1 声音的特性与应用-2025-2026学年科学八年级上册浙教版

该初中科学讲义以“声音的特性与应用”为核心，通过“概念解析-特性对比-应用拓展”三级框架构建知识体系，运用表格对比（如音调/响度/音色辨析表、乐器发声影响因素表）、波形图可视化等工具梳理声音的产生、传播及特性，落实科学观念的系统建构。 讲义亮点在于分层练习设计与方法指导，如通过波形图分析题（例6）培养科学思维的模型建构能力，结合乐器音调实验探究题（例8）提升探究实践能力。“微点拨”专栏精准区分易混点，基础题与拓展题兼顾不同学生，助力教师实施精准化单元复习教学。

声音的特性与应用 一、声音的产生 1、声音的产生：声音是由物体振动产生的，正在振动的物体叫声源；一切发声体都在振动，振动停止，发声停止。 (1)一切发声的物体都在振动。只不过有些物体的振动比较明显，有些不明显、不容易观察到。 (2)“振动停止，发声也停止”不能叙述为“振动停止，声音也消失”，因为振动停止，只是不再发声，而原来发出的声音仍继续传播并存在。 【温馨提示】①振动一定会发声，但发出的声音人耳不一定能听到；如果物体不振动，就一定不会发出声音。②“振动停止，发声也停止”是指当发声的物体停止振动时，发声体将停止发声，但原来发出的声音仍可以在介质中继续传播，直至消失，所以不能理解为“振动停止，声音也消失”。 2、声源：发声的物体叫做声源。 （1）固体、液体、气体都能发声，都可以成为声源。 （2）声音是由物体的振动产生的，振动停止，发声也停止。但是不能说振动停止，声音也消失。因为振动停止，只是不再发声，但是原来所发出的声音还在继续向外传播并存在。 【方法归纳】一切正在发声的物体都在振动，固体、液体、气体都可以因振动而发出声音。所谓的“风声、雨声、读书声，声声入耳”，其中的“风声、雨声、读书声”就分别是由气体、液体、固体的振动而发出的声音。 二、声音的传播 1、声音的传播：（1）声音的传播需要介质，传播声音的介质可以是固体、液体和气体，真空不能传声。振动停止，发声停止，但声音不会马上消失。 （2）声音是以波的形式传播的，叫声波（如下图）。声波的传播也伴随着能量的传播。 注意：有声音一定有声源在振动，有声源振动不一定能听见声音。 （3）声音可以在固体、液体和气体中传播，但不能在真空中传播。 2、回声：声波遇到障碍物会被反射回来，我们听到的回声，就是声波反射形成的。 人耳能分辨出回声和原声的条件是：反射回来的声音到达人耳比原声晚0.1s以上，即：声源到障碍物的距离大于17m。 3、声波 （1）声波：音叉的振动使它附近的空气时而变密、时而变疏，周围的空气就形成了疏密相间的状态，并且不断地向远方扩展，这就叫声波。 （2）声音的传播速度：声音在空气中的传播速度是340m/s；在水中传播比在空气中快，约为1500m/s；在钢铁中更快，速度可达5200m/s. （3）影响声速的因素：A、介质的种类，一般情况下v固＞v液＞v气；B、温度，同种介质，温度越高，声速越大。 4、人耳如何听到声音 （1）人耳听到声音的过程：发声体发出声音→介质传声→耳朵听声。其中任何一个阶段被阻断，都将听不到声音。人耳听觉障碍如果是传导障碍，一般可用骨传导来帮助听到声音。如果是神经性耳聋，不易治愈。 （2）声音可以通过头骨、颌骨传到听觉神经，物理学中把这种传导方式叫做骨传导。一些失去听觉的人可以通过骨传导来听声音。 （3）声源到两只耳朵的距离一般不同，这就造成了声音传到两只耳朵的时间、强度及其它特征也就不同，这就是双耳效应。正是由于双耳效应，人们可以准确地判断声音的方位。 （4）声波在传播过程中遇到障碍物会发生以下情况：一部分声波在障碍物表面反射；另一部分声波可能进入障碍物，被障碍物吸收甚至穿过障碍物，如隔墙能听到相邻房间里的声音。不同障碍物对声波的吸收和反射能力不同。通常情况下坚硬光滑的表面反射声音的能力强。如：北京天坛的回音壁的光滑圆形墙壁能使声波发生多次反射；松软多孔的表面吸收声波的能力强，如音乐厅的蜂窝状天花板就是为了吸收声音。 三、音调 声音的特性：声音的特性有音调、响度和音色三个方面。 1、音调：物理学中用音调表示声音的高低，音调是乐音的一个特性。音调由发声物体振动的频率决定。频率越高，音调越高；频率越低，音调越低。 2、频率：物体每秒振动的次数叫做频率，频率是用来表示物体振动快慢的物理量。单位是赫兹(Hz)。物体振动越快，频率越高；振动越慢，频率越低。(如图) 频率不同，声音的波形不同。频率高，声音的波形密集，频率低，声音的波形稀疏，如图所示。 3、声的分类 声 超声波 高于20 000Hz的声叫超声波，如蝙蝠发出的声 声音 人类能听到的声叫声音，频率在20 Hz~20 000Hz 次声波 低于20 Hz的声叫次声波，如大象用以交流的声 【微点拨一】超声波 超声波的波长短，在均匀介质中能沿直线传播，应用于探伤、测距、测厚、医学诊断和成像。 【微点拨二】次声波 火山爆发、激光、地震、海啸、台风、核爆炸等都能产生次声波。火箭发射等现象都会产生次声波。次声波频率低，其最显著的特点是传播距离远，不容易被吸收。如：印度尼西亚的喀拉喀托火山爆发时，产生的次声波绕地球三圈传播了十几万米。次声波速度大于风暴的速度，可以检测风暴。但是有的次声波对人体有害。 【知识拓展】声音的音调 1、音调：声音的特性是声现象的主要内容，也是声现象重要知识点。在声音特性三个主要知识点中，考查音调和音色较多，主要关注点是音调与物体振动频率有关、与物体的结构有关，同一物体，当其结构发生变化时，其振动频率也相应跟着变化，也就是说音调也会发生变化（如乐器的演奏、瓶中水量多少等）； （1）音调是由物体振动的频率决定的； （2）物体的大小、粗细、结构发生变化，其振动频率发生变化；如：用手指按压琴弦不同位置、拨动不同粗细的琴弦、用手指堵住笛子的不同气孔、拨动伸出桌子不同长度的钢板尺等都会改变声音的音调。 （3）敲击或拨动发声体的力量不同，会影响到声音的响度。 （4）和音调有关词语有：歇斯底里、尖叫、男高音、女高音、声音低沉等等。 （5）影响乐器音调的因素 种类 打击乐器 弦乐器 管乐器 示例 鼓、锣 二胡、小提琴 长笛、箫 振动物体 鼓面、锣面 弦 空气柱 影响因素影响因素 鼓皮绷得越紧，鼓面越小，振动得越快，音调就越高；锣面越小，音调越高。击鼓的力量越大，鼓面的振幅越大，发出声音的响度越大 长而粗的弦发声的音调低，短而细的弦发声的音调高；绷紧的弦发声的音调高，松弛的弦发声的音调低。弦的振动幅度越大，发出声音的响度越大 管乐器中有一段空气柱，吹奏时空气柱振动发声，抬起不同的手指，就会改变空气柱的长度，从而改变音调。长的空气柱发声的音调低，短的空气柱发声的音调高 四、响度 1、响度：是指人耳感受到的声音强弱。响度跟发声体的振幅有关。振幅越大，响度越大；振幅越小，响度越小。振幅不同，声音的波形不同，如图所示。 拓展：物体在振动时偏离原来位置的最大距离叫振幅。 2、响度与距离的关系：同样大小的声音，我们距离发声体近时听到的声音比远时的大，可见响度还跟距离发声体的远近有关系。距离越远，听到的声音越弱。 【微点拨】响度 1、敲击或拨动发声体的力量不同，会影响到声音的响度。 2、和响度有关的描述词语，常见的有：声音洪亮、高声、大声、声如洪钟、低声（响度）细语（音调）等。 五、音色 1、音色：音色也叫音质或音品，它反映了每个物体发出的声音的特有品质。不同发声体所发出声音的音色是不同的。“闻其声而知其人”，也就是因为每个人的声音都有各自的特征，即不同人的音色不同，故听到说话声便可分辨出是谁。 2、影响音色的因素：音色是由发声体的材料、结构和振动方式等因素决定的，因此音色的影响因素是发声体本身。 【微点拨】音色 音色是不同物体所独有的特征，相同材料和结构的两个物体，发出的声音音色不会相同，就像人的指纹一样，每个物体都有自己的音色，所以辨别不同物体声音靠的是音色。 辨识发声体、声纹锁等都是利用的音色。 音调、响度、音色的对比 概念 决定因素 日常描述 相关说明 音调 人耳觉到声音高低 感发声体振动的的频率，频率的越高，音调越高 ①同一音阶中1、2、3、4、5、6、7音调逐个升高 ②声音的尖细指音调高，粗沉指音调低 ③唱歌时“这一句太高，我唱不上去”，这里的“高”指音调高 ①音调高的声音响度不一定大，响度大的声音音调不一定高 ②音色只与发声体本身有关，不受音调、响度的影响 ③声音的传播速度与声音的振动频率无关，只取决于传播介质 响度 人耳觉到声音强弱 ①发声体的振幅，振幅越大，响度越大 ②距离发声体的远近 ①“你的声音太低，我听不清”，这里的“低”指响度小 ②“震耳欲聋”指响度大 音色 声音的特色 发声体的材料、结构和振动方式等 “闻其声而知其人”指每个人的音色不同 六、声音传递信息 1、声音能够传递信息。人们说话进行交流，医生用听诊器查病，敲击铁轨判断故障等，都是声音传递信息的例子。 2、在声音传递信息方面，出现频率较高的内容有：B超利用B型超声遇到障碍物反射回来成像原理，利用声音反射测距，听诊器利用声音信号诊病，蝙蝠利用超声辨别物体和障碍物，倒车雷达利用超声测距，听声辨识人或物，利用超声波探伤等。 知识点五：声音传递能量 1、声音可以传递能量。飞机起飞时，旁边建筑物玻璃被振响、爆炸声震碎玻璃、雪山中不能高声说话、超声波碎石机振碎人体内结石等现象，都说明声音在传播过程中伴随着能量传播。 2、在声音传递能量方面，出现频率较高的考题内容有：利用超声波碎石为病人治病，利用超声波清洗牙齿污物，利用超声波清洗首饰，爆炸声震碎玻璃、雪山中不能高声说话等。 七、噪声的概念 1、噪声 （1）从物理学角度看，发声体做无规则振动产生的声音称为噪声。如：家庭装修时电钻发出的声音。 （2）从环境保护角度来说，凡是干扰人们正常的学习、工作和休息的声音都称为噪声。 2、噪声的来源 （1）工业噪声：纺织厂、印刷厂、机械车间的噪声； （2）施工噪声：筑路、盖楼、打桩等； （3）社会噪声：家庭噪声、娱乐场所、商店、集贸市场的喧哗声； （4）交通运输噪声：各种交通工具的喇叭声、汽笛声、刹车声、排气声、机械运转声等。 【微点拨】 噪声和乐音都是由物体振动产生的，并没有严格的界限。有些声音从物理学角度看属于乐音，但是从环保角度看属于噪声。如：悠扬的歌声，从物理学角度属于乐音，但是如果在晚上听到这样的歌声，影响了人们的休息，从环保角度就属于噪声。 3、噪声的强弱等级 （1）分贝（dB）：人们以分贝（dB）为单位来表示声音强弱的等级。0 dB是人们刚能听到的最微弱的声音。 （2）一些声音的声级和人们相应的主观感觉 声音 声级/dB 主观感觉 风吹落叶沙沙声 10 极静 睡眠的理想环境 20-30 安静 阅览室、办公室 40-50 较静 一般说话 60 大声说话 70 较吵 繁华街道的喧哗 80 汽车鸣笛 90 很吵 摇滚音乐会 100 电锯工作 110 震耳 飞机起飞 120 感到疼痛 喷气式飞机起飞、火箭起飞 140-150 无法忍受、永久性耳聋 4、噪声的危害 （1）＞90dB，会破坏听力，引起神经衰弱、头痛高血压等疾病； （2）＞70dB，会影响学习和工作； （3）＞50dB，会影响休息和睡眠。 八、噪声的控制 噪声的控制 1、在声源处控制噪声：噪声大的机器或换用噪声小的设备，货架一些消声装置；如：在声源处加防护罩、在内然机或摩托车排气管处加消声器。 2、在传播过程中控制噪声：传输的路径上隔离和吸收声波：用隔音或吸音材料把噪声声源与外界隔离开；如：在马路和住宅间设立屏障或植树造林。 3、在接收处控制噪声：阻止噪声进入人耳。 戴防噪声耳塞、耳罩、防声头盔，或用手指塞住耳朵等。 【微点拨】 （1）噪声往往只能减弱，而不是完全的消除，因为在一些生产生活中是不可避免的要产生噪声的。 （2）噪声的减弱我们常常采取“隔”、“吸”和“消”的方法。如隔声墙、剧场墙上的吸音小孔、机器减震等。 （3）减弱噪声的方法 措施(或方法) 实例 防止噪声产生(在声源处减弱) 改造噪声大的机器或换用噪声小的设备；给机器加橡皮垫来减弱它的振动；给汽车和摩托车安装消声器等 在传播路径上隔离和吸收声波(在传播过程中减弱) 在马路和住宅间设立屏障或植树造林等 防止噪声进入耳朵(在人耳处减弱) 在工作时戴耳塞、耳罩、防噪声头盔等 （4）区分声传递的是信息还是能量的方法 许多同学对声音传递的是信息还是能量区别不开。这里告诉你一个小窍门：凡是声音能引起其他物体变化的例子，说明声音传递的是能量；声音未能引起其他物体的变化，而人们可以根据所听到的声音作出判断的例子，说明声晋传递的是信息。 【例1】人工智能技术的不断发展，聊天机器人成为了一个备受瞩目的领域。在这个领域中，宇树科技凭借其卓越的性能和广泛的应用场景，成为了受欢迎的聊天机器人之一。如图是工程师聆听机器人唱歌表演的场景，下列说法正确的是（　　） A．机器人的声音“震耳欲聋”指音调高 B．机器人的歌声是通过空气传入工程师耳朵的 C．机器人的歌声不是振动产生的 D．歌声在各种介质中的传播速度均为 【例2】“越剧”是浙江的传统戏曲形式，演员演唱时运用不同技巧发出不同的声音。下列相关说法正确的是（　　） A．“越剧”中演员改变的音调由发声体振动的幅度决定 B．观众能区分不同演员的声音，是因为声音的音调不同 C．演员演唱时发出的洪亮的声音，说明其响度较大 D．声音在剧场中传播时，音调越高，传播速度越快 【例3】如图为浙江研发的新型盲人智能终端设备，盲人借助AI智能眼镜可语音交互，识别红绿灯、斑马线等。下列相关说法正确的是（　　） A．智能眼镜发出的声音以超声波的形式传递到人耳处 B．盲人接受设备语音提示信号的感受器是鼓膜 C．中耳包含耳蜗，能将声音信号转化为神经冲动 D．若听觉神经受损，盲人可能无法感知设备语音提示的信号 【例4】如图所示，用硬纸片把收音机的一个喇叭糊起来，做成一个“舞台”，当你打开收音机时，台上的“小人”在音乐声中翩翩起舞。关于这个现象，下列说法中不正确的是（　　） A．收音机中传出的优美的乐曲有时也会成为噪声 B．“小人”跳舞说明声音是由物体的振动产生的 C．音乐声越大，“小人”舞动越剧烈，说明物体的音调越高，声音的响度越大 D．关掉收音机是从声源处减弱噪声的 【例5】唐代诗人李白游黄鹤楼时留下了千古名句“黄鹤楼中吹玉笛，江城五月落梅花”。诗人既能辨别吹奏的乐器是笛子，又能辨别吹奏的曲子是《梅花落》，分别是依据声音特性中的（   ） A．音色和音调 B．音调和音色 C．音调和响度 D．响度和音色 【例6】如图甲、乙、丙、丁是不同声音先后输入到同一示波器上所显示的波形图。 (1)根据波形可知，甲、乙、丙的音色相同，三者中 的响度相同。 (2)工地上机器工作时发出的噪声，它显示的波形图为 。（选填“甲”“乙”“丙”或“丁”） 【例7】如图所示，根据对声音的传播及特性的学习，完成以下填空。 (1)如图1所示，通过水波来研究声波，这种研究问题的方法是 （填字母）； A．推理法 B．类比法 C．控制变量法 D．转换法 (2)如图2所示敲打右侧音叉，发现左侧音叉与它接触的乒乓球被弹起，此现象说明 ； (3)如图3示，甲、乙、丙、丁四个相同的瓶子里装入了不同量的水，用用棒敲击瓶子时，则发出声音音调从高到低依次是 ； 【例8】小漫自己制作了一个哨子，在筷子上缠一些棉花，做成一个活塞。用水蘸湿棉花后插入两端开口的塑料管，吹管的上端，可以发出悦耳的哨声，如图甲所示。 (1)这哨声是由管内的 振动而产生的。上下推拉活塞，可以改变声音的 （选填“音调”、“响度”或“音色”）。 (2)如图乙所示，①、②、③图活塞在管中不同位置时，用嘴吹管的上端能分别吹出“dou（1）”、“ruai（2）”、“mi（3）”三个音阶（音调逐渐升高），则dou（1）这个音阶与 图位置对应。 【例9】小丽用两把伞做了一个“聚音伞”的实验，如图，在右边伞柄的A点挂一块机械手表，当她的耳朵位于B点时听不到表声，把另一把伞放在图示位置后，在B点听到了手表的滴答声，“聚音伞”增大了人听到声音的 ，手表声在两伞之间传播依靠的介质是 。 【例10】小明在吉他演奏中发现，琴弦发出的音调与弦线的长度、粗细和张力有关。于是他利用弦音计做研究。 (1)如图1所示，其中a、b、c、d四根弦线的张力相同； ①若他选择b、d两弦线做实验，则研究的目的是探究音调与弦线 的关系； ②若他要研究音调与弦线粗细的关系，则应选择 和 两弦线做实验； ③小明研究后得出结论：在其他条件相同的情况下，弦线越长，发出的音调越低；弦线越粗，发出的音调越低； (2)请你据图2判断，在张力相同的情况下，分别按住A点、B点、C点后拨动琴弦，发出的音调最高的是按住 点，最低的是按住 点。 1、关于声音的产生和传播，下列四幅场景描述中，其原理分析正确的是（　　） ①太空中的爆炸：科幻电影中太空中剧烈的爆炸产生耀眼光芒却无声响，是因为真空不能传声。 ②土电话传音：对着“土电话”说话，声音主要通过空气传到另一端的耳朵里。 ③敲击鼓面：我们听到的鼓声是由鼓面振动产生的。 ④倒车雷达：汽车倒车雷达利用超声波探测障碍物，说明声音可以传递能量。 A．只有①和② B．只有①和③ C．只有②和④ D．只有③和④ 2、关于声现象的描述，下列说法中不正确的是（　　） A．图甲中，钢尺伸出桌边的长度越长，拨动时发出声音的音调越低 B．图乙中，逐渐抽出真空罩内的空气，闹钟发出的铃声逐渐变小 C．图丙中，说明声音是由物体振动产生的 D．图丁中，开启倒车雷达，可利用次声波回声定位 3、如图所示，敲击音叉A，音叉B将乒乓球弹起，下列说法错误的是（ ） A．A、B之间的空气可以传递能量 B．A、B之间的空气与音叉发生了相互作用 C．用大小不同的力敲击音叉A，音叉A发出声音的音色会变化 D．若在宇航员生活的空间站内做此实验，乒乓球依然可以弹起来 4、如图是某主动降噪耳机的消音原理图。该耳机能根据噪声情况产生相应的反噪声声波，与噪声合成，达到降噪效果。下列说法中正确的是（　　） A．该耳机在声源处降噪 B．该耳机通过改变噪声的响度实现降噪 C．该耳机是改变噪声的音色来实现降噪 D．该耳机通过改变噪声的音调实现降噪 5、根据图中所给信息，下列说法正确的是（　　） A．蝙蝠可以发出频率为1000Hz的声音 B．人能听到蝙蝠发出的所有频率的声音 C．人的听觉频率范围比人发声频率范围大 D．15Hz的声音只要响度足够大，人耳是能听到的 6、在学习吉他演奏的过程中，小明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，提出以下猜想： 猜想1：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2：琴弦发出声音的音调高低，可能与琴弦的长短有关。 猜想3：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，他找到了下表所列的9种规格的琴弦，因为音调的高低取决于声源振动的频率，于是借来了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） 编号 材料 长度（cm） 横截面积（mm2） A 铜 60 0.76 F 铜 80 1.02 B 铜 60 0.89 G 铁 C 铜 60 1.02 H 纤维 100 1.02 D 铜 80 0.76 I 尼龙 100 1.02 E 铜 100 0.76 (1)为了验证猜想1，应选用编号为 的三根琴弦进行实验；为了验证猜想2，应选用编号为 的三根琴弦进行实验。 (2)表中有的材料规格还没有填全，为了验证猜想3，必须知道该内容。则表中编号G处所缺的数据应为 。 (3)随着实验的进行，小明又觉得琴弦音调的高低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： 。 7、在探究声音的产生和传播条件时，同学们做了以下实验，请根据要求回答问题。 (1)小华同学将一只通电的小电铃放在连通了抽气机的玻璃罩内，如图甲所示。用抽气机把玻璃罩内的空气逐渐抽出，会发现声音的响度逐渐减小，如果把空气又逐渐地通入玻璃罩内，将会发现 此实验说明了 ； (2)小丽等同学利用如图乙所示的实验装置进行探究，将系在细线上的乒乓球靠近音叉。 a，当小丽同学用小锤敲击音叉的时候，既能听到音叉发出的声音，又能观察到 ，通过实验现象得到的结论是 ； b，乒乓球在实验中的起到什么作用？ ； c，若实验过程中小丽同学加大敲击音叉的力度，听到和看到的现象会有什么样的变化？ ； d，在实验操作过程中，小丽同学采用：先将音叉离开乒乓球一定距离敲击音叉，然后再靠近乒乓球，观察现象；小刚同学采用：先将音叉贴近乒乓球，然后再敲击音叉，观察现象。你认为两个同学的操作合理的是 。说明理由 。 8、如图，在8个相同的水瓶中，灌人质量不同的水，水面的高度不等。 (1)小科用相同的力量敲击它们，它们就可以发出不同音调的声音，此时的声源是 （填“空气柱”或“瓶和水”），盛水越多，敲击时发出的声音的音调就越 。 (2)小科用嘴依次吹瓶口，也可以发出不同音调的声音，此时的声源是 （填“空气柱” 或“瓶和水”），瓶中的空气柱越短，振动得越快，频率越 ，发出的声音的音调就越 。 9、如图所示，小明和小刚用细棉线连接了两个可乐饮料的纸杯制成了一个“土电话”。 (1)他们用“土电话”能实现10m间的通话，这表明 。 (2)某研究小组利用以上两个纸杯和一些长短、粗细不同的琴弦，又进行了探究“音调和哪些因素有关”的活动，他们选用的琴弦长度、材料在图中已标出（其中琴弦的横截面积关系：a＝c＝d＜b），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若有同学选择c和d进行研究，并推理得出：琴弦长度越长，振动越慢，音调就越低的结论，该同学探究过程中存在的问题是 。 10、吉他音乐活动中，如图甲所示，同学们观察琴弦的发声情况，提出琴弦发声的音调与哪些因素有关。于是组装了如图乙所示的实验装置，一块厚木板上有A、B两个楔支撑着琴弦，其中A楔固定，B楔可沿木板移动以改变琴弦振动部分的长度。将钢制琴弦的末端固定在木板O点，另一端通过滑轮悬挂个数不同、规格相同的重物，重物个数越多，琴弦绷得越紧。轻轻拨动琴弦，在AB间产生振动，并用仪器测出发声频率，实验记录如表所示。 次数 长度L/m 重物个数/个 频率f/Hz 1 0.4 2 375 2 0.8 2 170 3 　 4 265 (1)分析表格中的数据，第 次实验中琴弦发声的音调最高； (2)分析 两次实验数据可知，在松紧程度相同时，琴弦 ，琴弦发声的音调越低； (3)当表格中的空格数据为 时，可用2、3两次实验来研究琴弦发声的音调和弦的松紧程度的关系。 11、在航天工程中，如何监测火箭发动机的健康状态是一个重要课题。工程师设想通过分析发动机工作时发出的声音来实时诊断故障。据此设计以下模拟实验： 实验一：在抽成真空的密闭罐中放置一个正常工作的微型振动马达，如果将罐中的空气逐渐抽走，听到的声音越来越小。 实验二：故障特征频率提取。让一个齿轮组（模拟发动机正常状态）和一个同转速但带有缺损齿的齿轮组（模拟发动机故障状态）分别划过相同的硬纸片，通过计算机分析故障齿轮组产生的声音。 实验三：声波的能量效应。将一个小型扬声器的开口对准一个蜡烛。当扬声器发出特定频率的强声波时，观察现象。 (1)以上三个实验中，实验一表明 。 (2)从实验二得知：当齿轮缺损时，工程师听到声音的音调将 （选填“变低”或“变高”）。 (3)实验三表明：声音在空气中是以 的形式向远处传播的，声音具有 。 12、某同学为了探究物体发声时振动的频率高低与哪些因素有关，他选择4了四根钢丝进行实验，具体数据如表： 编号 材料 长度 粗细 松紧 甲 钢丝 10cm 0.2mm2 紧 乙 钢丝 10cm 0.1mm2 紧 丙 钢丝 5cm 0.1mm2 紧 丁 钢丝 5cm 0.1mm2 松 (1)用同样的力拨动钢丝甲和乙时，发现拨动钢丝 的音调高。由此可以得出的结论是：在弦的松紧程度、长度相同时，振动的频率高低与弦的 有关。 (2)为了探究发声体振动的频率高低与弦的长度的关系时，他应用同样大小的力先后拨动钢丝 和钢丝 。 (3)先后用同样大小的力拨动钢丝丙和丁，可以得出的结论是： 。 1 学科网（北京）股份有限公司 $ 声音的特性与应用 一、声音的产生 1、声音的产生：声音是由物体振动产生的，正在振动的物体叫声源；一切发声体都在振动，振动停止，发声停止。 (1)一切发声的物体都在振动。只不过有些物体的振动比较明显，有些不明显、不容易观察到。 (2)“振动停止，发声也停止”不能叙述为“振动停止，声音也消失”，因为振动停止，只是不再发声，而原来发出的声音仍继续传播并存在。 【温馨提示】①振动一定会发声，但发出的声音人耳不一定能听到；如果物体不振动，就一定不会发出声音。②“振动停止，发声也停止”是指当发声的物体停止振动时，发声体将停止发声，但原来发出的声音仍可以在介质中继续传播，直至消失，所以不能理解为“振动停止，声音也消失”。 2、声源：发声的物体叫做声源。 （1）固体、液体、气体都能发声，都可以成为声源。 （2）声音是由物体的振动产生的，振动停止，发声也停止。但是不能说振动停止，声音也消失。因为振动停止，只是不再发声，但是原来所发出的声音还在继续向外传播并存在。 【方法归纳】一切正在发声的物体都在振动，固体、液体、气体都可以因振动而发出声音。所谓的“风声、雨声、读书声，声声入耳”，其中的“风声、雨声、读书声”就分别是由气体、液体、固体的振动而发出的声音。 二、声音的传播 1、声音的传播：（1）声音的传播需要介质，传播声音的介质可以是固体、液体和气体，真空不能传声。振动停止，发声停止，但声音不会马上消失。 （2）声音是以波的形式传播的，叫声波（如下图）。声波的传播也伴随着能量的传播。 注意：有声音一定有声源在振动，有声源振动不一定能听见声音。 （3）声音可以在固体、液体和气体中传播，但不能在真空中传播。 2、回声：声波遇到障碍物会被反射回来，我们听到的回声，就是声波反射形成的。 人耳能分辨出回声和原声的条件是：反射回来的声音到达人耳比原声晚0.1s以上，即：声源到障碍物的距离大于17m。 3、声波 （1）声波：音叉的振动使它附近的空气时而变密、时而变疏，周围的空气就形成了疏密相间的状态，并且不断地向远方扩展，这就叫声波。 （2）声音的传播速度：声音在空气中的传播速度是340m/s；在水中传播比在空气中快，约为1500m/s；在钢铁中更快，速度可达5200m/s. （3）影响声速的因素：A、介质的种类，一般情况下v固＞v液＞v气；B、温度，同种介质，温度越高，声速越大。 4、人耳如何听到声音 （1）人耳听到声音的过程：发声体发出声音→介质传声→耳朵听声。其中任何一个阶段被阻断，都将听不到声音。人耳听觉障碍如果是传导障碍，一般可用骨传导来帮助听到声音。如果是神经性耳聋，不易治愈。 （2）声音可以通过头骨、颌骨传到听觉神经，物理学中把这种传导方式叫做骨传导。一些失去听觉的人可以通过骨传导来听声音。 （3）声源到两只耳朵的距离一般不同，这就造成了声音传到两只耳朵的时间、强度及其它特征也就不同，这就是双耳效应。正是由于双耳效应，人们可以准确地判断声音的方位。 （4）声波在传播过程中遇到障碍物会发生以下情况：一部分声波在障碍物表面反射；另一部分声波可能进入障碍物，被障碍物吸收甚至穿过障碍物，如隔墙能听到相邻房间里的声音。不同障碍物对声波的吸收和反射能力不同。通常情况下坚硬光滑的表面反射声音的能力强。如：北京天坛的回音壁的光滑圆形墙壁能使声波发生多次反射；松软多孔的表面吸收声波的能力强，如音乐厅的蜂窝状天花板就是为了吸收声音。 三、音调 声音的特性：声音的特性有音调、响度和音色三个方面。 1、音调：物理学中用音调表示声音的高低，音调是乐音的一个特性。音调由发声物体振动的频率决定。频率越高，音调越高；频率越低，音调越低。 2、频率：物体每秒振动的次数叫做频率，频率是用来表示物体振动快慢的物理量。单位是赫兹(Hz)。物体振动越快，频率越高；振动越慢，频率越低。(如图) 频率不同，声音的波形不同。频率高，声音的波形密集，频率低，声音的波形稀疏，如图所示。 3、声的分类 声 超声波 高于20 000Hz的声叫超声波，如蝙蝠发出的声 声音 人类能听到的声叫声音，频率在20 Hz~20 000Hz 次声波 低于20 Hz的声叫次声波，如大象用以交流的声 【微点拨一】超声波 超声波的波长短，在均匀介质中能沿直线传播，应用于探伤、测距、测厚、医学诊断和成像。 【微点拨二】次声波 火山爆发、激光、地震、海啸、台风、核爆炸等都能产生次声波。火箭发射等现象都会产生次声波。次声波频率低，其最显著的特点是传播距离远，不容易被吸收。如：印度尼西亚的喀拉喀托火山爆发时，产生的次声波绕地球三圈传播了十几万米。次声波速度大于风暴的速度，可以检测风暴。但是有的次声波对人体有害。 【知识拓展】声音的音调 1、音调：声音的特性是声现象的主要内容，也是声现象重要知识点。在声音特性三个主要知识点中，考查音调和音色较多，主要关注点是音调与物体振动频率有关、与物体的结构有关，同一物体，当其结构发生变化时，其振动频率也相应跟着变化，也就是说音调也会发生变化（如乐器的演奏、瓶中水量多少等）； （1）音调是由物体振动的频率决定的； （2）物体的大小、粗细、结构发生变化，其振动频率发生变化；如：用手指按压琴弦不同位置、拨动不同粗细的琴弦、用手指堵住笛子的不同气孔、拨动伸出桌子不同长度的钢板尺等都会改变声音的音调。 （3）敲击或拨动发声体的力量不同，会影响到声音的响度。 （4）和音调有关词语有：歇斯底里、尖叫、男高音、女高音、声音低沉等等。 （5）影响乐器音调的因素 种类 打击乐器 弦乐器 管乐器 示例 鼓、锣 二胡、小提琴 长笛、箫 振动物体 鼓面、锣面 弦 空气柱 影响因素影响因素 鼓皮绷得越紧，鼓面越小，振动得越快，音调就越高；锣面越小，音调越高。击鼓的力量越大，鼓面的振幅越大，发出声音的响度越大 长而粗的弦发声的音调低，短而细的弦发声的音调高；绷紧的弦发声的音调高，松弛的弦发声的音调低。弦的振动幅度越大，发出声音的响度越大 管乐器中有一段空气柱，吹奏时空气柱振动发声，抬起不同的手指，就会改变空气柱的长度，从而改变音调。长的空气柱发声的音调低，短的空气柱发声的音调高 四、响度 1、响度：是指人耳感受到的声音强弱。响度跟发声体的振幅有关。振幅越大，响度越大；振幅越小，响度越小。振幅不同，声音的波形不同，如图所示。 拓展：物体在振动时偏离原来位置的最大距离叫振幅。 2、响度与距离的关系：同样大小的声音，我们距离发声体近时听到的声音比远时的大，可见响度还跟距离发声体的远近有关系。距离越远，听到的声音越弱。 【微点拨】响度 1、敲击或拨动发声体的力量不同，会影响到声音的响度。 2、和响度有关的描述词语，常见的有：声音洪亮、高声、大声、声如洪钟、低声（响度）细语（音调）等。 五、音色 1、音色：音色也叫音质或音品，它反映了每个物体发出的声音的特有品质。不同发声体所发出声音的音色是不同的。“闻其声而知其人”，也就是因为每个人的声音都有各自的特征，即不同人的音色不同，故听到说话声便可分辨出是谁。 2、影响音色的因素：音色是由发声体的材料、结构和振动方式等因素决定的，因此音色的影响因素是发声体本身。 【微点拨】音色 音色是不同物体所独有的特征，相同材料和结构的两个物体，发出的声音音色不会相同，就像人的指纹一样，每个物体都有自己的音色，所以辨别不同物体声音靠的是音色。 辨识发声体、声纹锁等都是利用的音色。 音调、响度、音色的对比 概念 决定因素 日常描述 相关说明 音调 人耳觉到声音高低 感发声体振动的的频率，频率的越高，音调越高 ①同一音阶中1、2、3、4、5、6、7音调逐个升高 ②声音的尖细指音调高，粗沉指音调低 ③唱歌时“这一句太高，我唱不上去”，这里的“高”指音调高 ①音调高的声音响度不一定大，响度大的声音音调不一定高 ②音色只与发声体本身有关，不受音调、响度的影响 ③声音的传播速度与声音的振动频率无关，只取决于传播介质 响度 人耳觉到声音强弱 ①发声体的振幅，振幅越大，响度越大 ②距离发声体的远近 ①“你的声音太低，我听不清”，这里的“低”指响度小 ②“震耳欲聋”指响度大 音色 声音的特色 发声体的材料、结构和振动方式等 “闻其声而知其人”指每个人的音色不同 六、声音传递信息 1、声音能够传递信息。人们说话进行交流，医生用听诊器查病，敲击铁轨判断故障等，都是声音传递信息的例子。 2、在声音传递信息方面，出现频率较高的内容有：B超利用B型超声遇到障碍物反射回来成像原理，利用声音反射测距，听诊器利用声音信号诊病，蝙蝠利用超声辨别物体和障碍物，倒车雷达利用超声测距，听声辨识人或物，利用超声波探伤等。 知识点五：声音传递能量 1、声音可以传递能量。飞机起飞时，旁边建筑物玻璃被振响、爆炸声震碎玻璃、雪山中不能高声说话、超声波碎石机振碎人体内结石等现象，都说明声音在传播过程中伴随着能量传播。 2、在声音传递能量方面，出现频率较高的考题内容有：利用超声波碎石为病人治病，利用超声波清洗牙齿污物，利用超声波清洗首饰，爆炸声震碎玻璃、雪山中不能高声说话等。 七、噪声的概念 1、噪声 （1）从物理学角度看，发声体做无规则振动产生的声音称为噪声。如：家庭装修时电钻发出的声音。 （2）从环境保护角度来说，凡是干扰人们正常的学习、工作和休息的声音都称为噪声。 2、噪声的来源 （1）工业噪声：纺织厂、印刷厂、机械车间的噪声； （2）施工噪声：筑路、盖楼、打桩等； （3）社会噪声：家庭噪声、娱乐场所、商店、集贸市场的喧哗声； （4）交通运输噪声：各种交通工具的喇叭声、汽笛声、刹车声、排气声、机械运转声等。 【微点拨】 噪声和乐音都是由物体振动产生的，并没有严格的界限。有些声音从物理学角度看属于乐音，但是从环保角度看属于噪声。如：悠扬的歌声，从物理学角度属于乐音，但是如果在晚上听到这样的歌声，影响了人们的休息，从环保角度就属于噪声。 3、噪声的强弱等级 （1）分贝（dB）：人们以分贝（dB）为单位来表示声音强弱的等级。0 dB是人们刚能听到的最微弱的声音。 （2）一些声音的声级和人们相应的主观感觉 声音 声级/dB 主观感觉 风吹落叶沙沙声 10 极静 睡眠的理想环境 20-30 安静 阅览室、办公室 40-50 较静 一般说话 60 大声说话 70 较吵 繁华街道的喧哗 80 汽车鸣笛 90 很吵 摇滚音乐会 100 电锯工作 110 震耳 飞机起飞 120 感到疼痛 喷气式飞机起飞、火箭起飞 140-150 无法忍受、永久性耳聋 4、噪声的危害 （1）＞90dB，会破坏听力，引起神经衰弱、头痛高血压等疾病； （2）＞70dB，会影响学习和工作； （3）＞50dB，会影响休息和睡眠。 八、噪声的控制 噪声的控制 1、在声源处控制噪声：噪声大的机器或换用噪声小的设备，货架一些消声装置；如：在声源处加防护罩、在内然机或摩托车排气管处加消声器。 2、在传播过程中控制噪声：传输的路径上隔离和吸收声波：用隔音或吸音材料把噪声声源与外界隔离开；如：在马路和住宅间设立屏障或植树造林。 3、在接收处控制噪声：阻止噪声进入人耳。 戴防噪声耳塞、耳罩、防声头盔，或用手指塞住耳朵等。 【微点拨】 （1）噪声往往只能减弱，而不是完全的消除，因为在一些生产生活中是不可避免的要产生噪声的。 （2）噪声的减弱我们常常采取“隔”、“吸”和“消”的方法。如隔声墙、剧场墙上的吸音小孔、机器减震等。 （3）减弱噪声的方法 措施(或方法) 实例 防止噪声产生(在声源处减弱) 改造噪声大的机器或换用噪声小的设备；给机器加橡皮垫来减弱它的振动；给汽车和摩托车安装消声器等 在传播路径上隔离和吸收声波(在传播过程中减弱) 在马路和住宅间设立屏障或植树造林等 防止噪声进入耳朵(在人耳处减弱) 在工作时戴耳塞、耳罩、防噪声头盔等 （4）区分声传递的是信息还是能量的方法 许多同学对声音传递的是信息还是能量区别不开。这里告诉你一个小窍门：凡是声音能引起其他物体变化的例子，说明声音传递的是能量；声音未能引起其他物体的变化，而人们可以根据所听到的声音作出判断的例子，说明声晋传递的是信息。 【例1】人工智能技术的不断发展，聊天机器人成为了一个备受瞩目的领域。在这个领域中，宇树科技凭借其卓越的性能和广泛的应用场景，成为了受欢迎的聊天机器人之一。如图是工程师聆听机器人唱歌表演的场景，下列说法正确的是（　　） A．机器人的声音“震耳欲聋”指音调高 B．机器人的歌声是通过空气传入工程师耳朵的 C．机器人的歌声不是振动产生的 D．歌声在各种介质中的传播速度均为 【答案】B 【解析】A．“震耳欲聋”描述的是声音的强弱程度，即响度大，而不是音调高，音调是指声音的高低，故A错误； B．声音的传播需要介质，在工程师聆听机器人唱歌表演的场景中，机器人的歌声是通过空气这种介质传入工程师耳朵的，故B正确； C．声音是由物体振动产生的，机器人的歌声是由其发声装置（如扬声器等）振动产生的，故C错误； D．声音在不同介质中的传播速度一般不同，只有在15℃的空气中传播速度才约是340m/s，在其他介质（如固体、液体）中传播速度和在不同温度的空气中传播速度都不是340m/s，故D错误。故选B。 【例2】“越剧”是浙江的传统戏曲形式，演员演唱时运用不同技巧发出不同的声音。下列相关说法正确的是（　　） A．“越剧”中演员改变的音调由发声体振动的幅度决定 B．观众能区分不同演员的声音，是因为声音的音调不同 C．演员演唱时发出的洪亮的声音，说明其响度较大 D．声音在剧场中传播时，音调越高，传播速度越快 【答案】C 【解析】A．声音的音调与频率有关，频率越大，音调越高。“越剧”中演员改变的音调由发声体振动的频率决定，故A错误； B．音色反映了声音的品质与特色，不同发声体的材料、结构不同，发出声音的音色不同。因此观众能区分不同演员的声音，是因为声音的音色不同，故B错误； C．演员演唱时发出的洪亮的声音，是指声音的强弱，即指响度，说明其响度较大，故C正确； D．声音传播的速度与介质的种类及温度有关，与音调高低无关，所以音调越高，传播速度不会越快，故D错误。故选C。 【例3】如图为浙江研发的新型盲人智能终端设备，盲人借助AI智能眼镜可语音交互，识别红绿灯、斑马线等。下列相关说法正确的是（　　） A．智能眼镜发出的声音以超声波的形式传递到人耳处 B．盲人接受设备语音提示信号的感受器是鼓膜 C．中耳包含耳蜗，能将声音信号转化为神经冲动 D．若听觉神经受损，盲人可能无法感知设备语音提示的信号 【答案】D 【解析】A．智能眼镜发出的语音是可听声，不是超声波，超声波人类不能听到，故A错误； B．感受器是指能接受刺激并转化为神经冲动的结构，听觉感受器是耳蜗内的毛细胞，而非鼓膜，因此盲人接受设备语音提示信号的感受器是耳蜗，故B错误； C．中耳的结构包括鼓膜、听小骨（锤骨、砧骨、镫骨），功能是传导声波。耳蜗属于内耳，其内的毛细胞能将声波振动转化为神经冲动，故C错误； D．听觉神经（听神经）负责将耳蜗产生的神经冲动传递到大脑听觉中枢。若听觉神经受损，即使耳蜗功能正常，信号也无法传递到大脑，导致无法感知声音，故D正确。故选D。 【例4】如图所示，用硬纸片把收音机的一个喇叭糊起来，做成一个“舞台”，当你打开收音机时，台上的“小人”在音乐声中翩翩起舞。关于这个现象，下列说法中不正确的是（　　） A．收音机中传出的优美的乐曲有时也会成为噪声 B．“小人”跳舞说明声音是由物体的振动产生的 C．音乐声越大，“小人”舞动越剧烈，说明物体的音调越高，声音的响度越大 D．关掉收音机是从声源处减弱噪声的 【答案】C 【解析】A．音乐虽然优美，但是在晚上人们休息时响起，也会影响大家，此时为噪声，故A正确，不符合题意； B．打开收音机时，台上的“小人”在音乐声中翩翩起舞，则“小人”在振动，说明声音是由物体的振动产生的，故B正确，不符合题意； C．音乐声越大，“小人”舞动越剧烈，则“小人”的振幅越大，说明物体的振幅越高，声音的响度越大，故C错误，符合题意； D．关掉收音机，阻止声源发声，是从声源处减弱噪声的，故D正确，不符合题意。故选C。 【例5】唐代诗人李白游黄鹤楼时留下了千古名句“黄鹤楼中吹玉笛，江城五月落梅花”。诗人既能辨别吹奏的乐器是笛子，又能辨别吹奏的曲子是《梅花落》，分别是依据声音特性中的（   ） A．音色和音调 B．音调和音色 C．音调和响度 D．响度和音色 【答案】A 【解析】音调是指声音的高低，由声波的频率决定。频率越高，音调越高。例如，笛子吹出的音调可以高也可以低，取决于吹奏的音符。响度是指声音的强弱，由声波的振幅决定。振幅越大，响度越大，声音听起来越响亮。音色是指声音的品质或特色，由声波的波形决定。不同的乐器即使发出相同的音调和响度，也能通过音色被辨别出来。例如，笛子和二胡的音色不同，我们可以通过音色分辨出是笛子在演奏。题目中说“诗人既能辨别吹奏的乐器是笛子”，这是通过音色来判断的;“又能辨别吹奏的曲子是《梅花落》”，这是通过音调来判断的，因为不同的音调组合构成了不同的旋律。故BCD不符合题意，A符合题意。故选A。 【例6】如图甲、乙、丙、丁是不同声音先后输入到同一示波器上所显示的波形图。 (1)根据波形可知，甲、乙、丙的音色相同，三者中 的响度相同。 (2)工地上机器工作时发出的噪声，它显示的波形图为 。（选填“甲”“乙”“丙”或“丁”） 【答案】(1)乙、丙(2)丁 【解析】（1）响度由振幅和距离发声体远近决定，振幅是指波形偏离平衡位置的最大距离，根据波形可知，乙和丙波形的高度相同，即振幅相同，所以乙和丙响度相同。 （2）从物理学角度看，振动规则的声音称为乐音，振动不规则的声音称为噪音。丁图波形振动不规则，因此属于工地上机器工作时发出的噪声的波形图是丁图。 【例7】如图所示，根据对声音的传播及特性的学习，完成以下填空。 (1)如图1所示，通过水波来研究声波，这种研究问题的方法是 （填字母）； A．推理法 B．类比法 C．控制变量法 D．转换法 (2)如图2所示敲打右侧音叉，发现左侧音叉与它接触的乒乓球被弹起，此现象说明 ； (3)如图3示，甲、乙、丙、丁四个相同的瓶子里装入了不同量的水，用用棒敲击瓶子时，则发出声音音调从高到低依次是 ； 【答案】(1)B(2)声音能够通过空气传播、声波能传递能量等(3)丙、乙、甲、丁 【解析】（1）声波看不到，但传播形式与水波相似，通过水波来研究声波，这种研究问题的方法是类比法，故ACD不符合题意，B符合题意。故选B。 （2）敲打右侧音叉，发现左侧音叉与它接触的乒乓球会被弹起，这个现象说明声音可以通过空气传播、声波能传递能量等。 （3）甲、乙、丙、丁四个相同的瓶子里装入了不同量的水，用棒敲击瓶子时，可以产生声音，则发出的声音主要是瓶子和水的振动产生，水越少振动频率越快，故发出声音音调从高到低是依次丙、乙、甲、丁。 【例8】小漫自己制作了一个哨子，在筷子上缠一些棉花，做成一个活塞。用水蘸湿棉花后插入两端开口的塑料管，吹管的上端，可以发出悦耳的哨声，如图甲所示。 (1)这哨声是由管内的 振动而产生的。上下推拉活塞，可以改变声音的 （选填“音调”、“响度”或“音色”）。 (2)如图乙所示，①、②、③图活塞在管中不同位置时，用嘴吹管的上端能分别吹出“dou（1）”、“ruai（2）”、“mi（3）”三个音阶（音调逐渐升高），则dou（1）这个音阶与 图位置对应。 【答案】(1)空气柱 音调(2)② 【解析】（1）声音是由物体的振动产生的，哨声是由管内的空气柱振动产生的。上下推拉活塞可以改变空气柱的长度，从而改变空气柱振动频率，使发出声音的音调发生改变。 （2）三个音阶“dou（1）”、“ruai（2）”、“mi（3）”音调逐渐升高，则空气柱长度逐渐变短，因此音调最低的“dou（1）”对应空气柱最长的图②。 【例9】小丽用两把伞做了一个“聚音伞”的实验，如图，在右边伞柄的A点挂一块机械手表，当她的耳朵位于B点时听不到表声，把另一把伞放在图示位置后，在B点听到了手表的滴答声，“聚音伞”增大了人听到声音的 ，手表声在两伞之间传播依靠的介质是 。 【答案】响度 空气 【解析】“聚音伞”减少了声音的分散，从而增大了人听到声音的响度；声音的传播需要介质，手表声在两伞之间传播依靠的介质是空气。 【例10】小明在吉他演奏中发现，琴弦发出的音调与弦线的长度、粗细和张力有关。于是他利用弦音计做研究。 (1)如图1所示，其中a、b、c、d四根弦线的张力相同； ①若他选择b、d两弦线做实验，则研究的目的是探究音调与弦线 的关系； ②若他要研究音调与弦线粗细的关系，则应选择 和 两弦线做实验； ③小明研究后得出结论：在其他条件相同的情况下，弦线越长，发出的音调越低；弦线越粗，发出的音调越低； (2)请你据图2判断，在张力相同的情况下，分别按住A点、B点、C点后拨动琴弦，发出的音调最高的是按住 点，最低的是按住 点。 【答案】(1)长度 a b(2)A B 【解析】（1）[1]弦乐器的音调与弦的长短、粗细和张力有关，在研究弦乐器的音调与哪些因素有关时，用到的实验方法为控制变量法，若他选择b、d两弦线做实验，两者的粗细和张力相同，所以研究的目的是探究音调与弦线长度的关系。若他要研究音调与弦线粗细的关系，应该控制他们的长度和张力相同，满足该条件的是a和b两弦线。 （2）按住AC两点比较，按住A点时弦较短，所以发出的音调较高的是按住A，发出的音调较低的是按住C。按住BC两点比较，按住B点时弦较粗，所以发出的音调较高的是按住C，发出的音调较低的是按住B。所以分别按住A点、B点、C点后拨动琴弦，发出的音调最高的是按住A点，最低的是按住B点。 1、关于声音的产生和传播，下列四幅场景描述中，其原理分析正确的是（　　） ①太空中的爆炸：科幻电影中太空中剧烈的爆炸产生耀眼光芒却无声响，是因为真空不能传声。 ②土电话传音：对着“土电话”说话，声音主要通过空气传到另一端的耳朵里。 ③敲击鼓面：我们听到的鼓声是由鼓面振动产生的。 ④倒车雷达：汽车倒车雷达利用超声波探测障碍物，说明声音可以传递能量。 A．只有①和② B．只有①和③ C．只有②和④ D．只有③和④ 【答案】B 【解析】①太空中的爆炸：太空是真空，真空不能传声，所以科幻电影中太空中爆炸无声响，故①正确； ②土电话传音：“土电话”声音主要通过棉线（固体）传到另一端，不是空气，故②错误； ③敲击鼓面：一切声音都是由振动产生的，所以鼓声由鼓面振动产生，故③正确； ④倒车雷达：倒车雷达利用超声波传递信息探测障碍物，不是传递能量，故④错误；综上所述，分析正确的只有①和③，故B正确，ACD错误。故选B。 2、关于声现象的描述，下列说法中不正确的是（　　） A．图甲中，钢尺伸出桌边的长度越长，拨动时发出声音的音调越低 B．图乙中，逐渐抽出真空罩内的空气，闹钟发出的铃声逐渐变小 C．图丙中，说明声音是由物体振动产生的 D．图丁中，开启倒车雷达，可利用次声波回声定位 【答案】D 【解析】A．钢尺伸出桌边的长度越长，拨动时越不容易振动，振动的频率变小，发出声音的音调变低，故A正确，不符合题意； B．声音传播需要介质，真空不能传声，逐渐抽出真空罩中的空气，闹钟发出的铃声会越来越小，故B正确，不符合题意； C．发声的音叉将小球弹开，说明声音是由物体振动产生的，故C正确，不符合题意； D．汽车的倒车雷达，是因为超声波具有方向性强的特点，是利用超声波回声定位来工作的，故D错误，符合题意。故选D。 3、如图所示，敲击音叉A，音叉B将乒乓球弹起，下列说法错误的是（ ） A．A、B之间的空气可以传递能量 B．A、B之间的空气与音叉发生了相互作用 C．用大小不同的力敲击音叉A，音叉A发出声音的音色会变化 D．若在宇航员生活的空间站内做此实验，乒乓球依然可以弹起来 【答案】C 【解析】AB．由题意可知，敲击音叉A，音叉A振动发声，声音以波的形式传播，音叉A对空气有作用，使得空气振动，空气再对音叉B有作用，使得音叉B振动，音叉B再将乒乓球弹起，说明A、B之间的空气可以传递能量，故AB正确，AB不符合题意； C．用大小不同的力敲击音叉A，音叉A发出声音的响度会变化，音色不会发生变化，故C错误，符合题意； D．若在宇航员生活的空间站内做此实验，空间站内存在供宇航员生活的“空气”，“空气”依然可以传递能量，因此乒乓球依然可以弹起来，故D正确，不符合题意。故选C。 4、如图是某主动降噪耳机的消音原理图。该耳机能根据噪声情况产生相应的反噪声声波，与噪声合成，达到降噪效果。下列说法中正确的是（　　） A．该耳机在声源处降噪 B．该耳机通过改变噪声的响度实现降噪 C．该耳机是改变噪声的音色来实现降噪 D．该耳机通过改变噪声的音调实现降噪 【答案】B 【解析】主动降噪耳机的消音原理如图，使合成后的噪声的振幅减小，响度较小，不是改变音调或音色，该耳机是在人耳处降噪，不是在声源处，故B正确，ACD错误。故选B。 5、根据图中所给信息，下列说法正确的是（　　） A．蝙蝠可以发出频率为1000Hz的声音 B．人能听到蝙蝠发出的所有频率的声音 C．人的听觉频率范围比人发声频率范围大 D．15Hz的声音只要响度足够大，人耳是能听到的 【答案】C 【解析】A．由图知道，蝙蝠发声频率范围为10000~120000Hz，1000Hz不在发声频率范围内，故A错误； B．蝙蝠的发声频率范围是10000~120000Hz，人耳只能听到20~20000Hz的声音，人只能听到蝙蝠发出的部分频率的声音，故B错误； C．人耳只能听到20~20000Hz的声音，而人的发声频率范围是85~11000Hz，所以人听觉频率范围比人发声频率范围要大，故C正确； D．人耳只能听到20～20000Hz的声音，15Hz的声音及时响度再大，人耳也不能听到的，故D错误，故选C。 6、在学习吉他演奏的过程中，小明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，提出以下猜想： 猜想1：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2：琴弦发出声音的音调高低，可能与琴弦的长短有关。 猜想3：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，他找到了下表所列的9种规格的琴弦，因为音调的高低取决于声源振动的频率，于是借来了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） 编号 材料 长度（cm） 横截面积（mm2） A 铜 60 0.76 F 铜 80 1.02 B 铜 60 0.89 G 铁 C 铜 60 1.02 H 纤维 100 1.02 D 铜 80 0.76 I 尼龙 100 1.02 E 铜 100 0.76 (1)为了验证猜想1，应选用编号为 的三根琴弦进行实验；为了验证猜想2，应选用编号为 的三根琴弦进行实验。 (2)表中有的材料规格还没有填全，为了验证猜想3，必须知道该内容。则表中编号G处所缺的数据应为 。 (3)随着实验的进行，小明又觉得琴弦音调的高低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： 。 【答案】(1)A、B、C A、D、E(2)100，1.02(3)见解析 【解析】（1）[1]探究琴弦发出声音的音调与琴弦的横截面积关系时，应该控制琴弦的材料和长度相同，改变横截面积，可选择A、B、C进行研究。 [2]探究琴弦发出声音的音调与琴弦的长度关系时，应该控制琴弦的材料和横截面积相同，改变长度，即选择A、D、E。 （2）如果验证猜想3：琴弦发出声音的音调高低，可能与琴弦的材料有关，应控制长度和横截面积相同，故应选G、H、I进行探究，则表格中长度为100，横截面积为1.02。 （3）探究琴弦发出声音的音调高低与琴弦的松紧程度的关系时，控制长短、横截面积和材料不变，为了验证这一猜想，必须进行的操作：取任意编号的一种琴弦，调整其松紧程度，用相同力拨动琴弦，比较发出的音调高低。 7、在探究声音的产生和传播条件时，同学们做了以下实验，请根据要求回答问题。 (1)小华同学将一只通电的小电铃放在连通了抽气机的玻璃罩内，如图甲所示。用抽气机把玻璃罩内的空气逐渐抽出，会发现声音的响度逐渐减小，如果把空气又逐渐地通入玻璃罩内，将会发现 此实验说明了 ； (2)小丽等同学利用如图乙所示的实验装置进行探究，将系在细线上的乒乓球靠近音叉。 a，当小丽同学用小锤敲击音叉的时候，既能听到音叉发出的声音，又能观察到 ，通过实验现象得到的结论是 ； b，乒乓球在实验中的起到什么作用？ ； c，若实验过程中小丽同学加大敲击音叉的力度，听到和看到的现象会有什么样的变化？ ； d，在实验操作过程中，小丽同学采用：先将音叉离开乒乓球一定距离敲击音叉，然后再靠近乒乓球，观察现象；小刚同学采用：先将音叉贴近乒乓球，然后再敲击音叉，观察现象。你认为两个同学的操作合理的是 。说明理由 。 【答案】(1)声音的响度逐渐增大 声音的传播靠介质(2)乒乓球被弹起跳动 发声的音叉在振动 见解析 见解析 小丽 见解析 【解析】（1）把玻璃罩内的空气逐渐抽出，玻璃罩内空气变少，会听见声音的响度逐渐减小，如果把空气又逐渐地通入玻璃罩内，玻璃罩内空气变多，会听见声音响度逐渐增大，说明声音的传播需要介质。 （2）用小锤敲击音叉， 听到音叉发出的声音的同时能观察到乒乓球被弹开，说明发声的音叉正在振动，将乒乓球弹起。音叉的振动不易观察，将不易观察到的音叉振动转换为乒乓球的弹起，利用了转换法。加大敲击音叉的力度，会观察到乒乓球弹开的幅度增大，听到声音的响度增大，说明响度随振幅的增大而增大。小丽的操作更合理，因为小刚的做法分不清是音叉振动使乒乓球跳动，还是敲击音叉的动作让乒乓球跳动。 8、如图，在8个相同的水瓶中，灌人质量不同的水，水面的高度不等。 (1)小科用相同的力量敲击它们，它们就可以发出不同音调的声音，此时的声源是 （填“空气柱”或“瓶和水”），盛水越多，敲击时发出的声音的音调就越 。 (2)小科用嘴依次吹瓶口，也可以发出不同音调的声音，此时的声源是 （填“空气柱” 或“瓶和水”），瓶中的空气柱越短，振动得越快，频率越 ，发出的声音的音调就越 。 【答案】(1)瓶和水 低(2)空气柱 高 高 【解析】（1）若用相同的力敲击它们，就可以发出不同的音调，敲击时，振动的部分是瓶和水，所以此时的声源是瓶和水。盛水越多，水柱越长，振动越慢，振动频率越低，所以敲击时发出的声音的音调就越低。 （2）若用嘴依次吹瓶口，也可以发出不同音调的声音，这时是空气被激发振动产生声音，所以此时的声源是空气柱。瓶中的空气柱越短，用嘴吹瓶口时，瓶中空气柱就振动得越快，即频率越高，则发出的声音的音调就越高。 9、如图所示，小明和小刚用细棉线连接了两个可乐饮料的纸杯制成了一个“土电话”。 (1)他们用“土电话”能实现10m间的通话，这表明 。 (2)某研究小组利用以上两个纸杯和一些长短、粗细不同的琴弦，又进行了探究“音调和哪些因素有关”的活动，他们选用的琴弦长度、材料在图中已标出（其中琴弦的横截面积关系：a＝c＝d＜b），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若有同学选择c和d进行研究，并推理得出：琴弦长度越长，振动越慢，音调就越低的结论，该同学探究过程中存在的问题是 。 【答案】(1)固体能够传播声音(2)a和d 没有控制琴弦的材料相同 【解析】（1）土电话能实现10m间通话，声音是通过棉线传递的，说明固体能够传声。 （2）要探究音调高低与琴弦长度的关系，应选择材料和粗细相同，长度不同的琴弦进行实验，所以应选择琴弦a和d。琴弦c和d的材料 、长度不同，粗细相同，要探究音调与琴弦长度的关系，应保持琴弦的材料相同。该同学探究过程中没有控制材料相同。 10、吉他音乐活动中，如图甲所示，同学们观察琴弦的发声情况，提出琴弦发声的音调与哪些因素有关。于是组装了如图乙所示的实验装置，一块厚木板上有A、B两个楔支撑着琴弦，其中A楔固定，B楔可沿木板移动以改变琴弦振动部分的长度。将钢制琴弦的末端固定在木板O点，另一端通过滑轮悬挂个数不同、规格相同的重物，重物个数越多，琴弦绷得越紧。轻轻拨动琴弦，在AB间产生振动，并用仪器测出发声频率，实验记录如表所示。 次数 长度L/m 重物个数/个 频率f/Hz 1 0.4 2 375 2 0.8 2 170 3 　 4 265 (1)分析表格中的数据，第 次实验中琴弦发声的音调最高； (2)分析 两次实验数据可知，在松紧程度相同时，琴弦 ，琴弦发声的音调越低； (3)当表格中的空格数据为 时，可用2、3两次实验来研究琴弦发声的音调和弦的松紧程度的关系。 【答案】(1)1(2)1、2 越长(3)0.8 【解析】（1）音调的高低与琴弦的振动频率有关，琴弦振动的频率越大，发出声音的音调越高。由表中数据可知，第1次实验中琴弦振动的频率最大，所以声音的音调最高。 （2）[1][2]由表中数据可知，1、2两次实验中重物个数相同，说明琴弦的松紧程度相同，第2次实验的琴弦长度较长，振动的频率较小，声音的音调较低。故可得：在琴弦的松紧程度相同时，琴弦振动部分长度越长，声音的音调越低。 （3）要研究琴弦发声的音调和琴弦松紧程度的关系，应控制琴弦振动部分长度相同。所以若用2、3两次实验进行探究，则琴弦的长度应为0.8m。 11、在航天工程中，如何监测火箭发动机的健康状态是一个重要课题。工程师设想通过分析发动机工作时发出的声音来实时诊断故障。据此设计以下模拟实验： 实验一：在抽成真空的密闭罐中放置一个正常工作的微型振动马达，如果将罐中的空气逐渐抽走，听到的声音越来越小。 实验二：故障特征频率提取。让一个齿轮组（模拟发动机正常状态）和一个同转速但带有缺损齿的齿轮组（模拟发动机故障状态）分别划过相同的硬纸片，通过计算机分析故障齿轮组产生的声音。 实验三：声波的能量效应。将一个小型扬声器的开口对准一个蜡烛。当扬声器发出特定频率的强声波时，观察现象。 (1)以上三个实验中，实验一表明 。 (2)从实验二得知：当齿轮缺损时，工程师听到声音的音调将 （选填“变低”或“变高”）。 (3)实验三表明：声音在空气中是以 的形式向远处传播的，声音具有 。 【答案】(1)声音的传播需要介质(2)变低(3)声波 能量 【解析】（1）当密闭罐中的介质（如空气）逐渐减少时，声音的传播会受到阻碍，听到的声音会逐渐变小。实验表明：声音的传播需要介质，真空不能传声。 （2）实验二中，齿轮缺损时，单位时间内振动次数减少，频率降低，所以工程师听到声音的音调将变低。 （3）实验三中，扬声器发出特定频率的强声波时，蜡烛有明显现象，表明声音在空气中是以声波的形式向远处传播的，声音具有能量。 12、某同学为了探究物体发声时振动的频率高低与哪些因素有关，他选择4了四根钢丝进行实验，具体数据如表： 编号 材料 长度 粗细 松紧 甲 钢丝 10cm 0.2mm2 紧 乙 钢丝 10cm 0.1mm2 紧 丙 钢丝 5cm 0.1mm2 紧 丁 钢丝 5cm 0.1mm2 松 (1)用同样的力拨动钢丝甲和乙时，发现拨动钢丝 的音调高。由此可以得出的结论是：在弦的松紧程度、长度相同时，振动的频率高低与弦的 有关。 (2)为了探究发声体振动的频率高低与弦的长度的关系时，他应用同样大小的力先后拨动钢丝 和钢丝 。 (3)先后用同样大小的力拨动钢丝丙和丁，可以得出的结论是： 。 【答案】(1)乙 粗细(2)乙 丙(3)见解析 【解析】（1）由于甲、乙两根钢丝的长度、松紧度一样，甲比乙粗，乙振动的频率大，音调高；因此该过程是利用控制变量法来研究发声体的音调与其粗细的关系，可以得出结论：在弦的松紧程度、长度相同时，振动的频率高低与弦的粗细有关。 （2）如果探究发声体音调高低与弦的长度的关系，根据控制变量法可知，必须控制两根钢丝的粗细、松紧度一样，符合条件的是乙和丙两根钢丝。 （3）先后用同样大小的力拨动丙和丁两根钢丝，两根钢丝的材料、长度以及粗细相同，松紧程度不同，松紧程度越紧，发出声音的音调越高。可以得出的结论是：在钢丝的长度、粗细相同时，钢丝越紧，音调越高。 1 学科网（北京）股份有限公司 $