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2.2声音的特性
学习目标
1．了解声音的三个特性．
2．通过实验，知道影响声音的音调、响度、音色的因素．(重点)
知识点一 音调
1．认识音调：声音的高低叫做音调．
2．(1)演示实验1：演奏不同乐器，观察并完成下表：
乐器 发声体 用同样的力操作时，在音调高处画“√” 音调高时物体振动的快慢情况
打击乐器(如鼓) 鼓面 鼓面紧(√) 鼓面松(　　) 快
弦乐器(如吉他) 弦 弦粗(　　 )　　弦细(√) 弦长(　　)　　弦短(√) 弦松(　　)　　弦紧(√) 快
管乐器(如葫芦丝) 空气柱 空气柱长(　　) 空气柱短(√) 快
(2)演示实验2：探究影响钢尺振动快慢的因素
如图所示，同学们将钢尺的一端压在桌面上，一端伸出桌面，拨动伸出部分，听钢尺振动发出的声音；然后改变尺子伸出桌面的长度，用同样的力度拨动钢尺．发现：当尺子伸出桌面越长时，尺子振动得越慢，发出声音的音调越低.
(3)实验结论：
①物体振动得越快，音调越高，振动越慢，音调越低(选填“高”或“低”)；
②在其他条件相同的情况下，发声体越短、越紧、越细，发出声音的音调越高.
3．频率
阅读教材P32，完成以下内容：
(1)物理学中把物体每秒振动的次数叫做频率，它是用来描述物体振动快慢的物理量．
(2)频率的单位为赫兹，简称赫，符号为Hz.如：物体在1 s的时间内振动1 000次，频率就是1 000 Hz.
(3)声音的音调由发声体振动的频率决定．频率高，音调高；频率低，音调低.
4．可闻声、超声波与次声波
大多数人能够听到的声音的频率范围为20～20 000 Hz，高于20 000 Hz的声叫做超声波；低于20 Hz的声叫做次声波.人和动物的听觉频率范围一般不同．
归纳
1．声音的高低叫做音调，音调由发声体振动的频率决定，频率越高，音调越高．
2．声音尖细说明音调高，声音粗沉说明音调低．
3．发声体越短、紧、细，发声的音调越高，发声体越长、松、粗，发声的音调越低．
典例1(回归教材)如图所示，在筷子上捆一些棉花(或碎布)，做一个活塞．用水蘸湿棉花后插入两端开口的塑料管或竹管中．用嘴吹管的上端，可以发出悦耳的哨音，这是因为空气柱在振动发声，上下推拉“活塞”，可以改变声音的音调.
变式1(回归教材)如图为水瓶琴，8个相同的玻璃瓶里面装有不同高度的水，敲击这些瓶子，此时发声体是瓶子和水(选填“瓶子”“水”或“瓶子和水”)，此时水越多，发出声音的音调越低；如果用嘴吹，也能产生声音，但是此时的发声体为空气柱，水越多，发出声音的音调越高.
知识点二 响度)
1．认识响度：声音的强弱叫做响度．
2．(1)演示实验3：探究响度的大小与振动幅度的关系
如图所示的装置下，用不同的力度，敲打同一个音叉，观察发现：敲打的力越大，乒乓球被弹开的幅度越大，音叉发出声音的响度越大，这种物理方法叫做转换法.
(2)思考响度大小与距离的关系
坐在前排的同学听到老师声音的响度比后排的同学要大.这是因为声音是从发声体向四面八方传播的，越到远处越分散，所以距离发声体越远，听到的声音越小.
(3)结论：声音的响度与振幅有关，振幅越大，响度越大；此外，响度还与人耳到发声体的距离有关．
归纳
1．声音的强弱叫做响度，其大小：(1)与发声体的振幅有关．振幅越大，响度越大．(2)与距离发声体的远近有关．距离发声体越远，响度越小．
2．用喇叭可以减少声音的分散，使声音传播得更远一些．
典例2(回归教材)女高音歌唱家和男低音歌唱家中的“高”与“低”是指音调；引吭高歌和低声细语中的“高”与“低”是指响度；男中音放声高歌，女高音小声伴唱，男中音的响度大，女高音的音调高．
“高”“低”并不一定指的是声音的音调，也有可能指声音的响度，一定要看清楚题目，例如：女高音、男低音指的是音调，而“高歌一曲”“低声细语”指的则是响度.
变式2下列词语中，描述的是声音的哪个特性？(括号里选填“音调”或“响度”)
(1)如雷贯耳(响度)
(2)震耳欲聋(响度)
(3)引吭高歌(响度)
(4)男高音、女低音(音调)
(5)低声细语(响度)
(6)大声喧哗(响度)
知识点三 音色)
(1)播放音频：听钢琴、小提琴和二胡演奏的同一段音乐．
(2)结论：不同发声体的材料、结构不同，发出的声音也就不同．我们能听声分辨人，听声分辨乐器，就是因为声音的音色不同.
典例3智能语音门禁系统通过“辨音识人”开门，是根据声音的哪一个特征来工作的(B)
A．响度　　　　　　 B．音色
C．音调　　　　　　 D．频率
变式3下列关于声音的说法中，正确的是(D)
A．蝴蝶翅膀振动的声音我们听不到，是因为它的翅膀振动幅度太小
B．“不敢高声语，恐惊天上人”中的“高声”指的是声音的音调高
C．宇航员在月球上无需借助其他设备可以直接对话交流信息
D．用收音机听歌，能分辨歌曲的演唱者，是根据声音的音色来判断的
知识点四 声音三个特性的波形图
1．演示实验4：用示波器演示不同音调的波形图
(1)用相同的力敲打两个固有频率为512 Hz和256 Hz的音叉，听声音，观察波形图，如图所示．
(2)结论：波形的疏密程度表示发声体振动的快慢，波形越密，发声体振动的频率越高，音调也越高．
2．演示实验5：用示波器演示不同响度的波形图
(1)用不同的力敲打同一个音叉，听声音，观察波形图，如图所示．
(2)结论：波形的起伏表示振动的幅度，波形起伏越大，振幅越大，声音的响度越大．
3．演示实验6：用示波器演示不同音色的波形图
(1)观察不同乐器发出C调1(Do)时的波形图，如图所示．
(2)结论：声波的形状不同，反映声音的音色不同．
典例4如图所示是几种声音输入到示波器时显示的波形，其中音调相同的是甲、乙；响度相同的是甲、丙.
区分不同音调、响度、音色的声音的波形图要注意：(1)波形的疏密程度代表振动的快慢，波形越密，发声体振动的频率越高，音调越高；(2)波形的高低起伏表示振动的幅度，波形起伏越大，发声体振动的幅度越大，响度越大；(3)波的形状不同，音色也不同.
变式4如图所示为声波的波形图，下列说法正确的是(A)
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
课后练习
1．(物理观念)关于声现象，下列说法正确的是(A)
A．“闻其声而知其人”主要是根据音色来判断的
B．吹奏笛子时，演奏者抬起压在不同出气孔上的手指，是为了改变发出声音的响度
C．公共场合要“轻声慢语”指的是减小声音的音调
D．超声波可以在真空中传播
2．如图甲所示，用大小相同的力从左向右敲击水瓶琴，其发出声音的音调将升高(选填“升高”或“降低”)；如图乙所示，将正在发声的音叉轻触系在细绳上的乒乓球，音叉产生声音的响度(选填“音调”或“响度”)越大，乒乓球被弹开的幅度越大．
3．(回归教材)人、狗、海豚发声和听觉的频率范围如图所示：
(1)能发出超声波的生物是海豚.
(2)狗的听觉比人灵敏得多．根据如图所示数据分析，原因可能是狗的听觉频率范围比人的大.
4．(科学探究)(1)为了探究音调与什么因素有关，小伟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的是D.通过探究可知：音调是由发声体振动的频率决定的.
(2)如图所示，响度最小的波形图是(a)；音调最高的波形图是(b).
5．口琴是用嘴吹或吸气，使金属簧片振动发声的多簧片乐器．如图甲所示是将口琴拆开后其内部的琴芯结构，在琴芯的气孔边分布着长短、厚薄都不同的一排铜片，A区的较薄、较短，而C区的较长、较厚．
(1)在同一孔处用不同的力度吹，发生变化的是声音的响度(选填“音调”“响度”或“音色”)．
(2)较厚、较长的铜片振动时要比较薄、较短的铜片振动的慢(选填“快”或“慢”)，高音区为A(选填字母)区．
(3)演奏时，人能听出是口琴演奏的，这是依靠声音的音色辨别的．
(4)如图乙所示，小漫自己制作了一个哨子．吹哨时哨声是由管内的空气柱振动而产生的．上下推拉活塞，可以改变声音的音调(选填“音调”“响度”或“音色”)．

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