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(共43张PPT)
2.2　声音的特性

核心素养 学业质量 教学内容
物理观念 1.知道音调与频率有关；响度与振幅有关；知道不同发声体发出乐音的音色不同。 1.通过生活实例，让学生知道音调的高低与振动的频率有关，了解弦乐器、管乐器、打击乐器的发声原理，让学生知道不同乐器如何调节音调高低。
核心素养 学业质量 教学内容
物理观念 2.知道人的听觉范围和超声波、次声波的概念。 2.通过生活实例，让学生知道响度高低与振动幅度、距离、分散程度有关。
3.通过辨别不同乐器、人声等，知道音色与发声体的材料、结构有关。
4.通过分析，让学生了解人的听觉范围，知道超声波和次声波的概念。
核心素养 学业质量 教学内容
科学思维 会通过控制变量法、放大法等科学方法，探究影响声音音调、响度和音色的因素。 通过控制变量法设计实验，探究音调和频率的关系；通过控制变量法和放大法，探究响度和振幅、发声体的距离和分散程度的关系；通过控制变量法探究音色的影响因素。
科学探究 通过做“音调与频率有关的实验”和“响度与振幅有关的实验”能知道物理学研究问题的方法。 1.通过钢尺振动的实验探究过程，让学生了解音调高低与振动频率的关系。
2.通过敲鼓实验，用“放大法”将鼓面振动放大，让学生了解响度大小与振动幅度的关系。
核心素养 学业质量 教学内容
科学态度 与责任 能根据人的听觉范围解释生活和自然界的一些声现象。 让学生了解次声波和超声波的概念，引导学生用物理知识分析自然现象。例如地震时，为什么狗会有强烈的反应，而人却察觉不到等。让学生了解次声波和超声波技术对人类生产、生活的影响。
2022年课程标准 学习目标
了解声音的特性。 1.【重点】了解声音的音调、响度和音色。
2.通过实验，了解声音的特性与哪些因素有关。

知识点1　音调
　听一听
1.如图，用相同的力度拨动吉他的不同琴弦，听到的声音相同吗？（　 ）
A.相同 B.不相同
B
2.如图，用大小相同的力敲击盛水量不同的相同水杯，听到的声音有什么不同？（　B　）
A.声音的大小不同 B.声音的高低不同
B
做一做
通过以上例子，我们知道声音有高低之分，我们将物体声音的高低叫做音调。
音调的高低可能与什么因素有关呢？我们将通过实验进行探究。
实验　探究音调和频率的关系
3.如图所示，将钢尺的伸出桌边，拨动钢尺，能否听见它发出的声音？（　A　）
A.可以听见 B.听不见声音
A
4.将钢尺伸出桌边的长度变为，用相同的力度拨动钢尺，你观察到钢尺振动有什么变化？（　A　）
A.钢尺振动变 B.钢尺振动变慢
C.没有发生变化
5.在（2）中，钢尺发出的声音发生什么变化？（　A　）
A.音调变高了 B.声音变大了 C.没有发生变化
A
A
6.将钢尺伸出桌边的长度变为，用相同的力度拨动钢尺，钢尺的振动变 　快　 ，声音的音调变 　高　 。
7.通过以上实验可以得出结论：钢尺振动时音调的高低与 　钢尺振动的快慢　 有关，振动得快，发出的音调 　高　 ；振动得慢，发出的音调 　低　 。
物理学中用每秒振动的次数——频率来描述物体振动的快慢，频率的单位是赫兹（hertz），符号为 Hz。如果物体在1 s的时间内振动100次，它的频率就是100 Hz。
快
高
钢尺振动
的快慢
高
低
结论1　频率决定声音的音调，频率高则音调高，频率低则音调低。
想一想
8.用相同力度敲击频率为256 Hz和128 Hz的音叉，把音叉发出的声音信号分别输入示波器，并观察示波器显示的波形图。甲图的波形更 　密集　 （选填“密集”或“稀疏”），音调较高；乙图频率低的波形图更 　稀疏　 （选填“密集”或“稀疏”），音调较低
密集
稀疏
9.阅读小资料，回答下列问题：
小资料
（1）多数人的听觉范围大约从 　20　 Hz至 　20000　 Hz，高于20 000 Hz的声叫做 　超声波　 ，它超过了人类听觉的上限；低于20 Hz的声叫做 　次声波　 ，它低于人类听觉的下限。动物的听觉范围与人的听觉范围 　不同　 （选填“相同”或“不同”）。
（2）象群总是在悄无声息地朝某个方向前进，人类听不见它们的交流，是因为大象的发声频率大约从 　14　 Hz到 　24　 Hz，人类的听觉范围大约从 　20　 Hz到 　20 000　 Hz，大象发出的大部分声音，人类 　不能　 （选填“能”或“不能”）听见。
（3）由于地震常伴随着次声波，人们很难感受到，而 　狗　 、
　大象　 等动物却可以感受到。
20
20000
超声波
次声波
不同
14
24
20
20 000
不能
狗
大象
10.蝴蝶扇动翅膀时，我们能听见声音吗？（　B　）
蜜蜂扇动翅膀时，我们能听见声音吗？（　A　）
A.可以听见 B.听不见
11.蜜蜂在飞行时，翅膀在2 s内做了约500次振动，它振动的频率是 　250　 Hz；蝴蝶在飞行时，翅膀每秒做了约5次振动，它振动的频率是 　5　 Hz。
12.人为什么听不见蝴蝶扇动翅膀的声音？
　蝴蝶挥动翅膀的频率是5Hz，超出了人的听觉范围。　
B
A
250
5
蝴蝶挥动翅膀的频率是5Hz，超出了人的听觉范围。
结论2　多数人能够听到的频率范围大约从20 Hz到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。
练一练
13.如图是“探究影响音调高低的因素”的实验装置，下列说法错误的是（　D　）
A.物体振动得快、频率高，发出声音的音调高
B.多次实验中，保持拨动钢尺的力度相同，运用了控制变量法
C.实验中需注意比较钢尺伸出桌边的部分发声音调高低的变化
D.改变钢尺伸出桌边的长度能改变钢尺振动的频率，因为钢尺伸出桌边越长，振动幅度越大
D
14.某研究小组利用纸盒和一些长短、粗细不同的琴弦，进行了“探究音调与哪些因素有关”的活动。如图所示，他们选用的琴弦长度、材料在图中已标出（其中琴弦的直径关系：a＝c＝d＜b），并且每根琴弦固定在“音箱”上的松紧程度一致。若选择琴弦a和b，则是为了研究音调与琴弦什么因素的关系？（　C　）
A.材料 B.长度 C.粗细 D.松紧程度
第14题图
C
15.物理上常通过声波的波形图来反映声波的特点，如图所示，根据甲、乙两个音叉振动时发出声音的波形图，判断下列说法正确的是（　C　）
A.甲音叉比乙音叉振动得快
B.甲音叉比乙音叉发声的音调低
C.甲、乙两个音叉发声的频率相同
D.甲音叉比乙音叉在相同时间内振动的次数多
第15题图
C
16.根据题图所给信息，判断下列说法正确的是（　D　）
A.蝙蝠可以发出频率为400 Hz的声音
B.人能听到蝙蝠发出的所有频率的声音
C.15 Hz的声音只要足够大，人耳是能听到的
D.人听觉频率范围比人发声频率范围要大
D
知识点2　响度
　想一想
1.在节日里，常常有鼓乐演奏的节目。当演奏者想要让鼓的声音变大一些，应该怎么办呢？（　A　）
A.更大力敲鼓 B.轻轻敲鼓
2.当鼓声变大时，你观察到鼓面有什么变化呢？（　B　）
A.鼓面没有变化 B.鼓面的振动幅度变大了
3.鼓面的振动幅度不容易观察，我们如何将现象变得更明显一些呢？
　在鼓面上放一些碎纸屑　 。
A
B
在鼓面上放一些碎纸屑
4.音叉的振动非常微小，不容易被观察，我们如何将音叉的振动变得更明显一些呢？
　将振动的音叉放入水中　 。
将振动的音叉放入水中
做一做
在用不同的力度敲鼓时，声音的强弱不同。在物理学中，声音的强弱叫做响度。
我们通过音叉的振动来探究影响响度大小的因素。
5.如图所示，将正在发声的音叉轻触系在绳上的乒乓球，乒乓球发生了什么现象？（　B　）
A.乒乓球被音叉吸走了 B.乒乓球被音叉弹开了
6.乒乓球与发声的音叉接触时被弹开，说明音叉发出声音时，在不断 　振动　 。
B
振动
7.当用更大力度敲击时，音叉发出声音的响度有什么变化？（　A　）
A.变得更大 B.变得更小
A
8.当音叉再次靠近乒乓球时（　A　）
A.乒乓球被弹得更远 B.乒乓球没有变化
9.根据实验现象，当音叉振动的幅度 　变大　 （选填“变大”或“变小”）时，声音的响度变大。
10.当人距离发声体更远时，声音的响度变 　小　 ，说明 　距离　 也会影响声音的响度。
11.医生使用听诊器听诊，是为了减少声音的分散程度。此时听见的声音响度比直接听 　更大　 （选填“更大”或“更小”）。
A
变大
小
距离
更大
结论3　物体的振幅越大，产生声音的响度越大。影响声音响度的因素还有距离发声体的远近和声音的分散程度。
练一练
12.如图所示，芬芬同学将悬挂的轻质小球紧靠音叉，用小锤敲音叉时，小球弹开一段距离；用小锤轻敲和重敲音叉时，小球弹开的角度不同。关于此实验，下列分析不正确的是（　B　）
A.小球被反复弹开说明声音产生的原因是振动
B.弹开的角度越大，说明频率越大，音调越高
C.弹开的角度越大，说明振幅越大，响度越大
D.我们能听到音叉的声音说明空气可以传声
B
13.如图所示，扬声器播放音乐时，放在纸盒上的小纸片会不断地跳动。小林两次播放音乐，同时观察纸屑跳起的高度，小林发现第二次播放音乐时纸屑跳起的高度比第一次高，下列说法正确的是（　B　）
A.小林探究的是声音产生的原因
B.第二次发声响度大
C.第二次发声音调高
D.小林探究的是音调与振幅的关系
B
14.医用听诊器的作用是（　C　）
A.改变发声体的频率，使音调变高
B.使振幅增大，响度增大
C.减少声音的分散，增大响度
D.缩短听者到发声体的距离
C
知识点3　音色
　听一听
1.让后排的同学朗读一段课文，在不回头的情况下，你能判断出是谁在朗读吗？（　A　）
A.我基本能判断出来 B.我完全判断不了
2.老师在讲台下敲鼓、摇铃，你能听出来是哪种乐器发声吗？（　A　）
A.我大致能听出来 B.我完全听不出来
A
A
想一想
通过刚才听音识人、听音辨物的活动，我们能分辨声音的不同。
这是声音非常重要的特性，它就是音色。
3.如图是在计算机上分别播放音叉、钢琴、长笛发出C调的声音时的波形图，分析一下三者波形有什么异同点？
音调 　相同　 ，响度 　相同　 ，音色 　不同　 （以上三个空均选填“相同”或“不同”）。
通过以上实验分析，当 　材料　 不同、 　结构　 不同时，发出声音的音色也不同。
相同
相同
不同
材料
结构
结论4　不同发声体的结构不同，发出声音的音色也不同。
科学世界
　读一读
　　打击乐器：鼓、锣等乐器受到打击时发生 　振动　 ，产生声音。以鼓为例，鼓皮绷得越紧，振动得越快，音调就越 　高　 。击鼓的力量越大，鼓皮的振动幅度就越 　大　 ，声音就越响亮。
振动
高
大
弦乐器：二胡、小提琴和钢琴通过弦的振动发声。长而粗的弦发声的音调低，短而细的弦发声的音调高。绷紧的弦发声的音调高，不紧的弦发声的音调低。弦的振动幅度越大，声音就越响。弦乐器通常有一个木制的共鸣箱来使声音更洪亮。
管乐器：长笛、箫等乐器，包含一段空气柱，吹奏时空气柱振动发声。抬起不同的手指，就会改变空气柱的长度，从而改变音调。长的空气柱产生低音，短的空气柱产生高音。各种号也是常见的管乐器。

【典例1】如图所示，相同的瓶子里装入了不同量的水。
（1）当你用嘴贴着瓶嘴吹气时，如果能分别吹出“do（1）”“re（2）”“mi（3）”“fa（4）”四个音阶，这时是 　空气柱　 在振动。当瓶内空气越少时，空气柱振动得越 　快　 。通过这一原理分析吹瓶子时的音调高低，并按顺序写出与这四个音阶相对应的瓶子的排列： 　乙丙甲丁　 。
（2）当你用金属汤勺敲玻璃瓶时，你听到音调也有高有低，这时是 　玻璃瓶　 在振动。当瓶内水越少时，振动得越 　快　 ，请判断此时音调最高的是 　乙　 。
空气柱
快
乙丙甲丁
玻璃瓶
快
乙
【变式1】如图所示，用水壶向暖水瓶里灌开水，凭声音就可以知道暖水瓶是否将要灌满了，你知道这是什么道理吗，请尝试解释一下。
暖水瓶发出声音是由于瓶内空气振动，当不断向瓶内注水时，空气逐渐变少，空气振动频率变高，音调变高，故可以通过声音判断水是否将要灌满。
【典例2】波形图能直观地反映声音的特性。如图所示的是四种声音的波形图，下列说法中正确的是（　C　）
A.甲和乙的音色相同 B.甲和丙的音调相同
C.乙和丙的响度相同 D.乙和丁的响度相同
C
【变式2】（1）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：在海洋中传播较远距离的声音音调较 　低　 （选填“高”或“低”）。
低
（2）海洋动物学家研究表明：海洋动物质量越小，其叫声越是轻而尖锐。海豚的质量比蓝鲸小得多，如图甲、乙两曲线为科考船声呐系统收录海豚和蓝鲸叫声的波形图，其中 　乙　 （选填“甲”或“乙”）波形图表示的音调较高，甲图是 　蓝鲸　 （选填“海豚”或“蓝鲸”）发出的声音的波形图； 　甲　 （选填“甲”或“乙”）波形图表示的响度较大。
乙
蓝鲸
甲
课后强化

1.甲声音波形如图所示，如图中音调比甲高的波形是（　D　）
A
B
C
D
D
2.关于如图所示的四个现象说法正确的是（　B　）
A.图甲中，用相同的力拨动钢尺，钢尺伸出长度越长，钢尺振动发出声音的音调越高
B.图乙中，用相同大小的力拨动橡皮筋，橡皮筋绷得越紧，发出声音的音调越高
C.图丙中，向下拉活塞，哨音的音调会变高
D.图丁中，用相同的力敲击水瓶琴时，从左到右音调逐渐变低
B
3.在物理实践活动中，小明用硬卡片以不同的速度划家中的塑料梳子，如图所示，这是探究声音的 　音调　 与声源振动的频率的关系。硬卡片划梳子的速度越快，梳子发出的声音越 　高　 （选填“高”或“低”）。
音调
高
4.勤劳的蜜蜂飞出去采蜜时翅膀每秒振动440次，但它们满载而归的时候，翅膀每分钟振动18　000次，则蜜蜂采蜜归来时翅膀的振动频率为 　300　 Hz，蜜蜂归巢时比出巢时双翅振动的音调 　低　 （选填“高”或“低”），有丰富经验的养蜂人据此判断出蜜蜂是飞出去采蜜，还是采蜜归来。
300
低
5.甲图是王亚平在空间站弹奏《茉莉花》的情景，她听到的琴声是由琴弦的 　振动　 产生的；乙图是叶光富用葫芦丝演奏《月光下的凤尾竹》的情景，“葫芦丝”按不同的孔，可以改变声音的 　音调　 ；我们只听声音就能根据 　音色　 分辨出是用哪种乐器演奏的。（后两空选填“音调”“响度”或“音色”）
振动
音调
音色
6.如图所示，小明同学在校园文化艺术节上用吉他弹奏优美的乐曲。对于吉他发出的声音，下列说法错误的是（　B　）
A.用力拨动吉他弦可以提高声音的响度
B.改变按压弦的位置可以改变声音的响度
C.吉他发出的声音是通过空气传入人耳的
D.拨动不同的吉他弦不可以改变吉他的音色
B

1.如图甲所示，将手指润湿后沿着高脚酒杯杯口摩擦会听到声音，若在酒杯中不断加水，发声的音调将逐渐 　变低　 （选填“变高”“变低”或“不变”）；如图乙，若用圆棒敲击盛水的高脚杯，水量变多，发声的音调将 　变低　 （选填“变高”“变低”或“不变”）；如图丙，在试管中加入少量水，用嘴对着试管口吹气，使其发声，增加试管中的水量，吹气时声音的音调将 　变高　 （选填“变高”“变低”或“不变”）。
变低
变低
变高
2.如图所示的监测器测得同一声源发出的甲、乙两种声音的特性记录于表，则（　D　）
声音 声音强弱的等级/dB 频率/Hz
甲 70 1100
乙 110 700
D
A.乙的振动频率比甲较高
B.甲响度较大
C.声源在发甲声音时振动幅度较大
D.声源在发乙声音时每秒内振动次数较少
3.编钟是我国的瑰宝。如图，分别敲击M、N、P点，距离编钟相同距离的同一监测器监测到的声音如表所示，则（　C　）
位置 声音强弱的等级/dB 频率/Hz
M 60 330
N 80 220
P 40 440
C
A.编钟发出的声音频率只与其质量有关
B.多次敲击，N处发出的声音响度一定比M处大
C.多次敲击，P处的音调一定比M处高
D.P处发出的声音传播速度最快

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