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人教八上物理学案(附答案)2.2 声音的特性

1、1 第 2 节 声音的特性 【自主预习探新知】【自主预习探新知】 【新知初探】 一、音调 1音调:声音的_。 2频率 (1)定义:物体_内振动的次数。 (2)单位:_,简称赫,用符号 Hz 表示。 (3)物理意义:频率可以反映声源振动的_,频率越低,音调_。 (4)超声波:频率高于_的声。 (5)次声波:频率低于_的声。 (6)人能听到的声音频率在_Hz 到_Hz 之间。 3音调的影响因素 频率决定声音的音调,频率高则音调_,频率低则音调_。 二、响度 1定义:物理学中,声音的_叫做响度。 2振幅:物理学中用振幅来描述物体振动的_。 3影响响度的因素 (1)振幅:物体的振幅_,产生声音的响度就

2、越大。 (2)距离:人距声源_,声音越_,人耳感觉到的声音的响度就越小,反之就越大。 三、音色 1定义:音色指声音的品质和特色,是声音的一个重要特征。 2影响因素: 与发声体的本身有关。不同发声体的_、_不同,发出的声音的音色也不同。 四、声音的波形图 将声音信号转变为电信号输入到示波器中,就能在荧光屏上显示出与声波相对应的图形。图形曲线中单位 时间内的_出现的个数多少,表示声源振动频率的高低。振幅的大小对应着声源振动_的大 小。 2 【预习自测】 1小军朗读课文时声音太小,离他较远的同学听不清楚,老师请他声音再大一点,这里的“声音大一点” 指的是声音 ( ) A音调 B响度 C音色 D频率

3、2 “小明,上学去喽!”正在吃饭的小明听到声音就知道是好朋友小刚在喊他,这主要是根据声音的哪个 特征判断出来的( ) A音调 B响度 C音色 D频率 【合作探究破疑难】【合作探究破疑难】 【要点突破】 知识点 1 音调与频率的关系 1蜜蜂带着花蜜飞的时候,它的翅膀平均振动频率是 300 Hz,而不带花蜜飞的时候,翅膀平均振动频率 是 440 Hz,有经验的养蜂人能辨别出蜜蜂是飞出去采蜜,还是采了蜜飞回蜂房。你能解释这个现象吗? 2如图所示,用尺子探究决定音调高低的因素,把尺子紧按在桌面上,一端伸出桌边,拨动尺子,听它 振动发出的声音,同时注意尺子振动的快慢,改变尺子伸出桌边的长度,再次拨动,使

4、尺子每次的振动幅 度大致相同,实验发现: 尺子伸出桌面的长度越长,振动越_,(选填“快”或“慢”)发出声音的音调越_。 尺子伸出桌面的长度越短,振动越_,(选填“快”或“慢”)发出声音的音调越_。 由此可得出结论:音调的高低与_有关。 实验时强调尺子每次振动的幅度大致相同,这是为了排除尺子振动幅度对实验的影响,实验中称这种方 法为_。 【归纳总结】 (1)音调的高低是由发声体振动的快慢决定的,物理学中用频率来表示物体振动的快慢。 (2)声源振动快,频率高,音调就高,听起来声音尖细;声源振动慢,音调低,听起来声音低沉。 【典例】 如图所示, 四个相同的玻璃瓶内装有深度不同的水, 用筷子轻轻敲击瓶

5、口或用嘴贴着瓶口吹气, 会发出不同的声音。下列关于所发出声音的判断中正确的是 ( ) 3 甲 乙 丙 丁 A用筷子轻轻敲击瓶口,甲瓶的音调最高 B用嘴贴着瓶口吹气,甲瓶的音调最高 C用筷子轻轻敲击瓶口,丁瓶的音调最低 D用嘴贴着瓶口吹气,丁瓶的音调最高 想一想:如何判断音调的高低? 【针对训练】 如图所示,四个相同玻璃瓶里装着水,水面高度不同,用嘴贴着瓶口吹气,如果能分别吹 出 “1(do)”“2(re)”“3(mi)”“4(fa)” 四 个 音 阶 , 则 与 这 四 个 音 阶 相 对 应 的 瓶 子 的 序 号 是 _。 甲 乙 丙 丁 知识点 2 响度与振幅 1图所示是小娜和张婷同学做

6、“探究响度与什么因素有关”实验的情景,回答下列问题: (1)将系在细线上的乒乓球轻触正在发声的音叉。观察到乒乓球被弹开的现象 (2)使音叉发出响度更大的声音, 观察到乒乓球被弹开的幅度, 出现的变化是乒乓球被弹起的幅度_。 (3)通过实验得出的结论:响度与声源的_有关,而且是振幅_,响度_。 (4)探究过程中,将不易观察的音叉的振动转化成乒乓球的摆动,采用的思维方法是_(选填“转换 法”“等效法”或“类比法”)。 4 2当调节收音机的电位器,使其音量增大时,发现扬声器的纸盆的振动幅度也加大。 (1)这表明声音的响度与声源的什么有关? (2)当你逐渐远离收音机时,听到的声音有什么感觉?这又表明声

7、音的响度是否还与什么因素有关系? 【归纳总结】 (1)响度的大小是由发声体振动的幅度决定的,用振幅来表示物体振动的幅度。 (2)响度与声源的振动幅度有关,振幅越大,响度越大;振幅越小,响度越小。 【典例】 为了研究尺发出的声音,小捷将一把钢尺的一部分伸出桌面,另一部分压在桌面上,如图所示, 压尺时应该压住图中的_(选填“A”或“B”)点。用手拨动其伸出桌外的一端,轻拨与重拨钢尺,则钢 尺发出声音的_不同。 【针对训练】 如图所示,小华用大小不同的力敲击鼓面。这个实验用来探究 ( ) A决定音调高低的因素 B影响响度强弱的因素 C声音传播是否需要时间 D声音能否在真空中传播 【达标检测】 (10

8、 分钟) 5 1音调高指声音听起来“尖”“细”“脆”等,女学生的音调比男学生的高。下列声音音调最高的是 ( ) A “隆隆”的雷声 B老鼠的“吱吱”叫声 C声如洪钟的演讲声 D牛的叫声 2图甲、乙所示是两个物体振动所发出声音的波形,则下列说法正确的是 ( ) 甲 乙 A两种声音的响度不同,但音调相同 B两种声音的响度不同,音调也不同 C两种声音的音调不同,但响度相同 D两种声音的响度相同,音调也相同 3人能感受到的声音频率有一定的范围,大多数人能听到的声音的频率范围是 2020 000 Hz。大象交流 的“声音”是一种次声波,人类听不到大象的“声音”,是因为 ( ) A大象发出的声音太小 B次

9、声波无法传入人耳 C次声波的频率大于 20 000 Hz D次声波的频率小于 20 Hz 4如图所示,拿一张薄塑料片,让它在木梳的齿上划过,一次快些,一次慢些,比较两次所发出的声音 有什么不同则在相同时间内塑料尺快些划过木梳时的振动次数_(填“多”或“少”)发出的声音音调 _(填“高”“低”)。 5 演唱会现场, 吉他手弹奏电吉他时不断用手去控制琴弦长度, 这样做的目的是为了改变声音的_; 琴声是通过_传播到现场观众耳朵中的。观众能辨别是哪种乐器在演奏,这是根据声音的_ 来判断的。 6 【分层演练提素能】【分层演练提素能】 【基础巩固练】 1图 227 所示是楼梯中的一部分,从 A 到 B 是

10、长短不同的铁护栏。一个同学用一根小木棒迅速从 B 到 A 逐一敲过铁护栏栏杆,此过程中,一定发生改变的是声音的 ( ) A音调 B音色 C响度 D音色和响度 2如图 224 所示,到医院看病,医生用听诊器听病人心跳的声音是因为 ( ) A听诊器能使振动的振幅增加,使响度增大 B听诊器能改变发声的频率,使音调变高 C听诊器能缩短听者与发声体之间的距离,使传入人耳的声音的响度更大些 D听诊器能减少声音的分散,使传入人耳的响度更大些 3为了探究音调与什么因素有关,小明设计了下列几个实验,如图所示。你认为不能够完成探究目的的 是 ( ) A. 硬纸片接触齿数不同的齿轮 B. 改变钢尺伸出桌边的长度 C

11、. 改变薄塑料片划过梳子的速度 D.改变吹笔帽的力度 7 4八年级 2 班正在操场上上体育课,体育老师发出“向后转”的口令,近处的学生听到了,而远处的学生没 有听清楚。这是因为( ) A老师发出的声音频率较低 B老师发出的声音音色不好 C远处的学生听到声音的响度小 D远处的学生听到声音的音调低 5如图是音叉和长笛发出的两列声波在同一波器上显示的波形,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 6蝴蝶在飞行时不停地扇动翅膀,但我们不能听到蝴蝶飞行的声音,这是因为 ( ) A人耳有故障 B翅膀振动发出的声波响度不够大 C翅膀振动不产生声波 D翅膀振动的频率比较

12、小 7根据图所给信息,判断下列说法正确的是 ( ) 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人听觉频率范围比人发声频率范围要大 D仔细谛听,人可以听到 15 Hz 的声 8有很多成语、俗语蕴含着物理知识。下列对描述声现象的成语、俗语解释错误的是 ( ) A “隔墙有耳”说明固体能传声 B “震耳欲聋”说明声音的音调高 C “闻其声而知其人”说明可以根据音色来判断说话者 D “响鼓也要重锤敲”说明声音是由振动产生的,且振幅越大,响度越大 8 9图所示是老牛和蜜蜂的对话,你认为对的是_;你能分辨出牛和蜜蜂发出的声音是因为它们声音 的_不同。 10图甲、乙是

13、探究声音特性的两个实验,其中图甲是用弹性塑料片分别以快、慢的速度来拨动书页;图 乙是改变力度来敲击音叉,并观察小球被弹开的距离。 图甲实验探究的是声音的_与_的关系。 图乙实验探究的是声音的_与_的关系。 11某同学利用小鼓研究“响度的大小与哪些因素有关”。他将小鼓放在固定的位置,用鼓棒敲击鼓面,然 后观察鼓面上泡沫塑料小球弹跳的高度和声音的强弱,并用照相机将小球跳到最高点时的情景记录下来, 如图所示。 已知甲图是用最小的力敲击,听到的声音最弱;丙图是用最大的力敲击,听到的声音最强。通过以上的实 验请你归纳总结。 (1)敲击鼓面,鼓发出声音,泡沫塑料小球跳动,说明:发声的物体在_。 (2)由以

14、上实验可以归纳说明:响度与发声体的_有关,具体的关系是_ _。 【拓展创新练】 12在学习吉他演奏的过程中,小华发现琴弦发出声音的音调高低是受各种因素影响的,他对此进行了研 究。经过和同学们讨论,他提出了以下猜想: 猜想一:琴弦发出声音的音调高低,可能与琴弦的横截面积有关; 猜想二:琴弦发出声音的音调高低,可能与琴弦的长短有关; 猜想三:琴弦发出声音的音调高低,可能与琴弦的材料有关。 9 为了验证上述猜想是否正确,他找到了下表所列 9 种规格的琴弦,因为音调高低取决于声源振动的频率, 于是借来一个能够测量振动频率的仪器进行实验。 编号 材料 长度 (cm) 横截面 积(mm2) A 铜 60

15、0.76 B 铜 60 0.89 C 铜 60 1.02 D 铜 80 0.76 E 铜 100 1.02 F 铜 100 0.76 G 钢 80 1.02 H 尼龙 80 1.02 I 尼龙 100 1.02 J 铜 (1)小华选用了 H、I 两根琴弦,是为了研究音调的高低与_的关系;同组的小惠选用 A、D、F 三根 琴弦来进行实验,你认为能研究音调与该因素的关系吗?_(能/不能)。 (2)小惠想选用三根琴弦来验证音调的高低与琴弦横截面积的关系,应选_(填写编号)的琴弦。 (3)小华认为:如果想选用三根琴弦来验证音调的高低与琴弦的材料的关系,还要添加一根铜琴弦 J,请写 出它的长度为_cm

16、和横截面积_mm2。 (4) 在 评 估 交 流 中 , 同 学 们 一 致 认 为 采 用 _( 两 根 / 三 根 ) 琴 弦 实 验 较 合 理 。 理 由 : _ _。 10 参考答案及解析参考答案及解析 第 2 节 声音的特性 【自主预习 探新知】 新知初探 一、1.高低 2(1)每秒 (2)赫兹 (3)快慢 越低 (4)20 000 Hz (5)20 Hz (6)20 20000 3高 低 二、1.强弱 2.幅度 3.(1)越大 (2)越远 小 三、2.材料 结构 四、波峰(波谷) 幅度 预习自测 1B 2.C 【合作探究 破疑难】 要点突破 知识点 1 1由于蜜蜂翅膀平均振动频率

17、不同,它发出音调高低也不同,蜜蜂带着花蜜飞的时候,它的翅膀平均振 动频率是 300 Hz,频率低音调低;不带花蜜飞的时候,翅膀平均振动频率是 440 Hz,频率高,音调高;有 经验的养蜂人根据音调的高低,辨别出蜜蜂是飞出去采蜜,还是采了蜜飞回蜂房。 2慢;低;快;高;发声物体的振动频率;控制变量法。 典例B 解析:用筷子轻轻敲击瓶口,声音是由瓶子和瓶内的水振动发出的,水越多,音调越低;因此甲 的音调最低,丁的音调最高;故 AC 错误;用嘴贴着瓶口吹气,振动发声的是由于瓶内空气柱的振动发出 的,空气柱长度越短,音调越高;因此甲的音调最高,丁的音调最低,故 B 正确,D 错误。 想一想 分类 判断

18、依据 振动次数 每秒振动的次数越多,音调越高 听觉上判断 音调越高,听起来越尖细;音调越低,听起来越低沉 图象上判断 弦类乐器 弦发声时的音调的高低与弦的粗细和弦的松紧度有关 11 吹奏类 内部发声部分的空气柱长度越短,发声时音调越高,反之越低 固体振动类 振动部分越长,发声的音调越低,振动部分越短,发声的音调越高 人与音调关系 (1)一般来说,年轻时,人发声音调高,老年时,音调低 (2)唱歌时说音太高,唱不上去,就是指唱高音时,声带的振动频率达不到一 定的要求,这里的高指音调 备注 (1)声音在传播过程中,振动频事不变,音调不变 (2)声音在介质中传播的速度与声音振动的频率无关,在同一介质中

19、,频率不 同的声音传播速度相同 针对训练 丙、乙、甲、丁 解析:向四个装水的瓶子中吹气,声音是由瓶内空气柱的振动发出的,根据影响声音的 音调的因素可知,发声体越短,发出声音的频率越高,音调越高,由此可知,四个瓶子发出的声音的音调 由低到高的顺序是丙、乙、甲、丁。 知识点 2 1(2)变大;(3)振幅;越大;越大;(4)转换法 2(1)调节收音机使它的音量增大时,发现扬声器的纸盘的振动幅度也加大,这表明,声音响度的大小与 声源的振幅有关;振幅越大,响度越大;(2)不改变收音机的音量,逐渐远离收音机时,听到的声音越来越 低,这又表明声音的响度还跟距发声体的距离有关;距离越远,响度越小。 典例B;响

20、度 解析:因为是研究尺发出的声音,若压尺时压住图中的 A 点,将是钢尺拍打桌面振动发 出声音,所以压尺时应该压住图中的 B 点,拨动钢尺,钢尺振动发声;轻拨与重拨钢尺,会使钢尺振动的 幅度不同,振幅越大,发出的声音响度越大,相反,响度会越小。 针对训练 B 解析:用大小不同的力敲打鼓面,泡沫跳动高度不同,即说明鼓面振幅不同,响度不同因此是研究 响度与振幅的关系。故选 B。 达标检测 1B 解析:“隆隆”的雷声形容声音的响度大,但音调低;老鼠的“吱吱”叫声音调高,但响度小;声如洪 钟形容声音的响度大,音调低;牛的叫声响度大,音调低。故 B 选项正确。 2A 解析:由题图可知,两个物体的振幅不同,

21、所以发出声音的响度一定不同;两个物体的振动周期相 同,即物体振动的频率相同,所以发出声音的音调相同。所以 A 选项正确。 3D 解析:因为大象进行交流的“声音”是一种次声波,其频率低于 20 Hz,不在人耳能够听到的声音频 率范围之内,所以人类听不到大象之间交流的“声音”。 12 4多;高 解析:音调的高低与发声体的振动快慢有关,物体振动越快,音调就越高,所以当用一张硬 纸片,让它在木梳齿上划过,一次快些,一次慢些,在相同时间内塑料尺快些划过木梳时的振动次数多, 物体振动越快,音调就越高,因两次木梳齿的振动快慢不同,所以两次所听到的声音的音调不同。 5音调;空气;音色 解析:吉他手弹奏电吉他时

22、,用手指拨动琴弦使琴弦振动而发声,不断地用手指 去控制琴弦长度,目的是为了改变声音的音调;优美的琴声是通过空气传到现场观众耳中的,我们常根据 音色来分辨不同的乐器。 【分层演练 提素能】 1A 解析:由于敲击长短不同的铁护栏时,铁护栏的振动频率不同,声音的音调将会发生改变,故 A 选项正确。 2D 解析:医生用听诊器听病人心跳声音时,心脏的振动就会传给听诊器皮管内的空气,振动不易被分 散,而传入到医生的耳朵中,所以听诊器能减少声音的分散,使传入人耳的声音的响度更大些。 3D 解析:A 选项中,将硬纸片接触齿数不同的齿轮时,会使硬纸片振动的频率不同,从而发出的声音 的音调不同;B 选项中,当钢尺

23、伸出桌边的长度不同时,钢尺振动的频率不同,发出声音的音调不同;C 选项中,用不同的速度划过梳子时,薄塑料片振动的频率不同,发出声音的音调不同,故 A、B、C 选项 都可以用来探究音调与什么因素有关;D 选项中,用力吹笔帽时,发出声音的响度大,轻吹笔帽时,发出 声音的响度小,该实验是探究声音的响度与什么因素有关。 4C 解析:体育老师发出指令声音后,由于近处的同学听到的声音响度大,所以听得清楚些;而远处的 同学听得的声音响度小,所以听的不清楚。 5C 解析:如图可知,两幅图中音叉、长笛振动的快慢相同,因此音调相同;偏离原位置相同,因此响 度相同;它们的波形不同,所以发声体不同,故音色不同。故选

24、C。 6D 解析:蝴蝶在飞行时,翅膀振动的频率小于 20 Hz,发出的是次声波,超声波和次声波都是人耳听 不到的。故选 D。 7C 解析:从题中图示所提供的信息看,蝙蝠的发声频率是 10000 Hz 至 12000 Hz,故 A 选项错误;人 的听觉频率范围是 20 Hz 到 20000 Hz,而蝙蝠发声频率中有高于 20000 Hz 的声,故人不能听到蝙蝠发出 的所有频率的声,B 选项错;15 Hz 的声音低于人的听觉下限,人耳不能听到,D 选项错。 8B 解析: “隔墙有耳”说明声音可以通过固体传播,选项 A 说法正确;“震耳欲聋”说明声音的响度大, 选项 B 说法错误;“闻其声而知其人”

25、,这句话表明不同人发出的声音具有不同的音色,选项 C 说法正确; “响鼓也要重锤敲”,这句话说明声音的响度跟振动的幅度有关,振幅越大,响度越大,选项 D 说法正确。 9蜜蜂 音色 解析:音调即声音的高低,音调取决于振动的频率,频率越高,音调越高,频率越低, 音调越低。蜜蜂的翅膀振动频率比牛的叫声频率高,故蜜蜂发出的声音音调高。响度是人耳对声音强弱的 主观感觉。响度与声音振动的幅度以及距离发声体的远近有关。一般来说,声音振动幅度越大,距离发声 体越近,响度就越大;反之就越小。显然牛的叫声的响度远远大于蜜蜂声音的响度。我们之所以能够区分 牛和蜜蜂发出的声音是因为它们发出的声音的音色不同。 10音调

26、 频率 响度 振幅 解析:题图甲,用弹性塑料片分别以快、慢的速度来拨动书页,塑料片振动越快,频率越高,音调越高。 13 题图乙,用不同力度来敲击音叉,用力越大,声音越响,小球被弹开的距离越远,即音叉振动幅度越大。 这说明振幅越大,响度越大。 11(1)振动 (2)振幅 振幅越大,响度越大;振幅越小,响度越小 解析:(1)敲击鼓面时小球跳动,说明物体发声时在振动。(2)从小球跳动高度不同,反映出鼓面振动幅度不 同。响度越大时,小球跳动高度越大,鼓面振动幅度越大。 12(1)琴弦长短;能;(2)A、B、C;(3)80;1.02 (4)三根;实验次数较多得出的结论具有普遍性 解析:(1)因小华选用了

27、 H、I 两根琴弦,由表中提供的信息可知,选择的是横截面积和材料都相同,而长 度不同的琴弦,所以研究音调的高低与琴弦长短的关系;同组的小惠选用 A、D、F 三根琴弦,由表中提 供的信息可知,选择的是横截面积和材料都相同,而长度不同的琴弦,所以能研究音调的高低与琴弦长短 的关系;(2)为验证音调的高低与琴弦横截面积的关系,可选择长度和材料都相同,而横截面积不同的琴弦 A、B、C 进行研究。(3)因为是验证音调的高低与琴弦的材料的关系,所以要求三根琴弦长度相同、横截 面积相同,由表中提供的信息可知,DJH 符合条件,所以添加这根铜琴弦 J,它的长度也为 80 cm 和横 截面积为 1.02 mm2。(4)一次实验,带有很大的偶然性,实验次数较多得出的结论具有普遍性,因此为了寻 找普遍规律,应采用三根琴弦实验。