内容正文:
第二章 声音与环境
2.2 音调
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课程标准(2022年版) 本节要点
2.3.2 了解声音
的特性. 1.知道频率及频率的单位;了解不同声音的音调高低;会描述什么是音调.
2.知道决定音调高低的因素.了解不同音调的声音在波形上的差异.(重点)
3.设计实验探究音调跟什么因素有关;解释生活中与音调有关的现象.(难点)
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音调
1.认识音调:物理学中,把声音的______叫做音调.
高低
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2.演示实验:探究影响声音高低的因素.
如图所示,同学们将钢尺的一端压在桌面上,另一端伸出桌面,拨动伸出部分,听钢尺振动发出的声音;然后改变尺子伸出桌面的长度,用同样的力度拨动钢尺.发现:当尺子伸出桌面越长时,尺子振动得越慢,发出声音的音调越____.
低
实验结论:物体振动得越快,音调越____;振动得越慢,音调越____.(均选填“高”或“低”)
高
低
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3.频率
(1)声源振动次数和所用时间之比称为______,用___表示.频率的单位为______,简称____,符号为_____.如:物体在1 s的时间内振动
1 000次,频率就是_____________.
(2)声音的高低与声源振动的______有关:声源振动的频率越高,音调越____;声源振动的频率越低,音调越____.
频率
f
赫兹
赫
Hz
1 000 Hz
频率
高
低
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1.声音的高低叫做音调,音调与声源振动的频率有关,频率越高,音调越高.
2.声音尖细说明音调高,声音粗沉说明音调低.
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[物理观念]如图为水瓶琴,8个相同的玻璃瓶里面装有不同高度的水,敲击这些瓶子,此时发声体是__________(选填“瓶子”“水”“瓶子和水”),水越多,发出声音的音调越____;如果用嘴吹,也能产生声音,此时的发声体为________,水越多,发出声音的音调越____.
瓶子和水
低
空气柱
高
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变式 (2024·广州天河区三模)小明用金属管自制乐器,如图所示.敲击不同长度的金属管,能发出“do(1)”“re(2)”“mi(3)”
“fa(4)”“sol(5)”“la(6)”“si(7)”.他演奏童谣《数鸭子》中的“鸭”时,应敲击的金属管是( )
A.a B.b
C.e D.f
C
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用波形比较频率
1.人的发声频率范围是_____________Hz.通常,儿童说话的音调比成年人_____,女孩的音调比男孩_____.
2.人耳能听到声音的频率范围是____________Hz.
85~1 100
高
高
20~20 000
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3.可用波形来比较频率的高低,相同时间内,波的个数多、频率高、音调高.如图所示,甲的音调____,乙的音调____.
低
高
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[物理观念]下列为录制合成的声音波形图,由波形图可知音调最低的是( )
A B C D
C
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探究影响弦乐器音调的因素
小明想给吉他调节音准,如图甲所示,决定先“探究琴弦发出的音调与哪些因素有关”并设计了如图乙所示的实验装置,在一块厚木板上有A、B两个楔支撑着琴弦,其中A楔固定,B楔可沿木板移动以改变琴弦振动部分的长度.将钢丝弦的末端固定在木板O点,另一端通过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).轻轻拨动琴弦,在AB间产生振动,并用仪器测出发声频率.
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次数 材料 横截面积/mm2 琴弦长度L/m 重物数/个 频率f/Hz
1 钢丝 0.76 0.4 2 375
2 钢丝 0.76 0.8 2 170
3 钢丝 0.76 4 265
(1)实验得到了表格中的数据,发现第___次实验中琴弦发声的音调最低.
(2)分析1、2两组数据,可探究弦发声的音调与__________的关系.
2
琴弦长度
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(3)当表格中空格数据为_____时,可用2、3两组数据,探究弦发声的音调与弦松紧程度的关系.
(4)在上述探究的基础上,小明又选用一根横截面积为0.76 mm2、长为0.4 m的尼龙弦,来探究音调与弦的材料的关系,则应该悬挂重物的个数为___个.
0.8
2
次数 材料 横截面积/mm2 琴弦长度L/m 重物数/个 频率f/Hz
1 钢丝 0.76 0.4 2 375
2 钢丝 0.76 0.8 2 170
3 钢丝 0.76 4 265
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影响乐器音调的因素
弦乐器 弦的长度、
粗细. 在所给力、弦的松紧程度相同时,弦越长、越粗,音调越低.
弦的松紧程度. 在弦、所给力相同时,弦越松,音调越低.
管乐器 空气柱的长度. 在所给力相同时,空气柱越长,音调越低.
打击乐器
(以鼓为例) 鼓面的绷紧程度. 其他条件相同时,鼓面越松弛,音调越低.
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1.要使小提琴发出的声音的音调变低,可以采取的方法是( )
A.拉紧弦线 B.增加发声部分弦的长度
C.缩短发声部分弦的长度 D.用更大的力弹拨弦线
B
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2.(2023·清远月考)音乐会上,演员正在演奏笛子,笛子发声是因为__________的振动.演奏过程中,演员不断调整手指在笛身上的按压位置是为了改变声音的______.
3.某种昆虫靠翅膀的振动发声.如果这种昆虫的翅膀在4 s内做了1 400次振动,则频率是_____Hz,该昆虫翅膀振动发出的声音____(选填“在”或“不在”)人的听觉范围内.
空气(柱)
音调
350
在
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4.(2023·佛山南海区月考)中山大学2023新生开学典礼上,一曲《不再犹豫》震撼全场.其演奏乐器电吉他的内弦,在10 s内振动了500次,此时发声的频率是____Hz;它产生的声音是通过______传到人的耳朵;如图是几种声音输入到示波器上时显示的波形,其中音调相同的是图________.
50
空气
甲、乙
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5.[科学探究](2023·肇庆期中)在学习吉他的演奏过程中,小明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,提出以下猜想:
猜想1: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2:琴弦发出声音的音调高低,可能与琴弦的长度有关.
猜想3: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的4种规格的琴弦进行实验.
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编号 材料 长度/cm 横截面积/mm2
A 铜 60 0.76
B 铜 60 1.02
C 铜 100 0.76
D 尼龙 100
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(1)为了验证猜想1,应选用编号为________的琴弦进行实验.
(2)为了验证猜想2,应选用编号为________的琴弦进行实验.
(3)可选用编号为C、D的琴弦验证猜想3,则表中所缺的数据是______.实验中选用不同的琴弦,改变了琴弦振动的______,从而改变琴弦发出声音的音调.
(4)上述实验用到的实验方法:____________.
A、B
A、C
0.76
频率
控制变量法
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