2.2 音调（举一反三讲义）物理沪粤版2024八年级上册

第2节 音调 目录 【学科素养】 1 【思维导图】 2 【知识梳理】 2 知识点1：声音的高低——音调 2 知识点2：用波形比较频率 3 知识点3：人和动物的听发声与听声频率 5 【方法技巧】 6 方法技巧1 音调与频率 6 方法技巧2 探究影响乐器音调高低的因素 6 【巩固训练】 6 【学科素养】 1. 科学观念：知道音调跟声源振动频率有关，不同动物发出声波和接收声波的频率范围不同 2. 科学思维：会用实验的方法探究影响音调的因素；了解 调节弦乐器的音调的方法 3. 科学探究：通过经历探究影响音调的因素和调节弦乐器的音调，学习并培养从物理现象中归纳简单科学规律的方法 4. 科学态度与责任：培养学生利用手边的学习工具或生活用品进行简单物理实验的习惯和探究物理问题的能力 重点： 1.知道声音的音调跟发声体的振动频率有关。 难点： 1.实验探究声音的音调跟发声体的振动频率有关。 【思维导图】 【知识梳理】 知识点1：声音的高低——音调 1.音调：物理学中，把声音的高低叫做音调。我们接触到的声音，有的听起来尖细，声音高昂，音调高；有的听起来低沉，音调低。 2.探究影响声音高低的因素 【提出问题】声音的音调高低和什么因素有关？ 【设计实验】控制变量法：控制钢尺的振动幅度不变，只改变钢尺伸出的长短（改变钢尺振动的频率）。 如图2-2-2所示，将一把钢尺按紧在桌面上，一端伸出桌边。拨动钢尺，听它振动发出的声音，同时注意钢尺振动的快慢。改变钢尺伸出桌边的长度，使钢尺两次振动的幅度大致相同，再次拨动。 【实验步骤】 ①把钢尺紧压在桌上，使钢尺的伸出桌面外，用手向下压伸出的钢尺使其振动，观察钢尺振动的快慢并听钢尺发声的高低，记录在表格中； ②再分别把钢尺的、伸出桌面外，仍用同样大小的力向下压伸出的钢尺使其振动，观察钢尺振动的快慢并听钢尺发声的高低，记录在表格中。 实验记录表： 钢尺伸出桌面的长度 振动的快慢 声音音调的高低 快 高 较慢 较低 慢 低 【实验结论】钢尺振动越快，发出的声音越高；振动越慢，声音越低。 3.频率 （1）物理意义：用来描述物体振动快慢的物理量。物体振动快，则频率高；振动慢，则频率低。 （2）定义：声源振动次数和所用时间之比称为频率。用符号表示。 （3）单位：赫兹，符号是Hz。 如物体1s内振动了1次，则这个物体振动的频率。 （4）音调和频率的关系 声音的高低与声源振动的频率有关：声源振动的频率越高，音调越高；声源振动的频率越低，音调越低。 【典例1】（2025·宁夏固原·三模）我国已建成多条“音乐公路”，如图所示，路面上刻有一条条凹槽，可以把整条路面看成一张留声机的碟片，而汽车的轮胎就像是唱针，每当汽车按规定速度驶过这段路面时，一段优美的音乐就奏响了。音乐声是由汽车轮胎的 产生，并通过 传入人耳，若汽车超过规定的速度行驶，听到该音乐的音调会变 。 【答案】 振动 空气 高 【难度】0.65 【知识点】声音产生的原因、辨析音调与频率的关系、声音是怎么传播的 【详解】[1][2]物体的振动产生声音，音乐声是由轮胎的振动产生的；声音可以在空气中传播，汽车行驶时发出的声音是通过空气传入人耳的。 [3]凹槽之间留不同的间距，汽车行驶的过程中，汽车轮胎单位时间内接触到的凹槽数量就不同，发出声音的频率不同，所以听到的声音的音调不同；若汽车超过规定的速度行驶，汽车轮胎单位时间内接触到的凹槽数量增多，发出声音的频率变高，听到该音乐的音调会变高。 【变式1】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”、“中间”或“下面”）的齿轮。 【答案】 下面 【难度】0.65 【知识点】辨析音调与频率的关系 【详解】[1]当纸片与齿轮接触时，齿轮越多的可以使纸片在相同时间内振动次数越多，纸片发声的音调就会越高；由图可知，最下面的齿轮数最多，因此在相同的时间内振动次数最多，它刮碰纸片的频率最大，音调最高。 【变式2】（24-25八年级上·四川南充·期末）“做中学”是一种重要的学习方式。如图用硬纸片在梳子上划动，划动速度越快，发出声音的音调越 ，这说明音调是由发声体的 决定的。 【答案】 高 振动频率 【难度】0.65 【知识点】辨析音调与频率的关系 【详解】[1][2]用硬纸片在梳子上划动，划动速度越快，硬纸片振动得越快、频率越高，发出的声音的音调越高，这说明音调是由振动的频率决定的。 【变式3】（2025·安徽淮北·二模）多普勒效应指出，波在波源移向观察者时接收频率变高，而在波源远离观察者时接收频率变低。据此可以解释：当火车接近观察者时，其鸣笛声会比平常更刺耳。其中“更刺耳”是指声音的 （选填“音调”“响度”或“音色”）变高。 【答案】 音调 【难度】0.85 【知识点】辨析音调与频率的关系、区分音调、响度与音色 【详解】当火车接近观察者时，其鸣笛声会比平常更刺耳。其中“更刺耳”是指声音的音调，声音的频率高，因为多普勒效应指出，波在波源移向观察者时接收频率变高，而在波源远离观察者时接收频率变低。 知识点2：用波形比较频率 1.音调的波形图 如图2-2-3 所示，甲、乙两个音叉的频率不同。在相同时间内，甲振动次数少频率低，音调低；乙振动次数多，频率高，音调高。 2.探究影响弦乐器音调的因素 【提出问题】弦乐器的音调高低和什么因素有关？ 【设计实验】控制变量法：（1）研究与弦的长短关系时，控制弦的粗细、松紧程度不变，改变弦的长度；（2）研究与弦的粗糙关系时，控制弦的长度、松紧程度不变，改变弦的粗细；（3）研究与弦的松紧程度关系时，控制弦的长度、粗细不变，改变弦的松紧程度。 【实验步骤】 （1） 准备两根粗细不同的琴弦(或尼龙丝细钢丝)。如图所示，将弦的一端绕在桌子的腿上并打结，另 一端绕过桌边的小滑轮，并挂上几个钩码，使琴弦在桌面上拉紧。再用两个三角形柱状小木块将弦支起，用塑胶尺弹拨弦的中部，就可看见弦的振动，并听见它发出的声音。 （2）分别改变弦的长度、粗细、张紧程度等不同情况下，弦发出声音的音调有什么变化? 【实验结论】 （1）长度、张紧程度相同时，弦越细，音调越高； （2）粗细、张紧程度相同时，弦越短，音调越高； （3）粗细、长度相同时，弦越紧，音调越高。 实验表明，弦越短、越细、越紧，它发出的声音音调越高。 【典例1】（2025·江苏常州·二模）白居易的《琵琶行》中有如下描述：“转轴拨弦三两声，未成曲调先有情。“演奏琵琶时通过拨动琴弦，使其 发声；若原琴弦发声如甲所示，将琴弦适当旋紧后用同样的力拨弦，声波的波形如 （选填甲、乙）所示。    【答案】 振动 音调 乙 【难度】0.85 【知识点】根据音色辨别发声体、探究影响音调高低的因素、辨析音调与频率的关系、用波形图比较声音特性 【详解】[1]声音是由物体振动产生，“演奏琵琶时通过拨动琴弦，使其振动发声。 [2]演出前旋转转轴，可以改变琴弦振动的快慢，目的是调节琴声的音调。 [3]若原琴弦发声如甲所示，将琴弦适当旋紧后用同样的力拨弦，声音的音色不变，声音的振幅不变，声音的振动频率变快，则声波的波形如丙所示。 【典例2】（24-25八年级上·陕西渭南·期末）在跨学科实践活动中，小明观察到演奏二胡时可通过按压、松开、滑动弦线等指法配合产生优美旋律。于是他提出问题：二胡弦发声的音调高低与什么因素有关？思考后他进行了猜想：二胡弦发声的音调高低可能与弦的长度、粗细和松紧有关。 实验次数 1 2 3 4 钢丝粗细程度 粗 细 细 ____ AB间距/cm 50 50 50 30 钩码个数/个 3 3 4 4 (1)为了探究小明的猜想，请将表格空格处补充完整： 。 (2)实验中，在钢丝末端悬挂不同数量的钩码是为了改变钢丝的 。 (3)第1、2两次实验是为了探究二胡弦发声的音调高低与弦的 的关系。拨动钢丝后发现第1次实验中钢丝发声比第2次实验中钢丝发声的音调低，则可初步得出结论：当弦的长度和松紧相同时，弦越 ，发声的音调越高。 (4)第3、4两次实验时，发现第3次实验中钢丝发声的音调低。在二胡演奏活动中，如图2所示，小明想要让二胡弦发出音调较低的声音，此时最简单合理的操作是松开 （选填“中指”或“食指”），理由是 。 【答案】(1)细 (2)松紧程度 (3) 粗细 细 (4) 中指 其他因素相同时，钢丝长度越长，音调越低 【难度】0.65 【知识点】探究影响音调高低的因素 【详解】（1）由表可知，1、2两次实验钢丝的粗细不同，其他因素相同，探究的是音调高低与钢丝的粗细的关系；2、3两次实验钩码个数不同，则钢丝的松紧不同，其他因素相同，探究的是音调高低与钢丝的松紧的关系；3、4两次实验应探究音调高低与弦的长度的关系，所以应控制钢丝的粗细和松紧（钩码个数）相同，改变钢丝的长度，故表格空格处应填细。 （2）钩码个数不同，则对钢丝的拉力不同，钢丝的绷紧程度就不同。所以在钢丝末端悬挂不同数目的钩码是为了改变钢丝的松紧程度。 （3）[1]1、2两次实验钢丝的粗细不同，其他因素相同，探究的是音调高低与钢丝的粗细的关系。 [2]第1次实验中钢丝更粗，发出声音的音调低，说明当弦的松紧和长度相同时，弦越细，发声的音调越高。 （4）[1][2]3、4两次实验钢丝的长度不同，其他因素相同，探究的是音调高低与弦的长度的关系，结果第3次实验中钢丝更长，发出的声音的音调低，说明其他因素相同时，钢丝长度越长，音调越低。所以小明想要让二胡弦发出音调较低的声音，此时最简单合理的操作是松开中指，使二胡弦更长。 【变式1】请阅读下面一段短文后，认真思考并回答有关问题。如图所示，小明和小刚用细棉线连接了两个可乐饮料的纸杯制成了一个“土电话”。 (1)他们用“土电话”能实现10m间的通话，这表明 ； (2)某研究小组利用以上两个纸杯和一些长短、粗细不同的琴弦，又进行了探究“音调和哪些因素有关”的活动，他们选用的琴弦长度、材料在图中已标出（其中琴弦的横截面积关系：），并且每根琴弦固定在“音箱”上的松紧程度一致。 ①若他们想研究“音调的高低与琴弦长度”的关系应选择琴弦 ； ②若有同学选择c和d进行研究，并推理得出：琴弦长度越长，振动越慢，音调就越低的结论，该同学探究过程中存在什么问题？ 。 【答案】(1)固体能够传声 (2) a和d 没有控制材料相同 【难度】0.65 【知识点】探究影响音调高低的因素、声音是怎么传播的 【详解】（1）土电话能实现10m间通话，声音是通过棉线传递的，说明固体能够传声。 （2）[1]要探究音调高低与琴弦长度的关系，应选择材料和粗细相同，长度不同的琴弦进行实验，所以应选择琴弦a和d。 [2]琴弦c和d的材料 、长度不同，粗细相同，要探究音调与琴弦长度的关系，应保持琴弦的材料相同。该同学探究过程中没有控制材料相同。 【变式2】（24-25八年级上·广东东莞·期中）吉他是由两端固定的琴弦产生振动而发音的，如图1所示。为了研究同一根钢制琴弦发声音调与哪些因素有关，可利用图2所示实验装置，一块厚木板上有A、B两个楔支撑着琴弦，其中A楔固定，B楔可沿木板左右移动以改变琴弦振动部分AB的长度。将钢制琴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，琴弦绷的越紧。轻轻拨动琴弦，在AB间产生振动，并用仪器测出发声频率。 (1)某小组同学得到了下表中的数据，分析数据可以发现，该小组同学研究的是弦振动时发声的音调与弦的 和弦的松紧程度这两个因素的关系； 实验序号 长度L/m 重物/个数 频率f/Hz 1 0.4 2 375 2 0.8 2 170 3 4 265 (2)当表中的空格数据为 时，可用2、3两次实验来研究弦振动发声的音调和弦的 的关系； (3)分析表中 两次实验数据可以发现：同一根弦在松紧程度相同时，弦越 ，振动时弦的音调越低； (4)在上述探究的基础上，他们又选用一根与钢制琴弦粗细相同的长为0.4m的尼龙弦，来探究音调与弦的材料的关系，则需悬挂重物个数为 个； (5)该实验探究过程中用到的主要科学探究方法是 法。 【答案】(1)长度/长短 (2) 0.8 松紧 (3) 1、2 长 (4)2 (5)控制变量 【难度】0.65 【知识点】探究影响音调高低的因素、控制变量法 【详解】（1）由题意可知，重物个数越多，琴弦绷的越紧。1、2两次实验中所挂的重物个数相同，说明琴弦的松紧程度相同，而琴弦的长度不同，所以1、2两次实验是研究弦发声的音调与弦的长度的关系。 （2）[1][2]根据控制变量法，当控制长度不变时，改变重物的个数，可以改变弦的松紧程度，故用2、3两次实验可以研究弦的音调和弦的松紧程度的关系，所以表中的空格数据为0.8。 （3）[1][2]由（1）分析可知，1、2两次实验是研究弦发声的音调与弦的长度的关系，由表中数据可知，所挂重物个数相同，即琴弦的松紧程度相同，第2次弦较长，频率较低，弦的音调较低，可以得出的结论是：同一根弦在松紧程度相同时，琴弦越长，琴弦的音调越低。 （4）如果选用一根与钢制琴弦粗细相同的长为0.4m的尼龙琴弦，探究音调与弦的材料的关系，应控制琴弦的长度和松紧程度度相同，故需悬挂重物个数为2个。 （5）探究弦振动时发声的音调与弦的长度关系时，控制弦的松紧程度相同；探究弦振动时发声的音调与弦的松紧程度关系时，控制弦的长度相同，故该实验探究过程中用到的主要科学探究方法是控制变量法。 【变式3】（24-25八年级上·广东江门·期中）小敏观察到提琴、吉他、二胡等弦乐器发声时，每根琴弦的音调不同。查阅资料后得知，弦乐器是靠调整弦的松紧来改变张力，调整其音高的，并振动弦发出声响。通常将弦调松，张力会减小，音调会变低。 小雨猜想：在琴弦张紧程度相同的条件下，音调高低可能还与弦的粗细、长短、及琴弦的材料有关。于是，她通过实验来探究一下自己的猜想是否正确。下表是她的实验数据： 编号 琴弦的材料 琴弦的长度/cm 琴弦的横截面积/mm2 A 不锈钢 50 0.3 B 不锈钢 50 0.7 C 尼龙丝 40 0.5 D 黄铜 30 0.5 E 尼龙丝 30 0.5 (1)探究音调与琴弦粗细的关系，应选用编号为 的琴弦。小雨选择编号D、E的琴弦，可探究音调与 的关系。 (2)把琴弦调紧一些，以相同的振幅拨动琴弦发声时，琴弦的张力变 （选填“大”或“小”），振动频率变高，因此音调升高。 (3)在上述探究过程中，用到的物理研究方法是 法。 (4)探究过程通常采用下列一些步骤：①实验研究；②分析归纳；③提出问题（或猜想）；④得出结论等，你认为小雨要完成本探究的全过程，所采取步骤的合理顺序应该是： （填写数字代号） 【答案】(1) A、B 材料 (2)大 (3)控制变量 (4)③①②④ 【难度】0.85 【知识点】探究影响音调高低的因素 【详解】（1）[1]由表可知，要探究音调与琴弦粗细的关系，则琴弦的长短、材料要保持一致，故选编号为A、B。 [2]由表可知，编号D、E的琴弦，琴弦的长短、粗细一样，琴弦的材料不一样，故探究音调与材料的关系。 （2）把琴弦调紧一些，以相同的振幅拨动琴弦发声时，琴弦的张力变大了，琴弦约容易振动，琴弦振动频率变高，琴弦的音调升高。 （3）在上述探究过程中，总要控制某些因素，使它们保持不变，进而寻找出另外一些因素的关系，这种控制其它因素不变，只改变其中一个因素的方法是控制变量法。 （4）实验探究的步骤为：提出问题、猜想和假设、实验研究、分析归纳、得出结论，因此该实验探究的步骤排序为③①②④。 知识点3：人和动物的发声与听声频率 人和动物的发声频率范围各不相同（表2-2-1），能感受到的声音的频率范围也不相同（表2-2-2）。 【典例1】（24-25八年级上·山东德州·期末）某种苍蝇飞行6s内翅膀振动1200次，则频率是 Hz，而蝴蝶飞行4min翅膀振动1200次，则人类能听到的是 （选填“苍蝇”或“蝴蝶”）翅膀振动产生的声音。 【答案】 200 苍蝇 【难度】0.65 【知识点】熟悉人和一些动物的发声和听觉频率范围 【详解】[1][2]频率是振动次数和时间的比值，则苍蝇翅膀的频率为 蝴蝶飞行的频率为 由于人类的听声范围为20Hz-20000Hz，因此人类能听到苍蝇翅膀振动产生的声音。 【典例2】（24-25八年级上·河南郑州·期末）如图所示，蚊子和蝴蝶在飞行时翅膀都在振动，人耳听不到蝴蝶振翅的声音主要是由于蝴蝶的振翅声 低（选填“音调”、“响度”或“音色”）；我们能听到嗡嗡的蚊子声是通过 传入人耳。 【答案】 音调 空气 【难度】0.85 【知识点】熟悉人和一些动物的发声和听觉频率范围、声音是怎么传播的 【详解】[1]蝴蝶从身旁飞过却听不到声音，其原因是蝴蝶翅膀的振动频率低，音调低，振动频率低于20Hz，不在人耳的听觉频率范围内。 [2]声音的传播需要介质，我们能听到嗡嗡的蚊子声是通过空气传入人耳的。 【变式1】甲昆虫翅膀振动了1200次，乙昆虫翅膀振动600次，则人能听到 昆虫翅膀振动发出的声音。 【答案】甲 【难度】0.85 【知识点】熟悉人和一些动物的发声和听觉频率范围 【详解】甲昆虫的翅膀在4s内振动了1200次，振动的频率为 乙昆虫翅膀1min振动600次，则振动的频率为 由于人类能听到的频率范围是20Hz~20000Hz，10Hz低于人类能听到的频率范围，所以能听到甲昆虫翅膀振动的声音，不能听到乙昆虫翅膀振动的声音。 【变式2】（24-25八年级上·云南昭通·期中）某种机械，可以在6s内振动18000次，该机械振动的频率是 Hz，人耳 （填“能”或“不能”）听到该机械发出的声音。 【答案】 3000 能 【难度】0.85 【知识点】熟悉人和一些动物的发声和听觉频率范围、辨析音调与频率的关系 【详解】[1]机械在6s内振动18000次，该机械振动的频率为 [2]人耳能听到的频率范围为20Hz~20000Hz，该机械振动的频率在人耳能听到的频率范围内，故人耳能听到该机械发出的声音。 【变式3】（24-25八年级上·四川宜宾·期中）某种昆虫靠翅的振动发声，如果这种昆虫的翅膀在3秒内做了600次振动，那么它发声的频率是 Hz，人类 （选填“能”或“不能”）听到这个声音。 【答案】 200 能 【难度】0.65 【知识点】熟悉人和一些动物的发声和听觉频率范围 【详解】[1][2]这种昆虫的翅膀振动发声的频率是 人耳的听觉范围为20~20000Hz，故人类能听到这个声音。 【方法技巧】 方法技巧1 音调与频率 （1）物体振动频率高，音调高；频率低，音调低。 方法技巧2 探究影响乐器音调高低的因素 （1）打击乐器 编钟、鼓、锣等乐器受到敲击时发生振动，产生声音。演奏编钟时，敲击大小不同的钟能发出不同音调的声音。 （2）管乐器 箫和笛等乐器，包含一段空气柱，吹奏时空气柱振动发声。手指在不同的音孔上，就会改变空气柱的长度，从而改变音调。长的空气柱产生低音，短的空气柱产生高音。 【巩固训练】 1.（24-25八年级上·河北廊坊·期中）人们能听见蜜蜂飞行的声音，却听不见蝴蝶飞行的声音，是因为这两种昆虫飞行时翅膀振动的 （选填“频率”或“幅度”）不一样。有一种昆虫飞行时靠翅膀振动发声，它的翅膀1s内振动了500次，我们 （选填“能”或“不能”）听见这种声音。 【答案】 频率 能 【难度】0.65 【知识点】熟悉人和一些动物的发声和听觉频率范围、辨析音调与频率的关系 【详解】[1]人的听觉范围在20Hz到20000Hz之间， 因为蝴蝶翅膀振动发出的声音音调低，振动频率小于20Hz，是次声波，人耳听不到；蜜蜂飞行时，翅膀振动频率较快，发出的声音在人的听觉频率范围内，人耳能听到。 [2]昆虫的翅膀在1s内振动了500次， 其振动频率500Hz，在人耳的听觉范围内，因此人们能听见这种声音。 2．（24-25八年级上·河北唐山·期中）2023年10月5日，武夷山国家公园（江西片区）黄岗山区域发现蝶类新物种（如图）——黄岗山白灰蝶（拉丁名为Phengarischloe），白灰蝶在习性上与其他蝴蝶存在巨大差异，且分布区域极为狭窄，种群数量极为稀少；请据此图文信息回答 (1)黄岗山白灰蝶双翅展开的宽度是 cm； (2)如图是小琳用停表测量的白灰蝶翅膀振动48次的时间是 ；人耳 （选填“能”或“不能”）听到白灰蝶翅膀振动的声音。 【答案】(1)4.79 (2) 8s 不能 【难度】0.65 【知识点】熟悉人和一些动物的发声和听觉频率范围 【详解】（1）图中刻度尺上1cm之间有10个小格，一个小格的长度是0.1cm,即此刻度尺的分度值为0.1cm＝1mm；蝴蝶翅膀左侧与3.00cm对齐，右侧与7.79cm对齐，所以黄岗山白灰蝶双翅展开的宽度为 7.79cm-3.00cm=4.79cm （2）[1]如图，秒表的读数要先看小圆，小圆是分针，此时分针指在0和1之间并且没超过一半，即小于30s，所以大圆中的秒针指的示数就读8秒，而不能读38秒；所以小琳用停表测量的白灰蝶翅膀振动48次的时间是8s。 [2]人耳能听到的声音的频率范围是20～20000Hz，次声波人耳听不到，所以人耳不能听到白灰蝶翅膀振动的声音。 3．（24-25八年级上·上海浦东新·期中）如图所示为形似蜂鸟的长喙天蛾，其翅膀每分钟振动高达4200次，则天蛾振翅的频率是 赫兹，人 （选填“能”或“不能”）听到其振翅的声音，因为人耳能听到的声音频率范围通常为 赫兹~20000赫兹。 【答案】 70 能 20 【难度】0.85 【知识点】熟悉人和一些动物的发声和听觉频率范围 【详解】[1][2][3]长喙天蛾的翅膀每分钟振动高达4200次，则其翅膀每秒振动70次，所以天蛾振翅频率为70Hz。而人耳能听到的声音频率范围通常为20赫兹~20000赫兹，因此人能听到其振翅的声音。 4．（24-25八年级上·安徽六安·期中）大象之间可以通过次声波进行交流，而人无法听到，这是因为大象的声音 （选填“音调太低”或“传播距离太短”） 。 【答案】音调太低 【难度】0.65 【知识点】熟悉人和一些动物的发声和听觉频率范围、辨析音调与频率的关系 【详解】次声波是指振动频率低于20Hz的声音，不在人的听觉范围之内，因此人是听不到的。大象之间通过次声波进行交流，次声波频率太低，音调太低，人听不到。 5．如图所示，将一把钢尺紧按在桌面上，一端伸出桌面适当的长度，拨动钢尺，就可听到钢尺由于 发出的声音。逐渐增加钢尺伸出桌面的长度，钢尺发出声音的 会逐渐变低，当钢尺伸出桌面超过一定长度时，虽然用同样的力拨动钢尺振动，却听不到声音，这是由于钢尺发出声音的频率小于 Hz。 【答案】 振动 音调 20 【难度】0.65 【知识点】熟悉人和一些动物的发声和听觉频率范围、辨析音调与频率的关系、探究声音的产生 【详解】[1]声音是由物体振动产生的，拨动钢尺，钢尺振动，因此可听到钢尺发出的声音。 [2]增加钢尺伸出桌面的长度，振动部分体积增大，质量增大，越来越难振动，频率越来越小，音调越来越低。 [3]钢尺伸出桌面超过一定长度，很难振动，声音的频率小于20Hz，人耳感觉不到。 6．（24-25八年级上·辽宁沈阳·期中）在探究影响音调的因素实验中，小明将直尺一端压在桌面上，另一端伸出桌面。实验中要拨动直尺，观察直尺伸出桌面的部分的振动快慢，小明应该采用图中 （填“甲”或“乙”）所示的实验操作方法。当钢尺伸出桌面很长时，即使在振动，也听不到声音了，这是因为 。 【答案】 甲 振动频率低于人耳听觉范围 【难度】0.65 【知识点】熟悉人和一些动物的发声和听觉频率范围、辨析音调与频率的关系 【详解】[1]甲图是尺子伸出桌面部分在振动，故要观察直尺伸出桌面的部分的振动快慢，小明应该采用甲所示的实验操作方法。 [2]人的听觉范围为20Hz~20000Hz，当钢尺伸出桌面很长时，振动频率低于20Hz，即使在振动，也听不到声音了。 7．（24-25八年级上·江苏常州·期末）小明和小华对声音现象做了如下探究和思考： (1)他们利用“音箱”、频率探测器和一些长短、粗细不同的琴弦，又进行了“音调高低和哪些因素有关”的探究.选用的琴弦长度、材料在图乙中已标出，其中 a、c、d粗细相同，b最粗，并且每根琴弦固定在“音箱”上的松紧程度一致。 ①若想研究“音调的高低与琴弦粗细”的关系应选择琴弦 （a/b/c/d）。 ②若选择琴弦a和d，则是为了研究 。 ③小华选择c和d进行研究，并推理得出：琴弦长度越长，振动越慢，音调就越低的结论。请指出她探究过程中存在的问题： 。 (3)某种蝴蝶飞行时翅膀每分钟振动 480次，请通过数据说明我们能否听到该种蝴蝶飞行时发出的声音?答 ；说明原因： 。 【答案】(1)a、b 音调的高低与琴弦长度的关系 没有控制琴弦的材料相同 (2) 不能 它的翅膀振动频率为8Hz，属于次声波，人耳听不到 【难度】0.65 【知识点】探究影响音调高低的因素 【详解】（1）两个纸杯之间由固体细线相连，说明固体可以传声。 （2）①[1]要想研究音调高低与琴弦粗细关系，应该控制材料、长度相同，选取粗细不同的两根琴弦，故选用a、b。 ②[2]这两根琴弦，材料相同，粗细相同，但长度不同。故利用它们是探究音调高低与长度关系。 ③[3]这个实验设计中有两个变量：材料、长度。故不能得出音调与某一变量的关系。 （3）[1][2]蝴蝶翅膀振动的频率为 人耳能够听到的声波频率下限为20Hz，故人耳不能听到蝴蝶翅膀振动的声音。 8．在学习演奏小提琴的过程中，小华和同学们发现弦乐器的琴弦发出声音的音调受很多因素的影响，他们决定对这种现象进行探究，经讨论后提出以下猜想： 猜想一：琴弦发出声音的音调可能与琴弦的长短有关； 猜想二：琴弦发出声音的音调可能与琴弦的横截面积有关； 猜想三：琴弦发出声音的音调可能与琴弦的材料有关。 为了验证以上猜想是否正确，他们找到了一些不同规格的琴弦，如下表： 编号 琴弦的材料 琴弦的长度/cm 琴弦的横截面积/mm2 ① 钢 20 0.3 ② 0.5 ③ 钢 40 0.5 ④ 尼龙丝 30 0.5 ⑤ 尼龙丝 40 0.5 (1)为了验证猜想一，应选用编号为 、 的两根琴弦进行实验。 (2)为了验证猜想三，应选用编号为 、 的两根琴弦进行实验。 (3)若选用编号①②的琴弦验证猜想二，那么表中编号为②的琴弦所缺数据材料是 、长度为 cm。 (4)这一过程中主要的物理研究方法是 。 【答案】(1) ④ ⑤ (2) ③ ⑤ (3) 钢 20 (4)控制变量法 【难度】0.65 【知识点】探究影响音调高低的因素 【详解】（1）[1][2]为了验证猜想一，即琴弦发出声音的音调可能与琴弦的长短有关，应控制琴弦的材料与横截面积相同，只改变琴弦的长度大小，故应选用④⑤这两根琴弦进行实验。 （2）[1][2]为了验证猜想三，即琴弦发出声音的音调可能与琴弦的材料有关，要控制琴弦的长度和横截面积相同，材料不同，故应选用③⑤这两根琴弦进行实验。 （3）[1][2]为了验证猜想二，即琴弦发出声音的音调可能与琴弦的横截面积有关，应控制琴弦的材料与长度相同，改变琴弦的横截面积，小明选用编号为①②的琴弦进行实验，则编号为②的琴弦所缺数据中，材料是钢，长度为20cm。 （4）影响音调高低的因素有多个，探究音调与某一个因素的关系时，控制其它因素不变，只改变这一个因素，主要采用的实验方法是控制变量法。 9．（24-25八年级上·河南安阳·期中）物理兴趣小组对吉他琴弦发出声音音调的高低与什么因素有关进行探究。探究前，小组的同学们经过热烈讨论，做出了影响琴弦发出声音的音调高低的猜想： 猜想一：可能与琴弦的横截面积有关； 猜想二：可能与琴弦的长短有关； 猜想三：可能与琴弦的材料有关。 为验证猜想，同学们找来琴弦，规格如表所示： 编号 材料 长度（cm） 横截面积（） A 铜 60 0.76 B 铜 60 1.02 C 铜 80 0.76 D 尼龙 80 (1)为验证猜想一，可选编号为A、B的两组琴弦进行实验探究，通过控制琴弦的 和 相同，探究弦发声的音调与弦的 的关系。 (2)选择AC研究后发现音调不同，由此得出的结论是：音调的高低与 有关。 (3)为验证猜想三，表格中琴弦D的横截面积应该是 。 (4)兴趣小组在进行实验时，采用的研究方法是 。 【答案】(1) 材料 长度 横截面积 (2)长度 (3)0.76 (4)控制变量法 【难度】0.94 【知识点】探究影响音调高低的因素 【详解】（1）[1][2][3]为了验证猜想一，即琴弦发出声音的音调高低是否与琴弦的横截面积有关，需要控制其他可能影响音调的因素不变。根据表格中琴弦的规格，可以选择编号为A、B的两组琴弦进行实验，因为它们的材料和长度都相同，只有横截面积不同。通过比较这两组琴弦发声的音调，就可以探究弦发声的音调与弦的横截面积的关系。 （2）选择AC两组琴弦进行研究后，发现它们的音调不同。由于AC两组琴弦的材料和横截面积相同，但长度不同，因此可以得出结论：音调的高低与琴弦的长度有关。 （3）为了验证猜想三，即琴弦发出声音的音调高低是否与琴弦的材料有关，需要选择一组琴弦，使它们的长度和横截面积都相同，但材料不同。根据表格中已有的琴弦规格，可以设定琴弦D的横截面积与C相同（即0.76mm2），但材料为尼龙。通过比较D组琴弦与C组琴弦发声的音调，就可以探究弦发声的音调与弦的材料的关系。 （4）在进行实验时，兴趣小组采用的研究方法是控制变量法。在本实验中，通过控制琴弦的材料、长度和横截面积等变量，分别探究它们对琴弦发声音调的影响。 10．（24-25八年级上·河南南阳·期中）如图所示，在跨学科实践活动中，小红和小兰利用几根粗细不同的橡皮筋、一个纸盒、两根木条制作了一个橡皮筋吉他。 (1)小红用相同的力拨动松紧程度相同、粗细不同的橡皮筋时， （选填“粗”或“细”）橡皮筋振动得快，它发出声音的音调 （选填“高”或“低”）；用相同的力拨动粗细相同、松紧程度不同的橡皮筋时，较 （选填“松”或“紧”）橡皮筋振动得快，它发出声音的音调 （选填“高”或“低”）。 (2)小兰用大小不同的力拨动同一根橡皮筋时，用力越大橡皮筋振动的幅度越大，它发出声音的响度越 （选填“大”或“小”）。 (3)分析上述实验，可以得出的结论是：音调与发声体 有关，响度与发声体 有关。 【答案】(1) 细 高 紧 高 (2)大 (3) 振动的快慢 振动的幅度 【难度】0.65 【知识点】探究影响响度大小的因素、探究影响音调高低的因素 【详解】（1）[1][2]音调指声音的高低，影响音调因素是发声体振动的频率。发声物体的长短、粗细、松紧程度等都会影响发声体振动的频率，频率不同，音调就不同。小红用相同的力拨动松紧程度相同、粗细不同的橡皮筋时，细橡皮筋振动得快，它发出声音的音调高。 [3][4]用相同的力拨动粗细相同、松紧程度不同的橡皮筋时，较紧橡皮筋振动得快，频率更高，它发出声音的音调高。 （2）响度指声音的强弱（大小），与发声体振动的振幅、距离发声体的远近，分散程度有关。振幅指振动物体离开平衡位置的最大距离。物体受力越大，离开平衡位置越大。当用大小不同的力度拨动同一根橡皮筋时，由于橡皮筋振动的振幅不同，所发出声音的响度也不同，用力越大，橡皮筋振动的幅度越大，响度越大。 （3）[1][2]分析上述实验，发声体振动的越快音调越高，发声体振动的幅度越大响度越大，可以得出的结论是：音调与发声体振动的快慢有关，响度与发声体振动的幅度有关。 11.（24-25八年级上·内蒙古赤峰·期末）探究音调与物体振动频率的关系 如图所示，将一把钢尺紧按在桌面上，使伸出的部分较长。拨动钢尺，依稀能够看到钢尺振动过程中的片片残影，此时钢尺振动较 （快/慢），发出声音音调较 （高/低）；当钢尺伸出部分较短时，拨动钢尺，几乎看不到每个位置的情形，振动范围内的钢尺连成了一个“虚”块，此时钢尺振动较 （快/慢），发出声音音调较 （高/低）。 【答案】 慢 低 快 高 【难度】0.85 【知识点】辨析音调与频率的关系 【详解】[1][2]声源振动的频率越慢，其发出声音的音调越低；如图所示，将一把钢尺紧按在桌面上，使伸出的部分较长，拨动钢尺，依稀能够看到钢尺振动过程中的片片残影，此时钢尺振动较慢，发出声音音调较低。 [3][4]声源振动的频率越快，其发出声音的音调越高；当钢尺伸出部分较短时，拨动钢尺，几乎看不到每个位置的情形，振动范围内的钢尺连成了一个“虚”块，此时钢尺振动较快，发出声音音调较高。 12．（24-25八年级上·贵州黔南·期中）在学习小提琴的过程中，小明和同学们发现弦乐器的琴弦发出声音的音调受很多因素的影响。他们决定对这种现象进行探究，经讨论后提出以下猜想： 猜想一：琴弦发出声音的音调可能与琴弦的材料有关； 猜想二：琴弦发出声音的音调可能与琴弦的长短有关； 猜想三：琴弦发出声音的音调可能与琴弦的横截面积有关。 为了验证以上猜想是否正确，他们找到了一些不同规格的琴弦，规格如表所示： 编号 琴弦的材料 琴弦的长度 琴弦的横截面积/mm2 ① 钢 40 0.5 ② 钢 （a） （b） ③ 钢 60 1.0 ④ 尼龙丝 40 0.5 (1)为了验证猜想一，应选用编号分别为 的两根琴弦进行实验。 (2)如果选用①②可以验证猜想二，选用②③可以猜想三，表格中空白处的数据分别是： （a） ； （b） 。 (3)选用编号为①③的两根琴弦 （选填“能”或“不能”）验证猜想二，因为 。 【答案】(1)①④ (2) 60 0.5 (3) 不能 没有控制琴弦的横截面积相同 【难度】0.94 【知识点】探究影响音调高低的因素 【详解】（1）为了验证猜想一，应探究琴弦发出声音的音调与琴弦的材料关系时，应该控制琴弦的长度和横截面积相同，改变材料，应选择编号为①④的琴弦进行实验。 （2）[1][2]探究琴弦发出声音的音调与琴弦的横截面积关系时，应该控制琴弦的材料和长度相同，改变横截面积，因此缺少的数据中长度应该是60cm，横截面积应该等于0.5 mm2。 （3）[1][2]探究琴弦发出声音的音调与琴弦的长短关系时，应该控制琴弦的材料和横截面积相同，改变长度，选用编号为①③的两根琴弦不能验证猜想二，因为①③的两根琴弦横截面积也不相同。 13．（24-25八年级上·福建福州·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，可能与琴弦的长短有关 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： 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 (1)为验证猜想1，应选用编号为 的两根琴弦进行实验。 (2)为验证猜想2，应选用编号为 的两根琴弦进行实验。 (3)为验证猜想3，小明选取了C、D两根弦进行实验，表中应该填上所缺的数据是 。 (4)实验中选用不同的琴弦，改变了琴弦振动的 ，从而改变了琴弦发出声音的音调。但同时，弦的材料不同，也会导致发出声音的 不同。 【答案】(1)A、B (2)A、C (3)0.76 (4) 频率 音色 【难度】0.65 【知识点】探究影响音调高低的因素 【详解】（1）为验证猜想1，应选择长度和材料都相同，而横截面积不同的琴弦A、B进行研究。 （2）为验证猜想2，应选择横截面积和材料都相同，而长度不同的琴弦A、C进行研究。 （3）如果验证猜想3：琴弦发出声音的音调高低，可能与琴弦的材料有关，应控制琴弦的长度和横截面积都相同，故表格中空缺处应该填入尼龙的横截面积与C的横截面积相同，即0.76。 （4）[1][2]音调与振动频率有关，所以实验中选用不同的琴弦，改变了琴弦振动的频率，同时，弦的材料不同，也会导致发出声音的音色不同。 学科网（北京）股份有限公司 $$ 第2节 音调 目录 【学科素养】 1 【思维导图】 2 【知识梳理】 2 知识点1：声音的高低——音调 2 知识点2：用波形比较频率 3 知识点3：人和动物的听发声与听声频率 5 【方法技巧】 6 方法技巧1 音调与频率 6 方法技巧2 探究影响乐器音调高低的因素 6 【巩固训练】 6 【学科素养】 1. 科学观念：知道音调跟声源振动频率有关，不同动物发出声波和接收声波的频率范围不同 2. 科学思维：会用实验的方法探究影响音调的因素；了解 调节弦乐器的音调的方法 3. 科学探究：通过经历探究影响音调的因素和调节弦乐器的音调，学习并培养从物理现象中归纳简单科学规律的方法 4. 科学态度与责任：培养学生利用手边的学习工具或生活用品进行简单物理实验的习惯和探究物理问题的能力 重点： 1.知道声音的音调跟发声体的振动频率有关。 难点： 1.实验探究声音的音调跟发声体的振动频率有关。 【思维导图】 【知识梳理】 知识点1：声音的高低——音调 1.音调：物理学中，把声音的高低叫做音调。我们接触到的声音，有的听起来尖细，声音高昂，音调高；有的听起来低沉，音调低。 2.探究影响声音高低的因素 【提出问题】声音的音调高低和什么因素有关？ 【设计实验】控制变量法：控制钢尺的振动幅度不变，只改变钢尺伸出的长短（改变钢尺振动的频率）。 如图2-2-2所示，将一把钢尺按紧在桌面上，一端伸出桌边。拨动钢尺，听它振动发出的声音，同时注意钢尺振动的快慢。改变钢尺伸出桌边的长度，使钢尺两次振动的幅度大致相同，再次拨动。 【实验步骤】 ①把钢尺紧压在桌上，使钢尺的伸出桌面外，用手向下压伸出的钢尺使其振动，观察钢尺振动的快慢并听钢尺发声的高低，记录在表格中； ②再分别把钢尺的、伸出桌面外，仍用同样大小的力向下压伸出的钢尺使其振动，观察钢尺振动的快慢并听钢尺发声的高低，记录在表格中。 实验记录表： 钢尺伸出桌面的长度 振动的快慢 声音音调的高低 快 高 较慢 较低 慢 低 【实验结论】钢尺振动越快，发出的声音越高；振动越慢，声音越低。 3.频率 （1）物理意义：用来描述物体振动快慢的物理量。物体振动快，则频率高；振动慢，则频率低。 （2）定义：声源振动次数和所用时间之比称为频率。用符号表示。 （3）单位：赫兹，符号是Hz。 如物体1s内振动了1次，则这个物体振动的频率。 （4）音调和频率的关系 声音的高低与声源振动的频率有关：声源振动的频率越高，音调越高；声源振动的频率越低，音调越低。 【典例1】（2025·宁夏固原·三模）我国已建成多条“音乐公路”，如图所示，路面上刻有一条条凹槽，可以把整条路面看成一张留声机的碟片，而汽车的轮胎就像是唱针，每当汽车按规定速度驶过这段路面时，一段优美的音乐就奏响了。音乐声是由汽车轮胎的 产生，并通过 传入人耳，若汽车超过规定的速度行驶，听到该音乐的音调会变 。 【变式1】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”、“中间”或“下面”）的齿轮。 【变式2】（24-25八年级上·四川南充·期末）“做中学”是一种重要的学习方式。如图用硬纸片在梳子上划动，划动速度越快，发出声音的音调越 ，这说明音调是由发声体的 决定的。 【变式3】（2025·安徽淮北·二模）多普勒效应指出，波在波源移向观察者时接收频率变高，而在波源远离观察者时接收频率变低。据此可以解释：当火车接近观察者时，其鸣笛声会比平常更刺耳。其中“更刺耳”是指声音的 （选填“音调”“响度”或“音色”）变高。 知识点2：用波形比较频率 1.音调的波形图 如图2-2-3 所示，甲、乙两个音叉的频率不同。在相同时间内，甲振动次数少频率低，音调低；乙振动次数多，频率高，音调高。 2.探究影响弦乐器音调的因素 【提出问题】弦乐器的音调高低和什么因素有关？ 【设计实验】控制变量法：（1）研究与弦的长短关系时，控制弦的粗细、松紧程度不变，改变弦的长度；（2）研究与弦的粗糙关系时，控制弦的长度、松紧程度不变，改变弦的粗细；（3）研究与弦的松紧程度关系时，控制弦的长度、粗细不变，改变弦的松紧程度。 【实验步骤】 （1） 准备两根粗细不同的琴弦(或尼龙丝细钢丝)。如图所示，将弦的一端绕在桌子的腿上并打结，另 一端绕过桌边的小滑轮，并挂上几个钩码，使琴弦在桌面上拉紧。再用两个三角形柱状小木块将弦支起，用塑胶尺弹拨弦的中部，就可看见弦的振动，并听见它发出的声音。 （2）分别改变弦的长度、粗细、张紧程度等不同情况下，弦发出声音的音调有什么变化? 【实验结论】 （1）长度、张紧程度相同时，弦越细，音调越高； （2）粗细、张紧程度相同时，弦越短，音调越高； （3）粗细、长度相同时，弦越紧，音调越高。 实验表明，弦越短、越细、越紧，它发出的声音音调越高。 【典例1】（2025·江苏常州·二模）白居易的《琵琶行》中有如下描述：“转轴拨弦三两声，未成曲调先有情。“演奏琵琶时通过拨动琴弦，使其 发声；若原琴弦发声如甲所示，将琴弦适当旋紧后用同样的力拨弦，声波的波形如 （选填甲、乙）所示。    【典例2】（24-25八年级上·陕西渭南·期末）在跨学科实践活动中，小明观察到演奏二胡时可通过按压、松开、滑动弦线等指法配合产生优美旋律。于是他提出问题：二胡弦发声的音调高低与什么因素有关？思考后他进行了猜想：二胡弦发声的音调高低可能与弦的长度、粗细和松紧有关。 实验次数 1 2 3 4 钢丝粗细程度 粗 细 细 ____ AB间距/cm 50 50 50 30 钩码个数/个 3 3 4 4 (1)为了探究小明的猜想，请将表格空格处补充完整： 。 (2)实验中，在钢丝末端悬挂不同数量的钩码是为了改变钢丝的 。 (3)第1、2两次实验是为了探究二胡弦发声的音调高低与弦的 的关系。拨动钢丝后发现第1次实验中钢丝发声比第2次实验中钢丝发声的音调低，则可初步得出结论：当弦的长度和松紧相同时，弦越 ，发声的音调越高。 (4)第3、4两次实验时，发现第3次实验中钢丝发声的音调低。在二胡演奏活动中，如图2所示，小明想要让二胡弦发出音调较低的声音，此时最简单合理的操作是松开 （选填“中指”或“食指”），理由是 。 【变式1】请阅读下面一段短文后，认真思考并回答有关问题。如图所示，小明和小刚用细棉线连接了两个可乐饮料的纸杯制成了一个“土电话”。 (1)他们用“土电话”能实现10m间的通话，这表明 ； (2)某研究小组利用以上两个纸杯和一些长短、粗细不同的琴弦，又进行了探究“音调和哪些因素有关”的活动，他们选用的琴弦长度、材料在图中已标出（其中琴弦的横截面积关系：），并且每根琴弦固定在“音箱”上的松紧程度一致。 ①若他们想研究“音调的高低与琴弦长度”的关系应选择琴弦 ； ②若有同学选择c和d进行研究，并推理得出：琴弦长度越长，振动越慢，音调就越低的结论，该同学探究过程中存在什么问题？ 。 【变式2】（24-25八年级上·广东东莞·期中）吉他是由两端固定的琴弦产生振动而发音的，如图1所示。为了研究同一根钢制琴弦发声音调与哪些因素有关，可利用图2所示实验装置，一块厚木板上有A、B两个楔支撑着琴弦，其中A楔固定，B楔可沿木板左右移动以改变琴弦振动部分AB的长度。将钢制琴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，琴弦绷的越紧。轻轻拨动琴弦，在AB间产生振动，并用仪器测出发声频率。 (1)某小组同学得到了下表中的数据，分析数据可以发现，该小组同学研究的是弦振动时发声的音调与弦的 和弦的松紧程度这两个因素的关系； 实验序号 长度L/m 重物/个数 频率f/Hz 1 0.4 2 375 2 0.8 2 170 3 4 265 (2)当表中的空格数据为 时，可用2、3两次实验来研究弦振动发声的音调和弦的 的关系； (3)分析表中 两次实验数据可以发现：同一根弦在松紧程度相同时，弦越 ，振动时弦的音调越低； (4)在上述探究的基础上，他们又选用一根与钢制琴弦粗细相同的长为0.4m的尼龙弦，来探究音调与弦的材料的关系，则需悬挂重物个数为 个； (5)该实验探究过程中用到的主要科学探究方法是 法。 【变式3】（24-25八年级上·广东江门·期中）小敏观察到提琴、吉他、二胡等弦乐器发声时，每根琴弦的音调不同。查阅资料后得知，弦乐器是靠调整弦的松紧来改变张力，调整其音高的，并振动弦发出声响。通常将弦调松，张力会减小，音调会变低。 小雨猜想：在琴弦张紧程度相同的条件下，音调高低可能还与弦的粗细、长短、及琴弦的材料有关。于是，她通过实验来探究一下自己的猜想是否正确。下表是她的实验数据： 编号 琴弦的材料 琴弦的长度/cm 琴弦的横截面积/mm2 A 不锈钢 50 0.3 B 不锈钢 50 0.7 C 尼龙丝 40 0.5 D 黄铜 30 0.5 E 尼龙丝 30 0.5 (1)探究音调与琴弦粗细的关系，应选用编号为 的琴弦。小雨选择编号D、E的琴弦，可探究音调与 的关系。 (2)把琴弦调紧一些，以相同的振幅拨动琴弦发声时，琴弦的张力变 （选填“大”或“小”），振动频率变高，因此音调升高。 (3)在上述探究过程中，用到的物理研究方法是 法。 (4)探究过程通常采用下列一些步骤：①实验研究；②分析归纳；③提出问题（或猜想）；④得出结论等，你认为小雨要完成本探究的全过程，所采取步骤的合理顺序应该是： （填写数字代号） 知识点3：人和动物的发声与听声频率 人和动物的发声频率范围各不相同（表2-2-1），能感受到的声音的频率范围也不相同（表2-2-2）。 【典例1】（24-25八年级上·山东德州·期末）某种苍蝇飞行6s内翅膀振动1200次，则频率是 Hz，而蝴蝶飞行4min翅膀振动1200次，则人类能听到的是 （选填“苍蝇”或“蝴蝶”）翅膀振动产生的声音。 【典例2】（24-25八年级上·河南郑州·期末）如图所示，蚊子和蝴蝶在飞行时翅膀都在振动，人耳听不到蝴蝶振翅的声音主要是由于蝴蝶的振翅声 低（选填“音调”、“响度”或“音色”）；我们能听到嗡嗡的蚊子声是通过 传入人耳。 【变式1】甲昆虫翅膀振动了1200次，乙昆虫翅膀振动600次，则人能听到 昆虫翅膀振动发出的声音。 【变式2】（24-25八年级上·云南昭通·期中）某种机械，可以在6s内振动18000次，该机械振动的频率是 Hz，人耳 （填“能”或“不能”）听到该机械发出的声音。 【变式3】（24-25八年级上·四川宜宾·期中）某种昆虫靠翅的振动发声，如果这种昆虫的翅膀在3秒内做了600次振动，那么它发声的频率是 Hz，人类 （选填“能”或“不能”）听到这个声音。 【方法技巧】 方法技巧1 音调与频率 （1）物体振动频率高，音调高；频率低，音调低。 方法技巧2 探究影响乐器音调高低的因素 （1）打击乐器 编钟、鼓、锣等乐器受到敲击时发生振动，产生声音。演奏编钟时，敲击大小不同的钟能发出不同音调的声音。 （2）管乐器 箫和笛等乐器，包含一段空气柱，吹奏时空气柱振动发声。手指在不同的音孔上，就会改变空气柱的长度，从而改变音调。长的空气柱产生低音，短的空气柱产生高音。 【巩固训练】 1.（24-25八年级上·河北廊坊·期中）人们能听见蜜蜂飞行的声音，却听不见蝴蝶飞行的声音，是因为这两种昆虫飞行时翅膀振动的 （选填“频率”或“幅度”）不一样。有一种昆虫飞行时靠翅膀振动发声，它的翅膀1s内振动了500次，我们 （选填“能”或“不能”）听见这种声音。 2．（24-25八年级上·河北唐山·期中）2023年10月5日，武夷山国家公园（江西片区）黄岗山区域发现蝶类新物种（如图）——黄岗山白灰蝶（拉丁名为Phengarischloe），白灰蝶在习性上与其他蝴蝶存在巨大差异，且分布区域极为狭窄，种群数量极为稀少；请据此图文信息回答 (1)黄岗山白灰蝶双翅展开的宽度是 cm； (2)如图是小琳用停表测量的白灰蝶翅膀振动48次的时间是 ；人耳 （选填“能”或“不能”）听到白灰蝶翅膀振动的声音。 3．（24-25八年级上·上海浦东新·期中）如图所示为形似蜂鸟的长喙天蛾，其翅膀每分钟振动高达4200次，则天蛾振翅的频率是 赫兹，人 （选填“能”或“不能”）听到其振翅的声音，因为人耳能听到的声音频率范围通常为 赫兹~20000赫兹。 4．（24-25八年级上·安徽六安·期中）大象之间可以通过次声波进行交流，而人无法听到，这是因为大象的声音 （选填“音调太低”或“传播距离太短”） 。 5．如图所示，将一把钢尺紧按在桌面上，一端伸出桌面适当的长度，拨动钢尺，就可听到钢尺由于 发出的声音。逐渐增加钢尺伸出桌面的长度，钢尺发出声音的 会逐渐变低，当钢尺伸出桌面超过一定长度时，虽然用同样的力拨动钢尺振动，却听不到声音，这是由于钢尺发出声音的频率小于 Hz。 6．（24-25八年级上·辽宁沈阳·期中）在探究影响音调的因素实验中，小明将直尺一端压在桌面上，另一端伸出桌面。实验中要拨动直尺，观察直尺伸出桌面的部分的振动快慢，小明应该采用图中 （填“甲”或“乙”）所示的实验操作方法。当钢尺伸出桌面很长时，即使在振动，也听不到声音了，这是因为 。 7．（24-25八年级上·江苏常州·期末）小明和小华对声音现象做了如下探究和思考： (1)他们利用“音箱”、频率探测器和一些长短、粗细不同的琴弦，又进行了“音调高低和哪些因素有关”的探究.选用的琴弦长度、材料在图乙中已标出，其中 a、c、d粗细相同，b最粗，并且每根琴弦固定在“音箱”上的松紧程度一致。 ①若想研究“音调的高低与琴弦粗细”的关系应选择琴弦 （a/b/c/d）。 ②若选择琴弦a和d，则是为了研究 。 ③小华选择c和d进行研究，并推理得出：琴弦长度越长，振动越慢，音调就越低的结论。请指出她探究过程中存在的问题： 。 (3)某种蝴蝶飞行时翅膀每分钟振动 480次，请通过数据说明我们能否听到该种蝴蝶飞行时发出的声音?答 ；说明原因： 。 8．在学习演奏小提琴的过程中，小华和同学们发现弦乐器的琴弦发出声音的音调受很多因素的影响，他们决定对这种现象进行探究，经讨论后提出以下猜想： 猜想一：琴弦发出声音的音调可能与琴弦的长短有关； 猜想二：琴弦发出声音的音调可能与琴弦的横截面积有关； 猜想三：琴弦发出声音的音调可能与琴弦的材料有关。 为了验证以上猜想是否正确，他们找到了一些不同规格的琴弦，如下表： 编号 琴弦的材料 琴弦的长度/cm 琴弦的横截面积/mm2 ① 钢 20 0.3 ② 0.5 ③ 钢 40 0.5 ④ 尼龙丝 30 0.5 ⑤ 尼龙丝 40 0.5 (1)为了验证猜想一，应选用编号为 、 的两根琴弦进行实验。 (2)为了验证猜想三，应选用编号为 、 的两根琴弦进行实验。 (3)若选用编号①②的琴弦验证猜想二，那么表中编号为②的琴弦所缺数据材料是 、长度为 cm。 (4)这一过程中主要的物理研究方法是 。 9．（24-25八年级上·河南安阳·期中）物理兴趣小组对吉他琴弦发出声音音调的高低与什么因素有关进行探究。探究前，小组的同学们经过热烈讨论，做出了影响琴弦发出声音的音调高低的猜想： 猜想一：可能与琴弦的横截面积有关； 猜想二：可能与琴弦的长短有关； 猜想三：可能与琴弦的材料有关。 为验证猜想，同学们找来琴弦，规格如表所示： 编号 材料 长度（cm） 横截面积（） A 铜 60 0.76 B 铜 60 1.02 C 铜 80 0.76 D 尼龙 80 (1)为验证猜想一，可选编号为A、B的两组琴弦进行实验探究，通过控制琴弦的 和 相同，探究弦发声的音调与弦的 的关系。 (2)选择AC研究后发现音调不同，由此得出的结论是：音调的高低与 有关。 (3)为验证猜想三，表格中琴弦D的横截面积应该是 。 (4)兴趣小组在进行实验时，采用的研究方法是 。 10．（24-25八年级上·河南南阳·期中）如图所示，在跨学科实践活动中，小红和小兰利用几根粗细不同的橡皮筋、一个纸盒、两根木条制作了一个橡皮筋吉他。 (1)小红用相同的力拨动松紧程度相同、粗细不同的橡皮筋时， （选填“粗”或“细”）橡皮筋振动得快，它发出声音的音调 （选填“高”或“低”）；用相同的力拨动粗细相同、松紧程度不同的橡皮筋时，较 （选填“松”或“紧”）橡皮筋振动得快，它发出声音的音调 （选填“高”或“低”）。 (2)小兰用大小不同的力拨动同一根橡皮筋时，用力越大橡皮筋振动的幅度越大，它发出声音的响度越 （选填“大”或“小”）。 (3)分析上述实验，可以得出的结论是：音调与发声体 有关，响度与发声体 有关。 11.（24-25八年级上·内蒙古赤峰·期末）探究音调与物体振动频率的关系 如图所示，将一把钢尺紧按在桌面上，使伸出的部分较长。拨动钢尺，依稀能够看到钢尺振动过程中的片片残影，此时钢尺振动较 （快/慢），发出声音音调较 （高/低）；当钢尺伸出部分较短时，拨动钢尺，几乎看不到每个位置的情形，振动范围内的钢尺连成了一个“虚”块，此时钢尺振动较 （快/慢），发出声音音调较 （高/低）。 12．（24-25八年级上·贵州黔南·期中）在学习小提琴的过程中，小明和同学们发现弦乐器的琴弦发出声音的音调受很多因素的影响。他们决定对这种现象进行探究，经讨论后提出以下猜想： 猜想一：琴弦发出声音的音调可能与琴弦的材料有关； 猜想二：琴弦发出声音的音调可能与琴弦的长短有关； 猜想三：琴弦发出声音的音调可能与琴弦的横截面积有关。 为了验证以上猜想是否正确，他们找到了一些不同规格的琴弦，规格如表所示： 编号 琴弦的材料 琴弦的长度 琴弦的横截面积/mm2 ① 钢 40 0.5 ② 钢 （a） （b） ③ 钢 60 1.0 ④ 尼龙丝 40 0.5 (1)为了验证猜想一，应选用编号分别为 的两根琴弦进行实验。 (2)如果选用①②可以验证猜想二，选用②③可以猜想三，表格中空白处的数据分别是： （a） ； （b） 。 (3)选用编号为①③的两根琴弦 （选填“能”或“不能”）验证猜想二，因为 。 13．（24-25八年级上·福建福州·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，可能与琴弦的长短有关 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： 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 (1)为验证猜想1，应选用编号为 的两根琴弦进行实验。 (2)为验证猜想2，应选用编号为 的两根琴弦进行实验。 (3)为验证猜想3，小明选取了C、D两根弦进行实验，表中应该填上所缺的数据是 。 (4)实验中选用不同的琴弦，改变了琴弦振动的 ，从而改变了琴弦发出声音的音调。但同时，弦的材料不同，也会导致发出声音的 不同。 学科网（北京）股份有限公司 $$