Page13第9講聲音的特性▲學(xué)問點(diǎn)一：音調(diào)1.定義：音調(diào)是指聲音的凹凸，它是由發(fā)聲體振動(dòng)的頻率確定的，頻率越大，音調(diào)越高。2.影響音調(diào)凹凸的因素：鋼尺試驗(yàn)方法：限制變量法（限制每次鋼尺的振幅相同）。留意事項(xiàng)：緊壓鋼尺，和桌面接觸部分不能發(fā)出聲音，避開產(chǎn)生干擾。試驗(yàn)設(shè)計(jì)：將鋼尺一端伸出桌邊，撥動(dòng)鋼尺，聽它振動(dòng)發(fā)出的聲音，同時(shí)留意鋼尺振動(dòng)的快慢，變更鋼尺伸出桌邊的長度，再次撥動(dòng)。留意兩次試驗(yàn)中振動(dòng)幅度大致相同。比較兩種狀況下鋼尺振動(dòng)的快慢和發(fā)聲的音調(diào)。試驗(yàn)結(jié)論：物體的音調(diào)凹凸和振動(dòng)快慢有關(guān)。振動(dòng)越快，音調(diào)越高；振動(dòng)越慢，音調(diào)越低。3.頻率：物體在每秒內(nèi)振動(dòng)的次數(shù)叫頻率，它的單位是赫茲（Hz）。例如：人心跳每分鐘72次，則心跳頻率為1.2Hz。4.超聲波和次聲波的產(chǎn)生及現(xiàn)象人耳能感受聲音的頻率有肯定的范圍，多數(shù)人能聽到的頻率范圍大約從20Hz到20000Hz。人們把高于20000Hz的聲叫超聲波；把低于20Hz的聲叫次聲波，它們都統(tǒng)稱為聲。蝙蝠、海豚發(fā)出的聲常為超聲波；地震、海嘯、臺風(fēng)、火山爆發(fā)、核爆炸，還有大象發(fā)出的聲叫次聲波。人的發(fā)聲頻率在85-1100Hz，一般說來，成年男子的聲帶長而厚，振動(dòng)頻率低；成年女子的聲帶短而薄，振動(dòng)頻率較高，所以女子說話的音調(diào)比男子高些。5.有關(guān)變更振動(dòng)的快慢來變更音調(diào)凹凸的例子（1）滑動(dòng)梳子，快慢變更，則音調(diào)變更；（2）齒輪旋轉(zhuǎn)，齒數(shù)不同，紙條發(fā)生振動(dòng)的快慢不同，則頻率不同；（3）管樂器、溫水瓶等，空氣柱越短，振動(dòng)越快，音調(diào)越高；（4）敲擊編鐘、裝有不同質(zhì)量水的瓶子，質(zhì)量越大，振動(dòng)越慢，音調(diào)越低；（5）弦樂器，弦的長短、粗細(xì)、松緊不同，振動(dòng)快慢不同，音調(diào)不同。6.頻率相關(guān)學(xué)問、波形圖頻率表示物體振動(dòng)快慢的物理量，頻率確定了音調(diào)的凹凸。頻率的凹凸在波形圖上反映為波形的疏密。假如聲音的音調(diào)越低，則波形較稀疏，相同時(shí)間內(nèi)振動(dòng)次數(shù)較少，頻率較低；假如聲音的音調(diào)較高，則波形較密集，相同時(shí)間內(nèi)振動(dòng)次數(shù)較多，頻率較高。留意：吹裝有水的瓶子與敲擊裝有水的瓶子，推斷音調(diào)凹凸的方式是不同的。吹瓶子時(shí)，聲源是空氣柱，空氣柱越短，振動(dòng)越快，音調(diào)越高；敲擊瓶子時(shí)，聲源是瓶壁玻璃及水部分，質(zhì)量越大，振動(dòng)越慢，音調(diào)越低（空氣柱越短的瓶子）?！鴮W(xué)問點(diǎn)二：響度試驗(yàn)及有關(guān)響度現(xiàn)象的推斷1.試驗(yàn)：探究影響響度大小的因素試驗(yàn)設(shè)計(jì)：（1）幾次用不同的力敲擊音叉，并將振動(dòng)的音叉靠近乒乓球，視察乒乓球被彈開的幅度。試驗(yàn)現(xiàn)象：幾次用不同的力敲擊音叉，乒乓球被彈開的幅度不同，用力越大，乒乓球被彈開的幅度越大，聲音的響度越大。試驗(yàn)結(jié)論：聲音的響度與振動(dòng)的幅度有關(guān)，物理學(xué)中用振幅來表示，物體的振幅越大，聲音的響度越大。試驗(yàn)拓展：它除了跟發(fā)聲體振動(dòng)的振幅有關(guān)，還跟距發(fā)聲體的遠(yuǎn)近有關(guān)，距離發(fā)聲體越遠(yuǎn)，聲音更加散，能量越小，響度越小，用喇叭可以減小聲音的分散，使聲音傳播得更遠(yuǎn)。振幅：物體離開平衡位置的最大距離叫振幅。轉(zhuǎn)換法（放大法）：在探究聲音響度的影響因素試驗(yàn)中，使音叉振動(dòng)幅度不同，然后通過音叉彈開乒乓球的距離遠(yuǎn)近來反應(yīng)振幅大小。表示響度的說法有：聲如洪鐘、音量的大小、輕聲慢步、竊竊私語、低聲細(xì)語、引吭高歌、高聲喧嘩、“不敢高聲語，恐驚天上人”。2.響度的波形圖響度的大小取決于振幅，振幅越大，響度越大。振幅的大小在波形圖上反映為波形的凹凸。3.增加響度的方法（1）增大振幅；（2）拉近聽者與聲源的距離；（3）削減聲音的發(fā)散。如下圖所示4.有關(guān)“高”“低”在音調(diào)與響度中的辨析日常用語中聲音的“高”與“低”，有時(shí)指音調(diào)，有時(shí)指響度，含義不是唯一的。響度一般和力氣、距離相聯(lián)系。音調(diào)則無關(guān)。日常生活中常用“尖”、“細(xì)”、“脆”等詞形容聲音的音調(diào)很高，例如“脆如銀鈴”就是指音調(diào)。（1）男低音、女高音：男生聲帶振動(dòng)慢，音調(diào)低，女生聲帶振動(dòng)快，音調(diào)高，故指音調(diào)。（2）“高音我唱不上去”、“低音我唱不下來”指的是音調(diào)（3）放聲高歌、引吭高歌、高聲談笑：是指聲帶振動(dòng)幅度大，即發(fā)出聲音的響度大。例題.下列四個(gè)句子；①這首歌調(diào)太高，我唱不上去；②引吭高歌；③她是唱高音的；④請勿高聲喧嘩。其中“高”字指音調(diào)的是（）A.①②B.②④C.①③D.③④▲學(xué)問點(diǎn)三：音色及波形1.音色。音色是指不同發(fā)聲體聲音的特色，不同發(fā)聲體在音調(diào)和響度相同的狀況下，音色是不同的，用音色來推斷不同物體發(fā)出的聲音。影響音色的因素：不同物質(zhì)本身的材料、結(jié)構(gòu)。留意：在響度和音調(diào)都相同的狀況下，不同物體發(fā)出的聲音的音色是不相同的。在波形圖中體現(xiàn)為波的形態(tài)不同，如上圖所示。2.音色現(xiàn)象及利用1.未見其人，先聞其聲；（聽聲辨人）2.聲紋鎖；3.敲擊瓷器辨別是否具有裂痕；（聽聲辨物）4.手拍打西瓜的方式推斷是否成熟；5.機(jī)器運(yùn)轉(zhuǎn)是否良好。3.音調(diào)、響度及音色三種波形的區(qū)分視察聲音的波形圖，從波形的疏密程度來相識音調(diào)的凹凸，從波形的凹凸來推斷響度的大小，從波形的形態(tài)來推斷音色。課時(shí)訓(xùn)練（七）一、單選題1.選擇西瓜時(shí)，用手指在西瓜上彈幾下，假如聲音嘹亮，就知道是生瓜；假如聲音較沉悶，就知道是熟瓜．醫(yī)生常用叩診術(shù)來檢查人體內(nèi)器官是否正常，臟器不正常與正常的叩診聲音是不同的．好玩的是300多年前，一個(gè)奧地利人用敲擊酒桶的方法來推斷桶中酒的多少．上述事例中都是依據(jù)聲音的哪個(gè)共同特征來推斷的（）A.響度B.音調(diào)C.音色D.聲速【答案】B【解析】選擇西瓜，醫(yī)生叩診以及敲擊酒桶的方法都是利用物體發(fā)出的音調(diào)來推斷的．2.如圖所示，四個(gè)完全相同的玻璃杯內(nèi)裝有水，水面高度不同．用大小相同的力敲擊四個(gè)玻璃杯，會(huì)發(fā)出不同的聲音，這主要是探討聲音的（）A.音調(diào)B.響度C.音色D.振幅【答案】A【解析】用大小相同的力敲擊四個(gè)玻璃杯，說明發(fā)出聲音的響度基本相同；而由于杯內(nèi)水的體積不同，導(dǎo)致玻璃杯的振動(dòng)快慢不同，水多的玻璃杯振動(dòng)慢，振動(dòng)的快慢影響聲音的音調(diào)，故發(fā)出聲音不同是音調(diào)不同．3.中國樂器二胡又稱“奚琴”如圖所示，演奏前藝人常依據(jù)不同的曲目進(jìn)行調(diào)整琴弦的松緊度，這是調(diào)整琴弦發(fā)出聲音的（）A.響度B.音調(diào)C.音色D.振幅【答案】B【解析】調(diào)整琴弦的松緊程度的目的是調(diào)整琴弦振動(dòng)的頻率，從而變更琴弦發(fā)聲時(shí)的音調(diào)．4.下列探究聲音的試驗(yàn)中，能用來探究影響音調(diào)凹凸因素的是（）A.響鈴時(shí)，不斷抽出瓶內(nèi)的空氣B.室內(nèi)收音機(jī)放音時(shí)，喇叭前方燭焰搖擺C.手指蘸水摩擦杯口時(shí)，變更注入杯中水量D.敲鼓時(shí)，用大小不同的力【答案】C【解析】A，響鈴時(shí)，不斷抽出瓶內(nèi)的空氣．是探究聲音傳播的條件——須要介質(zhì)的試驗(yàn)，故A錯(cuò)誤；B，室內(nèi)收音機(jī)放音時(shí)，喇叭前方燭焰搖擺．表明聲音能夠傳遞能量，故B錯(cuò)誤；C，手指蘸水摩擦杯口時(shí)，變更注入杯中水量．水量越多，杯內(nèi)空氣柱越短，振動(dòng)頻率越快，音調(diào)越高，此試驗(yàn)是探究聲音的音調(diào)的，故C正確；D，敲鼓時(shí)，用大小不同的力．鼓面的振動(dòng)幅度越大，響度就越大，是探究聲音的響度，故D錯(cuò)誤．5.觀眾對中心電視臺舉辦的成語大賽好評如潮，大賽中涉及的下列成語跟聲音響度有關(guān)的是（）A.響徹云霄B.閃耀其辭C.掩耳盜鈴D.耳熟能詳【答案】A【解析】A，響徹云霄是指聲音很大，指響度大，符合題意．B，閃耀其詞是聲音時(shí)斷時(shí)續(xù)，振動(dòng)發(fā)聲，振動(dòng)停止發(fā)聲停止，不符合題意；C，掩耳盜鈴是從人耳處減弱聲音的傳播，不符合題意；D，耳熟能詳是指從音色的角度區(qū)分不同的人發(fā)出的聲音的不同，不符合題意．6.在交響音樂會(huì)上，我們能聽到大提琴獨(dú)奏，同時(shí)有輕聲的小提琴伴奏，從樂音的特性分析，下列說法中正確的是（）A.大提琴響度大，音調(diào)低；小提琴響度小，音調(diào)高B.大提琴響度大，音調(diào)高；小提琴響度小，音調(diào)低C.大提琴響度小，音調(diào)低；小提琴響度大，音調(diào)高D.大提琴響度小，音調(diào)高；小提琴響度大，音調(diào)低【答案】A【解析】大提琴彈奏時(shí)，振幅大，則響度大，頻率低，則音調(diào)低；小提琴振幅小，響度小，頻率高，音調(diào)高．7.向遠(yuǎn)處的人喊話，喊話的人用手做成一個(gè)喇叭形態(tài)，放在自己的嘴上，這樣可以（）A.提高聲音的傳播速度，削減聲音損失B.提高聲音頻率，聽得更清晰C.削減聲音分散，聽話人處響度大D.削減聲音分散，使各處響度都增大【答案】C【解析】用兩手在嘴邊做成“喇叭”狀或用“土喇叭”，可以削減聲音的分散，從而使聲音的響度更大一些．8.我們觀賞音樂時(shí)能辨別出不同樂器發(fā)出的聲音，主要是因?yàn)椴煌瑯菲靼l(fā)出聲音的（）A.音色不同B.音調(diào)不同C.響度不同D.傳播速度不同【答案】A【解析】不同的樂器即便演奏相同的樂曲，發(fā)出的音色也不相同，故可用音色來辨別不同的樂器．9.（多選）如圖所示,四個(gè)相同的玻璃瓶內(nèi)裝有深度不同的水.用筷子輕輕敲擊瓶口或用嘴貼著瓶口吹氣,會(huì)發(fā)出不同的聲音.下列關(guān)于所發(fā)出聲音的推斷中正確的是（）A.用筷子輕輕敲擊瓶口，甲瓶的音調(diào)最高B.用嘴貼著瓶口吹氣，甲瓶的音調(diào)最高C.用筷子輕輕敲擊瓶口，丁瓶的音調(diào)最高D.用嘴貼著瓶口吹氣，丁瓶的音調(diào)最高【答案】BC【解析】用筷子輕輕敲擊瓶口，聲音是由瓶子和瓶內(nèi)的水振動(dòng)發(fā)出的，水越多，音調(diào)越低；因此丁的音調(diào)最高；故A錯(cuò)誤，C正確；用嘴貼著瓶口吹氣，聲音是由于瓶內(nèi)空氣柱的振動(dòng)發(fā)出的，空氣柱長度越短，音調(diào)越高，因此甲的音調(diào)最高．故B正確，D錯(cuò)誤．二、填空題10.如圖所示，四個(gè)相同的玻璃瓶里裝水，水面高度不同，用嘴貼著瓶口吹氣，能吹出“1，2，3，4”四個(gè)音階，則與這四個(gè)音階相對應(yīng)的瓶子序號是______．假如用金屬棒打擊瓶子，也剛好能打擊出“1，2，3，4”四個(gè)音階，則與這四個(gè)音節(jié)相對應(yīng)的瓶子序號是______．【答案】（1）、（2）、（3）、（4）；（4）、（3）、（2）、（1）．【解析】①當(dāng)用嘴向瓶內(nèi)吹氣時(shí)，瓶內(nèi)的空氣柱振動(dòng)發(fā)聲，隨著瓶內(nèi)水位的上升，瓶內(nèi)的空氣柱越來越短，振動(dòng)的頻率越來越高，因此音調(diào)也會(huì)越來越高，故“1，2，3，4”四個(gè)音階相對應(yīng)的瓶子序號是（1）、（2）、（3）、（4）；②當(dāng)用金屬棒打擊瓶子時(shí)，是瓶子與水柱在振動(dòng)發(fā)聲，瓶內(nèi)水位越高，瓶子與水柱越難振動(dòng)，振動(dòng)的頻率越來越低，因此音調(diào)也會(huì)越來越低，故“1，2，3，4”四個(gè)音階相對應(yīng)的瓶子序號是（4）、（3）、（2）、（1）；11.發(fā)聲體的材料，結(jié)構(gòu)確定了發(fā)出聲音的________，不同發(fā)聲物體的材料、結(jié)構(gòu)不同，發(fā)出聲音的________也不相同．【答案】音色；音色【解析】音色是由發(fā)聲體的材料、結(jié)構(gòu)等因素確定的．三、試驗(yàn)題12.微風(fēng)吹過，金屬管風(fēng)鈴發(fā)出悅耳的聲音，小明想探究管子發(fā)出聲音的頻率與長度、直徑的關(guān)系．他選取了材料與管壁厚度都相同、長度和直徑都不同的三根直管，將它們用細(xì)線懸掛，敲擊后，測出各自發(fā)出聲音的頻率，數(shù)據(jù)如下表：（1）敲擊時(shí)，聲音是由____產(chǎn)生的，用不同大小的力敲擊，則發(fā)出聲音的____將不同．（2）三根管中音調(diào)最低的是_________號．（3）依據(jù)表中數(shù)據(jù)，能否得出“管子發(fā)出聲音的頻率隨長度、直徑的增大都會(huì)減小”的結(jié)論？請說明你的理由．答：_______（能/不能）.理由：__________________________.（4）假如想得出管子發(fā)出聲音振動(dòng)的頻率與長度、直徑的關(guān)系，則需再增加一根長度和直徑分別為______cm和______cm的金屬管．（5）小明發(fā)覺懸掛的金屬管發(fā)出聲音時(shí)在做有規(guī)律的搖擺，認(rèn)為金屬管發(fā)出的聲音是由于搖擺所產(chǎn)生的．請?jiān)O(shè)計(jì)一簡潔的試驗(yàn)來檢驗(yàn)小明的想法，簡要寫出試驗(yàn)方案和推斷方法．試驗(yàn)方案：________________________．推斷方法___________________________.【答案】（1）振動(dòng)；響度；（2）3；（3）不能；長度和直徑都不相同，沒有限制變量；（4）（4）20.5；2；（5）封閉金屬管口，輕推管子使其搖擺，聽管子是否發(fā)聲；若能聽到其發(fā)聲，則說明發(fā)聲是由搖擺產(chǎn)生的，反之則不是由搖擺產(chǎn)生的．【解析】（1）聲音是物體振動(dòng)產(chǎn)生的，敲擊金屬管時(shí)，聲音是由金屬管振動(dòng)產(chǎn)生的；響度跟發(fā)聲體的振幅有關(guān)系，用不同大小的力敲擊金屬管，則金屬管發(fā)出聲音的響度將不同；（2）由表中試驗(yàn)數(shù)據(jù)可知，3號管子的頻率最小，3號管子的音調(diào)最低；（3）探究管子發(fā)出的聲音的頻率與管子長度、直徑的關(guān)系應(yīng)采納限制變量法，由表中試驗(yàn)數(shù)據(jù)可知，試驗(yàn)中沒有限制管子的長度相同而直徑不同、管子的長度不同而直徑相同，即沒有采納限制變量法，不能依據(jù)表中試驗(yàn)數(shù)據(jù)得出試驗(yàn)結(jié)論；（4）假如想得出管子發(fā)出聲音振動(dòng)的頻率與長度、直徑的關(guān)系，則需再增加一根長度和直徑分別為（20.5，2）或（20.5，2.5）或（31，1.5）或（31，2.5）或（48.5，1.5）或（48.5，2）cm的金屬管都可；（5）試驗(yàn)方案：封閉金屬管口，輕推管子使其搖擺，聽管子是否發(fā)聲；推斷方法：假如發(fā)聲，則是管子的搖擺產(chǎn)生的，假如不發(fā)聲，則說明聲音是管中空氣柱振動(dòng)產(chǎn)生的．13.在探究響度與什么因素有關(guān)時(shí)，小明將系在細(xì)線上的乒乓球輕觸音叉如圖所示：①當(dāng)小明用小錘敲擊音叉發(fā)聲的同時(shí)必需留意視察__________；②當(dāng)小明加大敲擊的力度時(shí)，他聽到和視察到的現(xiàn)象是__________；__________；③依據(jù)試驗(yàn)現(xiàn)象，小明得出的結(jié)論是：__________；④乒乓球在該試驗(yàn)中所起的作用是__________．【答案】①乒乓球被彈起的幅度；②聽到音叉的響度越大，看到乒乓球被彈起的幅度越大；③振幅越大，聲音的響度越大；④把音叉的