第3.4节 跨学科实践 简单乐器的制作（高效培优·讲义）物理新教材沪科版(五四学制）八年级上册

第3.4节 跨学科实践 简单乐器的制作 目录 01 本节导航·目标清单 02 教材精研·内容全解 考点01 跨学科实践 简单乐器的制作 03 避坑指南·解题通法 角度01 乐器音调的影响因素 角度02 音调与发声体的形状、尺寸和材料的关系 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.巩固音调与频率的关系，理解发声体的形状、尺寸、材料如何影响音调。 2.区分弦乐器、管乐器的发声部位，能够分析自制乐器音调高低的成因。 3.利用身边简易材料设计并且制作简单乐器。 4.结合音乐学科知识调试乐器，完成演奏测试，记录调试过程。 1.弦乐器：弦越短、越细、绷得越紧，振动频率越高，音调越高。 2.管乐器依靠管内的空气柱振动发声；空气柱越短，振动越快，音调越高。 3.制作时采用控制变量思想，只改变发声体的尺寸或者松紧，对比音调的变化。 4.完成初步制作之后反复调试，通过改变弦的松紧、切割管子长度，调出不同音调。 知识导图 考点01 跨学科实践 简单乐器的制作 1、跨学科实践 简单乐器的制作 任务1：利用身边的材料，制作一个简单的乐器，使其能够发出不同音调的声音。 记录制作方案，记录内容可参照图2，同时将改变音调的方法以及相应的频率记录在表1中。 制作方案 简单乐器的名称：橡皮筋弦琴 发声原理：橡皮筋发生振动从而发出声音；橡皮筋越短，振动频率越高，音调越高 材料：纸盒、几根粗细不同的橡皮筋、两支铅笔 制作方法：把两支铅笔平行放在纸盒上面，将橡皮筋绷紧套在纸盒和铅笔上；铅笔起到支架作用，橡皮筋被绷紧，拨动橡皮筋就可以发声。改变拨动的橡皮筋粗细或者改变振动部分的长度，就发出音调不一样的声音。 表1 记录改变声音音调的方法 频率/Hz 方法一：拨动同一根橡皮筋，缩短橡皮筋振动的长度 320 方法二：拨动同一根橡皮筋，加长橡皮筋振动的长度 180 方法三：保持振动长度不变，换更细的橡皮筋拨动 400 任务2：展示自制乐器的使用方法，如怎样发声，怎样调节响度和音调等。 分享乐器从选材到成型的制作过程，以及在此过程中遇到的困难和解决困难的方法。 与其他小组交流讨论，提出改进自制乐器的设想。 使用的时候拨动橡皮筋就可以发声；拨动的力气变大，响度就变大；改变橡皮筋振动部分的长度、换粗细不一样的橡皮筋，就可以改变音调。 制作时遇到的困难：橡皮筋容易松动。解决办法：把橡皮筋打结固定在纸盒侧面。 改进设想：可以增加更多粗细不同的橡皮筋，做出更多不同的音调。 2、实验方法：要研究音调的高低和什么因素有关，需用控制变量法。 （1）在粗细、长短相同时，改变弦的松紧，探究音调与弦的松紧的关系。 （2）在粗细、松紧相同时，改变弦的长短，探究音调与弦的长短的关系。 （3）在松紧、长短相同时，改变弦的粗细，探究音调与弦的粗细的关系。 3、音调与发声体的形状、尺寸和材料的关系：振动频率的高低跟发声体的形状、尺寸和材料有关。一般情况下，发声体的长度越长，频率越低；长度越短；频率越高。 （1）形状和尺寸：‌例如，‌弦乐器如吉他或小提琴，‌弦越短、‌越细、‌张得越紧，‌发声的音调就越高。‌这是因为弦的长度、‌厚度和紧张度都会影响其振动的频率，‌从而影响音调的高低。‌ （2）材料：‌不同的材料对声音的传播速度和振动频率也有影响，‌因此也会影响音调。‌例如，‌不同材质的琴弦在相同条件下会发出不同音调的声音。‌ 【深化点拨】 1．乐器发声的本质是物体振动；音调由振动频率决定，振动越快，频率越高，音调越高。 2．对于弦类自制乐器，可以通过改变弦的长度、松紧、粗细三种途径，改变弦振动的频率，从而调节音调。 3．古人制作古琴和我们自制简易乐器道理相同，这个实践把物理声学知识和传统工艺联系起来，体会古代工匠里面蕴含的物理原理。 4．乐器音调的影响因素主要包括弦的粗细、弦的长度、弦的松紧程度。‌ ‌（1）弦的粗细‌：在琴弦的松紧程度和长度相同时，弦越细，音调越高。这是因为弦的粗细直接影响其振动频率，细弦振动更快，产生较高的音调。‌ （2）弦的长度‌：在弦的粗细和松紧程度相同时，弦越短，音调越高。这是因为较短的弦振动频率更高，产生较高的音调。‌ （3）弦的松紧程度‌：在弦的粗细和长度相同时，弦越紧，音调越高。松紧程度影响弦的振动频率，紧弦振动更快，从而产生较高的音调。 1．如图是在自制小乐器实践活动中，小滨用纸盒、四根粗细不同的橡皮筋、两根木板等器材制作的“橡皮筋古筝”。下列相关说法正确的是（     ） A．只要橡皮筋振动，我们就能听清声音 B．橡皮筋振动停止后，还会发出响度很小的声音 C．改变橡皮筋的粗细，可以改变“橡皮筋古筝”发声的音调 D．轻拨和重拨同一根橡皮筋，橡皮筋发出声音的音色不同 【答案】C 【详解】A．人耳听清声音需要满足多个条件：振动频率在人耳听觉范围内、有传声介质、响度足够等，并非只要橡皮筋振动就能听清声音，故A错误； B．声音由物体振动产生，振动停止，发声也停止，因此橡皮筋振动停止后不会再发出声音，故B错误； C．音调由发声体的振动频率决定，粗细不同的橡皮筋振动频率不同，改变橡皮筋的粗细可以改变发声的音调，故C正确； D．轻拨和重拨同一根橡皮筋，橡皮筋的振动振幅不同，发出声音的响度不同；同一根橡皮筋的材料、结构不变，音色不变，故D错误。 故选C。 2．在学校开展的科学制作活动中，小宁利用彩色纸管制作的排箫乐器，如图。用相同的力度从左向右吹纸管，发出声音的________不同。可以分辨出演奏乐器的种类是由于声音的________不同。（选填“响度”、“音调”或“音色”） 【答案】 音调 音色 【详解】[1]从左到右，纸管的长度逐渐变短，管内空气柱的长度也随之变短。 空气柱越短，振动频率越高，则音调越高。 题目中用相同的力度吹气，保证了振幅相同（响度相同），因此从左到右发出声音的音调不同。 [2]音色由发声体的材料、结构等自身特性决定，是区分不同乐器、不同发声体的核心特征。 我们能分辨出排箫这种乐器，就是依靠它独特的音色。 3．学习了《跨学科实践-乐器的调查与制作》，某同学对中国传统乐器编钟进行了解，随后利用生活中常见的材料，自制一些简易乐器。 (1)通过敲击编钟使其______发声，编钟具有深沉浑厚的低音、圆润淳朴的中音和清脆明快的高音，我们可以通过编钟发出声音的______与其他乐器进行区别；用不同的力度敲击同一编钟，发出声音______不同； (2)如图甲所示，将不同颜色的吸管截成长短不一形状制成口琴；用口琴演奏时______（吸管/空气柱）振动发声，用相同力度演奏，每个吸管发出声音的______不同；口琴发出声音通过______传播进入人耳； (3)如图乙所示，用酒杯制作打击乐器，敲击时发声物体为______（酒杯和水/空气柱），当杯中水量变化，则敲击时每次发出声音的______不同。 【答案】(1) 振动 音色 响度 (2) 空气柱 音调 空气 (3) 酒杯和水 音调 【详解】（1）[1]声音是由物体振动发出的，敲击编钟使其振动发出声音。 [2]音色指声音的品质和特点，与发声体的材料有关，编钟具有深沉浑厚的低音、圆润淳朴的中音和清脆明快的高音，我们可以通过编钟发出声音的音色与其他乐器进行区别。 [3]响度的影响因素与振幅有关，用不同的力度敲击同一编钟，其振动幅度不同，发出声音响度不同。 （2）[1]如图甲所示，将不同颜色的吸管截成长短不一的形状制成口琴，用口琴演奏时，人们用力吹口琴中的空气柱，使其发生振动，从而产生声音，所以口琴是由空气柱振动发出声音的。 [2]用相同力度演奏，其振动幅度相同，但每个吸管发出声音的频率不同，使得声音的音调不同。 [3]声音的传播需要介质，口琴与人耳之间有空气，所以口琴声是通过空气传播进入人耳的。 （3）[1]如图乙所示，用酒杯制作打击乐器，发生振动的是酒杯和水，所以敲击时发声物体为酒杯和水。 [2]当水量越大时，杯子和水越难振动，振动次数变慢，频率变低，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。所以，当杯中水量发生变化时，每次发出声音的音调不同。 跨学科实践 简单乐器的制作的综合应用及解题步骤 1.乐器发声原理的探究 （1）振动产生声音：无论是弦乐器（如橡皮筋吉他）、管乐器（如吸管排箫）还是打击乐器（如水瓶琴），其发声的根本原因都是物体的振动。 （2）共鸣箱的作用：在制作弦乐器时，通常会加装一个空盒子作为共鸣箱。这不仅是为了固定琴弦，更重要的是利用空腔内的空气柱产生共鸣，从而增大声音的响度，使声音更洪亮。 2.音调高低的控制与调节 （1）弦乐器（改变弦的属性）：音调的高低取决于弦振动的频率。 长短：弦越短，振动越快，音调越高。 松紧：弦越紧，振动越快，音调越高。 粗细：弦越细，振动越快，音调越高。 （2）管乐器（改变空气柱长度）：对于吸管排箫或水瓶琴，音调取决于空气柱的长短。 空气柱越短（如水装得越多），振动频率越高，音调越高。 空气柱越长（如水装得越少），振动频率越低，音调越低。 3.乐器的调试与音阶构建：制作出能发声的物体只是第一步，要成为“乐器”，必须能演奏出准确的音阶（如Do、Re、Mi）。 （1）定调方法：先确定一根弦或一根管的长度作为基准音（如中音Do），然后根据音调变化规律调整其他弦或管的长度。例如，若要得到高音Do，需要将弦调得更紧、更短或更细。 （2）误差分析：在实际制作中，往往会发现音调不准。原因可能包括：材料的不均匀性（如橡皮筋弹性不一致）、固定端不牢固导致能量损耗、或者吹奏力度不同导致气流速度变化影响音调（特别是管乐器）。通过不断微调（如移动吸管底部的封口位置或调节琴弦旋钮），可以培养解决实际问题的能力。 角度01 乐器音调的影响因素 1．通过“中国乐器跨学科实践活动”，同学们了解到我国民族乐器历史悠久、品类繁多，按演奏方式可分为吹奏乐器、弹拨乐器、打击乐器和拉弦乐器四大类。如图分别为四类乐器中的代表：笛子、琵琶、鼓、二胡。下列关于乐器说法正确的是（　　） A．笛子和二胡通过空气柱的振动发声，琵琶和鼓通过弦的振动发声 B．人们听到声音就能区分出不同的乐器，是由于各类乐器的音调不同 C．同学们到专用的练习室去演奏各种乐器，有利于在传播过程中减弱演奏声，减轻对他人的影响 D．悦耳的民乐使人们感到心旷神怡，主要是由于声音可以传递能量 【答案】C 【详解】A．笛子通过空气柱的振动发声，鼓通过鼓面振动发声，琵琶和二胡通过弦的振动发声，故A错误； B．人们听到声音就能区分出不同的乐器，是由于各类乐器的音色不同，故B错误； C．同学们到专用的练习室去演奏各种乐器，有利于在传播过程中减弱演奏声，减轻对他人的影响，故C正确； D．悦耳的民乐使人们感到心旷神怡，主要是由于声音可以传递信息，故D错误。 故选C。 2．如图所示，用尺子作乐器探究决定音调高低的因素，把钢尺紧按在桌面上，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，再次拨动，使钢尺每次的振动幅度大致相同。实验发现：尺子伸出桌面的长度越短，振动越______，发出声音的音调越______。由此可得出结论：音调的高低与频率有关。 【答案】 快 高 【详解】[1][2]拨动尺子，使钢尺每次的振动幅度大致相同，当尺子伸出桌面的长度越长时，振动越慢，发出声音的音调越低；当尺子伸出桌面的长度越短时，振动越快，发出声音的音调越高；由此可得出结论：音调的高低与发声物体的振动频率有关，频率越高，音调越高。 3．小王同学用纸盒、若干根细绳自制了一件乐器（图1）。用手拨动细绳时，没有发出明显的声音，在进行了大量的尝试后，小王的乐器顺利发声，同时他还发现琴弦发出声音的音调受很多因素的影响。为了研究同一根琴弦发声音调与哪些因素有关，他与小组成员利用图2所示实验装置。一块木板上有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）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； 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 （2）可用1和2两次实验来分析弦的音调和弦的______的关系； （3）分析______两次实验数据可以发现：______； （4）小组内同学提出，弦的粗细可能也会影响音调，请你在下表中完善实验参数，以验证上述猜想，实验室有0.8mm、0.5mm两种规格的弦： 次数 长度L/m 粗细d/mm 重物/个数 频率f/Hz 1 0.8 0.8 2 2 ______ ______ ______ （5）经过上述研究后，他们猜测最开始细绳没有声音，可能是由于细绳太松导致的。你是否认同这一猜测，若认同，请说明理由；若不认同，请根据所学声音知识提出你的猜测及理由______。 【答案】 1 长度 2和3 弦绷得越紧，发声的音调越高 0.8 0.5 2 认同，因为细绳太松，不能形成有效的振动，影响发声。 【详解】[1]根据音调与频率的关系，物体振动的频率越高，音调越高。由表中数据可知，第1次实验中琴弦振动发声的频率为375Hz，为三次实验中频率最高的，所以第1次实验中琴弦发生的音调最高。 [2]比较1、2次实验数据，只有长度不同，其他条件都相同，故1、2两次实验探究的音调和弦的长度的关系。 [3][4]探究琴弦的音调与琴弦的松紧程度的关系时，应控制琴弦的长度相同，改变弦的松紧程度。由2、3两次实验数据可知，琴弦长度相同，第3次实验中重物个数多，琴弦绷得更紧，频率更高，音调更高，所以当琴弦的长度相同时，弦绷得越紧，发声的音调越高。 [5][6][7]探究琴弦的音调与琴弦的粗细的关系时，应控制琴弦的长度和松紧程度相同，改变琴弦的粗细，由表中第1次实验数据可知，琴弦的长度应均为0.8m，为了保持琴弦的松紧程度相同，琴弦下所挂重物应均为2个，改变琴弦的粗细程度，故琴弦应选规格0.5mm的。 [8]根据实验结论可知，弦的松紧程度会影响音调。若细绳太松，其振动频率会很低，发出声音的音调也会很低，当频率低于人耳能听到的频率范围时，人就听不到声音了，所以认同这一猜测。 角度02 音调与发声体的形状、尺寸和材料的关系 4．如图分别是音叉、钢琴、长笛发出的声音在示波器上显示的波形。下面关于三者发出声音的特性描述不正确的是（　　） A．三种不同乐器发出的波形总体上疏密程度是相同的，即音调相同 B．三种不同乐器发出声波的响度、音调和音色都不相同 C．三种波形的形状不同，即音色不同 D．发声体的材料、结构不同，发出声音的音色也就不同 【答案】B 【详解】由图可知，音叉、钢琴、长笛振动的快慢相同，即频率相同，因此音调相同；三种乐器的振幅相同，响度相同；三种乐器的材料、结构不同，波形不同，所以发出声音的音色也就不同；综上分析可知，ACD正确，不符合题意；B错误，符合题意。 故选B。 5．书语同学为了探究物体发声时音调与哪些因素有关，她选择了甲、乙、丙、丁四根钢丝进行实验，钢丝的数据如表所示。 编号 材料 长度 粗细 松紧 甲 钢丝 10cm 0.2mm2 紧 乙 钢丝 10cm 0.1mm2 紧 丙 钢丝 5cm 0.1mm2 紧 丁 钢丝 5cm 0.1mm2 松 （1）为了探究声音音调与发声体粗细的关系，她应该选用 ___________两根钢丝进行实验； （2）她用甲、丁两根钢丝进行实验，探究声音音调与发声体的松紧程度是否有关，她的实验存在的问题是 ___________。 【答案】 甲、乙 没有控制长度和粗细相同 【详解】（1）[1]为了探究声音音调与发声体粗细的关系，需要控制材料、长度、松紧程度相同，粗细不同，故需要选用甲、乙两根钢丝进行实验。 （2）[2]她用甲、丁两根钢丝进行实验，甲和丁的材料相同，松紧程度、长度、粗细都不相同，无法探究声音音调与发声体的松紧程度是否有关，即存在的问题是没有控制长度和粗细相同。 6．小红观察到乐手在演奏提琴、吉它、二胡等弦乐器时，这些乐器的弦在振动，并且弦张的越紧，振动的越快，发声的音调越高，小红猜测：在弦张紧程度相同的条件下，发声的音调还可能与弦的粗细、长短、及弦的材料有关，于是她想通过实验来探究一下自己的猜想是否正确，下表是她在实验时控制的琴弦条件。 琴弦的材料 琴弦的长度/cm 琴弦的横截面积/mm2 音调/Hz A 钢 40 0.3 700 B 钢 40 0.5 500 C 尼龙丝 30 0.5 600 D 铜 40 0.5 500 E 尼龙丝 40 0.5 500 (1)如果小红想探究发声体的音调与弦的粗细关系，你认为应选表中的编号为________和________； (2)如果小红选表中编号C和E进行实验分析，是想探究________和________的关系，并得出的结论是________。 【答案】(1) A B (2) 发声体的音调 琴弦长度 见解析 【详解】（1）[1][2]探究发声体的音调与弦的粗细关系，应控制弦的材料、长度相同而粗细（横截面积）不同，所以应选表中的编号为A和B。 （2）[1][2][3]由表中编号C和E可知，材料和横截面积相同，长度不同，音调不同，是探究音调和琴弦长度的关系，得出的结论为：材料和横截面积相同时，琴弦的长度越短，音调越高。 【例1】（2025·山东东营·中考真题）如图所示，某兴趣小组在跨学科实践活动中使用粗细不同的皮筋制作了简易弦琴，若用相同的力拨动琴弦，会发出___________不同的声音。另一个小组是用铜丝制作的弦琴，同学们能听音分辨两个乐器，这主要是由于它们发出声音的___________不同。（两空均填“响度”“音调”或“音色”） 【答案】 音调 音色 【详解】[1]声音的音调与发声体振动的频率有关，频率越高，音调越高。用相同的力拨动粗细不同的琴弦时，细弦更容易振动、振动更快，频率更高，音调也就更高；粗弦振动相对较慢，频率较低，音调较低。所以用相同的力拨动不同琴弦时，会发出音调不同的声音。 [2]音色是由发声体的材料、结构等因素决定的。皮筋和铜丝是不同的材料，它们制作的弦琴发声体的材料不同，所以发出声音的音色不同，同学们能依据音色来分辨这两个乐器。 【深化点拨】 （1）本题考查声音的三个特性：音调、响度、音色，要分清各自的决定因素，这是声学部分的高频考点。 （2）音调由发声体振动的频率决定，弦的粗细、长短、松紧都会改变弦振动的频率，从而改变音调。 （3）音色由发声体的材料、结构决定，生活中依靠音色来辨别不同乐器、不同人的声音。 （4）本题结合跨学科实践实验情境，考查运用声学知识分析简易乐器发声特点的能力。 【变式1-1】（2026·山东烟台·中考真题）在制作简易乐器的活动中，小明向多个相同的玻璃瓶中装入不同高度的水制成了“水瓶琴”，如图所示。下列关于“水瓶琴”的说法正确的是（     ） A．敲出的声音通过玻璃传播到小明耳中 B．改变敲击的力度可以改变声音的音色 C．改变瓶中水量可以改变敲出声音的响度 D．敲击不同水量的瓶子发出声音的音调不同 【答案】D 【详解】A．声音传播到耳朵依靠空气，不是玻璃，故A错误； B．敲击力度改变的是振动幅度，改变响度；音色由发声体材料、结构决定，力度无法改变音色，故B错误； C．改变瓶中水量，振动的瓶和水总质量改变，振动快慢改变，影响的是音调，不是响度，故C错误； D．敲击瓶子时，发声体是瓶子和水；水量不同，瓶和水的总质量不同，振动频率不同，音调不同，故D正确。 故选D。 【变式1-2】在跨学科实践活动中，小明用橡皮筋、薄木板等材料制作了如图所示的简易“古筝”并进行演奏。“古筝”发出的声音是由橡皮筋________产生的；用相同的力拨动长度不同的橡皮筋时，“古筝”发出声音的________（填“音调”“响度”或“音色”）不同。 【答案】 振动 音调 【详解】声音是由物体的振动产生的，“古筝”发出的声音是由橡皮筋振动产生的。 用相同的力拨动长度不同的橡皮筋时，橡皮筋振动频率不同，声音的音调不同。 【变式1-3】如图所示，在跨学科实践活动中，小红和小兰利用几根粗细不同的橡皮筋、一个纸盒、两根木条制作了一个橡皮筋吉他。 (1)小红用相同的力拨动长度相同、松紧程度相同、粗细不同的橡皮筋时，______________（选填“粗”或“细”）橡皮筋振动得快，它发出声音的音调______________（选填“高”或“低”）；用相同的力拨动长度相同、粗细相同、松紧程度不同的橡皮筋时，较______________（选填“松”或“紧”）橡皮筋振动得快，它发出声音的音调______________（选填“高”或“低”）； (2)分析上述实验，可以得出的结论是：音调与发声体______________有关。另外，响度与发声体______________有关。 【答案】(1) 细 高 紧 高 (2) 振动的频率 振动的幅度 【详解】（1）音调由发声体的振动频率决定：振动越快（频率越高），音调越高； 当橡皮筋长度相同、松紧程度、受力大小相同时，细的橡皮筋，更容易振动，振动速度更快，对应音调更高； 当橡皮筋长度相同、粗细、受力大小相同时，更紧的橡皮筋振动起来更灵敏，振动速度更快，对应音调更高。 （2）本实验通过控制变量的方式，验证了音调的影响因素：音调与发声体的振动的频率（也就是本题中橡皮筋的粗细、松紧等会改变振动快慢的属性）有关； 拨动的力的大小决定了橡皮筋的振动的幅度，响度正是由发声体的振动的振幅决定的。 ⚡基础速刷 1．如图所示，是小明用纸盒、橡皮筋和铅笔制作的乐器。下列说法中正确的是（　　） A．该乐器的弹奏声一定是乐音 B．拨动橡皮筋，橡皮筋嗡嗡作响，说明声音是由物体的振动产生的 C．改变两铅笔之间的距离，用相同的力再次拨动橡皮筋，发出声音的音色不同 D．如果把这个乐器拿到月球上拨动，我们能听到橡皮筋发出的声音 【答案】B 【详解】A．若在晚上弹奏，别人正在休息，对别人来讲，弹奏声是噪音，故A错误； B．拨动橡皮筋，橡皮筋振动，发出嗡嗡的声音， 说明声音是由物体的振动产生的，故B正确； C．改变两铅笔之间的距离，橡皮筋的长度发生改变，用相同的力再次拨动时，橡皮筋振动频率不同， 发出声音的音调不同，故C错误； D．月球上是真空，声音无法在真空中传播，在月球上我们不能听到橡皮筋发出的声音，故D错误。 故选B。 2．小明在参加昆明三中科技节活动时，利用长短不一的吸管制作了如图所示的乐器“排箫”。下列说法正确的是（　　） A．箫声是吸管振动产生的 B．吸管长短不一，目的是改变声音的音色 C．根据响度的不同，可以分辨出箫声和其他乐器声音 D．演奏时现场同学们听到的箫声主要是通过空气传入人耳的 【答案】D 【详解】A．吹箫时，箫声是由吸管内的空气柱振动产生的，故A错误； B．吸管长短不一会导致管内空气柱长度不同，空气柱振动频率不同，目的是改变声音的音调，故B错误； C．不同发声体的材料、结构不同，发出声音的音色不同，我们是根据音色分辨出箫声和其他乐器的声音，故C错误； D．声音的传播需要介质，现场同学们听到的箫声主要是通过空气传入人耳的，故D正确。 故选D。 3．在“声现象跨学科实践”课中，同学们制作出形式各异的乐器，如图是用橡皮筋制成的“吉他”。下列说法正确的是（    ） A．用手按压不同位置主要改变声音的响度 B．用不同大小的力拨同一皮筋主要改变声音的音色 C．拨动不同长度的皮筋主要改变声音的音调 D．音调的高低只有通过改变皮筋的长短和粗细才能实现 【答案】C 【详解】A．手按压不同位置，改变了橡皮筋振动部分的长度，改变了振动频率，主要改变声音的音调，故A错误； B．用不同大小的力拨同一橡皮筋，橡皮筋振幅不同，主要改变声音的响度，故B错误； C．不同长度的橡皮筋振动频率不同，拨动后振动频率不同，主要改变声音的音调，故C正确； D．除了改变皮筋的长短、粗细，还可以通过改变皮筋的松紧程度改变音调，故D错误。 故选C。 4．小王利用一根琴弦和一些简单器材制作了如图所示的“单弦琴”，拨动箭头处琴弦的同时左右移动小车，即可发出不同音调的声音，则小车向左移动，音调逐渐___________；若小车静止在某位置，向小桶里再加些沙子，音调和原来相比会变___________一些。 【答案】 变高 高 【详解】音调由琴弦的振动频率决定，振动频率越高，音调越高。 [1] 小车左移时，参与振动的琴弦长度变短，振动频率变高，因此音调逐渐变高。 [2] 增加沙子会使琴弦被拉得更紧，振动频率变高，因此音调会变高一些。 5．小明制作的水瓶琴乐器如图所示，在8个相同的水瓶中灌入质量不同的水，水面的高度不同。若用嘴依次吹瓶口可以发出不同音调的声音，此时发出的声音是由____________（选填“瓶和水”或“空气柱”）的振动产生的。小明听到的声音的音调最高的瓶子是____________（填字母）。 【答案】 空气柱 H 【详解】声音是由物体的振动产生的，用嘴依次吹瓶口，是瓶内的空气柱振动发声； 瓶内空气柱越短，振动频率越高，音调越高，由图可知H瓶内空气柱最短，故H瓶发声音调最高。 6．小明利用一根琴弦和一些简单器材制作了如图所示的“单弦琴”，拨动箭头处琴弦的同时，向小桶里_________（选题“增加”或“减少”）沙子，能降低音调；若拨动琴弦后自由释放小车，音调便逐渐_________；小车静止在某位置，若想改变“单弦琴”的音色，可以_________。 【答案】 减少 升高 换一根不同材料的琴弦 【详解】[1]弦越松，振动的频率越小，音调越低，向小桶里减少沙子，振动频率减小，则声音的音调变低。 [2]拨动琴弦后自由释放小车，琴弦变短，声源振动的频率越来越快，音调便逐渐升高。 [3]音色和声源的材料有关，想改变“单弦琴”的音色，可以换一根不同材料的琴弦进行实验。 🚀能力跃升 7．小钟琴是一种打击乐器，有16个音，声音优美，携带方便，简单易学，演奏方式丰富灵巧，是非常适合幼儿园的孩子们作为音乐兴趣启蒙的一种乐器，如图所示（小钟琴的一部分）。下列说法错误的是（　　） A．打击乐器靠打击面振动发声 B．“有16个音”是指有16个不同的音调 C．“声音优美”是指音色好 D．从左往右依次敲击图中的E、D、C，音调变高 【答案】D 【详解】A．声音是由物体的振动产生的，打击乐器是由打击面振动产生的，故A正确，不符合题意； BD．从左往右小钟琴越来越长，敲击时振动快慢不同，越短的振动越快，音调越高；越长的振动越慢，音调越低，因此从左往右音调变低，“16个音”指的是16个不同的音调，故B正确，不符合题意；D错误，符合题意； C．小钟琴可以演奏音乐，声音悦耳动听，发出的声音是乐音，则“声音优美”是指音色好，故C正确，不符合题意。 故选D。 8．重庆八中初二的同学们利用常见物品自制了几种乐器，举办了别开生面的音乐会。其中有弦乐器、管乐器和打击乐器，最终一起合奏乐曲《小星星》。关于音乐会，以下说法正确的是（     ） A．在合奏乐曲的过程中，同学可以根据声音的音调来辨别三种乐器 B．同学在吹奏利用吸管制作的管乐器时，管乐器发声是因为空气柱的振动 C．同学在演奏打击乐器时，敲击装有不同水量的水杯，是在改变声音的响度 D．演奏用橡皮筋制作的弦乐器时，拨动不同的弦，主要是为了改变声音的音色 【答案】B 【详解】A．辨别不同发声体的依据是声音的音色，故A错误； B．管乐器发声由管内空气柱振动产生，故B正确； C．敲击装不同水量的水杯，发声体振动频率不同，改变的是声音的音调，故C错误； D．拨动弦乐器的不同弦，弦振动频率不同，改变的是声音的音调，故D错误。 故选B。 9．小明学习了《中国乐器》后，很为中华民族的古老文明自豪。请你拟写一个自制乐器的简单方案。乐器类型（即你想做一个什么类型的乐器）：_________，材料类型（即你想选什么材料来做）：___________，你的乐器怎么改变音调？_________ 【答案】 拉弦乐器 制作乐器的材料有：金、石、丝、竹、匏、土、革、木等。 如果是弦乐器则通过改变弦的粗细、长短、松紧程度等来改变音调，如果是管乐器则通过改变空气柱的长度来改变音调，如果是打击乐器则通过改变体积大小、轻重、厚薄、形状等来改变音调。 【详解】[1]可以制作的乐器的类型有：吹管乐器、拉弦乐器、弹拨乐器、打击乐器、体鸣乐器、膜鸣乐器、气鸣乐器、弦鸣乐器。 [2]略。 [3]略。 10．在学习了“乐器的调查与制作”后，小明和小华继续对乐器进行了研究： (1)口琴是用嘴吹或吸气，使金属簧片振动发声的多簧片乐器。将口琴拆开后，其内部的琴芯结构如图乙所示，在琴芯的气孔边分布着长短、厚薄都不同的一排铜片，A区的较薄、较短，振动快，C区的较厚、较长，振动慢。若在口琴的同一孔处用不同的力度吹，发生变化的是声音的________，口琴的高音区为图乙中的________区。 (2)小明又制作了一个哨子，在筷子上缠一些棉花，做成一个活塞，如图丙所示，吹哨子时，上下推拉活塞，音调最高的是图丙中的________。 (3)小华在如图甲所示的8个相同的玻璃瓶中灌入不同量的水，水面的高度不等。若用相同的力量敲击它们，就可以发出不同音调的声音，此时发出声音的声源主要是________（选填“空气柱”“瓶子和水”），瓶中的水越多，敲击时发出声音的音调就越________。给“水瓶琴”定音，初步靠耳朵鉴别，从右往左敲击瓶子，音调逐渐________，进一步对照钢琴琴声调整音高，然后就可以演奏简单乐曲了。 【答案】(1) 响度 A (2)A (3) 瓶子和水 低 升高 【详解】（1）声音的响度由振幅决定，用不同力度吹口琴时，金属簧片的振动幅度不同，因此发生变化的是响度；音调由振动频率决定，振动越快频率越高、音调越高，A区铜片更薄更短，振动更快频率更高，因此高音区是A区。 （2）吹哨子时是管内空气柱振动发声，空气柱越短，振动频率越高，音调越高。图中A的活塞位置最高，空气柱长度最短，因此音调最高。 （3）敲击玻璃瓶时，发声的主要声源是瓶子和水（吹气时声源才是空气柱）；瓶内水越多，瓶子和水越难振动，振动频率越低，发出声音的音调越低；图中从右往左瓶内水量逐渐减少，振动频率逐渐升高，因此敲击时音调逐渐升高。 11．在“制作隔音房间模型”跨学科实践活动中，用播放音乐的手机作为声源开展探究，利用人刚听不到声音时人与声源的距离来比较材料的隔音性能。 (1)用鞋盒充当“房间”并将手机放入其中模拟房间中发声的乐器。然后，在盒内的相应区域安装能够隔音的材料，制作隔音房间模型。同学们选用了纸板、棉布、塑料板等材料作为隔音材料，制作时，应选择厚度________的不同材料，在注意隔音性能的同时，也要最大限度地保证“房间”的空间。比较时，保持手机发出声音的________（填“响度”或“音调”）相同。 (2)把手机放置在有不同隔音材料的鞋盒内，逐步远离声源，直至听不见手机的声音为止，数据如下： 材料 纸板 棉布 塑料板 泡沫板 距离 7 4 8 5 通过上面的探究可以得出不同材料的隔音性能是________的。 (3)同学们还发现：材料的表面粗糙程度可能对隔音性能有影响。于是把塑料板加工成：两面光滑、一面光滑一面粗糙、两面粗糙三种，分别制成下面四个模型，来探究材料表面的粗糙程度对隔音性能的影响。下表是测量的数据： 模型 两面光滑 一面光滑 （光滑向外） 一面光滑（光滑向里） 两面粗糙 距离 8 4 6 3 通过对实验数据的分析发现：材料表面的粗糙程度不同，材料的隔音性能不同，而且是材料的粗糙面向着声源处时隔音效果更________（填“差”或“好”）。 【答案】(1) 相同 响度 (2)不同 (3)好 【详解】（1）要通过比较人刚听不到声音时人与声源的距离来进行比较材料的隔音性能，由控制变量法可知，实验中选择种类不同的材料，应控制不同材料的厚度相同。 声音的响度与距离有关，为了比较材料的隔音性能，应控制手机发出声音的响度相同，这是控制变量法的应用。 （2）由表中的数据可知，把手机放置在有不同隔音材料的鞋盒内，听不见手机的声音的距离不同，所以不同材料的隔音性能是不同的。 （3）分析表中数据可知，光滑面向外，粗糙面向内，听不见声音的距离为4m，光滑面向内，粗糙面向外，听不见声音的距离为6m，所以材料的粗糙面向着声源处时，隔音效果更好。 🌟思维挑战 12．在跨学科实践《乐器的调查与制作》活动中，小王同学对我国部分传统乐器进行调查，按演奏方式可分为吹奏乐器、弹拨乐器、打击乐器和拉弦乐器四大类。如图分别为四类乐器中的代表：笛子、琵琶、鼓、二胡。下列关于乐器说法正确的是（     ） A．笛子和鼓通过空气柱的振动发声，琵琶和二胡通过弦的振动发声 B．人们听到声音就能区分出不同的乐器，是由于各类乐器的音调不同 C．用四种乐器演奏同一乐曲时，不同乐器发出声音的音色不同 D．悦耳的民乐使人们感到心旷神怡，主要是由于声音可以传递能量 【答案】C 【详解】A．笛子是吹奏乐器，通过空气柱的振动发声；鼓是打击乐器，通过鼓面的振动发声；琵琶和二胡是弦乐器，通过弦的振动发声，故A错误； BC．音色是由发声体的材料和结构决定的，是声音的品质和特色。演奏同一乐曲时人们能区分出不同的乐器，是由于不同乐器发出的声音的音色不同，故B错误、C正确； D．声音可以传递信息和能量。悦耳的民乐使人们感到心旷神怡，体现了声音可以传递信息，故D错误。 故选 C。 13．某兴趣小组的同学在国庆假期进行了“跨学科实践”活动。 (1)如图甲是小华同学用硬纸盒和橡皮筋自制的“橡皮筋吉他”。小华用硬纸盒作为共鸣箱，除了可以固定橡皮筋外，还能___________。同学们听到“橡皮筋吉他”弹出的音乐声后纷纷点赞，说明声音可以传递___________小华在家弹吉他时，为了减小对邻居的干扰，小华关闭了家中的门窗，这是在___________控制噪声。 (2)为更好地了解物体振动发声的情况，小明利用如图乙的实验装置展示声音振动。当声音产生装置发出声音后，亚克力板上的固体小颗粒会移动，最终形成图形，这种图形物理学中称为“克拉尼图形”，当声音的频率越高，所形成的图形就会越复杂，则在图丙和图丁中，音调更高的是___________。 【答案】(1) 增大声音的响度 信息 传播过程中 (2)丁 【详解】（1）橡皮筋本身振动发声的振幅小，硬纸盒作为共鸣箱，可通过共振放大声音，起到增大响度的作用； 同学们听到吉他声后给出反馈，说明声音可以传递信息； 关闭门窗阻断了噪声向外传播，这是在传播过程中控制噪声。 （2）音调由频率决定，频率越高音调越高。根据题意“声音的频率越高，所形成的图形就会越复杂”，对比丙、丁两图，丁的图形更复杂，说明对应的频率更高，因此音调更高的是丁。 14．如图是八年级小梅同学国庆假期进行“跨学科实践”活动，用纸盒和橡皮筋自制的“手弹琴”，国庆节早晨，她正在用手拨动橡皮筋，演奏《我和我的祖国》。如图所示。当小梅弹拨粗细不同的琴弦时，听到声音的______（选填“响度”、“音调”、“音色”）有变化；同学们听到音乐声纷纷点赞，说明声音可以传递______。小梅用硬纸盒作为共鸣箱，除了可以固定橡皮筋外，还能______。 【答案】 音调 信息 增强声音的响度 【详解】[1]其他条件相同时，粗细不同的琴弦振动频率不同，发声的音调也就不同，通常粗弦发声音调低，细弦发声音调高，因此，当小梅弹拨粗细不同的琴弦时，听到声音的音调有变化。 [2]声音可以传递信息，同学们听见优美的音乐声，纷纷点赞，说明了声音可以传递信息。 [3]共鸣箱的作用是增强声音的响度。当橡皮筋振动时，硬纸盒作为共鸣箱也会跟着振动，这样可以使橡皮筋的振动更加剧烈，从而使产生的声音响度增大。因此，小梅用硬纸盒作为共鸣箱，除了可以固定橡皮筋外，还能增强声音的响度。 15．在“制作隔音房间模型”跨学科实践活动中，小明准备利用人刚听不到声音时人与声源的距离来进行比较材料的隔音性能。 (1)在本实验中适合做声源的是________（选填“音叉”或“机械闹钟”）； (2)在制作隔音房间模型中小明选用了纸板、棉布、塑料板、泡沫板等材料，制作时，应选择厚度相同的不同材料，制成规格相同的模型。比较时，小明保持声源发出声音的________（选填“响度”或“音调”）相同； (3)把声源放置在不同材料制成的模型内，逐步远离声源，直至听不见机械闹钟的声音为止，数据如下： 材料 纸板 棉布 塑料板 泡沫板 距离/m 7 4 8 5 通过上面的探究可以得出隔音性能最好的材料是________； (4)为了进一步探究，小明把塑料板加工成两面光滑、一面光滑一面粗糙、两面粗糙三种类型，并用它们制作了如下四个模型，来探究材料的隔音性能与材料表面的粗糙程度是否有关； 材料 两面光滑 一面光滑（光滑向外） 一面光滑（光滑向里） 两面粗糙 距离/m 8 4 6 3 通过对实验数据的分析可发现材料的隔音性能与材料表面的粗糙程度有关；而且是材料的粗糙面向着声源处时隔音效果________（填“好”“差”或“一样”）。 【答案】(1)机械闹钟 (2)响度 (3)棉布 (4)好 【详解】（1）在比较材料隔音性能的实验中，需要一个持续稳定发声的声源。音叉发声时间较短，且需要敲击才能发声，不能持续稳定地提供声音，不适合作为本实验的声源;而机械闹钟可以持续稳定地发出声音,符合实验要求，所以适合做声源的是机械闹钟。 （2）实验中通过听不到声音时人与声源的距离来表示材料的隔音性能，声音特性中响度与距离有关，因此开始时应控制声音的响度相同。 （3）在比较材料隔音性能的实验中，人听不到声音时到模型的距离越短，说明该材料对声音的阻隔效果越好，即隔音性能越好。由表格数据可知，使用棉布时人听不到声音的距离最短，所以这些材料中隔音性能最好的是棉布。 （4）分析表中数据发现，光滑面向外，粗糙面向内，听不见声音的距离为4m，光滑面向内，粗糙面向外，听不见声音的距离为6m，所以材料的粗糙面向着声源处时隔音效果更好。 2 / 14 学科网（北京）股份有限公司 $ 第3.4节 跨学科实践 简单乐器的制作 目录 01 本节导航·目标清单 02 教材精研·内容全解 考点01 跨学科实践 简单乐器的制作 03 避坑指南·解题通法 角度01 乐器音调的影响因素 角度02 音调与发声体的形状、尺寸和材料的关系 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.巩固音调与频率的关系，理解发声体的形状、尺寸、材料如何影响音调。 2.区分弦乐器、管乐器的发声部位，能够分析自制乐器音调高低的成因。 3.利用身边简易材料设计并且制作简单乐器。 4.结合音乐学科知识调试乐器，完成演奏测试，记录调试过程。 1.弦乐器：弦越短、越细、绷得越紧，振动频率越高，音调越高。 2.管乐器依靠管内的空气柱振动发声；空气柱越短，振动越快，音调越高。 3.制作时采用控制变量思想，只改变发声体的尺寸或者松紧，对比音调的变化。 4.完成初步制作之后反复调试，通过改变弦的松紧、切割管子长度，调出不同音调。 知识导图 考点01 跨学科实践 简单乐器的制作 1、跨学科实践 简单乐器的制作 任务1：利用身边的材料，制作一个简单的乐器，使其能够发出不同音调的声音。 记录制作方案，记录内容可参照图2，同时将改变音调的方法以及相应的频率记录在表1中。 任务2：展示自制乐器的使用方法，如怎样发声，怎样调节响度和音调等。 分享乐器从选材到成型的制作过程，以及在此过程中遇到的困难和解决困难的方法。 与其他小组交流讨论，提出改进自制乐器的设想。 2、实验方法：要研究音调的高低和什么因素有关，需用控制变量法。 （1）在粗细、长短相同时，改变弦的松紧，探究音调与弦的松紧的关系。 （2）在粗细、松紧相同时，改变弦的长短，探究音调与弦的长短的关系。 （3）在松紧、长短相同时，改变弦的粗细，探究音调与弦的粗细的关系。 3、音调与发声体的形状、尺寸和材料的关系：振动频率的高低跟发声体的形状、尺寸和材料有关。一般情况下，发声体的长度越长，频率越低；长度越短；频率越高。 （1）形状和尺寸：‌例如，‌弦乐器如吉他或小提琴，‌弦越短、‌越细、‌张得越紧，‌发声的音调就越高。‌这是因为弦的长度、‌厚度和紧张度都会影响其振动的频率，‌从而影响音调的高低。‌ （2）材料：‌不同的材料对声音的传播速度和振动频率也有影响，‌因此也会影响音调。‌例如，‌不同材质的琴弦在相同条件下会发出不同音调的声音。‌ 【深化点拨】 1．乐器发声的本质是物体振动；音调由振动频率决定，振动越快，频率越高，音调越高。 2．对于弦类自制乐器，可以通过改变弦的长度、松紧、粗细三种途径，改变弦振动的频率，从而调节音调。 3．古人制作古琴和我们自制简易乐器道理相同，这个实践把物理声学知识和传统工艺联系起来，体会古代工匠里面蕴含的物理原理。 4．乐器音调的影响因素主要包括弦的粗细、弦的长度、弦的松紧程度。‌ ‌（1）弦的粗细‌：在琴弦的松紧程度和长度相同时，弦越细，音调越高。这是因为弦的粗细直接影响其振动频率，细弦振动更快，产生较高的音调。‌ （2）弦的长度‌：在弦的粗细和松紧程度相同时，弦越短，音调越高。这是因为较短的弦振动频率更高，产生较高的音调。‌ （3）弦的松紧程度‌：在弦的粗细和长度相同时，弦越紧，音调越高。松紧程度影响弦的振动频率，紧弦振动更快，从而产生较高的音调。 1．如图是在自制小乐器实践活动中，小滨用纸盒、四根粗细不同的橡皮筋、两根木板等器材制作的“橡皮筋古筝”。下列相关说法正确的是（     ） A．只要橡皮筋振动，我们就能听清声音 B．橡皮筋振动停止后，还会发出响度很小的声音 C．改变橡皮筋的粗细，可以改变“橡皮筋古筝”发声的音调 D．轻拨和重拨同一根橡皮筋，橡皮筋发出声音的音色不同 2．在学校开展的科学制作活动中，小宁利用彩色纸管制作的排箫乐器，如图。用相同的力度从左向右吹纸管，发出声音的________不同。可以分辨出演奏乐器的种类是由于声音的________不同。（选填“响度”、“音调”或“音色”） 3．学习了《跨学科实践-乐器的调查与制作》，某同学对中国传统乐器编钟进行了解，随后利用生活中常见的材料，自制一些简易乐器。 (1)通过敲击编钟使其______发声，编钟具有深沉浑厚的低音、圆润淳朴的中音和清脆明快的高音，我们可以通过编钟发出声音的_____与其他乐器进行区别；用不同的力度敲击同一编钟，发出声音_____不同； (2)如图甲所示，将不同颜色的吸管截成长短不一形状制成口琴；用口琴演奏时______（吸管/空气柱）振动发声，用相同力度演奏，每个吸管发出声音的______不同；口琴发出声音通过______传播进入人耳； (3)如图乙所示，用酒杯制作打击乐器，敲击时发声物体为______（酒杯和水/空气柱），当杯中水量变化，则敲击时每次发出声音的______不同。 跨学科实践 简单乐器的制作的综合应用及解题步骤 1.乐器发声原理的探究 （1）振动产生声音：无论是弦乐器（如橡皮筋吉他）、管乐器（如吸管排箫）还是打击乐器（如水瓶琴），其发声的根本原因都是物体的振动。 （2）共鸣箱的作用：在制作弦乐器时，通常会加装一个空盒子作为共鸣箱。这不仅是为了固定琴弦，更重要的是利用空腔内的空气柱产生共鸣，从而增大声音的响度，使声音更洪亮。 2.音调高低的控制与调节 （1）弦乐器（改变弦的属性）：音调的高低取决于弦振动的频率。 长短：弦越短，振动越快，音调越高。 松紧：弦越紧，振动越快，音调越高。 粗细：弦越细，振动越快，音调越高。 （2）管乐器（改变空气柱长度）：对于吸管排箫或水瓶琴，音调取决于空气柱的长短。 空气柱越短（如水装得越多），振动频率越高，音调越高。 空气柱越长（如水装得越少），振动频率越低，音调越低。 3.乐器的调试与音阶构建：制作出能发声的物体只是第一步，要成为“乐器”，必须能演奏出准确的音阶（如Do、Re、Mi）。 （1）定调方法：先确定一根弦或一根管的长度作为基准音（如中音Do），然后根据音调变化规律调整其他弦或管的长度。例如，若要得到高音Do，需要将弦调得更紧、更短或更细。 （2）误差分析：在实际制作中，往往会发现音调不准。原因可能包括：材料的不均匀性（如橡皮筋弹性不一致）、固定端不牢固导致能量损耗、或者吹奏力度不同导致气流速度变化影响音调（特别是管乐器）。通过不断微调（如移动吸管底部的封口位置或调节琴弦旋钮），可以培养解决实际问题的能力。 角度01 乐器音调的影响因素 1．通过“中国乐器跨学科实践活动”，同学们了解到我国民族乐器历史悠久、品类繁多，按演奏方式可分为吹奏乐器、弹拨乐器、打击乐器和拉弦乐器四大类。如图分别为四类乐器中的代表：笛子、琵琶、鼓、二胡。下列关于乐器说法正确的是（　　） A．笛子和二胡通过空气柱的振动发声，琵琶和鼓通过弦的振动发声 B．人们听到声音就能区分出不同的乐器，是由于各类乐器的音调不同 C．同学们到专用的练习室去演奏各种乐器，有利于在传播过程中减弱演奏声，减轻对他人的影响 D．悦耳的民乐使人们感到心旷神怡，主要是由于声音可以传递能量 2．如图所示，用尺子作乐器探究决定音调高低的因素，把钢尺紧按在桌面上，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，再次拨动，使钢尺每次的振动幅度大致相同。实验发现：尺子伸出桌面的长度越短，振动越______，发出声音的音调越______。由此可得出结论：音调的高低与频率有关。 3．小王同学用纸盒、若干根细绳自制了一件乐器（图1）。用手拨动细绳时，没有发出明显的声音，在进行了大量的尝试后，小王的乐器顺利发声，同时他还发现琴弦发出声音的音调受很多因素的影响。为了研究同一根琴弦发声音调与哪些因素有关，他与小组成员利用图2所示实验装置。一块木板上有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）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； 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 （2）可用1和2两次实验来分析弦的音调和弦的______的关系； （3）分析______两次实验数据可以发现：______； （4）小组内同学提出，弦的粗细可能也会影响音调，请你在下表中完善实验参数，以验证上述猜想，实验室有0.8mm、0.5mm两种规格的弦： 次数 长度L/m 粗细d/mm 重物/个数 频率f/Hz 1 0.8 0.8 2 2 ______ ______ ______ （5）经过上述研究后，他们猜测最开始细绳没有声音，可能是由于细绳太松导致的。你是否认同这一猜测，若认同，请说明理由；若不认同，请根据所学声音知识提出你的猜测及理由______。 角度02 音调与发声体的形状、尺寸和材料的关系 4．如图分别是音叉、钢琴、长笛发出的声音在示波器上显示的波形。下面关于三者发出声音的特性描述不正确的是（　　） A．三种不同乐器发出的波形总体上疏密程度是相同的，即音调相同 B．三种不同乐器发出声波的响度、音调和音色都不相同 C．三种波形的形状不同，即音色不同 D．发声体的材料、结构不同，发出声音的音色也就不同 5．书语同学为了探究物体发声时音调与哪些因素有关，她选择了甲、乙、丙、丁四根钢丝进行实验，钢丝的数据如表所示。 编号 材料 长度 粗细 松紧 甲 钢丝 10cm 0.2mm2 紧 乙 钢丝 10cm 0.1mm2 紧 丙 钢丝 5cm 0.1mm2 紧 丁 钢丝 5cm 0.1mm2 松 （1）为了探究声音音调与发声体粗细的关系，她应该选用 ___________两根钢丝进行实验； （2）她用甲、丁两根钢丝进行实验，探究声音音调与发声体的松紧程度是否有关，她的实验存在的问题是 ___________。 6．小红观察到乐手在演奏提琴、吉它、二胡等弦乐器时，这些乐器的弦在振动，并且弦张的越紧，振动的越快，发声的音调越高，小红猜测：在弦张紧程度相同的条件下，发声的音调还可能与弦的粗细、长短、及弦的材料有关，于是她想通过实验来探究一下自己的猜想是否正确，下表是她在实验时控制的琴弦条件。 琴弦的材料 琴弦的长度/cm 琴弦的横截面积/mm2 音调/Hz A 钢 40 0.3 700 B 钢 40 0.5 500 C 尼龙丝 30 0.5 600 D 铜 40 0.5 500 E 尼龙丝 40 0.5 500 (1)如果小红想探究发声体的音调与弦的粗细关系，你认为应选表中的编号为________和________； (2)如果小红选表中编号C和E进行实验分析，是想探究________和________的关系，并得出的结论是________。 【例1】（2025·山东东营·中考真题）如图所示，某兴趣小组在跨学科实践活动中使用粗细不同的皮筋制作了简易弦琴，若用相同的力拨动琴弦，会发出___________不同的声音。另一个小组是用铜丝制作的弦琴，同学们能听音分辨两个乐器，这主要是由于它们发出声音的___________不同。（两空均填“响度”“音调”或“音色”） 【深化点拨】 （1）本题考查声音的三个特性：音调、响度、音色，要分清各自的决定因素，这是声学部分的高频考点。 （2）音调由发声体振动的频率决定，弦的粗细、长短、松紧都会改变弦振动的频率，从而改变音调。 （3）音色由发声体的材料、结构决定，生活中依靠音色来辨别不同乐器、不同人的声音。 （4）本题结合跨学科实践实验情境，考查运用声学知识分析简易乐器发声特点的能力。 【变式1-1】（2026·山东烟台·中考真题）在制作简易乐器的活动中，小明向多个相同的玻璃瓶中装入不同高度的水制成了“水瓶琴”，如图所示。下列关于“水瓶琴”的说法正确的是（     ） A．敲出的声音通过玻璃传播到小明耳中 B．改变敲击的力度可以改变声音的音色 C．改变瓶中水量可以改变敲出声音的响度 D．敲击不同水量的瓶子发出声音的音调不同 【变式1-2】在跨学科实践活动中，小明用橡皮筋、薄木板等材料制作了如图所示的简易“古筝”并进行演奏。“古筝”发出的声音是由橡皮筋________产生的；用相同的力拨动长度不同的橡皮筋时，“古筝”发出声音的________（填“音调”“响度”或“音色”）不同。 【变式1-3】如图所示，在跨学科实践活动中，小红和小兰利用几根粗细不同的橡皮筋、一个纸盒、两根木条制作了一个橡皮筋吉他。 (1)小红用相同的力拨动长度相同、松紧程度相同、粗细不同的橡皮筋时，______________（选填“粗”或“细”）橡皮筋振动得快，它发出声音的音调______________（选填“高”或“低”）；用相同的力拨动长度相同、粗细相同、松紧程度不同的橡皮筋时，较______________（选填“松”或“紧”）橡皮筋振动得快，它发出声音的音调______________（选填“高”或“低”）； (2)分析上述实验，可以得出的结论是：音调与发声体______________有关。另外，响度与发声体______________有关。 ⚡基础速刷 1．如图所示，是小明用纸盒、橡皮筋和铅笔制作的乐器。下列说法中正确的是（　　） A．该乐器的弹奏声一定是乐音 B．拨动橡皮筋，橡皮筋嗡嗡作响，说明声音是由物体的振动产生的 C．改变两铅笔之间的距离，用相同的力再次拨动橡皮筋，发出声音的音色不同 D．如果把这个乐器拿到月球上拨动，我们能听到橡皮筋发出的声音 2．小明在参加昆明三中科技节活动时，利用长短不一的吸管制作了如图所示的乐器“排箫”。下列说法正确的是（　　） A．箫声是吸管振动产生的 B．吸管长短不一，目的是改变声音的音色 C．根据响度的不同，可以分辨出箫声和其他乐器声音 D．演奏时现场同学们听到的箫声主要是通过空气传入人耳的 3．在“声现象跨学科实践”课中，同学们制作出形式各异的乐器，如图是用橡皮筋制成的“吉他”。下列说法正确的是（    ） A．用手按压不同位置主要改变声音的响度 B．用不同大小的力拨同一皮筋主要改变声音的音色 C．拨动不同长度的皮筋主要改变声音的音调 D．音调的高低只有通过改变皮筋的长短和粗细才能实现 4．小王利用一根琴弦和一些简单器材制作了如图所示的“单弦琴”，拨动箭头处琴弦的同时左右移动小车，即可发出不同音调的声音，则小车向左移动，音调逐渐___________；若小车静止在某位置，向小桶里再加些沙子，音调和原来相比会变___________一些。 5．小明制作的水瓶琴乐器如图所示，在8个相同的水瓶中灌入质量不同的水，水面的高度不同。若用嘴依次吹瓶口可以发出不同音调的声音，此时发出的声音是由____________（选填“瓶和水”或“空气柱”）的振动产生的。小明听到的声音的音调最高的瓶子是____________（填字母）。 6．小明利用一根琴弦和一些简单器材制作了如图所示的“单弦琴”，拨动箭头处琴弦的同时，向小桶里_________（选题“增加”或“减少”）沙子，能降低音调；若拨动琴弦后自由释放小车，音调便逐渐_________；小车静止在某位置，若想改变“单弦琴”的音色，可以_________。 🚀能力跃升 7．小钟琴是一种打击乐器，有16个音，声音优美，携带方便，简单易学，演奏方式丰富灵巧，是非常适合幼儿园的孩子们作为音乐兴趣启蒙的一种乐器，如图所示（小钟琴的一部分）。下列说法错误的是（ ） A．打击乐器靠打击面振动发声 B．“有16个音”是指有16个不同的音调 C．“声音优美”是指音色好 D．从左往右依次敲击图中的E、D、C，音调变高 8．重庆八中初二的同学们利用常见物品自制了几种乐器，举办了别开生面的音乐会。其中有弦乐器、管乐器和打击乐器，最终一起合奏乐曲《小星星》。关于音乐会，以下说法正确的是（     ） A．在合奏乐曲的过程中，同学可以根据声音的音调来辨别三种乐器 B．同学在吹奏利用吸管制作的管乐器时，管乐器发声是因为空气柱的振动 C．同学在演奏打击乐器时，敲击装有不同水量的水杯，是在改变声音的响度 D．演奏用橡皮筋制作的弦乐器时，拨动不同的弦，主要是为了改变声音的音色 9．小明学习了《中国乐器》后，很为中华民族的古老文明自豪。请你拟写一个自制乐器的简单方案。乐器类型（即你想做一个什么类型的乐器）：_________，材料类型（即你想选什么材料来做）：___________，你的乐器怎么改变音调？_________ 10．在学习了“乐器的调查与制作”后，小明和小华继续对乐器进行了研究： (1)口琴是用嘴吹或吸气，使金属簧片振动发声的多簧片乐器。将口琴拆开后，其内部的琴芯结构如图乙所示，在琴芯的气孔边分布着长短、厚薄都不同的一排铜片，A区的较薄、较短，振动快，C区的较厚、较长，振动慢。若在口琴的同一孔处用不同的力度吹，发生变化的是声音的________，口琴的高音区为图乙中的________区。 (2)小明又制作了一个哨子，在筷子上缠一些棉花，做成一个活塞，如图丙所示，吹哨子时，上下推拉活塞，音调最高的是图丙中的________。 (3)小华在如图甲所示的8个相同的玻璃瓶中灌入不同量的水，水面的高度不等。若用相同的力量敲击它们，就可以发出不同音调的声音，此时发出声音的声源主要是________（选填“空气柱”“瓶子和水”），瓶中的水越多，敲击时发出声音的音调就越________。给“水瓶琴”定音，初步靠耳朵鉴别，从右往左敲击瓶子，音调逐渐________，进一步对照钢琴琴声调整音高，然后就可以演奏简单乐曲了。 11．在“制作隔音房间模型”跨学科实践活动中，用播放音乐的手机作为声源开展探究，利用人刚听不到声音时人与声源的距离来比较材料的隔音性能。 (1)用鞋盒充当“房间”并将手机放入其中模拟房间中发声的乐器。然后，在盒内的相应区域安装能够隔音的材料，制作隔音房间模型。同学们选用了纸板、棉布、塑料板等材料作为隔音材料，制作时，应选择厚度________的不同材料，在注意隔音性能的同时，也要最大限度地保证“房间”的空间。比较时，保持手机发出声音的________（填“响度”或“音调”）相同。 (2)把手机放置在有不同隔音材料的鞋盒内，逐步远离声源，直至听不见手机的声音为止，数据如下： 材料 纸板 棉布 塑料板 泡沫板 距离 7 4 8 5 通过上面的探究可以得出不同材料的隔音性能是________的。 (3)同学们还发现：材料的表面粗糙程度可能对隔音性能有影响。于是把塑料板加工成：两面光滑、一面光滑一面粗糙、两面粗糙三种，分别制成下面四个模型，来探究材料表面的粗糙程度对隔音性能的影响。下表是测量的数据： 模型 两面光滑 一面光滑 （光滑向外） 一面光滑（光滑向里） 两面粗糙 距离 8 4 6 3 通过对实验数据的分析发现：材料表面的粗糙程度不同，材料的隔音性能不同，而且是材料的粗糙面向着声源处时隔音效果更________（填“差”或“好”）。 🌟思维挑战 12．在跨学科实践《乐器的调查与制作》活动中，小王同学对我国部分传统乐器进行调查，按演奏方式可分为吹奏乐器、弹拨乐器、打击乐器和拉弦乐器四大类。如图分别为四类乐器中的代表：笛子、琵琶、鼓、二胡。下列关于乐器说法正确的是（     ） A．笛子和鼓通过空气柱的振动发声，琵琶和二胡通过弦的振动发声 B．人们听到声音就能区分出不同的乐器，是由于各类乐器的音调不同 C．用四种乐器演奏同一乐曲时，不同乐器发出声音的音色不同 D．悦耳的民乐使人们感到心旷神怡，主要是由于声音可以传递能量 13．某兴趣小组的同学在国庆假期进行了“跨学科实践”活动。 (1)如图甲是小华同学用硬纸盒和橡皮筋自制的“橡皮筋吉他”。小华用硬纸盒作为共鸣箱，除了可以固定橡皮筋外，还能___________。同学们听到“橡皮筋吉他”弹出的音乐声后纷纷点赞，说明声音可以传递___________小华在家弹吉他时，为了减小对邻居的干扰，小华关闭了家中的门窗，这是在___________控制噪声。 (2)为更好地了解物体振动发声的情况，小明利用如图乙的实验装置展示声音振动。当声音产生装置发出声音后，亚克力板上的固体小颗粒会移动，最终形成图形，这种图形物理学中称为“克拉尼图形”，当声音的频率越高，所形成的图形就会越复杂，则在图丙和图丁中，音调更高的是___________。 14．如图是八年级小梅同学国庆假期进行“跨学科实践”活动，用纸盒和橡皮筋自制的“手弹琴”，国庆节早晨，她正在用手拨动橡皮筋，演奏《我和我的祖国》。如图所示。当小梅弹拨粗细不同的琴弦时，听到声音的______（选填“响度”、“音调”、“音色”）有变化；同学们听到音乐声纷纷点赞，说明声音可以传递______。小梅用硬纸盒作为共鸣箱，除了可以固定橡皮筋外，还能______。 15．在“制作隔音房间模型”跨学科实践活动中，小明准备利用人刚听不到声音时人与声源的距离来进行比较材料的隔音性能。 (1)在本实验中适合做声源的是________（选填“音叉”或“机械闹钟”）； (2)在制作隔音房间模型中小明选用了纸板、棉布、塑料板、泡沫板等材料，制作时，应选择厚度相同的不同材料，制成规格相同的模型。比较时，小明保持声源发出声音的________（选填“响度”或“音调”）相同； (3)把声源放置在不同材料制成的模型内，逐步远离声源，直至听不见机械闹钟的声音为止，数据如下： 材料 纸板 棉布 塑料板 泡沫板 距离/m 7 4 8 5 通过上面的探究可以得出隔音性能最好的材料是________； (4)为了进一步探究，小明把塑料板加工成两面光滑、一面光滑一面粗糙、两面粗糙三种类型，并用它们制作了如下四个模型，来探究材料的隔音性能与材料表面的粗糙程度是否有关； 材料 两面光滑 一面光滑（光滑向外） 一面光滑（光滑向里） 两面粗糙 距离/m 8 4 6 3 通过对实验数据的分析可发现材料的隔音性能与材料表面的粗糙程度有关；而且是材料的粗糙面向着声源处时隔音效果________（填“好”“差”或“一样”）。 2 / 14 学科网（北京）股份有限公司 $