题文

科学家根据星球光谱的红移现象推断宇宙正在膨胀，星球正在离我们越来越远．其实在日常生活中声音也有类似的现象，在火车从我们身边疾驶而过的瞬间，尽管火车发出的汽笛声频率是不变的，但我们听起来声音的音调却是______（选填“由高变低”或“由低变高”）

题型：填空题  难度：中档

答案

红移在物理学和天文学领域，指物体的电磁辐射由于某种原因波长增加的现象，在可见光波段，表现为光谱的谱线朝红端移动了一段距离，即波长变长、频率降低． 在火车从我们身边疾驶而过的瞬间，尽管火车发出的汽笛声频率是不变的，但在传播时，由于火车离我们越来越远，声波的波长会类似于电磁波变长、频率降低，频率越低音调则越低；故我们听起来声音的音调会由高变低． 故答案为：由高变低．

据专家权威分析，试题“科学家根据星球光谱的红移现象推断宇宙正在膨胀，星球正在离我们..”主要考查你对  音调的概念，音调与频率的关系  等考点的理解。关于这些考点的“档案”如下：

音调的概念音调与频率的关系

考点名称：音调的概念

•  定义:
  人耳感觉到的声音的高低。
  

• 决定音调的因素：
  (1)频率：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100次，那么频率就是100Hz。
  
  (2)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。
  
  (3)用波形比较频率：如图所示，甲、乙两个音叉的频率不同。在同样时间内，甲振动次数少，频率低，音调低；乙振动次数多，频率高，音调高。
  

•  声音的特性
  （一）响度：人主观上感觉声音的大小（俗称音量），由“振幅”决定，振幅越大响度越大。（单位：分贝dB）
  （二）音调：声音的高低（高音、低音），由“频率”决定，频率越高音调越高（频率单位Hz（hertz），赫兹[/url，人耳听觉范围20～20000Hz。20Hz以下称为次声波，20000Hz以上称为超声波）例如，低音端的声音或更高的声音，如细弦声。
  （三）音色：声音的特性，由发声物体本身材料、结构决定。
  
  控制变量法理解声音的特性
       为了研究物理量同影响它的多个因素中的一个因素的关系，可将除这个因素以外的其他因素，人为控制起来，使其保持不变，冉比较研究该物理量与该因素之间的关系，得出结论，然后再综合起来，得出规律的方法称为控制变量法。下面的验证琴弦发声的音调高低受各种因素影响的实验就运用了控制变量法。
       例   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，他决定对此进行研究。经过和同学们讨论，提出了以下猜想：
  猜想一：琴弦发出声音的音调高低，可能与琴弦的横截面积有关。
  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，他们找到了下表所列 9种规格的琴弦，因为音调的高低取决于声源振动的频率，于是借助一个能够测量振动频率的仪器进行实验。
  
  (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。表中有的材料规格还没有填全，为了验证猜想三，必须知道该项内容。请在表中填上所缺数据。
  (2)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r验证这一猜想，必须进行的操作是：________。
     解析：因为为音调高低取决于多个因素，在实验过程中就必须采用控制变量法，若验证猜想一，所选的琴弦就必须是长度、材料相同，横截面积不同的几根弦，所以应选A、B、C三根弦；同理可知，验证猜想二，要选A、D、F三根弦。若再研究音调与弦松紧的关系，必须用大小相同的力去拨松紧不同的弦，测出两次的频率，然后进行分析、比较。
     答案(1)ABC  ADF  80   1．02
  (2)选取一根琴弦，用一定大小的力拉紧琴弦，拨动琴弦测出此时振动的频率，然后改变琴弦的松紧，用同样大小的力拨动琴弦，测出此时的振动频率，进行分析、比较。
  
  如何理解向暖水壶充水时声音高低的变化
      向暖水壶中灌水，能引起水壶中空气柱的振动而发声。水未满时，空气柱较长，振动频率低，音调低。随着水面的升高，空气柱逐渐变短，振动频率逐渐变高，音调逐渐变高。
      例如图所示，当往开水瓶中倒水的时候，为什么根据声音就知道瓶中水满不满?
  
    解析：通过听灌水时发出的声音可判断水是否灌满：若声音音调较低，则表示振动频率低，瓶中空气柱较长，水还未灌满；若音调很高，则表示水将灌满。
    答案：见解析

• 一些乐器的音调
  

  各种乐器的音调	打击乐器	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
  	弦乐器	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
  	管乐器	长笛、箫、各种号等，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的音调低，短空气柱的振动产生的音调高

考点名称：音调与频率的关系

• 音调与频率的关系：
  音调的高低与声源振动的频率有关，频率越大，音调就越高。
  

• 探究音调是由什么因素决定的（如图）
  
  ①实验器材：桌子、直尺
  
  ②实验步骤：把直尺一端压在桌子上，另一端伸出桌外，拨动直尺使它振动，改变直尺伸出桌面的长度，再用同样大小的力拨动。观察每次直尺振动的快慢，听每次发出声音的高低
  
  ③现象：直尺振动越快，发出声音的音调越高。
  
  ④结论：声源振动的频率越大，声音的音调就越高。