2.2 音调（重难点专练）物理新教材沪粤版八年级上册

**基本信息** 以“音调-频率”关系为核心，通过6大题型系统构建概念辨析、实验探究、综合应用的方法体系，逻辑链清晰，突出科学思维与探究能力培养。 **专项设计** |模块|题量/典例|方法提炼|知识逻辑| |----|-----------|----------|----------| |音调与频率的概念辨析|5题|定义+核心规律+钢尺实验法|从音调定义切入，建立频率与音调的因果关系| |弦乐器音调的影响因素|5题|控制变量法（长度/粗细/松紧）|通过弦振动三要素推导音调变化规律| |波形图中的音调判断|5题|波形密集度比较法|将抽象频率转化为直观波形特征分析| |人与动物频率范围|5题|数据对比法+易错区分|结合生物特性拓展频率应用场景| |生活现象与实验探究|5题|实验设计与变量控制|联系水杯琴、管乐器等生活实例深化理解| |综合易错题|5题|易错点归纳（音调和响度混淆等）|整合前5模块知识解决复杂问题|

2.2 音调 题型01 音调与频率的概念辨析 题型02 弦乐器音调的影响因素 题型03 波形图中的音调高低判断 题型04 人与动物的发声与听觉频率范围 题型05 生活中的音调现象与实验探究 题型06 音调综合易错题 ▌题型01 音调与频率的概念辨析 1．音调定义：物理学中，把声音的高低叫做音调。 2．频率：声源振动的次数与所用时间之比叫做频率，用符号表示；单位是赫兹，简称赫，符号为 Hz；若声源每秒振动 1 次，其频率就是 1 Hz。 3．核心规律：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；频率越低，音调越低。 4．典型实验：钢尺实验 操作：改变钢尺伸出桌面的长度，用相同力度拨动； 现象：钢尺伸出越短，振动越快，发出的声音音调越高； 结论：振动越快，频率越高，音调越高。 1．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．用相同力度敲击大小不同的编钟 C．改变杯内水量，用湿手摩擦杯口发声 D．保持伸出桌面的长度不变，用大小不同的力拨动 2．小明制作了一个哨子：在筷子上缠些棉花，用水蘸湿棉花后插入两端开口的塑料管，做成一个活塞，如图甲所示。哨声是由管内的空气振动而产生的。上下推拉活塞，可以改变声音的________（选填“音调”、“响度”或“音色”）。如图乙所示，A、B、C图活塞在管中不同位置时，用嘴吹管的上端能分别吹出“1”、“2”、“3”三个音，吹“1”音与________（选填“A”或“B”或“C”）图位置对应。 3．如图所示，我国出土的年代最早的乐器实物——贾湖骨笛，被称为“中华第一笛”。它发出的“角”音一定比“羽”音（　　） A．响度大 B．音调高 C．音色美 D．振动慢 4．如图，用薄塑料片在甲、乙两把塑料梳子的齿上用同样的速度分别划动一次，由于乙梳子的齿数较多，在相同时间内振动的次数较__________（选填“多”或“少”），即乙梳子振动的频率较__________（选填“高”或“低”），其声音的__________较高。 5．如图所示， “音乐公路”的路面上分布着许多横向的凹槽，汽车每经过一个凹槽就会上下振动一次，因而发出声音。凹槽的_______（选填“疏密”或“深浅”）可以根据乐曲的音调高低来设计，如果汽车驶入音乐公路加速一小段时间，听到音乐的音调会很明显逐渐变__________；如图是各个音符对应的频率，假设该音乐公路规定的行驶速度是72km/h，当相邻凹槽间的距离为6.8cm时，则汽车对应发出的音符近似为__________。 do re mi fa sol la si 261.6Hz 293.6Hz 329.6Hz 349.2Hz 392Hz 440Hz 493.8Hz ▌题型02 弦乐器音调的影响因素 1．发声原理：二胡、琵琶、小提琴、吉他等弦乐器，都是通过弦的振动发声的。 2．影响弦音调的三个因素：弦的长度、粗细、张紧程度。 3．核心规律：在其他条件相同时，弦越短、越细、越紧，振动频率越高，发出声音的音调越高。 4．实际应用：拉二胡时手指上下移动，是通过改变弦的振动长度来改变音调；拧紧或放松琴弦，是通过改变张紧程度调音调。 5．研究方法：控制变量法。探究某一因素对音调的影响时，需保持其他两个因素不变。 6．小华和小刚在“探究音调和哪些因素有关”的实验中，他们选用的琴弦规格已在图甲中标出（其中琴弦的直径关系为），并且每根琴弦固定在“音箱”上的张紧程度一致。 （1）若他们想探究音调的高低与琴弦材料的关系，应选择琴弦a和琴弦_______（填字母）； （2）若选择琴弦a和b，可以探究音调的高低与琴弦_______的关系；如图乙所示a、b是用示波器记录a和b琴弦发出声音的波形，音调高低与物体振动_______有关，我们可以知道琴弦________（选填“a”或“b”）发出声音的音调更高，进一步可以推理得出结论________； （3）若有同学选择c和d进行探究，并推理得出“琴弦越长，振动越慢音调就越低”的结论。该同学在探究过程中是否存在问题？请说明理由。________。 7．某调弦软件在同一位置测出吉他弦发声的参数，两次拨A弦后软件界面如图所示，则吉他弦发出声音的音调第一次比第二次________（选填“高”或“低”），响度第一次比第二次________（选填“大”或“小”）。 8．小亮用一个纸盒、两根木条和五根粗细不同的橡皮筋制作了“橡皮筋吉他”，如图所示，橡皮筋从上到下越来越细，当他用相同的力拨动不同的橡皮筋时，会发出跟吉他一样的声音，此声音是由橡皮筋______而产生的。从上到下分别拨动五根橡皮筋时，最上面的橡皮筋发出的音调最______。 9．小红做了个单弦琴，拨动左侧琴弦发现，向右移小木块，音调变低，说明音调与振动弦的___________有关：保持小木块的位置不变，用一只手按压点，另一只手拨动琴弦，所发出声音的音调会变___________。 10．箜篌（kōng·hóu），是中国传统拨弦乐器，琴弦一般系在敞开的框架上，用手指拨弹，如图所示。手指拨动琴弦，琴弦由于______发声，不同松紧的琴弦，发出声音的______（填“音调”“响度”或“音色”）不同。 ▌题型03 波形图中的音调高低判断 1．判断依据：在相同时间内，物体振动的次数越多，频率越高，音调就越高。 2．波形特征：波形越密集，说明相同时间内振动次数越多，频率越高，音调越高；波形越稀疏，频率越低，音调越低。 3．教材实例：甲、乙两个音叉的波形，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。 11．小延站在路口等红灯时，恰逢一辆救护车从他身旁驶过，他发现救护车由远至近或由近至远时，鸣笛声音调都会变化。小延对此产生疑惑，他设计了如图1所示的实验，让一发出固定声音频率的发声体固定在一辆小车上，将能测量声音频率的传感器置于O处，让小车以20m/s的速度从远处由右往左运动，中途经O处,记录了小车接近或远离传感器时接收到的声音频率，同时还记录了小车不动时接收到的声音频率。 不动 由远至近 由近至远 声音频率（Hz） 659 698 620 （1）根据表中数据可知：当发声体由近至远时，听到的声音音调会变______（选填“高”或“低”）。根据模拟出的起始波形，在图2中画出你所推断的后续接收到的波形的大致形状______； （2）小延将声音传感器和发声体都固定在小车上，让小车运动起来，发现测得的声音频率始终为659Hz，由此可判断需要______变化，测得的声音频率才会与原频率不同； （3）若将声音传感器、发声体分别固定在两辆小车上，让两辆小车分别从两地沿同一直线匀速运动，测出声音频率为659Hz，请推理一下两车运动方向和速度大小关系：______。 12．实验用的音叉（如图1）上通常刻有一个数值，表示该音叉所产生声音的频率。此数值越大，敲击时音叉振动越______（“快”或者“慢”），发出声音的______（选填“响度”“音调”或“音色”）越高。我们也可以通过示波器来判断音叉的频率，先将话筒接在示波器的输入端，再将甲、乙两个音叉分别对着话筒敲响，使其发出声音。示波器上出现了图2所示的波形，通过对波形的分析可知，音调高的音叉是______（选填“甲”或“乙”）。 13．学习了声音的知识后，小明自制了“水瓶琴”，如图甲。往三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，声音先后输入到同一示波器上所显示的波形图如图乙。敲击“水瓶琴”时是______振动发声；由左向右发出声音的波形依次对应的是______。 14．实验用的音叉（如图1）上通常刻有一个数值，表示该音叉所产生声音的频率。此数值越大，敲击时音叉发出声音的______（选填“响度”“音调”或“音色”）越高。我们也可以通过示波器来判断音叉的频率，先将话筒接在示波器的输入端，再将甲、乙两个音叉分别对着话筒敲响，使其发出声音。示波器上出现了图2所示的波形，通过对波形的分析可知，音调高的音叉是______（选填“甲”或“乙”）。 15．向如图a所示的两支试管中吹气，______（选填“甲”或“乙”）试管发出声音的音调高。图b是两支试管所发出声音对应的波形图，则图a中乙试管发出的声音对应图b所示的______（选填“A”或“B”）波形图。 ▌题型04 人与动物的发声与听觉频率范围 1．人的频率范围 发声频率：约 85 ~ 1100 Hz； 听觉频率：约 20 ~ 20 000 Hz。 2．常见动物的频率特点 蝙蝠、海豚：发声和听觉都包含超声波，频率远高于人； 狗：听觉下限约 15 Hz，低于人类，可听到部分次声波； 蝴蝶振翅：频率低于 20 Hz，属于次声波，人耳听不到； 蚊子振翅：频率在人耳听觉范围内，因此能听到 “嗡嗡声”。 3．易错提醒：发声频率范围≠听觉频率范围，二者不可混淆。 16．人耳能听到的声音的频率范围是（　　） A．20Hz以下 B．20Hz到 20000Hz之间 C．20000Hz以上 D．任意范围 17．据下图分析，下列说法正确的是（　　） A．大象之间的“交谈”人都可以听见 B．静谧的夜晚我们身边的狗有时突然耳朵一竖并转动几下，这可能是狗听到了人听不见的声音 C．家人之间说悄悄话，身边的狗无动于衷，因为悄悄话狗听不见 D．因为大象的听觉频率和狗的发声频率没有重叠区，所以狗的叫声大象永远也听不见 18．雄蝉腹部的鸣管会不断振动发声，如图某种蝉1分钟鸣管振动了36000次，则蝉鸣叫的频率为______Hz，人耳______（选填“能”或“不能”）听到该种蝉鸣声，原因是______。 19．蝴蝶的翅膀在10s内振动了60次，其振动频率是6Hz，蚊子的翅膀在2s内做了1200次振动，其振动频率是______Hz。当蚊子和蝴蝶飞到你身边，闭上眼的你不能听到的是______（选填“蝴蝶”或“蚊子”）翅膀振动发出的声音。 20．阅读下面的短文 潜艇的“耳目”﹣﹣声呐 潜艇最大的特点是它的隐蔽性，作战时需要长时间在水下潜航，这就决定它不能浮出水面使用雷达观察，而只能依靠声呐进行探测，所以声呐在潜艇上的重要性更为突出，被称为潜艇的“耳目”。 声呐是利用水中声波对水下目标进行探测、定位和通信的电子设备，是水声学中应用广泛的一种重要装置。 声呐能够向水中发射声波，声波的频率大多在10000Hz～30000Hz之间，由于这种声波的频率较高，可以形成较强指向性．声波在水中传播时，如果遇到潜艇、水雷、鱼群等目标，就会被反射回来，反射回来的声波被声呐接收，根据声信号往返时间可以确定目标的距离。 声呐发出声波碰到的目标如果是运动的，反射回来的声波（下称“回声”）的音调就会有所变化，它的变化规律是：如果回声的音调变高，说明目标正向声呐靠拢；如果回声的音调变低，说明目标远离声呐。 请回答以下问题： （1）人耳能够听到声呐发出的声波的频率范围_____Hz到_____Hz； （2）①如果停在海水中的潜艇A发出的声波信号在8s内接收到经B潜艇反射回来的信号，且信号频率不变，潜艇B与潜艇A的距离s是_____；（设声波在海水中传播速度为1500m/s） ②停在海水中的潜艇A继续监控潜艇B，突然接到潜艇B反射回来的声波频率是变低的，说明潜艇B与潜艇A的距离_____； （3）在月球上能否用声呐技术测量物体间的距离？为什么？ 答：_____、_____。 ▌题型05 生活中的音调现象与实验探究 1．水杯琴（敲击）：用细棒敲打装水的玻璃杯时，是杯子和水共同振动发声；水越多，整体振动越慢，频率越低，音调越低。 2．管乐器：笛子、箫等管乐器靠空气柱振动发声；按住不同笛孔改变空气柱长度，空气柱越短，振动越快，音调越高。 3．探究实验核心方法：控制变量法，研究单一变量对音调的影响，保证其他条件一致。 21．在观看交响乐队演奏的过程中，小莉发现同属于管乐器的圆号、小号、长号、大号发出声音的高低各不相同，她对此进行研究。提出了以下猜想： 猜想一：管乐器发出声音的音调高低，可能与管内空气柱的长度有关。 猜想二：管乐器发出声音的音调高低，可能与管内空气柱的横截面积有关。 小莉找来了两个未使用过的一次性注射器制成了哨子（如图所示）。注射器的规格分别为2.5mL和5mL。她一边吹哨子一边调整注射器内空气柱的长度，同时利用专用仪器测出声音的频率，详见下表： 序号 A B C D E F 注射器规格（mL） 2.5 2.5 2.5 5 5 5 空气柱长度（cm） 2 1.5 1 2 1.5 1 频率（Hz） 337 488 562 300 337 488 （1）选用序号为D、E、F的三次实验作对比，可以得出：当空气柱的______相同时，管内空气柱越长，音调越______； （2）选用序号为A、D或B、E或C、F的两次实验作对比，可以得出的结论是：当空气柱的______相同时，管内空气柱横截面积越______，音调越低； （3）在此实验中，小莉采用的研究方法是______法。 22．小睿为了探究物体发声时音调的高低与哪些因素有关，她选择了下表所示的五根钢丝进行实验。具体数据如下表： 编号 材料 长度 粗细 松紧 甲 钢丝 10cm 紧 乙 钢丝 10cm 紧 丙 钢丝 10cm 紧 丁 钢丝 5cm 紧 戊 钢丝 5cm 松 （1）用同样的力拨动甲、乙、丙三根钢丝，发现拨动___________（选填“甲”、“乙”或“丙”）钢丝时的音调最高。由此可以得出的结论是：___________； （2）为了探究钢丝音调的高低与长度的关系，她应该用同样大小的力先后拨动的两根钢丝是___________； （3）先后用同样大小的力拨动丁、戊两根钢丝，发现拨动丁钢丝时音调高，由此可以得出的结论是：___________； 23．小提琴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楔可沿木板移动以改变琴弦振动部分的长度。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。 次数 长度L/m 重物/个数 频率f/ Hz 1 0.4 2 375 2 0.8 2 170 3 0.8 4 265 （1）小组同学得到了表格中的数据，则第______次实验中琴弦发声的音调最高； （2）分析数据可以发现，该小组同学研究的是弦发声的音调与______和弦的松紧程度这两个因素的关系； （3）可用______两次实验来研究弦的音调和弦的松紧程度的关系； （4）在上述探究的基础上，他们又选用一根与钢制弦粗细相同的长为0.4m的尼龙弦，来探究音调与弦的材料的关系，则可悬挂重物个数为______个。 24．小明在观察如图甲所示的二胡时猜想：弦发声的音调可能与弦的长短、粗细和松紧有关。于是他找来两根粗细不同的钢丝，设计了如图乙所示的装置，拨动枕木AB间的钢丝，进行了四次对比探究，四次实验的部分信息如下表所示： 实验次数 1 2 3 4 钢丝直径/mm 2 1 1 AB间距/cm 50 50 50 30 钩码个数 3 3 4 3 （1）实验中，通过改变______来改变振动弦（钢丝）的松紧； （2）第1、2两次实验是为了探究音调与弦的______的关系，拨动后发现第1次实验发声音调低，则小明可得出结论：当弦的______相同时，弦越______，音调越高； （3）为了探究弦发声的音调与弦的长短是否有关这一猜想，关于第4次钢丝直径的选择，必须是（　　） A．1mm B．2mm C．1mm或2mm均可 （4）二胡演奏时可通过手指按压、松开、滑动等指法配合产生优美旋律。图丙中小明手握上端，两手指按压的是音符“3”、“4”位置，已知相同条件下，弦越长，音调越低，为发出“4”的音符，此时他最简单合理的操作是：松开______（食指/中指）。 25．如图所示，有7支材料相同、厚度相同的玻璃量筒。其中1、2、3号量筒内径最小，均为；4号量筒内径居中为；5、6、7号量筒内径最大均为。各量筒内都装有水，某同学猜想空气柱发声的音调可能与以下因素有关： ①空气柱的长短； ②空气柱的横截面积； ③水柱的高度。 于是他在实验室找来了测量声音频率的仪表，用同样大小的力在量筒口吹气，并记录声音的频率，数据如下表所示。 量筒代号 1 2 3 4 5 6 7 频率/Hz 400 369 337 305 274 274 274 （1）分析得出：音调最高的是___________（选填量筒代号）号量筒，在量筒口吹气主要是___________（选填“空气柱”“水柱”或“玻璃”）振动发声； （2）若要探究空气柱发声的音调是否与因素①有关，应选量筒___________（选填量筒代号）； （3）若选择3、4、5号量筒，则探究的是空气柱发声的音调是否与因素___________（选填“②”或“③”）有关； （4）若选择5、6、7号量筒。该同学用同样大小的力在量筒口吹气，空气柱振动发声的音调___________（选填“相同”或“不相同”），从而得出结论：空气柱发声的音调与水柱的高度___________（选填“有关”或“无关”）； （5）频率仪表应当靠近___________（选填“空气柱”或“水柱”），测试的频率更准确。 ▌题型06 音调综合易错题 1．高频易错点 混淆音调和响度：“高、低” 不都是音调，“高声喧哗” 的 “高” 指响度； 误认为振幅越大，音调越高；弦乐器的音调变化规律记反；混淆发声频率与听觉频率；敲打水杯和吹水杯的发声体、音调变化规律混淆。 2．解题关键：先判断描述的是声音高低还是强弱，对应音调或响度；明确发声体，再分析频率变化。 26．学校开展自制排箫“跨学科实践”活动。如图甲所示，排箫是由若干长短不一的竹管组成。演奏时，用嘴对着竹管吹气，便能发出声音，声音的频率与管长间的关系如图乙所示，音级、音区与频率的关系如表所示。如图丙所示，小组同学选择若干根相同的长为20cm的吸管，用剪刀剪裁后，按由长到短的顺序横向连接制得“排箫”。 音级、音区与频率的关系。 音级 不同音区的频率/Hz 低音区 中音区 高音区 Do 262 523 1046 Re 294 587 1175 Mi 330 659 1318 Fa 349 698 1397 Sol 392 784 1568 La 440 880 1760 Si 494 988 1976 （1）演奏时，对着竹管吹气，便能发出声音，这是由于吹气时管内的_______发生振动。 （2）由图乙知，对着竹管吹气发出声音的频率与管长的关系是：管长越长，频率越_______。 （3）根据自制排箫评价量表，该小组制作的排箫等级为_______（选填“优秀”、“合格”或“待改进”）。 自制排箫评价量表 评价指标 评价等级 优秀 合格 待改进 音区数量 能吹奏出3个完整的音区 能吹奏出1-2个完整的音区 不能吹奏出完整的音区 27．在综合学科实践活动中，同学们自己制作了“水瓶琴”乐器，如图在8个相同的水瓶中，灌入质量不同的水，水面的高度不等。 （1）若用相同的力量敲击它们，就可以发出不同音调的声音。此时发出的声音的声源是______（填“空气柱”或“瓶和水”），盛水越多，敲击时发出的声音的音调就越______； （2）一位同学从左至右用同样的力吹3个瓶子，发现发出的声音音调逐渐变高，请分别用直线画出图中另外两个瓶子中水位线的大致位置； （3）往保温瓶里灌开水的过程中，听声音就能判断保温瓶里水位的高低，这是因为______； A．随着水位升高，音调逐渐升高 B．随着水位升高，音调逐渐降低 C．灌水过程中音调保持不变，响度越来越大 D．灌水过程中音调保持不变，响度越来越小 （4）有个小组发现把装有水的酒杯放在桌上，用润湿的手指摩擦杯口边缘使其发声，改变水量发现发出的声音不同。对此同学们提出三个问题，其中较有价值且可探究的问题是______。 A．声音是由水振动产生的吗？ B．音调和水量多少有什么关系？ C．音调为什么会随水量变化而变化？ 28．我国有些地方修筑了“音乐公路”。当汽车以一定速度匀速行驶时，就会奏出一段悦耳的乐曲。音乐公路的路面上分布着许多横向凹槽，如图所示。汽车每经过一个凹槽，就会上下振动一次。路面上凹槽的分布较密，汽车行进时振动很快，于是就发出了声音。凹槽的疏密可以根据乐曲的音调高低来设计，假设某音乐公路规定行驶速度是54km/h，设定乐曲为《歌唱祖国》，第一个音符“sol”（5）的频率为392Hz。通过阅读以上资料可知： （1）音符“sol”（5）的频率为392Hz，说明1s汽车振动______次，音符“la”（6）的频率应______392Hz； （2）汽车行驶速度54km/h=______m/s； （3）当汽车发出音符“sol”时，所对应的相邻凹槽之间的距离是多少______？（小数点后保留两位小数，写出必要的文字说明、表达式及最后结果。） 29．学习科学要学会利用书籍的信息进行反思，并从中获取新的信息。 （1）关于声音的速度，课本上是这样描述的：“15℃时空气中的传播速度是340m/s”。从描述中我们可以得到：声音的传播速度与温度和 _____有关； （2）借助示波器，可以观察到不同声音的波形。如图是两个不同的发声体A和B发出的音调和响度不同的波形示意图，其中发声体 _____的音调高； （3）运用声呐系统向海底发射超声波可以探测海洋深度，超声波声呐 _____（选填“能”或“不能”）用于太空测距（比如地球与月球的距离）。 30．蝙蝠在捕食昆虫时发出一种每0.1s振动9000次的声音，声音碰到昆虫后会反射回来，蝙蝠听到回声后可以确定昆虫的方位。某次昆虫在距蝙蝠正前方17m的位置（假设蝙蝠静止不动），问： （1）蝙蝠发出的声波______（选填“能”或“不能”）用在月球探测车上预防月球车撞到障碍物。原因是______。 （2）如果超声波传播速度为340m/s，蝙蝠发出声音后多久能发现昆虫？( ) （3）蝙蝠发出的声音人耳是否能听到？为什么？( ) 2 / 2 学科网（北京）股份有限公司 学科网（北京）股份有限公司 $ 2.2 音调 题型01 音调与频率的概念辨析 题型02 弦乐器音调的影响因素 题型03 波形图中的音调高低判断 题型04 人与动物的发声与听觉频率范围 题型05 生活中的音调现象与实验探究 题型06 音调综合易错题 ▌题型01 音调与频率的概念辨析 1．音调定义：物理学中，把声音的高低叫做音调。 2．频率：声源振动的次数与所用时间之比叫做频率，用符号表示；单位是赫兹，简称赫，符号为 Hz；若声源每秒振动 1 次，其频率就是 1 Hz。 3．核心规律：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；频率越低，音调越低。 4．典型实验：钢尺实验 操作：改变钢尺伸出桌面的长度，用相同力度拨动； 现象：钢尺伸出越短，振动越快，发出的声音音调越高； 结论：振动越快，频率越高，音调越高。 1．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．用相同力度敲击大小不同的编钟 C．改变杯内水量，用湿手摩擦杯口发声 D．保持伸出桌面的长度不变，用大小不同的力拨动 【答案】D 【解析】A．卡片在梳子上以快慢不同的速度划过，则卡片振动的快慢不同，发出声音的音调就不同，能改变音调，故A不符合题意； B．用相同的力度敲击大小不同的钟，编钟的质量不同，体积不同，振动的难易程度不同，频率不同，音调不同，能改变音调，故B不符合题意； C．用湿手摩擦杯口，水量不同，振动的频率不同，发声的音调不同，能改变音调，故C不符合题意； D．若保持钢尺伸出桌面的长度相同，用大小不同的力拨动钢尺，则用的力越大，刻度尺振动的幅度越大，刻度尺发出声音的响度就越大，但不能改变音调，故D符合题意。 故选D。 2．小明制作了一个哨子：在筷子上缠些棉花，用水蘸湿棉花后插入两端开口的塑料管，做成一个活塞，如图甲所示。哨声是由管内的空气振动而产生的。上下推拉活塞，可以改变声音的________（选填“音调”、“响度”或“音色”）。如图乙所示，A、B、C图活塞在管中不同位置时，用嘴吹管的上端能分别吹出“1”、“2”、“3”三个音，吹“1”音与________（选填“A”或“B”或“C”）图位置对应。 【答案】 音调 B 【解析】[1]上下推拉活塞时，管内空气柱的长度会发生改变，空气柱振动的频率就会改变，而音调由振动的频率决定，所以可以改变声音的音调。 [2]声音的音调越低，对应的空气柱长度越长。由图乙可知，B图的空气柱长度最长，所以“1”音与B图位置对应。 3．如图所示，我国出土的年代最早的乐器实物——贾湖骨笛，被称为“中华第一笛”。它发出的“角”音一定比“羽”音（　　） A．响度大 B．音调高 C．音色美 D．振动慢 【答案】D 【解析】由图可知，发出的“角”音的频率为1318Hz，发出的“羽”音的频率为1793Hz，即“角”音的频率比“羽”音小，则振动较慢，音调较低，故D符合题意，ABC不符合题意。 故选D。 4．如图，用薄塑料片在甲、乙两把塑料梳子的齿上用同样的速度分别划动一次，由于乙梳子的齿数较多，在相同时间内振动的次数较__________（选填“多”或“少”），即乙梳子振动的频率较__________（选填“高”或“低”），其声音的__________较高。 【答案】 多 高 音调 【解析】[1][2][3]音调由频率决定的，梳齿越多，塑料片振动越快，音调越高；用薄塑料片在甲、乙两把塑料梳子的齿上用同样的速度分别划一次，由于乙梳子的齿数较多，在相同时间内振动的次数较多，即划过乙梳子的塑料片振动的频率较高，其声音的音调较高。 5．如图所示， “音乐公路”的路面上分布着许多横向的凹槽，汽车每经过一个凹槽就会上下振动一次，因而发出声音。凹槽的_______（选填“疏密”或“深浅”）可以根据乐曲的音调高低来设计，如果汽车驶入音乐公路加速一小段时间，听到音乐的音调会很明显逐渐变__________；如图是各个音符对应的频率，假设该音乐公路规定的行驶速度是72km/h，当相邻凹槽间的距离为6.8cm时，则汽车对应发出的音符近似为__________。 do re mi fa sol la si 261.6Hz 293.6Hz 329.6Hz 349.2Hz 392Hz 440Hz 493.8Hz 【答案】 疏密 高 re 【解析】[1][2]汽车每经过一个凹槽就会上下振动一次，凹槽的疏密影响振动的快慢，故可以调节音调；汽车驶入音乐公路加速一小段时间，振动的时间间隔变短，频率变大，故音调升高。 [3]行驶速度为 相邻凹槽间的距离为 频率为 则发出的音符近似为re。 ▌题型02 弦乐器音调的影响因素 1．发声原理：二胡、琵琶、小提琴、吉他等弦乐器，都是通过弦的振动发声的。 2．影响弦音调的三个因素：弦的长度、粗细、张紧程度。 3．核心规律：在其他条件相同时，弦越短、越细、越紧，振动频率越高，发出声音的音调越高。 4．实际应用：拉二胡时手指上下移动，是通过改变弦的振动长度来改变音调；拧紧或放松琴弦，是通过改变张紧程度调音调。 5．研究方法：控制变量法。探究某一因素对音调的影响时，需保持其他两个因素不变。 6．小华和小刚在“探究音调和哪些因素有关”的实验中，他们选用的琴弦规格已在图甲中标出（其中琴弦的直径关系为），并且每根琴弦固定在“音箱”上的张紧程度一致。 （1）若他们想探究音调的高低与琴弦材料的关系，应选择琴弦a和琴弦_______（填字母）； （2）若选择琴弦a和b，可以探究音调的高低与琴弦_______的关系；如图乙所示a、b是用示波器记录a和b琴弦发出声音的波形，音调高低与物体振动_______有关，我们可以知道琴弦________（选填“a”或“b”）发出声音的音调更高，进一步可以推理得出结论________； （3）若有同学选择c和d进行探究，并推理得出“琴弦越长，振动越慢音调就越低”的结论。该同学在探究过程中是否存在问题？请说明理由。________。 【答案】（1）c；（2）横截面积（粗细） 频率 a 在材料和长度一定时，琴弦越粗（横截面积越大），振动频率越低，音调越低；（3）c和d材料不同，长度不同，只有横截面积相同，没有控制单一变量，所以无法得出琴弦越长，振动越慢音调就越低 【解析】（1）探究音调与材料的关系，需控制长度、直径相同，材料不同，因此选a和c。 （2）[1]a和b材料相同（铜），直径不同（），长度相同。所以是探究音调与横截面积（或粗细）的关系。 [2]音调高低与物体振动频率有关。 [3][4]如图乙可知，a的频率大于b的频率（波峰的个数），所以a音调更高，因此可进一步推理：在材料和长度一定时，琴弦越粗（横截面积越大），振动频率越低，音调越低。 （3）c和d材料不同，长度不同，只有横截面积相同，没有控制单一变量，所以无法得出琴弦越长，振动越慢音调就越低。 7．某调弦软件在同一位置测出吉他弦发声的参数，两次拨A弦后软件界面如图所示，则吉他弦发出声音的音调第一次比第二次________（选填“高”或“低”），响度第一次比第二次________（选填“大”或“小”）。 【答案】 高 小 【解析】[1]由图可知，第一次振动的频率（）大于第二次振动的频率（），所以第一次声音的音调高于第二次声音的音调； [2]第一次声音的分贝（）小于第二次声音的分贝（），所以第一次声音的响度小于第二次声音的响度。 8．小亮用一个纸盒、两根木条和五根粗细不同的橡皮筋制作了“橡皮筋吉他”，如图所示，橡皮筋从上到下越来越细，当他用相同的力拨动不同的橡皮筋时，会发出跟吉他一样的声音，此声音是由橡皮筋______而产生的。从上到下分别拨动五根橡皮筋时，最上面的橡皮筋发出的音调最______。 【答案】 振动 低 【解析】[1][2]声音是由物体振动产生的，拨动“橡皮筋吉他”发出声音，此声音是由橡皮筋振动产生的；声音的音调由声源振动的频率决定，频率越高，音调越高；从上到下分别拨动五根橡皮筋时，最上面的橡皮筋最粗，振动的最慢，发出的音调最低。 9．小红做了个单弦琴，拨动左侧琴弦发现，向右移小木块，音调变低，说明音调与振动弦的___________有关：保持小木块的位置不变，用一只手按压点，另一只手拨动琴弦，所发出声音的音调会变___________。 【答案】 长度 高 【解析】[1]向右移动小木块，琴弦的长度变长，拨动琴弦，琴弦振动的频率变低，声音的音调变低，说明音调与振动的弦的长度有关。 [2]保持小木块的位置不变，她用一只手按压A点，则振动部分琴弦的长度变短，琴弦振动的频率变高，声音的音调变高，所以另一只手拨动琴弦，所发出声音的音调会变高。 10．箜篌（kōng·hóu），是中国传统拨弦乐器，琴弦一般系在敞开的框架上，用手指拨弹，如图所示。手指拨动琴弦，琴弦由于______发声，不同松紧的琴弦，发出声音的______（填“音调”“响度”或“音色”）不同。 【答案】 振动 音调 【解析】[1]声音是由物体的振动产生的，弹奏箜篌，琴弦振动发声。 [2]由于弦的松紧程度不同，则用手指拨弹不同的弦，弦的振动频率不同，则发出声音的音调不同。 ▌题型03 波形图中的音调高低判断 1．判断依据：在相同时间内，物体振动的次数越多，频率越高，音调就越高。 2．波形特征：波形越密集，说明相同时间内振动次数越多，频率越高，音调越高；波形越稀疏，频率越低，音调越低。 3．教材实例：甲、乙两个音叉的波形，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。 11．小延站在路口等红灯时，恰逢一辆救护车从他身旁驶过，他发现救护车由远至近或由近至远时，鸣笛声音调都会变化。小延对此产生疑惑，他设计了如图1所示的实验，让一发出固定声音频率的发声体固定在一辆小车上，将能测量声音频率的传感器置于O处，让小车以20m/s的速度从远处由右往左运动，中途经O处,记录了小车接近或远离传感器时接收到的声音频率，同时还记录了小车不动时接收到的声音频率。 不动 由远至近 由近至远 声音频率（Hz） 659 698 620 （1）根据表中数据可知：当发声体由近至远时，听到的声音音调会变______（选填“高”或“低”）。根据模拟出的起始波形，在图2中画出你所推断的后续接收到的波形的大致形状______； （2）小延将声音传感器和发声体都固定在小车上，让小车运动起来，发现测得的声音频率始终为659Hz，由此可判断需要______变化，测得的声音频率才会与原频率不同； （3）若将声音传感器、发声体分别固定在两辆小车上，让两辆小车分别从两地沿同一直线匀速运动，测出声音频率为659Hz，请推理一下两车运动方向和速度大小关系：______。 【答案】（1）低 ；（2）传声距离；（3）方向相同，速度相等 【分析】（1）音调高低由声音频率决定，所以可通过表中发声体由近至远时的频率数据判断音调变化；因为频率降低时波形的疏密程度会变稀疏，所以可据此推断后续波形形状。 （2）当发声体和传感器相对静止时接收频率与原频率相同，所以可分析得出要改变频率需要让两者有相对运动。 （3）接收频率等于原频率时发声体和传感器相对静止，所以可推理两车的运动方向和速度关系。 【解析】（1）[1]音调由频率决定：频率越低，音调越低。由表格可知，发声体由近至远时，接收的声音频率（620Hz）低于发声体静止时的频率（659Hz），因此听到的音调变低。 [2]频率越低，相同时间内振动次数越少，波形越稀疏，因此推断波形比原波形更稀疏，一个完整的波所用的时间更长。如图所示： （2）当发声体和传感器都固定在同一小车上时，二者相对距离不变，测得频率和原频率一致；只有发声体相对传感器运动，二者相对距离改变时，接收频率才会改变，因此可知，只有发声体和传感器的相对距离变化，即传声距离变化时，测得频率才会和原频率不同。 （3）测得频率等于原频率，说明发声体和传感器相对距离不变，匀速直线运动下，只有两车运动方向相同、速度大小相等时，二者相对静止，相对距离始终不变，因此接收频率和原频率一致。 12．实验用的音叉（如图1）上通常刻有一个数值，表示该音叉所产生声音的频率。此数值越大，敲击时音叉振动越______（“快”或者“慢”），发出声音的______（选填“响度”“音调”或“音色”）越高。我们也可以通过示波器来判断音叉的频率，先将话筒接在示波器的输入端，再将甲、乙两个音叉分别对着话筒敲响，使其发出声音。示波器上出现了图2所示的波形，通过对波形的分析可知，音调高的音叉是______（选填“甲”或“乙”）。 【答案】 快 音调 乙 【解析】[1][2]音调与频率有关，频率越高，发出声音的音调越高。实验用的音叉（如图1）上通常刻有一个数值，表示该音叉所产生声音的频率。此数值越大，敲击时音叉振动越快，发出声音的音调越高。 [3]由图2可知，乙音叉发出声音的波形更密集，即频率较高，则乙音叉的音调较高。 13．学习了声音的知识后，小明自制了“水瓶琴”，如图甲。往三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，声音先后输入到同一示波器上所显示的波形图如图乙。敲击“水瓶琴”时是______振动发声；由左向右发出声音的波形依次对应的是______。 【答案】 瓶和水 （3）（2）（1） 【解析】[1]声音是由物体的振动产生的，敲击“水瓶琴”时是瓶和水振动发声。 [2]瓶内水的质量越大，越不容易振动，振动的频率越低，音调越低，则对应波形的密集程度越小，故由左向右发出声音的波形依次对应的是（3）（2）（1）。 14．实验用的音叉（如图1）上通常刻有一个数值，表示该音叉所产生声音的频率。此数值越大，敲击时音叉发出声音的______（选填“响度”“音调”或“音色”）越高。我们也可以通过示波器来判断音叉的频率，先将话筒接在示波器的输入端，再将甲、乙两个音叉分别对着话筒敲响，使其发出声音。示波器上出现了图2所示的波形，通过对波形的分析可知，音调高的音叉是______（选填“甲”或“乙”）。 【答案】 音调 乙 【解析】[1]音叉振动的频率越高，发出声音的音调越高。 [2]由图2可知，在相同时间内，甲音叉振动了3次，乙音叉振动了9次，甲音叉振动的频率低于乙音叉振动的频率，故甲音叉的音调比乙音叉的音调低。 15．向如图a所示的两支试管中吹气，______（选填“甲”或“乙”）试管发出声音的音调高。图b是两支试管所发出声音对应的波形图，则图a中乙试管发出的声音对应图b所示的______（选填“A”或“B”）波形图。 【答案】 甲 A 【解析】[1]音调与频率有关，频率越高，音调越高，当用嘴向试管中吹气时，试管内空气柱振动会发出声音，空气柱越短，频率越高，故甲发出声音的音调高，乙发出声音的音调低： [2]图b中A的波形较稀疏，频率低，则音调低，所以图a中乙试管发出声音的音调对应图b所示的A。 ▌题型04 人与动物的发声与听觉频率范围 1．人的频率范围 发声频率：约 85 ~ 1100 Hz； 听觉频率：约 20 ~ 20 000 Hz。 2．常见动物的频率特点 蝙蝠、海豚：发声和听觉都包含超声波，频率远高于人； 狗：听觉下限约 15 Hz，低于人类，可听到部分次声波； 蝴蝶振翅：频率低于 20 Hz，属于次声波，人耳听不到； 蚊子振翅：频率在人耳听觉范围内，因此能听到 “嗡嗡声”。 3．易错提醒：发声频率范围≠听觉频率范围，二者不可混淆。 16．人耳能听到的声音的频率范围是（　　） A．20Hz以下 B．20Hz到 20000Hz之间 C．20000Hz以上 D．任意范围 【答案】B 【解析】人耳能听到的声音需要满足一定的频率条件，人耳的听觉频率范围是20Hz到20000Hz。频率低于20Hz的声音叫做次声波，人耳听不到次声波。 频率高于20000Hz的声音叫做超声波，人耳也听不到超声波。所以人耳能听到的声音的频率范围是20Hz到20000Hz之间，故B符合题意，ACD不符合题意。 故选B。 17．据下图分析，下列说法正确的是（　　） A．大象之间的“交谈”人都可以听见 B．静谧的夜晚我们身边的狗有时突然耳朵一竖并转动几下，这可能是狗听到了人听不见的声音 C．家人之间说悄悄话，身边的狗无动于衷，因为悄悄话狗听不见 D．因为大象的听觉频率和狗的发声频率没有重叠区，所以狗的叫声大象永远也听不见 【答案】B 【解析】A．大象发出的声音的频率范围有一部分不在人的听觉频率范围之内，故A错误； B．狗的听觉频率范围是，人的听觉频率范围是，因此狗能听到人听不见的声音，故B正确； C．人发声的频率范围是，狗的听觉频率范围是，人说悄悄话狗是能听见的，故C错误； D．大象的听觉频率范围是，而狗的发声频率范围是，因此大象是能够听到狗的叫声的，故D错误。 故选B。 18．雄蝉腹部的鸣管会不断振动发声，如图某种蝉1分钟鸣管振动了36000次，则蝉鸣叫的频率为______Hz，人耳______（选填“能”或“不能”）听到该种蝉鸣声，原因是______。 【答案】600 能 人耳听觉频率范围为20~20000Hz 【解析】[1]蝉1分钟鸣管振动了36000次，则蝉鸣叫的频率 [2][3]人耳的听觉频率范围是20~20000Hz，该种蝉鸣声的频率在此范围内，所以人耳能听到该种蝉鸣声。 19．蝴蝶的翅膀在10s内振动了60次，其振动频率是6Hz，蚊子的翅膀在2s内做了1200次振动，其振动频率是______Hz。当蚊子和蝴蝶飞到你身边，闭上眼的你不能听到的是______（选填“蝴蝶”或“蚊子”）翅膀振动发出的声音。 【答案】600 蝴蝶 【解析】[1][2]蚊子的翅膀在2s内振动了1200次，则蚊子的频率为 人类能听到的频率范围是20Hz～20000Hz，人耳听不到蝴蝶飞行时的声音。 20．阅读下面的短文 潜艇的“耳目”﹣﹣声呐 潜艇最大的特点是它的隐蔽性，作战时需要长时间在水下潜航，这就决定它不能浮出水面使用雷达观察，而只能依靠声呐进行探测，所以声呐在潜艇上的重要性更为突出，被称为潜艇的“耳目”。 声呐是利用水中声波对水下目标进行探测、定位和通信的电子设备，是水声学中应用广泛的一种重要装置。 声呐能够向水中发射声波，声波的频率大多在10000Hz～30000Hz之间，由于这种声波的频率较高，可以形成较强指向性．声波在水中传播时，如果遇到潜艇、水雷、鱼群等目标，就会被反射回来，反射回来的声波被声呐接收，根据声信号往返时间可以确定目标的距离。 声呐发出声波碰到的目标如果是运动的，反射回来的声波（下称“回声”）的音调就会有所变化，它的变化规律是：如果回声的音调变高，说明目标正向声呐靠拢；如果回声的音调变低，说明目标远离声呐。 请回答以下问题： （1）人耳能够听到声呐发出的声波的频率范围_____Hz到_____Hz； （2）①如果停在海水中的潜艇A发出的声波信号在8s内接收到经B潜艇反射回来的信号，且信号频率不变，潜艇B与潜艇A的距离s是_____；（设声波在海水中传播速度为1500m/s） ②停在海水中的潜艇A继续监控潜艇B，突然接到潜艇B反射回来的声波频率是变低的，说明潜艇B与潜艇A的距离_____； （3）在月球上能否用声呐技术测量物体间的距离？为什么？ 答：_____、_____。 【答案】（1）10000 20000；（2）6000m 变大；（3）不能 因为真空不能传声 【解析】（1）[1][2]人耳只能听到声音的频率范围是20Hz到20000Hz之间的声音，声呐发出的声波频率大多在声呐发出的声波频率大多在10000Hz∼30000Hz之间；因此人耳听到的声呐发出的声波频率为：10000Hz~20000Hz。 （2）①[3]由速度公式得声波在水中传播的总距离为s＝vt＝1500m/s×8s＝12000m 由于声波是反射回来的信号，所以两艘潜艇之间的距离 [4]②因为声波频率变低，所以潜艇B是远离声呐，即潜艇B与潜艇A的距离变大。 （3）[5][6]月球上不能用声呐技术来测量物体间的距离，因为月球上没有空气，真空不能传声。 ▌题型05 生活中的音调现象与实验探究 1．水杯琴（敲击）：用细棒敲打装水的玻璃杯时，是杯子和水共同振动发声；水越多，整体振动越慢，频率越低，音调越低。 2．管乐器：笛子、箫等管乐器靠空气柱振动发声；按住不同笛孔改变空气柱长度，空气柱越短，振动越快，音调越高。 3．探究实验核心方法：控制变量法，研究单一变量对音调的影响，保证其他条件一致。 21．在观看交响乐队演奏的过程中，小莉发现同属于管乐器的圆号、小号、长号、大号发出声音的高低各不相同，她对此进行研究。提出了以下猜想： 猜想一：管乐器发出声音的音调高低，可能与管内空气柱的长度有关。 猜想二：管乐器发出声音的音调高低，可能与管内空气柱的横截面积有关。 小莉找来了两个未使用过的一次性注射器制成了哨子（如图所示）。注射器的规格分别为2.5mL和5mL。她一边吹哨子一边调整注射器内空气柱的长度，同时利用专用仪器测出声音的频率，详见下表： 序号 A B C D E F 注射器规格（mL） 2.5 2.5 2.5 5 5 5 空气柱长度（cm） 2 1.5 1 2 1.5 1 频率（Hz） 337 488 562 300 337 488 （1）选用序号为D、E、F的三次实验作对比，可以得出：当空气柱的______相同时，管内空气柱越长，音调越______； （2）选用序号为A、D或B、E或C、F的两次实验作对比，可以得出的结论是：当空气柱的______相同时，管内空气柱横截面积越______，音调越低； （3）在此实验中，小莉采用的研究方法是______法。 【答案】（1）横截面积 低；（2）长度 大；（3）控制变量 【解析】（1）[1][2]选用序号为D、E、F的三次实验作对比，注射器规格相同，则管内空气柱的横截面积相同，空气柱长度变短时，声音的频率升高，音调升高，可得：当空气柱的横截面积相同时，管内空气柱越长，音调越低。 （2）[1][2]选用序号为A、D或B、E或C、F的两次实验作对比，空气柱长度相同，注射器规格大即管内空气柱的横截面积较大的，对应声音的频率较低，音调较低，可得：当空气柱的长度相同时，管内空气柱横截面积越大，音调越低。 （3）管乐器发出声音的音调高低与空气柱的长度和横截面积可能都有关系，探究与某一因素的关系时，要控制其余因素不变，主要运用了控制变量法。 22．小睿为了探究物体发声时音调的高低与哪些因素有关，她选择了下表所示的五根钢丝进行实验。具体数据如下表： 编号 材料 长度 粗细 松紧 甲 钢丝 10cm 紧 乙 钢丝 10cm 紧 丙 钢丝 10cm 紧 丁 钢丝 5cm 紧 戊 钢丝 5cm 松 （1）用同样的力拨动甲、乙、丙三根钢丝，发现拨动___________（选填“甲”、“乙”或“丙”）钢丝时的音调最高。由此可以得出的结论是：___________； （2）为了探究钢丝音调的高低与长度的关系，她应该用同样大小的力先后拨动的两根钢丝是___________； （3）先后用同样大小的力拨动丁、戊两根钢丝，发现拨动丁钢丝时音调高，由此可以得出的结论是：___________； 【答案】（1）丙 在钢丝的长度、松紧程度相同时，钢丝越细，音调越高；（2）丙和丁；（3）在钢丝的长度、粗细、材料相同时，钢丝越紧，音调越高。 【解析】（1）[1][2]甲、乙、丙三根钢丝长度、松紧程度相同，丙最细。钢丝越细，振动频率越高，音调越高，所以拨动丙钢丝时的音调最高。由此得出的结论是：在钢丝的长度、松紧程度相同时，钢丝越细，音调越高。 （2）探究钢丝音调的高低与长度的关系时，要控制钢丝的粗细、松紧程度相同，材料相同，所以应该用同样大小的力先后拨动丙和丁两根钢丝。 （3）丁、戊两根钢丝长度、粗细、材料相同，丁更紧，拨动丁钢丝时音调高。由此可以得出的结论是：在钢丝的长度、粗细、材料相同时，钢丝越紧，音调越高。 23．小提琴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楔可沿木板移动以改变琴弦振动部分的长度。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。 次数 长度L/m 重物/个数 频率f/ Hz 1 0.4 2 375 2 0.8 2 170 3 0.8 4 265 （1）小组同学得到了表格中的数据，则第______次实验中琴弦发声的音调最高； （2）分析数据可以发现，该小组同学研究的是弦发声的音调与______和弦的松紧程度这两个因素的关系； （3）可用______两次实验来研究弦的音调和弦的松紧程度的关系； （4）在上述探究的基础上，他们又选用一根与钢制弦粗细相同的长为0.4m的尼龙弦，来探究音调与弦的材料的关系，则可悬挂重物个数为______个。 【答案】（1）1；（2）弦的长度；（3）2、3；（4）2 【解析】（1）音调与频率有关。由表格中的数据可知，第1次实验中琴弦振动频率最高，故发声的音调最高。 （2）由表格中的数据可知，弦的长度和重物的个数发生改变，所以该小组同学研究的是弦发声的音调与弦的长度和弦的松紧程度这两个因素的关系。 （3）根据控制变量法，研究弦的音调和弦的松紧程度的关系应只改变弦的松紧程度，所以应选择只有悬挂的重物个数不同的2、3两次实验。 （4）探究音调与弦的材料的关系时，应控制长度和弦的松紧程度相同，由表可知，只有第1次实验中琴弦的长度为0.4m，所以悬挂重物个数应与第1次实验保持相同，即悬挂重物个数为2个。 24．小明在观察如图甲所示的二胡时猜想：弦发声的音调可能与弦的长短、粗细和松紧有关。于是他找来两根粗细不同的钢丝，设计了如图乙所示的装置，拨动枕木AB间的钢丝，进行了四次对比探究，四次实验的部分信息如下表所示： 实验次数 1 2 3 4 钢丝直径/mm 2 1 1 AB间距/cm 50 50 50 30 钩码个数 3 3 4 3 （1）实验中，通过改变______来改变振动弦（钢丝）的松紧； （2）第1、2两次实验是为了探究音调与弦的______的关系，拨动后发现第1次实验发声音调低，则小明可得出结论：当弦的______相同时，弦越______，音调越高； （3）为了探究弦发声的音调与弦的长短是否有关这一猜想，关于第4次钢丝直径的选择，必须是（　　） A．1mm B．2mm C．1mm或2mm均可 （4）二胡演奏时可通过手指按压、松开、滑动等指法配合产生优美旋律。图丙中小明手握上端，两手指按压的是音符“3”、“4”位置，已知相同条件下，弦越长，音调越低，为发出“4”的音符，此时他最简单合理的操作是：松开______（食指/中指）。 【答案】（1）悬挂钩码的数目；（2）粗细 长短和松紧 细；（3）C；（4）食指 【解析】（1）如乙图所示，钢丝末端会悬挂不同数量的钩码，悬挂的钩码越多，钢丝就越紧，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。 （2）[1][2][3]第1、2两次实验中，钢丝末端悬挂钩码的数目相同，即琴弦的松紧相同，钢丝长度均为50cm，即长短相同，而钢丝直径不同，即粗细不同，为了探究音调与弦的粗细关系。第1次实验的弦较粗，第1次实验发声音调低，因此比较第1、2两次的实验数据可知，在弦的长短、松紧相同时，弦越细，音调越高。 （3）前三次实验AB间距都是50cm，第4次实验AB间距是30cm，这是为了探究音调与钢丝长短的关系，实验需要控制钢丝的粗细和松紧程度相同，可以选择第1次或者第2次实验与第4次实验进行对比，所以第4次实验用的钢丝与第1次或者第2次实验用的钢丝直径相同，即1mm或2mm均可，故C符合题意，AB不符合题意。 故选C。 （4）如图丙所示，“4”音符比“3”音符的音调高，为发出“4”音符，最简单合理的操作是改变弦的长度，只要松开食指，弦的长度就变短，当弦的粗细和松紧相同时，弦越短音调越高，所以最简单的操作是松开食指。 25．如图所示，有7支材料相同、厚度相同的玻璃量筒。其中1、2、3号量筒内径最小，均为；4号量筒内径居中为；5、6、7号量筒内径最大均为。各量筒内都装有水，某同学猜想空气柱发声的音调可能与以下因素有关： ①空气柱的长短； ②空气柱的横截面积； ③水柱的高度。 于是他在实验室找来了测量声音频率的仪表，用同样大小的力在量筒口吹气，并记录声音的频率，数据如下表所示。 量筒代号 1 2 3 4 5 6 7 频率/Hz 400 369 337 305 274 274 274 （1）分析得出：音调最高的是___________（选填量筒代号）号量筒，在量筒口吹气主要是___________（选填“空气柱”“水柱”或“玻璃”）振动发声； （2）若要探究空气柱发声的音调是否与因素①有关，应选量筒___________（选填量筒代号）； （3）若选择3、4、5号量筒，则探究的是空气柱发声的音调是否与因素___________（选填“②”或“③”）有关； （4）若选择5、6、7号量筒。该同学用同样大小的力在量筒口吹气，空气柱振动发声的音调___________（选填“相同”或“不相同”），从而得出结论：空气柱发声的音调与水柱的高度___________（选填“有关”或“无关”）； （5）频率仪表应当靠近___________（选填“空气柱”或“水柱”），测试的频率更准确。 【答案】（1）1 空气柱；（2）1、2、3；（3）②；（4）相同 无关；（5）空气柱 【解析】（1）[1]音调的高低与频率有关，频率越高，音调越高。由表格数据可知，1号量筒的频率最高，为400Hz，所以音调最高的是1号量筒。 [2]声音是由物体的振动产生的，在量筒口吹气时，主要是量筒内的空气柱振动发声。 （2）要探究空气柱发声的音调与因素①（空气柱的长短）有关，需控制空气柱的横截面积等其他因素不变，只改变空气柱的长短，应选择横截面积相同（内径相同）、空气柱长短不同的量筒，即1、2、3号量筒（它们内径均为d，空气柱长短不同）。 （3）3、4、5号量筒，空气柱长短相近，内径不同（即空气柱的横截面积不同），所以探究的是空气柱发声的音调是否与因素②（空气柱的横截面积）有关。 （4）[1]5、6、7号量筒，空气柱的横截面积相同（内径均为3d），空气柱长短相同，用同样大小的力吹气，空气柱振动的频率相同，所以音调相同。 [2]因为空气柱长短和横截面积相同，音调相同，所以得出结论：空气柱发声的音调与水柱的高度无关。 （5）因为是空气柱振动发声，所以频率仪表应当靠近空气柱，这样测试的频率更准确。 ▌题型06 音调综合易错题 1．高频易错点 混淆音调和响度：“高、低” 不都是音调，“高声喧哗” 的 “高” 指响度； 误认为振幅越大，音调越高；弦乐器的音调变化规律记反；混淆发声频率与听觉频率；敲打水杯和吹水杯的发声体、音调变化规律混淆。 2．解题关键：先判断描述的是声音高低还是强弱，对应音调或响度；明确发声体，再分析频率变化。 26．学校开展自制排箫“跨学科实践”活动。如图甲所示，排箫是由若干长短不一的竹管组成。演奏时，用嘴对着竹管吹气，便能发出声音，声音的频率与管长间的关系如图乙所示，音级、音区与频率的关系如表所示。如图丙所示，小组同学选择若干根相同的长为20cm的吸管，用剪刀剪裁后，按由长到短的顺序横向连接制得“排箫”。 音级、音区与频率的关系。 音级 不同音区的频率/Hz 低音区 中音区 高音区 Do 262 523 1046 Re 294 587 1175 Mi 330 659 1318 Fa 349 698 1397 Sol 392 784 1568 La 440 880 1760 Si 494 988 1976 （1）演奏时，对着竹管吹气，便能发出声音，这是由于吹气时管内的_______发生振动。 （2）由图乙知，对着竹管吹气发出声音的频率与管长的关系是：管长越长，频率越_______。 （3）根据自制排箫评价量表，该小组制作的排箫等级为_______（选填“优秀”、“合格”或“待改进”）。 自制排箫评价量表 评价指标 评价等级 优秀 合格 待改进 音区数量 能吹奏出3个完整的音区 能吹奏出1-2个完整的音区 不能吹奏出完整的音区 【答案】（1）空气柱；（2）低；（3）合格 【解析】（1）声音是由物体的振动产生的，演奏时，对着竹管吹气，便能发出声音，这是由于吹气时管内的空气柱振动产生。 （2）由图可知，随着管长的增加，声音频率逐渐降低，故对着竹管吹气发出声音的频率与管长的关系是：管长越长，频率越低。 （3）由于管长只有20cm，由图乙可知，排箫能吹出的频率范围约为420Hz~2000Hz，能吹出中音区和高音区两个完整的音区，故该小组制作的排箫等级为合格。 27．在综合学科实践活动中，同学们自己制作了“水瓶琴”乐器，如图在8个相同的水瓶中，灌入质量不同的水，水面的高度不等。 （1）若用相同的力量敲击它们，就可以发出不同音调的声音。此时发出的声音的声源是______（填“空气柱”或“瓶和水”），盛水越多，敲击时发出的声音的音调就越______； （2）一位同学从左至右用同样的力吹3个瓶子，发现发出的声音音调逐渐变高，请分别用直线画出图中另外两个瓶子中水位线的大致位置； （3）往保温瓶里灌开水的过程中，听声音就能判断保温瓶里水位的高低，这是因为______； A．随着水位升高，音调逐渐升高 B．随着水位升高，音调逐渐降低 C．灌水过程中音调保持不变，响度越来越大 D．灌水过程中音调保持不变，响度越来越小 （4）有个小组发现把装有水的酒杯放在桌上，用润湿的手指摩擦杯口边缘使其发声，改变水量发现发出的声音不同。对此同学们提出三个问题，其中较有价值且可探究的问题是______。 A．声音是由水振动产生的吗？ B．音调和水量多少有什么关系？ C．音调为什么会随水量变化而变化？ 【答案】（1）瓶和水 低；（2）；（3）A；（4）B 【解析】（1）[1]当用相同的力量敲击瓶子时，是瓶和水振动发声，所以声源是瓶和水。 [2]盛水越多，瓶和水的质量越大，振动就越慢，振动频率越低。而音调由频率决定，频率越低，音调就越低。 （2）当用同样的力吹瓶子时，是瓶子内的空气柱振动发声。空气柱越短，振动频率越高，音调也就越高。已知从左至右吹瓶子，声音音调逐渐变高，所以从左至右，瓶子内的空气柱应逐渐变短，那么水位应逐渐升高。最左边的瓶子，为了使空气柱最长（音调最低），水位应最低；最右边的瓶子，为了使空气柱最短（音调最高），水位应最高；中间瓶子的水位介于两者之间，如图所示： （3）往保温瓶里灌开水时，发出声音是由保温瓶内空气柱的振动产生的。随着水位升高，空气柱的长度逐渐变短。根据音调与频率的关系，物体振动的频率越快，音调越高；空气柱越短，振动频率越快，所以音调逐渐升高，故A符合题意，BCD不符合题意。 故选A。 （4）如图的实验中，当用手指润湿后沿着杯口边缘摩擦时，是杯子和水发生了振动，当水量越大时，杯子和水越难振动，因此可以得出：杯中的水量越大，音调越低，水量越小，音调越高。由题意可知，这里的“声音不同”是指音调，则应围绕音调的影响因素进行探究，即探究“音调和水量多少有什么关系？”是最有价值且可探究的问题，故B符合题意，AC不符合题意。 故选B。 28．我国有些地方修筑了“音乐公路”。当汽车以一定速度匀速行驶时，就会奏出一段悦耳的乐曲。音乐公路的路面上分布着许多横向凹槽，如图所示。汽车每经过一个凹槽，就会上下振动一次。路面上凹槽的分布较密，汽车行进时振动很快，于是就发出了声音。凹槽的疏密可以根据乐曲的音调高低来设计，假设某音乐公路规定行驶速度是54km/h，设定乐曲为《歌唱祖国》，第一个音符“sol”（5）的频率为392Hz。通过阅读以上资料可知： （1）音符“sol”（5）的频率为392Hz，说明1s汽车振动______次，音符“la”（6）的频率应______392Hz； （2）汽车行驶速度54km/h=______m/s； （3）当汽车发出音符“sol”时，所对应的相邻凹槽之间的距离是多少______？（小数点后保留两位小数，写出必要的文字说明、表达式及最后结果。） 【答案】（1）392 大于；（2）15；（3）0.04m 【解析】（1）[1][2]频率是1s内振动的次数，音符“sol”（5）的频率为392Hz，说明1s汽车振动392次；音符“la”（6）的音调比音符“sol”（5）的音调高，音符“la”（6）的频率大于“sol”（5）的频率，音符“la”（6）的频率应大于392Hz。 （2）汽车行驶速度 （3）汽车通过两凹槽之间的时间为，汽车发出这个音时，所对应的相邻凹槽之间的距离为 29．学习科学要学会利用书籍的信息进行反思，并从中获取新的信息。 （1）关于声音的速度，课本上是这样描述的：“15℃时空气中的传播速度是340m/s”。从描述中我们可以得到：声音的传播速度与温度和 _____有关； （2）借助示波器，可以观察到不同声音的波形。如图是两个不同的发声体A和B发出的音调和响度不同的波形示意图，其中发声体 _____的音调高； （3）运用声呐系统向海底发射超声波可以探测海洋深度，超声波声呐 _____（选填“能”或“不能”）用于太空测距（比如地球与月球的距离）。 【答案】（1）介质；（2）A；（3）不能 【解析】（1）[1]“15℃时空气中的传播速度是340m/s”。从描述中我们可以得到：声音的传播速度与温度和介质种类有关。 （2）[2]因为频率越大，音调越高，如图相同时间内，A振动2.5次，B振动1次，A比B振动的频率快，故A的音调高。 （3）[3]声音的传播需要介质，太空是真空，真空不能传声，超声波声呐不能用于太空测距（比如地球与月球的距离）。 30．蝙蝠在捕食昆虫时发出一种每0.1s振动9000次的声音，声音碰到昆虫后会反射回来，蝙蝠听到回声后可以确定昆虫的方位。某次昆虫在距蝙蝠正前方17m的位置（假设蝙蝠静止不动），问： （1）蝙蝠发出的声波______（选填“能”或“不能”）用在月球探测车上预防月球车撞到障碍物。原因是______。 （2）如果超声波传播速度为340m/s，蝙蝠发出声音后多久能发现昆虫？( ) （3）蝙蝠发出的声音人耳是否能听到？为什么？( ) 【答案】（1）不能 声音（波）不能在真空中传播；（2）0.1s；（3）蝙蝠发出的声音频率为；不在人的听觉范围内（20Hz～20000Hz），所以该声音人耳不能听到。 【解析】（1）[1][2]由于声音（波）不能在真空中传播，所以蝙蝠发出的声波不能用在月球探测车上预防月球车撞到障碍物。 （2）[3]声音传播的距离为s＝2×17m＝34m 由速度公式可知，声音传播的时间为 （3）[4]蝙蝠发出的声音频率为 不在人的听觉范围内（20Hz～20000Hz），所以该声音人耳不能听到。 2 / 2 学科网（北京）股份有限公司 学科网（北京）股份有限公司 $ 2.2 音调 ▌题型01 音调与频率的概念辨析 1．D 2．音调 B 3．D 4．多 高 音调 5．疏密 高 re ▌题型02 弦乐器音调的影响因素 6．（1）c；（2）横截面积（粗细） 频率 a 在材料和长度一定时，琴弦越粗（横截面积越大），振动频率越低，音调越低；（3）c和d材料不同，长度不同，只有横截面积相同，没有控制单一变量，所以无法得出琴弦越长，振动越慢音调就越低 7．高 小 8．振动 低 9．长度 高 10．振动 音调 ▌题型03 波形图中的音调高低判断 11．（1）低 ；（2）传声距离；（3）方向相同，速度相等 12．快 音调 乙 13．瓶和水 （3）（2）（1） 14．音调 乙 15．甲 A ▌题型04 人与动物的发声与听觉频率范围 16．B 17．B 18．600 能 人耳听觉频率范围为20~20000Hz 19．600 蝴蝶 20．（1）10000 20000；（2）6000m 变大；（3）不能 因为真空不能传声 ▌题型05 生活中的音调现象与实验探究 21．（1）横截面积 低；（2）长度 大；（3）控制变量 22．（1）丙 在钢丝的长度、松紧程度相同时，钢丝越细，音调越高；（2）丙和丁；（3）在钢丝的长度、粗细、材料相同时，钢丝越紧，音调越高。 23．（1）1；（2）弦的长度；（3）2、3；（4）2 24．（1）悬挂钩码的数目；（2）粗细 长短和松紧 细；（3）C；（4）食指 25．（1）1 空气柱；（2）1、2、3；（3）②；（4）相同 无关；（5）空气柱 ▌题型06 音调综合易错题 26．（1）空气柱；（2）低；（3）合格 27．（1）瓶和水 低；（2）；（3）A；（4）B 28．（1）392 大于；（2）15；（3）0.04m 29．（1）介质；（2）A；（3）不能 30．（1）不能 声音（波）不能在真空中传播；（2）0.1s；（3）蝙蝠发出的声音频率为；不在人的听觉范围内（20Hz～20000Hz），所以该声音人耳不能听到。 解：（1）[1][2]由于声音（波）不能在真空中传播，所以蝙蝠发出的声波不能用在月球探测车上预防月球车撞到障碍物。 （2）[3]声音传播的距离为s＝2×17m＝34m 由速度公式可知，声音传播的时间为 （3）[4]蝙蝠发出的声音频率为 不在人的听觉范围内（20Hz～20000Hz），所以该声音人耳不能听到。 2 / 2 学科网（北京）股份有限公司 学科网（北京）股份有限公司 $