逍遥学能 2013-03-16 09:27
声音的特征
一、知识概述
1、了解声音的特征。
2、知道乐音的三个基本特征及其决定因素。
3、认识噪声，了解噪声的和危害，知道减弱噪声的途径。
二、重难点知识讲解
1、声音的三个基本特征：音调、响度、音色
（1）音调是反映声音高低的，由发声体的振动频率决定。频率是表示振动快慢的物理量，指物体在1秒内振动的次数。振动频率大的物体发出的声音音调高，听起尖细；振动频率小的物体发出的声音音调低，听起低沉。
（2）响度即声音的强弱，它由发声体的振幅决定。振幅是表示振动强弱的物理量，指物体振动时偏离原位置的最大距离。振幅大，声音的响度大；振幅小，声音的响度小。
声音的响度还与声音的频率有关，在振幅相同的情况下，一般人感到每秒1000次左右的振动发出的声音响度大。
声音的响度还跟距离发声体远近有关，声音向外传播，越越分散，越越弱，响度就越小。
（3）音色表征不同声音的特征，与发声体本身的特征有关。音色是我们分辨各种声音的依据，它不受音调、响度的影响。不同乐器，即使发出音调、响度相同的声音，我们也很容易识别乐器种类，就是由于音色不同。
2、噪声及其：
（1）从物理学角度看，噪声是指发声体做无规则的、杂乱无章的振动时发出的声音。
（2）从环境保护的角度看，凡是妨碍人们正常休息、学习和工作的声音，以及对人们要听到的声音起干扰作用的声音，都属于噪声。
（3）噪声主要于人类自身和人类发明的机器。
3、噪声的等级和危害
（1）分贝（dB）：人们用分贝划分声音的等级，它是声音强弱的单位。0dB是人们刚刚能听到的最弱声——听觉下限。
（2）为了保护听力，应控制噪声不超过90dB，为了保证工作学习，控制噪声不超过70dB，为了保证休息和睡眠，应控制噪声不超过50dB。
4、减弱噪声的途径
减弱噪声的最终目的是降低人耳处的声音响度，所以，要从噪声的产生到噪声的传播以及人耳接收声波三个方面着手减弱噪声。
（1）在声处减弱：可以采用更换声或加屏蔽罩隔离。
（2）在传播过程中减弱：建立隔声屏障反射或部分吸收传的噪声。
（3）在人耳处减弱：在噪声环境中工作，可以戴上耳塞、耳罩等护耳器具，防止噪声损坏听觉器官。
5、区别乐音还是噪声的方法
（1）从定义本质上区别：乐音即好听、悦耳的声音，它是发声体做有规则振动发出的声音；噪声即嘈杂、刺耳的声音，它是由发声体无规则振动时发出的声音。
（2）从环境保护角度看：凡是妨碍人们正常休息、学习和工作的声音，以及对人们要听的声音超干扰作用的声音，都属于噪声。从这一点看，所有声音都可能成为噪声，乐音在不适当的场合下也可能成为噪声。
6、音调与响度的区别
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261.6Hz，不管这个物体是钢琴、小提琴、军号、笛……我们都说物体发出声音的音调为中央C调。我们常讲男同学说话声音“粗”，女同学说话声音“尖”，指的就是声音的音调不同。
响度表现为声音的强弱，它使人的耳膜振动幅度大。响度与音调是根本不同的两个特征概念。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。牛的叫声响度大而音调低，蚊子的嗡嗡声响度小而音调高。
7、人能听到声音的条件
人耳要能听到声音，首先需具备3个前提条件：声、介质和良好的听觉器官。其次人耳要听到发声体的声音，还应考虑到声音的频率和响度。人能够听到声音的频率范围为20Hz~20000Hz；另外，声音还必须具有足够的响度，才能引起耳膜的振动，使人有听觉。
典型例题
例1、到医院看病，医生用听诊器听病人心跳的声音是因为（ ）
A．听诊器能使振动的振幅增加，使响度增大
B．听诊器能改变发声体的频率，使音调变高
C．听诊器能缩短听者距发声体之间的距离，使传入人耳的响度更大些
D．听诊器能减少声音的分散，使传入人耳的响度更大些
解析：
听诊器的基本原理：心、肺、内部的振动经固体（听诊器）传播，在橡皮管内声音振动把声波传递到耳朵，且声音在橡皮管中传播能量很散失，声音真实清楚，响度较大。
答案：D
例2、为什么给自己录音时，自己听起不象自己的声音，而别人听起却没有多大的差别？
解析：
这是因为我们平时听自己发出的声音主要是通过骨传导方式传播的，而录音是通过空气传播的，由于传播介质不同，听起感觉不同；别人平时和从录音机里听自己说话都是通过空气传播的，所以听起没有多大区别。
例3、计划为某高噪声车间的工人们制作消音耳罩，请你设计一下材料的选择：
（1）外罩起反射声音的作用，选用哪种材料好？（ ）
A．软橡胶 B．泡沫塑料
C．硬塑料 D．硬纸板
（2）填料要能吸收声音，选用哪种材料好？（ ）
A．碎钢块 B．硬纸片
C．泡沫塑料 D．木屑
（3）“衬里”紧挨耳朵要求触感舒适，选用哪种材料好？（ ）
A．纸 B．皮革
C．木板 D．绒布
点拨：（1）中反射声音较好的材料应选质地较硬且平滑的材料，硬塑料为首选；（2）中对声音吸收性较好的应选取质地软，且有疏松微孔的材料，例如：泡沫或蜂窝状的材料，由于填料要求材料越轻越好，因此选泡沫塑料；（3）中从肌肤的舒适角度应选取柔软、光滑的绒布。
答案：（1）C （2）C （3）D
例4、小芳在书房记单词，爸爸在客厅看新闻联播。为了不受电视机声音的影响，小芳采用的以下办法中较为合适的是（ ）
A．把电视机关掉
B．减小电视机的音量
C．打开书房内的收音机
D．关闭书房和客厅之间的门窗
点拨：A项、B项虽然都运用了在声处减弱噪声的原理，但A项因干扰了他人并不合适，应先B项。C项采用“以毒攻毒”的方法防干扰反而会使噪声更大。D项是在传播过程中设置屏障减弱噪声，对于本题说是行之有效而又合适的办法。
故正确答案BD
例5、在城市高架道路的某些路段可以看到两侧设有3～4高的透明板墙，安装这些板墙是为了（ ）
A．保护车辆安全行驶
B．阻止车辆排放的废气外泄
C．体现高架道路设计的美观
D．阻挡车辆产生的噪声，减少噪声污染
点拨：在高架道路的某些路段，甚至很近的地方，就有居民的楼房或单位办公室，汽车的轰鸣车必然会影响到居民楼内人们的工作和休息，在公路两侧竖起隔板，就可以阻断一部分噪声向两侧传播，这是对居民的一种负责任的保护。
答案：D
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A卷
一、选择题
1、下面是一些正在振动着的物体：甲、手臂以每秒2次上下挥动；乙、蝙蝠的小嘴发出频率为105Hz的振动；丙、被小锤敲击的频率为265Hz的音叉，对以上一些物体的说法，正确的是（ ）
A．甲、乙、丙都是声，人耳都能听到它们发出的声音
B．丙是声，人耳能听到它发出的声音，甲、乙不是声，人耳听不见它们发出的声音
C．甲、乙、丙都是声，人耳只能听到丙发出的声音
D．甲、乙、丙都不是声，人耳听不到它们发出的声音
2、下列操作中，能改变物体发出的声音的音调的是（ ）
A．使劲拨动琴弦
B．在二胡的弓毛上涂一些松香
C．用力敲大鼓
D．转动小提琴的旋纽
3、在听熟人打电话时，从声音的特点上，容易辨别对方是谁，其原因是（ ）
A．不同的人说话时，声音的音调不同
B．不同的人说话时，声音的频率不同
C．不同的人说话时，声音的音色不同
D．不同的人说话时，声音的响度不同
4、一位同学晚上在家里看电视，为了不影响家人休息，他应用下列哪种方法（ ）
A．用棉被把电视机捂住
B．把音量开关关上，不让电视机发出声音
C．插上耳机，自己用耳机听
D．让家人把耳朵塞住
5、当你在家中复习迎考时，邻居却在家引吭高唱对你形成干扰，为了减少噪音影响，下列措施肯定无效的是（ ）
A．将门窗关紧
B．用棉花塞住耳孔
C．与邻居好好商量请他小声点
D．将窗打开，加快空气流通
6、表中列出一些音阶的频率，由此可以看出（ ）
音符1234567
音名doreifasollaSi
频率
（Hz）256288320341
384426
480
A．音阶越高频率越高
B．频率越高响度越大
C．频率越高越悦耳动听
D．相邻音阶的频率之差是相同的
1、声音是由物体振动发出的，甲、乙、丙三物体的振动都可以发出声音，所以甲、乙、丙都是声。甲振动频率为2Hz，乙振动频率为105Hz，都不在人的听觉范围内。丙振动的频率为256Hz，在人的听觉范围内。选C。
小结：人耳能听到的声音不仅与响度有关，还与声音的频率有关。人耳听觉的频率范围是20—20000Hz，低于20Hz的声音叫次声，高于20000Hz的声音叫超声，人耳不能听到。
2、使劲拨动琴弦，用力敲大鼓，只能改变振动的振幅，从而改变声音的响度。在二胡的弓毛上涂松香，能改变音色。转动提琴旋纽，使琴弦变紧或松，从而改变振动频率，从而改变音调。选D。
第1题 正确答案为 C
第2题 正确答案为 D
第3题 正确答案为 C
第4题 正确答案为 C
第5题 正确答案为 D
第6题 正确答案为 A
Ｂ卷
二、填空题
7、“无声手枪”是在__________处减弱噪声的；放鞭炮时，用棉花塞住耳孔，这是在__________处减弱噪声的；在马路和住宅间植树造林，这是在__________中减弱噪声的。
8、女高音与男低音的高与低是指声音的__________不一样；引吭高歌与低声吟唱中的高与低指的是声音的__________不一样。两个发声体即使发出的声音的音调相同，响度也相同，但人耳仍能分辨出，这是因为它们的__________不一样。
9、拿一张硬纸片，让它在木梳齿上划过，一次快些，一次慢些，产生的现象是__________，这是由于__________。
10、张平同学学了声学部分知识后做了一个如图所示的小实验，A是一根一端固定桌面上的橡皮筋，另一端用细绳绕一个定滑轮连着一个小盘B，在小盘中逐渐地增加小石子或硬币，就能利用竹片在橡皮筋上弹出不同的声音。解释：（1）这些声音主要区别是____________________不同；（2）声音有这些区别的原因是____________________。
7、声；人耳；传播过程
8、音调；响度；音色
9、“听到的声音不同”，“振动快慢不同，产生的声音的音调不同”。
10、（1）“音调”；
（2）像皮筋被拉得越长越紧，振动越快。
三、综合题
11、高级音响一般都配有立体声音箱，这种声箱至少装有三只或三只以上的喇叭，它发出的声音美妙丰满，和原的声音几乎完全相同，具有很高的保真度。你能说其中的道理吗？
答案：因为立体声音箱里配置的喇叭有的主要用播放低频声音，能够清晰地放出几十赫的声音；有的主要用播放高频声音，能够放出千赫以上的声音；有的主要用播放中频声音。再加上用精选的木料做成体积较大的音箱，有利于低频声音的共鸣，所以听起低音显得比较丰富而且强，放音效果很好，几乎没有失真。
12、对因衣物没放平引起洗衣机身振动产生的噪声，应该采取什么办法减弱？
答案：可从声处减弱，将衣物摆平，使机身振动减小。
13、小雪拎起水壶向暖瓶中灌开水，小林在一旁提醒她：“小雪，快满了！”“真的，满了！”小雪说，小雪奇怪地问：“你怎么知道快满了？”小林说：“听出的。”小雪大惑不解，请你帮助小雪弄清其中的奥秘。
答案：当向暖水瓶中灌水时，随着瓶里的水增多，瓶内空气柱变短，空气柱振动频率越越大，声音越越高，听起越尖细。
小结：首先要搞清声音是由哪一物体振动发出的，然后再研究发生变化的因素。
14、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，为什么你们家不怕蚊子？小明拿出一个跟半导体收音机差不多的盒子，说这个盒子能驱蚊，为什么那个盒子能驱蚊？
答案：解：叮人的蚊子都是雌蚊，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，以为雄蚊了，就远远地避开。
小结：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。
15、居住在允许夜间通行的重型卡车和拖拉机路边的居民，防止噪声干扰的主要方法有哪些？
答案：解：因为该路是允许通行重型卡车和拖拉机的，且居民区位置也已确定，因此无法在处减弱噪声，只能在声音传播过程中和人耳处减弱。可在道路两旁种植防护林带，住房的门、窗背向道路，室内挂上厚些的窗帘，也可戴防噪声耳塞。
小结：减弱噪声的具体方法应考虑实际条件和产生噪声的根本原因，切不可忽略了人的行为目的。
16、噪声是有害的，科学家想了许多办法加以治理，而在这些办法中，最奇特的一个办法是“以声治声”。做法是：用电子计算机产生与噪声振动步调相反的“抗声”，让“抗声”与噪声在空气中合成，其结果减弱或抵消了噪声强度。问题是，本噪声就有害再由电子计算机发出声音不是增加噪声的响度吗？为什么这样做可以减弱噪声呢？
16、解：控制噪声，就是把不希望有的声音减弱，即把不希望有的振动在传播介质中想办法减弱或抵消强度。“抗声”就起这个作用。当噪声在空气中传播时，同时也让一个步调相反的振动也产生声波在空气中传播，噪声和“抗声”合成的结果，就减弱或抵消了噪声的强度，达到以声治声的目的。
中考解析
例、（海南）下面几种声音中，属于噪声的是（ ）
A．晚会现场，舞台上的合唱团发出的激昂而嘹亮的歌声
B．交响音乐会上，几十种乐器演奏时发出不同音色的器乐声
C．正在放映精彩影片的影剧院里，两位同学轻轻的交谈声
D．春游活动中，同学们活泼轻松的说笑声
解析：
本题中考查噪声不是从其产生机制出发，而是从环境保护角度看。噪声是影响人们正常工作、学习和休息的声音，A、B、D中所呈现的声音都是人们正常生活所需的，而C中反映的两位同学轻轻的交谈声，虽然响度不大，但影响了其他大多数观众正常收看影片，因此属于噪声。
答案：C
外拓展
噪声的防护技术
噪声是繁华城市里污染环境的一大公害．为了贯彻我国噪声卫生标准，减小噪声的危害，保护工作、学习和生活环境，必须对噪声进行防护．在噪声防护技术中，一是减小噪声的噪声，二是减弱、控制噪声的传播，三是个体防护．下面概括介绍这三方面的防护技术．
1、对噪声的防护技术
最理想的办法是将噪声的发声体改为不发声体，例如用无声液压代替高噪声的锤打，用无声焊接代替高噪声的铆接等．用这类无声或低声设备及工艺代替高声设备及工艺，可以从根本上解决噪声问题．但是，由于技术条件和经济条件的限制，从声上根治往往是不可能的，许多原有设备还需在相当长的时间内发挥作用．因此，对噪声采取一些控制技术，仍然具有重要和普遍的意义．
对噪声的控制技术如下表．
安装消声器利用声的吸收反射干涉等消声设备，对空气声最有效
吸声处理吸收声的能量，对空气声最有效
隔声反射声的能量，对二次固体声有效
减振处理吸收振动能量，对一次固体声有效
隔振反射振动能量，对一次固体声有效
消声器是控制空气动力性噪声的主要方法，它是一种阻止声音传播而使气流通过的装置．消声器的形式很多，主要有限性消声器，抗性消声器，阻抗复合消声器以及微穿孔板消声器等．吸声处理是在噪声周围安装吸声材料．隔声是把发声体封闭在一个小空间使之与环境隔绝等．
2、减弱和控制噪声的传播，可以有四种技术
(1)远离噪声．人远离噪声，使噪声在远距离传播中衰减．
(2)改变噪声指向．噪声在低频时，一般无指向性，但随着频率的增高，其指向性也随着增加．因此，对于高频噪声，改变指向是一项控制噪声的行之有效的对策．
(3)筑墙控制噪声的传播．衰减量与声频或波长有关，与墙高度也有关．筑墙衰减噪声，在实用中被考虑的限度为25 dB．若在墙上贴吸声材料或在房间挂吸声板，也能有效地衰减噪声．
(4)大气、树木和草地可以削弱噪声的传播．噪声由气温高处向气温低处折射、由上风处向下风处折射．根据这一规律，噪声应设置在低温处和下风处．绿化城市，不仅可以减弱噪声的的传播，而且可以防止空气污染．
3、个体防护
如果由于技术或经济上各种原因，未能达到控制噪声的要求，只好采取个体防护措施．
(1)帽盔．优点是隔声量大，对高频的隔声量可达40 dB～50 dB，而且可以减少对内耳的损伤，对头部又有防震和保护作用．缺点是笨重、不透气．因此只对强噪声适用．
(2)耳罩．外壳用硬质材料，内面用软质材料，内装吸声材料，隔声性能好．
(3)隔声棉．用石蜡或油浸透的棉花塞入耳道．
(4)耳塞．通常用软橡胶或软塑料制成．