初中物理尖子生自主招生培优讲义版块2 声现象 专题2-1 音调、响度、音色辨析 （学生版）

页专题2声现象专题2-1音调、响度、音色辨析知识·解读一、声音的特征概念声音的高低声音的强弱声音的品质影响因素发声体振动的频率，频率越高，音调越高发声体的振幅，振幅越大，声音的响度越强；声音的响度还与距离发声体的距离有关发声体的材料、结构等因素有关描述术语俗称声音的“粗”“细”俗称音量的“大”“小”区别声音的依据实例男高音、女低音；辨别壶内的水是否满等低声细语、引吭高歌、麦克风、扩音器、听诊器等分辨不同的乐器、辨别瓷器的好坏、机器的运转是否良好等二、音调、响度、音色是声音的不同特性。1、响度大的声音，音调不一定高，音调高的声音，响度不一定大。音色与音调、响度无关，它是我们分辨不同发声体的依据。2．发声体的材料“薄”“短”“轻”“紧”时音调高，反之，音调低。3．乐器的三种主要类型(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，鼓皮振幅越大，响度越大。(2)弦乐器：长而粗的弦振动较慢，发声音调低；短而细的弦振动较快，发声音调高。绷紧的弦发声音调高，松弛的弦发声音调低。(3)管乐器：管乐器内都包含一段空气柱，吹奏时空气柱振动产生声音，长的空气柱振动较慢，音调低；短的空气柱振动较快，音调高。典例·解读类型一：几种乐器的音调、响度、音色例1、如图所示，同学们自制一件小乐器，在8个相同的透明玻璃瓶中装有不同高度的水，用同样大小的力敲击8个玻璃瓶，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【答案】A【答案】A【解析】木棍敲击玻璃瓶时主要是水柱在振动，水越少，越容易振动，振动越快，音调越高.反之越低.例2、如图所示，是用示波器显示的不同乐器发出不同声波的波形图，其中频率最高的是()A.长笛B.小提琴C.手风琴D.二胡【答案】B【答案】B【解析】相同时间内，长笛往返了5个周期；小提琴往返了5个多周期；手风琴往返了3个周期；二胡往返了3个周期．经过比较相同的时间内，小提琴经过的周期多，振动的快，频率大．类型二：音调高低的影响因素例3、如图所示，四个相同的玻璃瓶里装有不同高度的水，用筷子敲击瓶子就可以发出“do(1)”“re(2)”“mi(3)”“fa(4)”四个音阶，则对应“re(2)”音阶的瓶子是()【答案】A【答案】A【解析】当敲击瓶子时，是瓶子与水柱在振动发声，随着瓶内水位的升高，瓶子与水柱越难振动，振动的频率越来越低，因此音调也会越来越低，故“do（1）”“re（2）”“mi（3）”“fa（4）”四个音阶相对应的瓶子序号是D、A、B、C．因此对应“re（2）”音阶的瓶子是A．例4、如图所示，四个相同的玻璃瓶里装有不同高度的水，用嘴吹瓶子就可以发出“do(1)”“re(2)”“mi(3)”“fa(4)”四个音阶，则对应“re(2)”音阶的瓶子是()【答案】B【解析】当吹瓶子时，是瓶子内的空气柱在振动发声，随着瓶内水位的升高，瓶子内空气柱变短，振动的频率越来越高，因此音调也会越来越高，故【答案】B【解析】当吹瓶子时，是瓶子内的空气柱在振动发声，随着瓶内水位的升高，瓶子内空气柱变短，振动的频率越来越高，因此音调也会越来越高，故“do（1）”“re（2）”“mi（3）”“fa（4）”四个音阶相对应的瓶子序号是C、B、A、D．因此对应“re（2）”音阶的瓶子是B．例5、下列与声有关的语句中，所表达的物理含义是：（1）节日里的锣、鼓声“震耳欲聋”，说明锣、鼓声的____________大．（2）歌唱家的歌声“悦耳动听”，说明歌唱家的歌声的____________好．（3）小女孩的讲话“脆如银铃”，说明小女孩说话声的___________高．【答案】（1）响度；（2）音色；（3）音调．【答案】（1）响度；（2）音色；（3）音调．【解析】（1）“震耳欲聋”，说明声音大，响度大．（2）“悦耳动听”说的是声音的响度大.（3）“尖厉刺耳”，指的是声音比较高，指音调高类型四：图像的含义例6、如图所示声波的波形图，下列说法正确的是()A.甲、乙的音调和响度相同B.甲、丙的音调和音色相同C.乙、丁的音调和音色相同D.丙、丁的音色和响度相同[来【答案】A【答案】A【解析】A、从图中可以看出，相同时间内，甲和乙振动的频率相同，所以音调相同的是甲和乙．故A正确；B、甲、丙的振动的频率不同，故音调不同，没有指明是同一种乐器，故音色不一定相同，故B错误；C、乙、丁的振动的频率相同，故音调相同，没有指明是同一种乐器，故音色不一定相同，故C错误；D、丙、丁的振幅不相同，故丙、丁响度不相同，音色也不一定相同，故D错误；例7、编钟是中国传统的古老打击乐器，由青铜铸成，它由不同的钟依照大小排列，并悬挂在一个巨大的钟架上，编钟常与编磬组合使用，“金石之声”中的“金”就是指编钟，“石”指编磬.亦传至中亚其他地区.现有四个编钟，如图所示，它们按从大到小的顺序由左至右排列，其中有一编钟上有一隐形的裂痕.为了查找出这口编钟，用锤子分别敲击它们，将所产生的声波输入示波器中，显示出的对应的波形图分别如图所示，则下列关于敲钟时用力大小和判断裂痕的有无的说法中正确的是()A、敲甲编钟用力最大，乙编钟有裂痕B、敲丙编钟用力最大，丁编钟有裂痕C、敲乙编钟用力最大，丁编钟有裂痕D、敲丙编钟用力最大，乙编钟有裂痕【答案】B【答案】B【解析】从图中可以看出，振幅最大的时丙图，因此敲丙编钟用力最大，故AC错误；音调与振动快慢有关，丁的质量最小，故丁的振动频率最快，音调最高，而图中丁的音调不是最高，因此丁编钟有裂痕，故B正确，D错误．类型五：音速相关计算例8、飞机在空中水平匀速飞行。徐冰同学站在水平地面上,用学习过的光力学知识,测量飞机的飞行速度,以及声音在空气中的传播速度。当他听到飞机的声音从头顶正上方传来时,发现飞机在他前上方与地面成37°角的方向,如图1-3所示。已知h=2052m,飞机从头顶正上方到达他前上方与地面成37°角的位置时用时6s。求飞机速度以及声音在空气中的传播速度。(直角三角形一个角为37°角时,三个边长度之比为3：4：5)【答案】【答案】456m/s【解析】解:声音在空气中的传播速度v声=ht=2052m由比例关系知,此段时间飞机飞行距离s=43则飞机速度v飞机=st=43ht=43v声=4培优·训练一、选择题1、下列说法错误的是()。A．发声体每秒振动的次数越多，音调就越高，响度也越大B．声源离人耳越近，响度就越大，振动幅度越大C．音色与发声体的结构、材料有关D．棒击鼓面越重，鼓面振动幅度越大，响度越大2、古典名著《三国演义》中，猛将张飞单枪匹马在长坂坡当阳桥头，一声大喝，吓退曹操十万大军。这个典故形容张飞声音()。A．音调高B．频率高C．响度大D．音色差3、有些老师上课时使用便携扩音设备，使声音更加洪亮，这是为了增大声音的()。A．音调B．音色C．频率D．响度4、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5、鼓浪屿因其西南面有海蚀洞受浪潮冲击，声如擂鼓而得名。“擂鼓”一词生动描述了声音的两种特性，分别是()。A．响度与音色B．响度与音调C．乐音与噪声D．超声与次声6、医生在诊病时使用听诊器，听诊器()。A．能使心脏振动的振幅增加，响度增大B．能改变心跳的频率，使音调变调C．能改变心跳的音色，使声音好听些D．能减少声音的发散，可以增大响度7、用手机通话时，我们可以辨别出熟悉的朋友的声音，这是根据声音的什么特性来辨别的()。A．频率B．音调C．音色D．响度8、下列四个句子：(1)这首歌调太高，我唱不上去；(2)引吭高歌；(3)她是唱高音的；(4)请勿高声喧哗．其中“高”字指音调的是()。A．(1)(2)B．(2)(4)C．(1)(3)D．(3)(4)9、如图所示，用一张硬卡片先后快拨和慢拨木梳的齿，听到卡片声音发生变化．这个实验用来探究()。A．音调是否与声源振动频率有关B．声音能否在真空中传播C．声音能否在固体中传播D．声音传播是否需要时间10、有一种专门存放贵重物品的“银行”，当人们存放了自己的贵重物品后，要用仪器记录下自己的“手纹”、“眼纹”、“声纹”等，以便今后只有用这些细节独有的特征才能亲自取走物品，防止被别人领走，这里的“声纹”记录的是人说话的()。A．音调B．响度C．音色D．三者都有11、如图所示声波的波形图，下列说法正确的是（）A．甲、乙的音调和响度相同B．甲、丙的音调和音色相同C．乙、丁的音调和音色相同D．丙、丁的音色和响度相同二、填空题1、音调是指声音的_________，它是由发声体振动的_________决定的，_________越高，音调越高。女同学声音比男同学声音尖细一些，就是因为女同学声带的振动频率比男同________。2、俗语“震耳欲聋”“声音刺耳”“闻其声知其人”反映声音的特征分别是_________、_________、________。3、如图所示的是湖北随州曾侯乙墓出土的战国时期的编钟，是世界上现存最大、最完整的编钟。这套编钟依大小次序分3层8组，悬挂在钟架上，你猜想编钟音调的高低和编钟的大小有没有关系？为什么这样猜想？4、小兰同学在观察提琴、吉他、二胡等弦乐器的弦振动时，猜想：即使在弦张紧程度相同的条件下，发声的音调高低还可能与弦的粗细、长短及弦的材料有关。于是她想通过实验来探究一下自己的猜想是否正确，下面是她在实验时控制的琴弦条件。（1）如果小兰同学想探究弦发声的音调与弦的材料的关系，你认为她应该选用表中编号为_________的两根琴弦进行比较。（只填字母代号）（2）如果小兰同学想探究弦发声的音调与弦的长度的关系，你认为她应该选用表中编号为_________的两根琴弦进行比较。（只填字母代号）（3）如果小兰同学想探究弦发声的音调与弦的横截面积的关系，你认为她应该选用表中编号为_________的两根琴弦进行比较。（只填字母代号）（4）探究过程通常采用下列一些步骤：①实验研究；②分析归纳；③提出问题合理猜想；④得出结论等。你认为小兰要完成本探究的全过程，所采取步骤的合理顺序应该是_________：（只填写数字代号）。三、阅读与计算1、大雪后为什么很寂静在冬天，一场大雪过后，人们会感到外面万籁俱静．这是怎么回事？难道是人为的活动减少了吗？那么，为什么在雪被人踩过后，大自然又恢复了以前的喧嚣？原来，刚下过的雪是新鲜蓬松的．它的表面层有许多小气孔．当外界的声波传入这些小气孔时便要发生反射．由于气孔往往是内部大而口径小．所以，仅有少部分波的能量能通过出口反射回来，而大部分的能则被吸收掉了．从而导致自然界声音的大部分能均被这个表面层吸收，故出现了万籁俱寂的场面．

而雪被人踩过后，情况就大不相同了．原本新鲜蓬松的雪就会被压实，从而减小了对声波能量的吸收．所以，自然界便又恢复了往日的喧嚣．(1)根据刚才的阅读，你得到的结论是什么？(2)在生活中比较高档的音箱四周都用多孔的海绵包着，你知道这是为什么吗？2、如图所示，是几个声音的波形，图a和图b所示为两个不同音叉的波形，图c、图d、图e所示为小提琴、长笛和法国号的波形．（1）图a和图b哪个音叉的音调较高？哪个音叉的叉股较短？（2）比较图c、图d、图e三图，小提琴、长笛、法国号它们是否正在演奏同样音调和频率的音符？（3）假若三乐器演奏同一音符，你可以听出它们的区别，它们的波形图是否完全一样？3、小明在学习声学知识时，向老师提出了一个问题：“老师，我感觉火车静止和运动两种情况下，人耳听到的鸣笛声除了响度不同以外，音调也不同．当火车向我靠近的过程中，火车的鸣笛声变大而且比静止时声尖，这是不是说明当声源运动时，它的响度和音调都发生了变化呢？”老师对小明善于观察，勤于思考的良好学习习惯提出了表扬，并肯定了他的猜想和感受．问题一：根据小明的感受，你认为当他不动，火车向他靠近的过程中，火车鸣笛声的响度发生了怎样的变化？火车靠近他的过程中，火车鸣笛声的音调与火车静止时鸣笛声的音调相比，有什么变化？写下你的看法：当小明的猜想得到老师认可后，他又开始思考这种现象形成的原因是什么．老师建议他在活动中体会和学习．老师让小明完成下面的活动：先站在离墙4米远的地方，每秒向墙上掷一个网球，掷10个球，感觉网球撞击墙的声音间隔；然后正对墙，向墙走去，在走的过程中掷球，而且还是每秒掷一个球，再感觉网球撞击墙的声音间隔．在活动中小明感觉到两次网球撞击墙的频率不同．他终于明白为什么火