2.2 音调（高效培优·讲义）物理新教材沪粤版八年级上册

本初中物理讲义聚焦“音调”核心知识点，系统梳理音调定义、频率影响因素、波形图分析方法，延伸至超声波与次声波特性及弦乐器音调影响因素，构建从基础概念到实验探究再到实际应用的完整学习支架。 该资料以实验探究为特色，通过钢尺振动、水瓶琴等实验培养科学探究能力，结合波形图对比与控制变量法训练科学思维，融入二胡、排箫等生活实例深化物理观念，避坑指南与分阶练习助力课中教学增效及课后查漏补缺。

2.2 音调 目录 01 本节导航·目标清单 02 教材精研·内容全解 考点01 音调及波形图 考点02 超声波与次声波 考点03 探究弦乐器音调的影响因素 03 避坑指南·解题通法 角度01 音调与频率的概念辨析 角度02 弦乐器音调的影响因素 角度03 波形图中的音调高低判断 角度04 人与动物的发声与听觉频率 角度05 生活中的音调现象与实验探究 角度06 音调综合易错题 04 真题闯关·溯源演练 05 课后三阶·精准练习 目标导航 方法指导 1.知道什么是音调，知道音调的影响因素。 2.会通过波形图比较音调的大小。 3.知道影响弦乐器音调的影响因素。 4.分清回声形成条件，能解释回声、混响等生活声现象。 1. 钢尺振动实验对比，直观感受频率对音调的影响。 2. 结合波形图，区分音调对应的波形疏密与。 考点01 音调及波形图 1、音调：声音的高低叫音调。 2、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。 3、探究影响音调高低的因素：如图，将一把钢板尺压紧在桌面上，分别将钢板尺的不同长度伸出桌面边缘，用力波动钢板尺伸出桌面的部分，使其振动发声，听声音高低的变化，观察钢板尺振动快慢情况。 钢板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。 图示 探究过程 结论 将一把钢板尺压紧在桌面上，分别将钢板尺的不同长度伸出桌面边缘，用力波动钢板尺伸出桌面的部分，使其振动发声，听声音高低的变化，观察钢板尺振动快慢情况。 钢板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。 用相同的力从左到右依次敲击瓶子，此时声源是瓶和水，观察瓶和水振动频率。 从左到右振动频率依次升高，音调逐渐升高。 从左到右依次往瓶口吹气，此时声源是空气柱，观察瓶内空气柱振动频率。 从左到右频率依次降低，音调逐渐降低。 【探究归纳】音调由发声体振动频率决定，振动频率越高，音调就越高，频率低则音调低。 4、波形图 低音调的波形比较稀疏 声音的频率较低 高音调的波形更密集 声音的频率较高 【深化点拨】 1．从波形稀密看音调：频率低，波形疏，音调低；频率高，波形密集，音调高。 1．如图所示，在7个相同的玻璃瓶中，装入不同高度的水，则（ ） A．敲打水最少的瓶发出的声音传播得最快 B．用嘴依次吹瓶口，水最多的瓶发出声音的音调最高 C．用筷子依次敲打瓶口，声音只是由瓶本身的振动产生 D．瓶周围不管有没有空气，瓶发出的声音都能直接传入人耳 【答案】B 【解析】A．声音传播的速度与介质的种类、温度有关，与水的多少无关，故A不符合题意； B．用嘴依次吹瓶口，空气柱振动发声，水最多的瓶，空气柱最短，振动频率最快，发出声音的音调最高，故B符合题意； C．用筷子依次敲打瓶口，声音由瓶本身和瓶中水一起振动产生，故C不符合题意； D．声音的传播需要介质，若瓶周围没有空气，瓶发出的声音不能直接传入人耳，故D不符合题意。 故选B。 2. 向题图甲所示的试管中吹气，声源是 ，其中试管 发出声音的音调最高。图乙所示的波形图中，音调最低的是图 。（均选填“A”、“B”或“C”） 【答案】试管中振动的空气柱 A A 【解析】[1]用嘴向试管中吹气时，声音是由试管内的空气柱振动发出的，所以声源是试管中振动的空气柱。 [2]空气柱的长度变短，振动频率变高，声音的音调变高，故A试管发出声音的音调最高。 [3]相同时间内，振动的次数越多，频率越大，从图乙中可知，A的振动次数最少，频率最低，故音调最低。 3. 回顾实验操作过程，将下列实验步骤补充完整：为了探究“声音的音调与发声体振动频率的关系”，同学们利用直尺，做了如下探究： (1)如图所示，将一把直尺紧按在桌面上，一端伸出桌边。拨动直尺，观察直尺振动的快慢，听它振动时发出的 ； (2) ，再次拨动直尺（直尺两次的 大致相同），听它振动发出的声音的音调，同时观察直尺振动的快慢； (3)仿照步骤（2）再做几次实验。由上述实验，得到的结论是： 。 【答案】(1)音调 (2)改直尺伸出桌面的长度 振幅 (3)见详解 【解析】（1）音调的高低与振动的频率有关，拨动直尺，观察直尺振动的快慢，听它振动时发出的音调。 （2）[1][2]根据控制变量法，探究音调的高低与振动的频率的关系，应保持振幅相同，改变直尺伸出桌面的长度，观察直尺振动的快慢，听它振动时发出的音调。 （3）通过实验现象可知，当直尺伸出桌面越短，直尺振动的越快，振动频率越快，听到声音的音调越高，得到的结论是，发声体振动频率越高，音调越高。 考点02 超声波与次声波 1、超声波与次声波 （1）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 （2）把高于20000Hz的声叫超声波，把低于20Hz的声叫次声波。 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。 【深化点拨】 1．超声波和次声波的特点 （1）超声波和次声波也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）在相同条件下，超声波和次声波的传播速度与声音的传播速度相同。 （4）超声波的特点：方向性好，穿透能力强，易于获得较集中的声能。 超声波的应用：a、制成声呐；b、B超；c、超声波速度测定器；d、超声波清洗器；e、超声波焊接器。 （5）次声波的特点：传得远，容易绕过障碍物、无空不入。 次声波的应用：次声波可以用于预测和监测自然灾害，如台风、海啸、地震、火山爆发等。 2．音调的特点：音调是指声音的高低，由发声体的振动频率决定，频率是指每秒振动的次数；注重结合实际，例如：女高音，男低音，“高”和“低”指的就是音调。向水壶中灌热水音调的变化，随着水的增多，水壶上方的空气柱变小，引起频率的变化，引起音调的变化。 1. 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。 2. 人耳听到声音的频率范围是20~20000Hz，甲昆虫翅膀4s振动了1200次；乙昆虫翅膀1min振动了600次。乙昆虫翅膀的振动频率为 ，人耳可听到 昆虫翅膀振动发出的声音。 【答案】10Hz 甲 【解析】甲昆虫翅膀4s振动了1200次，通过计算得出频率为 ，乙昆虫翅膀1min振动了600次，通过计算得出频率为 。 人耳听到声音的频率范围是20~20000Hz，只有甲昆虫翅膀振动频率在人类听觉范围内，所以人耳可听到甲昆虫翅膀振动发出的声音。 考点03 探究弦乐器音调的影响因素 1、 图示 探究过程 结论 根据控制变量法，用相同大小的力拨动琴弦，分别探究琴弦音调高低与琴弦的粗细、长短、松紧程度及材料的关系。具体操作如下： 1 保持琴弦的长短、松紧程度及材料相同，用大小相同的力分别拨动粗细不同的琴弦，观察琴弦的音调的变化； 2 保持琴弦的粗细、松紧程度及材料相同，用大小相同的力分别拨动长短不同的琴弦，观察琴弦的音调的变化； 3 保持琴弦的粗细、长短及材料相同，用大小相同的力分别拨动松紧程度不同的琴弦，观察琴弦的音调的变化； 4 保持琴弦的粗细、长短及松紧程度相同，用大小相同的力分别拨动材料不同的琴弦，观察琴弦的音调的变化。 琴弦音调高低与琴弦的粗细、长短、松紧程度及材料有关。材料相同时，弦越细、越紧、越短，音调越高。 【归纳总结】琴弦音调高低的影响因素有：琴弦的粗细、长短、松紧程度及材料。 1. 二胡始于唐朝，至今已有一千多年的历史，是我国传统弦乐器。在跨学科实践活动中，为使二胡发出声音的音调变高，可采取的方法是（ ） A．增加琴弦的长度 B．改用更粗的琴弦 C．将琴弦绷紧一些 D．增大拨弦的力度 【答案】C 【解析】A．增加琴弦的长度，振动频率变低，则音调变低，故A不符合题意； B．改用更粗的琴弦，振动频率变低，则音调变低，故B不符合题意； C．将琴弦绷紧一些，振动频率变高，则音调变高，故C符合题意； D．增大拉弦的力度，振幅变大，则响度变大，音调不受影响，故D不符合题意。 故选C。 2. 连州的同学积极开展家庭实验，通过做实验学物理。如图所示为北山中学八13班小馨同学用一把吉他做家庭实验，研究弦的音调与哪些因素有关。 (1)为了研究弦的音调与弦的粗细的关系。她控制弦的长度和 相同，用同样力度分别拨动最细的弦和最粗的弦， （选填“细”或“粗”）弦音调高。 (2)接着，小馨用手按住细弦的某位置，改变弦的长度，再用同样力度拨动细琴弦，这是为了研究弦的音调与弦的 的关系。得到的结论是，弦的音调与 有关。 (3)接着，小馨将最细的弦放松一点，用同样力度拨动最细的弦，发现这根弦在紧的时候比松的时候音调要 （选填“高”或“低”），这说明弦的音调与弦的 有关。 (4)整个实验过程，小馨都灵活应用了物理学 研究方法。 【答案】(1)松紧程度 细 (2)长度 弦的长度 (3)高 松紧程度 (4)控制变量法 【解析（1）弦的音调与弦的松紧、粗细、长度、材料有关，根据控制变量法，材料一定时，研究弦的音调与弦的粗细的关系，应控制弦的长度和松紧相同，改变弦的粗细，越细的弦发出的音调越高。 （2）根据上述分析，研究弦的音调与弦的长度的关系，应控制弦的粗细和松紧相同，改变弦的长度，越短的弦发出的音调越高，得到结论：弦的音调与弦的长度有关。 （3）根据上述分析，研究弦的音调与弦的松紧的关系，应控制弦的粗细和长度相同，改变弦的松紧，越紧的弦发出的音调越高，得到结论：弦的音调与弦的松紧有关。 （4）整个实验过程，小馨都灵活应用了控制变量法。 3. 图示的二胡是一种中国传统拉弦乐器，有两根弦，始于唐朝，至今已有一千多年的历史。为使二胡发出声音的音调变高，可采取的办法是（ ） A．把琴弦绷紧些 B．增加琴弦的长度 C．改用更粗的琴弦 D．增大拨弦的力度 【答案】A 【解析】A．当长度、粗细相同时，弦越紧音调越高，把琴弦绷紧些，可以使二胡发出声音的音调变高，故A符合题意； B．当粗细、松紧相同时，弦越短音调越高，增加琴弦的长度，会使二胡发出声音的音调变低，故B不符合题意； C．当长度、松紧相同时，弦越细音调越高，改用更粗的琴弦，会使二胡发出声音的音调变低，故C不符合题意； D．增大拨弦的力度，会增大二胡发出的声音的响度，不会改变音调，故D不符合题意。 故选A。 角度01 音调与频率的概念辨析 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。 角度02 弦乐器音调的影响因素 4. 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。 5. 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。 角度03 波形图中的音调高低判断 6. 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。 7. 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）。 8. 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。 角度04 人与动物的发声与听觉频率范围 9. 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。 10. 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。 11. 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。 角度05 生活中的音调现象与实验探究 12. 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。 13. 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。 14. 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。 角度06 音调综合易错题 15. 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。 16. 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。 17. 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。 【例1】（2024·内蒙古包头）如图，某款变频超声波驱蚊器能够发出不同频率的超声波，干扰蚊子的感觉和行为，达到驱蚊效果。关于驱蚊器发声的分析，下列说法错误的是（ ） A．驱蚊器发声体通过振动发出声音 B．驱蚊器发出的声音能够在空气中传播 C．驱蚊器发出的声音可以被人听到 D．调高驱蚊器振动频率，声音的音调变高 【答案】C 【解析】A．声音是由物体振动产生的，驱蚊器发声体通过振动发出声音，故A正确，不符合题意； B．声音的传播需要介质，驱蚊器发出的声音能够在空气中传播，故B正确，不符合题意； C．驱蚊器能够发出不同频率的超声波，而超声波不在人的听觉范围之内，故C错误，符合题意； D．声音的音调决定于振动的频率。调高驱蚊器振动频率，声音的音调变高，故D正确，不符合题意。 故选C。 【变式1-1】（2024江苏盐城）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。 【变式1-2】（2024·四川南充） “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1-3】（2024·上海）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】L越长音调越低（频率随长度增加而减小，频率小即音调低） 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。 ⚡基础速刷 1．如图所示，下列说法正确的是（　　） A．人的听觉频率范围是64~1300Hz B．狗的听觉频率范围是15~50000Hz C．蝙蝠能听到频率低于20Hz的声 D．大象能听到频率高于20000H的声 【答案】B 【解析】A．人的听觉频率范围是20~20000Hz，故A错误； B．狗的听觉频率范围比较广，它的听觉频率范围是15~50000Hz，故B正确； C．蝙蝠的听觉频率范围是1000~120000Hz，低于20Hz的是次声波，所以蝙蝠是听不到次声波的，故C错误； D．大象的听觉频率范围是1~20000Hz，高于20000Hz的是超声波，所以大象听不到超声波，故D错误。 故选B 。 2．每年5月下旬至6月上旬，中国红河蝴蝶谷会出现上亿只蝴蝶，形成“蝶舞成诗，如叶纷飞”的奇观。但游客置身其中，却听不到群蝶飞舞之声，这是因为蝴蝶翅膀振动的（　　） A．振幅太小 B．振幅太大 C．频率太低 D．频率太高 【答案】C 【解析】人耳的听觉频率范围20Hz～20000Hz，蝴蝶飞行时，扇动翅膀的频率在5次/秒左右，低于20Hz，所以听不到蝴蝶飞行的声音，故C符合题意，ABD不符合题意。 3．白居易《琵琶行》中对琵琶的技艺有详细的描述“大弦嘈嘈如急雨，小弦切切如私语，嘈嘈切切错杂弹，大珠小珠落玉盘”，琵琶在弹奏时，由于弦的 而发声，琴弦的粗细不同，弹奏时主要改变声音的 。 【答案】振动 音调 【解析】声音是由物体的振动产生的，琵琶在弹奏时，由于弦的振动而发声。 琴弦的粗细不同，弹奏时琴弦的振动频率不同，因此主要改变声音的音调。 4. 在东南亚和南亚地区2004年12月26日由强烈地震引发的巨大“海啸”造成了数十万人员伤亡，被称为“世纪之灾”。但令人感到惊讶的是“海啸”过后，人们没有发现野生动物大规模死亡的情况，如果从物理知识的角度分析，其中的原因可能是（    ） A．动物反映灵敏 B．有些动物能听到超声波 C．有些动物能听到次声波 D．动物能观察到地震 【答案】C 【详解】在地震、海啸、核爆等事件中，会产生人耳听不到的次声波，但某些动物能够听见次声波，所以“海啸”过后，人们没有发现野生动物大规模死亡的情况，其中的原因可能是有些动物能听到次声波，从而提前避开了海啸。故C正确，ABD错误。 故选C。 5. 钢琴调音师在调音前会用音锤敲击音叉，以此作为标准音来判断被调试琴弦的振频。调试好的琴弦与音叉发声时具有相同的（     ） A．响度 B．音调 C．音色 D．波形 【答案】B 【详解】声音的特性中，音调由发声体的振动频率决定，频率相同则音调相同。调音师调整琴弦振频，让琴弦振动频率和标准音叉保持一致，因此调试好的琴弦与音叉音调相同。 故选B。 6. 在7个相同的玻璃瓶中灌入不同高度的水，制成了一个水瓶琴，如图所示。对着瓶口吹气，声音主要由___________（选填“瓶子和水”或“空气柱”）振动产生的，它主要是通过___________传播到听众的耳中。依次吹每个瓶的瓶口，发出声音的音调不同，越靠近___________（选填“左”或“右”）端音调越高。 【答案】 空气柱 空气 右 【详解】对着瓶口吹气时，发声的振动物体是瓶内的空气柱；我们生活中听到的声音，是通过空气传播到人耳中的；依次吹每个瓶的瓶口，发出声音的音调不同，空气柱越短，振动频率越快，音调越高，所以越靠近右端音调越高。 7. 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。 8. 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。 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. 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。 🚀能力跃升 11. 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；演出前旋转转轴的目的是调节琴声的 （选填响度、音调、音色）；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、丙）所示。 【答案】振动 音调 丙 【解析】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。 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。 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。 12. 在物理兴趣小组组织的活动中，小明利用橡皮筋等自制了简易“吉他”并用其弹奏校歌，弹奏时“吉他”发出的声音是由橡皮筋 产生的；小明在弹“吉他”时，手指按压粗细及松紧程度不同的橡皮筋是为了改变声音的 。 【答案】振动 音调 【解析】声音是由物体的振动产生的，因此弹奏时“吉他”发出的声音是由橡皮筋振动产生的。 音调与发声体的振动频率有关，橡皮筋的松紧程度不同，振动频率不同，则音调不同，所以这样做的目的是为了改变声音的音调。 13. 某研究小组利用一些长短、粗细和材料不同的琴弦，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（其中琴弦的直径关系：a=c=d<b ），并且每根琴弦固定的松紧程度一致。 (1)若研究音调的高低与琴弦长度的关系，应该控制琴弦的粗细、 和松紧程度相同，改变 ；应选择琴弦 （填“a” “b”“c”或“d”）； (2)若选择琴弦a和b，则是为了研究音调的高低与琴弦 的关系； (3)若某同学选择琴弦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。该同学在探究过程中存在 的问题； (4)他们还可以选择琴弦 （填“a”“b”“c”或“d”）研究音调的高低与琴弦材料的关系； (5)该研究主要采用的研究方法是 。 【答案】(1) 材料 长度 a、d (2)粗细 (3)见详解 (4)a、c (5)控制变量法 【解析】（1）根据控制变量法，若研究音调的高低与琴弦长度的关系，除了长度不同，其它因素都应相同，故应该控制琴弦的粗细、材料和松紧程度相同，改变长度；应选择琴弦a、d。 （2）若选择琴弦a和b，琴弦的长度、材料和松紧程度相同，粗细不同，根据控制变量法，是为了研究音调的高低与琴弦粗细的关系。 （3）琴弦c和d长度和材料均不同，根据控制变量法，不能研究音调的高低与长度的关系。故该同学在探究过程中存在的问题是没有保持材料相同。 （4）研究音调的高低与琴弦材料的关系，根据控制变量法，琴弦的长度、粗细和松紧程度相同，材料不同，故应选择琴弦a、c。 （5）影响琴弦音调的因素有多个，当探究其中一个因素，其它因素必须相同，这种方法为控制变量法。 14. 小组同学利用一些长短、粗细、材料不同的琴弦，进行探究“音调与哪些因素有关”的活动。他们选用的琴弦长度、粗细、材料在图（a）中已标出（其中琴弦a、c、d的粗细相同，琴弦b最粗；琴弦a、b、c的长度相同，琴弦d最短），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 （选填“a”、“b”、“c”或“d”）； (2)为研究“琴弦音调高低与琴弦粗细的关系”，某同学选择琴弦b和c进行研究，此选择 （选填“可行”或“不可行”），原因是 ； (3)如图（b）所示，是声音输入到示波器上时显示振幅与时间关系的波形，其中声音音调相同的图是 。 【答案】(1)a、d (2)不可行 没有控制琴弦的材料相同 (3)甲、乙 【解析】（1）研究音调高低和琴弦长度的关系，保持琴弦的材料和粗细相同、改变长度，由图（a）和题意可知，应选择琴弦a和d。 （2）b和c的长度相同，材料不同，粗细不同，没有控制材料相同，不能探究音调高低跟琴弦粗细的关系。 （3）图b：对比甲、乙可知，波峰和波谷的个数都相同，说明振动快慢（频率）相同，故甲、乙声音的音调相同。 15. 如图所示是八个相同的玻璃瓶，瓶内装有高度不同的水，对着瓶口往瓶内吹气使其发声，下列说法正确的是（　　） A．声音主要是由瓶内空气振动产生的 B．声音主要是由水和玻璃瓶振动产生的 C．h瓶的音调最低 D．a瓶的音调最高 【答案】A 【解析】AB．对着瓶口往瓶内吹气时，声音是由瓶内空气振动产生的，故A正确，B错误； CD．从左往右瓶内水的质量逐渐增多，从左往右对着瓶口往瓶内吹气时，瓶内空气振动越来越快（即振动频率越来越高），所以声音的音调会变高，即a瓶的音调最低，h瓶的音调最高，故CD错误。 故选A。 16. 如图所示，在3个相同的玻璃瓶里都装有水，且水面高度不同。小李和小华两个同学分别采用了不同的方法使它们发出声音，其中小李用嘴贴着瓶口往里面吹气，而小华对瓶进行了敲击。根据所学的声学知识，回答下列问题： （1）小李使瓶产生的声音的声源是 （选填“空气柱”或“瓶和水柱”），发出的声音中音调最高的是 ，音调最低的是 （选填“甲”、“乙”或“丙”）。 （2）小华使瓶产生的声音的声源是 （选填“空气柱”或“瓶和水柱”），发出的声音中音调最高的是 ，音调最低的是 （选填“甲”、“乙”或“丙”）。 【答案】空气柱 甲 丙 瓶和水柱 丙 甲 【解析】（1）小李用嘴贴着瓶口往里面吹气，瓶中的空气柱振动，发出了声音。 甲瓶中水量最多，空气柱最短，振动最快，发出声音的音调最高。 丙瓶中水量最少，空气柱最长，振动最慢，发出声音的音调最低。 （2）小华对瓶进行了敲击，瓶和水柱振动发出声音。 丙瓶中水量最少，瓶子最轻，敲击时振动最快，发出声音的音调最高。 甲瓶中水量最多，瓶子最重，敲击时振动最慢，发出声音的音调最低。 🌟思维挑战 17. 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 【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。 18. 了解查阅以下声学知识的数据。 几种物质的声速v/(m·s-1) 空气（15℃） 340 海水 1500 空气（25℃） 346 铜（棒） 3750 煤油（25℃） 1324 大理石 3810 蒸馏水（25℃） 1479 铝（棒） 5000 (1)根据这些数据，可以从中获得的信息是 ； (2)当一名同学用锤头敲打一下长铁管的一端时，在另一端的一名同学会先后听到两次声音，则下列判断正确的是（      ） A．第一次听到的声音是由空气传播的 B．第二次听到的声音是由铁管传播的 C．第二次听到的声音是由空气传播的 D．这是那位同学的幻觉，只会听到一次声音 (3)如图甲所示是人和部分动物发声、听觉范围的示意图。超声波频率 （选填“高于”“等于”或“低于”）20000Hz，人耳 听到超声波（选填“能”或“不能”）； (4)宇航员在月球上 （选填“能”或“不能”）利用超声波测定两山之间的距离； (5)科学工作者为了测量海底某处的深度，在探测船上向海底垂直发射超声波，如图乙所示，经过4s收到回波信号，可知此处海底的深度是多少 ？ 【答案】(1)声速与介质的种类和温度有关 (2)C (3)高于 不能 (4)不能 (5)3000m 【详解】（1）由表中数据可知，不同介质中声速一般不同，同种介质不同温度时声速也不同，所以声速与介质的种类和温度有关。 （2）由表中数据可知，声音在不同的介质中传播速度不同，在固体中最快，其次是液体中，最后是在气体中。所以当一名同学用锤头敲打一下长铁管的一端时，在另一端的一名同学会先后听到两次声音，第一次听到的声音是由铁管传播的，第二次听到的声音是由空气传播的，故C正确，ABD错误。 故选C。 （3）[1][2]人耳的听觉频率范围是，超声波频率高于20000Hz，人耳不能听到超声波。 （4）月球上是真空，真空不能传声，所以宇航员在月球上不能利用超声波测定两山之间的距离。 （5）由表中数据可知，海水中声速为，超声波传播的距离为 则此处海底的深度为 19. 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。 20. 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。 2 / 14 学科网（北京）股份有限公司 $ 2.2 音调 目录 01 本节导航·目标清单 02 教材精研·内容全解 考点01 音调及波形图 考点02 超声波与次声波 考点03 探究弦乐器音调的影响因素 03 避坑指南·解题通法 角度01 音调与频率的概念辨析 角度02 弦乐器音调的影响因素 角度03 波形图中的音调高低判断 角度04 人与动物的发声与听觉频率 角度05 生活中的音调现象与实验探究 角度06 音调综合易错题 04 真题闯关·溯源演练 05 课后三阶·精准练习 目标导航 方法指导 1.知道什么是音调，知道音调的影响因素。 2.会通过波形图比较音调的大小。 3.知道影响弦乐器音调的影响因素。 4.分清回声形成条件，能解释回声、混响等生活声现象。 1. 钢尺振动实验对比，直观感受频率对音调的影响。 2. 结合波形图，区分音调对应的波形疏密与。 考点01 音调及波形图 1、音调：声音的高低叫音调。 2、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。 3、探究影响音调高低的因素：如图，将一把钢板尺压紧在桌面上，分别将钢板尺的不同长度伸出桌面边缘，用力波动钢板尺伸出桌面的部分，使其振动发声，听声音高低的变化，观察钢板尺振动快慢情况。 钢板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。 图示 探究过程 结论 将一把钢板尺压紧在桌面上，分别将钢板尺的不同长度伸出桌面边缘，用力波动钢板尺伸出桌面的部分，使其振动发声，听声音高低的变化，观察钢板尺振动快慢情况。 钢板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。 用相同的力从左到右依次敲击瓶子，此时声源是瓶和水，观察瓶和水振动频率。 从左到右振动频率依次升高，音调逐渐升高。 从左到右依次往瓶口吹气，此时声源是空气柱，观察瓶内空气柱振动频率。 从左到右频率依次降低，音调逐渐降低。 【探究归纳】音调由发声体振动频率决定，振动频率越高，音调就越高，频率低则音调低。 4、波形图 低音调的波形比较稀疏 声音的频率较低 高音调的波形更密集 声音的频率较高 【深化点拨】 1．从波形稀密看音调：频率低，波形疏，音调低；频率高，波形密集，音调高。 1．如图所示，在7个相同的玻璃瓶中，装入不同高度的水，则（ ） A．敲打水最少的瓶发出的声音传播得最快 B．用嘴依次吹瓶口，水最多的瓶发出声音的音调最高 C．用筷子依次敲打瓶口，声音只是由瓶本身的振动产生 D．瓶周围不管有没有空气，瓶发出的声音都能直接传入人耳 2. 向题图甲所示的试管中吹气，声源是 ，其中试管 发出声音的音调最高。图乙所示的波形图中，音调最低的是图 。（均选填“A”、“B”或“C”） 3. 回顾实验操作过程，将下列实验步骤补充完整：为了探究“声音的音调与发声体振动频率的关系”，同学们利用直尺，做了如下探究： (1)如图所示，将一把直尺紧按在桌面上，一端伸出桌边。拨动直尺，观察直尺振动的快慢，听它振动时发出的 ； (2) ，再次拨动直尺（直尺两次的 大致相同），听它振动发出的声音的音调，同时观察直尺振动的快慢； (3)仿照步骤（2）再做几次实验。由上述实验，得到的结论是： 。 考点02 超声波与次声波 1、超声波与次声波 （1）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 （2）把高于20000Hz的声叫超声波，把低于20Hz的声叫次声波。 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。 【深化点拨】 1．超声波和次声波的特点 （1）超声波和次声波也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）在相同条件下，超声波和次声波的传播速度与声音的传播速度相同。 （4）超声波的特点：方向性好，穿透能力强，易于获得较集中的声能。 超声波的应用：a、制成声呐；b、B超；c、超声波速度测定器；d、超声波清洗器；e、超声波焊接器。 （5）次声波的特点：传得远，容易绕过障碍物、无空不入。 次声波的应用：次声波可以用于预测和监测自然灾害，如台风、海啸、地震、火山爆发等。 2．音调的特点：音调是指声音的高低，由发声体的振动频率决定，频率是指每秒振动的次数；注重结合实际，例如：女高音，男低音，“高”和“低”指的就是音调。向水壶中灌热水音调的变化，随着水的增多，水壶上方的空气柱变小，引起频率的变化，引起音调的变化。 1. 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 2. 人耳听到声音的频率范围是20~20000Hz，甲昆虫翅膀4s振动了1200次；乙昆虫翅膀1min振动了600次。乙昆虫翅膀的振动频率为 ，人耳可听到 昆虫翅膀振动发出的声音。 考点03 探究弦乐器音调的影响因素 1、 图示 探究过程 结论 根据控制变量法，用相同大小的力拨动琴弦，分别探究琴弦音调高低与琴弦的粗细、长短、松紧程度及材料的关系。具体操作如下： 1 保持琴弦的长短、松紧程度及材料相同，用大小相同的力分别拨动粗细不同的琴弦，观察琴弦的音调的变化； 2 保持琴弦的粗细、松紧程度及材料相同，用大小相同的力分别拨动长短不同的琴弦，观察琴弦的音调的变化； 3 保持琴弦的粗细、长短及材料相同，用大小相同的力分别拨动松紧程度不同的琴弦，观察琴弦的音调的变化； 4 保持琴弦的粗细、长短及松紧程度相同，用大小相同的力分别拨动材料不同的琴弦，观察琴弦的音调的变化。 琴弦音调高低与琴弦的粗细、长短、松紧程度及材料有关。材料相同时，弦越细、越紧、越短，音调越高。 【归纳总结】琴弦音调高低的影响因素有：琴弦的粗细、长短、松紧程度及材料。 1. 二胡始于唐朝，至今已有一千多年的历史，是我国传统弦乐器。在跨学科实践活动中，为使二胡发出声音的音调变高，可采取的方法是（ ） A．增加琴弦的长度 B．改用更粗的琴弦 C．将琴弦绷紧一些 D．增大拨弦的力度 2. 连州的同学积极开展家庭实验，通过做实验学物理。如图所示为北山中学八13班小馨同学用一把吉他做家庭实验，研究弦的音调与哪些因素有关。 (1)为了研究弦的音调与弦的粗细的关系。她控制弦的长度和 相同，用同样力度分别拨动最细的弦和最粗的弦， （选填“细”或“粗”）弦音调高。 (2)接着，小馨用手按住细弦的某位置，改变弦的长度，再用同样力度拨动细琴弦，这是为了研究弦的音调与弦的 的关系。得到的结论是，弦的音调与 有关。 (3)接着，小馨将最细的弦放松一点，用同样力度拨动最细的弦，发现这根弦在紧的时候比松的时候音调要 （选填“高”或“低”），这说明弦的音调与弦的 有关。 (4)整个实验过程，小馨都灵活应用了物理学 研究方法。 3. 图示的二胡是一种中国传统拉弦乐器，有两根弦，始于唐朝，至今已有一千多年的历史。为使二胡发出声音的音调变高，可采取的办法是（ ） A．把琴弦绷紧些 B．增加琴弦的长度 C．改用更粗的琴弦 D．增大拨弦的力度 角度01 音调与频率的概念辨析 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 角度02 弦乐器音调的影响因素 4. 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。________。 5. 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______。 角度03 波形图中的音调高低判断 6. 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”）。 7. 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______。 8. 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。 角度04 人与动物的发声与听觉频率范围 9. 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 10. 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。 11. 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______。 角度05 生活中的音调现象与实验探究 12. 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。 13. 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：___________； 14. 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）。 角度06 音调综合易错题 15. 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 16. 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？( ) 17. 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？ 【例1】（2024·内蒙古包头）如图，某款变频超声波驱蚊器能够发出不同频率的超声波，干扰蚊子的感觉和行为，达到驱蚊效果。关于驱蚊器发声的分析，下列说法错误的是（ ） A．驱蚊器发声体通过振动发出声音 B．驱蚊器发出的声音能够在空气中传播 C．驱蚊器发出的声音可以被人听到 D．调高驱蚊器振动频率，声音的音调变高 【变式1-1】（2024江苏盐城）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。 【变式1-2】（2024·四川南充） “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1-3】（2024·上海）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”）。 ⚡基础速刷 1．如图所示，下列说法正确的是（　　） A．人的听觉频率范围是64~1300Hz B．狗的听觉频率范围是15~50000Hz C．蝙蝠能听到频率低于20Hz的声 D．大象能听到频率高于20000H的声 2．每年5月下旬至6月上旬，中国红河蝴蝶谷会出现上亿只蝴蝶，形成“蝶舞成诗，如叶纷飞”的奇观。但游客置身其中，却听不到群蝶飞舞之声，这是因为蝴蝶翅膀振动的（　　） A．振幅太小 B．振幅太大 C．频率太低 D．频率太高 3．白居易《琵琶行》中对琵琶的技艺有详细的描述“大弦嘈嘈如急雨，小弦切切如私语，嘈嘈切切错杂弹，大珠小珠落玉盘”，琵琶在弹奏时，由于弦的 而发声，琴弦的粗细不同，弹奏时主要改变声音的 。 4. 在东南亚和南亚地区2004年12月26日由强烈地震引发的巨大“海啸”造成了数十万人员伤亡，被称为“世纪之灾”。但令人感到惊讶的是“海啸”过后，人们没有发现野生动物大规模死亡的情况，如果从物理知识的角度分析，其中的原因可能是（    ） A．动物反映灵敏 B．有些动物能听到超声波 C．有些动物能听到次声波 D．动物能观察到地震 5. 钢琴调音师在调音前会用音锤敲击音叉，以此作为标准音来判断被调试琴弦的振频。调试好的琴弦与音叉发声时具有相同的（     ） A．响度 B．音调 C．音色 D．波形 6. 在7个相同的玻璃瓶中灌入不同高度的水，制成了一个水瓶琴，如图所示。对着瓶口吹气，声音主要由___________（选填“瓶子和水”或“空气柱”）振动产生的，它主要是通过___________传播到听众的耳中。依次吹每个瓶的瓶口，发出声音的音调不同，越靠近___________（选填“左”或“右”）端音调越高。 7. 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。 8. 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。 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. 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 🚀能力跃升 11. 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；演出前旋转转轴的目的是调节琴声的 （选填响度、音调、音色）；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、丙）所示。 12. 在物理兴趣小组组织的活动中，小明利用橡皮筋等自制了简易“吉他”并用其弹奏校歌，弹奏时“吉他”发出的声音是由橡皮筋 产生的；小明在弹“吉他”时，手指按压粗细及松紧程度不同的橡皮筋是为了改变声音的 。 13. 某研究小组利用一些长短、粗细和材料不同的琴弦，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（其中琴弦的直径关系：a=c=d<b ），并且每根琴弦固定的松紧程度一致。 (1)若研究音调的高低与琴弦长度的关系，应该控制琴弦的粗细、 和松紧程度相同，改变 ；应选择琴弦 （填“a” “b”“c”或“d”）； (2)若选择琴弦a和b，则是为了研究音调的高低与琴弦 的关系； (3)若某同学选择琴弦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。该同学在探究过程中存在 的问题； (4)他们还可以选择琴弦 （填“a”“b”“c”或“d”）研究音调的高低与琴弦材料的关系； (5)该研究主要采用的研究方法是 。 14. 小组同学利用一些长短、粗细、材料不同的琴弦，进行探究“音调与哪些因素有关”的活动。他们选用的琴弦长度、粗细、材料在图（a）中已标出（其中琴弦a、c、d的粗细相同，琴弦b最粗；琴弦a、b、c的长度相同，琴弦d最短），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 （选填“a”、“b”、“c”或“d”）； (2)为研究“琴弦音调高低与琴弦粗细的关系”，某同学选择琴弦b和c进行研究，此选择 （选填“可行”或“不可行”），原因是 ； (3)如图（b）所示，是声音输入到示波器上时显示振幅与时间关系的波形，其中声音音调相同的图是 。 15. 如图所示是八个相同的玻璃瓶，瓶内装有高度不同的水，对着瓶口往瓶内吹气使其发声，下列说法正确的是（　　） A．声音主要是由瓶内空气振动产生的 B．声音主要是由水和玻璃瓶振动产生的 C．h瓶的音调最低 D．a瓶的音调最高 16. 如图所示，在3个相同的玻璃瓶里都装有水，且水面高度不同。小李和小华两个同学分别采用了不同的方法使它们发出声音，其中小李用嘴贴着瓶口往里面吹气，而小华对瓶进行了敲击。根据所学的声学知识，回答下列问题： （1）小李使瓶产生的声音的声源是 （选填“空气柱”或“瓶和水柱”），发出的声音中音调最高的是 ，音调最低的是 （选填“甲”、“乙”或“丙”）。 （2）小华使瓶产生的声音的声源是 （选填“空气柱”或“瓶和水柱”），发出的声音中音调最高的是 ，音调最低的是 （选填“甲”、“乙”或“丙”）。 🌟思维挑战 17. 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。 18. 了解查阅以下声学知识的数据。 几种物质的声速v/(m·s-1) 空气（15℃） 340 海水 1500 空气（25℃） 346 铜（棒） 3750 煤油（25℃） 1324 大理石 3810 蒸馏水（25℃） 1479 铝（棒） 5000 (1)根据这些数据，可以从中获得的信息是 ； (2)当一名同学用锤头敲打一下长铁管的一端时，在另一端的一名同学会先后听到两次声音，则下列判断正确的是（      ） A．第一次听到的声音是由空气传播的 B．第二次听到的声音是由铁管传播的 C．第二次听到的声音是由空气传播的 D．这是那位同学的幻觉，只会听到一次声音 (3)如图甲所示是人和部分动物发声、听觉范围的示意图。超声波频率 （选填“高于”“等于”或“低于”）20000Hz，人耳 听到超声波（选填“能”或“不能”）； (4)宇航员在月球上 （选填“能”或“不能”）利用超声波测定两山之间的距离； (5)科学工作者为了测量海底某处的深度，在探测船上向海底垂直发射超声波，如图乙所示，经过4s收到回波信号，可知此处海底的深度是多少 ？ 19. 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 20. 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：______。 2 / 14 学科网（北京）股份有限公司 $