跨学科实践 简单乐器的制作（举一反三讲义）物理沪科版（五四学制）2024八年级上册

第3章 声现象 3.4 跨学科实践 简单乐器的制作 目录 【学习目标】 1 【思维导图】 2 【知识梳理】 2 知识点1：中国传统乐器的调查 2 知识点2制作一个简单的乐器 5 【巩固训练】 8 【学习目标】 1．巩固声音的产生与传播、音调、响度、音色等声学知识，理解中国传统乐器发声的物理原理，明确乐器如何控制声音三要素。 2．通过调查中国传统乐器，提升资料收集与整理能力；通过自制简易乐器，锻炼动手实践和跨学科应用能力。 3.感受中国传统乐器的文化魅力，激发对物理与艺术融合的探索兴趣，培养团队合作与创新精神。 ． 教学重点： 1. 中国传统乐器发声的物理原理及对声音三要素的控制方式 2. 运用声学知识，完成简易乐器的设计与制作 。 教学难点： .1.分析复杂传统乐器控制声音三要素的方法。 2..解决自制乐器过程中出现的音准、响度等问题。 【思维导图】 【知识梳理】 知识点1 中国传统乐器的调查 一、.中国传统乐器 中国古代拥有丰富多样的传统乐器，这些乐器源远流长，承载着深厚的文化底蕴，例如二胡、琵琶、编钟、箫、笛、瑟、琴、埙、笙和鼓等，它们常用于宫廷、民间及宗教场合，展现了中国古代音乐的独特魅力。 （1）二胡起源于唐代，由西域胡人传入，又称胡琴，是胡琴发展出的重要品种。作为中国传统拉弦乐器，又名南胡或嗡子，是主要弓弦乐器之一。其结构为木质，由琴杆、琴筒、琴轴等构成；琴筒形状多样，如圆形或六角形，一端蒙蛇皮或蟒皮，另一端设雕花音窗。在乐队中作用显著，可独奏或合奏，表现力丰富，能演奏细腻深沉或欢快活泼的乐曲。音色接近人声，具有歌唱性和诉说感。名曲包括《二泉映月》《良宵》《听松》《赛马》《葡萄熟了》等。 二胡 琵琶 编钟 （2）琵琶是弹拨乐器之王，木制琴体，半梨形音箱，四弦。音色清脆明亮或深沉浑厚。演奏时竖抱，左手按品控制音高，右手拨弦控制音色。代表曲目有《十面埋伏》和《阳春白雪》。 （3）编钟是青铜礼器，起源于商周。曾侯乙编钟有65件钟，合瓦状结构，能发双音。音律体系完善，证明先秦声学高度。 （4）箫历史悠久，可追溯至远古。分为洞箫和琴箫，单管竖吹，竹制，有六孔或八孔。音色圆润轻柔，幽静典雅，适于独奏和重奏。 箫 笛 琴 鼓 （5）笛是中国特色吹奏乐器，历史8000余年。竖吹，音孔五至八孔，七孔居多，音阶传统。 （6）琴发明于伏羲时代，七弦，十三徽。演奏有散、泛、按三种音色：散声刚劲浑厚，泛音轻盈虚飘，按声可变音高。还能奏出各种音程。文献丰富，是古代音乐珍品。 （7）鼓是中国历史最悠久的打击乐器之一，最早可追溯至远古时期。其基本构造为木制或陶制框体，两端蒙以牛皮，通过敲击振动皮膜发声。按形制可分为大鼓、小鼓、堂鼓、板鼓等多种类型。演奏时以鼓槌或徒手击打鼓心、鼓边等不同位置，可产生丰富多变的音效，如鼓心音低沉浑厚，鼓边音清脆短促。鼓声雄壮激昂，节奏感鲜明，常用于庆典、战争、戏曲及乐队演奏中渲染气氛、控制节奏。代表曲目包括民间打击乐曲《将军令》《丰收锣鼓》等。 2．中国传统乐器的分类及发声原理 二、中国传统乐器的发声原理和发声三要素的控制 1、中国传统乐器的发声原理 分类 乐器 主要发声原理 弹拨类 琴、古筝、琵琶、阮、三弦、月琴、秦琴、瑟、南琵琶等 琴弦的振动 吹管类 长笛、洞箫、南洞箫、唢呐、尺八、排箫等 空气柱的振动 簧管类 笙、巴乌、葫芦丝等 空气柱的振动 拉弦类 二胡、板胡、粤胡、中胡、京胡、马头琴等 琴弦的振动 打击类 锣、鼓、梆子、木鱼、钹、编钟、编磬等 乐器表面的振动 吹腔类 埙、篪等 空气柱的振动 2、中国传统乐器的发声三要素的控制 乐器种类 发声方式 控制音调 控制响度 控制音色 二胡 琴弦的振动 改变琴弦的松紧程度、粗细、振动部分的长度 拉动弓毛的力度 制作弓、琴弦、弓毛等的材质 竹笛 空气柱的振动 手指按压不同的孔，改变空气柱的长度 改变吹奏的力度 竹的材质 小提琴 琴弦的振动 改变琴弦的松紧程度、粗细、振动部分的长度 改变拉动琴弦的力度 制作弓、琴弦等的材质 鼓 鼓面的振动 改变鼓面皮膜的张紧度或击打位置 改变敲击的力度 制作鼓面皮膜和鼓身的材料 三、乐器与声音的基本关系 那不同的乐器发出的声音不一样，这就涉及到声音的特性啦。声音有响度、音调、音色这三个特性。响度就是声音的大小，就像你大声喊和小声说话，这就是响度的不同。在乐器里，你用力敲鼓，鼓发出的声音响度就大，轻轻敲呢，响度就小。 音调呢，它和物体振动的频率有关。频率越高，音调就越高。就像在钢琴上，越往右边的键，弹出来的音音调越高，为啥呢？因为琴弦越短越细，振动起来就越快，频率就高。咱们在制作简单乐器的时候，也得考虑这个因素哦。 音色就更神奇了，它就像每个人的声音都有自己的特色一样。不同的乐器有不同的音色，小提琴的音色悠扬婉转，小号的音色嘹亮高亢。这是因为乐器的材料、结构等不同造成的。 例1．我国的民族音乐源远流长，下列关于民族乐器说法正确的是（　　） A．演奏古筝时，琴弦振动发声 B．敲鼓的力越大，鼓声的音调越高 C．琵琶与古筝的音色相同 D．箫声在空气中的传播速度比琴声的大 【答案】A 【详解】A．声音是由物体的振动产生的，演奏古筝时琴弦振动发声，故A正确； B．敲鼓的力越大，鼓面振动的幅度越大，鼓声的响度越大，故B错误； C．琵琶声与古筝声是由不同的发声体振动发出的声音，因此声音的音色不同，故C错误； D．声音传播的速度与介质有关，萧声在空气中的传播速度和琴声相同，故D错误。 故选A。 【变式1-1】晓彤在学习完乐音和噪声这节课后，想到《世本·作篇》中有对古代乐器的介绍，其中：“箫，舜所造。其形参差，象凤翼，十管，长二尺。”引起了她的兴趣。通过查找资料，她决定利用吸管制作一个排箫，在这个过程中，她发现吸管的长短不同，排箫的音调也有一定的变化，请你根据此现象，提出一个可探究的科学问题： 。 【答案】见详解 【详解】音调的高低与频率有关，那么影响的频率的因素有哪些呢？可以探究排箫的音调高低与其排管的长短是否有关？ 知识点2 制作一个简单的乐器 任务一：利用身边的材料，制作一个简单的乐器——自制吉他，使其能够发出不同音调的声音。记录制作方案，，同时将改变音调的方法以及相应的频率记录在表中。 1.制作材料 硬纸盒（如鞋盒，长约30cm）、橡皮筋（不同粗细，4-6根）、硬纸板或木条（作琴桥，高约1cm）、胶带、剪刀、尺子、手机频率检测APP等。 2.琴身制作 o在纸盒开口面中央挖一个直径约5cm的圆孔（共鸣腔）。 o在纸盒两侧对称刻出凹槽，用于固定琴桥（间距约20cm）。 3.琴弦安装 o将不同粗细的橡皮筋纵向套在纸盒上，间距2-3cm。 o琴桥垫在橡皮筋下方（靠近圆孔一端），抬高弦的高度。 4.调音方法 o改变张力：移动琴桥位置或拉伸橡皮筋（张力越大，音调越高）。 o改变弦长：手指按压橡皮筋不同位置（缩短有效振动长度，音调升高）。 5.音调与频率记录 调节方法 橡皮筋编号（粗细） 频率（Hz） 音高（近似） 原始状态（未调） 1（最粗） 98 Hz G2 拉伸橡皮筋 1 110 Hz A2 按压弦长1/2处 2（中等） 220 Hz A3 按压弦长1/3处 3（最细） 330 Hz E4 6.注意事项 （1）橡皮筋需绷紧避免松动，琴桥粘贴牢固。 （2）频率检测时保持环境安静，手机麦克风对准共鸣孔。 （3）音高可通过增减橡皮筋数量或更换更粗/细的皮筋调整。 任务二 自制“水瓶琴” 如图所示，在8个相同的水瓶中，灌入质量不同的水，水面的高度不等，就可以制成一个酒杯打击乐器。 （1）当用相同的力敲击瓶子时，振动的物体是瓶和水，瓶中盛水不同，振动频率不同，发出的声音的音调不同，瓶中盛水越多，瓶子和水的质量越大，越难振动，音调越低。当不同的瓶子发出声音的频率和基本音阶的频率一致时，一个简单的“水瓶琴”就做好了。 （2）当用嘴依次吹瓶口，振动的物体是空气柱，瓶中盛水越多，空气柱越短，越容易振动，频率越快，音调越高。所有吹H瓶发出的声音的音调会更高一些。 例2 如下图所示，小明在8个相同的玻璃瓶中装入不同高度的水制成了“水瓶琴”，用木棒敲击水位最 （选填“低”或“高”）的瓶子，发出的声音音调最低，为“do”音。小明觉得该瓶发出的“do”音还不够准，他用手机软件测得敲击时该瓶振动频率为，查阅资料得知国际标准音高中“do”的频率是，他应该 （选填“增加水”或“减少水”）直至音准。 【答案】 高 减少水 【详解】[1]敲击装水的玻璃瓶时，瓶子和瓶内的水振动发声，瓶中水越多，玻璃瓶和水的总质量越大，振动越慢，发出声音的频率越低，音调越低，所以敲击水位最高的瓶子，发出的声音音调最低。 由题知，敲击时该瓶振动频率为，要达到，要加快振动，则应减小玻璃瓶和水的总质量，所以他应该减少水，直至音准。 变式2-1制作一组长度不同的PVC管，用胶板拍击管口就能演奏简单的音乐。PVC管发出的声音是由空气振动产生的。拍击不同长度的PVC管，发出声音的 不同。由于和其他乐器的材料、结构不同，PVC管发出声音的 不同。 【答案】 音调 音色 【详解】[1]PVC管发出的声音是由管内空气振动产生的，拍击不同长度的PVC管，管的长短不同，筒内空气柱的长短就不同，振动时频率就不同，所以发出声音的音调就不同。 [2]音色反映的是声音的品质与特色，它跟发声体的材料和结构有关，PVC管和其他乐器的材料、结构不同，所以PVC管发出声音的音色不同。 【巩固训练】 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 【详解】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。 2．二胡是弓弦类最具中国民乐气质的乐器。下列有关二胡说法正确的是（　　） A．能听出是二胡发出的声音是靠音调判断的 B．拉二胡时，手按压琴弦不同位置是为了改变音调 C．拉弓弦时，用力越大发出声音的音调越高 D．二胡发出优美的声音一定是乐音 【答案】B 【详解】A．不同的乐器发出的声音的音色不同，能听出是二胡发出的声音是靠音色判断的，故A错误； B．拉二胡时，手按压琴弦不同位置，琴弦的振动快慢就会不同，发出声音的音调就会不同，故B正确； C．拉弓弦时，用力越大，弦的振动幅度越大，发出声音的响度越大，故C错误； D．若二胡发出的声音干扰了人们的学习、休息和工作，则是噪声，故D错误。 故选B。 3．2023年4月，第二届中国文旅博览会期间举行了多场音乐会，观众在多彩的音符中感受到中国音乐艺术的魅力。下列说法正确的是（　　） A．笛、箫、二胡、琵琶演奏时，都是由空气柱振动发声的 B．唢呐独奏时，越用力吹，发出声音的音调越高 C．观众通过响度分辨出乐器的种类 D．音乐声是通过空气传播到现场观众耳中的 【答案】D 【详解】A．笛、箫演奏时，是由空气柱振动发声的，二胡、琵琶演奏时，是由琴弦的振动发声的，故A错误； B．唢呐独奏时，越用力吹，空气柱的振动的幅度越大，发出声音的响度越大，故B错误； C．音色是声音的一种特色，因此观众是通过音色分辨出乐器的种类，故C错误； D．声音的传播需要介质，优美动听的音乐声是通过空气传播到现场观众耳中的，故D正确。 故选D。 4．宫、商、角、徵、羽是中国古乐五声音阶中五个不同音的名称，类似现在七声音阶中的do、re、mi、so1、la。如图所示是演奏者用古筝演奏中国古乐五声乐曲的情景，下列说法正确的是（      ） A．古筝发出的声音是由空气振动产生的 B．古筝发出的中国古乐五声的音调不同 C．古筝发出的中国古乐五声的音色不同 D．古筝演奏的中国古乐五声乐曲一定不是噪声 【答案】B 【详解】A．古筝发出的声音是由弦振动产生的，故A错误； B．古筝发出的中国古乐五声，频率不同，音调不同，故B正确； C．振动的材料相同，古筝发出的中国古乐五声的音色相同，故C错误； D．古筝演奏的中国古乐五声乐曲若干扰了人们工作、生活、学习，就是噪声，故D错误。 故选B。 5．如图所示，二胡是弓弦类最具中国民乐气质的乐器。下列关于二胡说法正确的是（　　） A．拉弓弦时，用力越大发出声音的音调越高 B．拉二胡时，手按压琴弦不同位置是为了改变响度 C．二胡发出的声音是琴弦振动产生的 D．人们根据音调辨别二胡的声音 【答案】C 【详解】A．响度是声音的强弱，拉弓弦时，用力越大发出声音的响度越高，故A错误； B．拉二胡时，手按压琴弦不同位置可以改变琴弦振动的频率，是为了改变音调，故B错误； C．声音是由物体振动产生的，二胡发出的声音是琴弦振动产生的，故C正确； D．音色是声音的特色，一般不同的发声体的音色不同，因此人们根据音色辨别二胡的声音，故D错误。 故选C。 6．如图为我国晋代顾恺之所绘《斫（zhuó）琴图》的局部，展示了古代乐师调整琴弦长度的情景。调整琴弦的长度，主要是为了改变声音的 （选填“响度”“音调”或“音色”）。演奏时，由于琴弦 从而产生美妙的声音，琴声通过 传播到听众的耳朵。 【答案】 音调 振动 空气 【详解】[1]调整琴弦的长度，会改变琴弦振动的快慢从而改变声音的音调。 [2]琴是由于琴弦振动产生声音的。 [3]声音通过空气传播到听众的耳朵。 7．如图所示是我国古代一种乐器叫筚（bì）篥（lì），亦称“芦管”“茄管”，已有两千年左右的历史，起源于西域，后传入中原。下列说法正确的是（    ） A．吹筚篥发出的声音一定是乐音 B．吹筚篥用力越大，发出声音的音调越高 C．用相同力吹筚篥时按住不同孔发出声音的响度不同 D．吹筚篥发出的声音是由筚篥内部空气柱振动产生的 【答案】D 【详解】A．从环保角度来看，一切干扰人们学习、休息和工作的声音都是噪声，在有些情况下，筚篥发出的声音也可以成为噪声，故A错误； B．响度是指声音的大小，如果吹筚篥的力越大，筚篥所发出声音的响度会变大，不一定会改变音调，故B错误； C．用相同力吹筚篥时声音的响度相同，用手按住不同的孔，改变了筚篥内空气柱的质量和体积，即改变了空气柱的长度，进而改变了空气柱的振动频率，改变了乐器发出的音调，故C错误； D．吹筚篥发出的声音是由它内部空气柱振动产生的，故D正确。 故选D。 8．古筝是我国传统民族乐器之一，深受人们的喜爱。如图所示是音乐爱好者弹奏古筝的身影。下列有关古筝弹奏的说法，正确的是（   ） A．琴声通过空气传入周围观众耳中 B．琴弦振动停止，琴弦继续发声 C．用相同的力拨动粗细不同的琴弦，声音的响度不同 D．用较大的力拨动琴弦主要会改变声音的音调 【答案】A 【详解】A．声音的传播需要介质，人体周围充满空气，琴声通过空气传入观众耳中，故A正确； B．声音是由物体振动产生的，琴弦振动停止，琴弦发声停止，故B错误； C．拨动粗细不同的琴弦，琴弦振动的频率不同，发出声音的音调不同，故C错误； D．响度是指声音的强弱（大小），其大小与物体的振幅有关，用较大的力拨动琴弦会改变声音的响度，故D错误。 故选A。 9．如图所示，弹奏吉他时，手指拨动琴弦，发出悦耳的声音，发声的物体是（　　）    A．手指 B．琴弦 C．弦柱 D．空气 【答案】B 【详解】手指拨动琴弦，发出悦耳的声音，此时是琴弦在振动，因此发声物体是琴弦，故B符合题意，ACD不符合题意。 故选B。 10．如图是一款最新磁悬浮蓝牙音箱，它由一个球形音箱和一个磁悬浮底座组成．音箱悬浮在空中，一边旋转一边播放一首歌曲，下列说法正确的是（   ）． A．最新磁悬浮蓝牙音箱发出的声音是由空气振动产生的 B．根据音色可以判断出是哪位歌手的歌声 C．音箱发出的歌声在任何时候都是乐音 D．把声音由男声改为女声是改变了声音的响度 【答案】B 【详解】A．最新磁悬浮蓝牙音箱发出的声音是由圆形音箱振动产生的，故A错误； B．不同发声体发出的声音音色不同，根据音色可以判断出是哪位歌手的歌声，故B正确； C．音箱发出的歌声如果影响到别人的正常工作或休息，就是噪声，故C错误； D．把声音由男声改为女声，声音的频率发生了变化，是改变了声音的音调，故D错误。 故选B。 11．如图是古时的一种乐器排箫又叫做“参差”，是由长短不一的竹管组成，所以人们都说“参差不齐”，关于排箫下列说法正确的是（   ） A．竹管参差不齐，目的是为了改变声音的响度 B．萧音在空气中的传播速度是 C．听到的萧声是由于空气振动产生的 D．萧声和琴声听起来不一样是因为二者的音调不同 【答案】C 【详解】A．竹管参差不齐，可以改变发声体的长度，即可以改变声音的音调，故A错误； B．萧音在空气中的传播速度是，故B错误； C．声音是由物体的振动产生的，萧声是由于空气振动产生的，故C正确； D．萧声和琴声听起来不一样是因为二者的音色不同，故D错误。 故选C。 12．如图是一款变频超声波蚊蝇驱除器，驱除器通过发出不同的声音，干扰蚊蝇的感觉和行为，从而达到驱除的效果，该蚊蝇驱除器（　　） A．调至频率最高挡时，发声的振幅会增大 B．发出的超声波传播不需要介质 C．发声不在人耳能够感受的频率范围内 D．驱除蚊蝇与倒车雷达有着相同的原理 【答案】C 【详解】A．物体1秒内振动的次数叫频率，调至频率最高挡时，发声的频率会增大，频率与振动的幅度没有关系，故A不符合题意； B．声音的传播需要介质，真空不能传声，超声波属于声波，故超声波传播需要介质，故B不符合题意； C．人耳的听觉频率范围是20Hz~20000Hz，频率大于20000Hz的声音是超声波，所以该驱蚊器发出的变频超声波不在人耳能够感受的波段范围内，故C符合题意； D．由于超声波方向性强好，穿透力强，所以倒车雷达利用超声波测量车尾障碍物与车尾的距离，是利用超声波传递信息，驱除蚊蝇是干扰蚊蝇的感觉和行为，利用超声波传递能量，故D不符合题意。 故选C。 13．如图所示是中国传统弦乐器“箜篌”，又称坎侯或空侯，其琴弦一般系在敞开的框架上。用手指拨弹，通过琴弦的 会发出优美的声音，拨动不同的琴弦，发出声音的 不同，音乐声传到室外鱼池里时，声速会变 （选填“大”或“小”）。 【答案】 振动 音调 大 【详解】[1]声音是由物体的振动产生的，弹奏箜篌，琴弦振动发声。 [2]由图可知，琴弦的长短不同，拨动不同的琴弦时振动的频率不同，所产生乐音的音调不同。 [3]声音传播的速度与介质有关，一般情况下，音乐声传到室外鱼池里时，声速会变大。 14．央视《国家宝藏》节目中的贾湖骨笛是以鹤类鸟的翅膀骨头制成的，它是世界上最早的可吹奏的乐器（如图），比古埃及出现的笛子要早2000年。关于骨笛的说法正确的是（    ） A．用力吹奏能改变笛声的音色 B．按住不同的笛孔发出声音的音调会不同 C．吹奏的笛声一定属于噪声 D．吹奏的笛声是由笛骨振动发出的 【答案】B 【详解】A．用力吹奏能改变笛声的响度，故A错误； B．按住不同的笛孔，笛子中空气柱的长度不同，振动的频率不同，发出声音的音调会不同，故B正确； C．吹奏的笛声如果影响人们的正常工作、生活、学习，则笛声属于噪声，故C错误； D．吹奏的笛声是由笛子内空气柱振动发声的，故D错误。 故选B。 15．小红用材质和粗细相同，但长短不同的金属管制作了一个排钟，如图所示，敲打不同的金属管可以发出不同的声音，下列说法错误的是（   ） A．敲打的力度不同，金属管发出声音的响度不同 B．用相同力度敲打不同的金属管，发出声音的音调不同 C．不同金属管发出声音的音色相同 D．不同金属管发出声音的传播速度不同 【答案】D 【详解】A．敲打的力度不同，金属管的振幅不同，发出声音的响度不同，故A正确，不符合题意； B．不同金属管的长度不同，所以用相同力度敲打时的振动频率不同，发出声音的音调不同，故B正确，不符合题意； C．由于不同金属管的材质、结构相同，所以发出声音的音色相同，故C正确，不符合题意； D．声音的传播速度与介质有关，与发声物体无关，不同金属管发出的声音在相同介质内传播速度相同，故D错误，符合题意。 故选D。 16．在春节联欢晚会上，“一带一路”沿线国家的艺术家与中国音乐家一起相聚云端，共同用钢琴演奏演唱《一带繁花一路歌》，唱出了“一带一路”的团结与繁荣。下列说法错误的是（　　） A．相同力度弹琴，不同琴键发出的音调不同 B．力度越大听到钢琴发出的响度越大 C．262Hz比523Hz的琴键连接的弦振动的快 D．不同艺术家的音色各不相同 【答案】C 【详解】A．音调与频率有关，响度与振幅有关，相同力度弹琴，响度相同，不同琴键发出的音调不同，故A正确，不符合题意； B．响度与振幅有关，力度越大听到钢琴发出的响度越大，故B正确，不符合题意； C．音调与频率有关，262Hz比523Hz的频率要低，琴键连接的弦振动的慢，故C错误，符合题意； D．音色与振动体的材料和结构有关，是声音的本质特征之一，不同艺术家的音色各不相同，故D正确，不符合题意。 故选C。 17．如图所示，兴趣小组的同学们制作了一个可变音的哨子，由竹筒（a、b两端开口，c处开一小口）和活塞组成，将活塞从b处塞入，在a处吹气并来回拉动活塞，就能发出悦耳的哨音，下列有关说法正确的是（      ）    A．哨音的响度越大，传播得越快 B．哨音是由竹筒内空气柱振动产生的 C．换用不同的力度吹气可改变哨音的音色 D．吹气时来回拉动活塞的速度越大哨音的音调越高 【答案】B 【详解】A．声音传播的速度与介质种类和温度有关，与响度无关，故A错误； B．声音是由物体的振动产生的，哨音是由筒内空气振动产生的，故B正确； C．换用不同的力度吹气可改变振幅，振幅影响响度，故C错误； D．影响音调的因素是频率，与活塞拉动速度大小无关，故D错误。 故选B 。 18．如图所示的是小明在课余时间制作的一个竹笛，在竹管开口处①向管内吹气时，竹笛可以发出美妙的笛声，推拉铁丝环⑥时，音调可以改变，吹奏歌曲。 (1)吹奏竹笛时，振动发声的物体是 ； (2)当布团⑤分别位于a、b、c三个位置时，竹笛发声音调最高的位置是 ，原因是： 。 【答案】(1)空气柱 (2) a 见解析 【详解】（1）声音是由物体的振动产生的。笛子是由管内的空气柱振动产生声音的。 （2）[1][2]由于空气柱越长，振动频率越低，则竹笛发出的声音的音调越低，所以在图示的三个位置中，当布团在a位置时，管内的空气柱最短，所以此时发出的声音的音调最高；在c点时空气柱最长，发出的声音的音调最低。 19．下表记录了声波在不同种类的气体和温度下的速度，请依据表中的相关数据回答问题： 气体种类（米/秒）                                      声速 温度（℃） 空气 氢气 氦气 氮气 二氧化碳 0 331 1261 891 337 269 10 337 1284 908 343 273 20 343 1306 924 349 279 30 349 1328 939 355 283 (1)当温度为10℃时，声波在空气中的传播速度为 米/秒。 (2)声波的传播速度与温度的关系是： 。 (3)历史首次超音速飞行是：耶格尔驾驶X-1飞机上升到12800米高空，在此高度上达到299米/秒的速度，成为人类突破音障的第一人。请你通过上述事实和表格中的数据进行分析，耶格尔驾驶的飞机速度仅为299米/秒，却超过了音速的可能原因是： 。 【答案】(1)337 (2)在同种气体中，声波的传播速度随气体温度升高变快 (3)随着海拔高度增加，气体温度降低，声波的传播速度变慢。 【详解】（1）由表中的数据知：当温度为10℃时，声波在空气中的传播速度为337m/s。 （2）观察表格中不同温度下声波在空气中的传播速度，可以发现随着温度的升高，声速也在逐渐增大。因此，可以得出结论：在同种气体中，声波的传播速度随气体温度升高变快。 （3）因为声音在空气中传播的速度与温度有关，而且温度越低时，声音传播的越慢，故最大飞行速度一定的飞机在空气中会更容易实现超音速飞行，所以随着海拔高度增加，气体温度降低，声波的传播速度变慢。 / 学科网（北京）股份有限公司 $ 第3章 声现象 3.4 跨学科实践 简单乐器的制作 目录 【学习目标】 1 【思维导图】 2 【知识梳理】 2 知识点1：中国传统乐器的调查 2 知识点2制作一个简单的乐器 5 【巩固训练】 7 【学习目标】 1．巩固声音的产生与传播、音调、响度、音色等声学知识，理解中国传统乐器发声的物理原理，明确乐器如何控制声音三要素。 2．通过调查中国传统乐器，提升资料收集与整理能力；通过自制简易乐器，锻炼动手实践和跨学科应用能力。 3.感受中国传统乐器的文化魅力，激发对物理与艺术融合的探索兴趣，培养团队合作与创新精神。 ． 教学重点： 1. 中国传统乐器发声的物理原理及对声音三要素的控制方式 2. 运用声学知识，完成简易乐器的设计与制作 。 教学难点： .1.分析复杂传统乐器控制声音三要素的方法。 2..解决自制乐器过程中出现的音准、响度等问题。 【思维导图】 【知识梳理】 知识点1 中国传统乐器的调查 一、.中国传统乐器 中国古代拥有丰富多样的传统乐器，这些乐器源远流长，承载着深厚的文化底蕴，例如二胡、琵琶、编钟、箫、笛、瑟、琴、埙、笙和鼓等，它们常用于宫廷、民间及宗教场合，展现了中国古代音乐的独特魅力。 （1）二胡起源于唐代，由西域胡人传入，又称胡琴，是胡琴发展出的重要品种。作为中国传统拉弦乐器，又名南胡或嗡子，是主要弓弦乐器之一。其结构为木质，由琴杆、琴筒、琴轴等构成；琴筒形状多样，如圆形或六角形，一端蒙蛇皮或蟒皮，另一端设雕花音窗。在乐队中作用显著，可独奏或合奏，表现力丰富，能演奏细腻深沉或欢快活泼的乐曲。音色接近人声，具有歌唱性和诉说感。名曲包括《二泉映月》《良宵》《听松》《赛马》《葡萄熟了》等。 二胡 琵琶 编钟 （2）琵琶是弹拨乐器之王，木制琴体，半梨形音箱，四弦。音色清脆明亮或深沉浑厚。演奏时竖抱，左手按品控制音高，右手拨弦控制音色。代表曲目有《十面埋伏》和《阳春白雪》。 （3）编钟是青铜礼器，起源于商周。曾侯乙编钟有65件钟，合瓦状结构，能发双音。音律体系完善，证明先秦声学高度。 （4）箫历史悠久，可追溯至远古。分为洞箫和琴箫，单管竖吹，竹制，有六孔或八孔。音色圆润轻柔，幽静典雅，适于独奏和重奏。 箫 笛 琴 鼓 （5）笛是中国特色吹奏乐器，历史8000余年。竖吹，音孔五至八孔，七孔居多，音阶传统。 （6）琴发明于伏羲时代，七弦，十三徽。演奏有散、泛、按三种音色：散声刚劲浑厚，泛音轻盈虚飘，按声可变音高。还能奏出各种音程。文献丰富，是古代音乐珍品。 （7）鼓是中国历史最悠久的打击乐器之一，最早可追溯至远古时期。其基本构造为木制或陶制框体，两端蒙以牛皮，通过敲击振动皮膜发声。按形制可分为大鼓、小鼓、堂鼓、板鼓等多种类型。演奏时以鼓槌或徒手击打鼓心、鼓边等不同位置，可产生丰富多变的音效，如鼓心音低沉浑厚，鼓边音清脆短促。鼓声雄壮激昂，节奏感鲜明，常用于庆典、战争、戏曲及乐队演奏中渲染气氛、控制节奏。代表曲目包括民间打击乐曲《将军令》《丰收锣鼓》等。 2．中国传统乐器的分类及发声原理 二、中国传统乐器的发声原理和发声三要素的控制 1、中国传统乐器的发声原理 分类 乐器 主要发声原理 弹拨类 琴、古筝、琵琶、阮、三弦、月琴、秦琴、瑟、南琵琶等 琴弦的振动 吹管类 长笛、洞箫、南洞箫、唢呐、尺八、排箫等 空气柱的振动 簧管类 笙、巴乌、葫芦丝等 空气柱的振动 拉弦类 二胡、板胡、粤胡、中胡、京胡、马头琴等 琴弦的振动 打击类 锣、鼓、梆子、木鱼、钹、编钟、编磬等 乐器表面的振动 吹腔类 埙、篪等 空气柱的振动 2、中国传统乐器的发声三要素的控制 乐器种类 发声方式 控制音调 控制响度 控制音色 二胡 琴弦的振动 改变琴弦的松紧程度、粗细、振动部分的长度 拉动弓毛的力度 制作弓、琴弦、弓毛等的材质 竹笛 空气柱的振动 手指按压不同的孔，改变空气柱的长度 改变吹奏的力度 竹的材质 小提琴 琴弦的振动 改变琴弦的松紧程度、粗细、振动部分的长度 改变拉动琴弦的力度 制作弓、琴弦等的材质 鼓 鼓面的振动 改变鼓面皮膜的张紧度或击打位置 改变敲击的力度 制作鼓面皮膜和鼓身的材料 三、乐器与声音的基本关系 那不同的乐器发出的声音不一样，这就涉及到声音的特性啦。声音有响度、音调、音色这三个特性。响度就是声音的大小，就像你大声喊和小声说话，这就是响度的不同。在乐器里，你用力敲鼓，鼓发出的声音响度就大，轻轻敲呢，响度就小。 音调呢，它和物体振动的频率有关。频率越高，音调就越高。就像在钢琴上，越往右边的键，弹出来的音音调越高，为啥呢？因为琴弦越短越细，振动起来就越快，频率就高。咱们在制作简单乐器的时候，也得考虑这个因素哦。 音色就更神奇了，它就像每个人的声音都有自己的特色一样。不同的乐器有不同的音色，小提琴的音色悠扬婉转，小号的音色嘹亮高亢。这是因为乐器的材料、结构等不同造成的。 例1．我国的民族音乐源远流长，下列关于民族乐器说法正确的是（　　） A．演奏古筝时，琴弦振动发声 B．敲鼓的力越大，鼓声的音调越高 C．琵琶与古筝的音色相同 D．箫声在空气中的传播速度比琴声的大 【变式1-1】晓彤在学习完乐音和噪声这节课后，想到《世本·作篇》中有对古代乐器的介绍，其中：“箫，舜所造。其形参差，象凤翼，十管，长二尺。”引起了她的兴趣。通过查找资料，她决定利用吸管制作一个排箫，在这个过程中，她发现吸管的长短不同，排箫的音调也有一定的变化，请你根据此现象，提出一个可探究的科学问题： 。 知识点2 制作一个简单的乐器 任务一：利用身边的材料，制作一个简单的乐器——自制吉他，使其能够发出不同音调的声音。记录制作方案，，同时将改变音调的方法以及相应的频率记录在表中。 1.制作材料 硬纸盒（如鞋盒，长约30cm）、橡皮筋（不同粗细，4-6根）、硬纸板或木条（作琴桥，高约1cm）、胶带、剪刀、尺子、手机频率检测APP等。 2.琴身制作 o在纸盒开口面中央挖一个直径约5cm的圆孔（共鸣腔）。 o在纸盒两侧对称刻出凹槽，用于固定琴桥（间距约20cm）。 3.琴弦安装 o将不同粗细的橡皮筋纵向套在纸盒上，间距2-3cm。 o琴桥垫在橡皮筋下方（靠近圆孔一端），抬高弦的高度。 4.调音方法 o改变张力：移动琴桥位置或拉伸橡皮筋（张力越大，音调越高）。 o改变弦长：手指按压橡皮筋不同位置（缩短有效振动长度，音调升高）。 5.音调与频率记录 调节方法 橡皮筋编号（粗细） 频率（Hz） 音高（近似） 原始状态（未调） 1（最粗） 98 Hz G2 拉伸橡皮筋 1 110 Hz A2 按压弦长1/2处 2（中等） 220 Hz A3 按压弦长1/3处 3（最细） 330 Hz E4 6.注意事项 （1）橡皮筋需绷紧避免松动，琴桥粘贴牢固。 （2）频率检测时保持环境安静，手机麦克风对准共鸣孔。 （3）音高可通过增减橡皮筋数量或更换更粗/细的皮筋调整。 任务二 自制“水瓶琴” 如图所示，在8个相同的水瓶中，灌入质量不同的水，水面的高度不等，就可以制成一个酒杯打击乐器。 （1）当用相同的力敲击瓶子时，振动的物体是瓶和水，瓶中盛水不同，振动频率不同，发出的声音的音调不同，瓶中盛水越多，瓶子和水的质量越大，越难振动，音调越低。当不同的瓶子发出声音的频率和基本音阶的频率一致时，一个简单的“水瓶琴”就做好了。 （2）当用嘴依次吹瓶口，振动的物体是空气柱，瓶中盛水越多，空气柱越短，越容易振动，频率越快，音调越高。所有吹H瓶发出的声音的音调会更高一些。 例2 如下图所示，小明在8个相同的玻璃瓶中装入不同高度的水制成了“水瓶琴”，用木棒敲击水位最 （选填“低”或“高”）的瓶子，发出的声音音调最低，为“do”音。小明觉得该瓶发出的“do”音还不够准，他用手机软件测得敲击时该瓶振动频率为，查阅资料得知国际标准音高中“do”的频率是，他应该 （选填“增加水”或“减少水”）直至音准。 变式2-1制作一组长度不同的PVC管，用胶板拍击管口就能演奏简单的音乐。PVC管发出的声音是由空气振动产生的。拍击不同长度的PVC管，发出声音的 不同。由于和其他乐器的材料、结构不同，PVC管发出声音的 不同。 【巩固训练】 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 2．二胡是弓弦类最具中国民乐气质的乐器。下列有关二胡说法正确的是（　　） A．能听出是二胡发出的声音是靠音调判断的 B．拉二胡时，手按压琴弦不同位置是为了改变音调 C．拉弓弦时，用力越大发出声音的音调越高 D．二胡发出优美的声音一定是乐音 3．2023年4月，第二届中国文旅博览会期间举行了多场音乐会，观众在多彩的音符中感受到中国音乐艺术的魅力。下列说法正确的是（　　） A．笛、箫、二胡、琵琶演奏时，都是由空气柱振动发声的 B．唢呐独奏时，越用力吹，发出声音的音调越高 C．观众通过响度分辨出乐器的种类 D．音乐声是通过空气传播到现场观众耳中的 4．宫、商、角、徵、羽是中国古乐五声音阶中五个不同音的名称，类似现在七声音阶中的do、re、mi、so1、la。如图所示是演奏者用古筝演奏中国古乐五声乐曲的情景，下列说法正确的是（      ） A．古筝发出的声音是由空气振动产生的 B．古筝发出的中国古乐五声的音调不同 C．古筝发出的中国古乐五声的音色不同 D．古筝演奏的中国古乐五声乐曲一定不是噪声 5．如图所示，二胡是弓弦类最具中国民乐气质的乐器。下列关于二胡说法正确的是（　　） A．拉弓弦时，用力越大发出声音的音调越高 B．拉二胡时，手按压琴弦不同位置是为了改变响度 C．二胡发出的声音是琴弦振动产生的 D．人们根据音调辨别二胡的声音 6．如图为我国晋代顾恺之所绘《斫（zhuó）琴图》的局部，展示了古代乐师调整琴弦长度的情景。调整琴弦的长度，主要是为了改变声音的 （选填“响度”“音调”或“音色”）。演奏时，由于琴弦 从而产生美妙的声音，琴声通过 传播到听众的耳朵。 7．如图所示是我国古代一种乐器叫筚（bì）篥（lì），亦称“芦管”“茄管”，已有两千年左右的历史，起源于西域，后传入中原。下列说法正确的是（    ） A．吹筚篥发出的声音一定是乐音 B．吹筚篥用力越大，发出声音的音调越高 C．用相同力吹筚篥时按住不同孔发出声音的响度不同 D．吹筚篥发出的声音是由筚篥内部空气柱振动产生的 8．古筝是我国传统民族乐器之一，深受人们的喜爱。如图所示是音乐爱好者弹奏古筝的身影。下列有关古筝弹奏的说法，正确的是（   ） A．琴声通过空气传入周围观众耳中 B．琴弦振动停止，琴弦继续发声 C．用相同的力拨动粗细不同的琴弦，声音的响度不同 D．用较大的力拨动琴弦主要会改变声音的音调 9．如图所示，弹奏吉他时，手指拨动琴弦，发出悦耳的声音，发声的物体是（　　）    A．手指 B．琴弦 C．弦柱 D．空气 10．如图是一款最新磁悬浮蓝牙音箱，它由一个球形音箱和一个磁悬浮底座组成．音箱悬浮在空中，一边旋转一边播放一首歌曲，下列说法正确的是（   ）． A．最新磁悬浮蓝牙音箱发出的声音是由空气振动产生的 B．根据音色可以判断出是哪位歌手的歌声 C．音箱发出的歌声在任何时候都是乐音 D．把声音由男声改为女声是改变了声音的响度 11．如图是古时的一种乐器排箫又叫做“参差”，是由长短不一的竹管组成，所以人们都说“参差不齐”，关于排箫下列说法正确的是（   ） A．竹管参差不齐，目的是为了改变声音的响度 B．萧音在空气中的传播速度是 C．听到的萧声是由于空气振动产生的 D．萧声和琴声听起来不一样是因为二者的音调不同 12．如图是一款变频超声波蚊蝇驱除器，驱除器通过发出不同的声音，干扰蚊蝇的感觉和行为，从而达到驱除的效果，该蚊蝇驱除器（　　） A．调至频率最高挡时，发声的振幅会增大 B．发出的超声波传播不需要介质 C．发声不在人耳能够感受的频率范围内 D．驱除蚊蝇与倒车雷达有着相同的原理 13．如图所示是中国传统弦乐器“箜篌”，又称坎侯或空侯，其琴弦一般系在敞开的框架上。用手指拨弹，通过琴弦的 会发出优美的声音，拨动不同的琴弦，发出声音的 不同，音乐声传到室外鱼池里时，声速会变 （选填“大”或“小”）。 14．央视《国家宝藏》节目中的贾湖骨笛是以鹤类鸟的翅膀骨头制成的，它是世界上最早的可吹奏的乐器（如图），比古埃及出现的笛子要早2000年。关于骨笛的说法正确的是（    ） A．用力吹奏能改变笛声的音色 B．按住不同的笛孔发出声音的音调会不同 C．吹奏的笛声一定属于噪声 D．吹奏的笛声是由笛骨振动发出的 15．小红用材质和粗细相同，但长短不同的金属管制作了一个排钟，如图所示，敲打不同的金属管可以发出不同的声音，下列说法错误的是（   ） A．敲打的力度不同，金属管发出声音的响度不同 B．用相同力度敲打不同的金属管，发出声音的音调不同 C．不同金属管发出声音的音色相同 D．不同金属管发出声音的传播速度不同 16．在春节联欢晚会上，“一带一路”沿线国家的艺术家与中国音乐家一起相聚云端，共同用钢琴演奏演唱《一带繁花一路歌》，唱出了“一带一路”的团结与繁荣。下列说法错误的是（　　） A．相同力度弹琴，不同琴键发出的音调不同 B．力度越大听到钢琴发出的响度越大 C．262Hz比523Hz的琴键连接的弦振动的快 D．不同艺术家的音色各不相同 17．如图所示，兴趣小组的同学们制作了一个可变音的哨子，由竹筒（a、b两端开口，c处开一小口）和活塞组成，将活塞从b处塞入，在a处吹气并来回拉动活塞，就能发出悦耳的哨音，下列有关说法正确的是（      ）    A．哨音的响度越大，传播得越快 B．哨音是由竹筒内空气柱振动产生的 C．换用不同的力度吹气可改变哨音的音色 D．吹气时来回拉动活塞的速度越大哨音的音调越高 18．如图所示的是小明在课余时间制作的一个竹笛，在竹管开口处①向管内吹气时，竹笛可以发出美妙的笛声，推拉铁丝环⑥时，音调可以改变，吹奏歌曲。 (1)吹奏竹笛时，振动发声的物体是 ； (2)当布团⑤分别位于a、b、c三个位置时，竹笛发声音调最高的位置是 ，原因是： 。 19．下表记录了声波在不同种类的气体和温度下的速度，请依据表中的相关数据回答问题： 气体种类（米/秒）                                      声速 温度（℃） 空气 氢气 氦气 氮气 二氧化碳 0 331 1261 891 337 269 10 337 1284 908 343 273 20 343 1306 924 349 279 30 349 1328 939 355 283 (1)当温度为10℃时，声波在空气中的传播速度为 米/秒。 (2)声波的传播速度与温度的关系是： 。 (3)历史首次超音速飞行是：耶格尔驾驶X-1飞机上升到12800米高空，在此高度上达到299米/秒的速度，成为人类突破音障的第一人。请你通过上述事实和表格中的数据进行分析，耶格尔驾驶的飞机速度仅为299米/秒，却超过了音速的可能原因是： 。 / 学科网（北京）股份有限公司 $