3.2 声音的特性（题型专练）物理新教材北师大版八年级上册

**基本信息** 以四题型为框架，融合概念辨析、实验探究、图像分析及应用分类，通过关键词速记、控制变量法等方法体系，构建从基础概念到实际应用的完整知识逻辑链，培养科学思维与探究能力。 **专项设计** |模块|题量/典例|方法提炼|知识逻辑| |----|-----------|----------|----------| |音调、响度、音色概念区分|5题|关键词速记法：高低/粗细→音调，大小/远近→响度，辨别→音色|从定义（决定因素）到现象辨析，建立特性与影响因素的对应关系| |探究音调、响度的控制变量实验|5题|控制变量法：探究音调控制力度，探究响度控制长度|通过钢尺、琴弦等实验，理解实验设计与结论推导的科学思维| |波形图像判断声音三特性|5题|三步判断法：疏密判音调，高低判响度，轮廓判音色|将抽象声波转化为可视化图像，培养模型建构能力| |超声波、次声波范围与应用|5题|应用分类法：医疗/测距→超声波，灾害预警→次声波|结合人耳听觉范围，建立声波特性与实际应用的联系|

3.2 声音的特性 题型01 音调、响度、音色概念区分辨析 题型02 探究音调、响度的控制变量实验 题型03 波形图像判断声音三特性 题型04 超声波、次声波范围与应用分类 ▌题型01 音调、响度、音色概念区分辨析 1.音调：描述声音高低，由发声体振动频率决定；频率越高，振动越快，音调越高。 影响频率因素：弦乐器弦越短、越细、越紧，音调越高；管乐器空气柱越短，音调越高。 2.响度：描述声音强弱、大小，由振幅和声源到听者的距离共同决定；振幅越大、距离越近，响度越大；力度改变只会改变振幅，不改变音调。 3.音色：声音独有的品质特色，由发声体材料、结构、发声方式决定；是分辨不同人、不同乐器的唯一依据。 4.关键词速记：高低、粗细、尖锐低沉→音调；大小、轻重、远近、震耳→响度；辨别、分辨、识别→音色。 5.解题思路：抓取题干关键词，匹配对应特性，区分三者核心影响因素。 1．埙是迄今为止我国考古发现的最早的吹奏乐器之一，如图所示。用埙吹奏发声时，按压埙上不同的孔主要是为了改变声音的___________，且吹奏的力度越大，声音的___________越大。（均选填“响度”“音调”或“音色”） 【答案】音调；响度 【详解】[1]按压埙上不同的孔，会改变内部振动空气柱的长度，使振动频率发生变化，故改变声音的音调。 [2]吹奏力度越大，空气柱振动的振幅越大，故声音的响度越大。 2．把钢尺按在桌面上，一端伸出桌边，用力拨动钢尺： （1）若探究的是“音调与频率的关系”实验，下一步的操作应该是________________________（选填“改变钢尺伸出桌面的长度”或“用大小不同的力拨动钢尺”），重做几次实验，通过对比，可以得出的实验结论是________________________； （2）若探究的是“响度与振幅的关系”实验，下一步的操作应该是________________________（选填“改变钢尺伸出桌面的长度”或“用大小不同的力拨动钢尺”），重做几次实验，通过对比，可以得出的实验结论是________________________________。 【答案】（1） 改变钢尺伸出桌面的长度 频率越快，音调越高；频率越慢，音调越低 （2） 用大小不同的力拨动钢尺 振幅越大，响度越大，振幅越小，响度越小 【详解】（1）若探究的是“音调与频率的关系”实验，需要改变振动快慢，则下一步的操作应该是改变钢尺伸出桌面的长度后用大小相同的力拨动钢尺，重做几次实验，通过对比，可以得出的实验结论是频率越快，音调越高；频率越慢，音调越低。 （2）若探究的是“响度与振幅的关系”实验，需要改变振幅而频率不变，则下一步的操作应该是用大小不同的力拨动钢尺，重做几次实验，通过对比，可以得出的实验结论是振幅越大，响度越大，振幅越小，响度越小。 3．（多选）物理课上，老师用力吹一根较长的塑料吸管的同时，用剪刀一小段一小段地剪短吸管，如图所示。同学们听到的声音（     ） A．音色不变 B．音调变了 C．是老师的声带振动产生的 D．后排同学听到的响度与前排同学听到的响度相同 【答案】AB 【详解】AC．同学们听到的声音是吸管内空气柱振动产生的，材料不变，音色不变，故A符合题意，C不符合题意； B．剪短吸管，空气柱长度变短，振动频率变大，所以音调变高，故B符合题意； D．响度与距离发声体的远近有关，后排同学距离发声体较远，听到的声音的响度较小，故D不符合题意。 故选AB。 4．交响乐是由管弦乐队演奏的大型乐曲，弦乐器的琴弦由于受到弹拨而________发出了声音；乐队指挥员能够分辨出交响乐中各种乐器发出的声音，他是根据声音的________进行辨别的。 【答案】振动；音色 【详解】由声音产生的条件可知，发声的物体都在振动，故琴弦受弹拨时振动发声； 由声音的特性可知，不同发声体的音色不同，故指挥员根据音色辨别不同乐器发出的声音。 5．以下是探究声音的音调与响度与什么因素有关的两个实验： （1）实验一：如图1是“探究影响音调高低因素”的实验装置，将钢尺伸出桌面长度、发出声音高低、钢尺振动快慢的数据填到表中。 实验次数 钢尺伸出桌面的长度 听到声音的高低（选填“高”或“低”） 钢尺振动的快慢（选填“快”或“慢”） 1 较长 ①_______________ ②______________ 2 较短 ③_______________ ④______________ ⑤实验结论：影响音调高低的因素是______________（选填“频率”或“振幅”）。 （2）实验二：如图2是“探究影响响度大小”的实验，将系在细线上的乒乓球轻触正在发声的音叉，可观察到乒乓球被弹起： ①使音叉发出响度更大的声音，观察到乒乓球被弹开的幅度______________（选填“变大”或“变小”）； ②通过实验探究得出的结论是：响度与声源的______________（选填“频率”或“振幅”）有关； ③在探究过程中，将不易观察的音叉的振动转化成乒乓球的摆动，采用的研究方法是______________ 【答案】（1） 低 慢 高 快 频率；（2） 变大 振幅 转换法 【详解】（1）钢尺伸出桌面较长时，振动较慢，频率较低，发出声音的音调较低；钢尺伸出桌面较短时，振动较快，频率较高，发出声音的音调较高。因此，影响音调高低的因素是发声体振动的频率。 （2）音叉发出响度更大的声音时，振幅更大，乒乓球被弹开的幅度变大，说明响度与声源的振幅有关。将不易直接观察的音叉振动通过乒乓球的摆动表现出来，采用的是转换法。 ▌题型02 探究音调、响度的控制变量实验 1.探究音调实验（钢尺 / 琴弦）：控制拨动力度不变（保证振幅相同），改变钢尺伸出桌面长度；伸出越长，振动频率越低，音调越低。 2.探究响度实验：控制钢尺伸出长度不变（保证频率相同），改变拨动的力度；力度越大，振幅越大，响度越大。 3.实验方法：全程使用控制变量法，每次只改变一个研究变量，其余条件保持一致，排除干扰。 4.拓展：吹水瓶时，瓶内空气柱振动发声，水越多空气柱越短，音调越高；敲水瓶时，瓶和水振动，水越多音调越低。 6．小昕在“探究音调与哪些因素有关”的实验中，器材有纸盒和一些长短、粗细、材料不同的琴弦，如图。琴弦的直径关系为，且每根琴弦固定在“音箱”上的松紧程度一致。 （1）若选择琴弦a和琴弦________，则可以探究音调高低与材料的关系。 （2）为了探究音调高低与长度的关系，小昕________（选填“能”或“不能”）选择琴弦c和d进行实验，因为________。 【答案】（1）c；（2） 不能 材料不同 【详解】（1）音调跟琴弦的材料、长度、横截面积有关，研究其中一个因素，要控制另外两个因素相同，本题探究音调与材料的关系，要控制长度、横截面积相同，材料不同，琴弦 a和c长度相同，直径（横截面积相同），材料不同，符合要求。 （2）本题探究音调与长度的关系，需要控制材料、横截面积相同，只改变长度， 琴弦 c 是尼龙， d 是钢，材料不一样，没有控制材料相同，所以不能选 c、d。 7．在学习吉他演奏的过程中，小华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。 编号 材料 长度（cm） 横截面积（） A 铜 60 0.76 B 铜 60 0.89 C 铜 60 1.02 D 铜 80 0.76 E 铜 80 0.89 F 铜 100 0.76 G 钢 80 1.02 H 尼龙 80 1.02 I 尼龙 100 1.02 J 铜 80 1.02 为了验证上述猜想是否正确，他们找到了下表所列10种规格的琴弦进行实验。 （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）本次实验所采用的实验方法是__________________。 （4）通过查阅资料，小丽知道了琴弦的振动频率与琴弦长度的关系如图所示，如果小丽的实验无误，则可确定的是编号为______的琴弦一定比编号为D的琴弦振动时音调高。 【答案】（1）ABC；（2）ADF；（3）控制变量法；（4）A 【详解】（1）要探究猜想一，即琴弦的音调与琴弦横截面积的关系，根据控制变量法，需要保持琴弦的材料、长度相同，仅横截面积不同。表格中A、B、C的材质和长度相同，横截面积不同，故编号为A、B、C的琴弦满足实验要求。 （2）要探究猜想二，即琴弦的音调与琴弦长短的关系，根据控制变量法，需要保持琴弦的材料和横截面积相同，仅长度不同。表格中A、D、F的铜质和横截面积相同，但长度不同，故编号为A、D、F的琴弦满足实验要求。 （3）探究音调与多个变量的关系时，每次只改变一个待研究的变量，控制其余变量保持不变，这种常用的实验方法是控制变量法。 （4）音调由振动频率决定，频率越高音调越高。由图可知，琴弦振动频率随长度增大而减小。D琴弦是铜质、横截面积0.76mm2、长度80cm，A琴弦和D琴弦材料、横截面积相同，但A的长度比D更短，因此A的振动频率一定比D高，音调一定更高。 8．如图1所示，将一把钢尺紧压在桌面上，尺的一端伸出桌面，用手拨动使其上下振动，发出声音。 （1）利用该装置探究“影响声音高低的因素”时，每次应保持钢尺上下振动幅度相同，此物理研究方法叫___________。（选填“控制变量法”、“转换法”） （2）通过观察发现，钢尺伸出桌面的长度越长，发出声音的音调越___________（选填“高”或“低”）；钢尺伸出桌面的长度足够长时，就听不到声音了，是因为钢尺振动频率太___________（选填“高”、“低”），属于___________（选填“超声波”、“次声波”）。 （3）如图2用鼓锤分别重敲和轻敲鼓面，铜鼓发出的声音的响度不同，同时可以通过乒乓球反弹的高度，来显示出鼓面振动的情况。此物理研究方法叫___________。（选填“控制变量法”、“转换法”） 【答案】（1）控制变量法；（2） 低 低 次声波；（3）转换法 【详解】（1）探究“影响声音高低的因素”时，声音高低即音调和振动频率有关，振动幅度会影响响度，因此保持振动幅度相同、只改变钢尺伸出长度来探究音调的影响因素，这种控制其余无关变量、只改变待研究变量的方法是控制变量法。 （2）钢尺伸出桌面越长，振动越慢，振动频率越低，对应的音调越低；人耳的听觉频率范围是20Hz~20000Hz，钢尺伸出足够长时，振动频率会低于20Hz，频率太低，频率低于20Hz的声波属于次声波，不在人耳听觉范围内，因此听不到声音。 （3）鼓面的振动幅度很难直接观察，通过乒乓球反弹的高度间接反映鼓面振动的幅度大小，将不易直接观测的微小振动转换为容易观察的乒乓球运动，这种研究方法是转换法。 9．如图所示的是探究声现象的三个实验情景，请回答下列问题： （1）如图甲所示，用竖直悬挂的乒乓球接触发声的音叉时，乒乓球被弹起，这个现象说明声音是由________产生的；乒乓球在实验中的作用是________；如果加大力度敲击音叉，发现乒乓球被弹得越远，听到的声音的响度也越大，这个现象说明________。 （2）如图乙所示，敲击右边的音叉，左边完全相同的音叉把乒乓球弹起，这个现象说明声音可以在________传播； （3）如图丙所示，将一把钢尺紧按在桌面上，先让一端伸出桌边短一些，拨动钢尺，听它振动发出的声音，然后一端伸出桌边长一些，再拨动钢尺，听它振动发出的声音，使钢尺两次振动幅度大致相同。比较两种情况下，第________次钢尺振动得快，它的音调________（填“高”或“低”），这说明音调与________有关。 【答案】（1） 物体的振动 将音叉的微小振动放大，便于观察 响度与振幅有关，振幅越大，响度越大；（2）空气中；（3） 一 高 振动频率 【详解】（1）发声的音叉肉眼很难直接观察到振动，接触的乒乓球被弹起，直观证明声音是物体振动产生的； 乒乓球把音叉原本不明显的微小振动转化为清晰可见的弹起运动，这是转换法的应用； 加大敲音叉的力度，音叉的振幅变大，乒乓球弹得更远、声音响度更大，说明响度的大小和振幅有关。 （2）两个音叉之间只有空气作为传声介质，敲右边音叉的声音通过空气传递到左侧音叉，让左侧音叉也振动弹起乒乓球，直接说明声音可以在空气中传播。 （3）钢尺伸出桌面越短，越容易振动，振动速度越快，振动频率越高，所以第一次伸出更短的钢尺振动更快； 在振动幅度相同的情况下，振动频率越高音调越高，该对照实验验证了音调的高低和物体的振动频率有关。 10．在探究声音的产生和传播时，小明和小朋一起做了下面的甲乙两个实验： （1）如图甲所示，用悬挂着的乒乓球接触正在发声的音叉，可观察到乒乓球被弹开，这说明________。 （2）增大敲击音叉的力度，听到响度增大的同时看到乒乓弹起的高度增加，说明________。 （3）如图乙所示，敲响右边的音叉，左边完全相同的但没有与之接触的音叉也会发声，并且可以看到乒乓球会弹开。该实验能说明________可以传声。在月球上________（选填“能”或“不能”）看到乒乓球弹起，因为________。 （4）在此实验中乒乓球的作用是________。 【答案】（1）声音是由物体的振动产生的；（2）声音的响度与振幅有关，振幅越大，响度越大；（3）气体/空气；不能；真空中不能传声；（4）将音叉的微小振动放大，便于观察 【详解】（1）音叉发声时，接触音叉的乒乓球被弹开，说明正在发声的音叉在振动，因此声音是由物体的振动产生的。 （2）增大敲击音叉的力度后，音叉的振幅增大，乒乓球弹起的高度增加，同时听到的声音响度增大，说明声音的响度与振幅有关，振幅越大，响度越大。 （3）敲响右边的音叉后，声音通过空气传播到左边的音叉，使左边的音叉振动并将乒乓球弹开，说明空气（或气体）可以传声。月球表面接近真空，真空不能传声，声音不能传播到另一音叉使其振动，因此不能看到乒乓球弹起。 （4）正在发声的音叉振动幅度较小，不易直接观察，乒乓球被弹开的现象可以将音叉的微小振动放大，便于观察。 ▌题型03 波形图像判断声音三特性 1.波形疏密代表频率：相同时间内波形数量越多、排布越密，频率越高，音调越高。 2.波形纵向高度代表振幅：波形最高点到平衡位置距离越大，振幅越大，响度越大。 3.波形轮廓形状代表音色：发声体不同，振动波形轮廓存在明显差异。 4.图像判断步骤：第一步看疏密判音调；第二步看高低判响度；第三步看轮廓判音色。 5.易错提醒：波形仅横向疏密、纵向高度影响音调和响度，图像整体宽窄不参与判断。 11．如图是声音输入到示波器上时显示振动幅度与时间关系的波形图。甲、乙、丙三幅图中音调最高的是图________；响度最小的是图________。 【答案】 丙 甲 【详解】音调由频率决定，相同时间内振动次数越多，频率越高，音调越高。由图可知，相同时间内丙的振动次数最多，故音调最高。 响度由振幅决定，振幅越小，响度越小。由图可知，甲的振幅最小，故响度最小。 12．小武同学用手机上的示波器软件，检测几个不同的声音，得到如图所示波形图。他根据图像作出的判断，正确的是（     ） A．甲、乙两图所示声波的振幅不同，频率相同 B．乙、丙两图所示声波对应的声音的响度相同 C．丙、丁两图所示声波对应的声音的音色不同 D．甲、丙两图所示声波对应的声音的音调相同 【答案】C 【详解】A．甲、乙两图所示声波的振幅不同，相同时间内甲、乙振动的次数不相同，即它们振动的频率不相同，故A错误； B．乙、丙两图所示声波的振幅不同，声音的响度不相同，故B错误； C．丙、丁两图所示声波的波形不同，则音色不同，故C正确； D．甲、丙两图相同时间内振动的次数不相同，即它们振动的频率不相同，则音调不同，故D错误。 故选C。 13．示波器的自白：把声音听进心里，把感受映在屏上，用图像勾勒心情。声音不能被肉眼直接看见，但可以用手机软件→示波器显示出其波形来进行研究。下列是手机软件上显示的甲、乙两个音叉振动时发出声音的波形图，判断正确的是（   ） A．甲音叉比乙音叉振动得快 B．甲音叉比乙音叉发声的音调低 C．甲、乙两个音叉发声的音色不同 D．甲、乙两个音叉发声的响度不同 【答案】D 【详解】AB．由图知，相同时间内甲、乙振动的次数相同，即它们振动的频率相同，音调相同，故AB错误； C．由图可知，甲、乙波形相同，则音色相同，故C错误； D．由图知，甲和乙的振幅不同，响度不同，故D正确。 故选D。 14．如图甲、乙所示，两个不同设置的示波器记录了两个发声体振动的信号。 （1）甲声音的频率是___________Hz； （2）声音音调较高的是___________（均选填“甲”、“乙”）。 【答案】（1）500；（2）甲 【详解】（1）由图可知，甲在0.002s内的振动次数为1次，则甲在1s内会振动500次，即频率为500Hz。 （2）由图可知，乙在0.02s内的振动次数为2次，则乙在1s内会振动100次，即频率为100Hz。由上可知，甲的频率为500Hz，乙的频率为100Hz，甲的频率大于乙的频率，甲和乙在相同时间内，发声体振动得较快的是甲，故声音音调较高的是甲。 15．课余时间，爱学习的小晋参加了学校的创新实验小组，以下是他们小组在学习《声现象》时的实验场景， （1）如图1所示，小晋将正在发声的音叉放入水中，能观察到音叉周围溅起许多水花，这说明发出声音的音叉在______，这里用到的科学方法是______。 （2）组内的小明同学设计了如图2所示的装置，他通过抽气口往外抽出罩内空气。随着罩内空气不断减少，最后几乎听不到声音了，由此现象推理可得出结论：______。在抽气的过程中，他看到泡沫小球跳动的剧烈程度______（选填“明显加剧”“明显变弱”或“几乎不变”）。 （3）小晋发现小明的实验装置在结束后飞散的泡沫小球难以收集，请你就此对小明的装置进行评价：（温馨提示：可指出装置的改进思路或方法）____________。 （4）图3是小晋将声音输入到示波器上显示的波形，说说你从中获得的信息：______。（说出一条即可） 【答案】（1） 振动 转换法；（2） 声音的传播需要介质 几乎不变；（3）可以在喇叭上套一个透明塑料杯来方便收集小球等；（4）①的响度最小，②和③的响度较大，且响度相等 【详解】（1）将正在发声的音叉放入水中，能观察到音叉周围溅起许多水花，是音叉振动激起水花，说明发出声音的音叉在振动。这种实验方法叫作转换法，将看不见的音叉振动转化为看得见的水花四射。 （2）抽气时玻璃罩内空气减少，传声介质变少，铃声逐渐变小，推理出真空不能传声，说明声音传播需要介质。但抽出空气并不影响物体的振动，因此泡沫小球跳动的剧烈程度几乎不变。 （3）小明的装置可以更好地观察到响度的变化情况，但没有考虑到实验中飞散的泡沫小球难以收集的问题，可以在喇叭上套一个透明塑料杯来方便收集小球等。 （4）通过波形图，我们可以看出响度的大小，音调的高低以及声音的音色是否相同。从图像可知，①②③它们波形的形状一致，因此声音的音色相同。波形图的密集程度代表了声音振动的频率。由图像可以看出，①和②的密集程度相同，声音的音调相同，③最密集，③的音调最高。波形图的振幅代表了声音的响度大小，由图像可知，②和③振幅相同，响度相同，并且大于①的响度。 ▌题型04 超声波、次声波范围与应用分类 1.人耳听觉范围：20～20000Hz；低于 20Hz 的声波为次声波，高于 20000Hz 的声波为超声波，二者人耳均无法听见。 2.超声波特点：方向性强、能量集中、穿透力好；应用：B 超检查、倒车雷达、声呐、超声波清洗、超声碎石。 3.次声波特点：传播距离远、破坏力强；来源：地震、海啸、火山喷发、台风；用途：自然灾害提前预警。 4.解题区分：医疗成像、测距、清洗破碎对应超声波；地质气象灾害预警对应次声波。 16．地震时会伴有____________（选填“超声波”或“次声波”）产生。科学家可以通过设备监测到这种声波，从而确定地震发生的烈度和方位，这是利用了声波能传递____________（选填“信息”或“能量”）。 【答案】 次声波 信息 【详解】地震产生的次声波频率低于人耳听觉范围，科学家利用设备接收并分析这种声波，可以确定地震发生的烈度和方位，说明声波能够传递信息。 17．“留连戏蝶时时舞，自在娇莺恰恰啼”描绘了春天的景象，如图所示。人们是根据声音的________来辨别黄莺啼声的；人耳听不到蝴蝶翅膀扇动发出的声音，是由于蝴蝶翅膀振动的频率低，这种声音属于___________（选填“超声波”或“次声波”）。 【答案】音色；次声波 【详解】由声音的特性可知，音色可用于辨别不同的发声体； 因人耳听觉频率范围为20Hz~20000Hz，频率低于20Hz的称为次声波，由于蝴蝶翅膀振动的频率低属于次声波，因此人耳无法听到。 18．如图所示，自然界中许多动物不仅能发出超声波，还能感受到超声波。例如，通常夜间活动的蝙蝠不会撞到障碍物，这是因为它们可利用超声波进行导航。蝙蝠发出的超声波碰到墙壁等障碍物会返回，由此，它便能判断障碍物的位置并及时避开，蝙蝠发出的超声波频率___________（选填“高于”或“低于”）20000 Hz。 【答案】高于 【详解】超声波的频率高于20000Hz。人耳能听到的声音频率范围是20Hz到20000Hz，高于20000Hz的声音称为超声波，因此蝙蝠发出的超声波频率高于20000Hz。 19．如图倒车雷达是汽车驻车或者倒车时的安全辅助装置，汽车利用超声波探测车辆后方障碍物的位置，当车辆与障碍物相距较近时，汽车就会发出“嘀嘀嘀”的警报声。下列关于该声波的说法正确的是（     ） A．超声波的传播不需要介质 B．警报声是利用超声波传递能量 C．超声波的频率不在人耳的听觉范围之内 D．“嘀嘀嘀”的警报声，就是超声波 【答案】C 【详解】A．声音的传播需要介质，超声波也属于声波，其传播同样需要介质，故A错误； B．倒车雷达利用超声波探测障碍物的位置，说明声音可以传递信息，不是利用警报声传递能量，故B错误； C．人耳的听觉频率范围约为20Hz～20000Hz，超声波的频率高于20000Hz，不在人耳的听觉范围之内，故C正确； D．“嘀嘀嘀”的警报声能被人耳听到，而超声波不能被人耳听到，所以警报声不是超声波，故D错误。 故选C。 20．阅读下面短文，完成后面的题目： 雪花落水也有声 冷战时期，当时美国海军要监视苏联潜水艇的活动。他们发现，在下雨和下雪的时候，水下声呐工作效果不好，常有噪声干扰，甚至无法监听，渔民也常抱怨，在下雨和下雪的时候，他们的声呐也常常侦听不到鱼群。科学家通过实验作出断定，雨滴落水产生的声音，不是雨滴撞击水面发出，而是含在雨滴中的气泡振动发出的。但雪花落水静悄悄，毫无声响，真的能产生声音吗？ 一开始，科学家们不信，因为雪花中含有90%以上的水，空气不多。在一个风雪的夜晚，科学家们在一个汽车旅馆的游泳池找到了证据，雪花落水时也产生气泡，同样，这些气泡也振动，从而发出声波。其实，无论是人们打水漂时所听到的细微声响，还是瀑布的隆隆震响，都不是（或主要不是）来自石块及岩石与水的碰撞，而是由于气泡。 雪花落水发出的声波频率在到之间，高于人们能听见的声波频率。但是，海里的鲸鱼就能听到雪花落水所产生的声响，并且这些声响令鲸鱼异常烦躁。 （1）雪花落水发出的声波属于___________（选填“超声波”或“次声波”）； （2）声呐装置是利用仿生学原理制成的，它模仿的是下列哪种生物___________（选填），它发射和接收的声波的频率___________（选填“大于“小于”或“等于”）20000Hz。 A．蝙蝠        B．狗        C．猫        D．大象 （3）雪花落水发出的声音对人来讲不是噪声，站在鲸鱼的角度看___________（选填“是”或“不是”）噪声。如果不让雪花落水，那是在声源处___________（选填“消声”“吸声”或“隔声”）以控制噪声。 （4）科学家们发现，不论是雪花落水，还是雨滴落水，都会引起气泡的___________，这个声音都能被鲸鱼听到，说明___________能传播声音。 【答案】（1）超声波；（2） A 大于；（3） 是 消声；（4） 振动 液体 【详解】（1）频率高于的声波是超声波。雪花落水声波频率为，高于，因此属于超声波。 （2）[1] 声呐利用回声定位原理工作，模仿蝙蝠的超声波定位特性，故选A。 [2]声呐依靠超声波工作，超声波频率大于。 （3）[1]凡是干扰生物正常活动的声音都属于对应生物的噪声，文中说明该声响令鲸鱼烦躁，因此对鲸鱼来说是噪声。 [2]如果不让雪花落水，阻止声源发声，属于在声源处消声。 （4）[1] 声音由物体振动产生，不论是雪花落水，还是雨滴落水，都会引起气泡振动发出声波。 [2]鲸鱼在海水中能听到该声音，说明水（液体）可以传播声音。 2 / 2 学科网（北京）股份有限公司 学科网（北京）股份有限公司 $ 3.2 声音的特性 题型01 音调、响度、音色概念区分辨析 题型02 探究音调、响度的控制变量实验 题型03 波形图像判断声音三特性 题型04 超声波、次声波范围与应用分类 ▌题型01 音调、响度、音色概念区分辨析 1.音调：描述声音 ，由发声体 决定；频率越高，振动越 ，音调越 。 影响频率因素：弦乐器弦越短、越细、越紧，音调越高；管乐器空气柱越短，音调越高。 2.响度：描述声音 、 ，由 和 共同决定；振幅越大、距离越近，响度越 ；力度改变只会改变振幅，不改变音调。 3.音色：声音独有的品质特色，由发声体 、结构、发声方式决定；是分辨不同人、不同乐器的唯一依据。 4.关键词速记：高低、粗细、尖锐低沉→音调；大小、轻重、远近、震耳→响度；辨别、分辨、识别→音色。 5.解题思路：抓取题干关键词，匹配对应特性，区分三者核心影响因素。 1．埙是迄今为止我国考古发现的最早的吹奏乐器之一，如图所示。用埙吹奏发声时，按压埙上不同的孔主要是为了改变声音的___________，且吹奏的力度越大，声音的___________越大。（均选填“响度”“音调”或“音色”） 2．把钢尺按在桌面上，一端伸出桌边，用力拨动钢尺： （1）若探究的是“音调与频率的关系”实验，下一步的操作应该是________________________（选填“改变钢尺伸出桌面的长度”或“用大小不同的力拨动钢尺”），重做几次实验，通过对比，可以得出的实验结论是________________________； （2）若探究的是“响度与振幅的关系”实验，下一步的操作应该是________________________（选填“改变钢尺伸出桌面的长度”或“用大小不同的力拨动钢尺”），重做几次实验，通过对比，可以得出的实验结论是________________________________。 3．（多选）物理课上，老师用力吹一根较长的塑料吸管的同时，用剪刀一小段一小段地剪短吸管，如图所示。同学们听到的声音（     ） A．音色不变 B．音调变了 C．是老师的声带振动产生的 D．后排同学听到的响度与前排同学听到的响度相同 4．交响乐是由管弦乐队演奏的大型乐曲，弦乐器的琴弦由于受到弹拨而________发出了声音；乐队指挥员能够分辨出交响乐中各种乐器发出的声音，他是根据声音的________进行辨别的。 5．以下是探究声音的音调与响度与什么因素有关的两个实验： （1）实验一：如图1是“探究影响音调高低因素”的实验装置，将钢尺伸出桌面长度、发出声音高低、钢尺振动快慢的数据填到表中。 实验次数 钢尺伸出桌面的长度 听到声音的高低（选填“高”或“低”） 钢尺振动的快慢（选填“快”或“慢”） 1 较长 ①_______________ ②______________ 2 较短 ③_______________ ④______________ ⑤实验结论：影响音调高低的因素是______________（选填“频率”或“振幅”）。 （2）实验二：如图2是“探究影响响度大小”的实验，将系在细线上的乒乓球轻触正在发声的音叉，可观察到乒乓球被弹起： ①使音叉发出响度更大的声音，观察到乒乓球被弹开的幅度______________（选填“变大”或“变小”）； ②通过实验探究得出的结论是：响度与声源的______________（选填“频率”或“振幅”）有关； ③在探究过程中，将不易观察的音叉的振动转化成乒乓球的摆动，采用的研究方法是______________ ▌题型02 探究音调、响度的控制变量实验 1.探究音调实验（钢尺 / 琴弦）：控制拨动力度不变（保证振幅相同），改变钢尺伸出桌面长度；伸出越长，振动频率越 ，音调越 。 2.探究响度实验：控制钢尺伸出长度不变（保证频率相同），改变拨动的力度；力度越大，振幅越 ，响度越 。 3.实验方法：全程使用 法，每次只改变一个研究变量，其余条件保持一致，排除干扰。 4.拓展：吹水瓶时，瓶内 振动发声，水越多空气柱越短，音调越 ；敲水瓶时， 振动，水越多音调越 。 6．小昕在“探究音调与哪些因素有关”的实验中，器材有纸盒和一些长短、粗细、材料不同的琴弦，如图。琴弦的直径关系为，且每根琴弦固定在“音箱”上的松紧程度一致。 （1）若选择琴弦a和琴弦________，则可以探究音调高低与材料的关系。 （2）为了探究音调高低与长度的关系，小昕________（选填“能”或“不能”）选择琴弦c和d进行实验，因为________。 7．在学习吉他演奏的过程中，小华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。 编号 材料 长度（cm） 横截面积（） A 铜 60 0.76 B 铜 60 0.89 C 铜 60 1.02 D 铜 80 0.76 E 铜 80 0.89 F 铜 100 0.76 G 钢 80 1.02 H 尼龙 80 1.02 I 尼龙 100 1.02 J 铜 80 1.02 为了验证上述猜想是否正确，他们找到了下表所列10种规格的琴弦进行实验。 （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）本次实验所采用的实验方法是__________________。 （4）通过查阅资料，小丽知道了琴弦的振动频率与琴弦长度的关系如图所示，如果小丽的实验无误，则可确定的是编号为______的琴弦一定比编号为D的琴弦振动时音调高。 8．如图1所示，将一把钢尺紧压在桌面上，尺的一端伸出桌面，用手拨动使其上下振动，发出声音。 （1）利用该装置探究“影响声音高低的因素”时，每次应保持钢尺上下振动幅度相同，此物理研究方法叫___________。（选填“控制变量法”、“转换法”） （2）通过观察发现，钢尺伸出桌面的长度越长，发出声音的音调越___________（选填“高”或“低”）；钢尺伸出桌面的长度足够长时，就听不到声音了，是因为钢尺振动频率太___________（选填“高”、“低”），属于___________（选填“超声波”、“次声波”）。 （3）如图2用鼓锤分别重敲和轻敲鼓面，铜鼓发出的声音的响度不同，同时可以通过乒乓球反弹的高度，来显示出鼓面振动的情况。此物理研究方法叫___________。（选填“控制变量法”、“转换法”） 9．如图所示的是探究声现象的三个实验情景，请回答下列问题： （1）如图甲所示，用竖直悬挂的乒乓球接触发声的音叉时，乒乓球被弹起，这个现象说明声音是由________产生的；乒乓球在实验中的作用是________；如果加大力度敲击音叉，发现乒乓球被弹得越远，听到的声音的响度也越大，这个现象说明________。 （2）如图乙所示，敲击右边的音叉，左边完全相同的音叉把乒乓球弹起，这个现象说明声音可以在________传播； （3）如图丙所示，将一把钢尺紧按在桌面上，先让一端伸出桌边短一些，拨动钢尺，听它振动发出的声音，然后一端伸出桌边长一些，再拨动钢尺，听它振动发出的声音，使钢尺两次振动幅度大致相同。比较两种情况下，第________次钢尺振动得快，它的音调________（填“高”或“低”），这说明音调与________有关。 10．在探究声音的产生和传播时，小明和小朋一起做了下面的甲乙两个实验： （1）如图甲所示，用悬挂着的乒乓球接触正在发声的音叉，可观察到乒乓球被弹开，这说明________。 （2）增大敲击音叉的力度，听到响度增大的同时看到乒乓弹起的高度增加，说明________。 （3）如图乙所示，敲响右边的音叉，左边完全相同的但没有与之接触的音叉也会发声，并且可以看到乒乓球会弹开。该实验能说明________可以传声。在月球上________（选填“能”或“不能”）看到乒乓球弹起，因为________。 （4）在此实验中乒乓球的作用是________。 ▌题型03 波形图像判断声音三特性 1.波形疏密代表 ：相同时间内波形数量越多、排布越密，频率越 ，音调越 。 2.波形纵向高度代表 ：波形最高点到平衡位置距离越大，振幅越 ，响度越 。 3.波形轮廓形状代表 ：发声体不同，振动波形轮廓存在明显差异。 4.图像判断步骤：第一步看疏密判 ；第二步看高低判 ；第三步看轮廓判 。 5.易错提醒：波形仅横向疏密、纵向高度影响音调和响度，图像整体宽窄不参与判断。 11．如图是声音输入到示波器上时显示振动幅度与时间关系的波形图。甲、乙、丙三幅图中音调最高的是图________；响度最小的是图________。 12．小武同学用手机上的示波器软件，检测几个不同的声音，得到如图所示波形图。他根据图像作出的判断，正确的是（     ） A．甲、乙两图所示声波的振幅不同，频率相同 B．乙、丙两图所示声波对应的声音的响度相同 C．丙、丁两图所示声波对应的声音的音色不同 D．甲、丙两图所示声波对应的声音的音调相同 13．示波器的自白：把声音听进心里，把感受映在屏上，用图像勾勒心情。声音不能被肉眼直接看见，但可以用手机软件→示波器显示出其波形来进行研究。下列是手机软件上显示的甲、乙两个音叉振动时发出声音的波形图，判断正确的是（   ） A．甲音叉比乙音叉振动得快 B．甲音叉比乙音叉发声的音调低 C．甲、乙两个音叉发声的音色不同 D．甲、乙两个音叉发声的响度不同 14．如图甲、乙所示，两个不同设置的示波器记录了两个发声体振动的信号。 （1）甲声音的频率是___________Hz； （2）声音音调较高的是___________（均选填“甲”、“乙”）。 15．课余时间，爱学习的小晋参加了学校的创新实验小组，以下是他们小组在学习《声现象》时的实验场景， （1）如图1所示，小晋将正在发声的音叉放入水中，能观察到音叉周围溅起许多水花，这说明发出声音的音叉在______，这里用到的科学方法是______。 （2）组内的小明同学设计了如图2所示的装置，他通过抽气口往外抽出罩内空气。随着罩内空气不断减少，最后几乎听不到声音了，由此现象推理可得出结论：______。在抽气的过程中，他看到泡沫小球跳动的剧烈程度______（选填“明显加剧”“明显变弱”或“几乎不变”）。 （3）小晋发现小明的实验装置在结束后飞散的泡沫小球难以收集，请你就此对小明的装置进行评价：（温馨提示：可指出装置的改进思路或方法）____________。 （4）图3是小晋将声音输入到示波器上显示的波形，说说你从中获得的信息：______。（说出一条即可） ▌题型04 超声波、次声波范围与应用分类 1.人耳听觉范围： Hz；低于 20Hz 的声波为 波，高于 20000Hz 的声波为 波，二者人耳均无法听见。 2.超声波特点：方向性强、能量集中、穿透力好；应用： 检查、倒车雷达、声呐、超声波清洗、超声碎石。 3.次声波特点：传播距离远、破坏力强；来源：地震、海啸、火山喷发、台风；用途：自然灾害提前预警。 4.解题区分：医疗成像、测距、清洗破碎对应超声波；地质气象灾害预警对应次声波。 16．地震时会伴有____________（选填“超声波”或“次声波”）产生。科学家可以通过设备监测到这种声波，从而确定地震发生的烈度和方位，这是利用了声波能传递____________（选填“信息”或“能量”）。 17．“留连戏蝶时时舞，自在娇莺恰恰啼”描绘了春天的景象，如图所示。人们是根据声音的________来辨别黄莺啼声的；人耳听不到蝴蝶翅膀扇动发出的声音，是由于蝴蝶翅膀振动的频率低，这种声音属于___________（选填“超声波”或“次声波”）。 18．如图所示，自然界中许多动物不仅能发出超声波，还能感受到超声波。例如，通常夜间活动的蝙蝠不会撞到障碍物，这是因为它们可利用超声波进行导航。蝙蝠发出的超声波碰到墙壁等障碍物会返回，由此，它便能判断障碍物的位置并及时避开，蝙蝠发出的超声波频率___________（选填“高于”或“低于”）20000 Hz。 19．如图倒车雷达是汽车驻车或者倒车时的安全辅助装置，汽车利用超声波探测车辆后方障碍物的位置，当车辆与障碍物相距较近时，汽车就会发出“嘀嘀嘀”的警报声。下列关于该声波的说法正确的是（     ） A．超声波的传播不需要介质 B．警报声是利用超声波传递能量 C．超声波的频率不在人耳的听觉范围之内 D．“嘀嘀嘀”的警报声，就是超声波 20．阅读下面短文，完成后面的题目： 雪花落水也有声 冷战时期，当时美国海军要监视苏联潜水艇的活动。他们发现，在下雨和下雪的时候，水下声呐工作效果不好，常有噪声干扰，甚至无法监听，渔民也常抱怨，在下雨和下雪的时候，他们的声呐也常常侦听不到鱼群。科学家通过实验作出断定，雨滴落水产生的声音，不是雨滴撞击水面发出，而是含在雨滴中的气泡振动发出的。但雪花落水静悄悄，毫无声响，真的能产生声音吗？ 一开始，科学家们不信，因为雪花中含有90%以上的水，空气不多。在一个风雪的夜晚，科学家们在一个汽车旅馆的游泳池找到了证据，雪花落水时也产生气泡，同样，这些气泡也振动，从而发出声波。其实，无论是人们打水漂时所听到的细微声响，还是瀑布的隆隆震响，都不是（或主要不是）来自石块及岩石与水的碰撞，而是由于气泡。 雪花落水发出的声波频率在到之间，高于人们能听见的声波频率。但是，海里的鲸鱼就能听到雪花落水所产生的声响，并且这些声响令鲸鱼异常烦躁。 （1）雪花落水发出的声波属于___________（选填“超声波”或“次声波”）； （2）声呐装置是利用仿生学原理制成的，它模仿的是下列哪种生物___________（选填），它发射和接收的声波的频率___________（选填“大于“小于”或“等于”）20000Hz。 A．蝙蝠        B．狗        C．猫        D．大象 （3）雪花落水发出的声音对人来讲不是噪声，站在鲸鱼的角度看___________（选填“是”或“不是”）噪声。如果不让雪花落水，那是在声源处___________（选填“消声”“吸声”或“隔声”）以控制噪声。 （4）科学家们发现，不论是雪花落水，还是雨滴落水，都会引起气泡的___________，这个声音都能被鲸鱼听到，说明___________能传播声音。 2 / 2 学科网（北京）股份有限公司 学科网（北京）股份有限公司 $