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1、第二章 聲現(xiàn)象 第2節(jié) 聲音的特性1.聲音的特性2.超聲波和次聲波(1)大多數(shù)人只能聽到20 Hz到20 000 Hz之間的聲音,低于和高于此頻率范圍的聲音人都聽不到。(2)超聲波:通常把高于20 000 Hz的聲音叫做超聲波。(3)次聲波:通常把低于20 Hz的聲音叫做次聲波。知識點1:音調(diào)1.音調(diào)的理解音調(diào)指聲音的高低。我們經(jīng)常說“這首歌調(diào)太高,唱不上去”就是指音調(diào)高。通俗地講:音調(diào)高時,聲音比較尖細;音調(diào)低時,聲音比較低沉。一般情況下,女生說話時聲音尖細,音調(diào)高;男生說話時聲音比較粗,音調(diào)低。2.決定音調(diào)高低的因素大量實驗表明,發(fā)聲體振動越快,發(fā)出聲音的音調(diào)就越高;振動越慢,發(fā)出聲音的音

2、調(diào)就越低。因此,音調(diào)的高低與發(fā)聲體振動的快慢有關(guān)。物理學中,物體振動的快慢用頻率來表示。物體1秒內(nèi)振動的次數(shù)叫頻率,單位是赫茲,符號為Hz。因此又可以說音調(diào)的高低由頻率來決定。它們的關(guān)系為:物體振動越快,頻率越高,音調(diào)就越高;物體振動越慢,頻率越低,音調(diào)就越低。3.超聲波和次聲波一般來說,振動頻率在2020 000 Hz之間的聲音人類是可以聽到的,其中人耳最敏感的聲音頻率是3 000 Hz左右,老年人的聽覺隨著年齡的增長而衰退。超聲波的頻率高于20 000 Hz,超過正常人的聽覺頻率上限,不能引起聽覺。次聲波的頻率低于20 Hz,低于正常人的聽覺頻率下限,不能引起人的聽覺。在地震、臺風、海嘯、

3、火山爆發(fā)等過程中都會有次聲波產(chǎn)生。拓展延伸(1)不同音調(diào)的聲音可用聲音的波形圖來區(qū)別。如圖所示是甲、乙兩個不同的音叉發(fā)出聲音的波形圖,甲振動的頻率低,聲音的音調(diào)低;乙振動的頻率高,聲音的音調(diào)高。(2)音調(diào)的高低跟發(fā)聲體的形狀、尺寸和所用材料的性質(zhì)等多種因素有關(guān)。如弦振動發(fā)聲時,弦越短、越細、張得越緊,發(fā)聲的音調(diào)就越高?！纠咳鐖D所示,在同一個軸上固定著三個齒數(shù)不同的齒輪。當齒輪旋轉(zhuǎn)時,用紙片分別接觸齒輪,使紙片發(fā)出聲音的音調(diào)最高的是(填“上面”、“中間”或“下面”)的齒輪。答案:下面點撥：本題考查音調(diào)與頻率的關(guān)系。接觸下面的齒輪時,相同時間內(nèi)紙片受到齒輪撞擊的次數(shù)較多,紙片振動的頻率高,音調(diào)就

4、高。知識點2:響度在物理學中,聲音的強弱叫做響度。響度的大小跟哪些因素有關(guān)呢?探究:如圖所示,在鼓面上放一些碎紙屑,用大小不同的力敲擊鼓面,觀察碎紙屑在鼓面上的跳動情況,并仔細辨別聲音,實驗情況如下表所示。敲擊力度紙屑跳起高度聲音強弱鼓面振動的幅度小低弱小大高強大探究歸納聲音的響度與發(fā)聲體振動的幅度有關(guān),振動的幅度用振幅來表示。振幅越大,聲音響度越大;振幅越小,聲音響度越小。拓展延伸響度是人耳感覺到的聲音的大小,除與發(fā)聲體的振幅有關(guān)外,還與下列因素有關(guān):(1)距離發(fā)聲體的遠近。同樣大小的聲音,我們距發(fā)聲體越近,聽到的聲音越大。如聽老師講課,前排同學比后排同學聽得清楚。(2)聲音的分散程度。通常

5、情況下,聲音從聲源向四周傳播出去,用喇叭形狀的傳聲筒傳聲,可以使聲音盡量集中在傳聲筒所指方向上,也就能傳得更遠。如果聲音能沿著管道傳播,則分散得更少,醫(yī)生使用的聽診器就是利用這個道理制成的。易錯警示音調(diào)是指聲音的高低,響度是指聲音的大小,二者是聲音的兩種不同特性,科學地描述音調(diào)用“高”或“低”,響度用“大”或“小”。但在生活中,描述聲音的特性很隨意,描述也不太清楚,同學們要很好地區(qū)分它們。【例】男女生合唱時,男中音放聲高歌,女高音小聲伴唱,則的響度大,的音調(diào)高。答案:男中音;女高音點撥：男中音的聲音低沉,振動頻率較低,女高音的聲音尖細,振動頻率較高,而振動頻率決定了音調(diào)的高低,故男中音的音調(diào)低

6、,女高音的音調(diào)高。放聲高歌明顯比小聲伴唱時的振動幅度大,聲音的響度大,故男中音的響度大,女高音的響度小。知識點3:音色不同物體發(fā)出的聲音,即使音調(diào)和響度相同,我們?nèi)阅芊直嫠鼈?就是因為不同發(fā)聲體發(fā)聲的音色不同。音色就是聲音的品質(zhì),是由發(fā)聲體的材料、結(jié)構(gòu)、發(fā)聲方式等因素決定的。【例】2012年6月7日,維也納愛樂樂團在美泉宮音樂會中的演出令現(xiàn)場的人們?nèi)绨V如醉。我們能分辨出鋼琴和小提琴的聲音,這是根據(jù)聲音的某個特性來判斷的,該特性是()A.響度 B.音色 C.音量 D.音調(diào)答案:B點撥：不同的樂器,即使演奏同一首曲子,音調(diào)和響度都相同的情況下,其音色也不同,我們可以根據(jù)音色來區(qū)分各種樂器。知識點4

7、:樂音和樂器1.樂音人們把悠揚、悅耳,讓人感覺舒服的聲音叫樂音。樂音是發(fā)聲體做有規(guī)則振動發(fā)出的聲音。2.影響樂器發(fā)聲的因素(1)打擊樂器:以鼓為例,鼓面越小,鼓皮越緊,發(fā)聲時音調(diào)越高。擊鼓的力量越大,鼓面的振幅越大,聲音越響。(2)弦樂器:音調(diào)高低與弦的長短、粗細、松緊等因素有關(guān)。長而粗的弦發(fā)聲音調(diào)低,短而細的弦發(fā)聲音調(diào)高,繃緊的弦發(fā)聲音調(diào)高,不緊的弦發(fā)聲音調(diào)低。演奏時,改變弦的長短、粗細、松緊就可改變音調(diào)。弦的振動幅度越大,聲音就越響。(3)管樂器:通過改變空氣柱的長短來改變音調(diào)。空氣柱越長,發(fā)聲的音調(diào)越低;空氣柱越短,發(fā)聲的音調(diào)越高?！纠啃∶鲗⒖曜拥囊欢死ι厦藁ㄕ核蟪洚敾钊?插入兩端開

8、口的塑料管中,做成“哨子”。吹奏樂曲時,用嘴吹管的上端,同時上下推拉活塞。推拉活塞主要是為了改變聲音的()A.音調(diào) B.音色 C.響度 D.速度答案:A點撥：用嘴吹管的上端的同時,上下推拉活塞可以不斷改變空氣柱的長度,由于空氣柱的長度不同,空氣柱振動的頻率不同,聲音的音調(diào)也就不同。所以,推拉活塞主要是為了改變聲音的音調(diào)。本題答案為A?？键c1:探究音調(diào)與頻率的關(guān)系【例1】請閱讀下面一段短文后,認真思考并回答有關(guān)問題。學習了聲音的知識后,小李等同學提出這樣一個問題:二胡、琵琶等弦樂器為什么能演奏出不同音調(diào)的聲音?在認真觀察弦樂器之后,他們提出了這樣幾種猜想:弦樂器發(fā)聲的音調(diào)跟弦的長短有關(guān);弦樂器發(fā)

9、聲的音調(diào)跟弦的松緊有關(guān);弦樂器發(fā)聲的音調(diào)跟弦的粗細有關(guān)。為了研究某一個猜想是否正確,小李等同學進行了如下實驗:如圖所示,將一根琴弦的一端系在桌子的腿上,另一端繞過桌邊的小滑輪,掛上幾個鉤碼,使它在桌面上拉緊,并用A、B兩個三角形柱狀小木塊將弦支起。用一把塑料尺彈撥弦的中部,就可以聽見弦發(fā)出的聲音。然后在其他條件不變的情況下,改變A、B間的距離,進行了多次實驗,發(fā)現(xiàn)A、B間的距離越大,弦發(fā)聲的音調(diào)越低。(1)通過上述實驗探究的是猜想,得出的結(jié)論是:。(2)實驗過程中,要在其他條件不變的前提下,改變A、B之間的距離,所運用的研究方法是。(3)小提琴演員演奏時,手指要在弦上不停地移動,這樣做的作用是

10、改變。答案:(1);在弦的粗細和松緊程度相同的情況下,振動部分越長,發(fā)聲的音調(diào)越低(2)控制變量法(3)音調(diào)點撥：一個物理量受多個因素影響時,探究該物理量和其中一個因素的關(guān)系,應(yīng)控制其他因素不變,這種方法是控制變量法。本實驗中,在其他條件不變的情況下,改變A、B間的距離,進行了多次實驗,探究的是音調(diào)和長度的關(guān)系。演員演奏時,手指在弦上不停地移動,在弦的粗細和松緊程度不變的情況下,通過改變振動部分弦的長短來改變音調(diào)。考點2:探究響度與振幅的關(guān)系【例2】為了探究聲音的響度與振幅的關(guān)系,小明設(shè)計了如圖所示的幾個實驗。你認為能夠完成這個探究目的的是()答案:D點撥：選項A說明聲音的傳播需要介質(zhì),真空是

11、不能傳聲的;選項B中將細管剪短后,空氣柱變短,其振動頻率變高,音調(diào)變高,研究的是聲音的音調(diào)與振動頻率的關(guān)系;選項C說明發(fā)聲的物體在振動;選項D中用大小不同的力敲打鼓面,鼓面的振幅發(fā)生變化,紙屑跳起的高度隨之發(fā)生變化,從而可以研究聲音的響度與振幅的關(guān)系?？键c3:結(jié)合樂器考查聲音的三個特性【例3】如圖所示,小王同學正在彈奏吉他。下列說法錯誤的是()A.在不同位置按壓吉他弦,可以改變音調(diào)B.吉他聲只能在空氣中傳播C.吉他音量大小與彈奏時所用的力度有關(guān)D.聽眾能聽出是吉他的聲音是因為不同樂器發(fā)聲的音色不同答案:B點撥：由于按壓吉他弦的位置不同,弦振動部分的長度不同,發(fā)聲的音調(diào)就不同,故A正確。彈奏時力度越大,弦的振幅越大,響度越大,聽眾能根據(jù)音色辨別出是吉他聲,故C、D均正確。聲音可以在固體、液體、氣體中傳播,故B錯。