第2节 声音的特性（举一反三讲义）物理人教版2024八年级上册

第2节 声音的特性（原卷版） 【目录】 【学习目标】 1 【思维导图】 2 【知识梳理】 2 知识点1.音调 2 知识点2.响度 6 知识点3.音色 8 知识点4.科学世界：乐音和乐器 9 【方法技巧】 10 方法技巧1.放大法 10 方法技巧2.控制变量法 11 方法技巧3.辨别声音三个特性的方法 11 方法技巧4.根据波形图判断声音的特性 11 方法技巧5.判断乐器声音的特性 11 【巩固训练】 12 【学习目标】 目 标 目 标 阐 释 物理素养 物理观念 通过实验和实例，了解声音的特性。知道声音的音调跟发声体振动的频率有关，知道声音的响度跟发声体的振幅有关，知道不同发声体发出声音的音色不同。 科学思维 通过探究声音的音调与振动快慢的关系、响度与振幅的关系，发展科学归纳能力。用声音的波形图研究声音的音色时，体会运用图像进行科学研究的方法。 科学探究 在研究声音的特性实验中，有计划、有目的地观察现象，真实、准确地记录观察到的信息，养成科学观察的习惯。 科学态度与责任 在实验探究的过程中，形成严谨求真、实事求是的科学态度。通过欣赏不同乐器演奏的音乐，提高审美情趣。 重 点 1.理解音调、响度、音色的定义及其决定因素。 2.掌握探究音调与频率关系、响度与振幅关系的实验方法。 难 点 1.正确理解频率与音调的关系，尤其是“频率越高，音调越高”的因果逻辑。 2.在实验中准确控制变量，避免干扰因素影响实验结果。 【思维导图】 【知识梳理】 知识点1.音调 1.声音的特点： 生活中的声音 声音的特点 口哨声 尖脆、刺耳 音调高 军号声 尖脆、响亮 小鸟的叫声 尖细、婉转 牛的叫声 低沉粗壮 音调低 跑车发动机的声音 低沉、震耳 海浪的声音 低沉、震撼 我们接触到的声音，有的听起来尖细，声音高，音调高；有的听起来低沉，声音低，音调低。 2.音调： 声音的高低叫音调。日常生活中的声音有高有低，有的听起来尖脆，音调高；有的听起来低沉，音调低。通常女生比男生的音调高。女高音、男低音就是指音调的高低。 3.实验探究：影响音调高低的因素 【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 【归纳总结】比较三种情况下钢尺振动的快慢和发声的音调，发现钢尺伸出桌边的长度越长，钢尺振动得越慢，发声的音调越低。因而可知，物体振动得快，发声的音调就高；振动得慢，发声的音调就低。 3.频率 ①定义：物体每秒振动的次数叫频率，用字母f表示。 ②物理意义：描述物体振动快慢的物理量。 ③单位：赫兹，简称赫，用符号Hz表示。如果一个物体在1s时间内振动100次，它的频率就是100Hz，表示f=100Hz。 ④音调与声源振动频率的关系：频率决定声音的音调的高低。频率越高，音调越高，声音听起来越清脆；频率越低，音调越低，声音听起来越低沉。 ⑤音调高低不同的声波波形图： 波形图反映音调的高低：高音调的声音频率高，波形密集；低音调的声音频率低，波形较稀疏。 特别提醒 1.振动发声的频率跟发声体的形状、尺寸、材料和松紧程度等有关。 ①弦乐器的音调高低取决于弦的粗细、长短和松紧程度。一般来说，弦乐的弦越细、越短、越紧，其发声时的音调越高。 ②管乐音调的高低取决于发声的空气柱长短。一般来说，长空气柱振动发声的音调低，短空气柱振动发声的音调高。 ③打击乐以鼓为例，鼓皮绷得越紧，振动得越快，音调越高。 2.我们日常生活中常说的“女高音”“男高音”中的“高”“低”指的是音调，一般来说，儿童发声的音调比成年人高，女声比男声音调高。 声音是由物体振动产生的；振动停止，发声也停止。 4.超声波与次声波 根据声音振动频率，可将声分为如表所示的三类： 分类 定义 人类能否听到 共性 次声波 把低于20Hz的声叫次声波 否 声音、超声波、超声波统称为声 声音 人能感知的声音频率有一定的范围。多数人能听到的频率范围大约在20Hz~20000Hz之间。物理学中把人类能听到的声叫声音 能 超声波 把高于20000Hz的声叫超声波 否 特别提醒 ①超声波和次声波都是由物体振动产生的； ②超声波和次声波的传播也需要介质，在真空中不能传播； ③在介质种类和温度相同时，超声波和次声波的传播速度与声音的传播速度相同。 5.人和动物的发声和听觉频率范围 ①人和动物听觉频率范围各不相同。另外，不同人的听觉频率范围也略有不同，即使是同一个人，在不同年龄段听觉频率范围也不同，所以听觉频率范围20Hz~20000Hz仅仅是理论上的。 ②地震、海啸、台风、火山喷发等一般会伴有次声波产生，很多动物都能听到，如狗、大象等。 ③海豚、蝙蝠等能发出超声波，而大象能发出次声波，它们可以用人类听不到的声音完成交流和捕食。 【例1】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。 （1）拨动钢尺刻度尺，看到了钢尺伸出桌面的部分在振动，同时听到钢尺另一端拍打桌面发出的声音，小华的实验操作存在的问题是________。 A.没有控制变量　　　　　　　　　　　　　　B.伸出桌面的钢尺太短 C.手没有压紧钢尺　　　　　　　　　　　　　D.伸出桌面的钢尺太长 （2）小明规范实验操作后，将钢尺按紧在桌面上，一端伸出桌边，改变钢尺伸出的长度，用________（选填“相同”或“不同”）的力再次拨动直尺，观察直尺振动的________，听钢尺发出的声音的变化，这个实验用来探究声音的________和振动的________的关系； （3）当钢尺伸出桌面的长度增大到一定程度时，小明不能听到钢尺发出的声音，原因是__________________________________________。 【变式1-1】“转轴拨弦三两声，未成曲调先有情”，这描写的是琵琶的声音，从诗文中可以看出琵琶声是由琴弦________产生，转轴可以改变琴弦的松紧度，进而改变声音的________（“音调”、“响度”和“音色”）。 【变式1-2】下列乐器中，主要通过空气柱振动发声的是（　　） A.编钟 B.二胡 C.钢琴 D.长笛 【变式1-3】如下图所示的风铃有七根长短不同的小棍，物理王兴趣的同学在敲打小棍时，发现它们发出的声音不同，经研究可得：如表一所示是同一铁棍在不同长度L时敲击的振动频率f0。 实验序号 ① ② ③ ④ ⑤ L（cm） 5 10 15 20 25 F0（Hz） 700 500 400 300 200 （1）判断同一铁棍长度L与音调的关系，并说明理由_______________________________。 （2）要用这种材料做一个乐器，发出do re mi fa so la xi的音时，re的音小于500Hz，请你判断该乐器的长度________10cm（选填“大于”或“等于”或“小于”）。 知识点2.响度 1.响度 物理学中，声音的强度叫响度。平常我们说的“高声喧哗”、“低声细语”指的都是响度。 特别提醒 ①日常生活中所说的声音的“高”、“低”，有时候指的是音调，有时候指的是响度。例如，“高音我唱不上去”、“低音我唱不来”，这里“高”、“低”指的是音调；而“引吭高歌”、“低声细语”，这里的“高”、“低”指的是响度。 ②管乐音调的高低取决于发声的空气柱长短。一般来说，长空气柱振动发声的音调低，短空气柱振动发声的音调高。 2.实验探究：响度与说明因素有关 实验 如图所示，把系好的乒乓球细线拴在铁架台上，用正在发声的音叉轻触乒乓球；用大小不同的力敲击音叉，使音叉发出响度不同的声音，重做上面的实验，观察不同情况下乒乓球被弹开的幅度 现象 用加大的力敲击音叉时，音叉发出的声音的响度大，乒乓球被弹开的幅度大；用较小的力敲击音叉时，音叉发出的声音的响度小，乒乓球被弹开的幅度小 结论 声音的响度与发声体振动的幅度有关。发声体振动的幅度越大，产生声音的响度大；发声体振动的幅度越小，产生声音的响度越小 3.振幅 物理学中用振幅来描述物体振动的幅度，则上述实验结论可表述为：物体的振幅越大，产生声音的响度越大；物体振动的幅度越小，产生声音的响度越小。 4.振幅与波形示意图 甲图振幅大，响度大；乙图振幅小，响度小。 5.影响人听到声音是否响亮的因素 人听到的声音是否响亮，除了跟发声体发声时的振幅有关外，还跟人距发声体的远近有关。 6.减少声音分散的方法 ①将手做成喇叭状或用喇叭形的传声筒喊话，可以减少声音的分散，使处于喇叭前方的的听到的声音更响亮，也可以使声音传播得更远； ②利用管状物（例如听诊器），也能减少声音的分散，增强传声效果。 特别提醒 用喇叭状或管状物传递声音，没有增大发声体发出声音的响度，只是减少了声音的散失，从而增强了传声效果。 【例2】如图所示，用力敲击鼓面，可以听到鼓发出的声音，同时观察到鼓面上的碎纸屑会跳动，这个现象可以说明发声的鼓面是________（选填“振动”或“静止”）的。小兴第一次敲击鼓面的力度较小，鼓发出的声音较小，观察到纸屑跳动的幅度也较小；他第二次敲击鼓面的力度较大，鼓发出的声音较大，观察到纸屑跳动的幅度也较大。请你根据小兴的实验过程提出一个可探究的科学问题：________________。 【变式2-1】在成都地铁3号线磨子桥站出口，行人走上“琴键”台阶（如图），台阶亮灯并响起音乐。关于上述情景，下列说法正确的是（　　） A.该音乐声由行人振动产生 B.该音乐声不能在真空中传播 C.乐曲的音色与行人的心情有关 D.乐曲的音调越高响度一定越大 【变式2-2】（2025·甘肃·中考真题）市场上有一种变声器，可以改变声音的特性。某段声音的波形变化如图所示，变声前是A段，变声后是B段，则变声后声音的音调________（选填“变高”“不变”或“变低”），响度________（选填“变大”“不变”或“变小”）。 【变式2-3】5月25日，2024年全国科技活动周正式启动，临沂市部分学校开展了人工智能进校园活动。如图所示，同学们与智能机器人交流互动时，机器人的声音（　　） A.不是由振动产生的 B.不能在真空中传播 C.在气体中传播得最快 D.音调的高低与振幅有关 知识点3.音色 1.音色 频率的高低决定声音的音调，但是不同的物体发出的声音，即便音调相同，我们还是能够分辨它们。这表明在声音的特征中还有一个因素是十分重要的，它就是音色。 音色反映声音的品质与特色。我们能区分不同人、不同物体发出的声音，主要就是根据音色不同。 2.影响音色的因素 音色与发声体的材料、结构等因素有关，不同发声体的材料、结构不同，发出声音的音色也不相同。 3.声音的波形 波的形状不同，音色不同。 特别提醒 ①根据音色可以分辨出不同乐器（发声体）和不同人的声音。在欣赏交响乐时，人们能根据音色分辨出不同乐器发出的声音；“闻其声而知其人”也是因为不同人发出的声音的因素不同。 ②同一发声体，如果其结构发生变化，音色也将发生变化。因此，可以根据音色来辨别瓷器内部是否产生了裂痕、机器运转是否正常等。 【例3】鸟鸣清脆如玉，琴声婉转悠扬。人耳能辨别鸟声与琴声，主要是根据声音的（ ） A.传播速度　　　　　　　　B.音调　　　　　　　　C.响度　　　　　　　　D.音色 【变式3-1】2024年6月 10日是我国传统节日端午节，端午节划龙舟是传统的习俗，弘扬中国传统文化是我们义不容辞的责任。端午节赛龙舟时，赛事激烈，思考乐财财同学的欢呼声越来越大，这个“越来越大”是指（　　） A.音色　　　　　　　　B.音调　　　　　　　　C.响度　　　　　　　　D.速度 【变式3-2】“声纹锁”能识别主人说出的“口令”并自动解锁，而当别人说出同样的“口令”却无法让锁打开。声纹锁主要是依据声音的________（选填“响度”“音调”或“音色”）来识别主人身份的。 【变式3-3】诗词是中华文明智慧的积淀，是流传下来的活化石。下列古诗词与所蕴含的声学知识，对应正确的是（ ） A.谁家玉笛暗飞声，散入春风满洛城——空气能传声 B.中军置酒饮归客，胡琴琵琶与羌笛——根据响度区分不同乐器的声音 C.不敢高声语，恐惊天上人——声音的音调高 D.绕梁三日有余音，流水千山无限事——余音不需要振动 知识点4.科学世界：乐音和乐器 1.乐音：悠扬、悦耳，听起来很舒服的声音叫乐音。从钢琴和长笛的波形图中可以看出，乐音的波形是有规则的。 2.乐器：乐器可以分为打击乐器、弦乐器和管乐器等不同类型。 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。击鼓时的力度越大，鼓面的振动幅度就越大，声音就越响亮。 ②弦乐器：古琴、琵琶、二胡、小提琴和钢琴等乐器通过弦的振动发声。长而粗的弦发声的音调低，短而细的弦发声的音调高。绷紧的弦发声的音调高，不紧的弦发声的音调低。弦的振动幅度越大，声音就越响。弦乐器通常有一个共鸣箱来使声音更洪亮。 ③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。 【例4】中华优秀传统文化源远流长。如图所示是我国古老的传统弹拨乐器古筝，用古筝演奏乐曲时，下列说法正确的是（　　） A.古筝通过弦的振动发出悠扬悦耳的声音 B.快速拨动弦时，发出的声音在温度不变的空气中传播速度变大 C.用大小不同的力拨动同一根弦可以改变发出声音的音调 D.古筝与长笛在演奏同一乐曲时发出声音的音色是相同的 【变式4-1】北京的鸽哨制作精致，图中所示的是用多个管状哨连接成的一个“连筒类”鸽哨。当鸽子携带鸽哨飞行时，哨声既有高音、也有低音，主要是因为各筒的长短会影响发出声音的（　　） A.音调 B.音色 C.响度 D.传播速度 【变式4-2】（2025·江苏苏州·中考真题）苏州评弹是国家级非物质文化遗产，表演中常用到琵琶、三弦等乐器，如图所示。当演奏者拨动琴弦时，弦因________而发出声音，且拨的力度越大，声音的_______越大；听众能分辨出琵琶和三弦发出的声音，主要是依据声音的________不同。 【变式4-3】如图所示，小红同学正在演奏古筝，听众分辨出古筝的声音，是依据声音的（ 　 ） A.响度　　　　　　　　B.音调　　　　　　　　C.音色　　　　　　　　D.速度 【方法技巧】 1.放大法：在上述实验中，音叉振动幅度的大小难以直观的看到，我们通过音叉弹开乒乓球的距离来间接反映音叉振动幅度的大小，这种方法叫放大法。放大法是转换法的一种。 2.控制变量法：音调的高低可能与多个因素有关，故探究各个因素对音调高低的影响时，应采用控制变量法。即当探究某个因素对音调高低影响时，控制其他影响因素不变，探究该因素对音调高低的影响，最后再综合分析音调高低与各个因素之间的关系。 3.辨别声音三个特性的方法： 明概念 响度指声音的强弱，音调指声音的高低，音色指声音的品质 知因素 声源的振幅影响声音的响度大小，声源振动的频率影响声音的音调，声源的材料、结构影响音色 晓听觉 响度的听觉的感觉是声音的大小，音调的听觉感觉是声音尖细或低沉，音色的听觉感觉是声音品质的差异 4.根据波形图判断声音的特性 ①不同音调的声波在波形图中显示出疏密程度不同的波形。如图所示是甲、乙两个不同的音叉发出声音的波形图，其中甲的频率低，声音的音调低。 ②不同响度的声波在波形图中显示出高低不同的波形，即振幅不同的波形。如图所示，乙波形图中，振幅大，声音的响度大。 ③不同音色的声波在波形图中显示出形状不同的波形，波形不同说明音色不同。如图所示，波形不同，即音色不同。 5.判断乐器声音的特性 ①改变音调的常见方法: a.弦乐器：改变琴弦的松紧、长短、粗细、材料。 b.鼓类乐器：改变鼓皮的松紧，绷得越紧，音调越高。 c.管乐器：改变空气柱的长短，空气柱越短，音调越高。 ②改变响度的常见方法： a.弦乐器、打击乐器：用力越大，响度越大。 b.管乐器：吹奏的力度越大，响度越大。 【巩固训练】 一、填空题： 1.（2025年重庆市初中学业水平暨高中招生考试试题）2025年5月20日，我国大型音乐舞蹈《编钟乐舞》在法国巴黎上演。美妙的编钟乐声是由编钟________产生的，观众能分辨数十种伴奏古乐器演奏的声音，是因为不同乐器发声的________不同。 2.（2025年广东省初中学业考题）10.粤剧被列入联合国教科文组织人类非物质文化遗产代表作名录。在粤剧表演时，琴声是由琴弦________产生的，并通过________传播到观众处。观众可根据声音的________分辨不同的乐器。 3.在音乐会演奏前，双簧管乐手发出A音，其他乐手都要以这个A音为基准对其乐器进行校音，这是利用了A音的________。双簧管发出的声音通过________传到观众耳朵。 4.（2025年苏州市学业考试卷）苏州评弹是国家级非物质文化遗产，表演中常用到琵琶、三弦等乐器，如图所示.当演奏者拨动琴弦时，弦因_________而发出声音，且拨的力度越大，声音的_________越大；听众能分辨出琵琶和三弦发出的声音，主要是依据声音的_________不同。 5.《诗经》有云：“伯氏吹埙（xūn），仲氏吹篪（chí）。”如图所示，埙是我国最古老的闭口吹奏乐器，吹奏时按压不同位置的气孔，主要改变声音的________；用不同力度吹奏，主要改变声音的________。（均选填“音调”“响度”或“音色”） 6.（2025年河南省初中学业考题）2.如图描绘了古诗《所见》中的田园意境。“牧童骑黄牛，歌声振林樾”中，若以黄牛为参照物，牧童是______的；歌声是由牧童的声带______产生的。“意欲捕鸣蝉，忽然闭口立”中，牧童能识别出蝉的声音，主要是依据了声音的______（填“响度”或“音色”）。 7.中央电视台《2023年春节联欢晚会》的戏曲节目《华彩梨园》广邀戏曲名家、“80后”“90后”的青年一代戏曲演员和少儿戏曲爱好者同台献技。通过声音的________（选填“音调”“响度”或“音色”）不同可以辨别出节目中有哪些乐器发出声音，演员的声音高是指声音的________（选填“音调”“响度”或“音色”）。 8.如图，小芳自制了“水瓶琴”。她往八个相同的玻璃瓶中灌入不同高度的水，敲击它们就可以发出不同的声音。其中音调最高的是第_______个玻璃瓶；向瓶口吹气也会发出声音，这是由于_______________振动产生的声音。 9．（24-25八年级上·新疆哈密·期末）学校开运动会，百米赛跑时，由于光速远大于声速，计时员___________________（选填“看到发令枪冒烟”或“听到枪声”）就计时。某同学百米测验成绩是15s，他的平均速度是_________（保留一位小数）。裁判员正拿着扩音器指挥现场，裁判员的声音通过扩音后的声波波形图是________（选填“甲”、“乙”或“丙”）。甲、乙、丙三图中音调相同的是________，响度相同的是________。 二、选择题： 10. （2025年长春初中学业考题）端午节进行龙舟比赛时鼓声很大，这里“很大”指的是鼓声的（　　） A.音调高 B.响度大 C.音色好 D.速度大 11.（2025年武汉初中毕业考题）唐代诗人李白游黄鹤楼时留下了千古名句“黄鹤楼中吹玉笛，江城五月落梅花”。诗人既能辨别吹奏的乐器是笛子，又能辨别吹奏的曲子是《梅花落》，分别是依据声音特性中的（ ） A.音调和音色 B.音色和音调 C.音调和响度 D.响度和音色 12.中国神曲——冲锋号，这个声音被外国人称为“东方魔曲”，战场上令敌人闻风丧胆。当冲锋号响起时，宁可前进一步死，也不后退一步生，这就是中国军人的军魂。关于冲锋号的下列说法正确的是（　　） A.冲锋号发出的声音不是由物体振动产生的 B.用力吹响冲锋号是改变了发出声音的响度 C.空气中，声音的传播速度约为3×108m/s D.冲锋号喇叭口的作用是减小声音的分散，增大声音的音调 13.（2025年广东省广州市中学业考题）AI智能音箱收到调低音量的指令时，就会自动改变声音的（　　） A.音调 B.响度 C.音色 D.频率 14.《中国诗词大会》是央视一档全民参与的诗词节目，其中“飞花令”环节在节目中非常受欢迎。关于节目中描写声的诗词，下列说法正确的是（     ） A.“少小离家老大回，乡音无改鬓毛衰”中“乡音无改”是指声音的响度没变 B.“不敢高声语，恐惊天上人”，诗句中的“高”是指声音的音调高 C.“春眠不觉晓，处处闻啼鸟”，鸟叫声不是由振动产生的 D.“姑苏城外寒山寺，夜半钟声到客船”中“钟声”是通过空气传入人耳的 15.（2025年广东省深圳市中考题）志豪同学和铭泽同学听到“鼓声”和“英歌（潮汕英歌舞）鼓槌打声”的碰撞，分辨原因是（　　） A.音调　　　　　　　　　B.音色　　　　　　　　C.频率　　　　　　　　D.响度 16.小明同学用相同的玻璃瓶灌入不同高度的水制作水瓶琴，如图所示，并用小木棒敲击瓶口，为同学们演奏美妙乐曲。下列说法正确的是（　　） A.敲击水瓶琴发出的乐曲声是由玻璃瓶和水振动产生的 B.敲击时最左侧瓶子发出声音的音调最高 C.用不同的力敲击同一个瓶子口可以改变声音的音调 D.同学们听到的乐曲声是通过水传播的 17.（2025年河北省初中学业考题）古琴是我国的一种传统弦乐器。下列说法正确的是（　　） A.琴声是由弦的振动产生的 B.琴声可以在真空中传播 C.被拨动的琴弦越粗，音调越高 D.拨动琴弦的力度越大，响度越小 18.下图所示的是甲乙丙丁四个物体振动产生声音的波形图，下列说法正确的是（　　） A.甲、乙的音调和响度相同，音色不同 B.甲、丙的音调和音色相同，响度不同 C.乙、丁的音调和响度相同，音色不同 D.丙、丁的音调和音色相同，响度不同 三、实验探究题： 19.如图所示，小组同学完成以下三个声现象的实验，请回答相关问题。 （1）如图甲所示，该装置中乒乓球被弹开，说明了发声的音叉在________；乒乓球在实验中的作用是将实验现象放大，这种实验方法是_________（选填“控制变量”或“转换”）法，该装置还可以探究声音响度与________的关系； （2）如图乙所示，随着抽气机不断向罩外抽气，小明听到罩内闹钟铃声的________（选填“响度”、“音调”或“音色”）在不断变化。如果罩内的空气被完全抽空则不能听到铃声，由此我们可以推理得出的结论是________________________； （3）如图丙，若钢尺伸出桌面的长度保持不变，改用更大的力拨动钢尺，则听到声音的________（选填“响度”、“音调”或“音色”）有变化，而________（选填“响度”、“音调”、“音色”）变大。若拨动钢尺的力大小保持不变，逐渐增加钢尺伸出桌面的长度，听到声音的________变低（选填“响度”、“音调”或“音色”）。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_____________（选填“发出声音的响度为0dB”、“发声频率高于20000Hz”或“发声频率低于20Hz”）。 20.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：琴弦发出的声音的音调高低，可能与琴弦的横截面积有关； 猜想二：琴弦发出的声音的音调高低，可能与琴弦的长短有关； 猜想三：琴弦发出的声音的音调高低，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8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） 编号 材料 长度（cm） 横截面积（m2） A 铜 60 0.76 E 铜 80 1.02 B 铜 60 0.89 F 铜 100 0.76 C 铜 60 1.02 G 尼龙 80 1.02 D 铜 80 0.76 H 尼龙 100 1.02 （1）小华选用了A、D、F三根琴弦，是为了研究音调的高低与_____________的关系； （2）小明想选用三根琴弦来验证音调的高低与琴弦横截面积的关系，应选__________三根琴弦； （3）小华认为：如果想选用三根琴弦来验证音调的高低与琴弦的材料的关系，还要添加一根钢琴弦I，它的长度应该为________cm、横截面积为________mm2； （4）如图所示，小丽与小刚选用以上琴弦和两个纸杯，制成了一个“土电话”； ①他们用“土电话”能实现10m间的轻声通话，这表明声音可以在________中传播； ②相距同样远，讲话者以同样的响度说话，如果用细铜金属丝连接，则比尼龙琴弦连接时听到的声音要大些，根据这一实验现象，我们可以提出一个探究问题：________________________________。 ③如果使用“土电话”时，另一位同学用手捏住琴弦的某一部分，则听的那一位同学 （选填“能”或“不能”）听到对方的说话声。 第 1 页 共 16 页 学科网（北京）股份有限公司 $ 第2节 声音的特性（解析版） 【目录】 【学习目标】 1 【思维导图】 2 【知识梳理】 2 知识点1.音调 2 知识点2.响度 7 知识点3.音色 9 知识点4.科学世界：乐音和乐器 11 【方法技巧】 13 方法技巧1.放大法 13 方法技巧2.控制变量法 13 方法技巧3.辨别声音三个特性的方法 13 方法技巧4.根据波形图判断声音的特性 13 方法技巧5.判断乐器声音的特性 14 【巩固训练】 14 【学习目标】 目 标 目 标 阐 释 物理素养 物理观念 通过实验和实例，了解声音的特性。知道声音的音调跟发声体振动的频率有关，知道声音的响度跟发声体的振幅有关，知道不同发声体发出声音的音色不同。 科学思维 通过探究声音的音调与振动快慢的关系、响度与振幅的关系，发展科学归纳能力。用声音的波形图研究声音的音色时，体会运用图像进行科学研究的方法。 科学探究 在研究声音的特性实验中，有计划、有目的地观察现象，真实、准确地记录观察到的信息，养成科学观察的习惯。 科学态度与责任 在实验探究的过程中，形成严谨求真、实事求是的科学态度。通过欣赏不同乐器演奏的音乐，提高审美情趣。 重 点 1.理解音调、响度、音色的定义及其决定因素。 2.掌握探究音调与频率关系、响度与振幅关系的实验方法。 难 点 1.正确理解频率与音调的关系，尤其是“频率越高，音调越高”的因果逻辑。 2.在实验中准确控制变量，避免干扰因素影响实验结果。 【思维导图】 【知识梳理】 知识点1.音调 1.声音的特点： 生活中的声音 声音的特点 口哨声 尖脆、刺耳 音调高 军号声 尖脆、响亮 小鸟的叫声 尖细、婉转 牛的叫声 低沉粗壮 音调低 跑车发动机的声音 低沉、震耳 海浪的声音 低沉、震撼 我们接触到的声音，有的听起来尖细，声音高，音调高；有的听起来低沉，声音低，音调低。 2.音调： 声音的高低叫音调。日常生活中的声音有高有低，有的听起来尖脆，音调高；有的听起来低沉，音调低。通常女生比男生的音调高。女高音、男低音就是指音调的高低。 3.实验探究：影响音调高低的因素 【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 【归纳总结】比较三种情况下钢尺振动的快慢和发声的音调，发现钢尺伸出桌边的长度越长，钢尺振动得越慢，发声的音调越低。因而可知，物体振动得快，发声的音调就高；振动得慢，发声的音调就低。 3.频率 ①定义：物体每秒振动的次数叫频率，用字母f表示。 ②物理意义：描述物体振动快慢的物理量。 ③单位：赫兹，简称赫，用符号Hz表示。如果一个物体在1s时间内振动100次，它的频率就是100Hz，表示f=100Hz。 ④音调与声源振动频率的关系：频率决定声音的音调的高低。频率越高，音调越高，声音听起来越清脆；频率越低，音调越低，声音听起来越低沉。 ⑤音调高低不同的声波波形图： 波形图反映音调的高低：高音调的声音频率高，波形密集；低音调的声音频率低，波形较稀疏。 特别提醒 1.振动发声的频率跟发声体的形状、尺寸、材料和松紧程度等有关。 ①弦乐器的音调高低取决于弦的粗细、长短和松紧程度。一般来说，弦乐的弦越细、越短、越紧，其发声时的音调越高。 ②管乐音调的高低取决于发声的空气柱长短。一般来说，长空气柱振动发声的音调低，短空气柱振动发声的音调高。 ③打击乐以鼓为例，鼓皮绷得越紧，振动得越快，音调越高。 2.我们日常生活中常说的“女高音”“男高音”中的“高”“低”指的是音调，一般来说，儿童发声的音调比成年人高，女声比男声音调高。 声音是由物体振动产生的；振动停止，发声也停止。 4.超声波与次声波 根据声音振动频率，可将声分为如表所示的三类： 分类 定义 人类能否听到 共性 次声波 把低于20Hz的声叫次声波 否 声音、超声波、超声波统称为声 声音 人能感知的声音频率有一定的范围。多数人能听到的频率范围大约在20Hz~20000Hz之间。物理学中把人类能听到的声叫声音 能 超声波 把高于20000Hz的声叫超声波 否 特别提醒 ①超声波和次声波都是由物体振动产生的； ②超声波和次声波的传播也需要介质，在真空中不能传播； ③在介质种类和温度相同时，超声波和次声波的传播速度与声音的传播速度相同。 5.人和动物的发声和听觉频率范围 ①人和动物听觉频率范围各不相同。另外，不同人的听觉频率范围也略有不同，即使是同一个人，在不同年龄段听觉频率范围也不同，所以听觉频率范围20Hz~20000Hz仅仅是理论上的。 ②地震、海啸、台风、火山喷发等一般会伴有次声波产生，很多动物都能听到，如狗、大象等。 ③海豚、蝙蝠等能发出超声波，而大象能发出次声波，它们可以用人类听不到的声音完成交流和捕食。 【例1】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。 （1）拨动钢尺刻度尺，看到了钢尺伸出桌面的部分在振动，同时听到钢尺另一端拍打桌面发出的声音，小华的实验操作存在的问题是________。 A.没有控制变量　　　　　　　　　　　　　　B.伸出桌面的钢尺太短 C.手没有压紧钢尺　　　　　　　　　　　　　D.伸出桌面的钢尺太长 （2）小明规范实验操作后，将钢尺按紧在桌面上，一端伸出桌边，改变钢尺伸出的长度，用________（选填“相同”或“不同”）的力再次拨动直尺，观察直尺振动的________，听钢尺发出的声音的变化，这个实验用来探究声音的________和振动的________的关系； （3）当钢尺伸出桌面的长度增大到一定程度时，小明不能听到钢尺发出的声音，原因是__________________________________________。 【答案】（1）C；（2）相同；快慢；音调；频率；（3）钢尺振动频率低于人耳能听到的范围 【解析】（1）此实验要探究影响音调的因素，拨动钢尺刻度尺，应观察钢尺伸出桌面的部分在振动情况听发出的声音的音调高低，听到钢尺另一端拍打桌面发出的声音，可能手没有压紧钢尺，应用手在桌边压紧钢尺，使钢尺紧贴桌面，这样另一端就不会振动了。 故选C。 （2）将钢尺紧按在桌面上，一端伸出桌边，用相同的力拨动钢尺，钢尺振动的幅度相同，控制响度相同，改变钢尺伸出桌边的长度，观察钢尺振动的快慢，听钢尺发出的声音的变化，探究音调和频率的关系。 （3）当钢锯条伸出桌面的长度增大到一定程度时，振动的频率低于20Hz，超出人类能听到的频率范围，不能听到钢锯条发出的声音。 【变式1-1】“转轴拨弦三两声，未成曲调先有情”，这描写的是琵琶的声音，从诗文中可以看出琵琶声是由琴弦________产生，转轴可以改变琴弦的松紧度，进而改变声音的________（“音调”、“响度”和“音色”）。 【答案】振动；音调 【解析】由于一切声音都是由声源振动产生的，所以琵琶声是由琴弦的振动产生的。 转轴可以改变琴弦的松紧度，则琴弦振动的快慢不同，即振动频率改变了，故发出声音的音调不同。 【变式1-2】下列乐器中，主要通过空气柱振动发声的是（　　） A.编钟 B.二胡 C.钢琴 D.长笛 【答案】D 【解析】A.编钟属于打击乐器，通过编钟振动发声的，故A不符合题意； B.二胡是弦乐器，通过拉弦时弦振动发声，故B不符合题意； C.钢琴是弦乐器，通过按琴键时琴弦振动发声，故C不符合题意； D.长笛是管乐器，通过吹奏时长笛里面的空气柱振动发声，故D符合题意。 故选D。 【变式1-3】如下图所示的风铃有七根长短不同的小棍，物理王兴趣的同学在敲打小棍时，发现它们发出的声音不同，经研究可得：如表一所示是同一铁棍在不同长度L时敲击的振动频率f0。 实验序号 ① ② ③ ④ ⑤ L（cm） 5 10 15 20 25 F0（Hz） 700 500 400 300 200 （1）判断同一铁棍长度L与音调的关系，并说明理由_______________________________。 （2）要用这种材料做一个乐器，发出do re mi fa so la xi的音时，re的音小于500Hz，请你判断该乐器的长度________10cm（选填“大于”或“等于”或“小于”）。 【答案】（1）L越长音调越低（频率随长度增加而减小，频率小即音调低）；（2）大于 【解析】（1）由表格数据可知，当铁棒的长度越长时，振动的频率越低，音调越低；当铁棒的长度越短时，振动的频率越高，音调越高。 （2）由表格数据可知，当铁棒的长度为10cm时，振动的频率为500Hz，当铁棒的长度小于10cm时，振动的频率大于500Hz，音调高于re；当铁棒的长度大于10cm时，振动的频率小于500Hz，音调低于re；所以，要用这种材料做一个乐器，发出do re mi fa so la xi的音时，re的音小于500Hz，该乐器的长度应大于10cm。 知识点2.响度 1.响度 物理学中，声音的强度叫响度。平常我们说的“高声喧哗”、“低声细语”指的都是响度。 特别提醒 ①日常生活中所说的声音的“高”、“低”，有时候指的是音调，有时候指的是响度。例如，“高音我唱不上去”、“低音我唱不来”，这里“高”、“低”指的是音调；而“引吭高歌”、“低声细语”，这里的“高”、“低”指的是响度。 ②管乐音调的高低取决于发声的空气柱长短。一般来说，长空气柱振动发声的音调低，短空气柱振动发声的音调高。 2.实验探究：响度与说明因素有关 实验 如图所示，把系好的乒乓球细线拴在铁架台上，用正在发声的音叉轻触乒乓球；用大小不同的力敲击音叉，使音叉发出响度不同的声音，重做上面的实验，观察不同情况下乒乓球被弹开的幅度 现象 用加大的力敲击音叉时，音叉发出的声音的响度大，乒乓球被弹开的幅度大；用较小的力敲击音叉时，音叉发出的声音的响度小，乒乓球被弹开的幅度小 结论 声音的响度与发声体振动的幅度有关。发声体振动的幅度越大，产生声音的响度大；发声体振动的幅度越小，产生声音的响度越小 3.振幅 物理学中用振幅来描述物体振动的幅度，则上述实验结论可表述为：物体的振幅越大，产生声音的响度越大；物体振动的幅度越小，产生声音的响度越小。 4.振幅与波形示意图 甲图振幅大，响度大；乙图振幅小，响度小。 5.影响人听到声音是否响亮的因素 人听到的声音是否响亮，除了跟发声体发声时的振幅有关外，还跟人距发声体的远近有关。 6.减少声音分散的方法 ①将手做成喇叭状或用喇叭形的传声筒喊话，可以减少声音的分散，使处于喇叭前方的的听到的声音更响亮，也可以使声音传播得更远； ②利用管状物（例如听诊器），也能减少声音的分散，增强传声效果。 特别提醒 用喇叭状或管状物传递声音，没有增大发声体发出声音的响度，只是减少了声音的散失，从而增强了传声效果。 【例2】如图所示，用力敲击鼓面，可以听到鼓发出的声音，同时观察到鼓面上的碎纸屑会跳动，这个现象可以说明发声的鼓面是________（选填“振动”或“静止”）的。小兴第一次敲击鼓面的力度较小，鼓发出的声音较小，观察到纸屑跳动的幅度也较小；他第二次敲击鼓面的力度较大，鼓发出的声音较大，观察到纸屑跳动的幅度也较大。请你根据小兴的实验过程提出一个可探究的科学问题：________________。 【答案】振动；纸屑跳动的幅度与敲击鼓面的力度是否有关 【解析】如图所示，在鼓面上撒上一些纸屑，敲鼓时看到纸屑上下跳动，是鼓面把纸屑弹起，这个现象说明发声的物体都在振动。 用力越大，纸屑跳动的幅度越大，听到的鼓声越响，据此提出的一个可以探究的科学问题是：纸屑跳动的幅度与敲击鼓面的力度是否有关。 【变式2-1】在成都地铁3号线磨子桥站出口，行人走上“琴键”台阶（如图），台阶亮灯并响起音乐。关于上述情景，下列说法正确的是（　　） A.该音乐声由行人振动产生 B.该音乐声不能在真空中传播 C.乐曲的音色与行人的心情有关 D.乐曲的音调越高响度一定越大 【答案】B 【解析】A.声音是由物体振动产生的，该音乐声由“琴键”台阶振动产生，故A错误； B.声音的传播需要介质，因此该音乐声不能在真空中传播，故B正确； C.乐曲的音色与“琴键”台阶的结构等有关，与行人的心情无关，故C错误； D.乐曲的音调越高，是指声音的频率大，而响度与声音的振幅有关，故D错误。 故选B。 【变式2-2】（2025·甘肃·中考真题）市场上有一种变声器，可以改变声音的特性。某段声音的波形变化如图所示，变声前是A段，变声后是B段，则变声后声音的音调________（选填“变高”“不变”或“变低”），响度________（选填“变大”“不变”或“变小”）。 【答案】不变；变大 【解析】由图可知，B段与A段相比，声波相同时间内振动的次数不变，说明频率不变，则变声后声音的音调不变；声波的振幅增大、响度变大。 【变式2-3】5月25日，2024年全国科技活动周正式启动，临沂市部分学校开展了人工智能进校园活动。如图所示，同学们与智能机器人交流互动时，机器人的声音（　　） A.不是由振动产生的 B.不能在真空中传播 C.在气体中传播得最快 D.音调的高低与振幅有关 【答案】B 【解析】A.声音都是由物体振动产生的，故A不符合题意； B.声音的传播需要介质，真空不能传声，故B符合题意； C.相同温度下，声音在固体中传播最快，液体次之，气体最慢，故C不符合题意； D.声音的音调与振动频率有关，故D不符合题意。 故选B。 知识点3.音色 1.音色 频率的高低决定声音的音调，但是不同的物体发出的声音，即便音调相同，我们还是能够分辨它们。这表明在声音的特征中还有一个因素是十分重要的，它就是音色。 音色反映声音的品质与特色。我们能区分不同人、不同物体发出的声音，主要就是根据音色不同。 2.影响音色的因素 音色与发声体的材料、结构等因素有关，不同发声体的材料、结构不同，发出声音的音色也不相同。 3.声音的波形 波的形状不同，音色不同。 特别提醒 ①根据音色可以分辨出不同乐器（发声体）和不同人的声音。在欣赏交响乐时，人们能根据音色分辨出不同乐器发出的声音；“闻其声而知其人”也是因为不同人发出的声音的因素不同。 ②同一发声体，如果其结构发生变化，音色也将发生变化。因此，可以根据音色来辨别瓷器内部是否产生了裂痕、机器运转是否正常等。 【例3】鸟鸣清脆如玉，琴声婉转悠扬。人耳能辨别鸟声与琴声，主要是根据声音的（ ） A.传播速度　　　　　　　　B.音调　　　　　　　　C.响度　　　　　　　　D.音色 【答案】D 【解析】我们把声音特有的特色叫做音色，因此我们能分辨出来鸟声与琴声这两种声音，主要是因为音色。 故选D。 【变式3-1】2024年6月 10日是我国传统节日端午节，端午节划龙舟是传统的习俗，弘扬中国传统文化是我们义不容辞的责任。端午节赛龙舟时，赛事激烈，思考乐财财同学的欢呼声越来越大，这个“越来越大”是指（　　） A.音色　　　　　　　　B.音调　　　　　　　　C.响度　　　　　　　　D.速度 【答案】C 【解析】响度是指声音的大小，同学的欢呼声越来越大，说明声音较大，声音的响度大。 故选C。 【变式3-2】“声纹锁”能识别主人说出的“口令”并自动解锁，而当别人说出同样的“口令”却无法让锁打开。声纹锁主要是依据声音的________（选填“响度”“音调”或“音色”）来识别主人身份的。 【分析】声音的特点和品质叫做音色，影响因素是发声体的材料和结构。 【解答】不同发声体发出声音的音色不同，声纹锁主要依据声音的音色来识别主人身份的。 故答案为：音色。 【点评】此题考查了声音的特性，比较简单，属基础题。 【变式3-3】诗词是中华文明智慧的积淀，是流传下来的活化石。下列古诗词与所蕴含的声学知识，对应正确的是（ ） A.谁家玉笛暗飞声，散入春风满洛城——空气能传声 B.中军置酒饮归客，胡琴琵琶与羌笛——根据响度区分不同乐器的声音 C.不敢高声语，恐惊天上人——声音的音调高 D.绕梁三日有余音，流水千山无限事——余音不需要振动 【答案】A 【分析】（1）声音的传播需要介质，固体、液体和气体都能够充当声音传播的介质，真空不能传播声音； （2）声音的特性包括音调、响度和音色，其中音调指声音的高低，响度指声音的大小，音色反映的是声音的品质与特色； （3）响度是指声音的强弱，即我们常说的声音的大小，它与声源振动的振幅有关，以及距离发声体的远近有关，振幅越大，响度越大； （4）声音是由物体的振动产生的，一切发声的物体都在振动。 【解答】A.“谁家玉笛暗飞声，散入春风满洛城，人们听到的笛声是通过空气到我们的耳朵，故A正确； B.能分辨胡琴琵琶与羌笛的声音，是依据声音的音色不同，故B错误； C.“不敢高声语，恐惊天上人”中的“高声”指声音的响度大，故D错误； D.声音是由物体的振动产生的，余音也需要振动，故D错误。 故选：A。 知识点4.科学世界：乐音和乐器 1.乐音：悠扬、悦耳，听起来很舒服的声音叫乐音。从钢琴和长笛的波形图中可以看出，乐音的波形是有规则的。 2.乐器：乐器可以分为打击乐器、弦乐器和管乐器等不同类型。 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。击鼓时的力度越大，鼓面的振动幅度就越大，声音就越响亮。 ②弦乐器：古琴、琵琶、二胡、小提琴和钢琴等乐器通过弦的振动发声。长而粗的弦发声的音调低，短而细的弦发声的音调高。绷紧的弦发声的音调高，不紧的弦发声的音调低。弦的振动幅度越大，声音就越响。弦乐器通常有一个共鸣箱来使声音更洪亮。 ③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。 【例4】中华优秀传统文化源远流长。如图所示是我国古老的传统弹拨乐器古筝，用古筝演奏乐曲时，下列说法正确的是（　　） A.古筝通过弦的振动发出悠扬悦耳的声音 B.快速拨动弦时，发出的声音在温度不变的空气中传播速度变大 C.用大小不同的力拨动同一根弦可以改变发出声音的音调 D.古筝与长笛在演奏同一乐曲时发出声音的音色是相同的 【答案】A 【解析】A.声音由物体的振动产生，古筝是通过弦的振动发出声音的，故A正确； B.声音的传播速度与介质种类和温度有关，与频率无关，所以快速拨动弦时，发出的声音在温度不变的空气中传播速度不变，故B错误； C.用大小不同的力拨动同一根弦可以改变弦的振幅，从而改变发出声音的响度，故C错误； D.古筝与长笛在演奏同一乐曲时发出声音的音色是不同的，故D错误。 故选A。 【变式4-1】北京的鸽哨制作精致，图中所示的是用多个管状哨连接成的一个“连筒类”鸽哨。当鸽子携带鸽哨飞行时，哨声既有高音、也有低音，主要是因为各筒的长短会影响发出声音的（　　） A.音调 B.音色 C.响度 D.传播速度 【答案A 【解析】A.音调指的是声音的高低，与振动频率有关，各筒的长短不同，空气振动频率不同，音调不同，故A符合题意； B.音色指的是声音的特色，与发生的材料和结构有关，与各筒的长短无关，故B不符合题意； C.响度指的是声音的强弱，影响因素是振动的幅度，与各筒的长短无关，故C不符合题意； D.传播速度与介质、温度有关，与各筒的长短无关，故D不符合题意。 故选A。 【变式4-2】（2025·江苏苏州·中考真题）苏州评弹是国家级非物质文化遗产，表演中常用到琵琶、三弦等乐器，如图所示。当演奏者拨动琴弦时，弦因________而发出声音，且拨的力度越大，声音的_______越大；听众能分辨出琵琶和三弦发出的声音，主要是依据声音的________不同。 【答案】振动；响度；音色 【解析】声音是由物体的振动产生的，一切正在发声的物体都在振动。当演奏者拨动琴弦时，弦会振动，从而发出声音。 响度是指声音的强弱，它与发声体的振幅有关，振幅越大，响度越大。拨的力度越大，琴弦振动的幅度就越大，即振幅越大，所以声音的响度越大。 音色是指声音的特色，不同发声体的材料、结构不同，发出声音的音色不同。琵琶和三弦的材料、结构不同，它们发出声音的音色不同。听众能分辨出琵琶和三弦发出的声音，主要是依据声音的音色不同。 【变式4-3】如图所示，小红同学正在演奏古筝，听众分辨出古筝的声音，是依据声音的（ 　 ） A.响度　　　　　　　　B.音调　　　　　　　　C.音色　　　　　　　　D.速度 【答案】C 【分析】声音的特性有三个：音调、响度、音色。音调是声音的高低，响度是人耳处声音的大小，音色是声音的品质和特色。 【解答】人们能分辨出古筝和琵琶演奏的声音，主要是依据声音的音色不同。 故选：C。 【方法技巧】 1.放大法：在上述实验中，音叉振动幅度的大小难以直观的看到，我们通过音叉弹开乒乓球的距离来间接反映音叉振动幅度的大小，这种方法叫放大法。放大法是转换法的一种。 2.控制变量法：音调的高低可能与多个因素有关，故探究各个因素对音调高低的影响时，应采用控制变量法。即当探究某个因素对音调高低影响时，控制其他影响因素不变，探究该因素对音调高低的影响，最后再综合分析音调高低与各个因素之间的关系。 3.辨别声音三个特性的方法： 明概念 响度指声音的强弱，音调指声音的高低，音色指声音的品质 知因素 声源的振幅影响声音的响度大小，声源振动的频率影响声音的音调，声源的材料、结构影响音色 晓听觉 响度的听觉的感觉是声音的大小，音调的听觉感觉是声音尖细或低沉，音色的听觉感觉是声音品质的差异 4.根据波形图判断声音的特性 ①不同音调的声波在波形图中显示出疏密程度不同的波形。如图所示是甲、乙两个不同的音叉发出声音的波形图，其中甲的频率低，声音的音调低。 ②不同响度的声波在波形图中显示出高低不同的波形，即振幅不同的波形。如图所示，乙波形图中，振幅大，声音的响度大。 ③不同音色的声波在波形图中显示出形状不同的波形，波形不同说明音色不同。如图所示，波形不同，即音色不同。 5.判断乐器声音的特性 ①改变音调的常见方法: a.弦乐器：改变琴弦的松紧、长短、粗细、材料。 b.鼓类乐器：改变鼓皮的松紧，绷得越紧，音调越高。 c.管乐器：改变空气柱的长短，空气柱越短，音调越高。 ②改变响度的常见方法： a.弦乐器、打击乐器：用力越大，响度越大。 b.管乐器：吹奏的力度越大，响度越大。 【巩固训练】 一、填空题： 1.（2025年重庆市初中学业水平暨高中招生考试试题）2025年5月20日，我国大型音乐舞蹈《编钟乐舞》在法国巴黎上演。美妙的编钟乐声是由编钟________产生的，观众能分辨数十种伴奏古乐器演奏的声音，是因为不同乐器发声的________不同。 【答案】振动；音色 【解析】声音是由物体的振动产生的，编钟发声是由于编钟振动产生的。 音色是发声体的声音品质，由发声体本身的特征决定，是区别声音的重要标志，观众能分辨出演奏同一首乐曲中的各种乐器发出的声音，主要是因为不同乐器发声的音色不同。 2.（2025年广东省初中学业考题）10.粤剧被列入联合国教科文组织人类非物质文化遗产代表作名录。在粤剧表演时，琴声是由琴弦________产生的，并通过________传播到观众处。观众可根据声音的________分辨不同的乐器。 【答案】振动；空气；音色 【解析】声音由物体振动产生，琴弦振动发出琴声。 声音传播需要介质，琴声通过空气传入观众耳中。 不同乐器因材料和结构差异，发出声音的音色不同，观众可根据声音的音色分辨不同的乐器。 3.在音乐会演奏前，双簧管乐手发出A音，其他乐手都要以这个A音为基准对其乐器进行校音，这是利用了A音的________。双簧管发出的声音通过________传到观众耳朵。 【答案】音调；空气 【解析】音调是指声音的高低，它和物体振动频率有关；频率越高，音调越高；频率越低，音调越低；在音乐会演奏前，乐队总是按照音乐会的音高调音，所以双簧管乐手发出A音，其他乐手都要以这个A音为基准对其乐器进行校音，这是利用了A音的音调。 声音的传播需要介质，声音可以在固体、液体、气体中传播，双簧管发出的声音通过空气传到观众耳朵。 4.（2025年苏州市学业考试卷）苏州评弹是国家级非物质文化遗产，表演中常用到琵琶、三弦等乐器，如图所示.当演奏者拨动琴弦时，弦因_________而发出声音，且拨的力度越大，声音的_________越大；听众能分辨出琵琶和三弦发出的声音，主要是依据声音的_________不同。 【答案】振动；响度；音色 【解析】声音是由物体的振动产生的，一切正在发声的物体都在振动。当演奏者拨动琴弦时，弦会振动，从而发出声音。 响度是指声音的强弱，它与发声体的振幅有关，振幅越大，响度越大。拨的力度越大，琴弦振动的幅度就越大，即振幅越大，所以声音的响度越大。 音色是指声音的特色，不同发声体的材料、结构不同，发出声音的音色不同。琵琶和三弦的材料、结构不同，它们发出声音的音色不同。听众能分辨出琵琶和三弦发出的声音，主要是依据声音的音色不同。 5.《诗经》有云：“伯氏吹埙（xūn），仲氏吹篪（chí）。”如图所示，埙是我国最古老的闭口吹奏乐器，吹奏时按压不同位置的气孔，主要改变声音的________；用不同力度吹奏，主要改变声音的________。（均选填“音调”“响度”或“音色”） 【答案】音调；响度 【解析】吹坝的过程中，按住不同的小孔，空气柱的长度不同，振动的频率不同，会改变声音的音调。 用不同的力度吹奏埙时，改变了发声体的振幅，改变了响度。 6.（2025年河南省初中学业考题）2.如图描绘了古诗《所见》中的田园意境。“牧童骑黄牛，歌声振林樾”中，若以黄牛为参照物，牧童是______的；歌声是由牧童的声带______产生的。“意欲捕鸣蝉，忽然闭口立”中，牧童能识别出蝉的声音，主要是依据了声音的______（填“响度”或“音色”）。 【答案】静止；振动；音色 【解析】牧童与黄牛间的空间位置没有发生改变，所以以黄牛为参照物，牧童是静止的。 声音是由物体振动产生的，牧童的歌声是由声带振动产生的。 牧童能识别出蝉的声音，是因为不同发声体的材料和结构不同，发出声音的音色不同。 7.中央电视台《2023年春节联欢晚会》的戏曲节目《华彩梨园》广邀戏曲名家、“80后”“90后”的青年一代戏曲演员和少儿戏曲爱好者同台献技。通过声音的________（选填“音调”“响度”或“音色”）不同可以辨别出节目中有哪些乐器发出声音，演员的声音高是指声音的________（选填“音调”“响度”或“音色”）。 【答案】音色；音调 【解析】音色反映声音的品质与特色，不同乐器发出声音的音色不同，可以通过音色不同辨别出节目中有哪些乐器发出声音。 音调是指声音的高低，演员的声音高是指声音的音调高。 8.如图，小芳自制了“水瓶琴”。她往八个相同的玻璃瓶中灌入不同高度的水，敲击它们就可以发出不同的声音。其中音调最高的是第_______个玻璃瓶；向瓶口吹气也会发出声音，这是由于_______________振动产生的声音。 【答案】8；瓶内空气柱 【解析】敲瓶子时，是瓶子和水振动发声，水越多，振动得越慢，频率越低，音调越低；反之，音调越高，所以音调最高的是第8个玻璃瓶。 向瓶口吹气会引起瓶内空气发生振动发出声音，这种声音由于瓶内空气柱振动产生的声音。 9．（24-25八年级上·新疆哈密·期末）学校开运动会，百米赛跑时，由于光速远大于声速，计时员___________________（选填“看到发令枪冒烟”或“听到枪声”）就计时。某同学百米测验成绩是15s，他的平均速度是_________（保留一位小数）。裁判员正拿着扩音器指挥现场，裁判员的声音通过扩音后的声波波形图是________（选填“甲”、“乙”或“丙”）。甲、乙、丙三图中音调相同的是________，响度相同的是________。 【答案】看到发令枪冒烟_______6.7m/s 甲 甲、乙 甲、乙、丙 【解析】在百米赛跑时，由于光速远大于声速，光从起点传到终点的时间非常短，几乎可以忽略不计，所以计时员在看到发令枪冒烟时就计时，而不是听到枪声再计时，这样计时更准确。 某同学百米测验成绩是15s，根据速度公式，他的平均速度为： 裁判员正拿着扩音器指挥现场，扩音器增大了声音的响度，所以裁判员的声音通过扩音后的声波波形图与原图相比，振幅增大，即甲图符合。 音调指声音的高低，是由物体振动的频率决定的，频率越大，音调越高；观察甲、乙、丙三图的波形图，可以看出,甲、乙波形图波峰和波谷出现的次数相同，即振动频率相同，所以音调相同。 响度指声音的强弱，是由物体振动的振幅决定的，振幅越大，响度越大；观察甲、乙、丙三图的波形图，可以看出甲、乙、丙波形图波峰和波谷偏离平衡位置的距离相同且波形相同，即振幅相同，所以响度相同。 二、选择题： 10. （2025年长春初中学业考题）端午节进行龙舟比赛时鼓声很大，这里“很大”指的是鼓声的（　　） A.音调高 B.响度大 C.音色好 D.速度大 【答案】B 【解析】响度表示声音的大小。端午节进行龙舟比赛时鼓声很大，这里“很大”指的是鼓声的强度等级高，即响度大。故B符合题意，ACD不符合题意。 故选B。 11.（2025年武汉初中毕业考题）唐代诗人李白游黄鹤楼时留下了千古名句“黄鹤楼中吹玉笛，江城五月落梅花”。诗人既能辨别吹奏的乐器是笛子，又能辨别吹奏的曲子是《梅花落》，分别是依据声音特性中的（ ） A.音调和音色 B.音色和音调 C.音调和响度 D.响度和音色 【答案】B 【解析】A.音调指声音的高低，不能辨别乐器，音色指声音的特色，不能辨别乐曲，故A不符合题意； B.音色指声音的特色，可以辨别乐器，音调指声音的高低，可以辨别乐曲，故B符合题意； C.音调指声音的高低，不能辨别乐器，响度指声音的强弱，不能辨别乐曲，故C不符合题意； D.响度指声音的强弱，不能辨别乐器，音色指声音的特色，不能辨别乐曲，故D不符合题意。 故选B。 12.中国神曲——冲锋号，这个声音被外国人称为“东方魔曲”，战场上令敌人闻风丧胆。当冲锋号响起时，宁可前进一步死，也不后退一步生，这就是中国军人的军魂。关于冲锋号的下列说法正确的是（　　） A.冲锋号发出的声音不是由物体振动产生的 B.用力吹响冲锋号是改变了发出声音的响度 C.空气中，声音的传播速度约为3×108m/s D.冲锋号喇叭口的作用是减小声音的分散，增大声音的音调 【答案】B 【解析】A.声音是由物体振动产生的，冲锋号发出的声音是由物体振动产生的，故A错误； B.用力吹响冲锋号时，空气柱的振幅变大，声音的响度变大，故B正确； C.声音在15∘C空气中的传播速度约为340m/s，故C错误； D.冲锋号喇叭口的作用是减小声音的分散，增大声音的响度，故D错误。 故选B。 13.（2025年广东省广州市中学业考题）AI智能音箱收到调低音量的指令时，就会自动改变声音的（　　） A.音调 B.响度 C.音色 D.频率 【答案】B 【解析】A.音调指的声音的高低，音调与频率相关，不受音量调节影响，故A不符合题意； B.响度指的是声音的大小，调低音量时，音箱减小了扬声器的振幅，而振幅决定响度，因此改变的是响度，故B符合题意； C.音色指的是声音的特色，音色由发声体本身决定，不受音量调节影响，故C不符合题意； D.频率指的是振动的快慢，频率是音调的决定因素，但题目中“调低音量”并未直接改变频率，故D不符合题意。 故选B。 14.《中国诗词大会》是央视一档全民参与的诗词节目，其中“飞花令”环节在节目中非常受欢迎。关于节目中描写声的诗词，下列说法正确的是（     ） A.“少小离家老大回，乡音无改鬓毛衰”中“乡音无改”是指声音的响度没变 B.“不敢高声语，恐惊天上人”，诗句中的“高”是指声音的音调高 C.“春眠不觉晓，处处闻啼鸟”，鸟叫声不是由振动产生的 D.“姑苏城外寒山寺，夜半钟声到客船”中“钟声”是通过空气传入人耳的 【答案】D 【解析】A.“少小离家老大回，乡音无改鬓毛衰”是指声音的音色没变，故A错误； B.“不敢高声语，恐惊天上人”，诗句中的“高”是指声音的响度大，故B错误； C.声音由物体振动产生，“春眠不觉晓，处处闻啼鸟”，鸟叫声是振动产生的，故C错误； D.声音的传播需要介质，“姑苏城外寒山寺，夜半钟声到客船”中“钟声”是通过空气传入人耳的，故D正确。 故选D。 15.（2025年广东省深圳市中考题）志豪同学和铭泽同学听到“鼓声”和“英歌（潮汕英歌舞）鼓槌打声”的碰撞，分辨原因是（　　） A.音调　　　　　　　　　B.音色　　　　　　　　C.频率　　　　　　　　D.响度 【答案】B 【解析】音色是由发声体的材料、结构决定的，不同发声体发出声音的音色不同。“鼓声”和“潮汕英歌舞鼓槌打声”，其发声体不同，鼓是鼓面振动发声，英歌舞鼓槌是鼓槌敲击物体发声，材料和结构等不同，所以声音的音色不同，人们可以根据音色来分辨不同的声音，故B符合题意，ACD不符合题意。 故选B。 16.小明同学用相同的玻璃瓶灌入不同高度的水制作水瓶琴，如图所示，并用小木棒敲击瓶口，为同学们演奏美妙乐曲。下列说法正确的是（　　） A.敲击水瓶琴发出的乐曲声是由玻璃瓶和水振动产生的 B.敲击时最左侧瓶子发出声音的音调最高 C.用不同的力敲击同一个瓶子口可以改变声音的音调 D.同学们听到的乐曲声是通过水传播的 【答案】A 【解析】A.敲击有水玻璃瓶时，声音是由玻璃瓶和水振动产生的，故A正确； B.敲击时，瓶内的水越少振动频率越高，音调越高，所以，最左侧瓶子发出声音的音调最低，故B错误； C.用不同的力敲击同一个瓶子口，它们振动的幅度不同，响度不同，故C错误； D.同学们听到的乐曲声是通过空气传播的，故D错误。 故选A。 17.（2025年河北省初中学业考题）古琴是我国的一种传统弦乐器。下列说法正确的是（　　） A.琴声是由弦的振动产生的 B.琴声可以在真空中传播 C.被拨动的琴弦越粗，音调越高 D.拨动琴弦的力度越大，响度越小 【答案】A 【解析】A.声音是由物体的振动产生的，琴声是由弦的振动产生的，故A正确； B.声音的传播需要介质，真空不能传声，琴声不可以在真空中传播，故B错误； C.被拨动的琴弦越粗，琴弦振动得越慢，音调越低，故C错误； D.拨动琴弦的力度越大，琴弦振动幅度较大，发出声音的响度越大，故D错误。 故选A。 18.下图所示的是甲乙丙丁四个物体振动产生声音的波形图，下列说法正确的是（　　） A.甲、乙的音调和响度相同，音色不同 B.甲、丙的音调和音色相同，响度不同 C.乙、丁的音调和响度相同，音色不同 D.丙、丁的音调和音色相同，响度不同 【答案】A 【解析】A.由图可知，甲、乙在相同时间内振动次数相同，则音调相同，振幅相同，则响度相同，波的形状不同，则音色不同，故A正确； B.由图可知，甲、丙在相同时间内振动次数不同，则音调不同，振幅相同，则响度相同，波的形状相同同，则音色相同，故B错误； C.由图可知，乙、丁在相同时间内振动次数相同，则音调相同，振幅不同，则响度不同，波的形状不同，则音色不同，故C错误； D.由图可知，丙、丁在相同时间内振动次数不同，则音调不同，振幅不同，则响度不同，波的形状相同，则音色相同，故D错误。 故选A。 三、实验探究题： 19.如图所示，小组同学完成以下三个声现象的实验，请回答相关问题。 （1）如图甲所示，该装置中乒乓球被弹开，说明了发声的音叉在________；乒乓球在实验中的作用是将实验现象放大，这种实验方法是_________（选填“控制变量”或“转换”）法，该装置还可以探究声音响度与________的关系； （2）如图乙所示，随着抽气机不断向罩外抽气，小明听到罩内闹钟铃声的________（选填“响度”、“音调”或“音色”）在不断变化。如果罩内的空气被完全抽空则不能听到铃声，由此我们可以推理得出的结论是________________________； （3）如图丙，若钢尺伸出桌面的长度保持不变，改用更大的力拨动钢尺，则听到声音的________（选填“响度”、“音调”或“音色”）有变化，而________（选填“响度”、“音调”、“音色”）变大。若拨动钢尺的力大小保持不变，逐渐增加钢尺伸出桌面的长度，听到声音的________变低（选填“响度”、“音调”或“音色”）。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_____________（选填“发出声音的响度为0dB”、“发声频率高于20000Hz”或“发声频率低于20Hz”）。 【答案】（1）振动；转换；振幅；（2）响度；真空不能传声；（3）响度；响度；音调；发声频率低于20Hz 【解析】（1）图甲中，乒乓球接触发声的音叉被弹开，说明发声音叉在振动。 通过乒乓球被弹起将音叉微小的振动放大，这种实验方法叫做转换法。 通过乒乓球被弹起说明物体发声时在振动；如果改变用力大小，乒乓球弹起的越高，振幅越大，响度越大，该实验可以探究响度跟振幅的关系。 （2）图乙中，抽气机不断向罩外抽气的过程中，空气越来越少，罩内被拨打的手机的铃声越来越小，即响度越来越小，直到听不见，这说明：声音的传播需要介质真空不能传声； （3）一端伸出桌面适当的长度，拨动钢尺，钢尺振动可以发出声音。用更大的力拨动钢尺，钢尺的振幅变大，则听到声音的响度变大。 改变钢尺伸出桌面的长度，用同样大小的力拨动其伸出桌面的一端，这样会导致钢尺振动的快慢不同，即发出声音的音调不同。 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，这是由于发声频率低于20Hz。 20.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：琴弦发出的声音的音调高低，可能与琴弦的横截面积有关； 猜想二：琴弦发出的声音的音调高低，可能与琴弦的长短有关； 猜想三：琴弦发出的声音的音调高低，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8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） 编号 材料 长度（cm） 横截面积（m2） A 铜 60 0.76 E 铜 80 1.02 B 铜 60 0.89 F 铜 100 0.76 C 铜 60 1.02 G 尼龙 80 1.02 D 铜 80 0.76 H 尼龙 100 1.02 （1）小华选用了A、D、F三根琴弦，是为了研究音调的高低与_____________的关系； （2）小明想选用三根琴弦来验证音调的高低与琴弦横截面积的关系，应选__________三根琴弦； （3）小华认为：如果想选用三根琴弦来验证音调的高低与琴弦的材料的关系，还要添加一根钢琴弦I，它的长度应该为________cm、横截面积为________mm2； （4）如图所示，小丽与小刚选用以上琴弦和两个纸杯，制成了一个“土电话”； ①他们用“土电话”能实现10m间的轻声通话，这表明声音可以在________中传播； ②相距同样远，讲话者以同样的响度说话，如果用细铜金属丝连接，则比尼龙琴弦连接时听到的声音要大些，根据这一实验现象，我们可以提出一个探究问题：________________________________。 ③如果使用“土电话”时，另一位同学用手捏住琴弦的某一部分，则听的那一位同学 （选填“能”或“不能”）听到对方的说话声。 【答案】（1）琴弦的长短；（2）A、B、C；（3）80；1.02；（4）固体；传声效果与传声介质有什么关系；不能 【解析】（1）A、D、F三根琴弦只有长度不同，根据控制变量法，是为了研究音调的高低与琴弦的长短的关系。 （2）要验证音调的高低与琴弦横截面积的关系，根据控制变量法，应选择只有横截面积不同的A、B、C三根琴弦。 （3）验证音调的高低与琴弦的材料的关系，应该选用只有材料不同的三根琴弦，所以添加的钢琴弦I应长度应该为80cm、横截面积为1.02mm²，这样就与琴弦E、G只有材料不同。 （4）用“土电话”能实现10m间的轻声通话，这表明声音可以在固体中传播。 相距同样远，讲话者以同样的响度说话，如果用细铜金属丝连接，则比尼龙琴弦连接时听到的声音要大些，传声的介质不同，效果不同，可以探究：传声效果与传声介质有什么关系？ 声音是由物体振动产生的，如果使用“土电话”时，另一位同学用手捏住琴弦的某一部分，琴弦停止振动，则听的那一位同学不能听到对方的说话声。 第 12 页 共 23 页 学科网（北京）股份有限公司 $