内容正文:
2 声音的特性
一、响度
1.声音的响度:物理学中,把人耳感觉到的声音的强弱叫作响度(loudhess)。
2.响度的影响因素:
(1)与声源的振幅有关:振幅越大,响度越大;
(2)与到声源的距离有关:距离越近,响度越大;
(3)与声音是否向单一方向传播有关。
3.振幅:振动时离开平衡位置的幅度
4.实例:震耳欲聋、窃窃私语、声音洪亮、放声歌唱、调节音量等。
如图,在鼓面上撒些小纸屑,分别轻轻敲鼓和用力敲鼓,小纸屑跳动的幅度不同,可以反映出两次鼓声不同的( )
A.速度 B.音色
C.频率 D.振幅
针对训练1 野外郊游,当我们喊远处的同学时,往往用手做成喇叭形放在嘴前喊,这样做减少了_________,可以使远处的同学听到声音的_________大一些。
针对训练2 主持人在舞台上拿着扩音话筒讲话,是为了增大声音的( )
A.响度
B.音调
C.音色
D.传播速度
二、音调
1.声音的音调:物理学中,将声音的高低叫作音调(pitch)。
2.音调的影响因素:
音调与声源振动的频率有关,频率越高,音调越高.
3.频率:表示声源振动的快慢的物理量,物体振动的次数与时间之比叫作频率(frequency)。频率的单位是赫兹,简称赫,符号为Hz。
例:一个物体在2s内振动10次,它的频率是5Hz。
4.实例:男低音、女高音、声音的“粗”、“细”等。
在“探究敲击铜管发声的频率与管子长度、直径关系”的实验中,小明选取管壁厚度相同,长度和直径不同的三根铜管,敲击后,测出各自发出声音的频率,下列说法正确的是( )
编号
长度/cm
直径/cm
频率/Hz
1
20.50
1.50
2131
2
31.00
2.00
1284
3
48.50
2.50
656
A.用大小不同的力敲击编号1的铜管,发出声音的音调不同
B.用同样大小的力敲击三个铜管,发出声音的音调相同
C.由表中数据可以得出铜管直径增加,其频率减小的结论
D.不能根据以上数据“探究敲击铜管发声的频率与管子长度、直径关系”
物理学研究方法——控制变量法
通过控制其他变量的影响,仅改变一个变量,来确定物理量与选定因素间的数量关系或逻辑关系。控制变量法有多种具体的技术,如排除法、恒定法、匹配法、抵消平衡法、随机化法、系统变化法、统计控制法、主被试控制等。
针对训练1 小明同学在“探究弦的音调和哪些因素有关”的实验中,选用同种材料、松紧相同、粗细不同的琴弦进行实验,琴弦的直径关系Da=Dc<Db,如图所示。该实验中所用的科学方法是_______。若研究弦的音调与长度的关系,则应选择_______琴弦;若拨动琴弦a和b,发现琴弦a的音调较高,则可初步归纳得出的结论是_______。
针对训练2 音乐会上,演员正在演奏二胡,二胡发声是因为琴弦在_____,演奏过程中,演员不断调整手指在琴弦上的按压位置是为了改变声音的_____。
三、音色
1.声音的音色:物理学中,将声音的品质叫作音色。
2.音色的影响因素:声源的结构及材料
3.实例:“闻其声知其人”、“声纹锁”、模仿声音等。
4.响度、音调和音色可以描述声音的特性,通常称为声音的三要素。
口技是民间的一种声音艺术,高超的口技艺人,可以模仿各种声音,如图。从声音的特性来看,他主要模仿声音的__________。口技艺人往往通过重拍醒木结束表演,醒木拍得越重,声音的__________越大。(选填“音调”“响度”或“音色”)
针对训练1 如图所示的无人驾驶小巴,是中国(合肥)国际园林博览会期间的特色交通工具。乘坐小巴时,我们能区分车上不同人说话的声音,是根据不同人说话声音的_______(选填“音调”“音色”或“响度”)不同。
针对训练2 如图所示,小红同学正在演奏古筝,听众分辨出古筝的声音,是依据声音的_________。
四、波形图
1.借助仪器我们可以看到不同声音的波形,根据波形图也可以分别出声音的三要素;波形图的水平轴表示时间,纵轴表示声音的强弱(振幅)
2.不同音色的波形图,形状不同:
3.不同响度的波形图,纵轴的高低不同
。
4.不同频率的波形图,波的疏密不同
下列为录制合成的声音波形图,下列说法正确的是( )
A.甲和乙音色相同
B.甲和丙音调相同
C.甲和丁音调相同
D.丙和丁响度相同
针对训练1 如图所示是甲乙两个音叉发声的波形图,根据波形图可知__________的声音响度大。甲乙两个音叉振动时的次数相同,则音调__________。这个实验说明了:__________越大,响度越大。
针对训练2 用木槌敲击同一音叉,一次重敲,一次轻敲,示波器在相同时间内的输出声波图如图所示。下列说法正确的是( )
A.两次敲击音色相同,图乙是重敲时的声波图
B.甲的音量比乙的音量大,甲的音调也比乙的音调高
C.两次敲击音调、音色都相同,图乙是轻敲时的声波图
D.重敲时音调高,图甲是重敲时的声波图
1、下图是牛和蜜蜂的争论,根据图示你认为正确的是( )
A.牛的响度大,音调低
B.牛的响度大,音调高
C.蜜蜂的响度小,音调低
D.蜜蜂的响度大,音调高
2、如图所示为不同的声音信号输入示波器时显示的波形图,下列说法正确的是( )
A.乙、丙的响度相同 B.丙、丁的响度相同
C.甲、丙的音色相同 D.甲、乙的音调相同
3、如图所示声波的波形图,下列说法正确的是( )
A.甲、乙的音调和响度相同
B.甲、丙的音调和响度相同
C.乙、丁的音调和响度相同
D.甲、丁的音色和响度相同
4、老师讲完了声的现象这一章节后,让学生们自由讨论关于声的知识,下列是四位同学对声的看法,其中不正确的是( )
A.正在发声的吉他属于声源
B.根据音色我们可以判断出是哪位歌手在唱歌
C.真空中不能传播声音
D.听歌时调大音量是为了改变声音的音调
5、关于声现象下列说法中错误的是( )
A.听不同乐器弹奏同一首歌曲时能分辨出所用乐器,是利用了声音的音色不同
B.两名宇航员在太空中不能直接对话,是因为声音不能在真空中传播
C.发出较强声音的喇叭能使它前面的烛焰“跳舞”,说明声音具有能量
D.诗句“不敢高声语,恐惊天上人”中的“高”是指声音的音调高
6、如图,在杭州亚运会的迎宾表演中,19位少年使用“水玉琮”敲出激扬的鼓声,以水为礼,击鼓迎宾,下列说法正确的是( )
A.鼓手敲击鼓面越快,鼓振动的频率越快
B.用大小不同的力在鼓面上敲打出水花,改变了鼓声的音调
C.敲击鼓面的不同位置可以改变鼓声的音调
D.人们能根据声音的响度分辨出竹鼓
7、如图所示,用大小不同的力拨动同一根橡皮筋发声时,橡皮筋发声的 不同,如果再加上几根粗细不同的橡皮筋并用相同的力度去拨动,则最细的橡皮筋发声的音调最 。
8、如图是小明用发卡制作的发卡琴,发卡琴发出的声音是由发卡的 产生的,用同样的力拨动长短不同的发卡弹奏时,声音的 (“音调”、“响度”或“音色”)也是不同的。
9、如图所示为手机上常见的音量调节界面,当显示条向右移动时,手机扬声器的 (选填“音调”“响度”或“音色”)将变大。
10、小丽学习声音特性后对老师的自己做的乐器非常的感兴趣,于是她在家里也做了一个一模一样的乐器来吹奏歌曲《菊花台》,如图甲所示,乐器由竹简(A、B两端开口)和活塞组成,将活塞从B处塞入,在A处吹气并来回拉动活塞能发出悦耳的声音(如图乙所示),当她将活塞向上推动时,管子发出的声音的音调将变 (填“高”或“低”),吹奏时乐器发出的声音是由空气柱 产生的。
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2 声音的特性
一、响度
1.声音的响度:物理学中,把人耳感觉到的声音的强弱叫作响度(loudhess)。
2.响度的影响因素:
(1)与声源的振幅有关:振幅越大,响度越大;
(2)与到声源的距离有关:距离越近,响度越大;
(3)与声音是否向单一方向传播有关。
3.振幅:振动时离开平衡位置的幅度
4.实例:震耳欲聋、窃窃私语、声音洪亮、放声歌唱、调节音量等。
如图,在鼓面上撒些小纸屑,分别轻轻敲鼓和用力敲鼓,小纸屑跳动的幅度不同,可以反映出两次鼓声不同的( )
A.速度 B.音色
C.频率 D.振幅
【答案】:D
【解析】:鼓面振动不易观察,利用转换法,将鼓面的振动转化成小纸屑的跳动,用力敲鼓时小纸屑弹起的高度更高,说明用力敲鼓比轻敲时鼓面的振动幅度更大,振幅更大,响度更大。
针对训练1 野外郊游,当我们喊远处的同学时,往往用手做成喇叭形放在嘴前喊,这样做减少了_________,可以使远处的同学听到声音的_________大一些。
【答案】:分散;响度
针对训练2 主持人在舞台上拿着扩音话筒讲话,是为了增大声音的( )
A.响度
B.音调
C.音色
D.传播速度
【答案】:A
【解析】:扩音话筒放大了振幅,使声音更洪亮,所以主持人使用扩音话筒是为了增大声音的响度。
二、音调
1.声音的音调:物理学中,将声音的高低叫作音调(pitch)。
2.音调的影响因素:
音调与声源振动的频率有关,频率越高,音调越高.
3.频率:表示声源振动的快慢的物理量,物体振动的次数与时间之比叫作频率(frequency)。频率的单位是赫兹,简称赫,符号为Hz。
例:一个物体在2s内振动10次,它的频率是5Hz。
4.实例:男低音、女高音、声音的“粗”、“细”等。
在“探究敲击铜管发声的频率与管子长度、直径关系”的实验中,小明选取管壁厚度相同,长度和直径不同的三根铜管,敲击后,测出各自发出声音的频率,下列说法正确的是( )
编号
长度/cm
直径/cm
频率/Hz
1
20.50
1.50
2131
2
31.00
2.00
1284
3
48.50
2.50
656
A.用大小不同的力敲击编号1的铜管,发出声音的音调不同
B.用同样大小的力敲击三个铜管,发出声音的音调相同
C.由表中数据可以得出铜管直径增加,其频率减小的结论
D.不能根据以上数据“探究敲击铜管发声的频率与管子长度、直径关系”
【答案】:D
【解析】:用大小不同的力敲击编号1的铜管,发出声音的响度不同,A错误;
用同样大小的力敲击三个铜管,三个铜管的长度和直径都不同,所以发出声音的音调不同,B错误;
在实验中没有控制变量,没有控制铜管的长度相同,得不出结论,C错误;
根据表格中的数据可以看出,没有使用控制变量法,所以得不出结论,D正确。
物理学研究方法——控制变量法
通过控制其他变量的影响,仅改变一个变量,来确定物理量与选定因素间的数量关系或逻辑关系。控制变量法有多种具体的技术,如排除法、恒定法、匹配法、抵消平衡法、随机化法、系统变化法、统计控制法、主被试控制等。
针对训练1小明同学在“探究弦的音调和哪些因素有关”的实验中,选用同种材料、松紧相同、粗细不同的琴弦进行实验,琴弦的直径关系Da=Dc<Db,如图所示。该实验中所用的科学方法是_______。若研究弦的音调与长度的关系,则应选择_______琴弦;若拨动琴弦a和b,发现琴弦a的音调较高,则可初步归纳得出的结论是_______。
【答案】:控制变量法;a和c;当弦的材料、松紧以及长度相同时,弦越细,音调越高
【解析】:弦乐器的音调的影响因素有弦的材料、长度、松紧以及粗细,在探究某一个因素时,需要控制其他因素不变,所以采用的实验方法为控制变量法;
在研究音调高度与琴弦的长度时,需要保证材料和粗细相同,故选a和c;
a和b两根琴弦长度相同,材料相同,松紧相同,a弦更细,音调更高。
针对训练2 音乐会上,演员正在演奏二胡,二胡发声是因为琴弦在_____,演奏过程中,演员不断调整手指在琴弦上的按压位置是为了改变声音的_____。
【答案】:振动;音调
【解析】:声音是由物体振动产生的,二胡发生是因为琴弦在振动;
演员在不同位置按压改变了琴弦的长度从而改变声音的音调。
三、音色
1.声音的音色:物理学中,将声音的品质叫作音色。
2.音色的影响因素:声源的结构及材料
3.实例:“闻其声知其人”、“声纹锁”、模仿声音等。
口技是民间的一种声音艺术,高超的口技艺人,可以模仿各种声音,如图。从声音的特性来看,他主要模仿声音的__________。口技艺人往往通过重拍醒木结束表演,醒木拍得越重,声音的__________越大。(选填“音调”“响度”或“音色”)
【答案】:音色;响度
【解析】:口技艺人模仿发声体的发出声音的音色,音色接近或者相同时,发出的声音才像;
醒木拍得越重,桌面振动的幅度越大,发出声音的响度越大。
针对训练1 如图所示的无人驾驶小巴,是中国(合肥)国际园林博览会期间的特色交通工具。乘坐小巴时,我们能区分车上不同人说话的声音,是根据不同人说话声音的_______(选填“音调”“音色”或“响度”)不同。
【答案】:音色
针对训练2 如图所示,小红同学正在演奏古筝,听众分辨出古筝的声音,是依据声音的_________。
【答案】:音色
四、波形图
1.借助仪器我们可以看到不同声音的波形,根据波形图也可以分别出声音的三要素;波形图的水平轴表示时间,纵轴表示声音的强弱(振幅)
2.不同音色的波形图,形状不同:
3.不同响度的波形图,纵轴的高低不同
。
4.不同频率的波形图,波的疏密不同
下列为录制合成的声音波形图,下列说法正确的是( )
A.甲和乙音色相同
B.甲和丙音调相同
C.甲和丁音调相同
D.丙和丁响度相同
【答案】:C
【解析】:乙的形状和其他三个不同,所以乙的音色不同,丙的疏密程度和其他三个不同,所以丙的音调不同,丁的振幅不同,所以丁的响度不同。
针对训练1 如图所示是甲乙两个音叉发声的波形图,根据波形图可知__________的声音响度大。甲乙两个音叉振动时的次数相同,则音调__________。这个实验说明了:__________越大,响度越大。
【答案】:甲;相同;振幅
【解析】:从图中可以看出,甲偏离平衡位置的距离更远,振幅更大,即响度更大,甲和乙在同样的时间里振动的次数相等,所以频率相等,即音调相同。
针对训练2 用木槌敲击同一音叉,一次重敲,一次轻敲,示波器在相同时间内的输出声波图如图所示。下列说法正确的是( )
A.两次敲击音色相同,图乙是重敲时的声波图
B.甲的音量比乙的音量大,甲的音调也比乙的音调高
C.两次敲击音调、音色都相同,图乙是轻敲时的声波图
D.重敲时音调高,图甲是重敲时的声波图
【答案】:C
【解析】:因为敲击的同一个音叉,所以两次敲击的音色相同,从图中看出,甲和乙在相同时间内振动的次数相等,所以甲和乙的振动频率相等,音调相同,甲偏离平衡位置的距离更远,甲的振幅大 ,响度大,所以甲是重敲,乙是轻敲。
1、下图是牛和蜜蜂的争论,根据图示你认为正确的是( )
A.牛的响度大,音调低
B.牛的响度大,音调高
C.蜜蜂的响度小,音调低
D.蜜蜂的响度大,音调高
【答案】:A
【解析】:老牛的声音大,响度大,声音比较粗,音调低;蜜蜂的声音比较小,响度小,声音比较细,音调高。故A正确,BCD错误。
2、如图所示为不同的声音信号输入示波器时显示的波形图,下列说法正确的是( )
A.乙、丙的响度相同 B.丙、丁的响度相同
C.甲、丙的音色相同 D.甲、乙的音调相同
【答案】:A
【解析】:AB.响度指声音的大小,与振动幅度有关,由图可知,甲、乙、丙三图中声波的振幅相同,丁图声波振幅小一些,响度弱一些,因此甲、乙、丙中声波的响度相同,故A正确,B错误;
C.声音的波形图中,波的形状代表声音的音色,乙、丙、丁波形都是平滑的,所以音色相同,甲波形带锯齿所以与其他三个音色不同;因此甲、丙的音色不同,故C错误;
D.音调指声音的高低,音调与声音的振动频率有关。由图象可知,相同时间内,甲、丙、丁振动的次数相同,乙振动的次数最少;即甲、丙、丁振动的频率相同,所以音调相同的是甲、丙、丁,故D错误。
3、如图所示声波的波形图,下列说法正确的是( )
A.甲、乙的音调和响度相同
B.甲、丙的音调和响度相同
C.乙、丁的音调和响度相同
D.甲、丁的音色和响度相同
【答案】:A
【解析】:甲、乙、丙图振幅相同,则响度相同,甲、乙、丁波的疏密相同,则频率相同,即音调相同,甲、丙、丁波形相同,则音色相同,故A正确,BCD错误。
4、老师讲完了声的现象这一章节后,让学生们自由讨论关于声的知识,下列是四位同学对声的看法,其中不正确的是( )
A.正在发声的吉他属于声源
B.根据音色我们可以判断出是哪位歌手在唱歌
C.真空中不能传播声音
D.听歌时调大音量是为了改变声音的音调
【答案】:D
【解析】:A.声音是由物体的振动产生的,所以正在发声的吉他属于声源,故A正确,不符合题意;
B.不同人的声带结构特点不同,发出声音的音色不同,我们由声音能判断出是哪位歌手在唱歌,是由于不同歌手发出声音的音色不同,故B正确,不符合题意;
C.声音的传播需要介质,声音在真空中不能传播,故C正确,不符合题意;
D.调节音量时,喇叭的振幅发生改变,所以发出声音的响度发生改变,故D错误,符合题意。
5、关于声现象下列说法中错误的是( )
A.听不同乐器弹奏同一首歌曲时能分辨出所用乐器,是利用了声音的音色不同
B.两名宇航员在太空中不能直接对话,是因为声音不能在真空中传播
C.发出较强声音的喇叭能使它前面的烛焰“跳舞”,说明声音具有能量
D.诗句“不敢高声语,恐惊天上人”中的“高”是指声音的音调高
【答案】:D
【解析】:A.听不同乐器弹奏同一首歌曲时能分辨出所用的乐器,是利用了声音的音色不同,故A正确,不符合题意;
B.两名宇航员在太空中不能直接对话,是因为太空中没有空气,声音不能在真空中传播,故B正确,不符合题意;
C.声音能够传递信息,也能传递能量,发出较强声音的喇叭能使它前面的烛焰“跳舞”,说明声具有能量,故C正确,不符合题意;
D.诗句“不敢高声语,恐惊天上人”中的“不敢高声语”意思是不敢大声说话,所以“高”是指声音的响度大,故D错误,符合题意。
6、如图,在杭州亚运会的迎宾表演中,19位少年使用“水玉琮”敲出激扬的鼓声,以水为礼,击鼓迎宾,下列说法正确的是( )
A.鼓手敲击鼓面越快,鼓振动的频率越快
B.用大小不同的力在鼓面上敲打出水花,改变了鼓声的音调
C.敲击鼓面的不同位置可以改变鼓声的音调
D.人们能根据声音的响度分辨出竹鼓
【答案】:C
【解析】:A.敲鼓时,即使敲得很快,鼓面振动的频率并不随之越高,音调也不随之越高,一般鼓面的振动频率是由鼓本身的性质如鼓面的大小、紧张程度、干湿度、厚薄、弹性等决定的,与敲打的频率无关,故A错误;
B.用不同大小的力在鼓面上敲打出水花,鼓声的振幅不同,改变了鼓声的响度,故B错误;
C.敲击鼓面的不同位置发声体振动的频率不同,因此声音的音调不同,故C正确;
D.不同乐器发声的音色不同,观众即使没有看到敲鼓也能判断出是鼓声,主要是通过鼓声的音色来辨别,故D错误。
7、如图所示,用大小不同的力拨动同一根橡皮筋发声时,橡皮筋发声的 不同,如果再加上几根粗细不同的橡皮筋并用相同的力度去拨动,则最细的橡皮筋发声的音调最 。
【答案】:响度;高
【解析】:[1]同时当用大小不同的力拨动同一根橡皮筋,橡皮筋振动的幅度是不同的,故响度是不同的。
[2]如果再加上几根粗细不同的橡皮筋并用相同的力度去拨动,则橡皮筋振动的频率不同,音调不同,最细的橡皮筋振动的最快,频率最大,音调最高。
8、如图是小明用发卡制作的发卡琴,发卡琴发出的声音是由发卡的 产生的,用同样的力拨动长短不同的发卡弹奏时,声音的 (“音调”、“响度”或“音色”)也是不同的。
【答案】:振动;音调
【解析】:[1]声音是由物体的振动产生的,发卡琴发出的声音是由发卡的振动产生的。
[2]根据音调和频率的关系可知,用同样的力拨动长短不同的发卡弹奏时,发出的声音的振动频率不同,声音的音调不同。
9、如图所示为手机上常见的音量调节界面,当显示条向右移动时,手机扬声器的 (选填“音调”“响度”或“音色”)将变大。
【答案】:响度
【解析】:当显示条向右移动时,声音的大小变大,即声音的响度变大。
10、小丽学习声音特性后对老师的自己做的乐器非常的感兴趣,于是她在家里也做了一个一模一样的乐器来吹奏歌曲《菊花台》,如图甲所示,乐器由竹简(A、B两端开口)和活塞组成,将活塞从B处塞入,在A处吹气并来回拉动活塞能发出悦耳的声音(如图乙所示),当她将活塞向上推动时,管子发出的声音的音调将变 (填“高”或“低”),吹奏时乐器发出的声音是由空气柱 产生的。
【答案】:高;振动
【解析】:[1][2]声音是由物体的振动产生的。此乐器发声是由于空气柱振动。当她将活塞向上推动时,空气柱变短,用相同的力吹,振动频率变大,故音调变高。
学科网(北京)股份有限公司
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