第三单元 声音 实验操作指南(教用版)-【实验班】2026-2027学年四年级上册科学提优训练（教科版·新教材）

第三单元 声音 1声音是怎样产生的 知识要点速记 1.声音是由物体振动产生的。 2.振动是物体往复运动的状态。 3.物体受到外力作用不一定发出声音，只有让物体振动才能产生声音。物体振动 停止，声音就会消失。 4.橡皮筋发出的声音是由橡皮筋振动产生的，振动停止，橡皮筋就不再发声。 5.音叉是一种发声仪器，用来调试乐器和测试音调。用手摸一摸被敲击过的音叉， 手会感觉麻麻的，这说明音叉振动了。 6.吹竖笛能发出声音，这是由于空气柱振动能够产生声音。 7.我们的喉咙里有一个能够发出声音、控制声音的器官一声带。 实验操作指南 实验1橡皮筋发声实验 实验目的 通过不同方式对橡皮筋发力，观察橡皮筋是否能发声。 实验材料 橡皮筋、支架等。 实验步骤 1.两只手分别捏住橡皮筋的两端，横向轻轻拉 注意事项 伸，观察橡皮筋状态并仔细听橡皮筋能否发出 认真观察橡皮筋发出声音的 声音。 状态和不发出声音的状态有 2.将橡皮筋放在手中轻轻揉搓，观察橡皮筋状态 什么不同。 并仔细听橡皮筋能否发出声音。 3.将橡皮筋平放在桌面上，按压橡皮筋，观察橡皮筋状态并仔细听橡皮筋能否 发出声音。 26 4.将橡皮筋的两端固定在支架上，拉紧橡皮筋，并轻轻弹拨，观察橡皮筋状态并 仔细听橡皮筋能否发出声音。 实验现象拉伸橡皮筋时，橡皮筋伸长，不能发出声音；揉搓橡皮筋时，橡皮筋 被团成一团，不能发出声音；按压橡皮筋时，橡皮筋无变化，不能发出声音；弹拨 橡皮筋时，橡皮筋做往复运动，能发出声音。 实验结论弹拨橡皮筋可以使其发出声音，声音是由物体振动产生的。 实验2观察其他物体是怎样发出声音的 实验目的 验证能使物体发出声音的方法。 实验材料 鼓、鼓槌、一套音叉装置等。 实验步骤 1.按压、敲击鼓面，观察鼓面状态并仔细听鼓面能否发出声音。 2.握紧、敲击音叉上方，观察音叉状态并仔细听音叉能否发出声音。 3.用手摸一摸正在发声的喉咙，记录感受。 实验现象，敲击鼓面、敲击音叉时，鼓面、音叉做 注意事项 往复运动并发出声音按压鼓面、握紧音叉都不 认真观察三种物体发出声音 会发出声音。当触摸正在发声的喉咙时，可以感 的状态和不发出声音的状态 觉到它在振动。 有什么不同。 实验结论 1.声音的产生和物体受力情况以及运动方式有关。 2.物体做往复运动 振动时会产生声音。 27 实验班 提优圳练 @教材研讨答案 1.声音都是由物体振动产生的。你同意这个观点吗？说一说理由。 我同意“声音都是由物体振动产生的”这一科学观，点。从各类发声现象能够验证， 敲鼓时鼓面振动带动鼓皮起伏、拨动琴弦时琴弦来回晃动，都能直观看见振动与发 声同步出现；部分物体发声时振动幅度微小，肉眼难以辨识，但可借助触碰、放纸屑 等方法验证。一旦人为按住正在发声的物体，迫使振动停下，对应的声响也会随之 消失，由此证实振动是产生声音的必要条件，振动停止，发声随即终止。 2.我们能找到一个不振动就能发声的物体吗？ 在自然界与生活中，无法找到一个不振动就能发声的物体。一切声音的源头都 依托物体振动，只是部分振动幅度细微，肉眼无法直接观测。以发声的音叉为 例，敲击后音叉发出声响，肉眼很难看清它的细微晃动，可将手指轻触音叉叉臂， 能明显感受到振动带来的发麻触感，或是把音叉浸入水面，飞溅的水花可以直观 佐证音叉正在振动。由此能够确定，所有发声物体必然处在振动状态，不存在脱 离振动的发声现象。 2 声音的强弱 知识要点速记 1.音量就是声音的大小。我们平常所说的声音大小、轻重等都指的是声音的强弱。 2.我们把钢尺上下振动的距离叫作振动的幅度。 3.声音的强弱与物体振动的幅度有关。物体振动的幅度越大，声音越强； 物体振动的幅度越小，声音越弱。 4.在鼓面上放一些小而轻的物体（如细沙、碎纸屑）的目的是更清楚地观 察鼓面的振动情况。 5.生活中不同场所对声音强弱的需求不同，有些场所需要控制声音的强度，如图书 馆、医院、电影院等。 图书馆 医院 电影院 一 28 实验操作指南 实验 探究声音的强弱变化 实验目的 探究钢尺、鼓面、音叉的振动幅度大小与声音强弱（音量）的关系。 实验材料 钢尺、鼓、鼓槌、碎纸屑、一套音叉装置、小球等。 实验步骤 1.将一把钢尺的一部分（大约20厘米）伸出桌面，用一只手压住钢尺紧贴桌面 的一端，另外一只手拨动钢尺的另一端。先轻轻拨动钢尺，再用力拨动钢尺，观 察钢尺的振动有什么不同。 2.将一些碎纸屑放在鼓面上，用鼓槌先轻轻敲击鼓面，再用力敲击鼓面，观察鼓 面的变化。 3.用线吊一个小球，让小球刚好接触到音叉。先轻轻敲击音叉，再用力敲击音 叉，观察音叉的变化。 4.重复以上实验步骤，做好记录。 实验记录 声音强弱与物体的振幅大小关系实验记录表 振动物体 振幅大小 声音强弱 注意事项 轻轻拨动 振幅小 声音弱 钢尺 钢尺伸出桌面的长度要一 用力拨动 振幅大 声音强 样。拔动钢尺时，一定要牢 轻轻敲击 振幅小 声音弱 牢压住钢尺贴在桌面上的 鼓面 部分。 用力敲击 振幅大 声音强 轻轻敲击 振幅小 声音弱 音叉 用力敲击 振幅大 声音强 29 实验班 是优圳练 实验结论，声音强弱与物体振动幅度有关。物体振动幅度越大，声音越强；物体 振动幅度越小，声音越弱。 ●教材研讨答案 1.声音强弱不同时，发声物体的振动有什么不同？ 声音的强弱不同时，发声物体的振动幅度不同。物体振动幅度越大，声音越强； 物体振动幅度越小，声音越弱。 2.我们怎样描述振动的幅度大小和声音强弱的关系？可以怎样解释自然界中各种 不同强弱的声音呢？ 在发声条件不变时，发声物体的振动幅度越大，产生的声音越强；振动幅度越小， 产生的声音越弱。自然界里各式各样强弱不同的声音，本质都是发声物体振动 幅度存在差异导致的。风吹树叶发出细碎的沙沙声，是树叶受微风影响小幅度 晃动、相互摩擦，振动幅度很小，因此声音微弱；风变大时，空气剧烈撞击枝干，物 体振动幅度变大，风声就变得响亮。人敲击铜锣时，用力敲击会使锣面大幅度振 动，因此锣声厚重洪亮；轻轻叩击锣面，锣面振幅小，因此发出的声音轻柔细小。 3声音的高低 知识要点速记 1.声音除了有强弱的变化外，也有高低的变化。音乐课上，我们把声音的高低叫音 调。敲击铝片琴，会产生高低不同的声音。 2.振动快慢可以分为快、较快、慢三级。 3.声音的高低由物体振动的快慢（频率）决定。物体振动得越快，发出的声音就越高； 物体振动得越慢，发出的声音就越低。 4.物体的长短、松紧、粗细不同，发出的声音的高低就不同。越短、越紧、越细的物 体振动得越快，发出的声音越高；越长、越松、越粗的物体振动得越慢，发出的声音 越低。 30 实验操作指南 实验 探究声音的高低变化 实验目的 通过不断改变钢尺振动部分的长短，认识到声音的高低与物体振 动的快慢有关。 实验材料 钢尺、桌子等。 实验步骤 1.准备一把钢尺，把钢尺的一端压在桌面上，分 注意事项 别改变钢尺伸出桌面的长度，拔动钢尺使其 1.拨动钢尺的力度要一样。 发声。 2.钢尺与桌面接触的部分 2.观察钢尺发声高低和振动快慢的现象，将观察 要压紧。 结果记录下来。 实验记录 钢尺声音的变化记录表 钢尺伸出桌面的长度 声音高低 振动快慢 较长 较低 慢 中等 中等 较快 较短 较高 快 实验结论声音的高低与物体振动的快慢有关。物体振动越快，声音越高；振动 越慢，声音越低。 ●教材研讨答案 1.声音高低与什么有关？ 声音的高低与发声体振动的快慢有关，振动越快声音越高，反之声音越低。体现 在发声体的长短、粗细、松紧等方面，发声体越短、越细、越紧，振动得越快，声音 越高；反之越低。 2.我们还在哪里听到过声音高低的变化？自然界中哪些动物或物体发出的声音较 高，哪些较低？ -31 实验班 是优圳练 在日常生活与自然界中，很多场景都能听见声音高低的变化：弹奏钢琴、古筝等 乐器时，按键或拔弦不同，发出的音调高低错落；风吹过粗细不同的管道、水管放 水时的水流声，还有鸟鸣起伏、打雷时雷声从沉闷到轰鸣的变化，都存在明显的 音调变化。从自然生物来看，小鸟、蝉的发声器官细小紧凑，振动频率高，鸣叫声 音尖细、音调偏高；牛、大象的发声腔体宽大厚重，发声时振动缓慢、频率低，吼叫 声低沉浑厚，音调偏低。 4 乐器的声音变化 知识要点速记 1.许多乐器都是靠弦的振动来发出高低不同的声音的，比如二胡、小提琴、吉他、古 筝等。 2.弹吉他时，手指在一根弦上移动，另一只手用相同力度弹拨琴弦，弦振动的部分 越短，音调越高；弦振动的部分越长，音调越低。 3.用不同的力度弹拨吉他上的同一段琴弦，发出声音的强弱不同。用力越大，声音越 强；用力越小，声音越弱。 实验操作指南 实验 探究吉他声音的变化 实验目的 通过吉他探究乐器的声音变化是怎样实现的。 实验材料 吉他。 实验步骤 1.手指按在一根琴弦上并上下移动，使弦振动的部分不断变 化，另一只手用相同的力度弹拨琴弦，观察声音的变化规律。 2.选取一根弦，手在这根弦上的位置不变，调节这根弦的松 紧程度，用相同的力度弹拨琴弦，观察声音的变化规律。 -32 3.用同样的力度弹拔吉他上的不同琴弦，观察声 注意事项 音的变化规律。 该实验为对比实验，在实验 4.用不同的力度弹拔同一根琴弦，观察声音的变 过程中只能改变一个条件， 化规律。 其他条件应保持不变。 5.重复上述操作，并及时记录。 实验记录 琴弦发声规律记录表 方法 琴弦的变化 声音的变化 琴弦振动的部分越短 音调越高 按压不同位置 琴弦振动的部分越长 音调越低 琴弦越紧 音调越高 调节松紧 琴弦越松 音调越低 琴弦越细 音调越高 改变粗细 琴弦越粗 音调越低 弹拨力度越大，琴弦振动 音量越大 用不同的力度弹 幅度越大 拨同一根琴弦 弹拨力度越小，琴弦振动 音量越小 幅度越小 实验结论 1.弦乐器的音调与琴弦振动部分的长短、粗细、松紧程度有关。 2.在其他条件相同的情况下，越长、越松、越粗的弦，振动越慢，音调越低；越短、 越紧、越细的弦，振动越快，音调越高。 3.用不同的力度弹拔同一根琴弦，弹拨力度越大，琴弦振动幅度越大，音量越 大；弹拨力度越小，琴弦振动幅度越小，音量越小。 @教材研讨答案 1.几种乐器声音的高低变化分别是怎样实现的？ 各类乐器依靠改变发声体的长短、粗细、松紧，调节振动快慢，以此实现声音高低 (音调)的变化。如二胡、吉他这类弦乐器，通过控制发出声音的弦的长短、粗细、 -33 实验班 是优圳练 松紧来实现声音的高低变化，琴弦变短、变细、调紧后，振动速度变快，音调变高； 琴弦变长、变粗、调松后，振动速度变慢，音调变低。笛子、小号这类管乐器依靠 管内空气柱振动发声，吹奏时手指开合音孔，改变内部空气柱的长短，空气柱越 短振动越快、音调越高，空气柱越长振动越慢、音调越低。 2.几种乐器声音的强弱变化分别是怎样实现的？ 各类乐器声音的强弱变化都是靠改变发声体振动幅度的大小来实现的。弹奏弦 乐器时，用力拨弦，琴弦振动幅度变大，发出的声音变强；轻轻拨弦，琴弦振动幅 度变小，发出的声音变弱。吹奏管乐器时，加大吹气力度，管内空气柱振动幅度 变大，发出的声音变强；放缓吹气力度，空气柱振动幅度变小，发出的声音随之变 弱。打击乐器同理，用力敲击鼓面、锣面，物体振动幅度变大，发出的声音变强； 轻敲则振动幅度变小，发出的声音随之变弱。整体遵循振动幅度越大、声音越 强，振动幅度越小、声音越弱的规律。 5设计我们的乐器 知识要点速记 1.设计乐器的步骤：明确任务→设计方案实施计划。 2.乐器设计方案应包含的内容：(1)乐器的发声方式；(2)音调变化的方式；(3)制作 乐器所需的材料。 3.乐器实施计划应包含的内容：(1)选择材料；(2)把材料加工成需要的样子；(3)将 加工后的材料进行组装和装饰。 4.我们可以用纸盒、橡皮筋、吸管、玻璃瓶等材料制作小乐器。 5.制作出的小乐器要能发出高低不同的声音，可以通过改变 物体的长短、粗细、松紧等因素来调试不同的音调。 实验操作指南 实验1制作皮筋琴 实验目的 巩固有关声音的知识，培养设计能力、动手能力。 实验材料 一个纸盒、粗细相同的橡皮筋等。 -34 实验步骤 1.明确任务，将方案以设计图的形式呈现出来，如图 橡皮筋 所示。 纸盒 2.根据设计，选择一个纸盒和粗细相同的橡皮筋作为材 料来制作皮筋琴。 3.在一个纸盒上挖一个孔，用于放大声音，然后将橡皮筋套在纸盒上。 4.改变橡皮筋的松紧程度，拔动橡皮筋，仔细聆听声音的不同。 5.根据自己的喜好装饰乐器。 实验现象橡皮筋越松，声音越低；橡皮筋越紧， 注意事项 声音越高。 橡皮筋不要拉得过紧，防止 实验结论声音的高低与橡皮筋的松紧有关。 断裂伤人或失去弹性。 实验2 制作排箫 实验目的 巩固有关声音的知识，培养设计能力、动手能力。 实验材料 吸管、橡皮泥、胶带、剪刀等。 实验步骤 1.明确任务，将方案以设计图的形式呈现出来。 2.根据设计，选择吸管、橡皮泥等作为材料来制 作排箫。 3.如图所示，将7根吸管剪成不同的长度，一端 对齐，用胶带缠绕固定，并用橡皮泥堵住另一端 注意事项 管口。 小组内分工合作。 4.吹奏吸管，仔细聆听声音的不同。 实验现象吹奏排箫时，吸管越长，声音越低；吸管越短，声音越高。 实验结论声音的高低与吸管的长度有关。 35 实验班 提优圳练 6 改进我们的乐器 知识要点速记 1.测试自己的乐器时，尝试用自制的乐器演奏一段简单的旋律，看能否达到任务要 求，并查找乐器存在的问题；针对存在的问题，改进乐器，并再次进行测试，直到 达到任务要求。 2.制作乐器步骤包括：明确任务→设计方案→实施计划→测试与改进→展示评价。 实验操作指南 实验 改进皮筋琴 实验目的 根据声音的特性改进皮筋琴。 实验材料 一块木板、三根粗细不同的橡皮筋、一根小木条、胶水等。 实验步骤 1.按如图所示的方式制作皮筋琴，拔动橡皮筋，听声音 的高低。 2.调节橡皮筋的松紧，使橡皮筋发出的声音高低达到任务要求。 实验现象橡皮筋越细、越紧，声音越高；橡皮筋越 注意事项 粗、越松，声音越低。 保持拨动橡皮筋的力度一致。 实验结论声音的高低与橡皮筋的粗细和松紧 有关。 7 声音的传播 知识要点速记 1.声音是以波的形式传播的，声音会向四面八方传播。 2.声音的传播离不开物质，声音可以在气体、液体、固体中传播。一般情况下，声音在 物质中的传播速度：固体>液体>气体。 3.声音从被罩住的闹钟传到耳朵的路径：闹钟→玻璃罩内空气→玻璃罩壁→玻璃罩外 空气→耳朵。 36 4.空气是传播声音的重要物质，在真空的环境中，声音不能传播。 实验操作指南 实验1 比较耳朵贴在桌面上与不贴在桌面上听到声音的不同 实验目的 通过比较耳朵贴在桌面上听到的声音与不贴在桌面上听到的声 音，来比较声音在固体中与空气中传播效果的不同。 实验材料 桌子。 实验步骤 1.同学甲将耳朵贴在桌面的一端，听一听同学乙在桌面 的另一端轻轻抓挠桌面的声音。 2.同学甲坐直，同学乙继续在桌面相同位置轻轻 注意事项 抓挠桌面。 1.一定不能用力敲击或者 3.比较这两种情况下听到的声音有什么不同。 拍打桌面。 实验现象耳朵贴在桌面上听到的声音要比不 2.同学乙前后抓挠桌面用 贴在桌面上听到的声音更清楚。 的力度要尽量相同。 实验结论桌面（固体）可以传播声音，且传播能力比空气（气体）好。 实验2水是怎样传播声音的 实验目的 了解声音是以波的形式传播的，认识到水（液体）能传播声音。 实验材料 音叉装置一套、水、玻璃缸等。 实验步骤 1.将玻璃缸盛水放置在桌面上，等待水面静止。 2.同学乙用音槌轻轻击打音叉，用击打后的音叉轻轻触及 水面，观察并记录水面的变化。 3.同学乙重新击打音叉，再将击打后的音叉浸入水中，同学 甲将耳朵贴着玻璃缸的外壁，试试能否听到音叉发出的 声音。 37 实验班 是优圳练 实验现象 1.用击打后的音叉轻轻触及水面，看到水面产生 注意事项 水波，以音叉为中心逐渐向四周扩散。 音叉须从水面中心放入，不 2.将耳朵紧贴玻璃缸的外壁能听到音叉发出的 能碰到玻璃缸的内壁。 声音。 实验结论 1.物体（音叉）振动产生声音（声波），同时可以引起周围物体的振动（水波），从 而使声音以波的形式向四周传播。 2.声音能在液体（水）中传播。 实验3验证声音的传播与空气是否有关 实验目的 通过比较闹钟在空气中与真空中的声音，认识到声音传播需要物 质，空气可以传播声音。 实验材料 闹钟、玻璃罩、真空泵等。 实验步骤 1.把正在响铃的闹钟放在玻璃罩内，试试能否听到闹钟发 出的声音。 2.用真空泵慢慢抽出玻璃罩内的空气，试试能否听到闹钟 发出的声音。如果能，听到的声音是否有变化。 3.将玻璃罩内抽至接近真空状态，试试能否听到 注意事项 闹钟发出的声音。如果能，听到的声音是否有 玻璃罩要密封好；注意听声 变化。 音的变化。 4.将空气慢慢充入玻璃罩中，试试能否听到闹钟 发出的声音。如果能，听到的声音是否有变化。 实验现象没抽气之前，能清楚地听到闹钟发出的声音；随着玻璃罩内的空气 慢慢被抽出，听到的声音越来越小；当玻璃罩内接近真空状态时，就几乎无法听 到闹钟发出的声音了；空气被慢慢充入玻璃罩后，听到的声音逐渐增大。 实验结论声音的传播需要物质，声音能在空气中传播，不能在真空中传播。 38 教材研讨答案 1.声音是怎样从一个地方传到另一个地方的？声音在传播的过程中借助了什么物 质？在不同物质中的传播有什么不同？ 声音以声波的形式从一个地方传到另一个地方。声音在传播的过程中要借助气 体、液体或者固体，在不同物质中的传播效果不一样，一般情况下，在固体中传播 效果最好，在气体中传播效果最差。 2.声音传播的方向是怎样的？我们是如何知道的？ 声音以声波的形式向四面八方传播。比如我们坐在教室里，教室中各个位置的 同学都能听到老师讲课的声音。 8 保护听力 知识要点速记 1.射击运动员比赛时通常会戴耳罩，目的是保护运动员的听力。 2.人耳的外耳道就像一个隧道，声音通过这条隧道到达鼓膜。鼓膜很薄而且有弹性， 即使是轻微的声音，都会使它产生振动。 3.人耳的结构和功能。 人耳的结构和功能 人耳的结构 特点 功能 耳郭 呈漏斗状 收集声波 外耳道 呈细长弯曲的管道状 传递声波 鼓膜 薄而有弹性，半透明 将声波转化为振动 耳蜗 内有听觉细胞，呈蜗牛壳状 将振动转化为信号 4.人长期处于大音量环境中，听力会受到伤害。 5.音量大小的测量单位叫“分贝”，相应的测量仪器叫分贝仪。 6.在公共场所要轻声说话。 实验操作指南 实验 鼓膜模拟实验 实验目的 了解鼓膜的作用。 实验材料 塑料杯、橡皮筋、一套音叉装置、气球皮、碎纸屑等。 -39 实验班 是优圳练 实验步骤 1.在塑料杯杯口蒙上一层气球皮，用橡皮筋固定并使气球皮绷紧。 此时，气球皮相当于人耳的鼓膜。 2.在“鼓膜”上方放置少量碎纸屑。 3.用音叉在离“鼓膜”远近相同的地方制造强弱 不同的声音。观察“鼓膜”的振动情况以及碎纸 注意事项 屑的状态，并在记录表中记录观察结果。 1.尽量将气球皮绷紧，因为 4.用针刺破“鼓膜”，模拟鼓膜穿孔，重复刚才的 我们的鼓膜是一层很薄的、 实验。观察“鼓膜”的振动情况以及碎纸屑的状 有弹性的膜。 态，并在记录表中记录观察结果。 2.音叉靠近气球皮时，不要 实验记录 碰到气球皮。 鼓膜模拟实验记录表 模拟方法 “鼓膜”振动情况 轻敲音叉 “鼓膜”振动平缓，碎纸屑跳动幅度较小 重敲音叉 “鼓膜”振动剧烈，碎纸屑跳动幅度较大 用针刺破“鼓膜” “鼓膜”无法正常振动，碎纸屑几乎不跳动 实验结论影响“鼓膜”振动幅度大小的因素有声音的强弱等。声音越强，“鼓 膜”振动幅度越大；声音越弱，“鼓膜”振动幅度越小。鼓膜穿孔时，几乎不振动。 ●教材研讨答案 1.声音强弱与鼓膜振动有什么联系？声音过强会对鼓膜造成什么影响呢？ 声音强时，鼓膜振动幅度大；声音弱时，鼓膜振动幅度小。如果声音过强，鼓膜会 剧烈振动，容易损伤鼓膜甚至让它破裂。 2.为什么鼓膜穿孔会影响听力？ 鼓膜是声音传递到耳朵里的关键“零件”，它把外界的声音振动传递给耳蜗。如 果鼓膜穿孔了，就像鼓面破裂一样，没法正常振动，也就没法正常传递声音，声音 信号传不进去，我们就听不清声音，听力会下降。 3.我们应该怎样保护听力？ 远离噪声、不用硬物掏耳朵、少戴耳机、耳部不适及时就医等都可以保护我们的 听力。 40