2.2 音调-【拔尖特训】2024-2025学年新教材八年级上册物理(沪粤版2024)

14 2.2　音　调 ▶ “答案与解析”见P5 1. 如图所示,将一把钢尺紧按在桌面边缘,增加 它伸出的长度,用同样大小的力拨动钢尺,则 听到声音的音调 (选填“变高”“变 低”或“不变”)。 (第1题) 2. (跨学科融合·生物)许多青少年在“变声期” 往往感觉自己说话的声音“变粗了”,这里的 “粗”指的是声音的 发生变化;在变 声期之前,他们的声音与女生相似,比较“尖 细”,这是因为这个时期他们说话时声带振动 相对比较 。 3. 下列做法中不能改变音调的是 ( ) A. 用同一张卡片先后以不同速度划过梳齿 B. 改变杯内水量,用湿手摩擦杯口发声 C. 用不同的力度敲击同一个音叉 D. 改变管内水量,再次对着试管吹气 4. 如图所示,在同一个轴上固定着三个齿数不 同的齿轮。当齿轮旋转时,用纸片分别接触齿 轮,使纸片发出声音的音调最高的是 (选填“上面”“下面”或“中间”)的齿轮。 (第4题) 5. 如图所示,相同的瓶子里装入了不同量的水, 用棒敲击瓶子时,可发出音调不同的声音,那 么发声体是 ,发出的声音音调从左 至右依次 (选填“升高”“降低”或“不 变”)。用 嘴 对 准 瓶 口 吹,那 么 发 声 体 是 ,发出的声音音调从左至右依次 (选填“升高”“降低”或“不变”)。 (第5题) 6. 将正常录制的音频和视频通过视频软件以 3倍的速度快速播放而达到缩短时长的目 的,此时声波的频率也为正常声音的3倍,则 人们听到的声音 (选填“响度”“音 调”或“音色”)发生了改变,声音的传播速度 (选填“变大”“变小”或“不变”)。 7. 如图所示为用示波器显示的不同乐器发出不 同声波的波形图,其中频率最高的是 ( ) A. 长笛 B. 小提琴 C. 手风琴 D. 二胡 答案讲解 8. (2023·常州)正常灰鲸的发声频率 范围为15~25Hz。生物学家发现 变异灰鲸Alice,其发声频率为52Hz, 导致正常灰鲸“听不见”Alice的声音,如图所 示为海豚的发声频率和听觉频率范围,灰鲸 与海豚同属海洋哺乳动物。由此推理:正常灰 鲸听觉频率范围(黑色横条)很可能是( ) (第8题) A. B. C. D. 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 物理(沪粤版)八年级上 知 识 讲 解 15 9. ★在学习二胡、琵琶演奏的过程中,小华发现 琴弦发出声音的音调高低是受各种因素影响 的,他决定对此进行探究。经过和同学们的 讨论,他提出了下列猜想。 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,他们找到了如 表所列的9种规格的琴弦。因为音调的高低 取决于声源振动的频率,于是他们借来一个 能够测量振动频率的仪器进行实验。 编 号 材 料 长度/cm 横截面积 /mm2 A 铜 60 0.76 B 铜 60 0.89 C 铜 60 1.02 D 铜 80 0.76 E 铜 F 铜 100 0.76 G 钢 80 1.02 H 尼 龙 80 1.02 I 尼 龙 100 1.02 (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填全,为了验证猜想 三,必须知道该项内容,则该表中所缺的数据 分别为 和 。 (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 了验证这一猜想,必须进行的操作是 。 答案讲解 10. (核心素养·科学推理)(2023·佛山 南海校级段考)小明是一位音乐爱好 者,平时喜欢吹口琴和笛子,学习了 声音的知识后,他想弄清口琴和笛子的发声原 理,于是他对口琴和笛子进行了观察和探究: (1) 把自己的口琴拆开,发现口琴的琴芯结 构如图甲所示。在琴芯的气孔边分布着长 短、厚薄都不同的一排铜片,这些铜片在气 流的冲击下发出高低不同的声音,对照小明 的发现及示意图填空: ① 较厚、较长的铜片发声时振动要比较薄、 较短的铜片振动 (选填“快”或“慢”)。 ② 如图甲所示的A 区是 音区, B区是 音区。(选填“高”“中”或“低”) (第10题) (2) 接下来他用五个粗细相同而高矮不同 的瓶子做了如下实验,如图乙所示,用嘴分 别对着五个瓶口吹气,发现瓶子越高,发出 的音调越低。那么: ① 嘴对五个瓶口吹气,瓶子发出声音的原 因是 的振动。 ② 对着瓶口吹气时,能产生不同音调的声 音的原因是 。 ③ 在此基础上,他想:若用形状、大小、高低 相同的瓶子照乙放置,注入不同量的水,从 左到右水位逐渐升高,则在注水过程中,音 调将 (选填“升高”或“降低”)。 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 第二章　声音与环境 以声音在铁中的传播时间t2=t1- Δt=0.3s-0.28s=0.02s,则声音在 铁中的传播速度v铁=st2= 102m 0.02s= 5100m/s。 6. 17 [解析]人要想把自己的拍手 声和高墙反射回来的回声区分开,回 声到达人耳的时间要比原声晚0.1s 以上,则拍手声从发出到高墙用的时 间t=0.1s2 =0.05s 。由v=st 可得 人至少要离高墙的距离s=vt= 340m/s×0.05s=17m。 7. C [解析]二胡和古筝都是靠弦振 动发声,发声原理相同,故A不符合 题意;古筝和琵琶都是靠弦振动发声, 发声原理相同,故B不符合题意;二 胡靠弦振动发声,唢呐靠空气柱振动 发声,二者发声原理不同,故C符合 题意;箫与笛子都是靠空气柱振动发 声,发声原理相同,故D不符合题意。 8. C [解析]利用回声测量海底深度 时,仪器记录的时间是声波的往返时 间t,由v=st 可得s=vt,声波往返时 间越长,说明海底越深。通过比较表 中声波传播的时间长短可知,海底最 深处是E,其次是A、D、G,再次是B、 C,最浅处是F。 9. B [解析]回声是由于声音遇到障 碍物发生反射形成的,故选项 A错 误;停止撞击大钟后,大钟仍然在振 动,导致大钟仍“余音不止”,故选项B 正确,D错误;人的听觉不可能“延 长”,故选项C错误。 10. (1) 振动 将微小振动放大 (2) 在桌子上放一些纸屑(合理即 可) (3) 变小 介质 真空不能传 声 (4) 空气 不能 11. C [解析]当自己在嚼饼干时,会 感到声音很大,但是站在你旁边的人 却听不到那么大的声音,主要是因为 自己听到的嚼饼干的声音是通过骨传 导的方式传播的,比空气的传声效 果好。 12. B [解析]由题意可知,P1 与 P2之间的时间间隔为2.7s,根据图 乙可知,P1、P2 的间隔格数为9格, 则每小格表示的时间t=2.7s9 = 0.3s;由图乙可知,第一次发出信号 (P1)到 该 信 号 被 测 速 仪 接 收 到 (n1)的时间间隔t1=3t=3×0.3s= 0.9s,故A错误;由图乙可知,测速仪 第二次发出的信号(P2)到被测速仪 接收到(n2)的时间间隔t2=2t=2× 0.3s=0.6s。由v=st 可得,测速仪 第一次发出的信号被汽车收到时,汽 车距离测速仪的距离s1= 1 2vt1= 1 2×340m /s×0.9s=153m;测速仪 第二次发出的信号被汽车收到时,汽 车距离测速仪的距离s2= 1 2vt2= 1 2×340m /s×0.6s=102m;汽车第 一次接收到信号和第二次接收到信号 之间 行 驶 的 路 程 Δs=s1-s2= 153m-102m=51m,故C错误;由 图乙可知,汽车第一次接收到信号和 第二次接收到信号之间的时间间隔 Δt=2.7s+12t2- 1 2t1=2.7s+ 1 2×0.6s- 1 2×0.9s=2.55s ;汽车 的速度v'=ΔsΔt= 51m 2.55s=20m /s,故 D错误;由v=st 可得,第二次发出信 号到该信号被测速仪接收到的时间内 汽车行驶的路程s=v't2=20m/s× 0.6s=12m,故B正确。 2.2　音　调 1. 变低 2. 音调 快 3. C 4. 下面 [解析]当纸片与齿轮接触 时,齿数越多的齿轮可以使纸片在相 同时间内振动的次数越多,纸片发声 的音调就会越高;由图可知,最下面的 齿轮齿数最多,它刮纸片时,使纸片在 相同的时间内振动的次数最多,纸片 振动的频率最大,音调最高。 5. 瓶子和水 降低 空气柱 升高 [解析]瓶子里装有水,敲击瓶子时,振 动的物体是瓶子和水,从左到右水越 来越多,越难振动,频率越来越低,音 调越来越低。用嘴依次吹瓶口,振动 的物体是空气柱,瓶中的水越多,空气 柱越短,越容易振动,频率越高,音调 越高。 6. 音调 不变 [解析]播放速度变 为原来的3倍,则声音的频率变为原 来的3倍,音调变高;声音的传播速度 与音调无关,声音的传播速度不变。 7. B [解析]由图可知,相同时间内, 长笛大约经过了3个周期,小提琴大 约经过了5个周期,手风琴大约经过 了3个周期,二胡大约经过了3个周 期。由于相同的时间内,小提琴经过 的周期最多,说明小提琴振动得最快、 频率最高,故选项B正确。 8. C [解析]由海豚的发声频率范围 和听觉频率范围可知:一般海洋生物 的听觉频率范围比发声频率范围要大 一些,所以正常灰鲸的听觉频率范围 应大于15~25Hz,由于其听不到变 异灰鲸的声音,故选项C符合题意。 9. (1) A、B、C A、D、F 80 1.02 (2) 选同一根琴弦,分别用大小不同 的力拉紧琴弦并拨动琴弦,比较音调 的高低 [解析](1) 在这个题目中涉 及猜想与假设、设计实验等环节。在 猜想阶段,提出了三种猜想,即琴弦发 出声音的音调高低可能与琴弦的横截 面积、长短、材料有关。为了验证音调 的高低是否与这三个因素有关,应采 用控制变量法设计和进行实验。即要 验证猜想一:琴弦发出声音的音调高 低与琴弦横截面积的关系,应控制材 料和琴弦的长度相同,应选用编号为 A、B、C的琴弦进行实验;要验证猜想 二:琴弦发出声音的音调高低与琴弦 长短的关系,应控制材料和琴弦的横 截面积相同,应选用编号为A、D、F的 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 5 琴弦进行实验;要验证猜想三:琴弦发 出声音的音调高低与琴弦材料的关 系,应控制琴弦的横截面积和长度相 同,要使E与G、H的横截面积和长 度相同,琴弦E的长度应为80cm,横 截面积应为1.02mm2。(2) 要验证 琴弦发出声音的音调高低与琴弦松紧 程度的关系,应控制琴弦的横截面积、 长短和材料相同,可选同一根琴弦,分 别用大小不同的力拉紧琴弦并拨动琴 弦,比较音调的高低。 控制变量法 自然界发生的各种现象往往 是错综复杂的,决定某一现象的产 生和变化的因素常常很多,必须只 让其中一个因素发生改变,保持其 他因素不变,然后来比较、研究这 一因素与某一现象的产生和变化 的关系,这种研究问题的方法叫做 控制变量法。“有控制变量的初步 意识”是新课标对科学探究能力的 基本要求之一。控制变量法是物 理学中极其重要的一种科学方法。 10. (1) ① 慢 ② 低 中 (2) ① 瓶 内空气柱 ② 空气柱长短不一样,振 动频率不一样 ③ 升高 [解析](1) ① 口琴发声时,铜片在振 动,较厚、较长的铜片振动较慢,发出 的声音音调较低;较薄、较短的铜片振 动较快,发出的声音音调较高。② 由 图甲可知:A 区的铜片较厚、较长,B 区的铜片较薄、较短,C区更薄、更短, 由①知,A 区为低音区,B 区为中音 区。(2) ① 用嘴对着五个瓶的瓶口 吹气,瓶内的空气柱振动发出声音。 ② 瓶子中空气柱的长度不同,发出声 音的频率不同,音调不同。③ 往瓶中 注水,是由瓶内的空气柱振动发出声 音;注水过程中,水越来越多,空气柱 越来越短、振动得越来越快,音调将逐 渐升高。 2.3　响度与音色 1. 音色 响度 2. A 3. B 4. 振动 音色 响度 5. 音色 响度 6. 响度 音色 [解析]同一琴键的 音色和音调相同,用大小不同的力弹 同一个琴键,声音的大小不同,即声音 的响度不同;用大小相同的力在不同 的乐器上弹奏同一个音,声音的音调 和响度相同;由于使用了不同的乐器, 发出声音的音色不同。 7. 响度 音调 音色 [解析]由题 可知,小华用录音机录下自己唱歌的 声音,再播放出来感觉和直接听到的 声音不同;考虑到录音机音量是由自 己调节的,即播放出来的声音和直接 听到的声音的响度可以相同,所以不 是声音的响度不同;询问其他同学,得 知自己唱的音是准的,声音没有跑调, 说明声音的音调是相同的;播放出来 的声音和直接听到的声音不同,是因 为音色不同。 8. A [解析]由题意可知,“大者闻十 里,小者亦及里之余”说明钟声传播的 距离较远,即钟声的响度较大,故选项 A正确。 9. B [解析]决定响度大小的因素是 振幅和距离发声体的远近,与发声体 的距离不变时,振幅越小,响度越小; 利用手机软件测出音叉发出的声音从 50dB变为30dB,表明响度变小了,即 振幅变小。 10. A 11. C [解析]竹管参差不齐说明竹 管内空气柱的长度不同,则空气柱振 动的频率不同,发出声音的音调不同; 由于排箫使用的材料相同,所以所有 竹管发出声音的音色相同,故选项C 符合题意。 12. C 13. D [解析]唢呐发出的声音是由 空气柱振动产生的,故A错误;吹奏 时按压不同位置的气孔,主要改变声 音的音调,故B错误;唢呐前端的喇 叭通过减少声音的分散来增大声音的 响度,故C错误;唢呐所发出的各种 鸟的叫声主要是模仿它们的音色,故 D正确。 14. D 15. 看钢尺振动时,应听钢尺的声音, 不应该听桌子的声音(或没有在同一 研究对象上收集信息) [解析]据题 意,小明的研究对象是钢尺,在实验过 程中应在看钢尺振幅变化的同时,听 钢尺发出声音响度的相应变化,研究 对象要一致。 16. C [解析]由图可知,相同时间 内,甲、乙、丙振动的频率相同,音调相 同;甲、乙、丙振动的幅度相同,响度相 同;甲、乙、丙的波形不同,声音的音色 不同,故C正确。 声音波形图的辨识与分析 通过比较声音的波形图来考 查频率对音调的影响和振幅对响 度的影响,解题的关键是能够从波 形图上看懂频率、振幅和音色。音 调跟物体的振动频率有关,振动频 率越大,音调越高。响度跟物体的 振幅有关,振幅越大,响度越大。 音色跟发声体的材料、品质有关。 相同时间内,振动的次数越多,频 率越 大;偏 离 原 位 置 越 远,振 幅 越大。 2.4　让声音为人类服务 1. 空气 双耳 2. 声源 传播过程 人耳 3. D 4. C 5. 超 声 波 反 射 回 声 定 位 [解析]蝙蝠在飞行时能够发出超声 波,超声波碰到昆虫或其他的障碍物 反射回来,蝙蝠根据反射回来的超声 波就可以对前方的物体作出判断,说 明了声音可以传递信息,蝙蝠所采用 的这种方法叫做回声定位。 6. 声源 响度 [解析]消音靴能够 在声源处减弱噪声,主要是防止响度 过大而暴露目标。 7. A 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 6