1. 响度：物理学中，声音的强弱叫做响度。
2. 振幅：物体振动的幅度叫振幅。
3. 实验探究：响度跟哪些因素有关
设计和进行实验：如图。
甲：锯条夹在台钳上 乙：锯条振动情况 丙：锯条振幅
探究结论：响度跟振幅有关。振幅越大，响度就越大；振幅越小，响度就越小。
4. 生活经验告诉我们，响度还与距离发声体的远近有关系，距离越远，听到的声音越弱。
5. 减少声音的分散可增大响度，如医生使用的听诊器。
(1)音调和响度是声音的两个不同的特性，音调高的声音响度不一定大。例如：蚊子发出的声音的响度比老牛的叫声小，但它发出声音的音调却比老牛的高。
(2)音调在听觉效果上一般表现为声音的粗细，响度在听觉效果上一般表现为音量的大小。
(3)日常用语中的“高”有时指音调，有时则指响度。
经典例题2　日常生活中声音的“高”与“低”，其物理意义是不同的，有时指音调，有时指响度。例如：一名男低音歌手正在放声高歌，这里的“低”指的是________；“高”指的是________。成语“震耳欲聋”，从声音的特性分析，描述的是声音的________。
解析：男低音是指声带振动频率慢，发出的音调低；放声高歌是指声带振动幅度大，即发出声音的响度大；“震耳欲聋”是指声音很大，指声音的响度大。
答案：音调　响度　响度
点拨：声音的“尖细”“低沉”指的是音调；生活中常用的“压低声音”“高声喧哗”“音量”等指的是声音的大小、强弱－－响度。
要点三　音色
1. 音色
概念
发声体发出的声音的特色
影响因素
与发声体的材料、结构等因素有关
说明
(1)不同发声体所发出声音的音色是不同的。“闻其声而知其人”就是根据音色不同辨别的
(2)音色是由发声体本身决定的，发声体有变化，音色也将变化
(3)同一个人的音色会随着年龄的增长，以及饮食、起居、健康和训练等因素的变化而变化
2. 利用波形图来反映声音的特性
物体振动发出声音，物体振动的快慢不同，振动的幅度不同及物体的材料、结构不同，发出的声音就不相同，我们如何将声音的这些特性画出来呢？这就用到示波器，将物体发出的声音信号输入到示波器中，示波器就会绘出声音的样子－－波形。如图所示是不同音叉发声的波形图。
经典例题3　每个人心跳的声音都是独一无二的，科学家提出可据此区分不同的人，这主要利用声音的(　　　)
A. 响度　　　　　 B. 音调 C. 音色 D. 振幅
解析：音色反映了声音的品质和特色，不同发声体的材料、结构不同，发出声音的音色也就不同，每个人心跳的声音都是独一无二的，科学家提出可据此区分不同的人，这主要利用声音的音色。
答案：C
易错易混警示　发声体的判别
发声体的准确判定是判断音调高低的关键。知道了具体的发声体，才能根据发声体的长短、粗细、松紧来判断音调的高低。例如，往暖水瓶中装水时，我们听到的声音并不是装入的水发出的，而是水面上方残留在暖水瓶中的空气柱振动发出的，所以当水越多时，空气柱越短，发出声音的音调就越高。
经典例题4　用一组相同的瓶子盛上不等量的水就可以组成一个“乐器”，通过向瓶子内吹气就可以演奏出优美动听的乐曲。瓶子发出的音符与瓶中空气柱长度的对应关系如图所示。
(1)由图可知音调的高低与空气柱长度的关系是________________________________。
(2)往暖水瓶或杯子里倒水，有经验的人不用看，就可以根据声音判断水是否快倒满了，这是因为_________________________________________________________________________。
解析：随着瓶内水柱的升高，瓶内空气柱的长度越来越短，空气柱振动的频率增大，音调升高。
答案：(1)空气柱的长度越短，音调越高(或空气柱的长度越长，音调越低)　
(2)水快倒满时发出声音的音调较高
当 堂 检 测
1. 鼓在受到击打时会发声，用不同力量击打，发生变化的主要是声音的(　　)
A. 音调　　　　　　　B. 响度 C. 音色 D. 频率
2. 夏天人们在购买西瓜时，有经验的人总是把西瓜拿在手中拍一拍，根据声音判断西瓜的成熟情况，这种选瓜的方法主要是依据声音的(　　)
A. 响度不同　　　　　B. 音色不同 C. 音调不同 D. 回声大小不同
3. 声音是一种常见的现象，与我们的生活密切相关。以下有关声音的说法错误的是(　　)
A. 人能够听到20Hz～20000Hz的声音
B. 有些高科技产品，不振动也可以发出声音
C. 雷声的响度比人声的响度大得多
D. 声音在液体中的传播速度比在空气中快
4. 关于超声波和次声波，下列说法正确的是(　　)
A. 超声波由于频率太高听起来很刺耳
B. 次声波由于响度太小人耳听不见
C. 超声波由于频率太高人耳听不见
D. 次声波由于频率很低可以制作声呐
5. 男低音独唱时由女高音轻声伴唱，下列对两人声音的描述正确的是(　　)
A. 男低音比女高音音调低，响度大
B. 男低音比女高音音调低，响度小
C. 男低音比女高音音调高，响度大
D. 男低音比女高音音调高，响度小
6. 星期天，小明要试试自己制作的二弦琴的发声效果，需要调整琴弦的松紧程度，他这样做的目的是改变琴声的 (选填“响度”或“音调”)。正在这时，有位同学在楼下叫他去打球，他一听是小刚，马上答应了。他是根据声音的 判断是小刚在喊他。
7. 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 。
8. 如图是声音输入到示波器上时显示振幅与时间关系的波形。其中声音音调相同的是 图和 图，响度相同的是 图和 图， 图的音色与其他三图不同。
甲 乙 丙 丁
9. 在商店内常看到这样的情景：买陶瓷的顾客都会拿起陶瓷，然后轻轻敲一敲，把陶瓷放在耳边听听，最后才决定买哪个。你认为这样做有依据吗？为什么？请用声学的知识来解释一下。
当堂检测参考答案
1. B 2. B 3. B 4. C 5. A
6. 音调 音色
7. 音调 响度
8. 甲 乙 乙 丙 丁
9. 解：是有根据的，音色反映了声音的品质和特色，质量不同的瓷器发出的声音的音色不同，故可以根据音色来判断陶瓷的好坏。