2.2 声音的特性 暑假预习讲义 2025-2026学年人教版八年级上册物理

2.2 声音的特性 暑假预习讲义 2025-2026学年八年级上册物 知识与方法 一、声音的三个特性 声音的特性包括音调、响度、音色，三者从不同角度描述声音的特征。 1. 音调（声音的高低） 定义：声音的高低称为音调，例如 “高音歌唱家”“低音炮” 中的 “高”“低” 指音调。 决定因素：由发声体振动的频率决定。 频率：物体每秒振动的次数，单位为赫兹（Hz）。频率越高，音调越高；频率越低，音调越低。 实验验证： 钢尺振动实验：钢尺伸出桌面越短，振动越快（频率高），音调越高；反之，音调越低（作业帮）。 示波器观察波形：音调高的声波波形密集（单位时间内波峰 / 波谷数量多）（CSDN 博客）。 实例： 弦乐器（如吉他）通过改变弦的松紧、长短、粗细调节音调。 管乐器（如笛子）通过改变空气柱长度调节音调。 人耳听觉范围：20 Hz ~ 20000 Hz。 超声波：频率高于 20000 Hz，人耳无法听到（如蝙蝠的回声定位）。 次声波：频率低于 20 Hz，人耳无法听到（如地震、火山喷发产生的次声波）。 2. 响度（声音的强弱） 定义：声音的强弱称为响度，例如 “大声说话”“轻声细语” 中的 “大”“小” 指响度。 决定因素： 振幅：发声体振动时偏离平衡位置的最大距离。振幅越大，响度越大；振幅越小，响度越小。 距离：距离发声体越近，响度越大；距离越远，响度越小（声音在传播过程中能量分散）。 实验验证： 鼓面纸屑实验：用力敲鼓，鼓面振幅大，纸屑跳动高，响度大；轻敲时振幅小，响度小（武汉教育云）。 音叉乒乓球实验：音叉振幅越大，乒乓球被弹开的幅度越大，响度越大。 实例： 击鼓时用力大小影响响度。 医生用听诊器（减少声音分散，增大响度）。 易错点：响度与音调是独立概念，例如 “震耳欲聋” 指响度大，“尖锐刺耳” 指音调高。 3. 音色（声音的品质） 定义：音色也叫音品，反映声音的独特品质，例如 “闻其声知其人” 依据的是音色。 决定因素：由发声体的材料、结构及振动方式决定。不同发声体即使音调和响度相同，音色也不同。 实验验证： 示波器观察波形：不同乐器（如钢琴、小提琴）演奏同一音符时，波形形状不同。 实例： 辨别不同乐器（如二胡与笛子）。 区分不同人的声音。 二、对比总结 特性 物理意义 决定因素 典型现象 波形特征 音调 声音的高低 频率（振动快慢） 钢尺振动实验、弦乐器调弦 波形疏密程度（频率高则密） 响度 声音的强弱 振幅（振动幅度）、距离 鼓面纸屑跳动、扩音器增大音量 波形幅度大小（振幅大则高） 音色 声音的品质 材料、结构 辨别乐器、区分人声 波形形状（不同音色形状不同） 三、实验与应用 1. 重点实验 探究音调与频率的关系： 方法：控制钢尺振动幅度相同，改变伸出长度（控制变量法）。 结论：频率越高，音调越高。 探究响度与振幅的关系： 方法：控制敲击力度（改变振幅），观察纸屑跳动高度。 结论：振幅越大，响度越大。 2. 生活应用 超声波的应用： 蝙蝠回声定位、B 超检查、超声波清洗器。 次声波的危害： 地震、核爆炸产生的次声波可能对人体造成伤害。 音色的利用： 乐器制作（如古琴用桐木，编钟用青铜）、语音识别技术。 四、易错点提醒 频率与振幅的区别： 频率决定音调（声音 “高低”），振幅决定响度（声音 “大小”）。 例：“女高音轻声伴唱” 中，“高音” 指音调高，“轻声” 指响度小。 1. 超声波与次声波： 超声波和次声波属于声的范畴，但人耳无法感知。 例：狗能听到超声波（狗哨频率 23~54 kHz），而人听不到。 音色的独特性： 音色是发声体的 “身份证”，即使音调和响度相同，不同发声体的音色也不同。 五、典型例题 例题 1： 如图所示，甲、乙、丙为三种乐器的声波波形图，它们的音调、响度、音色是否相同？ 答案： 音调相同（波形疏密相同，频率相同）。 响度相同（波形幅度相同）。 音色不同（波形形状不同）。 例题 2： 下列事例中，与音调有关的是（ ） A. 用力击鼓使响度增大 B. 医生用听诊器听心跳 C. 调节吉他弦的松紧 D. 辨别不同人的说话声 答案：C（调节弦的松紧改变频率，影响音调）。 六、知识拓展 等响曲线：反映人耳对不同频率声音的响度感知差异（如 100Hz 的声音需更大振幅才能与 1000Hz 的声音响度相同）。 分贝（dB）：响度的单位，0dB 是人耳能听到的最弱声音，长期暴露在 90dB 以上环境中会损害听力。 建议结合教材插图和示波器模拟实验进一步理解波形与声音特性的关系，通过实际操作（如用手机 APP 测声纹）加深对音色的认识。 专题练习 一、单项选择题 1．如图所示，为几种声音在示波器上显示的波形，下列说法正确的是（　　） A．甲丙响度相同 B．乙、丙响度相同 C．甲丙音调相同 D．丙丁音色相同 2．3月12日是我国的植树节，植树造林人人有责。植树中，小明听到有人叫他过来帮忙，他分辨出这是张老师的声音，这是根据声音的（　　） A．音调 B．响度 C．音色 D．声速 3．随着科学技术和社会的发展，超声波已广泛应用于各南宁市的各个领域。下列事例中利用超声波传递信息的是（　　） A．用超声波电动牙刷刷牙 B．用超声波给金属工件探伤 C．南宁享得利眼镜店员工用超声波清洗眼镜片 D．区医院医生用超声波除去人体内的结石 4．”洋装虽已穿在身，但我心依然是中国心……”我们能听出这首脍炙人口的歌曲是台湾艺人张明敏所唱，判定的依据是声音的（　　） A．音调 B．响度 C．音色 D．音速 5．下表中列出的是一组音乐的频率，同学们通过讨论总结出下面四个结论，其中正确的是（　　） 音符 1 2 3 4 5 6 7 音名 do re mi fa sol la si 频率/Hz 256 288 320 341.3 384 426.7 480 A．发声体振动的频率越大，响度越大 B．发声体振动的频率越大，音调越高 C．发声体振动的频率越大，音调越低 D．发声体振动的频率越大，音色越好 6．端午节举行龙舟赛时，运动员喊着号子、和着鼓点有节奏地划桨．下列有关现象的说法不正确的是（　　） A．鼓声是由鼓槌振动产生的 B．鼓声是通过空气传到岸上观众耳朵中的 C．运动员打鼓用的力越大，鼓声响度越大 D．岸上观众是通过音色分辨鼓声、号子声的 7．如图所示，在7个相同的玻璃瓶中灌入不同高度的水，仔细调节水的高度。用相同大小的力敲击它们，就可以发出“1，2，3，4，5，6，7”的声音来。关于这种“水瓶琴”，下列说法错误的是（　　） A．声音是由瓶内的空气振动产生的 B．声音在空气中以声波的形式传播 C．7个水瓶发出声音的响度大致相同 D．最右边水瓶发出声音的音调最高 8． 2021年，云南野象群北迁引发全球关注。迁徙途中，一只小象虽掉队十余公里，仍能够通过次声波与象群取得联系并最终“归队”。象群交流使用的次声波人却听不见，这是因为（　　） A．人与象距离太远 B．次声波的响度太小 C．次声波的频率太低 D．次声波的音调太高 二、填空题 9．用硬塑料片在梳子齿上划动可发出声音，用力划比轻轻划的声音的　 　 大，快划比慢划的声音的　 　高． 10．“高声呼叫”反映了声音的　 　很大，“声音低沉”反映了声音的　 　很低；“买西瓜时，拍拍西瓜就知道瓜的好坏”是依据声音的　 　． 11．过去万源交通不便物质运输全靠人力，“巴山背二哥”是人们对当时背运货物的人的俗称，每当“背二哥”登上一座山时总要高歌一曲，这里的“高”指　 　 ，日久天长“背二哥”都练成了男高音，这里的“高”指　 　 ． 12．如题图所示为一个抽拉笛，在小木棒上捆些棉花做成活塞，用水蘸湿棉花，插入两端开都口的竹管中，用嘴吹竹管的上端就可以发出哨音。哨音是由　 　产生，并通过　 　传播到人耳朵中的，向上推活塞，可增大哨音的　 　（填声音的某种特性）。 13．“姑苏城外寒山寺，夜半钟声到客船”，这是唐诗中的名句，船上的客人听到寒山寺的钟声，这是由于寒山寺的大钟受撞击，产生　 　 而发出的，是通过　 　 传到人耳的，客船上的人能辨别传来的是“钟声”而不是“鼓声”实际上他是根据声音的　 　 来判别的。 三、实验探究题 14．小明在学习古他演奏的过程中发现琴弦发出声音音调的高低，可能受各种因素影响，小明对此进行探究，经过与同学们讨论，做出了影响琴弦发出声音的音调高低的猜想： 猜想一：可能与琴弦的横截面积有关； 猜想二：可能与琴弦的长度有关； 猜想三：可能与琴弦的材料有关。 为验证猜想，他找来琴弦，规格如表所示： 编号 材料 长度（cm） 横截面积（） A 铜 60 0.76 B 铜 60 1.02 C 铜 80 0.76 D 尼龙 80 （1）为验证猜想一，可选编号为　 　的两组琴弦进行实验探究。实验时采用的研究方法是　 　； （2）选择A、C研究后发现音调不同，由此得出的结论是：音调的高低与　 　有关； （3）为验证猜想三，表格中琴弦D的横截面积应该是　 　； 答案 1．A 2．C 3．B 4．C 5．B 6．A 7．A 8．C 9．响度；音调 10．响度；音调；音色 11．响度大；音调高 12．空气柱振动；空气；音调 13．振动；空气；音色 14．（1）AB；控制变量法 （2）琴弦的长度 （3）0.76 学科网（北京）股份有限公司 $$