第2讲 声音的特性与应用-2025-2026学年八年级上册科学重点专题提优讲义（浙教版2024）

八年级科学上册重点专题提优讲义 第1章 对环境的察觉 第2讲 声音的特性与应用 总体构架 声音的特性 声音的利用 噪声污染及其控制 分析波形图（图析法） 探究声音的特性（控制变量法） 超声波和次声波的了解 探究音调和响度的影响因素 一、声音的特性 1.音调 （1）音调指声音的高低。 （2）频率 ①频率是指发声体每秒振动的次数，用字母f表示。 ②频率的单位是赫兹，简称赫，用符号Hz表示。如果发声体1 s振动100次，则其频率为100 Hz。 （3）音调与发声体振动频率有关：发声体振动频率越快，音调越高。发声体振动频率越慢，音调越低。 【特别提示】不同音调的声音在空气中传播的速度相同，且音调不会随声音传播距离的改变而改变。 （4）观察声音的波形 ①操作：把音叉发出的声音信号输入示波器、计算机或手机，观察声音的波形。换一个不同频率的音叉做实验，边听边观察它们的波形有何不同。 ②结论：声音波形与频率关系：声音的频率越高，波形就越密集；声音的频率越低，波形就越稀疏。 相同时间内，波的个数少，波形较稀疏，频率低，音调低（图甲）。 相同时间内，波的个数多，波形较密集，频率高，音调高（图乙）。 （5）超声波和次声波 频率低于20 Hz的声为次声波，频率高于20 000 Hz的声为超声波，人的听觉频率范围在20 - 20 000 Hz 。 【特别提示】①声不同于声音：次声、可听声、超声，都为声；但声音一般指我们所能听到的声音，频率范围在20 - 20000 Hz之间。 ②动物的听觉频率范围通常与人不同。有的动物能听到超声波，有的动物能听到次声波。能听到次声波的动物有狗、大象等；能听到超声波的动物有狗、猫、蝙蝠、海豚等。有些动物既能听到超声波也能发出超声波，如蝙蝠、海豚等。 【例1】在音乐中，中央C调“1（do）”的频率是262 Hz，D调“1（do）”的频率是294 Hz，由此可知D调“1”比C调“1”的____________高。（填乐音的三要素） 【特别提示】物体的形状、尺寸、材料决定物体的振动频率，即音调。 【知识储备】在声学中，高低是用来修饰音调的。音调高的声音尖锐而高亢，音调低的声音粗犷而低沉。 2.响度 （1）响度指声音的强弱。 （2）探究响度与振幅的关系 操作 现象 结论 用橡胶锤轻轻敲打音叉 听到音叉发出较小的声音，看见乒乓球被弹开的幅度小 声音的响度与发声体振动 用橡胶锤使劲敲打音叉 听到音叉发出较大的声音，看见乒乓球被弹开的幅度大 （3）响度的影响因素 ①响度与发声体的振幅有关：发声体振幅越大，响度越大。 ②响度与距离发声体的远近有关：距离发声体越远，听到的声音响度越小。 ③响度与声音的分散程度有关：声音越分散，听到的声音响度越小。 通过减少声音的分散，可以使相同距离听到的声音更大，使声音传播得更远。如图： （4）单位：声学中，人们常用分贝作为单位来计量声音的强弱，符号为dB。 【特别提示】不同响度的声音在空气中传播速度相同。 【例2】如图所示，小华在唱《青藏高原》这首歌，老爷爷所说的话是指唱到“高原”的“高”时，要求声音的（ ） A. 音调高 B. 音调低 C. 响度大 D. 响度小 【知识储备】在声学中，大小是用来修饰响度的。响度大的声音洪亮，响度小的声音微弱。 【特别提示】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）根据波形判断；（4）根据生活经验（人耳对声音的感受）判断。解题时应结合具体情景选择恰当的辨析方法。 3.音色 （1）音色是声音特有的品质，又叫音品。 （2）音色的影响因素：发声体的材料、结构和发声方式。 （3）应用：不同发声体所发出的声音的音色不同。 （4）音调、响度、音色叫做声音的三要素。 音调 响度 音色 物理意义 声音的高低、粗细 声音的强弱、大小 声音的品质、特色 决定因素 振动的频率 声源的振幅 发声体的材料、结构、发声方式 听觉表现 音调高：声音清脆、尖细，如女生尖叫的声音；音调低：声音粗犷、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绝不会完全相同 辨析 音调、响度和音色是声音的三个特性，三者之间没有任何关系 音调高的响度不一定大；响度大的音调不一定高。 【例3】语音智能门禁系统能“辨音识人”，这主要是依据声音的（ ） A. 音调 B. 响度 C. 音色 D. 频率 【易错警示】不要误认为任何情况下“听音辨人”都是利用音色，如我们能分辨出在窗外对话的陌生人是一男一女，依据的就是男性和女性的音调不同。一般来说，男性发声音调低，女性发声音调高；大人发生音调低，小孩发声音调高。 【知识储备】（1）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。 （2）音调、音色的区分：①同一乐器，如吉他的不同琴弦发出的声音——音调。②不同乐器，如吉他和二胡发出的声音——音色。③区分说话者的性别——音调。④区分说话者是谁(认识的某个人)——音色。 4.乐音和乐器【拓展】 （1）乐音：人们把悠扬、悦耳，让人感觉舒服的声音叫乐音。乐音是发声体规则振动发出的。 （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 改变弦长、粗细、松紧 管乐器 笛子 改变振动空气柱的长度 【知识储备】（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。 【例4】用大小不同的力先后敲击同一个音叉，比较音叉两次发出的声音，下列说法中正确的是（ ） A. 响度不同 B. 音调不同 C. 音色不同 D. 频率不同 【特别提示】一般来说，某一确定的打击乐器，其音调和音色是一定的。 【例5】如图所示是声波的四种波形图，下列说法正确的是 (　    ) A.甲、乙的音调和响度相同 B.乙、丙的音调和音色相同 C.乙、丁的音调和音色相同 D.甲、丁的响度和音色相同 二、声音的利用 1. 利用声传递信息 如：医生利用听诊器，通过听到的声音判断人体内心脏、肺的健康状况；利用接收到台风产生的次声波来判断台风的风向及位置；利用机器产生的次声波来判断机器的优劣。 2.利用声音的回声传递信息 声波在传播过程中遇到障碍物会反射回来，根据回声反射回来的方向和时间，可以确定障碍物的方位及距离，这就是回声定位。 蝙蝠利用超声波确定目标的位置和距离。科学家利用回声定位原理发明了声呐。 3. 声可以传递能量 声传递能量的过程：发声体的振动→空气振动→其他物体运动(或振动)。实质就是声引起其他物体运动或振动的过程。 4.声波应用 超声波的特点：方向性好、穿透能力强易于获得较集中的声能等。 工业上可以利用超声波清洗精密仪器，利用超声波除尘器降低污染、美化环境；“B超”是利用超声波检查身体，获得人体内部脏器的图像信息的，从而诊断人体器官是否存在病变。医学上可以利用超声波振动除去人体内的结石。 【归纳掌握】 领域 应用 生活 人们通过交谈、听广播、听录音等传递信息。 超声波除尘器：采用超声波高频振荡原理将灰尘击落，从而达到均匀除尘的目的。 超声波加湿器：采用超声波高频振荡原理将水雾化为1~5微米的超微粒子，通过风动装置，将水雾扩散到空气中，从而达到均匀加湿空气的目的。 医疗 中医通过“望、闻、问、切”四个途径诊病，其中“闻”就是听;利用“B超”或彩超检查病人的身体情况 超声波振动去除人体内的结石：向人体内的结石发射超声波，结石会被击成细小的粉末，从而顺畅地被排出体外。 军事 声呐——根据回声定位原理测量海洋的深度、探测海底的地形特征和潜艇的位置;雷达也是利用这个原理制成的 工业 利用超声波透射法对产品进行无损探测，超声波穿过密度不均匀的物质时，会反射不同的信息。这样我们就可以在不损伤检测样品的前提下，检测出样品内部有无缺陷，这种方法叫超声波探伤。 超声波清洗精密机械：超声波在清洗液中疏密相间地向前传播，对液体产生拉伸和挤压作用，使液体内产生大量的微小气泡，这些气泡像小“炸弹”一样，不断冲击物件表面，从而达到净化物件的目的。 气象 利用台风、地震、火山爆发、海啸、核爆炸等产生的次声波判断这些灾害的强度和位置 【例6】中国古代的计程车“计里鼓车”，当车走一里时，车上的木人就敲一下鼓；当车走到十里时，车上的木人就敲一下镯，人们主要根据鼓和镯发出声音的______ (填声音的特性之一)不同，确定车行驶的是一里还是十里，这是利用声音能传递_______(填“信息”或“能量”)。 三、噪声污染及其控制 1.噪声 自然界有乐音和噪声等各类声音，凡影响人们正常生活、生活和休息的声音都是噪声。噪声使人感觉烦躁不安。 【例7】从环境保护角度看，下列情景中，属于噪声的是( ) A. 图书阅览室里的吵闹声 B. 演奏会里的摇滚乐曲声 C. 林间树叶微动发出的声音 D. 运动会上拉拉队震天的加油声 2.噪声的危害 （1）噪声的强弱 实质：声音的响度。 单位：分贝(dB)。 监测：噪声监测仪。 （2）噪声的危害：妨碍人们正常的生活、工作和学习，污染环境，有害健康。 为了保证休息和睡眠：声音不能超过50 dB。 为了保证工作和学习：声音不能超过70 dB。 为了保护听力：声音不能超过90 dB。 3.控制噪声的三条途径 (1)在声源处减弱。 (2)在传播过程中减弱。 (3)在人耳处减弱。 【深度理解】从理论上，控制噪声的方式有三种；但是采用哪种或哪几种方式，需要根据具体情景和生活场景来选择。例如，课堂上，为了避免外界噪声对学生听课的干扰，不能从人耳处控制噪声。为了避免雷声对听课的干扰，不能从声源处控制噪声。 【例8】教师监考时不能穿硬底鞋，以减小噪声对考生的干扰，这是( ) A. 在声源处减弱噪声 B. 阻断噪声的传播途径 C. 防止噪声进入耳朵 D. 减小噪声传播速度 1.分析波形图（图析法） 【例1】如图所示是几种声音输入到同一示波器上时显示的波形，其中音调相同的是________；响度相同的是________。 【技法导引】看波形图识乐音的三特性：波形图的疏密程度反映了声音的音调，波形图的高度反映了声音的响度，波形图的形状反映了声音的音色。 2.探究声音的特性（控制变量法） 【例2】小华在学习吉他演奏的过程中，发现琴弦发出声音的音调高低是受各种因素影响的，他决定对此进行研究。经过和同学们讨论，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。 为了验证上述猜想是否正确，他们找到了下表所列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 0.76 B 铜 60 0.89 C 铜 60 1.02 D 铜 80 0.76 E 铜 F 铜 100 0.76 G 钢 80 1.02 H 尼龙 80 1.02 I 尼龙 100 1.02 （1）为了验证猜想一，应选用编号为________、________、________的琴弦进行实验。 （2）为了验证猜想二，应选用编号为________、________、________的琴弦进行实验。 （3）表中有的材料规格还没有填全，为了验证猜想三，必须知道该项内容，请在表中填上所缺数据。 （4）随着实验的进行，小华又觉得琴弦发声音调的高低，可能还与琴弦的松紧程度有关，为了验证这一猜想，必须进行的操作是：________________________________。 【技法导引】运用控制变量法解题的技巧： 实验目的：它是实验中材料选择、步骤设计，结论概括的前提。 材料选择的要求：要验证音调与横截面积的关系，则应选择其他变量相同，只有横截面积不同的材料进行实验。 选择对照组的技巧：要验证音调与材料的关系，则材料的种类应不同，由表中数据可知，编号为G的钢丝必须使用；在此基础上，分析发现，还应选择的对照组为H、E。 设计实验的原则：验证音调与横截面积的关系，则应控制其他变量不变，改变材料的横截面积进行实验。 声音的特性是声现象的重点内容，也是中考的热点内容，主要考查对音调、响度、音色的辨析能力和决定音调、响度因素的实验探究，中考中常以乐器为载体，以歌唱和演奏为情景进行命题。题型以选择题、填空题为主，难度适中。 考法1: 超声波和次声波的了解 【例1】[广东中考]如图所示，下列说法正确的是（ ） A. 人的听觉频率范围是85 - 1100Hz B. 狗的听觉频率范围是15 - 50000Hz C. 蝙蝠能听到次声波 D. 大象能听到超声波 【拓展延伸】生活中，我们应加强对声的了解，如：发生地震、海啸、火山爆发、台风时会伴有次声波的产生，很多动物能听到这些声音，如狗、大象；有些动物可以发出超声波，如海豚、蝙蝠；有些动物可以发出次声波，如大象。 考法2：探究音调和响度的影响因素 【例2】[青岛中考]探究影响音调高低的因素： 过程方法：如图所示，把钢尺紧按在桌面上，一端伸出桌边。拨动钢尺，保持振幅相同，运用的科学方法是____________法。 现象：缩短钢尺伸出桌边的长度，发现钢尺振动得越来越________，音调越来越________。 问题讨论：在桌面上撒些碎纸片，敲击桌子，发现桌子发声的同时，碎纸片被弹起，由此证明声音是由物体____________产生的。 【实验技巧】1.探究音调的影响因素实验中，应控制力度（即振幅、响度）相同，改变钢尺伸出的长度进行实验。2.探究响度影响因素的实验中，应控制钢尺伸出长度相同，改变力度（即振幅、响度）进行实验。 【例3】 [黄石中考]如图所示，将正在发声的音叉轻触系在细绳上的乒乓球，观察乒乓球被弹开的幅度。使音叉发出不同响度的声音，重做上述实验。此实验说明声音的响度与________有关。 【技法导引】对于验证性实验题，可根据题目提示，联系所记的相应结论直接解答。 1.初中男生经过变声期后，声带变长、变宽，说话时声音变得浑厚低沉，变声期后的男生说话时，下列对其声带振动的分析，正确的是（ ） A. 振动变快 B. 振动变慢 C. 振幅变小 D. 振幅变大 2.如图所示的编钟是我国古代音乐文化的杰作，当用相同力度敲击大小不同的钟时，发出的声音具有不同的（ ） A. 音色 B. 音调 C. 响度 D. 声速 3.在操场上体育课，体育老师发出的口令，近处的学生听到了，而远处的学生没有听清楚，其原因是（ ） A. 老师发出的声音音色不好 B. 远处学生听到的声音响度小 C. 老师发出的声音频率较低 D. 远处学生听到的声音振动幅度大 4.将四个音叉发出的声音信号输入设置一样的同一示波器，波形如图，以下说法正确的是（ ） A. 乙音叉每秒钟振动次数比甲少 B. 丙音叉的音调比甲小 C. 丁音叉的响度与甲相同 D. 将甲音叉的音量降低可能出现图乙波形 5.下列措施中属于在传播途中控制噪声的是（ ） A．在摩托车发动机上安装消声器 B．在高速公路两侧安装隔音幕墙 C．在学校附近安装喇叭禁鸣标志 D．机场的地勤佩戴有耳罩的头盔 6.如图所示，小华发现风铃的金属管互相撞击时，能发出音调不同的声音，为探究金属管发出声音的音调与哪些因素有关，她用下表所示的几种金属管进行研究，其中在探究音调与长度的关系时，应选用金属管的编号是（ ） 编号 ① ② ③ ④ ⑤ 材料 钢 钢 钢 铜 铜 长度/cm 20 20 40 20 40 横截面积/mm² 0.3 0.7 0.5 0.5 0.5 A. ②③ B. ③④ C. ④⑤ D. ①③ 7.小明在动物世界节目中，知道大象可以发出次声波，通知远方的同伴，但他在动物园却听到大象响亮的叫声，关于大象发出的次声波与小明在动物园听见的大象叫声进行比较，下列叙述正确的是（ ） A. 前者不是由物体振动产生的 B. 前者的传播不需要介质 C. 前者的频率比后者低 D. 前者在空气中的传播速度比后者快 8.小明同学在手机上安装了变声软件，部分设置界面如图所示，该软件主要是通过改变发声体振动的__________来实现变声的。 9.医生常用听诊器对病人进行某些检查，在空旷的地方喊叫时常常用手做成喇叭形，这样做的目的是减小声音的分散，从而增大声音的_______。 10.如图，将一把钢尺压在桌面上，一部分伸出桌面，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。改变钢尺伸出桌面的长度，则钢尺发出声音的_______不同。（均填“音调”“响度”或“音色” ） 11.在2023 年杭州亚运会开幕式上，当歌手们唱起主题曲时，台下“掌声雷鸣”，“掌声雷鸣”是指声音的_______；歌手中有女“高”音和男“低”音，这里的“高”“低”是指声音的_______ 。(均填“响度”或“音调”) 12.如图所示，小明在做声学实验。 （1）他将刻度尺的一端紧压在桌面上，拨动伸出桌面的一端，会听到声音，这说明声音是由于物体的_______产生的。 （2）改变刻度尺伸出桌面的长度，用与上次相同的力拨动，能够听出声音的_______（填“响度”“音调”或“音色”）发生了变化，这说明声音的这个特性与物体振动的_______有关。 （3）然后他保持刻度尺伸出桌面的长度不变，用大小不同的力拨动，能够听出声音的_______（填“响度”“音调”或“音色”）发生了变化，这说明声音的这个特性与物体振动的_______有关。他用到的实验方法叫_______。 原创精品资源学科网独家享有版权，侵权必究！16 学科网（北京）股份有限公司 $$ 八年级科学上册重点专题提优讲义 第1章 对环境的察觉 第2讲 声音的特性与应用 总体构架 声音的特性 声音的利用 噪声污染及其控制 分析波形图（图析法） 探究声音的特性（控制变量法） 超声波和次声波的了解 探究音调和响度的影响因素 一、声音的特性 1.音调 （1）音调指声音的高低。 （2）频率 ①频率是指发声体每秒振动的次数，用字母f表示。 ②频率的单位是赫兹，简称赫，用符号Hz表示。如果发声体1 s振动100次，则其频率为100 Hz。 （3）音调与发声体振动频率有关：发声体振动频率越快，音调越高。发声体振动频率越慢，音调越低。 【特别提示】不同音调的声音在空气中传播的速度相同，且音调不会随声音传播距离的改变而改变。 （4）观察声音的波形 ①操作：把音叉发出的声音信号输入示波器、计算机或手机，观察声音的波形。换一个不同频率的音叉做实验，边听边观察它们的波形有何不同。 ②结论：声音波形与频率关系：声音的频率越高，波形就越密集；声音的频率越低，波形就越稀疏。 相同时间内，波的个数少，波形较稀疏，频率低，音调低（图甲）。 相同时间内，波的个数多，波形较密集，频率高，音调高（图乙）。 （5）超声波和次声波 频率低于20 Hz的声为次声波，频率高于20 000 Hz的声为超声波，人的听觉频率范围在20 - 20 000 Hz 。 【特别提示】①声不同于声音：次声、可听声、超声，都为声；但声音一般指我们所能听到的声音，频率范围在20 - 20000 Hz之间。 ②动物的听觉频率范围通常与人不同。有的动物能听到超声波，有的动物能听到次声波。能听到次声波的动物有狗、大象等；能听到超声波的动物有狗、猫、蝙蝠、海豚等。有些动物既能听到超声波也能发出超声波，如蝙蝠、海豚等。 【例1】在音乐中，中央C调“1（do）”的频率是262 Hz，D调“1（do）”的频率是294 Hz，由此可知D调“1”比C调“1”的____________高。（填乐音的三要素） 解题秘方：利用音调与频率的关系直接判断。 【解析】D调“1”的频率比C调“1”的频率快，则D调“1”的音调比C调“1”的音调高。 【答案】音调 【特别提示】物体的形状、尺寸、材料决定物体的振动频率，即音调。 【知识储备】在声学中，高低是用来修饰音调的。音调高的声音尖锐而高亢，音调低的声音粗犷而低沉。 2.响度 （1）响度指声音的强弱。 （2）探究响度与振幅的关系 操作 现象 结论 用橡胶锤轻轻敲打音叉 听到音叉发出较小的声音，看见乒乓球被弹开的幅度小 声音的响度与发声体振动 用橡胶锤使劲敲打音叉 听到音叉发出较大的声音，看见乒乓球被弹开的幅度大 （3）响度的影响因素 ①响度与发声体的振幅有关：发声体振幅越大，响度越大。 ②响度与距离发声体的远近有关：距离发声体越远，听到的声音响度越小。 ③响度与声音的分散程度有关：声音越分散，听到的声音响度越小。 通过减少声音的分散，可以使相同距离听到的声音更大，使声音传播得更远。如图： （4）单位：声学中，人们常用分贝作为单位来计量声音的强弱，符号为dB。 【特别提示】不同响度的声音在空气中传播速度相同。 【例2】如图所示，小华在唱《青藏高原》这首歌，老爷爷所说的话是指唱到“高原”的“高”时，要求声音的（ ） A. 音调高 B. 音调低 C. 响度大 D. 响度小 解题秘方：根据生活经验或音调、响度的概念判断。 【解析】由生活经验知，唱歌时，音太高唱不上去，或音太低唱不出来，这里的“高”和“低”都是指声音的音调。 【答案】A 【知识储备】在声学中，大小是用来修饰响度的。响度大的声音洪亮，响度小的声音微弱。 【特别提示】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）根据波形判断；（4）根据生活经验（人耳对声音的感受）判断。解题时应结合具体情景选择恰当的辨析方法。 3.音色 （1）音色是声音特有的品质，又叫音品。 （2）音色的影响因素：发声体的材料、结构和发声方式。 （3）应用：不同发声体所发出的声音的音色不同。 （4）音调、响度、音色叫做声音的三要素。 音调 响度 音色 物理意义 声音的高低、粗细 声音的强弱、大小 声音的品质、特色 决定因素 振动的频率 声源的振幅 发声体的材料、结构、发声方式 听觉表现 音调高：声音清脆、尖细，如女生尖叫的声音；音调低：声音粗犷、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绝不会完全相同 辨析 音调、响度和音色是声音的三个特性，三者之间没有任何关系 音调高的响度不一定大；响度大的音调不一定高。 【例3】语音智能门禁系统能“辨音识人”，这主要是依据声音的（ ） A. 音调 B. 响度 C. 音色 D. 频率 解题秘方：不同人的发声体不同，音色不同。 【解析】不同人发声的音调（频率）、响度可能相同，但音色一定不同，这是“辨音识人”的主要依据。 【答案】C 【易错警示】不要误认为任何情况下“听音辨人”都是利用音色，如我们能分辨出在窗外对话的陌生人是一男一女，依据的就是男性和女性的音调不同。一般来说，男性发声音调低，女性发声音调高；大人发生音调低，小孩发声音调高。 【知识储备】（1）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。 （2）音调、音色的区分：①同一乐器，如吉他的不同琴弦发出的声音——音调。②不同乐器，如吉他和二胡发出的声音——音色。③区分说话者的性别——音调。④区分说话者是谁(认识的某个人)——音色。 4.乐音和乐器【拓展】 （1）乐音：人们把悠扬、悦耳，让人感觉舒服的声音叫乐音。乐音是发声体规则振动发出的。 （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 改变弦长、粗细、松紧 管乐器 笛子 改变振动空气柱的长度 【知识储备】（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。 【例4】用大小不同的力先后敲击同一个音叉，比较音叉两次发出的声音，下列说法中正确的是（ ） A. 响度不同 B. 音调不同 C. 音色不同 D. 频率不同 解题秘方：根据改变物体音调和响度的方法判断。 【解析】同一音叉，音色、音调一定相同，但用大小不同的力敲击，发出声音的响度不同。 【答案】A 【特别提示】一般来说，某一确定的打击乐器，其音调和音色是一定的。 【例5】如图所示是声波的四种波形图，下列说法正确的是 (　    ) A.甲、乙的音调和响度相同 B.乙、丙的音调和音色相同 C.乙、丁的音调和音色相同 D.甲、丁的响度和音色相同 解题秘方：振幅是物体振动时偏离原位置的大小，偏离原位置越大，振幅越大。响度跟振幅有关，振幅越大，响度越大。音色反映声音的品质，与发声体的结构、材料有关。 【解析】A．由图可知，甲、乙的频率不同，音调不同；振幅不同，响度不同，故A错误；B．由图可知，乙、丙的频率相同，音调相同；波形相同，音色相同，故B正确；C．由图可知，乙、丁的频率相同，音调相同；波形不同，音色不同，故C错误；D．由图可知，甲、丁的振幅相同，响度相同；波形不同，音色不同，故D错误。 【答案】B 二、声音的利用 1. 利用声传递信息 如：医生利用听诊器，通过听到的声音判断人体内心脏、肺的健康状况；利用接收到台风产生的次声波来判断台风的风向及位置；利用机器产生的次声波来判断机器的优劣。 2.利用声音的回声传递信息 声波在传播过程中遇到障碍物会反射回来，根据回声反射回来的方向和时间，可以确定障碍物的方位及距离，这就是回声定位。 蝙蝠利用超声波确定目标的位置和距离。科学家利用回声定位原理发明了声呐。 3. 声可以传递能量 声传递能量的过程：发声体的振动→空气振动→其他物体运动(或振动)。实质就是声引起其他物体运动或振动的过程。 4.声波应用 超声波的特点：方向性好、穿透能力强易于获得较集中的声能等。 工业上可以利用超声波清洗精密仪器，利用超声波除尘器降低污染、美化环境；“B超”是利用超声波检查身体，获得人体内部脏器的图像信息的，从而诊断人体器官是否存在病变。医学上可以利用超声波振动除去人体内的结石。 【归纳掌握】 领域 应用 生活 人们通过交谈、听广播、听录音等传递信息。 超声波除尘器：采用超声波高频振荡原理将灰尘击落，从而达到均匀除尘的目的。 超声波加湿器：采用超声波高频振荡原理将水雾化为1~5微米的超微粒子，通过风动装置，将水雾扩散到空气中，从而达到均匀加湿空气的目的。 医疗 中医通过“望、闻、问、切”四个途径诊病，其中“闻”就是听;利用“B超”或彩超检查病人的身体情况 超声波振动去除人体内的结石：向人体内的结石发射超声波，结石会被击成细小的粉末，从而顺畅地被排出体外。 军事 声呐——根据回声定位原理测量海洋的深度、探测海底的地形特征和潜艇的位置;雷达也是利用这个原理制成的 工业 利用超声波透射法对产品进行无损探测，超声波穿过密度不均匀的物质时，会反射不同的信息。这样我们就可以在不损伤检测样品的前提下，检测出样品内部有无缺陷，这种方法叫超声波探伤。 超声波清洗精密机械：超声波在清洗液中疏密相间地向前传播，对液体产生拉伸和挤压作用，使液体内产生大量的微小气泡，这些气泡像小“炸弹”一样，不断冲击物件表面，从而达到净化物件的目的。 气象 利用台风、地震、火山爆发、海啸、核爆炸等产生的次声波判断这些灾害的强度和位置 【例6】中国古代的计程车“计里鼓车”，当车走一里时，车上的木人就敲一下鼓；当车走到十里时，车上的木人就敲一下镯，人们主要根据鼓和镯发出声音的______ (填声音的特性之一)不同，确定车行驶的是一里还是十里，这是利用声音能传递_______(填“信息”或“能量”)。 解题秘方：音色反映的是声音的品质与特色，我们能区分不同人、不同物体发出的声音，主要就是根据音色的不同。声能够传递信息和能量。 【解析】鼓和镯的材料、结构不同，所以音色不同。声能够传递信息和能量。本题是根据声音音色的不同判断出车行驶的是一里还是十里，属于传递信息。 【答案】音色 信息 三、噪声污染及其控制 1.噪声 自然界有乐音和噪声等各类声音，凡影响人们正常生活、生活和休息的声音都是噪声。噪声使人感觉烦躁不安。 【例7】从环境保护角度看，下列情景中，属于噪声的是( ) A. 图书阅览室里的吵闹声 B. 演奏会里的摇滚乐曲声 C. 林间树叶微动发出的声音 D. 运动会上拉拉队震天的加油声 解题秘方：物理学角度的噪声是指无规律、难听刺耳的声音，但是从环保角度来说，凡是妨碍人们正常休息、学习和工作的声音都是噪声。 【解析】图书阅览室里的吵闹声妨碍人们正常的工作和学习，属于噪声，A 正确；演奏会里的摇滚乐曲声、运动会上拉拉队震天的加油声是人们要听到的声音，都没有妨碍人们的正常生活，不属于噪声，B、D 错误；林间树叶微动发出的声音响度很小，对人们的工作和生活没有影响，不属于噪声，C错误。 【答案】A 2.噪声的危害 （1）噪声的强弱 实质：声音的响度。 单位：分贝(dB)。 监测：噪声监测仪。 （2）噪声的危害：妨碍人们正常的生活、工作和学习，污染环境，有害健康。 为了保证休息和睡眠：声音不能超过50 dB。 为了保证工作和学习：声音不能超过70 dB。 为了保护听力：声音不能超过90 dB。 3.控制噪声的三条途径 (1)在声源处减弱。 (2)在传播过程中减弱。 (3)在人耳处减弱。 【深度理解】从理论上，控制噪声的方式有三种；但是采用哪种或哪几种方式，需要根据具体情景和生活场景来选择。例如，课堂上，为了避免外界噪声对学生听课的干扰，不能从人耳处控制噪声。为了避免雷声对听课的干扰，不能从声源处控制噪声。 【例8】教师监考时不能穿硬底鞋，以减小噪声对考生的干扰，这是( ) A. 在声源处减弱噪声 B. 阻断噪声的传播途径 C. 防止噪声进入耳朵 D. 减小噪声传播速度 解题秘方：根据控制噪声的位置，判断控制噪声的方式。 【解析】教师监考时不能穿硬底鞋，以减小走路时产生的声音，以减小噪声对考生的干扰，这是在声源处减弱噪声。 【答案】A 1.分析波形图（图析法） 【例1】如图所示是几种声音输入到同一示波器上时显示的波形，其中音调相同的是________；响度相同的是________。 【解析】由波形图可知，声音甲和乙疏密程度相同（相同时间内振动的次数相同，均为2.5次），则振动频率相同，音调相同。由波形图可知，声音甲和丙高度相同，则振幅相同，响度相同。 【答案】甲和乙；甲和丙 【技法导引】看波形图识乐音的三特性：波形图的疏密程度反映了声音的音调，波形图的高度反映了声音的响度，波形图的形状反映了声音的音色。 2.探究声音的特性（控制变量法） 【例2】小华在学习吉他演奏的过程中，发现琴弦发出声音的音调高低是受各种因素影响的，他决定对此进行研究。经过和同学们讨论，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。 为了验证上述猜想是否正确，他们找到了下表所列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 0.76 B 铜 60 0.89 C 铜 60 1.02 D 铜 80 0.76 E 铜 F 铜 100 0.76 G 钢 80 1.02 H 尼龙 80 1.02 I 尼龙 100 1.02 （1）为了验证猜想一，应选用编号为________、________、________的琴弦进行实验。 （2）为了验证猜想二，应选用编号为________、________、________的琴弦进行实验。 （3）表中有的材料规格还没有填全，为了验证猜想三，必须知道该项内容，请在表中填上所缺数据。 （4）随着实验的进行，小华又觉得琴弦发声音调的高低，可能还与琴弦的松紧程度有关，为了验证这一猜想，必须进行的操作是：________________________________。 【解析】研究一个量（音调）与几个变量（材料、长短、横截面积）的关系，应利用控制变量法选择实验材料和设计实验步骤。 【答案】（1）A；B；C （2）A；D；F （3）80；1.02 （4）用同一根琴弦做实验，并保持实验时琴弦两固定点间的距离不变，用同样大小的力弹拨同一位置，只改变琴弦的松紧程度 【技法导引】运用控制变量法解题的技巧： 实验目的：它是实验中材料选择、步骤设计，结论概括的前提。 材料选择的要求：要验证音调与横截面积的关系，则应选择其他变量相同，只有横截面积不同的材料进行实验。 选择对照组的技巧：要验证音调与材料的关系，则材料的种类应不同，由表中数据可知，编号为G的钢丝必须使用；在此基础上，分析发现，还应选择的对照组为H、E。 设计实验的原则：验证音调与横截面积的关系，则应控制其他变量不变，改变材料的横截面积进行实验。 声音的特性是声现象的重点内容，也是中考的热点内容，主要考查对音调、响度、音色的辨析能力和决定音调、响度因素的实验探究，中考中常以乐器为载体，以歌唱和演奏为情景进行命题。题型以选择题、填空题为主，难度适中。 考法1: 超声波和次声波的了解 【例1】[广东中考]如图所示，下列说法正确的是（ ） A. 人的听觉频率范围是85 - 1100Hz B. 狗的听觉频率范围是15 - 50000Hz C. 蝙蝠能听到次声波 D. 大象能听到超声波 【试题评析】试题考查利用图析法辨析人和一些动物的发声和听觉频率范围，注意结合“图例”进行分析。 【解析】结合图例，分析图中信息可知，人的听觉频率范围是20 - 20000Hz；狗的听觉频率范围是15 - 50000Hz；蝙蝠能听到频率最低的声为1000Hz，它不能听到次声波；大象能听到频率最高的声为20000Hz，它不能听到超声波。 【答案】B 【拓展延伸】生活中，我们应加强对声的了解，如：发生地震、海啸、火山爆发、台风时会伴有次声波的产生，很多动物能听到这些声音，如狗、大象；有些动物可以发出超声波，如海豚、蝙蝠；有些动物可以发出次声波，如大象。 考法2：探究音调和响度的影响因素 【例2】[青岛中考]探究影响音调高低的因素： 过程方法：如图所示，把钢尺紧按在桌面上，一端伸出桌边。拨动钢尺，保持振幅相同，运用的科学方法是____________法。 现象：缩短钢尺伸出桌边的长度，发现钢尺振动得越来越________，音调越来越________。 问题讨论：在桌面上撒些碎纸片，敲击桌子，发现桌子发声的同时，碎纸片被弹起，由此证明声音是由物体____________产生的。 【试题评析】试题考查运用控制变量法探究音调的影响因素，属验证性实验。 【解析】与弦乐器类似，钢尺伸出桌边的长度越短，其振动频率越快，发声音调越高。 【答案】控制变量；快；高；振动 【实验技巧】1.探究音调的影响因素实验中，应控制力度（即振幅、响度）相同，改变钢尺伸出的长度进行实验。2.探究响度影响因素的实验中，应控制钢尺伸出长度相同，改变力度（即振幅、响度）进行实验。 【例3】 [黄石中考]如图所示，将正在发声的音叉轻触系在细绳上的乒乓球，观察乒乓球被弹开的幅度。使音叉发出不同响度的声音，重做上述实验。此实验说明声音的响度与________有关。 【试题评析】试题考查运用控制变量法探究响度的影响因素，属于验证性实验题。 【解析】由题中“幅度”“响度”可知实验验证的是响度与振幅的关系。 【答案】振幅 【技法导引】对于验证性实验题，可根据题目提示，联系所记的相应结论直接解答。 1.初中男生经过变声期后，声带变长、变宽，说话时声音变得浑厚低沉，变声期后的男生说话时，下列对其声带振动的分析，正确的是（ ） A. 振动变快 B. 振动变慢 C. 振幅变小 D. 振幅变大 【答案】B 【解析】音调由物体振动频率决定，频率越高音调越高，频率越低音调越低。初中男生变声期后声带变长、变宽，振动变慢，频率降低，所以说话声音变得浑厚低沉，故 A 错误，B 正确；振幅影响声音的响度，题目中仅描述声音音调变化，未提及响度变化，即无法确定振幅大小，所以 C、D 错误 。 2.如图所示的编钟是我国古代音乐文化的杰作，当用相同力度敲击大小不同的钟时，发出的声音具有不同的（ ） A. 音色 B. 音调 C. 响度 D. 声速 【答案】B 【解析】用相同力度敲击大小不同的编钟，编钟的材料和结构不变，音色不变，A 错误；大小不同的编钟，质量和体积不同，振动的难易程度不同，振动频率不同，音调不同，B 正确；敲击力度相同，编钟振动幅度相同，响度相同，C 错误；声音在相同介质中传播速度相同，D 错误。 3.在操场上体育课，体育老师发出的口令，近处的学生听到了，而远处的学生没有听清楚，其原因是（ ） A. 老师发出的声音音色不好 B. 远处学生听到的声音响度小 C. 老师发出的声音频率较低 D. 远处学生听到的声音振动幅度大 【答案】B 【解析】体育老师发出的口令，近处学生能听清，远处学生听不清，是因为声音在传播过程中能量逐渐分散，远处学生听到声音的响度变小，B 正确；老师发出声音的音色、频率是固定的，与学生听不清声音无关，A、C 错误；远处学生听到声音响度小，说明声音振动幅度小，D 错误。 4.将四个音叉发出的声音信号输入设置一样的同一示波器，波形如图，以下说法正确的是（ ） A. 乙音叉每秒钟振动次数比甲少 B. 丙音叉的音调比甲小 C. 丁音叉的响度与甲相同 D. 将甲音叉的音量降低可能出现图乙波形 【答案】A 【解析】在示波器上，波形疏密表示振动频率，乙波形比甲稀疏，所以乙音叉每秒钟振动次数比甲少，A 正确；丙音叉振动频率比甲大，音调比甲高，B 错误；丁音叉振动幅度与甲不同，响度不同，C 错误；甲音叉音量降低，响度变小，振幅变小，但频率不变，而乙音叉频率与甲不同，所以将甲音叉音量降低不会出现图乙波形，D 错误。 5.下列措施中属于在传播途中控制噪声的是（ ） A．在摩托车发动机上安装消声器 B．在高速公路两侧安装隔音幕墙 C．在学校附近安装喇叭禁鸣标志 D．机场的地勤佩戴有耳罩的头盔 【答案】B 【解析】A、在摩托车发动机上安装消声器，是在声源处减弱噪声，故A不符合题意；B、在高速公路两侧安装隔音幕墙，是传播过程中减弱噪声，故B符合题意。C、在学校附近安装喇叭禁鸣标志，是在声源处减弱噪声，故C不符合题意；D、机场的地勤佩戴有耳罩的头盔，是在人耳处减弱噪声，故D符合题意。 6.如图所示，小华发现风铃的金属管互相撞击时，能发出音调不同的声音，为探究金属管发出声音的音调与哪些因素有关，她用下表所示的几种金属管进行研究，其中在探究音调与长度的关系时，应选用金属管的编号是（ ） 编号 ① ② ③ ④ ⑤ 材料 钢 钢 钢 铜 铜 长度/cm 20 20 40 20 40 横截面积/mm² 0.3 0.7 0.5 0.5 0.5 A. ②③ B. ③④ C. ④⑤ D. ①③ 【答案】C 【解析】探究音调与长度的关系时，要控制材料和横截面积相同，改变长度。④⑤材料都是铜，横截面积都是0.5mm²，长度不同，符合要求，C 正确；②③横截面积不同，A 错误；③④材料不同，C 错误；①③横截面积不同，D 错误。 7.小明在动物世界节目中，知道大象可以发出次声波，通知远方的同伴，但他在动物园却听到大象响亮的叫声，关于大象发出的次声波与小明在动物园听见的大象叫声进行比较，下列叙述正确的是（ ） A. 前者不是由物体振动产生的 B. 前者的传播不需要介质 C. 前者的频率比后者低 D. 前者在空气中的传播速度比后者快 【答案】C 【解析】声音都是由物体振动产生的，次声波也不例外，A 错误；声音传播需要介质，真空不能传声，次声波传播也需要介质，B 错误；次声波频率低于20Hz，大象响亮叫声频率高于次声波，所以前者频率比后者低，C 正确；声音在相同介质中的传播速度相同，次声波和大象叫声在空气中传播速度一样，D 错误。 8.小明同学在手机上安装了变声软件，部分设置界面如图所示，该软件主要是通过改变发声体振动的__________来实现变声的。 【答案】频率 【解析】变声软件主要改变声音的音调，而音调由发声体振动频率决定，所以该软件主要通过改变发声体振动的频率来实现变声。 9.医生常用听诊器对病人进行某些检查，在空旷的地方喊叫时常常用手做成喇叭形，这样做的目的是减小声音的分散，从而增大声音的_______。 【答案】响度 【解析】听诊器和用手做成喇叭形，都是为了减小声音的分散，使声音集中传播，从而增大声音的响度。 10.如图，将一把钢尺压在桌面上，一部分伸出桌面，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。改变钢尺伸出桌面的长度，则钢尺发出声音的_______不同。（均填“音调”“响度”或“音色” ） 【答案】响度；音调 【解析】轻拨与重拨钢尺，钢尺振动幅度不同，发出声音的响度不同；改变钢尺伸出桌面的长度，钢尺振动快慢不同，频率不同，发出声音的音调不同。 11.在2023 年杭州亚运会开幕式上，当歌手们唱起主题曲时，台下“掌声雷鸣”，“掌声雷鸣”是指声音的_______；歌手中有女“高”音和男“低”音，这里的“高”“低”是指声音的_______ 。(均填“响度”或“音调”) 【答案】响度；音调 【解析】“掌声雷鸣” 形容掌声响亮，指声音的响度；女 “高” 音和男 “低” 音，这里的 “高”“低” 指的是声音的高低，即音调。 12.如图所示，小明在做声学实验。 （1）他将刻度尺的一端紧压在桌面上，拨动伸出桌面的一端，会听到声音，这说明声音是由于物体的_______产生的。 （2）改变刻度尺伸出桌面的长度，用与上次相同的力拨动，能够听出声音的_______（填“响度”“音调”或“音色”）发生了变化，这说明声音的这个特性与物体振动的_______有关。 （3）然后他保持刻度尺伸出桌面的长度不变，用大小不同的力拨动，能够听出声音的_______（填“响度”“音调”或“音色”）发生了变化，这说明声音的这个特性与物体振动的_______有关。他用到的实验方法叫_______。 【答案】（1）振动 （2）音调 频率 （3）响度 振幅 控制变量法 【解析】（1）拨动刻度尺，刻度尺振动发出声音，说明声音是由物体振动产生的。 （2）改变刻度尺伸出桌面长度，用相同力拨动，刻度尺振动快慢改变，频率改变，声音的音调发生变化，说明音调与物体振动频率有关。 （3）保持刻度尺伸出桌面长度不变，用大小不同的力拨动，刻度尺振动幅度不同，声音的响度发生变化，说明响度与物体振动振幅有关。在研究多个因素对实验结果的影响时，每次只改变一个因素，控制其他因素不变，这种实验方法叫控制变量法。 原创精品资源学科网独家享有版权，侵权必究！5 学科网（北京）股份有限公司 $$