初二物理声音的特性知识点（第2节声音的特性）

一、乐音1.悦耳的声音叫做乐音从物理角度来看，乐音是发声体有规律的振动产生的，下面我们就来聊聊关于初二物理声音的特性知识点?接下来我们就一起去了解一下吧!

初二物理声音的特性知识点

第2节声音的特性

一、乐音

1.悦耳的声音叫做乐音。从物理角度来看，乐音是发声体有规律的振动产生的。

2.乐音来源广泛，除乐器发出的乐音外，优美的歌声、潺潺的流水声等都是乐音。

二、音调与频率

1.音调

(1)定义：声音的高低叫做音调。

(2)影响因素：音调是由发声体振动的频率决定的。

2.频率：是表示物体振动快慢的物理量。它等于物体1s内振动的次数。频率的单位是赫兹，简称赫，符号为Hz。如果物体在1s内振动60次，那么频率就是60 Hz。

3.音调与频率的关系：音调的高低取决于振动的频率。频率越高，音调也就越高；频率越低，音调也就越低。如图所示，齿轮的齿数越多，纸片发出声音的音调越高。

4.用波形比较频率：如图所示，甲、乙两个音叉的频率不同。在相同时间内，甲振动次数少，频率低，音调低；乙振动次数多，频率高，音调高。

5.不同乐器的音调如何决定

⑴打击乐器：如鼓、锣等乐器受到打击时发生振动，发出声音。以鼓为例，鼓皮绷得越紧，音调就越高。

⑵弦乐器：如二胡、小提琴和琵琶等通过弦的振动发声。音调的高低取决于弦的粗细、长短和松紧程度。一般情况下，弦越细、越紧越短，振动频率越高，音调越高。

⑶管乐器：如长笛、箫、号等，音调的高低取决于所含空气柱的长短。一般来说，长空气柱的振动产生声音的音调低，短空气柱的振动产生声音的音调高。

例题7：如图，四个相同的瓶子里装有高度不同的水，对着瓶口吹气，发出的音调最高的是________。

【考点】音调及音调与频率的关系

【答案】【第1空】丁

【解析】

当对着瓶口吹气时，瓶内的空气柱会振动，空气柱越短，振动的频率越高，音调越大，所以发出的音调最高的是丁。

【分析】物体越少，振动越快，音调越高。

⑷如何判断水瓶发声问题

敲击盛有部分水的玻璃瓶时，发声体是瓶子和水；用嘴吹瓶口时，瓶内空气柱振动发声；往暖水瓶里灌开水时，水面的波动引起瓶内空气柱振动发声，随着水面上升，瓶内空气柱变短，声音音调变高。

盛有部分水的玻璃瓶:敲击时瓶子和水振动发声，用嘴吹时空气柱振动发声，往瓶子灌水空气柱振动发声。

三、人的听觉范围

对于听力正常的人而言，可以听到最低的音调约为20Hz，这大致就是管风琴踏板发出最低的声音。而在人类听觉范围的另一个极端，在没有感受到不适的情况下能够听到的最高频率是20000Hz。虽然20Hz到20000Hz框定了人类听觉范围的绝对边界，但人类的听力在2000Hz-5000Hz频率范围内是最敏感的。

例题8：地震时会产生次声波(频率低于20Hz，在远离地震中心、人无震感的区域，次声波会引起某些动物的听觉反应，由右表提供的数据可知。在远离地震中心的区域，听觉上有较明显反应的动物是( )

一些动物的听觉范围（Hz）
蝙蝠	1000Hz-120000Hz
海豚	150Hz-150000Hz
猫	60Hz-65000Hz
大象	1Hz-20000Hz

A .蝙蝠 B .海豚 C .猫 D .大象

【考点】音调及音调与频率的关系

【答案】 D

【解析】

根据蝙蝠、海豚、猫、大象的听声范围，可以确定20Hz的声音，在大象的听声范围内，是可以听到这各声音的，其他动物听不到，D符合题意。

故答案为：D.

【分析】声音的频率在听声范围内，是可以听到声音的。

四、超声波与次声波

1.超声波：

振动频率高于20000Hz的声音，特点：定向性好、穿透能力强，利用：①超声探伤、测厚、测距、医学诊断和成像；②超声处理，如进行加工、清洗、焊接、乳化、粉碎、脱气、种子处理等。

2.次声波：

振动频率低于20Hz的声音，特点： (1)传播过程中衰减少，波长较长，能绕过障碍物；

(2)传播距离远，强大的次声波破坏性很大。利用：检测核爆炸危害：①对建筑物有很大的破坏性，能震裂建筑物甚至使建筑物摆动；②对人体有危害，当人处在2~10Hz次声波环境中时，会产生失明、恶心、神经错乱等症状。

例题9：现代社会里，养狗成为一种“时尚”，但遛狗伤人事故也时有发生，超声驱狗器（如图所示为网上一款）应运而生。实验结果显示：对着狗一按开关，狗好像听到巨大的噪声而躲开，而旁边的人什么也没听见。以下分析正确的是（）

A .人什么也没听见，是因为它发出声音的响度小

B .人什么也没听见，是因为它发出声波的频率不在人耳能够感受的频率范围内

C .人什么也没听见，是因为它发出的声音不是振动产生的

D .人什么也没听见，是因为它发出的声波不能在空气中传播

【考点】超声波与次声波

【答案】B

【解析】

对着狗按开关，狗好像听到巨大的噪声而躲开，而旁边的人什么也没听见，是因为发出声音的频率不在人的听觉频率范围内，声音是由物体的振动产生的，声音的传播需要介质，在固体中最快，气体中最慢，真空不能传声，ACD不符合题意，

B符合题意。

故答案为：B。

【分析】人的听力范围是20赫兹-20000赫兹，频率高于20000赫兹的声音为超声，频率低于20赫兹的为次声，超声和次声人耳都听不到。

五、响度与振幅

1.响度

(1)定义：声音的强弱(或大小)叫做响度。

(2)影响因素：响度是由发声体振动的幅度决定的。

①声音的响度与振幅有关：发声体的振幅越大，响度就越大；振幅越小，响度也越小。如敲鼓时，鼓声越响，鼓面上的碎纸屑跳得越高；发声的音叉越响，接触水面时溅起的水花越大。

②声音的响度还与听者距发声体的远近有关，离发声体越近，响度越大。如两人说话时，离得越近，响度越大，听得越清楚。

③声音的响度跟声音发散程度有关，声音越集中，响度越大。如医生用听诊器看病，或把双手围成喇叭状向远处喊话时，减小了声音的分散，增大响度。

④声音的响度还跟人的主观感觉和声音在传播途中是否遇到障碍物有关。

2.振幅：物体振动的幅度，也是物体离开原来位置的最大距离。

如图是音叉振动时的波形图，其中B点表示波峰，A点表示波谷，振幅指A(或B)点到横轴的距离。

例题10：如图是敲击音叉发声时，通过示波器显示的波形，甲、乙两图中波形疏密________（选填“相同”或“不同”），图________（选填“甲”或“乙”）中波形对应声音的响度大，图________（选填“乙”或“丙”）中波形对应声音的音调高。

【考点】音调、响度与音色的区分

【答案】【第1空】相同【第2空】乙【第3空】丙

【解析】

由甲、乙波形图知，两图中波形疏密相同，即振动的频率相同。由甲、乙波形图知，乙振动的振幅比甲大，故乙中波形对应声音的响度大。由乙、丙波形图知，乙、丙振动的振幅相同，丙振动的频率比乙的频率高，故丙中波形对应的声音的音调高。

【分析】对于声音的波形图，上下的最大距离用来衡量声音的响度，上下间隔越大声音的想读就越大，左右的间隔用来衡量声音的音调，左右的间隔越小、声音的音调就越高，波的形状用来衡量声音的音色。

六、音色

1.定义：音色又叫音品或音质，它反映了声音的品质与特色。

2.影响因素：发声体的材料、结构等。

(1)音色取决于发声体本身，不同发声体的振动情况不同，发出声音的音色就不同。如我们能分辨出每一位同学的声音，主要是依据声音的音色来判断的。

(2)音色是我们分辨各种声音的依据，不受音调、响度的影响，即使不同的乐器发出音调、响度相同的声音，我们也能够把它们区分开，如二胡声、吉他声、小提琴声等。

例题11：“闻其声而知其人”，这主要是依据声音的________特征。“曲高和寡”主要描述声音的________特征，它与发声体振动的________有关。隆隆的雷声震耳欲聋，沙沙的细雨须侧耳倾听，这是由于声音的________不同，它与发声体振动的________有关。

【考点】响度及响度与振幅的关系；音色；音调及音调与频率的关系

【答案】【第1空】音色【第2空】音调【第3空】频率【第4空】响度【第5空】幅度

【解析】

音色是指不同声音表现在波形方面总是有与众不同的特性，不同的物体振动都有不同的特点，“闻其声而知其人”即主要是依据声音的音色特征。“曲高和寡”意思是曲调高深，能跟着唱的人就少。主要描述声音的音调特征，它与发声体振动的频率有关。隆隆的雷声震耳欲聋，沙沙的细雨须侧耳倾听，这是指声音的强弱，即声音的响度不同，它与发声体振动的幅度有关。

【分析】发声体不同，音色不同；音调指声音的高低，与振动的频率有关；响度指声音的大小，和振幅有关。

七、实验探究音调的高低与什么因素有关

1.提出问题

如图，用硬卡片分别以不同的速度在木梳的齿上划动，所听到的声音的高低是不同的，平时我们听到男生和女生说话的声音也不同，女生说话的声音脆而尖，男生说话的声音低而粗。那么音调的高低是由什么因素决定的？

2.猜想与假设

猜想 1音调的高低可能与声源振动的快慢有关。

猜想 2音调的高低可能与声源振动的幅度有关。

3.设计并进行实验

分别改变物体振动的快慢和振幅，并比较它们引起的音调高低的变化，归纳影响音调高低的因素。

(1)如图所示，将一把钢尺紧按在桌面上，一端伸出桌面，拨动钢尺，听它振动发出声音的音调的高低，同时注意钢尺振动的快慢(频率)。

(2)改变钢尺的振动幅度(由轻轻拨动到用力拨动，且注意使钢尺前后两次振动的快慢大致一样)，比较音调的高低。

(3)使钢尺伸出桌面的长度改变(由短逐渐变长，且注意使钢尺振动的幅度大致相同)，比较音调的高低。

4.分析与论证

音调的高低由振动的快慢(频率)决定，振动快，音调高；振动慢，音调低。

5.交流与评估

(1)实验中运用了控制变量法，即控制一个因素(变量)不变，研究另一个因素对实验结果的影响，例如：在研究音调与振幅的关系时，控制频率不变；在研究音调与频率的关系时，控制振幅不变。

(2)为了进一步说明实验结论，我们可以验证物体振动频率的影响因素，找几根粗细不同的橡皮筋、一个木头盒子，制作成如图所示的仪器，比较一下，是绷得较紧的还是绷得较松的橡皮筋音调高？是较粗的还是较细的橡皮筋音调高？是较长的还是较短的橡皮筋音调高？实验证明：越细的、越短的、绷得越紧的橡皮筋的音调越高，越粗的、越长的、绷得越松的橡皮筋的音调越低。

例题12：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，他对此进行了研究。经过和同学们讨论，他提出了以下猜想：

猜想一：琴弦发出声音的音调高低，可能与琴弦的横载面积有关

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

为了验证上述猜想是否正确，他找到了下表所列9种规格的琴弦，因为音调高低取决于声源振动的频率，于是借来一个能够测量振动频率的仪器进行实验。

编号	材料	长度/cm	横截面积/mm2	编号	材料	长度/cm	横截面积/mm2
A	钢	60	0.76	F	钢	100	0.76
B	钢	60	0.89	G	钢	80	1.02
C	钢	60	1.02	H	尼龙	80	1.02
D	钢	80	0.76	I	尼龙	100	1.02
E	钢	100	1.02	J	铜	80	1.02

(1)为了验证猜想一，应选用编号为的琴弦进行实验；为了验证猜想二，应选用编号为的琴弦进行实验。

(2)为了验证猜想三，请在表中填上所缺数据、。

(3)随着实验的进行，小华又觉得琴弦音调的高低，可能还与琴弦的松紧程度有关，为了验证这一猜想，必须进行的操作是控制琴弦的、、相同：多次改变琴弦的并拨动琴弦，测量振动频率。

(4)课本中所涉及的实验中，有些实验研究方法与上述方法类似，例如：

【考点】音调及音调与频率的关系

【答案】⑴A B C A D F ⑵80 1.02 ⑶长度材料、横截面积、松紧程度 ⑷探究影响蒸发快慢的因素

【解析】

(1)要验证猜想一：琴弦发出声音的音调高低，可能与琴弦的横截面积有关，需控制琴弦的长短和琴弦的材料不变，横截面积不同，则需选择编号为A、B、C的3根琴弦进行实验。

(2)要验证猜想二：琴弦发出声音的音调高低，可能与琴弦的长短有关，需控制琴弦的横截面积和琴弦的材料不变，琴弦的长度不同，则需选择编号为A、D、F的3根琴弦进行实验。

⑶要验证猜想三：琴弦发出声音的音调高低，可能与琴弦的材料有关，需控制琴弦的横截面积和琴弦的长短不变，琴弦的材料不同，则根据钢的长度和橫截面积，可知J的长度为80cm，横截面积为1.02mm2。探究琴弦音调的高低与琴弦的松紧程度的关系时，需要控制琴弦的长度、材料、横截面积相同，多次改变琴弦的松紧程度并拨动琴弦，测量振动频率。

⑷本探究实验中主要用到的是控制变量法，课本中探究影响蒸发快慢的因素实验也是应用控制变量法。

【分析】(1)探究音调和横截面积的关系时，需要保持材料和长度相同；探究音调和长度的关系，需要保持材料和横截面积相同；(2)探究音调和材料的关系，要使长度和横截面积相同；(3)探究音调和松紧的关系，要使材料、长度和横截面积都相同；(4)探究物理量的多个影响因素时，利用了控制变量法。

八、在民谚、俗语、古诗文中的有关声学知识

在日常生活中，我们经常会接触到一些民谚、俗语、古诗文，这其中蕴含着大量的声学知识。如“不敢高声语，恐惊天上人”中的“高声语”意为大声说话，指声音的响度大。通过分析其中的声学知识，与声音的三个特性比较，有助于提高我们分析问题、解决问题的能力。

在解决这类问题时的参考：

1.一般情况下，对于音调，我们只说音调高或音调低；

2.对于响度，只说响度大或响度小。

3.在文学语言中，需结合句中意境理解：有时“高”指音调高，例如，女高音中的“高”指声音的音调高；有时“高”也指响度大，例如，“引吭高歌”中的“高”意为大声唱歌，指声音的响度大，“震耳欲聋”说明声音的响度大。

例题13：下列关于声音的说法中不正确的是（）

A .“隔墙有耳”说明固体也能传声

B .“闻其声而知其人”主要根据音色来判断的

C .“震耳欲聋”说明声音的音调高