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第2章 對環境的察覺
第3節 耳和聽覺
學習目標
1.知道耳的結構及耳的各部分功能。
2.能說出聽覺的形成過程。
3.知道聲音的音調跟發聲體的振動頻率有關；知道聲音的響度跟發聲體的振動幅度有關；知道不同發聲體的音色是不同的。
4.了解噪聲的來源，知道噪聲的危害和控制噪聲的途徑，樹立保護環境的意識。
知識點1 耳的結構與聽覺的形成 重點
1.耳的結構及功能
耳的結構，如圖所示。
結構 組成 功能
外耳 耳廓 收集聲波
外耳 外耳道 傳導聲波，聲波進入外耳道后撞擊鼓膜
中耳 鼓膜 接收聲波產生振動，并帶動鼓室內的聽小骨振動
鼓室 位于鼓室內的聽小骨把聲音放大后傳入耳蝸
咽鼓管 連通鼓室和咽部，使鼓膜內外空氣壓力保持平衡
內耳 前庭 內有感受頭部位置變動的感受器，保持身體平衡
半規管
耳蝸 內有液體和聽覺感受器，能接受聲音振動刺激，產生信息

人聽到聲音的兩種途徑
（1）空氣傳導：通常人聽到的聲音是由空氣傳到人耳的。
（2）骨傳導：聲音通過頭骨、頜骨也能傳到聽神經，引起聽覺。
3.影響聽覺的因素
（2）器官損傷：聽覺器官的某一部分受到損傷，會使聽力下降，甚至失聰。
助聽器也很難起到作用。
4.耳能保持身體平衡
（1）耳有保持身體平衡作用的原因：內耳的半規管、前庭中有感受頭部位置變動的感受器。
（2）暈車、暈船、航空病的原因：內耳感受頭部位置變動的感受器過于敏感，且受到過長或過強的刺激。
科學與生活
遇到巨大聲響時迅速張開嘴，坐飛機時嚼口香糖等，都是通過咽鼓管使鼓膜內外壓力相等，從而達到保護鼓膜的目的。
典例1 隨著手機的廣泛普及，隨處可見“低頭族”，長期用耳機聽音樂可能會損傷對聲波敏感的細胞，使聽力下降，上述細胞位于( )
A.外耳道 B.鼓膜 C.耳蝸 D.咽鼓管
C
[解析] 外界聲波經過外耳道傳到鼓膜，鼓膜的振動通過聽小骨傳到內耳，刺激了耳蝸內對聲波敏感的感覺細胞，這些細胞就將聲音信息通過聽神經傳給大腦的一定區域（聽覺中樞），這樣就產生了聽覺，因此對聲波敏感的細胞位于內耳的耳蝸。
知識點2 聲音的特性 重難點
1.音調
（1）概念：聲音的高低叫做音調。
（2）教材第54頁活動：探究影響音調高低的因素
實驗過程 實驗現象
塑料尺劃過木梳 拿一把塑料尺，讓它從木梳的齒上劃過 快速劃過木梳 木梳齒振動比較快，發出的聲音較高
慢慢劃過木梳 木梳齒振動比較慢，發出的聲音較低
實驗過程 實驗現象
鋼尺的振動 伸出桌面的部分較短 鋼尺振動較快，發出的聲音較高
伸出桌面的部分較長 鋼尺振動較慢，發出的聲音較低
實驗 結論 聲音音調的高低與發聲物體振動的快慢有關，物體振動得越快，發出的音調就越高
續表
拓展
音調不同的聲波波形圖
（3）頻率

④如圖是人和一些動物的聽覺和發聲的頻率范圍
⑤超聲波與次聲波的應用
應用
超聲波 ①B超檢查（檢查人體內部器官情況和孕婦腹中胎兒的發育情況）；②粉碎人體內結石；③超聲波金屬探傷儀；④聲吶及回聲探測儀；⑤用超聲波清洗眼鏡
次聲波 ①探知核爆炸和導彈發射情況；②預報地震、海嘯、臺風等（這些自然災害中伴有次聲波）
典例2 如圖甲，大一點的編鐘發出聲音的音調一般都比較____（選填“高”或“低”），這是因為大一點的編鐘振動得比較____（選填“快”或“慢”）。如圖乙，手指潤濕
低
慢
降低
[解析] 大一點的編鐘質量大，不容易振動，振動得較慢，頻率較小，所以大一點的編鐘發出聲音的音調一般都比較低；手指潤濕后摩擦杯口，杯子振動發聲，再加入一定的水，杯子和水的質量變大，振動變慢，所發聲音的音調會降低。
后摩擦杯口，杯子振動發聲，再加入一定的水，所發聲音的音調會______（選填“升高”或“降低”）。
例題點撥
2.響度
（1）定義：&1&
特別提醒
生活中聲音的“高”與“低”
日常用語中所說的聲音的“高”“低”有時指的是音調，有時指的是響度。例如“高音我唱不上去”“低音我唱不下來”里的“高”“低”指的是音調，而“引吭高歌”“低聲細語”里的“高”“低”指的是響度。
（2）教材第57頁活動：探究影響響度的因素
實驗過程 實驗現象 實驗結論
在鼓面上撒些小紙屑,先輕輕地敲,再用力敲,觀察小紙屑的振動幅度。慢慢遠離鼓,另一同學用同樣大小的力敲鼓,聽鼓聲有什么區別 用力小,紙屑的振動幅度小,聲音弱;用力大,紙屑的振動幅度大,聲音強。 人離鼓越遠,聽到的聲音越弱 同一聲源發出的聲音,其響度與聲源的振動幅度（振幅）有關，跟人距離聲源的遠近有關。聲源的振動幅度越大,聲音的響度越大；距離聲源越遠,聲音越分散，聲音的響度越小
拓展
響度不同的聲波波形圖
振幅小，響度小；振幅大，響度大。
科學與生活
聲音是從發聲體向四面八方傳播的，越到遠處越分散。可用喇叭形的傳聲筒或利用管狀物傳遞聲音，減少聲音的分散，增強傳聲效果，如醫生用的聽診器。

3.音色
（1）音色：反映聲音的品質與特色，可用于辨別不同物體的聲音。
（2）影響音色的因素：發聲體的材料、結構。

音叉
鋼琴
長笛
4.聲音的三要素
（1）響度、音調和音色叫做聲音的三要素。
（2）教材第58頁閱讀：樂器
弦樂器 管樂器 打擊樂器
舉例 吉他、二胡、提琴 長笛、小號 鼓、鑼
振動物體 弦 空氣柱 鼓面、鑼面
弦樂器 管樂器 打擊樂器
影響因素 長而粗的弦發聲的音調低,短而細的弦發聲的音調高;松弛的弦發聲的音調低，繃緊的弦發聲的音調高。弦的振動幅度越大,聲音的響度越大 管樂器中有一段空氣柱,吹奏時空氣柱振動發聲,抬起不同的手指,就會改變空氣柱的長度,從而改變音調。長的空氣柱發聲的音調低,短的空氣柱發聲的音調高 鼓皮張得越緊,鼓面越小，振動得越快,音調就越高,鑼面越小,音調越高。擊打的力量越大,鼓面、鑼面的振幅越大,聲音的響度越大
續表
辨析比較
聲音的三要素的區別
音調 響度 音色
定義 聲音的高低 聲音的強弱 聲音的品質和特色
影響因素 發聲體振動的頻率 發聲體的振幅及距離發聲體的遠近 發聲體的材料、結構
聽覺表現 音調高：聲音清脆、尖細，如女生的尖叫聲。 音調低：聲音低沉，如牛的叫聲 響度大：“震耳欲聾”。 響度小：“輕聲細語” 不同聲源發出的聲音，即使音調、響度相同，聽起來也有差異
典例3 在旅游景區，導游常利用擴音器進行講解，如圖所示，關于擴音器的作用，以下說法正確的是( )
B
A.提高聲音的音調 B.增大聲音的響度
C.改變聲音的音色 D.改變聲音的傳播速度
[解析] 擴音器把音量放大了，讓聲音傳得更遠，即聲音經過擴音器后響度變大，故B正確。
家庭小實驗
取4個形狀大小都相同的玻璃杯，往每個玻璃杯中倒入不同深度的水，用金屬勺子敲擊杯子，可以聽到四種不同音調的聲音。試試看能不能用它們敲出一首簡單的歌曲。
知識點3 噪聲污染
1.樂音與噪聲
（1）樂音：有規律、悅耳動聽、使人感覺輕松愉快的聲音叫做樂音，如清脆的鳥鳴聲、悠揚的樂器聲、悅耳的歌聲等。
（2）噪聲：無規律、難聽刺耳、令人感到煩躁不安的聲音叫做噪聲，如馬路上的嘈雜聲、飛機的轟鳴聲等。
（3）樂音和噪聲的相對性
凡是影響人們正常工作、生活和休息的聲音都是噪聲。如夜晚時，悅耳的歌聲對于睡覺的人來說是噪聲。
2.噪聲的危害與防治
（1）噪聲的危害：噪聲妨礙人們的生活、工作與學習，有害健康，被列為國際公害。
（2）噪聲的防治
拓展培優
我國古代在聲學方面取得的成就
聲學樂器 弦樂器、管樂器、鐘磬等打擊樂器 3 000多年前的商代，人們已能系統掌握樂器的制造方法和相應的樂律規律。我國古代對樂律的研究比西方早得多
聲學建筑 四合院、北京天壇的回音壁 隔離噪聲；利用聲的反射和聚焦現象使聲音能遠距離傳播

典例4 下列措施不是在聲源處減弱噪聲的是( )
A.放鞭炮時用手捂住耳朵 B.閱覽室禁止大聲喧嘩
C.晚八點到早七點，工地禁止施工 D.學校將高音喇叭換成許多小音箱
A
[解析] 放鞭炮時用手捂住耳朵，是在人耳處減弱噪聲，閱覽室禁止大聲喧嘩、工地禁止施工、將高音喇叭換成許多小音箱都是在聲源處減弱噪聲。

典例5 針對下列四幅圖，有關聲現象的說法正確的是( )
甲
乙
丙
丁
A.甲圖中，演奏者通過手指在弦上按壓位置的變化來改變聲源的振幅
B.乙圖中，打鼓時用力越大，聲音的傳播速度越快
C.丙圖中，隨著向外不斷抽氣，鈴聲越來越小，音調越來越低
D.丁圖中，小朋友捂住雙眼也能分辨出是奶奶叫他還是媽媽叫他，這主要是因為不同人聲音的音色不同
D

方法點撥
音調、響度、音色的辨析方法
明概念 響度是指聲音的強弱，音調是指聲音的高低，音色是指聲音的品質與特色
知因素 聲源的振幅影響響度大小，聲源的振動頻率影響音調高低，聲源的材料、結構影響音色
曉聽覺 響度的聽覺感受是聲音的大小，音調的聽覺感受是聲音尖細或低沉，音色的聽覺感受是聲音品質的差異

典例6 （創新題）在學習吉他演奏的過程中，小華發現琴弦發出聲音的音調高低是受多個因素影響的。他決定對此進行探究，經過和同學們討論，提出了以下猜想：
猜想一 琴弦發出聲音的音調高低，可能與琴弦的橫截面積有關；
猜想二 琴弦發出聲音的音調高低，可能與琴弦的長度有關；
猜想三 琴弦發出聲音的音調高低，可能與琴弦的材料有關。
為了驗證上述猜想是否正確，小華找到了表中所列9種規格的琴弦，因為音調的高低取決于聲源振動的頻率，于是小華又借來一個能夠測量聲源振動頻率的儀器進行實驗。
編號 A B C D
材料 銅 銅 銅 銅 銅 銅 鐵 合金 合金
60 60 60 80 100 80 80 100
0.76 0.89 1.02 0.76 0.76 1.02 1.02 0.89
（1）為了驗證猜想一，應選用編號為___、___、___的琴弦進行實驗。
A
B
C
[解析] 當探究琴弦發出聲音的音調高低與琴弦的橫截面積的關系時，應控制材料和長度相同，改變琴弦的橫截面積，故選A，B，C。
（2）為了驗證猜想二，應選用編號為___、___、___的琴弦進行實驗。
A
D


（3）為了驗證猜想三，至少需要用三種材料進行驗證，則表中空缺的數據分別是
____、_____。



方法點撥
控制變量法的應用
音調的高低可能與多個因素有關，故探究各個因素對音調高低的影響時應采用控制變量法。即當探究某一個因素對音調高低的影響時，控制其他因素不變，探究該因素對音調的影響，最后綜合分析音調高低與各個因素之間的關系。

典例7 如圖是小娜和張婷同學探究“聲音的響度與什么因素有關”的實驗，
將系在細線上的乒乓球輕觸正在發聲的音叉，觀察到乒乓球被彈開的現象。
請回答下列問題：
（1）使音叉發出響度更大的聲音，乒乓球被彈開的幅度將______（選填“變大”“變小”或“不變”）。
變大
[解析] 使音叉發出響度更大的聲音，乒乓球被彈開的幅度將變大。
（2）通過實驗得出結論：響度與聲源的______有關，而且______越大，響度越____。
振幅
振幅
大
[解析] 通過音叉發聲的響度與乒乓球被彈開的幅度的關系，可以得出響度與聲源的振幅有關，振幅越大，響度越大。

典例8 如圖所示，甲、乙、丙、丁是不同的聲音先后輸入到同一示波器上所顯示的波形圖，下列說法中正確的是( )
A.丙聲音在真空中傳播速度最快 B.甲和丙聲音的響度相同
C.甲和乙聲音的音調相同 D.甲和丁聲音的音色相同
C
[解析] 聲音在真空中無法傳播，故A錯誤；甲和丙聲音的響度不相同，丙的響度大，故B錯誤；甲和丁的波形不同，說明聲音的音色不相同，故D錯誤。
方法點撥
觀察聲音的波形圖時，從波形的疏密程度來認識音調的高低，從波形的高低來認識響度的大小，從波形的形狀來認識音色。

典例9 [臺州期末] 下列有關噪聲的說法正確的是( )
A.悅耳動聽的歌聲在任何情況下都不可能是噪聲
B.“禁止鳴笛”是在人耳處控制噪聲
C.在高速公路兩側安裝隔音幕墻是在傳播過程中減弱噪聲
D.安裝在街道旁的噪聲監測儀是在聲源處控制噪聲
C

方法點撥
噪聲的控制一般從三個方面入手：
（1）產生：在聲源處減弱噪聲或防止噪聲的產生。
（2）傳播：在傳播途中采用吸音、隔音的辦法減弱或隔斷噪聲。
（3）人耳：在人耳處采用吸音、隔音的辦法阻止噪聲進入人耳。
謝謝大家！

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