第6期 探究乐音的特性 噪声 声的应用 中国乐器（参考答案见下期）-【数理报】2024-2025学年八年级上册物理学案（教科版2024）

书 如图１所示，蝙蝠是利用超 声波的高手，它长有一双眼睛， 视觉很差，被认为是动物界的 “盲人”．为了研究蝙蝠如何在黑 暗的夜晚捕食昆虫，１７世纪末， 意大利科学家将蝙蝠和猫头鹰 一起放在完全黑暗的密室里．研究发现，蝙蝠能轻易地 分辨方位、躲避障碍物，而猫头鹰会撞上障碍物．而后来 科学家通过实验发现，如果将蝙蝠的耳朵堵住，它就会 丧失方向感，不能躲避障碍物． 直到１９３０年，哈佛大学的一位大学生才利用仪器探 测到蝙蝠发出的是超声波，从而揭开了蝙蝠捕食之谜． 原来，黑暗中飞行的蝙蝠通过鼻腔每秒发射１０～２０次 超声波，这种声波可以探索到很小的障碍物，声波遇到 障碍物后便会发生反射．蝙蝠根据接收到反射回来声音 的方向和时间间隔，就能了解周围环境，辨别位置和捕 食昆虫．这种利用声波在传播过程中有反射现象的原理 来探测物体方位和距离的方式叫回声定位． 科学家受到回声定位的启发，发明了超声波测速 仪．图２甲是公路上用超声波测速仪测量车速的示意 图，测速仪每隔一定的时间发射一次超声波，显示屏上 能显示发出和接收到的超声波信号，并能读出两个信号 的时间差，从而测出被测物体的位置和速度．如果发出 的超声波遇不到反射物，显示屏上只显示发出的超声 波，如图２乙中的ｐ１、ｐ２所示，如果测速仪正前方有一辆 汽车，测速仪将接收到汽车反射回来的超声波，ｐ１、ｐ２的 接收波ｎ１、ｎ２如图２丙所示． （１）频率高于 Ｈｚ的声音叫做超声波． （２）科学家将蝙蝠和猫头鹰一起放在完全黑暗的 密室里，发现蝙蝠能轻易地分辨方位、躲避障碍物．这一 过程属于科学探究中的 ． Ａ．提出问题 Ｂ．猜想与假设 Ｃ．进行实验与收集证据 Ｄ．分析与论证 （３）蝙蝠用来接收反射回来的超声波的器官是 ． Ａ．眼睛 Ｂ．耳朵 Ｃ．鼻腔 Ｄ．嘴巴 （４）图２丙中ｐ１、ｎ１之间的时间间隔ｔ１ ＝０．２ｓ，若 超声波在空气中传播速度ｖ＝３４０ｍ／ｓ，可知超声波第一 次反射时汽车离测速仪的距离为 ｍ． （５）图２丙中ｐ２、ｎ２之间的时间间隔ｔ２小于ｐ１、ｎ１之 间的时间间隔ｔ１，安装测速仪的汽车静止，由此可以判 断右侧汽车的运动情况是 ． Ａ．静止 Ｂ．向左运动 Ｃ．向右运动 Ｄ．无法判断 书 一、音调、响度、音色的对比 不同点 音调 响度 音色 概念 表示声音的高低 表示声音的强弱 （或大小） 反映声音的品质 影响 因素 与声源的振动频率有 关．振动频率越高，音 调越高；振动频率越 低，音调越低． 与声源的振幅有 关．振幅越大，响 度越大；振幅越 小，响度越小． 与发声体的材料、 结构及发声方式 等因素有关． 听觉 感受 音调高，声音清脆、尖 细；音调低，声音粗 犷、低沉． 响度大，震耳欲 聋；响度小，轻声 耳语． 听声辨音，不同 发声体发声的音 色不同． 传播 特点 在传播过程中，音调 不变． 在传播过程中，响 度逐渐变小． 在传播过程中，音 色不变． 　　二、典例精析 例１．下列做法是用来改变音调的是 （　　） Ａ．老师用扩音器讲课 Ｂ．在公共场所轻声说话 Ｃ．用大小不同的力敲击同一个音叉 Ｄ．依次敲击装有不同高度水的瓶子 解析：老师用扩音器讲课，增大了声音的响度，Ａ不 符合题意；在公共场所轻声说话，是描述说话时响度小， Ｂ不符合题意；用大小不同的力敲击同一个音叉，振幅不 一样，声音的响度不同，Ｃ不符合题意；依次敲击装有不 同高度水的瓶子，瓶子振动的快慢不一样，声音的音调 不同，Ｄ符合题意． 答案：Ｄ 例２．一位留美学子在家乡的一次聚会上动情地说： “我珍藏着一首乐曲《我的祖国》，前半部分是编钟演奏 的，后半部分是交响乐．编钟曲让我自豪，交响乐让我振 奋！”从“声音的特性”看，不同乐器演奏同一支曲子的 主要区别在于 （　　） 　　　　　　　　　　　　　　　　　　Ａ．音调　 Ｂ．音色 Ｃ．响度　　 Ｄ．声速 解析：不同乐器的材料、结构不同，即使所发出的声 音音调、响度相同，其音色也是不同的，故从“声音的特 性”看，不同乐器演奏同一支曲子的主要区别在于其音 色不同． 答案：Ｂ 【跟踪训练】 １．（２０２３·盐城）具有浓郁地方色彩的淮剧在央视 《非遗里的中国》节目里播出．小明收看节目时将音量调 大，是改变声音的 （　　） Ａ．音调 Ｂ．响度 Ｃ．音色 Ｄ．声速 ２．当声音在均匀空气中向远处传播时，可能不变的 是 （　　） Ａ．音调与响度 Ｂ．音色与响度 Ｃ．声速与音调 Ｄ．声速与响度 ３．（２０２３·济南）《青藏高原》是一首大家耳熟能详 的描写我国青藏地区美丽景色的歌曲．为什么许多人唱 到“高原”的“高”字就唱不上去了呢？这是因为歌曲中 “高”字的 （　　） Ａ．响度大 Ｂ．音调高 Ｃ．音色美 Ｄ．节奏快 ４．在探究影响响度的 因素实验中，小华将钢尺一 端压在桌面上，另一端伸出 桌面．如图所示，小华轻轻 拨动钢尺，看到钢尺的振 动，同时听到了钢尺发出的声音，接着用力拨动钢尺，小 华看到钢尺的振动幅度变大，钢尺发出声音的响度 （选填“变大”“不变”或“变小”），说明响度与 （选填“振幅”或“频率”）有关，在这个实验过 程中要保持钢尺伸出桌面的长度相同，这里采用的实验 方法是 ． ! !" #$% &'()*+ ! ! " "#### ! " " $ ! % " & ! ' " %' ! ( " & """"""""# " " " " " $ %%%%%%%%$ " " " " " $ ! ,- ./0 # ! ! ! ! " ! ! ! " " ! " " !"# $ % & # " 书 声音的特性 一、音调 想一想：拨动吉他上不同的琴弦，会听到高低不同 的声音，声音的高低由什么因素来决定呢？ 做一做：（１）如图１所示，拿一张硬纸片让它在木梳 齿上划过，一次快些，一次慢些．仔细听两次梳子发出的 声音有何不同． （２）如图２所示，用薄塑料片在甲、乙两把塑料梳子 的齿上用同样的速度各划一次．仔细听两次梳子发出的 声音有何不同． 填一填：音调是由声源的 决定的．声源振 动快，频率高，音调就 ，听起来声音尖细；声源振 动慢，频率 ，音调就 ，听起来声音低沉． 点一点：（１）图１实验中，快划时听到的声音更加尖 细，这是因为纸片快划时，梳齿振动得 （选填 “快”或“慢”），发出声音的音调 （选填“高”或 “低”）；纸片慢划时，梳齿振动得 （选填“快”或 “慢”），发出声音的音调 （选填“高”或“低”）． （２）图２实验中，薄塑料片划过乙塑料梳齿发出声 音的音调比划过甲塑料梳齿 （选填“高”或 “低”），这是因为梳齿密的梳子振动得 （选填 “快”或“慢”）． 二、响度 做一做：（１）用大小不同的力敲 桌子，体会声音强弱的不同． （２）如图３所示，用不同的力敲 音叉，在听声音强弱变化的同时，仔 细观察乒乓球被弹起的幅度． 填一填：物理学中，声音的大小叫作 ．声音 的响度与声源振动的 有关， 大，响度 就大； 小，响度就小． 点一点：响度还跟人与声源的距离有关．相同情况 下，距离越远，听到的声音 ，响度 ． 三、音色 说一说：钢琴和大提琴是两种不同的乐器，当用它 们合奏同一首乐曲时，我们仍然能辨别出它们的声音． 这是什么缘故呢？ 填一填：音色也叫音品，它与发声体的 和 有关，音色是我们辨别不同物体发声的主要依据． 【即学即练】 １．（２０２３·阜新）马头琴是蒙古族人 民喜爱的传统乐器．如图４所示，琴身木 制，长约一米，有两根弦，共鸣箱表面呈梯 形．关于马头琴演奏中涉及的声现象，下 列说法正确的是 （　　） Ａ．琴声是由空气振动产生的 Ｂ．轻拉琴弓是为了改变音色 Ｃ．按琴弦不同位置是为了改变音调 Ｄ．根据响度可以辨别马头琴的声音 ２．很多人听完自己的录音，都会有点奇怪，感觉不 像是自己的声音．能听出其中的差别，主要是因为两者 之间具有不同的 （　　） 　　　　　 　　　　　 　　　　　Ａ．响度 Ｂ．音调 Ｃ．音色 Ｄ．声速 噪声 一、噪声及其来源 做一做：将两玻璃片的棱接触后摩擦，感受它发出 的声音．用铁制品与水泥地摩擦，感受它发出的声音． 填一填：（１）从物理学的角度看，噪声来源于 ． （２）从环境保护的角度看，一切干扰人们 、 和 的声音，都是噪声． 二、噪声大小及其危害 填一填：（１）人们以 （符号 ｄＢ）为单位来 表示声音的强弱．噪声是当代社会的四大污染源之一， 噪声环境会对人体造成多种损害，严重者会丧失听力． （２） ｄＢ声音的大小是一般人刚能听到的 频率为１０００Ｈｚ的声音强度，这是听觉的声音强弱的下 限；１０ｄＢ相当于微风吹拂树叶的沙沙声；３０～４０ｄＢ是 较为理想的安静环境； ｄＢ会分散人的注意力， 影响工作； ｄＢ环境中鼓膜会破裂出血，双耳完 全丧失听力． 三、控制噪声 想一想：噪声对人们的生活、学习、工作以及健康都 有危害，我们该如何控制噪声呢？ 填一填：控制噪声的途径有三种：防止噪声 ；阻断噪声 ；防止噪声进入 ． 说一说：观察图５中的图片，说说它们分别是通过 什么途径来控制噪声的？ 【即学即练】 ３．（２０２４·东营模拟）下列减弱噪声的措施中，通过 阻断噪声传播的是 （　　） Ａ．摩托车上安装消声器 Ｂ．道路旁安装隔声板 Ｃ．中考期间考场周边建筑工地停工 Ｄ．小区内禁止鸣笛 声与现代科技 一、声音的反射 填一填：当声音在传播过程中遇到障碍物时，会被 反射回来，反射回来的声音再次被我们听到就成了 ．人们通过声音的 来探测、检查物体， 获取信息． 二、超声与次声 填一填：超声频率高于 ；波长短，定向性 好，在水中传播的距离 ，而且遇到障碍物能反 射回来．利用超声的反射特性，人们制造出了 ， 用来探测海洋深度、鱼群等；“Ｂ超”在医学中可以帮医 生做出诊断；利用 可以击碎人体内的结石；工 业上可用 来探查金属内部的缺陷． 次声频率低于 ；次声波传播能量时能量损 失小，能传得很远．自然界中的灾害，如火山爆发、地震、 海啸等，在发生前会先发出 ，人们利用监测仪 器监测到后，可以发出警报，减小受灾损失． 【即学即练】 ４．（２０２４·厦门二模）一款可以帮助视障人士出行 的智能拐杖，通过超声波传感器加蜂鸣器预报障碍物， 下列说法正确的是 （　　） Ａ．超声波测距能够传递信息 Ｂ．超声不是由物体振动产生 Ｃ．视障人士可以听见超声波 Ｄ．超声传播过程不需要介质 中国乐器 标准 类别 按演奏方式 分类 吹管乐器，例如笛子、箫、唢呐、葫芦丝、笙等 乐器，例如二胡、京胡、板胡、高胡、马 头琴等 弹拨乐器，例如古琴、古筝、扬琴、琵琶、阮等 乐器，例如鼓、锣、钹、木鱼、编钟、竹 板等 按发声原理 分类 体鸣乐器：一般 振动发声 膜鸣乐器：一般 振动发声 气鸣乐器：一般 振动发声 弦鸣乐器：一般 振动发声 制作乐器的 材料 金、 、丝、 、匏、土、革、木八类 【即学即练】 ５．如图 ６所示是我国古老的管乐器 ———笙．笙一般用十三根长短不同的竹管制 成，管内有簧片，有气流通过时会振动，每根 竹管的下部都有管孔，这些孔的作用类似于 笛子上的孔，以吹奏的方式发声．下列关于 笙的说法正确的是 （　　） Ａ．笙发出的声音能在真空中传播 Ｂ．吹奏笙时，发声体肯定在振动 Ｃ．吹奏时按压不同位置的管孔，主要改 变了声音的响度 Ｄ．用不同的力吹奏主要改变了声音的音调 # ! # " $ % # % '() *+ ,-./0 1234*5 4*67 # ( ! 12 345 """""""""""$ " " $ """""""""""$ " " $ 67879:()*+ !)$")$%)&')*()& !"#$% !"#$ &'()*+, ! 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)*+, #" +- !" $%&!! #" '(&)* $% !+&+ & ' 书 一、选择题（每小题４分，共４０分） 　　　　　　　　　　　　　　　　　　１．“声纹锁”运用声纹识别技术，能识别出主人说 出的“口令”而自动解锁．然而，当别人说出同样的“口 令”时却无法解锁．每个人有着自己独特的声纹，就好像 每个人的指纹一样．声纹体现了声音特性中的 （　　） Ａ．音调 Ｂ．响度 Ｃ．频率 Ｄ．音色 ２．下列与声有关的解释正确的是 （　　） Ａ．震耳欲聋：声音音调高 Ｂ．轻声细语：声音音调低 Ｃ．尖厉刺耳：声音响度大 Ｄ．悦耳动听：声音音色好 ３．向暖水瓶中灌开水时，有经验的人通过听声音就 知道水是否快满了．人们判断的依据是声音的 （　　） Ａ．音调 Ｂ．响度 Ｃ．振幅 Ｄ．音色 ４．（２０２４·长沙三模）“湘剧”是湖南省最主要的地 方大戏剧种，由昆腔、弋阳腔及湖南民间音乐相结合形 成．关于“湘剧”，下列说法正确的是 （　　） Ａ．演员演唱“湘剧”时发出的高、低音都是由声带 振动产生的 Ｂ．“湘剧”中的高音一定比低音的响度大 Ｃ．“湘剧”在空气中传播时高音的速度比低音快 Ｄ．演员演唱“湘剧”时发出的声音一定是乐音 ５．远安龙隐谷太清洞风景区有一个声控喷泉，游客 在旁边发出声音就可以改变水柱的高度．人们疯狂呐 喊，玩得非常开心．控制喷泉水柱高度的是 （　　） Ａ．声音的音调 Ｂ．声音的响度 Ｃ．声音的音色 Ｄ．三个都可以 ６．锯琴，也称为“乐锯”，即用锯子演奏音乐，其结构 如图１甲所示．演奏时，触动锯身宽度越宽，发出声音的音 调越低，如图１乙，与触动Ｂ点相比，触动 Ａ点 （　　） Ａ．发声时每秒振动的次数多 Ｂ．发声时振动幅度小 Ｃ．发出的声音频率低 Ｄ．发出的声音响度大 ７．（２０２３·广州）如图２所 示，音叉Ｍ、Ｎ完全相同，Ｍ发出 ４４０Ｈｚ的声音，原来静止的Ｎ随 之振动，Ｎ也发出 ４４０Ｈｚ的声 音，则 （　　） Ａ．Ｍ发声时每分钟振动４４０次 Ｂ．Ｍ和Ｎ发出的声音的频率相同 Ｃ．Ｍ和Ｎ发声时的振幅一定相同 Ｄ．Ｍ发出的声音无需介质就能传播 ８．同学们每天都在教室里上课，关于教室里的声现 象，正确的观点是 （　　） Ａ．有的教室四壁做成凹凸不平或用蜂窝状的材料， 是为了增强反射声音的响度 Ｂ．学生回答问题声音要洪亮，这里指的是声音的 音调 Ｃ．一个同学在上课时小声说话，但是老师没有发 现，主要是因为响度小 Ｄ．有时用粉笔在黑板上写字，会发出“吱吱”的 超声 ９．（２０２４·广州天河区一模）重敲音 叉，示波器显示此音叉振动的波形图如图 ３所示．下面的几个波形图能够显示轻敲 同一音叉的振动波形图的是 （　　） １０．某中学运动会男子４００米比赛时，发令员在起跑 线后方某处，运动员在各自赛道的起点处等待发令枪 响，如图４所示．下列判断正确的是 （　　） Ａ．枪声的响度比发令员说话时的响度小 Ｂ．在第８赛道的运动员听到枪声最晚 Ｃ．枪声在传播过程中的振幅和频率都不变 Ｄ．枪声不是振动产生的 二、填空题（每空２分，共３２分） １１．（２０２３·菏泽）１９８７年我国发现了公元前６０００ 年前的一支完整骨笛———贾湖骨笛（如图５所示），它是 由丹顶鹤尺骨制成的，上有七个音孔．演奏时用手指控 制不同音孔的开闭，使它发出声音的 变化．我 们能够区分骨笛和古筝的声音是因为它们的 不同． １２．音乐课上，当老师发音太高时，多数同学到了高 音区都唱不上去，这主要是因为 不够高．如图６ 所示，小勇用小号吹响嘹亮深情的歌曲，吹号时用手按 压不同键位是为了改变声音的 ；同学们能听出 小号声，是因为小号与其他乐器发出声音的 不 同．（选填“音调”“音色”或“响度”） １３．某小学进行防震安全疏散演练，当时听到广播 里的声音是扬声器 发声，通过 传入耳 朵；某震源每分钟震动３００次，频率是 Ｈｚ，此时 该震源发出声音的音调 （选填“较高”或“较 低”）． １４．如图７所示是古 人制造出的编钟，用大小 不同的力敲击它们时，发 出声音的 （选填 “音色”“音调”或 “响 度”）是相同的；用更大的力敲打 （选填“大”或 “小”，下同）的编钟时，发出声音的响度更 ，音 调更高． １５．小明在８个相同的玻璃瓶中灌入不同高度的水 制成了“水瓶琴”，如图８所示，敲击水位最 （选 填“低”或“高”）的瓶子音调最低，为ｄｏ（１）音．小明觉 得该瓶发出的ｄｏ（１）音还不够准，他用手机软件测得敲 击时该瓶振动频率为２００Ｈｚ，查阅资料知道国际标准音 高ｄｏ音是２６１．６Ｈｚ，他应该 （选填“增加水”或 “减少水”）直至音准． １６．如图９所示，这是小仪同学用Ａｕｄｉｔｉｏｎ软件打开 一个ＭＰ３文件的波形图，从图中可以发现，ＢＣ段的声音 比ＡＢ段响度 （选填“大”或“小”）．她发现软件 有一个“降调”的功能，这是通过降低声音的 （选填“频率”或“振幅”）来降低音调的． 三、实验探究题（共２８分） １７．（１４分）如图１０所示，用钢尺做实验，探究影响 声音高低、强弱的因素． （１）钢尺紧按在桌面上，一端伸出桌边短一些，拨 动钢尺，听振动发出的声音；然后伸出桌边长一些，再拨 动钢尺，听振动发出的声音，两次振动幅度大致相同．钢 尺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 （选填“高”或 “低”）． （２）钢尺紧按在桌面上，伸出桌面的长度保持不 变，先拨动钢尺振动的幅度小一些，再让钢尺振动的幅 度大一些．钢尺振动的幅度越小，发出声音的响度越 ，站在离钢尺越远的地方，听到的声音越 ．（选填“大”或“小”）． （３）实验表明：影响声音高低的因素是声源振动的 ，影响声音强弱的因素是声源振动的 ，听到声音的强弱还与 有关． １８．（１４分）小聪、小明用自制的土吉他（如图１１所 示）研究音调和哪些因素有关，他们选用的琴弦长度和 材料图中已标出，ａ、ｃ、ｄ粗细相同，ｂ最粗，并且每根琴弦 固定在“音箱”上的松紧程度一致． （１）若他们想研究音调的高低与琴弦长度的关系， 应选择琴弦 ． （２）若他们选择琴弦ａ和ｂ，是为了研究音调的高低 与 的关系． （３）他们 （选填“能”或“不能”）选择琴弦 ｃ和ｄ进行研究，原因是 ． （４）他们还可以选择琴弦 ，研究 ． （５）在这个探究实验中，他们采用的主要研究方法 是                                                                                                                                                                 ． /0'1"23 )*+, ,++ +- ! 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