2.2 声音的特性（考点解读）（解析版）

22 声音的特性（考点解读）（解析版） 注意：声音的特性包括：音调、响度和音色。 1、频率与音调的关系 （1）音调：声音的高低，由发声体的振动频率决定，物理学中，振动快慢用每秒振动的 次数来表示，称为频率。频率越高，音调越高。频率越低，音调越低。 （2）发声体的振动频率决定音调；结合实际，例如：女高音，男低音，“高”和“低” 指的就是音调。向水壶中灌热水音调的变化，随着水的增多，水壶上方的空气柱变小，引 起频率的变化，引起音调的变化。 2、超声波与次声波 （1）超声波与次声波：人的听觉所能听到的声音频率范围在20z 到20000z 之间。高于 20000z 叫超声波（很多动物能够利用超声波交流），低于20z 叫次声波。 （2）超声波与次声波产生与利用 ①次声波的传播距离较远：地震、台风、核爆炸、火箭起飞都能产生次声波； ②超声波的波长比可闻声波波长短得多，它基本上沿直线传播；超声波的穿透能力很强， 能穿透几米厚的金属；超声波在液体中传播时，可使液体内部产生相当大的液压冲击；超 声波可以用来制造各种乳胶，颗粒极细，而且均匀；超声波在诊断、医疗和卫生工作中， 也有广泛的应用。 3、响度与振幅的关系 （1）响度：人耳感觉到的声音的大小，它跟发声体的振幅有关，振幅越大，响度越大； 振幅越小，响度越小。 （2）用力击鼓和轻敲鼓面，鼓面振动的幅度不同，鼓声的响度不同，男低音放声歌唱， 女高音轻声伴唱，男低音响度大，女高音响度小，但是音调高。 4、音调、响度与音色的区分 （1）音调：声音的高低，由发声体的振动频率决定，频率越高，音调越高； （2）响度：人耳感觉到的声音的大小，它跟发声体的振幅有关，振幅越大，响度越大； 振幅越小，响度越小； （3）音色：发声体的声音品质与特色，由发声体本身的特征决定，是区别声音的重要标 志。 【考点1 频率与音调的关系】 【典例1-1】（2023•厦门二模）小华用金属管自制小乐器，如图。敲击不同长度金属管， 能发出“d（1）”“re（2）”“m（3）”“f（4）”“sl（5）”“l（6）”“s （7）”。小华演奏歌曲《两只老虎》中的“快”时，应敲击的金属管是 （ ） ． B． ．e D．g 【答】 【分析】敲击不同长度金属管时，是金属管在振动，金属管越短，其振动越快，音调就 越高。 【解答】解：敲击不同长度金属管时，是金属管在振动，金属管越短，其振动越快，音 调就越高，所以“d（1）”“re（2）”“m（3）”“f（4）”“sl（5）”“l （6）”“s（7）”对应的管分别是、b、、d、e、f、g； 小华演奏歌曲《两只老虎》中的“快”时，对应的音是“sl（5）”，应敲击的金属管是 e。 故选：。 【典例1-2】（2023•凉州区校级模拟）如图所示，笙是我国特有的一种大型拨弦乐器。它 是靠琴弦 振动 产生乐音，当从左到右动琴弦时，所产生乐音的音调逐渐 变高 （填“变高”或“变低”）。 【答】振动；变高 【分析】（1）声音是由物体的振动产生的。 （2）弦乐器的弦越短、越细、越紧，振动越快，频率越高，音调越高。 【解答】解：笙是我国特有的一种大型拨弦乐器。它是靠琴弦振动产生乐音，当从左到 右动琴弦时，弦越来越短，振动越来越快，频率越来越高，所产生乐音的音调逐渐变高。 故答为：振动；变高。 【变式1-1】（2023•黄埔区一模）某同学选取了材料与管壁厚度都相同三个金属管，将它 们用细线悬挂，敲击后，测出金属管发出声音的参数如表所示，其中音调最高的是（ ） 编号 长度/m 直径/m 频率/z 声强级/dB 1 205 150 2131 60 2 310 200 1284 100 3 485 250 656 80 ．编号1 B．编号2 ．编号3 D．无法判断 【答】 【分析】音调由声音的频率决定，频率越大，音调越高，频率越小，音调越低。 【解答】解：由表中实验数据可知，1 号管子的频率最大，所以1 号管子的音调最高。 故选：。 【变式1-2】（2023•吉林一模）如图所示是我国春秋战国时代的编钟。敲击大小不同的钟 能发出不同音调的声音，这是由于不同的钟在敲击后振动的 频率 高低不同，编钟 声是通过 空气 传播到我们耳中。 【答】频率；空气 【分析】（1）声音的高低叫音调，音调与发声体振动的频率有关。 （2）声音的传播需要介质。 【解答】解：敲击大小不同的编钟能发出不同音调的声音，这是由于不同的钟在敲击后 振动的频率高低不同，编钟声是通过空气传播到我们耳中。 故答为：频率；空气。 【考点2 超声波与次声波】 【典例2-1】（2023•齐齐哈尔二模）关于超声波的叙述，下列说法正确的是（ ） ．超声波的速度比普通声波大 B．超声波的振动频率大于普通声波 ．超声波的响度大 D．超声波的音色好，区分度高 【答】B 【分析】（1）超声波是指频率高于20000z 的声音，次声波是指频率低于20z 的声音； （2）超声波、次声波也是声音，声音在固体中的传播速度最快，在气体中的传播速度 最慢，在同种介质中的传播速度相同。 【解答】解：、超声波、次声波也是声音，声音在固体中的传播速度最快，在气体中的 传播速度最慢，在同种介质中的传播速度相同，故错误； BD、超声波是指频率高于20000z 的声音，次声波是指频率低于20z 的声音，所以超声 波的音调高，次声波的音调低，人听不到超声波的声音，故B 正确、D 错误。 故答为：B。 【典例2-2】（2023•吴江区三模）大象有自己的“语言”，野生亚洲象在迁徙时经常通过 频率小于20z 的 次 声波相互交流。研究人员录下象群“语言”，发现以2 倍速度快 速播放录音时，人耳能听到正常播放时听不到的声音，这是因为快速播放后声波的频率 变大 （变大/变小/不变）。 【答】次；变大。 【分析】次声波指频率小于20z 的声波；人耳的听力范围是20z 到20000z 的声波。 【解答】解：野生亚洲象交流的频率小于20z，它们的交流的声波是次声波；以2 倍速 度快速播放录音时，人耳能听到正常播放时听不到的声音，说明声音的频率比原来更高。 故答为：次；变大。 【变式2-1】（2022 秋•朝阳区期末）2022 年5 月12 日是我国第14 个全国防灾减灾日，主 题为“减轻灾害风险，守护美好家”，常见的地震报警器接收信息时，利用的是（ ） ．次声波 B．超声波 ．紫外线 D．红外线 【答】 【分析】频率低于20z 的声波称为次声波，地震、台风、核爆炸、火箭起飞等都能产生 次声波。 【解答】解：地震、台风、核爆炸、火箭起飞等都能产生次声波，常见的地震报警器是 利用接收到的次声波工作的。 故选：。 【变式2-2】（2022 秋•庄浪县期末）汽车的倒车雷达由传感器、控制器和显示器组成，倒 车时正在工作的倒车雷达就是利用 超声波 传递信号的。 【答】超声波 【分析】蝙蝠在飞行时会发出超声波，这些声波碰到墙壁或昆虫时会反射回来，根据回 声到来的方位和时间，蝙蝠可以确定目标的位置和距离，这就是超声波“回声定位”； 倒车雷达也是利用“回声定位”原理工作的。 【解答】解：倒车时正在工作的倒车雷达，是利用超声波传递信号的。 故答为：超声波。 【变式2-3】（2022 秋•陈仓区期末）小提琴是由两端固定的琴弦振动而发声的如图甲所示。 为了研究同一根钢制琴弦发出声音的音调与哪些因素有关，可利用图乙所示的实验装置 进行实验。已知一块厚木板上有、B 两个楔支撑着琴，其中楔固定，B 楔可沿木板移动 以改变琴弦振动部分的长度。将钢制琴弦的一端固定在木板点，另一端通过定滑轮悬挂 不同个数的相同重物，重物个数越多，琴弦绷得越紧。轻轻拨动B 间的琴弦，用仪器测 出发声的频率。 实验次序 长度L/m 重物个数 频率f/z 1 04 2 375 2 08 2 170 3 4 265 （1）实验数据如表所示，分析实验数据可知，第 1 次实验中琴弦发声的音调最高。 （2）分析数据可以发现，该实验研究的是琴弦发声的音调与 琴弦的长度 和琴弦的 松紧程度这两个因素的关系。 （3）当第3 次实验时长度L 为 08 m 时，可用2、3 两次实验来研究琴弦的音调和琴 弦 松紧程度 的关系。 （4）分析第 1 、 2 两次实验数据可以发现：在松紧程度相同时，琴弦 长度越长 ， 发出声音的音调越低。 （5）在上述探究的基础上，再选用一根与钢制琴弦粗细相同的长为08m 的涤纶琴弦， 来探究音调与琴弦的材料的关系，则实验中可悬挂重物 2 或 4 个。 【答】（1）1；（2）琴弦的长度；（3）08；松紧程度；（4）1、2；长度越长；（5） 2 或4。 【分析】（1）音调与振动频率有关； （2）由表中数据可知是研究弦发声的音调与弦的长度和弦的松紧程度的关系； （3）当控制长度不变时，改变重物的个数，研究弦的音调和弦的松紧的关系； （4）1、2 两次实验数据，松紧程度相同，而长度不同，据此判断； （5）应用控制变量法来解答。 【解答】解：（1）由表格中的数据可知，则第1 次实验中琴弦振动频率最高，故发声 的音调最高； （2）表中数据，弦的长度、拉弦的重物在变化，故是研究弦发声的音调与弦的长度和 弦的松紧程度的关系； （3）当控制长度不变时，改变重物的个数，可用2、3 两次实验来研究弦的音调和弦的 松紧程度的关系，故第3 次实验时长度L 为08m； （4）分析1、2 两次实验数据可以发现：在松紧程度相同时，弦越长，弦的音调越低； （5）探究音调与弦的材料的关系时，应控制长度和重物相同，故可悬挂重物个数为2 或4 个。 故答为：（1）1；（2）琴弦的长度；（3）08；松紧程度；（4）1、2；长度越长； （5）2 或4。 【考点3 响度与振幅的关系】 【典例3-1】（2023•苏州一模）如图所示，中国科技馆里的“声聚焦”装置，是一个呈锅 盖形状的凹形圆盘，小丽将耳朵靠近装置前特定位置时，能听到远处传来的微小声音， 原因是“声聚焦”装置改变了远处传来声音的（ ） ．响度 B．音调 ．音色 D．声速 【答】 【分析】声音的特征之一﹣﹣响度表示声音的强弱或大小，而将声聚焦就是使声音增大 即改变响度。 【解答】解：由题知，声聚焦装置，使远处传来的声音在其表面发生了反射而会聚，声 音听起来变强（大）了，是改变了声音的响度；而声音的音调是固定不变的，音色由发 声体本身决定；故正确，BD 错误。 故选：。 【典例3-2】（2023•博罗县校级一模）如图所示是几种声音输入到示波器上时显示的波形， 其中音调相同的是 甲、乙 ；响度相同的是 甲、丙 ；小明在音乐厅里弹钢琴， 琴声传到距离他17m 远的观众耳中所需要的时间是 005 s（声音在空气中的传播速 度是340m/s）。 【答】甲、乙；甲、丙；005 【分析】（1）声音的高低叫音调，音调与发声体振动的频率有关。在波形图中，比较 波峰或波谷的个数来比较频率的高低。 （2）声音的大小叫响度，响度与振幅和距离声源的远近有关。在波形图中，比较波峰 到波谷的距离比较振幅的大小。 （3）根据速度公式进行计算。 【解答】解：如图所示是几种声音输入到示波器上时显示的波形，其中音调相同的是甲、 乙；响度相同的是甲、丙；小明在音乐厅里弹钢琴，琴声传到距离他17m 远的观众耳中 所需要的时间是： 。 故答为：甲、乙；甲、丙；005。 【变式3-1】（2023•微山县一模）如图所示，在扬声器的纸盆上撒些纸屑，当扬声器播放 音乐时，原来静止在纸盆上的纸屑会跳动起来，而且声音越大，纸屑跳动得越剧烈。根 据纸屑跳动的幅度可以说明（ ） ．声速与频率的关系 B．发声的物体在振动 ．乐音与噪声的区别，声音大的都属于噪声 D．声音的响度与振幅的关系 【答】D 【分析】（1）一切正在发声的物体都在振动，有的振动很微小，看不见，可以通过转 换法体现出来。 （2）响度是指声音的大小，响度跟物体的振幅和距发声体的远近有关，振幅越大、距 发声体越近，响度越大。 【解答】解： 、在扬声器的纸盆上撒些纸屑，当扬声器播放音乐时，原来静止在纸盆上的纸屑会跳动 起来，而且声音越大，纸屑跳动得越剧烈，可以说明声音是由物体振动产生的，但不能 根据纸屑跳动的幅度说明声速与频率的关系、乐音与噪声的区别，故错误。 BD、当扬声器播放音乐时，原来静止在纸盆上的纸屑会跳动起来，可以说明发声的物 体在振动；但根据纸屑跳动的幅度是为了说明声音的响度与振幅的关系，即纸屑跳动的 幅度越大，声音的响度越大，故B 错误，D 正确。 故选：D。 【变式3-2】（2023•碑林区校级模拟）棒槌挥舞，彩绸翻飞，鼓声如雷，体育节豪放热烈 的安塞腰鼓，展示了中学生青春的活力。我们听见鼓声是由于鼓面 振动 产生，鼓 锤打击鼓面的力度增加时，发出声音的 响度 （填“音调”、“响度”或“音 色”）变大。 【答】振动；响度。 【分析】（1）声音是由物体的振动产生的，振动停止，发生也停止；（2）响度跟振幅 有关，振幅越大响度越大。 【解答】解：鼓声是由于鼓面振动产生的；打击鼓面的力度增加时，鼓面的振幅增大， 发出声音的响度变大。 故答为：振动；响度。 【变式3-3】（2022 秋•三台县校级期末）如图所示是有关声音的探究实验，请按要求回答： （1）图甲：该装置能探究声音的响度和振幅的关系；乒乓球在实验中的作用是 将音 叉微小的振动放大 。 （2）图乙：抽气机不断向罩外抽气的过程中，罩内正在响铃的闹钟的铃声越来越小， 直到听不见，这说明： 声音的传播需要介质（真空不能传声） 。 （3）图丙：将一把钢尺紧按在桌面上，一端伸出桌面适当的长度，拨动钢尺，就可听 到钢尺振动发出的声音。保持拨动钢尺的力不变，逐渐增加钢尺伸出桌面的长度，钢尺 振动发出声音的音调会逐渐变 低 （选填“高”或“低”）。 （4）图丁：用一张硬卡片先后快拨和慢拨木梳的齿，听到硬卡片产生的声音发生变化。 这个实验用来探究： 声音音调的高低与频率的关系 。 【答】（1）将音叉微小的振动放大；（2）声音的传播需要介质（真空不能传声）； （3）低；（4）声音音调的高低与频率的关系。 【分析】（1）物体的振动产生声音，物体的振动有时用眼睛无法直接看到，通过乒乓 球是否被弹起判断物体是否在振动，被弹起的高度来判断物体振动幅度的大小。音叉的 振动不易观察到，利用乒乓球的弹起，将音叉的振动放大。 （2）声音的传播需要介质； （3）响度指声音的大小，响度跟物体振动的幅度有关，振幅越大，响度越大。 （4）音调和发声体振动的频率有关，频率越大，音调越高。 【解答】解：（1）通过乒乓球被弹起说明物体发声时在振动；乒乓球弹起的越高，振 幅越大，响度越大，实验可以说明响度跟振幅的关系；是通过乒乓球被弹起将音叉微小 的振动放大，这种实验方法叫做转换法； （2）图乙：抽气机不断向罩外抽气的过程中，罩内被拨打的手机的铃声越来越小，直 到听不见，这说明：声音的传播需要介质（真空不能传声） （3）保持尺的振动幅度不变，钢尺伸出长，振动慢，音调低；钢尺伸出短，振动快， 音调高。 （4）硬卡片拨动木梳的齿，卡片由于振动会发出声音；当用相同的力显著改变拨动木 梳齿的快慢时，卡片振动的快慢不同，所以发出声音的音调就会不同；来探究音调与频 率的关系。 故答为：（1）将音叉微小的振动放大；（2）声音的传播需要介质（真空不能传声）； （3）低；（4）声音音调的高低与频率的关系。 【考点4 音调、响度与音色的区分】 【典例4-1】（2023•良庆区二模）下列与声有关的解释正确的是 （ ） ．震耳欲聋：声音音调高 B．轻声细语：声音的音调低 ．尖厉刺耳：声音响度大 D．悦耳动听：声音的音色好 【答】D 【分析】声音的三个特征：音调、音色、响度。音调是指声音的高低；响度是声音的大 小；音色是能辨别物体，音色和物体的材料和结构有关。 【解答】解：、“震耳欲聋”，说明声音大，响度大，故错误； B、“轻声细语”，说的是声音小，响度小，故B 错误； 、“尖厉刺耳”，指的是声音比较高，指音调高，故错误； D、“悦耳动听”，说明声音好听，是指声带好，是指振动物体的材料好，指的是音色 美，故D 正确。 故选：D。 【典例4-2】（2023•新城区校级三模）我校每周的校会中师生一起伴着音乐高声诵读《大 学》总序，师生们声音洪亮、整齐划一，“洪亮”是指声音的 响度 大；我们还能 分辨出伴奏乐器的种类，是根据声音的 音色 来辨别的（均选填“响度”、“音 调”、“音色”）。 【答】响度；音色。 【分析】声音的三个特征分别是：音调、响度、音色，是从不同角度描述声音的，音调 指声音的高低，由振动频率决定；响度指声音的强弱或大小，与振幅和与声源的距离有 关；音色是由发声体本身决定的一个特性。 【解答】解：声音的三个特征分别是：音调、响度、音色，“洪亮”是指声音的响度大； 我们能分辨出不同伴奏乐器的声音，这主要是因为不同种类乐器的音色不同。 故答为：响度；音色。 【变式4-1】（2023•江南区模拟）如图所示，在北京冬奥会开幕式上，一名男孩用小号吹 响了嘹亮深情的歌曲《我和我的祖国》，下列说法正确的是（ ） ．声音的传播不需要介质 B．小号声很“嘹亮”是指声音的响度大 ．小号声是由男孩的声带振动而产生的 D．观众能辨别出是小号声，是根据声音的音调不同 【答】B 【分析】（1）声音的传播靠介质；固体、液体、气体都可作为传播声音的介质； （2）（4）声音的三个特征分别是：音调、响度、音色，是从不同角度描述声音的，音 调指声音的高低，由振动频率决定；响度指声音的强弱或大小，与振幅和距声源的距离 有关；音色是由发声体本身决定的一个特性； （3）声音是由物体振动产生的。 【解答】解：、声音的传播需要介质，故错误； B、小号声“嘹亮”是指声音的响度，故B 正确； 、小号声是由空气柱振动产生的，不是男孩的声带振动而产生的，故错误； D、观众能辨别出小号声，是根据声音的音色不同，故D 错误。 故选：B。 【变式4-2】（2023 春•连平县校级月考）（多选）如图是音乐会上某演员唱歌的场景，下 列有关说法正确的是（ ） ．演员发出的声音是由声带振动产生的 B．观众通过声音的响度来分辨出该演员的声音 ．演员的声音是通过空气传到现场观众耳朵中的 D．演员表演时“引吭高歌”，是指该演员的声音音调高 【答】 【分析】（1）声音由物体的振动产生。 （2）声音的传播靠介质；声音的三个特征分别是：音调、响度、音色，是从不同角度 描述声音的，音调指声音的高低，由振动频率决定；响度指声音的强弱或大小，与振幅 和距离发声体的远近有关；音色是由发声体本身决定的一个特性。 （3）声音的传播靠介质，气体、液体、固体都可作为传播声音的介质；声音在不同介 质中的传播速度不同，在固体中最大，其次是液体，再次是气体；真空不能传声。 【解答】解：、演员发出的声音是由声带振动产生的，故正确； B、观众通过声