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第二节 声音的特性
第三章 声现象
知识点
音调
知1－讲
1
1. 探究声音高低和声源振动频率的关系
实验设计 如图1所示，将钢片的一端
紧压在桌面边沿，另一端伸出桌面，
拨动钢片末端使其振动。改变钢片伸出桌面的长度，进行对比实验。观察钢片振动的快慢和倾听声音的高低。
知1－讲
实验现象 钢片伸出桌面的长度越短，钢片振动越快，听到的声音越高。
实验结论 声音高低与声源振动快慢有关，振动越快，声音越高。
知1－讲
实验要点
把钢片紧压在桌面边沿，使伸出桌面的钢片振动发声，而不是钢片拍打桌面发声。
知1－讲
2. 频率
(1)含义：物体振动的快慢用振动的次数与所用时间之比表示，这个物理量叫作频率，用符号f表示。
(2)单位：赫兹，简称赫，用符号Hz 表示。若每秒振动5次，则其振动频率为5 Hz。
知1－讲
3. 声音的音调
(1)音调表示声音的高低。
(2)音调是由发声物体振动的频率决定的。频率越高，音调越高；频率越低，音调越低。
(3)音调的高低跟发声物体的形状、尺寸和所用材料的性质等多种因素都有关系。
知1－讲
感觉器官判断音调的思路：音调高的声音尖细；音调低的声音低沉。
知1－讲
深度思考 不同音调的声音在空气中的传播速度相同吗？声音传播得越远，音调越低吗？
深度理解
不同音调的声音在空气中的传播速度相同，且音调不会随声音传播距离的改变而改变。
知1－讲
知识拓展
以儿歌《两只老虎》为例来理解音调：不同的人演唱如图2 所示的部分乐谱，都是“快” 的音调最高。
知1－讲
4. 波形图
波形图的疏密程度反映了声音的音调(如图3)。
知1－讲
5. 超声波和次声波(如图4)
知1－练
例 1
如图5所示，将硬纸片放在转动的齿轮边可以发声。
知1－练
(1)问题与证据 用此装置可以完成的实验是：验证物体振动发出声音的音调与_______的关系。
解题秘方：明确音调的高低与发声物体的振动频率有关，频率越大，音调就越高。
解析：当纸片与齿轮接触时，齿数不同的齿轮可以使纸片在相同时间内振动次数不同，故用此装置可以验证物体振动发出声音的音调与频率的关系。
频率
知1－练
(2)若轴的转速不变，则当硬纸片放在_______(填“A”“B”或“C”)齿轮边上时，齿轮发声的音调最低。
解题秘方：分析齿轮A、B、C的齿数不同所带来的影响。
解析：当纸片与齿轮接触时，齿数越多的可以使纸片在相同时间内振动次数越多，纸片发声的音调就会越高；由图可知，最上面的齿数最少，因此在相同的时间内使纸片振动次数最少，音调最低。
A
知1－练
1. [中考·河南]箫是我国的一种传统乐器，如图所示，演奏者吹箫时，发出的声音是由于空气柱的_______而产生的，演奏者用手指按压不同位置的
气孔，是为了改变声音的________。
振动
音调
知2－讲
知识点
响度
2
1. 探究声音响亮程度和声源振幅的关系
实验设计 在鼓面上撒些纸屑，击鼓时先轻敲后重敲，使鼓发出的声音由弱到强，
观察纸屑的跳动情况与听
到的鼓声大小的关系，
如图6 所示。
知2－讲
实验思考 纸屑在实验中的作用是什么？
思考结果
通过纸屑将鼓面的微小振动转换为纸屑的明显跳动，将鼓面的振动放大，这种放大法是转换法的一种。
知2－讲
实验现象 敲鼓的力越大，鼓发出的声音越强，纸屑跳动得越高。
实验结论 声音响亮程度与声源振动的幅度有关，振动的幅度越大，声音越强。
知2－讲
2. 声音的响度 物理学中用响度表示声音的响亮程度。声音的响度与声源振动的幅度有关，振动的幅度越大，响度越大。
知2－讲
3. 影响响度的其他因素 (1)响度和距离声源的远近有关，距离声源越远，听到的声音越弱，响度越小。
(2)响度和声音的分散程度有关，声音越分散，
听到的声音响度越小。如图7 所示，用喇叭
喊话，可以提高听到声音的响度，奥秘在于
喇叭使声音集中传向前方，减小了声音的分散。
知2－讲
知识拓展
人听到声音的响度决定于声能的大小。声音传播得越远，声能的损耗越多，到达人耳的声能越小，听到的声音响度越小。声音越分散，到达人耳的声能也越小，听到的声音响度也越小。
知2－讲
方法点拨
辨别音调和响度的四种方法：
1. 根据概念判断。
2. 根据影响因素判断。
3. 根据波形图判断。
4. 根据生活经验(人耳对声音的感受)判断。
知2－讲
4. 波形图 波形图的高度反映声音的响度(如图8)。
知2－练
[中考·天津改编]如图9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. 频率越高
D. 速度越大
例 2
知2－练
解题秘方：弄清音调与响度的含义以及影响因素是解题的关键。
解析：音调是指声音的高低，振动频率越高，其音调越高；响度是指声音的响亮程度，振幅越大，其响度越大；题中乒乓球被弹开的幅度越大，说明音叉振动幅度越大，其发出声音的响度也越大；音调、响度不同的声音，在空气中的传播速度相同，故B 符合题意。
答案： B
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2. [中考·徐州] 唱歌、鼓掌、踏步、牙齿相叩，身体的不同部位可以发出各种声音。鼓掌声是由于空气_______产生的；鼓掌声比牙齿相叩的声音传得更远，是因为鼓掌声的______更大。
振动
响度
知3－讲
知识点
音色
3
1. 音色也叫音品，它反映了每个物体发出的声音特有的 品质。
2. 音色的影响因素 发声体的材料、结构和振动方式。
3. 音色的应用 (1)根据音色识别乐器；(2)根据音色辨人；
(3)根据音色检查机器故障等。
知3－讲
深度思考 是否任何情况下都可以运用音色辨人或辨乐器？对陌生人如何根据声音来辨识男性和女性？
深度理解
对熟悉的人或乐器可以根据音色来辨识，对陌生的人或乐器不能根据音色进行判断。
对陌生人可以根据音调大致判断是男性还是女性，因为女性的音调一般比男性高。
知3－讲
4. 波形图 波形图的形状反映了声音的音色(如图10)。
知3－练
[中考·连云港]我们能辨别出熟悉同学的声音，从物理学角度讲，这主要是因为他们声音的(　　)
A. 响度不同 B. 音调不同
C. 频率不同 D. 音色不同
例 3
知3－练
解题秘方：发声体不同，声音的音色一般不同。
解析：我们能辨别出熟悉同学的声音，从物理学角度讲，这主要是因为他们声音的音色不同。
答案：D
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3. [中考·南通] 初夏的傍晚，鸟鸣悠扬，蛙声一片，分辨鸟鸣和蛙声的主要依据是声音具有不同的(　　)
A. 音色 B. 音调
C. 频率 D. 响度
A
知3－练
[模拟·威海]如图11是两列声波在同一示波器上显示
的波形，则这两列声波( )
A. 音调不同 B. 响度不同
C. 音色不同 D. 音调、响度、音色均不同
例 4
知3－练
解题秘方：掌握音调、响度、音色不同的声音的波形特征。
解析：由图可知，两幅图中声音振动的快慢相同，因此音调相同；振动幅度相同，因此响度相同；它们的波形不同，所以音色不同。
答案：C
知3－练
4. 海洋动物质量越大，其叫声越是有力而低沉，即响度较_______，音调较______。如图所示，甲、乙两曲线为科考船声呐系统收录的500 kg的海豚和10 t的蓝鲸叫声的波形图，其中____(填“甲”或“乙”)是蓝鲸发出的。
大
低
甲
知4－讲
知识点
声音的三个特性与乐器
4
1. 声音的三个特性辨别
声音的特性 音调 响度 音色
物理意义 声音的高低 声音的响亮程度 声音的品质
影响因素 声源振动的频率 声源的振幅 发声体的材料、结构、振动方式
知4－讲
续表：
声音的 特性 音调 响度 音色
听觉表现 音调高：声音尖细，如女生尖叫的声音；音调低：声音低沉，如牛的叫声 响度大：如“震耳欲聋”的吆喝声；响度小：如“轻声耳语”的说话声 不同的发声体所发出的声音一般不会完全相同
辨析 响度、音调和音色是声音的三个特性，三者之间没有关系
知4－讲
2. 三种乐器
种类 示例 改变音调的方法 改变响度的方法
打击乐器 鼓 改变鼓皮的绷紧程度 改变力度
弦乐器 二胡 改变弦的长短、粗细、松紧 管乐器 笛子 改变振动空气柱的长度
知4－讲
知识链接
1. 对于打击乐器鼓来说，其鼓皮绷得越紧，发声音调越高。
2. 对于弦乐器二胡来说，弦越短、弦越细、弦越紧，发声音调越高。
3. 对于管乐器笛子来说，空气柱越短，发声音调越高。
知4－练
[中考·河南]小利在7个相同的玻璃瓶中灌入不同高度的水，制成了一个水瓶琴，如图12所示。
例 5
知4－练
对着瓶口吹气，发出的声音是由瓶中_______振动产生的。依次吹每个瓶的瓶口，发出声音的音调不同，越靠近______(填“左”或“右”)端音调越高。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_______(填“升高”或“降低”)。
空气柱
右
降低
知4－练
解题秘方：对装水的瓶子而言，吹气是瓶内空气柱的振动发声，空气柱越长音调越低；敲击是瓶子和水振动发声，水量越多，音调越低。
知4－练
解析：对着瓶口吹气，瓶内的空气柱振动发声，从左往右瓶内水的质量逐渐增大，空气柱的高度减小，依次吹每个瓶的瓶口，瓶子内空气柱振动越来越快(即振动频率越来越高)，所以声音的音调会越来越高。用大小相同的力敲击瓶子，声音是由瓶子和瓶内的水振动发出的，水越少，振动越快，音调越高，即从左向右敲击水瓶琴时，其发出声音的音调将降低。
知4－练
5. 小莉在学校举行的“2024 年元旦晚会”上，
用古筝弹奏《茉莉花》，赢得了全校师生
的赞赏。下列说法中正确的是(　　)
A．琴弦的长短不同，发出声音的音色不同
B．演奏古筝时通过弦的振动发声
C．用同样的力拨动琴弦，粗弦比细弦发声的响度大
D．拨动同一琴弦的力越大，发声的音调越高
B
声音的特性
振动
产生
声音
音调
频率
响度
振幅
音色
发声体的材质、
结构、发声方式

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