初中物理声音的特性知识点及习题.docx

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初中物理声音的特性知识点及习题

声音的特性

【学习目标】

1.知道声音的三个特性，音调、响度和音色；

2.通过实验探究知道音调、响度和音色各与什么有关；

3.会用物理知识解释生活中与声音特性有关的现象。

【要点梳理】

要点一、音调的高低——频率

1.音调：

声音的高低叫音调。

2.频率：

（1）物理意义：

频率是描述物体的振动快慢的物理量。

（2）定义：

每秒内振动的次数叫频率。

（3）单位：

赫兹（Hz）

3.探究影响发声体振动频率的因素：

（1）提出问题：

发声体振动的快慢与哪些因素有关？

（2）猜想和假设：

发声体的振动频率和材料的长短、粗细、松紧有关。

（3）实验过程：

如图所示，将一把钢尺按紧在桌面上，一端伸出桌边。

拨动钢尺，听它振动发出的声音，同时注意钢尺振动的快慢。

改变钢尺伸出桌边的长度，使钢尺两次振动的幅度大致相同，再次拨动。

（4）结论：

钢尺伸出的越短，振动的越快，频率越高音调就越高。

4.超声波和次声波

一般人的听力范围：

20Hz—20000Hz，振动频率低于20Hz的叫次声波；振动频率高于20000Hz的叫超声波。

要点诠释：

1、地震、火山喷发、台风、海啸等自然活动，都伴有次声波的产生，有些次声波对人体健康有害。

2、一些动物的听觉范围与人类不同，它们有些能听到超声波或次声波。

要点二、声音的强弱——响度

响度：

物理学中，声音的强弱叫做响度。

振幅：

物体振动的幅度。

影响响度的因素：

（1）振幅；

（2）人耳离发声体的距离。

要点诠释：

1、实验证明发声体的振幅越大，声音的响度越大，例如，用力地敲鼓，鼓面振幅变大，声音的响度增大。

2、声音在介质中传播能量会衰减，传播距离越远，声音的能量减小得越多，响度越小。

但是，需要注意的是声音的音调并不改变，也就是说介质不会改变声音的频率，不能说距离远了，听不清楚了，是因为音调变低了。

要点三、音色

声音的特色叫音色，不同物体发出的声音，即使音调和响度相同，我们也能分辨它们。

主要是不同

的发声体音色不同。

音色是由发声体的材料、结构、发声方式决定的。

发声体有变化，音色也将变化。

如：

有经验的工

人师傅可以通过听声音来辨别机器运转情况是否良好。

就是利用了不同的发声体音色不同。

要点四、乐音和乐器

1.乐音的波形是规则的。

2.乐器可分为三类：

（1）打击乐器：

以鼓为例鼓皮绷得越紧，振动越快，音调越高。

击鼓力量越大，鼓皮的振幅越大，响度越大。

（2）弦乐器：

如二胡、小提琴、钢琴等。

长而粗的弦音调低、短而细的弦音调高。

绷紧的弦音调高。

（3）管乐器：

长的空气柱产生低音，短的空气柱产生高音。

要点诠释：

1.要注意区别发声体的振动快慢（频率）与振动幅度（振幅）的区别。

音调一般用“高”、“低”、“尖”、“细”、

“沉”、“闷”、“亮”等来描述，响度有时也用“高”、“低”来描述，如“高声喧哗”、“低声细语”等，要注意区别。

2.一般而言一个发声体发出的声音是由多种频率的波合成的，从波形图中可以清楚地看出不同音色声音的本质。

如图所示，不同乐器奏出相同音调的声音，从波形图上可以看出它们主要的振动频率相同，但小的附加振动不一样，所以音色不同。

　　　　　音叉　　　　　　　　　钢琴　　　　　　　　长笛

【典型例题】

类型一、声音的特性

1.一般来说老虎和小鸟的叫声都不同，其中的叫声音调高，说明了它的声带振动的比较大；而的叫声响度大，说明了它的声带振动的比较大；另外，老虎和小鸟的叫声的也不同。

【思路点拨】音调指声音的高低，由振动的频率决定，频率越高，音调越高；响度指声音的大小、强弱，由振幅决定，振幅越大，响度越大；不同的物体振动发声时，音色一般不同。

【答案】小鸟；频率；老虎；振幅；音色

【解析】小鸟的鸣叫声比较尖、细、脆，是由于小鸟的声带振动频率快，音调高；老虎的叫声比较雄厚、低沉，声响比较大，是由于老虎的声带振动的振幅大，声音的响度大；不同的发声体音色不同。

【总结升华】题目考查了音调、响度、音色。

音调是声音的高低，由振动的频率决定，频率越高，音调越高；响度是声音的大小、强弱，由振幅决定，振幅越大，响度越大；不同的物体振动发声时，音色一般不同。

举一反三：

【变式1】手机在现代社会被普遍使用。

当我们接听电话时，能分辨出不同人的声音是依靠声音的，我们还可以通过音量开关改变声音的（前两空填“音调”、“音色”或“响度”）。

【答案】音色；响度

【变式2】当火车进站时,工人师傅总是用铁锤敲打火车轮上的部件,听了发出的声音,便分辨出部件间是否有松动,他主要是依据声音的（）

A.响度B.音色C.音调D.频率

【答案】B

2.（2015•从化市一模）将某音叉振动时发出的声音输入示波器，在示波器上观察到的波形如图所示，可见波形竖直方向的最大值在减小，表示发生变化的物理量是（　　）

　A．音色B．响度C．音调D．周期

【答案】B

【解析】音调指声音的高低，是由发声体振动的频率决定，频率越高，音调越高；频率表示物体振动的快慢，物体振动的越快，频率越大。

观察图形，相同时间内，经过的周期越多，频率越大。

振动物体往返一次叫一个周期。

响度指声音的强弱，是由发声体振动的振幅决定，振幅越大，响度越大；振幅是指振动物体离开平衡位置的最大距离，它决定了声音的响度。

【总结升华】掌握振幅的概念、振幅与响度的关系，频率的概念、频率和音调的关系的解决本题的关键。

举一反三：

【变式】下列说法正确的是（）

A．收音机的音量开关是调节音调的B．收音机的音量开关是调节响度的

C．一个人音色是不会改变的D．声音在空气中的速度是不会变的

【答案】B

类型二、综合应用和实验探究

3.（2016•长沙中考）2016年5月21日，长沙“橘洲音乐节”在洋湖湿地公园开唱，“情歌王子”张信哲的倾情演唱，引发现场数千观众大合唱。

下列说法正确的是（　　）

A．歌声通过空气传入现场观众的耳朵

B．现场观众大合唱的声音比张信哲的声音传播速度更快

C．歌手通过麦克风来提高声音的音调

D．现场观众根据响度来识别不同的伴奏乐器

【思路点拨】

（1）声音的传播需要介质，固体、液体、气体都可以传声；

（2）在同样的环境下，同种介质里，声速是相同的；（3）麦克风可将声音的响度扩大，但不能提高音调；（4）不同发声体发出声音的音色不同，据此可辨别不同的乐器。

【答案】A

【解析】A、在演唱会上，歌声通过空气传入现场观众的耳朵，故A正确；B、在同样的环境下，现场观众大合唱的声音与张信哲的声音传播速度相同，故B错误；C、歌手通过麦克风来提高声音的响度，但不能提高声音的音调，故C错误；D、现场观众根据音色来识别不同的伴奏乐器，而不是通过响度，故D错误。

故选A。

【总结升华】本题考查了声音的传播、声速度、音调与响度、音色的区分等，属声学综合题，难度不大。

举一反三：

【变式】（2014秋•福田区校级期中）乐音具有三要素，反映声音高低特性的是，反映声音大小特性的是，人们能把不同的乐音区分开，是因为它们具有不同的人们通常说女子的声音比较尖，是指声音的高。

【答案】音调；响度；音色；音调

4.聂利同学在一个养蜂场看到许多蜜蜂聚集在蜂箱上，双翅没有振动，仍嗡嗡地叫个不停。

她对《十万个为什么》中“蜜蜂发声是不断振动双翅产生的”这一结论产生怀疑。

蜜蜂的发声部位到底在哪里？

下面是聂利同学的主要探索过程：

①把多只蜜蜂的双翅用胶水粘在木板上，蜜蜂仍然发声。

②剪去多只蜜蜂的双翅，蜜蜂仍然发声。

③在蜜蜂的翅根旁发现两粒小“黑点”，蜜蜂发声时，黑点上下鼓动。

④用大头针刺破多只蜜蜂的小黑点，蜜蜂不发声。

请回答：

（1）聂利同学在实验时，采用多只蜜蜂的目的是。

（2）从实验①和②可得出的结论是蜜蜂发声不是。

（3）“用大头针刺破多只蜜蜂的小黑点”基于的假设是。

【答案】

（1）避免实验的偶然性；

（2）蜜蜂发声不是由双翅振动产生的；

（3）蜜蜂可能是靠小黑点振动发声的。

【解析】采用多只蜜蜂做实验，可以避免实验的偶然性；①把多只蜜蜂的双翅用胶水粘在木板上，蜜蜂仍然发声；②剪去多只蜜蜂的双翅，蜜蜂仍然发声；说明蜜蜂发声不是由双翅振动产生的；蜜蜂发声时，黑点上下鼓动，所以猜测蜜蜂可能是靠小黑点振动发声的，因此用大头针刺破多只蜜蜂的小黑点。

【总结升华】解决此题的关键是要知道声音是由物体的振动产生的，蜜蜂能够发声，肯定是什么在振动，可以逐一排查。

5.在学习演奏小提琴的过程中，小明和同学们发现弦乐器的琴弦发出声音的音调受很多因素的影响，他们决定对这种现象进行探究，经讨论后提出以下猜想：

猜想一：

琴弦发出声音的音调可能与琴弦的材料有关；

猜想二：

琴弦发出声音的音调可能与琴弦的长短有关；

猜想三：

琴弦发出声音的音调可能与琴弦的横截面积有关。

为了验证以上猜想是否正确，他们找到了一些不同规格的琴弦，如下表：

（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）为了验证猜想三，小明选用编号为①、②的琴弦进行实验，则表中缺少的数据应为。

【思路点拨】琴弦发出声音的音调受很多因素的影响，物理学中对于多因素的问题，常常采用控制变量的方法，把多因素的问题变成多个单因素的问题，每一次只改变其中的某一个因素，而控制其余几个因素不变，从而研究被改变的这个因素对事物的影响，分别加以研究，最后再综合解决，这种方法叫控制变量法。

【答案】

（1）③⑤

（2）④⑤（3）20；0.5

【解析】探究琴弦发出声音的音调与琴弦的材料关系时，应该控制琴弦的长度和横截面积相同，改变材料，即选择③⑤；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④⑤；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，即缺少的数据中长度应该是20cm，横截面积应该是0.5mm2。

【总结升华】题由探究影响音调与各因素的关系，考查对控制变量法的理解与应用。

举一反三：

【变式】音乐会上各种乐器为我们奏出了美妙的音乐。

回来之后，小超和小菲都知道了，乐器改变发出声音音调的方法，可是，究竟是什么因素造成了它们发出声音的音调发生了改变？

请你就图中老师提出的问题做一个猜测。

小超的做法是：

首先拿一把吉他，观察吉他上的各琴弦有什么不同。

他发现各琴弦的粗细不同，当他拨动粗细不同的琴弦后，发现声音的音调不同。

然后，他又转动吉他上的旋钮，拧紧或放松琴弦，结果，他发现同一根琴弦发出声音的音调也不同。

最后，小超又用手指按在同一根琴弦上的不同位置，以改变琴弦振动部位的长短，结果，他发现吉他发出声音的音调又改变了。

分析与论证：

弦乐器的音调高低与弦的、、和有关。

小菲的做法是：

找音乐老师借了一支笛子，经过反复实验后，她发现笛子是靠管内空气柱的振动发声的，当用手指按住笛子上不同位置的孔，就能改变管内空气柱的长度，从而改变发出声音的音调。

请你也动手进行实验探究，然后回答：

（1）在弦的粗细、松紧相同时，弦越，音调越高；在弦的粗细、长短相同时，弦越，音调越高；在弦的松紧、长短相同时，弦越，音调越高。

（2）在吹响笛子时，其管内空气柱的长度越长，它发出声音的音调就越（选填“高”或“低”）。

【答案】弦乐器的音调可能与弦的材料有关？

长短、粗细、松紧；短，紧，细；低。

【巩固练习】

一、选择

1.（2015•济南模拟）在《爸爸去哪儿》节目中，小选手们即使被蒙着双眼，也很容易通过声音辨别出父亲，这主要是依据声音的（　　）

A．音调B．响度C．音色D．频率

2.蜜蜂载花蜜飞行时，它的翅膀平均每秒振动约300次；不载花蜜飞行时，翅膀平均每秒振动约440次．有经验的养蜂人能辨别出蜜蜂是出去采蜜，还是采蜜回来。

养蜂人辨别所依据的特征是（　　）

A．声音的音调不同B．声音的响度不同C．声音的音色不同D．飞行的路线和高度不同

3.（2016•增城区一模）把频率为256Hz音叉发出的声音信号输入示波器，示波器展现的波形如图所示。

若把频率为512Hz音叉发出的声音信号输入同一设置的示波器，其波形可能是图中（　　）

4.机场附近的飞鸟对起落的飞机会构成巨大的威胁，某机场的工作人员为解决这一难题，想出了一个巧妙的办法，它们录制了飞鸟的天敌的鸣叫声，然后在机场附近利用扩音设备播放，取得了意想不到的效果。

为了使效果更好，工作人员又调大了播放的声音的音量。

他们改变的是（）

A.声音的音调B.声音的响度C.声音的音色D.声音的频率

5.如图所示，在四个完全相同的玻璃杯内装有质量不等的同种葡萄酒，用大小相同的力敲击四个玻璃杯，会发出不同的声音．这“不同的声音”主要是指声音的（　　）

A．音调B．振幅C．音色D．响度

6.（2015•河东区一模）区分女高音与女中音的主要依据是（　　）

A．响度B．音调C．音色D．振幅

二、填空

7.图中甲、乙是两种声音的波形图，从图形可知：

图是乐音的波形，图是噪声的波形。

8.声音的特性是指、、，“闻其声而知其人”这是根据声音的不同来判断的，“震耳欲聋”是指声音的大，“曲高和寡”中的“高”是指高。

9.（2016•从化区模拟）某种苍蝇在飞行时，5s内翅膀振动了1500次，则频率是Hz；蝴蝶翅膀的振动频率是8Hz，则它每秒振动次；若人类能听到的声音频率范围是20Hz～20000Hz，则人能听到苍蝇还是蝴蝶飞来飞去的声音？

。

10.小强在家里看书，突然屋外有人大声叫他，他一听便知道是同学小明，正是“闻其声而知其人”，这是依据声音的不同来判断的，小明说话“声音洪亮”，说明他说话声音的大。

11.（2014秋•海陵区期中）下列与声有关的语句中所表达的物理含义是：

A．今天“锣鼓喧天，震耳欲聋”，说明锣鼓声的大。

B．宋祖英的歌声“悦耳动听”，说明宋祖英的歌声的好。

C．小女孩讲话“脆如银铃”，说明她的说话声高。

12.夏天的晚上，蚊子叮人实在难受．可小明家不点蚊香，也不喷杀虫剂，却没有蚊子．有人问小明，为什么你们家没有蚊子，小明拿出一个跟半导体收音机差不多的盒子来，说这个盒子能驱蚊，为什么那个盒子能驱蚊？

三、实验探究

13.如图所示，一辆汽车作匀速直线运动，在他行驶到A处鸣笛，在A处的正前方440m处有一个峭壁，经过2.5s他行驶至B处，并听到反射回来的汽笛声，若声速为340m/s，求汽车的速度。

14.课题一：

与声音有关的实验探究

（1）他们首先做了如下几个实验：

实验一、用手摸喉头，发声时，手在振动

实验二、用薄塑料片在塑料梳子的齿上划发声时，感觉手在振动

实验三、打击音叉，把发声音叉的尖端接触水面，激起水花

实验四、把刻度尺的一端紧压在桌面上，另一端伸出桌面，拨动刻度尺使它振动发声

（2）他们发现这些发声物体的共同特征是：

，物理学把这种由几个现象得到一个共同结论的方法称为归纳法。

（3）音叉发声振动不易观察到，通过激起水花将振动放大反映出来，物理学上把这种方法称为。

（4）小玉发现，轻拨与重拨钢尺，钢尺发出声音的大小不同。

他继续用刻度尺探究声音的响度与振幅的关系，如图所示．记录的数据如下：

（5）小马发现他收集的数据有问题，请你帮他指出来存在的问题

是：

。

经过改正后，他们得出了正确的结论：

。

（6）小张发现塑料片快划与慢划发出声音的高低不同。

他选择如图A所示的器材进一步探究，但忘记记录现象了。

请帮他完成实验记载用薄塑料片在塑料梳子的齿上划两次，第一次快些，第二次慢些，则第次发出的声音的音调高；如图B所示，用薄塑料片在甲、乙两把塑料梳子的齿上用同样的速度划两次，则把梳子发出的声音的音调高。

（7）小马等同学在探究出上述问题之后，又提出这样一个问题：

声音是怎样从发声物体传播到远处的？

针对这一问题，他们经过认真地思考，提出了两种猜想：

①声音要传播出去，需要东西做媒介；②声音要传播出去，不需要什么东西做媒介

究竟哪一种猜想是正确的呢？

小明他们进行了如下的两个实验：

A．两张课桌紧紧挨在一起．小丽轻敲桌面，小冬把耳朵贴在另一张桌子上。

B．两张桌子拉开，又进行了一次实验

①小马发现两个小实验的结果不同，其不同的地方是。

得出的实验结论验证了其中猜想是正确的。

②探究问题的过程通常有下列步骤：

A、猜想假设；B、分析归纳；C、得出结论；D、实验研究；E、提出问题。

你认为小马他们的后一次探究活动依次采取的步骤是。

（填步骤前的英文字母）

15.

（1）请列举你所了解的一件乐器，说明它是怎样发出声音的，又是怎样改变音调和响度的。

（2）如图是将乐器发出的乐音输入示波器后得到的两个波形图，请根据波形图比较这两个乐音在音调、响度和音色三方面的异同。

【答案与解析】

一、选择

1.【答案】C

【解析】因为每个人的声带结构不同，所以发出声音的音色就会不同，所以我们可以通过音色辨别是谁。

2.【答案】A

【解析】蜜蜂载花蜜飞行时，它的翅膀平均每秒振动约300次；不载花蜜飞行时，翅膀平均每秒振动约440次。

蜜蜂载花蜜飞行频率小于不载花蜜飞行频率，蜜蜂载花蜜飞行音调低于不载花蜜飞行音调。

有经验的养蜂人能辨别出蜜蜂是出去采蜜，还是采蜜回来。

是根据蜜蜂的音调来判断的。

3.【答案】C

【解析】首先明确频率为512Hz音叉发出的声音和频率为256Hz音叉发出的声音的波形是相同的，256Hz小于512Hz，由图可知，A图频率太小，B图波形不同，C图波形相同，且频率变大，D图频率相同，故C符合题意。

故选C。

4.【答案】B

【解析】调大音量是改变了响度。

5.【答案】A

【解析】用大小相同的力敲击酒杯，酒杯的振动幅度相同，响度相同，当敲击酒杯时，装不同酒量的酒杯振动频率不同，发出声音的音调就会不同。

6.【答案】B

【解析】由于声带的特点不同，所以女高音的振动快，音调高。

女中音振动慢，音调较低。

所以区分女高音与女中音的主要依据指的是音调。

故选B。

二、填空

7.【答案】甲；乙

【解析】乐音的波形图比较规则。

8.【答案】音调；响度；音色；音色；响度；音调

【解析】声音的三个特性：

音调、响度、音色。

“闻其声而知其人”是根据声音的音色判断谁在说话。

“震耳欲聋”是指声音很大，指声音的响度。

“曲高和寡”是指声音很高，能一起唱的人很少，指声音的音调。

9.【答案】300；8；苍蝇

【解析】频率是指物体在单位时间内振动的次数．苍蝇在飞行时，5s内翅膀振动了1500次，则频率

，即苍蝇翅膀振动的频率是300Hz。

蝴蝶翅膀振动的频率是8Hz，则表示它每秒振动8次。

人耳的听觉范围是20～20000Hz，所以人耳不能听到蝴蝶翅膀振动的声音，可以听见苍蝇飞来飞去的声音。

10.【答案】音色；响度

【解析】因为每个人的发声声带结构不同，所以我们可以根据声音的音色辨别是谁；

声音洪亮是指人感觉到的声音强，由此说明是声音的响度大。

11.【答案】响度；音色；音调

12.【答案】盯人的蚊子都是雌蚊，特别是育卵的雌蚊更叮得厉害。

可是，雌蚊在育卵期却回避雄蚊，只要感觉到雄蚊的声音就逃之夭夭了。

小明家的那个盒子是一只电子蜂鸣器，它能模拟雄蚊声音（频率在9500—12000Hz），雌蚊感到这种声音，以为雄蚊来了，就远远地避开。

点拨：

解答与生活实际联系密切的问题，只有多联系实际，抓住问题的关键，去除与问题无关的因素。

三、实验探究

13.【答案与解析】2.5S内汽车前进的路程为

，声音通过的路程为

。

汽车走过的距离和声音走过的距离的关系为：

。

如图所示：

解：

即：

所以

答：

汽车的速度为12m/s。

14.【答案】

（2）振动；（3）转换；（5）应该是尺振动的声音，而不是尺拍打桌子的声音；振幅越大，声音的响度越大；（6）一；乙；（7）①第一次声音响度大第二次声音响度小；①；②中的正确顺序是：

EADBC

【解析】

（2）分析

（1）中的各个现象，不难看出发声体的共同特征是振动；

（3）由于音叉的振动情况不易观察，所以将振动的音叉放入水中，观察水的情况，即把音叉的振动转化为水的振动，便于观察，即该过程中采用了转化法；

（5）在（4）中，小玉的实验是为了研究钢尺振动所发出声音的响度与振幅的关系，而不是研究钢尺拍打桌子与其振幅的关系，故他实验中存在的问题是：

应该是钢尺振动的声音，而不是钢尺拍打桌子的声音；故改正错误后，其正确的结论是：

振幅越大，声音的响度越大；

（6）由于音调与物体振动的频率有关，即其高低与物体振动的快慢有关，所以在划动塑料梳子时，第一次快，第二次慢，故第一次的音调高；在B图中，由于甲图的梳子齿比较稀少，而乙图梳子齿比较密，故划动时，乙图振动的快，即乙音调高；

（7）①由于固体的传声效果比气体好，故分析两次现象，不难看出其不同之处是：

第一次声音响度大，第二次声音响度小；即相对于原来的猜想来说，据此可知猜想①是正确的；

②科学探究的基本要素是：

提出问题、猜想与假设、制定计划与设计实验、进行实验与收集证据、分析与论证、评估、交流与合作，据上面的过程知，其探究过程中的步骤依次是：

EADBC。

15.【答案】

（1）二胡：

拨动琴弦，使琴弦振动，二胡产生声音，说明声音是由琴弦的振动产生的。

通过改变弦的长短改变音调，弦越长，音调越低；通过弹琴的力度改变弦的振幅来改变响度，用力越大，响度越大；

（2）波形图中两者的振幅相同，所以声音响度相同；完成一次振动所需的时间相同（都是两个格）即频率相同，所以音调相同；但在每次振动中，波的形状不同，即音色不同。