【本讲教育信息】

一. 教学内容：

声音的特性、声音的利用

二. 重点、难点：

1. 重点：

（1）实验探究：音调与频率有关；响度与振幅有关；音色与发声体本身有关。

（2）减弱噪声的途径。

① 防止噪声产生：改造噪声源、在声源处加防护罩、在声源处加消音器等。

② 阻断噪声传播：使用隔音或吸音材料、植树种草等。

③ 防止它进入人耳：带耳罩、耳朵里塞上棉花、用手堵在耳朵等。

（3）声音在生产、医疗和科学研究方面有着广泛的应用。

① 声音容易反射，据此我们制成了声呐和B超等仪器；

② 根据超声波具有很高的能量等特点，我们制成了超声波清洗设备。

2. 难点：

（1）音调与响度的区别：① 意义不同。音调是指声音的高低，日常生活中我们用“尖细”“低沉”等词语描述音调。响度是指声音的大小，“震耳欲聋”，“低声细语”等词语是来描述响度大小的。② 影响因素不同。音调与发声体振动的频率有关，而响度与发声体振动的振幅有关，而且距离发声体的远近也会影响到响度的大小，但是不会影响到音调的高低。

（2）噪声的等级：物理学中用声强来描述声音的强弱，声强的单位是贝尔，简称贝。实际使用时通常用0.1贝为单位，即分贝。人耳刚刚能听到的声音为0分贝。

三. 知识点分析：

声音的特性

（一）知识要点

1. 响度：响度是指声音的 ，物体的振动幅度用 来描述。声音的响度与振幅有关， 越大，响度越大。

2. 音调：音调是指声音的 ，发声体振动的快慢用 来表示，即每秒振动的次数，单位是 ，用符号 表示。

人耳能听到的声波的频率范围通常在 之间，我们把它叫做可听声。频率 的声波叫做超声波；频率 的声波叫次声波。

动物的听觉范围通常和人不同，一些动物常常能听得人类听不到的 或 ，例如：猫、狗、大象、海豚等。

3. 音色：音色是指声音的品质，不同的发声体由于 和 不同，发出的声音的音色不同，因此人们能很容易分辨不同的人讲话、不同乐器演奏的声音。

（二）学法点拨

从物理学的角度讲，音调、响度是差异非常明显的两个概念。振动的物体会发声，振动的频率决定了音调，振动的振幅决定了响度（响度还与其他因素有关）。

如果一个物体振动的频率为每秒261.6次，不管这个物体是钢琴、小提琴、军号、笛……或是其他发声的物体，我们都说物体发出声音的音调为钢琴的中央C。我们常常讲：男同学说话声音“粗”、女同学说话声音“尖”，指的是声音的音调不同。

响度表现为声音的强弱，它使人的耳膜振动幅度变化。响度与音调毫无关系，是根本不同的两个特征。打鼓发出的声音响度大而音调低，小鸟的鸣叫声音响度小而音调高。一般情况下，男同学说话响度大而音调低，女同学说话则响度小而音调高。

声音的特点这一节比较重要。通过这一节的学习，应该知道：频率的大小决定音调的高低；振幅的大小决定声音的响度；音色决定声音的品质。

噪声的危害和控制

（一）知识要点

1. 噪声是指发声体 振动时发出的声音，它的波形是 。从环境保护的角度看，凡是妨碍人们正常 、 、 的声音，以及对人们要听的声音产生 都属于噪声。

2. 人们用 为单位来表示声音的强弱，其符号为 ，较为理想的安静环境，为了保护听力，应控制噪声不超过 ，为了保证工作和学习，控制噪声不超过 ，为了保证休息和睡眠，应控制噪声不超过 。

3. 减弱噪声有三种途径：（1）防止噪声 ；（2）阻断它的 ；（3）防止它进入 。

（二）学法点拨

噪声的危害是多方面的，最直接受到损害的是听觉系统。另一类是慢性损伤，如果人们长期生活在85～90 dB的噪声环境中，会使听觉疲劳不断加深，发生器质性病变，造成听力下降。

此外，噪声还能影响胃肠道的正常分泌，使肠蠕动功能改变，引起代谢过程的紊乱，造成多种疾病。噪声对人的视力，对妊娠和胎儿发育都会造成不良影响。噪声还能损毁建筑物。所以噪声已被认为仅次于大气污染和水污染的第三大公害。

噪声调查：噪声调查的基本内容是，了解噪声源的类型和噪声分布情况，查明它们的强度和频谱特性，掌握噪声对操作者的危害和对环境污染情况，以便制定切实可行、经济合理的噪声防治方案。

噪声的控制一是加强科学管理，二是采用控制噪声的技术措施。

控制噪声的技术措施，主要是从噪声源、噪声传递途径和保护噪声接受者三个环节入手。

噪声分两种：物理噪声，环保噪声，我们更多关注的是环保噪声。

对照噪声等级表，实地到不同环境体验不同的噪声，对噪声有具体认识，思考当地控制噪声的方法。

查阅资料，参观考察一些噪声控制比较好的地方，学习它们是怎样控制噪声的。

声的利用

（一）知识要点

1. 声音可以传递 。

2. 根据回声到来的 和 ，蝙蝠可以确定目标的 和 。这种方法叫做 。

3. 根据回声定位的原理，科学家发明了 。

4. 医生向病人体内发射 ，同时接收体内脏器的反射波，反射波所携带的信息通过处理后显示在 ，这就是平时所说的 。超声探测对人体没有危害。

5. 声波是一种 ，它能够传递 。

（二）学法点拨

1. 声的利用可按以下方法分类：

（1）“声与信息”和“声与能量”两类；

（2）声音在医疗、工业、军事、日常生活等的利用分类。

2. 次声、声音、超声都有各自的应用方面，如：地震仪利用次声波预报地震；人利用声音交流信息；医疗用超声波检查身体等。

3. 书中介绍的声的利用是有限的，最好通过资料查阅了解更多的声的利用。

【典型例题】

一. 声音的特性

1. 易错题

[例l] 音乐会上男低声放声高歌，女高音一旁轻声伴唱，对两人声音的判断正确的是（ ）

A. 男低音比女高音音调低，响度大

B. 男低音比女高音音调低，响度小

C. 男低音比女高音音调高，响度大

D. 男低音比女高音音调高，响度小

答案：A

2. 古诗词中的物理

变式引申：唐诗《枫桥夜泊》中的诗句“姑苏城外寒山寺，夜半钟声到客船”。在枫桥边客船中的人听到了寒山寺的钟声，是因为寒山寺里的大钟受到僧人的撞击产生了______而发出的。客船上的人能辨别出传来的是“钟”声而不是鼓声或其他声音，实际上他是根据声音的 来判断的。

答案：振动；音色

3. 生活中的物理

[例2] 用水壶向暖水瓶里灌水时，只凭声音就可以听出暖水瓶里的水快满了，这是根据（ ）

A. 随着水壶水中越来越多，发出声音的响度越大

B. 随着水壶水中越来越多，发出声音的响度越小

C. 随着水壶水中越来越多，发出声音的音调越高

D. 随着水壶水中越来越多，发出声音的音调越低

答案：C

变式引申：演奏弦乐之前总要先定调，为使音调变低，可以采取的办法是（ ）

A. 调松琴弦 B. 调紧琴弦 C. 用更大的力拨琴弦 D. 轻轻的拨动琴弦

答案：A

二. 噪声的危害和控制

1. 噪声的基础知识

[例l] 我们生活在声音的世界里，声音无处不在，下列声音：① 工厂车间机器的轰鸣声；② 剧场里京剧表演的演奏声；③ 清晨公园里小鸟的鸣叫声；④ 装修房子时的电钻声；⑤上课时，学校里的大喇叭里传出了优美的歌声；⑥ 山间小溪潺潺的流水声，其中属于噪声的是（ ）

A. ①③④ B. ①②⑤ C. ①④⑤ D. ①④⑤⑥

答案：C

2. 物理与生活

[例2] 一般人的理想声音环境是（ ）

A. 喜欢在一个无声的世界里

B. 喜欢在30～40分贝的安静环境里

C. 喜欢在80～90分贝的热闹环境里

D. 就是100分贝以上的环境也不在乎

答案：B

[例3] 噪声严重影响着人们的生活和工作，以下防治噪声的办法中可行的是（ ）

A. 通过科学研究，使噪声不发生

B. 将所有噪声源隔离在真空容器中，以免噪声干扰

C. 城市里穿过住宅区的高速公路两旁建隔音墙，一般道路两旁植树种花

D. 建筑工地不允许使用大型机械

答案：C

变式引申：以下措施不能达到减弱噪声目的的是（ ）

A. 摩托车上安装消声器

B. 机场工作人员佩戴有耳罩的头盔

C. 街头设置噪声监测仪

D. 高架道路两侧建起透明板墙

答案：C

三. 声的利用

1. 生产生活中的物理现象

[例l] 超声波能促进种子早发芽，利用这一特点，怎样为农业生产服务?

解：利用超声波促使杂草种子早发芽，在农作物没有种植时，可将杂草除去，保证农作物的良好生长等。

[例2] 理论研究表明，在振幅相同的情况下，一个物体振动的能量，跟振动频率的二次方成正比，超声波在介质中传播时，振动频率很高，因而能量很大。在我国北方干燥的冬季，用超声波传递的能量大的原理制成加湿器，请解释其中的声学道理。

思维分析：利用超声波的能量使水雾化，再将雾吹到室内即可。

解：超声波在介质中传播时，振动频率很高，因而能量很大，如果把超声波通入水罐中，剧烈的振动会使罐内的水破碎成许多小雾滴，再用小风扇把雾滴吹入室内，就可以增加室内空气的湿度，这就是超声波加湿器的道理。

2. 物理与医学

[例3] 超声波诊断仪如何检查肝脏病变情况?

解：正常肝脏的密度较为均匀，超声波进入后，不会从中途发生反射，一直进到肝脏和其他脏器的交界处时才能发生反射，反射回来的超声波仍由探头（接收器）接收，并在显示仪上显示出来。如果肝脏发生病变，肝组织的均匀性就被破坏，超声波在前进道路上碰到病变组织，会有一部分被反射回来，显示仪上的图像就有变化。分析显示仪的图像，跟正常肝脏的图像相比较，就可以判断肝脏是否正常以及病变的位置、大小和性质。

变式引申：医院里“B超”机是利用超声波来诊断病情的，但是人们却听不到它发出的声音，这是在为（ ）

A. 声音太小

B. 超声波无法传到人耳

C. 声音的频率大于人能听到声音的频率

D. 声音的频率小于人能听到声音的频率

答案：C

3. 实验与探究

[例4] 把一面小鼓立在桌面上，在鼓的右面立一个纸屏，在纸屏的右面吊一个小球，使小球紧贴在纸屏上，如图所示，用鼓槌敲鼓的左面，你看到什么现象?这说明什么问题?

答案：可以看到贴着纸屏的小球在不断的振动；这说明空气可以传播声音。声波具有能量。

【模拟试题】

声音的特性

达标自查

1. 用硬纸片刮木梳的梳齿，会有声音产生。用纸片慢速刮过比快速刮过听到音调_____ （填：高、低），说明 。

2. 用一个木头锤子轻轻地敲鼓面和重重地敲鼓面比较，音调、响度中发生变化的是 ，不发生变化的是 。

3. 动物的听觉范围通常与人不同。大象的语言可以用人听不到的 交流，海豚可以利用 进行交流，此时人类 （填：能、不能）听到它们的交流。

4. 昆虫在飞行时抖动翅膀发出声音。经测定，苍蝇10 s内抖动翅膀3 520次，蜜蜂20 s内抖动翅膀8 800次，蚊子5 s内抖动翅膀3 000次。那么它们抖动翅膀发出声音的音调最高的是 。

5. 1978年，在湖北随州发掘出战国时期曾侯乙墓内的64枚一套的编钟，这就是闻名遐迩的曾侯乙编钟。一般的钟体形状为圆形，敲击时只能发出一种乐音；而编钟的形状为扁圆体，敲响编钟时，打击编钟的正中部位和两侧部位时，它能发出两种不同的乐音。这是由于敲击编钟的不同部位时（ ）

A. 编钟振动的频率不同 B. 编钟振动的幅度不同

C. 编钟发出声音的音色不同 D. 编钟发音的传播路线不同

6. 男低音独唱时由女高音轻声伴唱，则男低音比女高音（ ）

A. 音调低，响度大 B. 音调低，响度小

C. 音调高，响度大 D. 音调高，响度小

7. 区别乐音和噪音的界定指标主要是指（ ）

A. 振幅不同

B. 音量不同

C. 乐音的振动图形有规律，噪音的杂乱无章

D. 乐音音调低，噪音音调高

8. 妈妈买碗时，常把两只碗碰一碰，听听发出的声音，她判断碗好坏时主要的根据是声音的（ ）

A. 音调 B. 响度 C. 音色 D. 音量

9. 在物理学中，对声音特征的描述有“频率、振幅、音色”这些词，请在下列各个小题中选填这些词。

（1）“震耳欲聋”说明声音的 大；

（2）“悦耳动听”说明声音的 好；

（3）“脆如银铃”说明声音的 高。

10. 如图1所示，4个相同的玻璃瓶里装水，水面高度不同，用嘴贴着瓶口吹气，如果能分别吹“duo（1）”“ruai（2）”“mi（3）”“fa（4）”4个音阶，则与这4个音阶相对应的瓶子的序号是： 、 、 、 。

图1

能力提高

探究音调与响度

11. 探究：

提问：音调与响度有什么关系? 猜想：

设计、进行实验： 器材：断钢锯条，硬纸片。

步骤：

（1）如图2所示，用硬纸片在钢锯齿上滑动，滑动速度越大，硬纸片振动的频率 ，发出声音的音调 ，这说明音调是由 决定的。

（2）如图3所示，用一只手将钢锯条压在桌沿上（也可用塑料尺代替），另一只手轻拨锯条一端，听其响度；再用力拨动锯条，这时锯条的振幅 ，听其响度 ，这说明响度与 有关。

图2 图3

12. 表中列出一些音阶的频率：

根据表中的数据你能归纳出什么结论?

13. 给你一根锯条，你能设计一个小实验来验证声音的响度与声源的振幅有关吗？说说你的做法。

14. 先用手指粘上松香粉，摩擦拉绳子，倾听发出的声音；然后如图4所示在盒体的底部中央打一个小孔，将绳子穿入，在里面打结或拴一木棍，使绳子掉不出来；一只手拿住盒体，另一只手指粘上松香粉，摩擦拉绳子，比较两种情况的声音响度。请你在实验探究前，先进行猜想。你的猜想对吗?根据这一探究实验结果，谈谈你对一些乐器的认识。

图4

15. 小华学了有关声音的知识后，对材料的隔音性能很感兴趣，于是他设计如下实验进行探究。请阅读并回答下列问题：

实验步骤：

（1）先搜集各种材料，如衣服、报纸、平装书、塑料袋、袜子；

（2）把闹钟放到一个鞋盒罩，将衣服盖在盒上方，然后逐渐远离盒子直到听不见滴答声，记下此时人离盒子的距离；

（3）分别将各种材料盖在鞋盒上方，重复以下实验，得到下表的数据：

回答问题：

a. 小华设计的实验利用了离声源越远，听到的声音响度越 （填“高”或“低”）的原理。

b. 根据小华所得数据可知粗糙材料比平滑材料隔音性能 （填“好”或“差”），其原因是粗糙材料吸收声音的性能要比平滑材料 （填“强”或“弱”）。

16. 冬天，小丽在给热水瓶灌开水时，常常由于开水的雾气很大看不清，弄不好就会冲满溢出，既浪费开水，还可能烫伤人。有经验的妈妈告诉她：应该边加水边听声音，来控制加水速度。

小丽试着做了，果然有效。请你说说其中的道理。

噪声的危害和控制

达标自查

1. 物理学上把发声的物体做 时所产生的声音叫做噪声。从环境保护上说，凡是对人们的生活和工作有 的一切声音都是噪声。

2. 摩托车通过在排气管上加装 来减弱噪声的危害。

3. 马路边和住宅附近植树造林，不仅可以净化空气，而且还能起 的作用。

4. 现在各种高标准的住宅小区要求达到相当比例的绿化覆盖率。绿化的目的除了美化我们的居住环境外，从声学的角度来说，花草树木还能 ，因此我们漫步在林间小道上时会感到格外寂静。

5. 减弱噪声的途径有三条，如果在内燃机的排气管上加消声器，这是在 处减弱噪声；使产生噪声声源的厂房门窗背向居民楼，这是在 中减弱传向居民区的噪声；另外还可以戴上防噪声耳塞，这是在 处减弱噪声。

6. 噪声对人类的危害很大，为了改善环境，减少噪声，我们可采取一些措施，下面有一条无益于减小噪声，它是（ ）

A. 交通车辆少按喇叭 B. 广种树木，扩大绿化

C. 禁止飞机在城市上空飞行 D. 多开河道，多挖池塘

7. 下面做法中不利于控制噪声的是（ ）

A. 在学校附近建造发动机修理厂

B. 市区严禁燃放鞭炮

C. 强声源旁设置隔音板

D. 医院周围不准机动车鸣笛

8. 为了保证休息和睡眠应控制环境声音不超过（ ）

A. 110 dB B. 50 dB C. 70 dB D. 90 dB

9. 上课时，由于操场上的吵闹声太大，影响了我们的正常学习，对于这种情况，你能利用哪些方法来减弱噪声?

能力提高

10. 如果邻居电视声音开得过大，影响你的学习环境，你能利用哪些办法减弱噪声?

11. 小明特喜欢在下雨天赏雨，一个雨天，小明在家边听音乐，边赏雨，但是家中刚装上的金属雨棚打扰了他的好心情，淅淅沥沥的雨打在雨棚上产生很大的声音，你能通过所学的知识帮助小明解决这个问题吗?

声的利用

达标自查

1. 下列利用声信息的有（ ）

A. 远处隆隆的雷声预示着可能有一场大雨

B. 铁路工人用铁锤敲击钢轨，判定螺栓是否松动

C. 医生利用B超观察人的身体状况

D. 有经验的人选瓷碗总是敲一敲分辨音质

2. 蝙蝠通常是夜间出来活动、觅食。它飞行时发出一种 ，这些声波碰到昆虫或墙壁会反射回来，根据回声到来的方位和时间，蝙蝠可以确定目标的 和 。

3. 外科医生可以利用超声除去人体内的结石，是利用了声波能传递 ，中国传统中医有“望、闻、问、切”检查病人，其中：“闻”就是 的意思，它是利用声波能传递 。

4. 人们利用声音，主要是利用声音来传递 和 。

5. 大剧院的四周墙壁总是修得凹凸不平，这样设计的目的是 。

6. 下列说法错误的是（ ）

A. 人说话、唱歌时的发声靠声带的振动

B. 大多数人能听到的声音频率范围从每秒20次到20 000次

C. 人发出的声音的频率，大约是从每秒85次到1 100次

D. 人凭听觉能发现飞行的蜜蜂而不能发现飞行的蝴蝶，是因为蜜蜂翅膀振动振幅大的缘故

7. 教师在教室讲课的声音听起来比在空旷的操场上要大些，产生的原因是（ ）

A. 教室内说话的原声与回声相互叠加，使声音加强

B. 室内说话的声音要比操场大一些

C. 室内的空气是封闭的而操场的空气是自由流动的

D. 室内说话容易产生噪声

8. 根据图1，说一说超声波在军事、医疗和工业等领域各有什么应用?

图1

能力提高

9. 探究：能使声音反弹回来吗?

实验器材：两根相同的纸管、书、机械表。

实验步骤：

（1）图2所示，把两根纸管、书放好，管不要与书接触；

图2

（2）把表放在一个纸管内的一端，从另一根管子里一端侧耳倾听，用手捂住另一只耳朵，左右移动倾听的纸管，寻找听到的滴答声最响的位置；

（3）拿走听管，仍在原位听，你现在还能听到同样清晰的滴答声吗?

（4）再把硬纸管放回原位，拿走书本，现在你能听到清晰的滴答声吗?你知道为什么吗?

10. 小实验：用蜡烛火焰显示声音在空气中的传播现象

声音在空气中的传播是由声源振动引起周围空气振动而形成的。装置如图3所示，取一只扬声器，装在一只硬纸盒内，在纸盒的面板上钻一个直径约为2～3 mm的小孔，将扬声器通过一只耳机插头插入收录音机的输出插孔中，演示时，在纸盒小孔的前方放一枝生日蜡烛，且使小孔对准蜡烛引线的上端。点燃蜡烛，然后播放音乐，可以在听声音的同时看到烛焰在飘动，停止播音，声音消失，烛焰即竖直向上。

实验中是否能说明声音传递能量?能量是靠什么传播的?

图3

【试题答案】

声音的特性

1. 低；音调与频率有关

2. 响度；音调

3. 次声波；超声波；不能

4. 蚊子

5. A 6. A 7. C 8. C

9. 振幅；音色；频率

10. 丙、乙、甲、丁

11.（1）越大；越高；频率 （2）越大；越大；振幅

12. 音调高，频率高

13. 把尺的一端固定在桌子边缘，拨动另一端。偏离不同的距离，比较声音的大小

14. 略

15. 低 好 强

16. 空气柱减小，音调升高

噪声的危害和控制

1. 无规则振动；影响

2. 消声器

3. 减弱噪声

4. 阻隔声音的传播

5. 声源；传播过程；人耳

6. D 7. A 8. B 9. 关闭门窗或让操场上的同学声音小一些

10. 例如：请邻居把声音开小点，关门窗等。

11. 在雨棚上铺上海绵或布条，减弱噪声

声的利用

1. ABCD 2. 超声波；位置；距离 3. 能量；听；信息 4. 信息；能量

5. 使声音发生漫反射，使音质效果更佳

6. D 7. A 8. 探伤；洗碗；检查身体

9.（2）纸管里 （3）不能 （4）不能，书本起反射作用

10. 能；空气