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第二章 声现象
人教版物理
第2节 声音的特性
比较两位歌唱家发出的声音有什么不同？
想想议议
婉转高亢
低沉浑厚
音调高
音调低
一丶音调
男同学声音的音调低；女同学声音的音调高.唱歌时，女高音、男低音就是指音调的高低。
①定义：物理学中把声音的高低丶粗细叫做音调
我们接触的各种声音，有的听起来音调高，有的听起来音调低，声音为什么会有音调高低的不同，是什么因素决定音调的高低？
探究音调高低的影响因素：
1.将一把钢尺紧按在桌面上，一端伸出桌边。拨动钢尺，观察钢尺振动的快慢并听钢尺发声的高低。
2.改变钢尺伸出桌边的长度，仍用同样大小的力向下压伸出的钢尺使其振动，观察钢尺振动的快慢并听钢尺发声的高低。
探究实验
实验结论： 钢尺伸出的越短，振动越快，音调越高；
钢尺伸出的越长，振动越慢，音调越低。
3.实验现象：
在物理学中，用频率来表示物体振动的快慢
钢尺伸出长度 振动快慢 声音高低
伸出1/4
伸出1/2
伸出4/5
最快
较快
最慢
最高
较高
最低
控制变量法
1.物理意义：描述物体振动的快慢。
③音调与频率的关系
2.定义：物体振动的次数与所用时间之比叫频率。
3.单位：赫兹 简称：赫 符号：Hz
频率决定声音的音调，频率高则音调高，频率低则音调低。
②频率（ f ）
物体在1秒种内若振动100次，频率为100Hz。
为了直观地了解物体振动发声的情况，我们可以将声音的波形用示波器展现出来。
④观察声音的波形图
结论：
低音调：波形稀疏
最高点个数少
频率低
高音调：波形密集
最高点个数多
频率高
甲 256Hz音叉声音的波形
乙 512Hz音叉声音的波形
观察最高点个数
为什么我们听不见蝴蝶翅膀振动发出的声音，却能听到讨厌的蚊子声？
观察思考
2.超声波：把高于20000Hz的声叫做超声波，因为它们超过人类听觉的上限。
⑤ 超声波和次声波
1.可听声： 多数人能够听到的声音频率范围为：20Hz到20000Hz。
3.次声波：把低于20Hz的声叫做次声波，因为它们低于人类听觉的下限。
蝴蝶翅膀的振动频率小于10HZ，发出的是次声波，人听不见。
蚊子的翅膀振动频率为500—600HZ，发出的是可听声。
为什么我们听不见蝴蝶翅膀振动发出的声音，却能听到讨厌的蚊子声？
能听到次声波的动物有：狗、大象；
能听到超声波的动物有：狗、猫、蝙蝠、海豚。
如图是“探究影响音调高低因素”的实验装置。下列说法不正确的是（ ）
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，振动越慢
D．钢尺振动越快，频率越高，发出的声音音调越低
例1：
D
声音不仅有音调的不同，也有强弱的不同。
想想议议
①定义：声音的强弱（大小）叫做响度。
二丶响度
例如，用力击鼓比轻轻击鼓产生的声音音大。
探究实验
探究响度大小和什么因素有关？
1. 把系好乒乓球的细线拴在铁架台上，用正在发声的音叉轻触乒乓球，观察乒乓球被弹开的幅度；
2.用大小不同的力敲击音叉，使音叉发出响度不同的声音，重做上面的实验，观察乒乓球被弹开的幅度。
实验步骤：
实验现象：
振幅越大，响度越大。
振幅越小，响度越小。
实验结论：
物理学中，将不可见、不易见的现象，通过可见、直观的现象去认识的探究方法叫做转换法。
响度小
竖直高度低
振幅小
②波形图
观察竖直高度
甲
响度大
竖直高度高
振幅大
乙
③响度除与发声体振幅有关，还与人距离发声体的远近有关。
减小声音的分散,可增大响度.
大喇叭
听诊器
离发声体距离越远，声音越分散，响度越小。
调节手机音量是改变声音的响度
低声细语 响彻云霄 震耳欲聋
如雷灌耳 引吭高歌 窃窃私语
描述响度的词语：
描述音调的词语：
脆如银铃 宛转悠扬 悦耳动听 抑扬顿挫
（1）如图甲所示，该装置中乒乓球被弹开，说明了发声的音在 ；乒乓球在实验中的作用是将实验现象放大，这种实验方法是 （选填“控制变量”或“转换”）法，该装置还可以探究声音响度与 的关系；
（2）如图乙所示，随着抽气机不断向罩外抽气，小明听到罩内闹钟铃声
的 （选填“响度”、“音调”或“音色”）在不断变化。如果罩内的空气被完全抽空则不能听到铃声，由此我们可以推理得出的结论是 ；
例2：
振动
转换法
振幅
响度
真空不能传声
（3）如图丙，若钢尺伸出桌面的长度保持不变，改用更大的力拨动钢尺，则听到声音的 （选填“响度”、“音调”或“音色”）有变化，而 （选填“响度”、“音调”、“音色”）变大。若拨动钢尺的力大小保持不变，逐渐增加钢尺伸出桌面的长度，听到声音
的 变低（选填“响度”、“音调”或“音色”）。当钢尺伸出桌面超过一定长度时，虽然用同样的力拨动钢尺振动，却听不到声音，这是由于 （选填“发出声音的响度为0dB”、“发声频率高于20000Hz”或“发声频率低于20Hz”）。
响度
响度
音调
发声频率低于20Hz
听声识物
小游戏：
你是如何通过声音来判断动物种类的？
不同动物的声音有不同的特色
三、音色
①定义：指声音的特色，又称音质或音品。
我们能听出熟悉的人，熟悉的乐器的声音，是因为不同的人，不同的乐器发出的声音的音色不同。
②决定音色的因素：
音色是由发声体的材料、结构等自身因素决定的。
通过“听”声判断螺栓是否松动
闻声识人
听音识瓜
③不同乐器声音的波形图
如图分别是音叉、钢琴与长笛发出的C调1（do）的声音的图像，比较它们的图像有什么相似和不同。
从波形可知：三者的波形整体上疏密程度相同，即音调相同，振幅也相同，即响度相同。
但波的形状不相同（相似），即音色不同。
例：AI（人工智能）语音播报能够模仿不同人物的声音，是因为它学会了模仿人物声音中的哪个特性（　　）
A．音调 B．响度
C．音色 D．振动频率
C
乐音和乐器
1.乐音：悠扬、悦耳，听起来很舒服的声音叫乐音乐音的波形是有规则的。
（1）打击乐器：锣、鼓等收受到打击时产生声音。
锣
鼓
2.乐器：分为三种主要的类型
科学世界
（2）弦乐器：二胡、小提琴、等通过弦的振动发声。
（3）管乐器：长笛、箫等吹动空气柱振动发声。
水瓶琴
①敲瓶子：
水和瓶子一起振动，水越多，振动得越慢，音调越低；
②吹瓶子：
瓶内空气柱振动，水越多，振动得越快，音调越高；
声音的特性
响度
①声音的高低叫作音调.
②影响因素：频率决定声音的音调.
③波形图：音调高的波形比较密集一些.
①响度：声音的强弱叫作响度.
②影响因素：与振幅、传播距离和分散程度有关.
③波形图：振幅越大，响度越大；振幅越小，响度越小。
①声音的品质叫做音色.
②影响因素：由发声体的材料、结构等因素决定的.
乐器可以分为打击乐器、弦乐器和管乐器等不同类型.
音调
音色
乐器
课堂小结
音调 响度 音色
物理意义
影响因素
相关知识
声音的特性——音调、响度、音色
题目中出现
“改变力的大小”、“洪亮”、“轻声”
指声音的高低
（声音的粗细）
指声音的强弱
（声音的大小）
指声音的
特色、品质
由发声体振动的频率决定, 振动频率越高，音调就越高，频率低则音调低。
由发声体振动的振幅和距发声体的远近决定。振幅越大，响度越大；离发声体越远，响度越小。
不同发声体的材料、结构不同，发出声音的音色也就不同。
题目中出现
“模仿”、“分辨”、“区别”等
题中出现
“敲击不同部位”
“改变弦的松紧”，“改变空气柱的长度”
课后练习
1.古筝，因其音域宽广、音色优美、演奏技巧丰富、表现力强而被称为“众乐之王”，亦称为“东方钢琴”，是中国独特的、重要的民族乐器之一。如图所示是表演者弹奏古筝的情景，下列有关说法正确的是（　　）
A．演奏时用力拨动琴弦，音调升高
B．演奏时拨动琴弦越快，声音传播速度越快
C．演奏前需要调弦，绷紧的弦发声的音调高
D．演奏时的声音悦耳动听，细琴弦发声的响度大
C
2．四位教师在艺术节活动中演唱的歌曲《上春山》旋律动听，歌声令人陶醉。歌声是由演唱老师的声带 产生，观众能区分四人的声音是由于他们的 不同。
3. 《诗经》有云：“伯氏吹埙（xūn），仲氏吹篪（chí）。”埙是我国最古老的闭口吹奏乐器，吹奏时按压不同位置的气孔，主要改变声音的 ；用不同力度吹奏，主要改变声音的 。（均选填“音调”“响度”或“音色”）
振动
音色
音调
响度
4.如图所示，小慧同学用小锤轻敲和重敲音叉，并将正在发声的音叉轻触系在细绳上的乒乓球，听音叉发声的同时观察乒乓球被弹开的幅度变化。她想探究的问题是（ ）。
A.声音产生的原因
B.声音传播的条件
C.音调和频率的关系
D.响度与振幅的关系
D
5.许多诗句中涉及的关于声现象的观点，其中正确的是（ ）。
A.“少小离家老大回，乡音无改鬓毛衰”中的“乡音无改”是指说话的响度未变
B.“不敢高声语，恐惊天上人”中的“高”是指音调高
C.“闻其声而知其人”是根据声音的音色来判断的
D.“姑苏城外寒山寺，夜半钟声到客船”中客人听到钟声，是空气振动产生的
C
6. 2022年元宵晚会，我国航天员王亚平在中国空间站用古筝弹奏《茉莉花》，为全国人民送上太空音乐祝福，“此曲只应天上有，人间能得几回闻”。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.调音时增加弦的松紧度，拨动该琴弦时音调变高
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
7．下列关于中国传统乐器的描述和分析，不正确的是（　　）
A． 弹奏琵琶时，同样大小的力拨动粗细不同的琴弦，可以发出音调不同的声音
B． 吹葫芦丝时，是因为空气柱振动产生了声音
C． 吹陶笛时，按住不同的气孔是为了改变声音的音调
D． 用大小不同的力敲击扬琴的同一位置，发出声音的音色不相同
D
A B C D
8. 如图所示是甲、乙、丙三个声音在示波器上显示的波形图（纵轴数值的单位相同，横轴中1ms＝10-3s），以下判断正确的是（　　）
A．乙比甲的响度大 B．甲的音调比乙低
C．甲比丙的频率小 D．甲、丙的音色相同
D
音调：看顶点个数
响度：看竖直距离
音色：看波的形状
9. 下图所示的是甲乙丙丁四个物体振动产生声音的波形图，下列说法正确的是（　　）
A．甲、乙的音调和响度相同，音色不同
B．甲、丙的音调和音色相同，响度不同
C．乙、丁的音调和响度相同，音色不同
D．丙、丁的音调和音色相同，响度不同
A

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