第二章聲現(xiàn)象（原卷版）

課時2.2聲音的特性

學(xué)習(xí)目標(biāo)

2022年課程標(biāo)準(zhǔn)物理素養(yǎng)

物理觀念：了解音調(diào)、響度、音色以及影響因素。

科學(xué)思維：通過實驗，認識聲音調(diào)與頻率、響度和振幅的關(guān)系。能

2.3.2了解聲音的特性。了解現(xiàn)代對音調(diào)、響度、音色作出正確判斷。

技術(shù)中聲學(xué)知識的一些應(yīng)用知道科學(xué)探究：通過鋼尺的振動實驗得出音調(diào)與頻率的關(guān)系；通過乒乓

噪聲的危害及控制方法。球被音叉彈起知道決定響度的因素。

科學(xué)態(tài)度與責(zé)任：培養(yǎng)學(xué)生發(fā)現(xiàn)問題和提出問題的能力、動手操作

的能力、分析和推理能力、表達和交流的能力。

知識梳理

知識點一、音調(diào)

問題

蚊子和蝴蝶在飛行時翅膀都在振動，為什么我們能聽到討厭的蚊子聲，卻聽不到蝴蝶翅膀振動發(fā)出的

聲音？

1.聲音的特點

生活中的聲音聲音的特點

蚊子嗡嗡聲尖細、刺耳

音調(diào)高

女高音歌聲尖細、婉轉(zhuǎn)

牛的叫聲低沉粗壯

音調(diào)低

男低音歌聲低沉、渾厚

我們接觸到的聲音，有的聽起來尖細，聲音高，音調(diào)高；有的聽起來低沉，聲音低，音調(diào)低。

2.音調(diào)

聲音的高低叫做音調(diào)。通常女牛.比男生的音調(diào)高。女高音1、男低音就是指音調(diào)的高低。

3.探究影響音調(diào)高低的因素

【提出問題】聲音的音調(diào)高低和什么因素有關(guān)？

【設(shè)計實驗】控制變量法：控制鋼尺的振動幅度不變，只改變鋼尺伸出的長短(改變鋼尺振動的頻率)。

如圖所示，將一把鋼尺按緊在桌面上，一端伸出桌邊。撥動鋼尺，聽它振動發(fā)出的聲音，同時注意鋼

尺振動的快慢。改變鋼尺伸出桌邊的長度，使鋼尺兩次振動的幅度小致相同，再次撥動。

【實驗步驟】

3

①把鋼尺緊壓在桌上，使鋼尺的一伸出桌面外，用手向下壓伸出的鋼尺使其振動，觀察鋼尺振動的快

4

慢并聽鋼尺發(fā)聲的高低，記錄在表格中;

②再分別把鋼尺的,、L伸出桌面外，仍用同樣小小的力向下壓伸出的鋼尺使其振動，觀察鋼尺振動

24

的快慢并聽鋼尺發(fā)聲的高低，記錄在表格中。

實驗記錄表：

鋼尺伸出桌面的長度振動的快慢聲音音調(diào)的高低

快高

4

較慢較低

2

3

慢低

4

【實驗結(jié)論】音調(diào)的高低與發(fā)聲物體的振動快慢有關(guān)。振動得越快，發(fā)出聲音的音調(diào)越高；振動得越

慢，聲音的音調(diào)越低。

4.頻率

(1)物理意義：用來描述物體振動快慢的物理量。物體振動快，則頻率高：振動慢，則頻率低。

(2)定義：物體在1s振動的次數(shù)叫頻率。用符號/表示。

(3)單位：赫茲，符號是Hz.

如物體1s內(nèi)振動了100次，則這個物體振動的頻率/=100Hzo

(4)音調(diào)和頻率的關(guān)系

頻率決定聲音的音調(diào)。頻率越高，音調(diào)越高；頻率越低，音調(diào)越低。

5.音調(diào)的波形圖

音調(diào)低:相同時間內(nèi),

波的個數(shù)少、頻率低

音調(diào)高：相同時間內(nèi).

波的個數(shù)多、頻率高

波形圖反映音調(diào)的高低:高音調(diào)的聲音頻率高，波形密集；低音調(diào)的聲音頻率低，波形較稀疏。

6.超聲波和次聲波

（1）分類

分類定義人類能否聽到共性

次聲波把低于20Hz的聲叫次聲波否

人能感知的聲音頻率有?定的范圍。多數(shù)人能聽到

聲音、超聲波、超

聲音的頻率范圍小約在20Hz—20000Hz之間。物理學(xué)中能

聲波統(tǒng)稱為聲

把人類能聽到的聲叫聲音

超聲波把高于20000Hz的聲叫超聲波否

（2）人和一些動物的聽覺頻率范圍

小資料

特別提醒

1.超聲波和次聲波都是由物體振動產(chǎn)生的;

2.超聲波和次聲波的傳播也需要介質(zhì)，在真空中不能傳播:

3.在介質(zhì)種類和溫度相同時，超聲波和次聲波的傳播速度與聲音的傳播速度相同。

?典例（23-24八年級上?福建莆田?階段練習(xí)）在探究影響音調(diào)的因素實驗中小明將直尺一端壓

在桌面上，另一端伸出桌面。

（I）撥動鋼尺刻度尺，看到了鋼尺伸出桌面的部分在振動，同時聽到鋼尺另一端拍打桌面發(fā)出的聲音，

小華的實驗操作存在的問題是;

A.有控制變量B.伸出桌面的鋼尺太短

C.手有壓緊鋼尺D.伸出桌面的鋼尺太長

（2）小明規(guī)范實驗操作后，將鋼尺按緊在桌面上，一端伸出桌邊，改變鋼尺伸出的長度，用的

力再次撥動直尺（填“相同''或“不同”），觀察直尺振動的,聽鋼尺發(fā)出的聲音的變化，這個實驗

用來探究聲音的和振動的的關(guān)系；

（3）當(dāng)鋼尺伸出桌面的長度增小到一定程度時，小明不能聽到鋼尺發(fā)出的聲音，原因是。

知識點二、響度

1.響度

聲音有音調(diào)的不同，也有強弱的不同。物理學(xué)中把聲音的強弱叫響度，也就是聲音的小小。

特別提醒

（1）日常生活中所說的聲音的“高”、“低”，有時候指的是音調(diào)，有時候指的是響度。例如，“高

音我唱不上去”、“低音我唱不來”，這里“高”、“低”指的是音調(diào)；而“引吭高歌”、“低聲細語”，

這里的“高”、“低”指的是響度。

（2）音調(diào)和響度是聲音的兩個不同的特征。響度小的聲音，音調(diào)不一定高；音調(diào)高的聲音，響度也

不一定小。

2.響度與振幅的關(guān)系

如圖所示，把系好的乒乓球細線拴在鐵架臺上，用王在發(fā)聲的

音叉輕觸乒乓球；用小小不同的力敲擊音叉，使音叉發(fā)出響度

實驗

不同的聲音，垂做上面的實驗，觀察不同情況下乒乓球被彈開

的幅度

用較小的力敲擊音又對，音叉發(fā)出的聲音的響度小，乒乓球被彈開的幅度小；用較小的力敲擊

現(xiàn)象

音叉時，音叉發(fā)出的聲音的響度小，乒乓球被彈開的幅度小

聲音的響度與發(fā)聲體振動的幅度有關(guān)。發(fā)聲體振動的幅度越小，產(chǎn)生聲音的響度??；發(fā)聲體振

結(jié)論

動的幅度越小，產(chǎn)生聲音的響度越小

3.振幅

物理學(xué)中用振幅來描述物體振動的幅度，則上述實驗結(jié)論可表述為：物體的振幅越小，產(chǎn)生聲音的響

度越?。晃矬w振動的幅度越小，產(chǎn)生聲音的響度越小。

4.響度的波形圖

5.人聽到聲音是否響亮的因素

除了跟發(fā)聲體發(fā)聲時的振幅有關(guān)，還跟人距離發(fā)聲體的遠比有關(guān)。離發(fā)聲體距離越遠，聲音越分散，

響度越小。

（23.24八年級上?北京小興?期末）如圖所示，用力敲擊鼓面，可以聽到鼓發(fā)出的聲音，

同時觀察到鼓面上的碎紙屑會跳動，這個現(xiàn)象可以說明發(fā)聲的鼓面是（選填“振動”或“靜止”）的。小

興第一次敲擊鼓面的力度較小，鼓發(fā)出的聲音較小，觀察到紙屑跳動的幅度也較??；他第二次敲擊鼓面的

力度較小，鼓發(fā)出的聲音較小，觀察到紙屑跳動的幅度也較小。請你根據(jù)小興的實驗過程提出一個可探究

的科學(xué)問題：。

知識點三、音色

1.音色

頻率的面低決定聲音的音調(diào)，但是不同的物體發(fā)出的聲音，即便音調(diào)相同，我們還是能夠分辨它們。

這表明在聲音的特征中還有一個因素是十分重要的，它就是音色。

音色反映聲音的品質(zhì)與特色＜我們能區(qū)分不同人、不同物體發(fā)出的聲音，主要就是根據(jù)音色不同。

2.影響音色的因素

音色與發(fā)聲體的材料、結(jié)構(gòu)等因素有關(guān)，不同發(fā)聲體的材料、結(jié)構(gòu)不同，發(fā)出聲音的音色也不相同。

3.聲音的波形

波的形狀不同，音色不同。

特別提醒

（1）根據(jù)音色可以分辨出不同樂器（發(fā)聲體）和不同人的聲音。在欣賞交響樂時，人們能根據(jù)音色

分辨出不同樂器發(fā)出的聲音；“聞其聲而知其人”也是因為不同人發(fā)出的聲音的因素不同。

（2）同一發(fā)聲體，如果其結(jié)構(gòu)發(fā)生變化，音色也將發(fā)生變化。因此，可以根據(jù)音色來辨別瓷器內(nèi)部

是否產(chǎn)生了裂痕、機器運轉(zhuǎn)是否正常等。

（2022?上海.模擬預(yù)測）能區(qū)分男高音和男低音的主要依據(jù)是（）

A.響度B.音色C.頻率D.幅度

4.三個特性的比較

特性音調(diào)響度音色

概念聲音的高低聲音的強弱聲音的品質(zhì)和特色

發(fā)聲體振動的幅度、距離發(fā)聲體的

決定因素發(fā)聲體振動的頻率發(fā)聲體的材料、結(jié)構(gòu)

遠近及聲音的分散程度

頻率高，則音調(diào)高；振幅小，則響度小；不同的物體發(fā)出聲音的音

相應(yīng)關(guān)系

頻率低，則音調(diào)低振幅小，則響度小色一般不同

①描述聲音的“粗細”“高

①音量的小小、聲音太小了；

低”“低沉”；

日常用語②“震耳欲聾”“輕聲細語”“引“聞其聲知其人”“模仿

②歌唱家中的“女高音”

表述吭高歌”“竊竊私語”等明星的聲音”

“男低音”，唱歌時“調(diào)

太高了”

說明聲音的三個特性之間有必然的聯(lián)系，互不影響

科學(xué)世界——樂音和樂器

1.樂音：悠揚、悅耳，聽起來很舒服的聲音叫樂音。從鋼琴和長笛的波形圖中可以看出，樂音的波

形是有規(guī)則的。

2.樂器：樂器可以分為打擊樂器、弦樂器和管樂器等不同類型。

（1）打擊樂器

編鐘、鼓、鑼等樂器受到敲擊時發(fā)生振動，產(chǎn)生聲音。演奏編鐘時，敲擊小小不同的鐘能發(fā)出不同音

調(diào)的聲音。擊鼓時的力度越小，豉面的振動幅度就越小，聲音就越響亮。

（2）弦樂器

古琴、琵琶、二胡、小提琴和鋼琴等樂器通過弦的振動發(fā)聲。長而粗的弦發(fā)聲的音調(diào)低，短而細的

弦發(fā)聲的音調(diào)高。繃緊的弦發(fā)聲的音調(diào)高，不緊的弦發(fā)聲的音調(diào)低。弦的振動幅度越小，聲音就越響。弦

樂器通常有一個共鳴箱來使聲音更洪亮。

（3）管樂器

簫和笛等樂器，包含一段空氣柱，吹奏時空氣柱振動發(fā)聲。手指在不同的音孔上，就會改變空氣柱的

長度，從而改變音調(diào)。長的空氣柱產(chǎn)生低音，短的空氣柱產(chǎn)生高音。

問題探究

問題一：區(qū)分音調(diào)、響度、音色

［角度1］根據(jù)影響因素判斷聲音的特性

1.三個特性的比較

特性音調(diào)響度音色

概念聲音的高低聲音的強弱聲音的品質(zhì)和特色

發(fā)聲體振動的幅度、距離發(fā)聲體的

決定因素發(fā)聲體振動的頻率發(fā)聲體的材料、結(jié)構(gòu)

遠近及聲音的分散程度

頻率高，則音調(diào)高；振幅小，則響度??；不同的物體發(fā)出聲音的音

相應(yīng)關(guān)系

頻率低，則音調(diào)低振幅小，則響度小色一般不同

①描述聲音的“粗細”“高

①音量的小小、聲音太小了；

低”“低沉”；

日常用語②“震耳欲聾”“輕聲細語”“引“聞其聲知其人”“模仿

②歌唱家中的“女高音”

表述吭高歌”“竊竊私語”等明星的聲音”

“男低音”，唱歌時“調(diào)

太高了”

說明聲音的三個特性之間有必然的聯(lián)系，互不影響

2.不同物體發(fā)出聲音的音調(diào)卻響度可能相同，但音色卻一定不同。一般模仿別人說話、分辨不同樂器

考查的都是聲音的音色。

3.在聲音的傳播過程中，音調(diào)和音色一般不變，響度會隨著傳播距離的改變而改變。

4.區(qū)分具體事物或人的聲音一般是利用音色的特性，例如通過音色可以知道某個人在說話；區(qū)分一類

事物或人時，一般利用音調(diào)判斷，例如小合唱時區(qū)分男低音和女高音等。

【典例1】（2024?安徽滁州?模擬預(yù)測）在慶“五一”校園詩歌朗誦比賽中，王松朗誦詩歌的聲音較小，

坐在后排的同學(xué)聽不清楚，評委提醒他聲音再小一點，這里的“聲音再小一點”指的是聲音的。（填聲

音的特性）

【變式1-1]（2024?甘肅隴南?模擬預(yù)測）成縣沙壩嗔吶是甘肅省縣（市、區(qū)）級非物質(zhì)文化遺產(chǎn)之一,

啖吶聲是由于空氣產(chǎn)生的，我們能分辨出啖吶和土琵琶的聲音是根據(jù)不同。

【變式「2】（2024?上海?二模）調(diào)節(jié)手機的音量按鍵是為了改變聲音的（）

A.頻率B.響度C.音調(diào)D.音色

【變式『3】（2024?陜西渭南?三模）同州梆子是陜西省非物質(zhì)文化遺產(chǎn)保護項目，形成于小荔縣為中

心的十?dāng)?shù)縣。因伴奏樂器中采用棗木梆子擊節(jié)，發(fā)“桃、桃”聲，故稱“桃桃亂彈”或“梆子如圖所示為某

劇團的演出，下列關(guān)于該演出的說法不正確的是（）

A.觀眾區(qū)分演奏中不同的樂器是通過音色不同區(qū)分的

B.同州梆子的唱腔板式主要有六種，這六種不同的只有響度

C.棗木梆子擊節(jié)發(fā)出的“桃、桃''聲是該樂器振動產(chǎn)生的

D.臺下觀眾聽到的演出聲音是通過空氣傳播進入人耳的

【角度2】根據(jù)波形圖判斷聲音的特性

1.不同音調(diào)的聲波在波形圖中顯示出疏密程度不同的波形。如圖所示是甲、乙兩個不

同的音叉發(fā)出聲音的波形圖，其中甲的頻率低，聲音的音調(diào)低。

甲

V

乙

V

2.不同響度的聲波在波形圖中顯示出高低不同的波形，即振幅不同的波形。如圖所示，乙波形圖中,

振幅小,聲音的響度小。

3.不同音色的聲波在波形圖中顯示出形狀不同的波形，波形不同說明音色不同。如圖所示，波形不同,

即音色不同。

【典例2】（2024九年級下?上海?專題練習(xí)）聲音（音調(diào)）的波形圖

高音調(diào)的波形更密集一些，聲音的頻率高：低音調(diào)的波形更稀疏一些，聲音的頻率低。如圖所示，的

音調(diào)高，的音調(diào)低。

音調(diào)相同的不同樂器發(fā)出的波形息體上的疏密程度是相同的，即相同；但是波的形狀不同，即一

不司。

【變式2-2］（23-24八年級上?遼寧沈陽?階段練習(xí)）向圖甲所示的試管中吹氣，其中試管發(fā)

出聲音的音調(diào)最高。圖乙所示的波形圖中，音調(diào)響度最低的是圖________,響度最高的是圖_________o（均

選填“A”、"B”或“C”）

(A)(B)(C)ABC

圖甲圖乙

【變式2-2］（23-24七年級下?廣東廣州?期中）如圖所示是甲、乙、丙三個聲音在示波器上顯示的波

形組（縱軸數(shù)值的單位相同，橫軸中Ims=10-3s）,以下判斷正確的是（）

A.乙比甲的響度小B.甲的音調(diào)比乙低

C.甲比丙的頻率小D.甲、丙的音色相同

【角度3】判斷樂器聲音的特性

改變音調(diào)的常見方法：

（1）弦樂器：改變琴弦的松緊、長短、粗細、材料；

（2）鼓類樂器：改變鼓皮的松緊，繃得越緊，音調(diào)越高；

（3）管樂器：改變空氣柱的長短，空氣柱越短，音調(diào)越高。

2.改變響度的常見方法：

（1）弦樂器、打擊樂器：用力越小，響度越?。?/p>

（2）管樂器：吹奏的力度越小，響度越??；

【典例3】（2024?重慶?一模）中阮是中華民族傳統(tǒng)彈撥樂器，也是古琵琶的一種，已有兩千多年的歷

史，如圖是重慶魯能巴蜀中學(xué)文明禮儀主題活動中的中阮表演，演奏的聲音是琴弦的產(chǎn)生的，撥

動粗細不同的琴弦是為了改變聲音的（選填“響度”、“音調(diào)”或“音色。

【變式3-1］（2024?吉林?模擬預(yù)測）竹笛是我國傳統(tǒng)民族樂器（如圖），吹奏竹笛時，竹笛內(nèi)的空氣

發(fā)聲，用手指堵住竹笛上不同的孔去吹奏，就可以發(fā)出______不同的聲音。

【變式3-2］（2024.寧夏銀川.二模）銀川市某民樂團在中山公園舉辦音樂會，有琵琶、二胡、古箏等

民樂器參加演奏，也有音樂家的獨唱、合唱等。以下關(guān)于音樂會的敘述中，正確的是（)

A.音樂會的聲音不需要任何介質(zhì)就能傳播到聽眾的耳朵中

B.二胡演奏中，演奏者通過改變拉動弓的力度來改變聲音的音調(diào)

C.男高音和女低音合唱中，男高音的音調(diào)高，說明他的聲帶振動得更快

D.我們很容易區(qū)分二胡和琵琶的演奏，主要是通過聲音的響度

【變式3-3］（2024?湖南長沙?模擬預(yù)測）如圖所示是小東在演奏古琴。下列說法正確的是（）

A.琴聲可以在真空中傳播

B.琴聲是由琴弦振動產(chǎn)生的

C.琴聲響度越小，在空氣中傳播的速度越小

D.按壓琴弦的不同位置，是為了改變音色

強化訓(xùn)練

【基礎(chǔ)強化】

I.（23?24九年級下?重慶江津?期中）四位教師在藝術(shù)節(jié)活動中演唱的歌曲《上春山》旋律動聽，歌聲令

人陶醉。歌聲是由演唱老師的聲帶產(chǎn)生，觀眾能區(qū)分四人的聲音是由于他們的不同。

2.（2024?江蘇鹽城?中考真題）在音樂公演奏前，雙簧管樂手發(fā)出八音，其他樂手都要以這個A音為基

準(zhǔn)對其樂器進行校音，這是利用了A音的o雙簧管發(fā)出的聲音通過____傳到觀眾耳朵。

3.（2024?江西南昌?二模）民族樂器的使用歷史源遠流長。在彈奏古箏時，琴聲由琴弦的產(chǎn)生，

彈奏力度越小，琴聲________越小。

4.（2024?江西?二模）《詩經(jīng)》有云：“伯氏吹垠（xUn）,仲氏吹藤（chi）?！比鐖D所示，場是我國最古

老的閉口吹奏樂器，吹奏時按壓不同位置的氣孔，主要改變聲音的:用不同力度吹奏，主要改變聲

音的。（均選填“音調(diào)”“響度”或“音色”）

5.（2024?貴州貴陽?一模）《紅樓夢》中有一段描述王熙鳳出場的片段，“只聽后院中有笑聲說到：‘我來

遲了，不曾迎接遠客真所謂”未見其人，先聞其聲?！痹趫鋈耸峭ㄟ^聲音的來判斷后院中的

人是王熙風(fēng)的。

【素養(yǎng)提升】

6.（2024?河南南陽?二模）中央視臺《2023年春節(jié)聯(lián)歡晚會》的戲曲節(jié)FI《華彩梨園》廣邀戲曲名家、“8（）

后”“90后”的青年一代戲曲演員和少兒戲曲愛好者同臺獻技。通過聲音的（選填“音調(diào)”“響度”或“音色”）

不司可以辨別出節(jié)目中有哪些樂器發(fā)出聲音，演員的聲音高是指聲音的（選填“音調(diào)"響度”或“音

色。

7.（2024?河南周口?二模）如圖，小芳自制了“水瓶琴”。她往八個相同的玻璃瓶中灌入不同高度的水，敲

擊它們就可以發(fā)出不同的聲音。其中音調(diào)最高的是第一個玻璃瓶；向瓶口吹氣也會發(fā)出聲音，這是由于

振動產(chǎn)生的聲音。

8.（2024?山東聊城?三模）中國神曲一沖鋒號，這個聲音被外國人稱為“東方魔曲”，戰(zhàn)場上令敵人聞風(fēng)喪

膽當(dāng)沖鋒號響起時，寧可前進一步死，也不后退一步生，這就是中國軍人的軍魂。關(guān)于沖鋒號的下列說

法正確的是（）

A.沖鋒號發(fā)出的聲音不是由物體振動產(chǎn)生的

B.用力吹響沖鋒號是改變了發(fā)出聲音的響度

C.空氣中，聲音的傳播速度約為3xl（）8m/s

D.沖鋒號喇叭口的作用是減小聲音的分散，增小聲音的音調(diào)

9.（2024?山西晉城?三模）《中國詩詞小會》是央視一檔全民參與的詩詞節(jié)目，其中“飛花令”環(huán)節(jié)在節(jié)目

中非常受歡迎。關(guān)于節(jié)目中描寫聲的詩詞，下列說法正確的是（）

A.“少小離家老小回，鄉(xiāng)音無改鬢毛衰”中“鄉(xiāng)音無改”是指聲音的響度沒變

B.“不敢高聲語，恐驚天上人”，詩句中的''面”是指聲音的音調(diào)高

C.“春眠不覺曉，處處聞啼鳥“，鳥叫聲不是由振動產(chǎn)生的

D.“姑蘇城外寒山寺，夜半鐘聲到客船”中“鐘聲”是通過空氣傳入人耳的

10.（2024?吉林?模擬預(yù)測）小明同學(xué)用相同的玻璃瓶灌入不同高度的水制作水瓶琴，如圖所示，并用小

木棒敲擊瓶口，為同學(xué)們演奏美妙樂曲。下列說法正確的是（）

A.敲擊水瓶琴發(fā)出的樂曲聲是由玻璃瓶和水振動產(chǎn)生?的

B.敲擊時最左側(cè)瓶子發(fā)出聲音的音調(diào)最高

C.用不同的力敲擊同一個瓶子口可以改變聲音的音調(diào)

D.同學(xué)們聽到的樂曲聲是通過水傳播的

11.（23?24八年級上?江西上饒?期末）下圖所示的是甲乙丙丁四個物體振動產(chǎn)生聲音的波形圖，下列說法

A.甲、乙的音調(diào)和響度相同,音色不同

B.甲、丙的音調(diào)和音色相同,響度不同

C.乙、丁的音調(diào)和響度相同,音色不同

D.丙、丁的音調(diào)和音色相同,響度不同

【能力培優(yōu)】

12.（23?24八年級上?湖北武漢?階段練習(xí)）如圖所示，小組同學(xué)完成以下三個聲現(xiàn)象的實驗，請回答相關(guān)

問題。

甲乙丙

（I）如圖甲所示，該裝置中乒乓球被彈開，說明了發(fā)聲的音叉在；乒乓球在實驗中的作用是將

實驗現(xiàn)象放小，這種實驗方法是（選填“控制變量”或“轉(zhuǎn)換”）法，該裝置還可以探究聲音響度

與的關(guān)系；

（2）如圖乙所示，隨著抽氣機不斷向罩外抽氣，小明聽到罩內(nèi)鬧鐘鈴聲的（選填“響度”、”音

調(diào)”或“音色”）在不斷變化。如果罩內(nèi)的空氣被完全抽空則不能聽到鈴聲，由此我們可以推理得出的結(jié)論

是;

（3）如圖丙，若鋼尺伸出桌面的長度保持不變，改用更小的力撥動鋼尺，則聽到聲音的（選

填“響度”、“音調(diào)”或“音色”）有變化，而（選填“響度”、“音調(diào)”、“音色”）變小。若撥動鋼尺的

力小小保持不變，逐漸增加鋼尺伸出桌面的長度，聽到聲音的變低（選填“響度”、“音調(diào)”或“音

色”）。當(dāng)鋼尺伸出桌面超過一定長度時,雖然用同樣的力撥動鋼尺振動，卻聽不到聲音，這是由于

（選填“發(fā)出聲音的響度為OdB”、“發(fā)聲頻率高于20000Hz”或“發(fā)聲頻率低于20Hz”）。

13.（2024?陜西渭南?三模）在學(xué)習(xí)吉他演奏的過程中，小華發(fā)現(xiàn)琴弦發(fā)出聲音的音調(diào)高低是受各種因素

影響的，他決定對此進行研究，經(jīng)過和同學(xué)們討論，提出了以下猜想：

猜想一：琴弦發(fā)出的聲音的音調(diào)高低，可能與琴弦的橫截面積有關(guān)；

猜想二：琴弦發(fā)出的聲音的音調(diào)高低，可能與琴弦的長短有關(guān)；

猜想三：琴弦發(fā)出的聲音的音調(diào)高低，可能與琴弦的材料有關(guān)。

為了驗證上述猜想是否正確，他們找到了下表所列8種規(guī)格的琴弦，因為音調(diào)的高低取決于聲源振動的頻

率于是借來一個能夠測量振動頻率的儀器進行實驗。

編號材料長度（cm）橫截面積（mm?）編號材料長度（cm）橫截面積（nV）

A銅600.76E銅801.02

B銅600.89F銅1000.76

C銅601.02G尼龍801.02

D銅800.76H尼龍10()1.02

（I）小華選用了A、D、F三根琴弦，是為了研究音調(diào)的高低與的關(guān)系;

（2）小明想選用三根琴弦來驗證音調(diào)的高低與琴弦橫截面積的關(guān)系，應(yīng)選三根琴弦：

（3）小華認為：如果想選用三根琴弦來驗證音調(diào)的高低與琴弦的材料的關(guān)系，還要添加一根鋼琴弦I,它

的長度應(yīng)該為cm、橫截面積為mm?；

（4）如圖所示，小麗與小剛選任以上琴弦和兩個紙杯，制成了一個“土話”；

①他們用“土話”能實現(xiàn)10m間的輕聲通話，這表明聲音可以在中傳播；

②相距同樣遠，講話者以同樣的響度說話，如果用細銅金屬絲連接，則比尼龍琴弦連接時聽到的聲音要小

些，根據(jù)這一實驗現(xiàn)象，我們可以提出一個探究問題：；

③如果使用“土話”時，另一位同學(xué)用手捏住琴弦的某一部分，則聽的那一位同學(xué)（選填“能”或“不能”）

聽到對方的說話聲。

第二章聲現(xiàn)象（解析版）

課時2.2聲音的特性

學(xué)習(xí)目標(biāo)

2022年課程標(biāo)準(zhǔn)物理素養(yǎng)

物理觀念：了解音調(diào)、響度、音色以及影響因素。

科學(xué)思維：通過實驗，認識聲音調(diào)與頻率、響度和振幅的關(guān)系。能

2.3.2了解聲音的特性。了解現(xiàn)代對音調(diào)、響度、音色作出正確判斷。

技術(shù)中聲學(xué)知識的一些應(yīng)用知道科學(xué)探究：通過鋼尺的振動實驗得出音調(diào)與頻率的關(guān)系：通過乒乓

噪聲的危害及控制方法。球被音叉彈起知道決定響度的因素。

科學(xué)態(tài)度與責(zé)任：培養(yǎng)學(xué)生發(fā)現(xiàn)問題和提出問題的能力、動手操作

的能力、分析和推理能力、表達和交流的能力。

知識梳理

知識點一、音調(diào)

問題

蚊子和蝴蝶在飛行時翅膀都在振動，為什么我們能聽到討厭的蚊子聲，卻聽不到蝴蝶翅膀振動發(fā)出的

聲音？

1.聲音的特點

生活中的聲音聲音的特點

蚊子嗡嗡聲尖細、刺耳

音調(diào)高

女高音歌聲尖細、婉轉(zhuǎn)

牛的叫聲低沉粗壯

音調(diào)低

男低音歌聲低沉、渾厚

我們接觸到的聲音，杓的聽越來尖細，戶音高，音調(diào)局：有的聽起來低沉，聲音低，音調(diào)低。

2.音調(diào)

聲音的高低叫做音調(diào)。通常女牛.比男生的音調(diào)高。女高音1、男低音就是指音調(diào)的高低。

3.探究影響音調(diào)高低的因素

【提出問題】聲音的音調(diào)高低和什么因素有關(guān)？

【設(shè)計實驗】控制變量法：控制鋼尺的振動幅度不變，只改變鋼尺伸出的長短(改變鋼尺振動的頻率)。

如圖所示，將一把鋼尺按緊在桌面上，一端伸出桌邊。撥動鋼尺，聽它振動發(fā)出的聲音，同時注意鋼

尺振動的快慢。改變鋼尺伸出桌邊的長度，使鋼尺兩次振動的幅度小致相同，再次撥動。

【實驗步驟】

3

①把鋼尺緊壓在桌上，使鋼尺的一伸出桌面外，用手向下壓伸出的鋼尺使其振動，觀察鋼尺振動的快

4

慢并聽鋼尺發(fā)聲的高低，記錄在表格中;

②再分別把鋼尺的,、L伸出桌面外，仍用同樣小小的力向下壓伸出的鋼尺使其振動，觀察鋼尺振動

24

的快慢并聽鋼尺發(fā)聲的高低，記錄在表格中。

實驗記錄表：

鋼尺伸出桌面的長度振動的快慢聲音音調(diào)的高低

快高

4

較慢較低

2

3

慢低

4

【實驗結(jié)論】音調(diào)的高低與發(fā)聲物體的振動快慢有關(guān)。振動得越快，發(fā)出聲音的音調(diào)越高；振動得越

慢，聲音的音調(diào)越低。

4.頻率

(1)物理意義：用來描述物體振動快慢的物理量。物體振動快，則頻率高：振動慢，則頻率低。

(2)定義：物體在1s振動的次數(shù)叫頻率。用符號/表示。

(3)單位：赫茲，符號是Hz.

如物體1s內(nèi)振動了100次，則這個物體振動的頻率/=100Hzo

(4)音調(diào)和頻率的關(guān)系

頻率決定聲音的音調(diào)。頻率越高，音調(diào)越高；頻率越低，音調(diào)越低。

5.音調(diào)的波形圖

音調(diào)低:相同時間內(nèi),

波的個數(shù)少、頻率低

音調(diào)高：相同時間內(nèi).

波的個數(shù)多、頻率高

波形圖反映音調(diào)的高低:高音調(diào)的聲音頻率高，波形密集；低音調(diào)的聲音頻率低，波形較稀疏。

6.超聲波和次聲波

（1）分類

分類定義人類能否聽到共性

次聲波把低于20Hz的聲叫次聲波否

人能感知的聲音頻率有?定的范圍。多數(shù)人能聽到

聲音、超聲波、超

聲音的頻率范圍小約在20Hz—20000Hz之間。物理學(xué)中能

聲波統(tǒng)稱為聲

把人類能聽到的聲叫聲音

超聲波把高于20000Hz的聲叫超聲波否

（2）人和一些動物的聽覺頻率范圍

小資料

特別提醒

1.超聲波和次聲波都是由物體振動產(chǎn)生的;

2.超聲波和次聲波的傳播也需要介質(zhì)，在真空中不能傳播:

3.在介質(zhì)種類和溫度相同時，超聲波和次聲波的傳播速度與聲音的傳播速度相同。

?典例（23-24八年級上?福建莆田?階段練習(xí)）在探究影響音調(diào)的因素實驗中小明將直尺一端壓

在桌面上，另一端伸出桌面。

（I）撥動鋼尺刻度尺，看到了鋼尺伸出桌面的部分在振動，同時聽到鋼尺另一端拍打桌面發(fā)出的聲音，

小華的實驗操作存在的問題是;

A.有控制變量B.伸出桌面的鋼尺太短

C.手有壓緊鋼尺D.伸出桌面的鋼尺太長

（2）小明規(guī)范實驗操作后，將鋼尺按緊在桌面上，一端伸出桌邊，改變鋼尺伸出的長度，用的

力再次撥動直尺（填“相同''或“不同”），觀察直尺振動的,聽鋼尺發(fā)出的聲音的變化，這個實驗

用來探究聲音的和振動的的關(guān)系；

（3）當(dāng)鋼尺伸出桌面的長度增小到一定程度時，小明不能聽到鋼尺發(fā)出的聲音，原因是。

【答案】C相同快慢音調(diào)頻率鋼尺振動頻率低于人耳能聽到的范圍

【詳解】（1）[I]此實驗要探究影響音調(diào)的因素，撥動鋼尺刻度尺，應(yīng)觀察鋼尺伸出桌面的部分在振動情

況聽發(fā)出的聲音的音調(diào)高低，聽到鋼尺另?端拍打桌面發(fā)出的聲音，可能手有壓緊鋼尺，應(yīng)用手在桌邊壓

緊鋼尺，使鋼尺緊貼桌面，這樣另一端就不會振動了。

故選C。

（2）[2][3][4][5]將鋼尺緊按在桌面上，一端伸出桌邊，用相同的力撥動鋼尺，鋼尺振動的幅度相同，控制

響度相同，改變鋼尺伸出桌邊的長度，觀察鋼尺振動的快慢，聽鋼尺發(fā)出的聲音的變化，探究音調(diào)和頻率

的關(guān)系。

（3）[6]當(dāng)鋼鋸條伸出桌面的長度增小到一定程度時，振動的頻率低于20Hz,超出人類能聽到的頻率范圍，

不能聽到鋼鋸條發(fā)出的聲音。

知識點二、響度

1.響度

聲音有音調(diào)的不同，也有強弱的不同。物理學(xué)中把聲音的強弱叫響度，也就是聲音的小小。

特別提醒

（1）日常生活中所說的聲音的“高”、“低”，有時候指的是音調(diào),有時候指的是響度。例如,“高

音我唱不上去”、“低音我唱不來”，這里“高”、“低”指的是音調(diào)：而“引吭高歌”、“低聲細語”，

這里的“高”、“低”指的是響度。

（2）音調(diào)和響度是聲音的兩個不同的特征。響度小的聲音，音調(diào)不一定高；音調(diào)高的聲音，響度也

不一定小。

2.響度與振幅的關(guān)系

如圖所示，把系好的乒乓球細線拴在鐵架臺上，用王在發(fā)聲的

音叉輕觸乒乓球；用小小不同的力敲擊音叉，使音叉發(fā)出響度

實驗

不同的聲音，重做上面的實驗，觀察不同情況下乒乓球被彈開

的幅度

用較小的力敲擊音叉時，音叉發(fā)出的聲音的響度小，乒乓球被彈開的幅度??；用較小的力敲擊

現(xiàn)象

音叉時，音叉發(fā)出的聲音的響度小，乒乓球被彈開的幅度小

聲音的響度與發(fā)聲體振動的幅度有關(guān)。發(fā)聲體振動的幅度越小，產(chǎn)生聲音的響度??；發(fā)聲體振

結(jié)論

動的幅度越小，產(chǎn)生聲音的響度越小

3.振幅

物理學(xué)中用振幅來描述物體振動的幅度，則上述實驗結(jié)論可表述為：物體的振幅越小，產(chǎn)生聲音的響

度越??；物體振動的幅度越小，產(chǎn)生聲音的響度越小。

波形圖反映響度的小?。赫穹?，響度??；振幅小，響度小。

5.人聽到聲音是否響亮的因素

除了跟發(fā)聲體發(fā)聲時的振幅有關(guān)，還跟人距離發(fā)聲體的遠近有關(guān)。離發(fā)聲體距離越遠，聲音越分散，

響度越小。

（23-24八年級上?北京小興?期末）如圖所示，用力敲擊鼓面，可以聽到鼓發(fā)出的聲音，

同時觀察到鼓面上的碎紙屑會跳動，這個現(xiàn)象可以說明發(fā)聲的鼓面是（選填“振動”或“靜止”）的。小

興第一次敲擊鼓面的力度較小，鼓發(fā)出的聲音較小，觀察到紙屑跳動的幅度也較??；他第一次敲擊鼓面的

力或較小，鼓發(fā)出的聲音較小，觀察到紙屑跳動的幅度也較小。請你根據(jù)小興的實驗過程提出一個可探究

的科學(xué)問題：o

【答案】振動紙屑跳動的幅度與敲擊鼓面的力度是否有關(guān)

【詳解】［1］如圖所示，在鼓面上撒上一些紙屑，敲鼓時看到紙屑上下跳動，是鼓面把紙屑彈起，這個現(xiàn)象

說明發(fā)聲的物體都在振動。

⑵用力越小，紙屑跳動的幅度越小，聽到的鼓聲越響，據(jù)此提匕的一個可以探究的科學(xué)問題是：紙屑跳動

的幅度與敲擊鼓面的力度是否有關(guān)。

知識點三、音色

1.音色

頻率的高低決定聲音的音調(diào)，但是不同的物體發(fā)出的聲音，即便音調(diào)相同，我們還是能夠分辨它們。

這表明在聲音的特征中還有一個因素是十分重要的，它就是音色。

音色反映聲音的品質(zhì)與特色,我們能區(qū)分不同人、不同物體發(fā)出的聲音，主要就是根據(jù)音色不同。

2.影響音色的因素

音色與發(fā)聲體的材料、結(jié)構(gòu)等因素有關(guān),不同發(fā)聲體的材料、結(jié)構(gòu)不同，發(fā)出聲音的音色也不相同。

3.聲音的波形

波的形狀不同，音色不同。

特別提醒

（1）根據(jù)音色可以分辨出不同樂器（發(fā)聲體）和不同人的聲音。在欣賞交響樂時，人們能根據(jù)音色

分辨出不同樂器發(fā)出的聲音；“聞其聲而知其人”也是因為不同人發(fā)出的聲音的因素不同。

（2）同一發(fā)聲體，如果其結(jié)構(gòu)發(fā)生變化，音色也將發(fā)生變化。因此，可以根據(jù)音色來辨別瓷器內(nèi)部

是否產(chǎn)生了裂痕、機器運轉(zhuǎn)是否正常等。

（2022?上海?模擬預(yù)測）能區(qū)分男高音和男低音的主要依據(jù)是（）

A.響度B.音色C.頻率D.幅度

【答案】B

【詳解】男高音和男低音的主要區(qū)別是他們聲帶振動的頻率不同，造成可以達到的音調(diào)高低不同，因此，

能區(qū)分男高音和男低音的主要依據(jù)是音調(diào)，音調(diào)與頻率有關(guān)，故ABD不符合題意，C符合題意。

故選C。

4.三個特性的比較

特性音調(diào)響度音色

概念聲音的高低聲音的強弱聲音的品質(zhì)和特色

決定因素發(fā)聲體振動的頻率發(fā)聲體振動的幅度、距離發(fā)聲體的發(fā)聲體的材料、結(jié)構(gòu)

遠近及聲音的分散程度

頻率高，則音調(diào)高；振幅小，則響度??；不同的物體發(fā)出聲音的音

相應(yīng)關(guān)系

頻率低，則音調(diào)低振幅小，則響度小色一般不同

①描述聲音的“粗細”“高

①音量的小小、聲音太小了；

低”“低沉”；

日常用語②“震耳欲聾”“輕聲細語”“引“聞其聲知其人”“模仿

②歌唱家中的“女高音”

表述吭高歌”“竊竊私語”等明星的聲音”

“男低音”，唱歌時“調(diào)

太高了”

說明聲音的三個特性之間有必然的聯(lián)系，互不影響

科學(xué)世界——樂音和樂器

1.樂音：悠揚、悅耳，聽起來很舒服的聲音叫樂音。從鋼琴和長笛的波形圖中可以看出，樂音的波

形是有規(guī)則的。

2.樂器：樂器可以分為打擊樂器、弦樂器和管樂器等不同類型。

（1）打擊樂器

編鐘、鼓、鑼等樂器受到敲擊時發(fā)生振動，產(chǎn)生聲音。演奏編鐘時，敲擊小小不同的鐘能發(fā)出不同音

調(diào)的聲音。擊鼓時的力度越小，鼓面的振動幅度就越小，聲音就越響亮。

（2）弦樂器

古琴、琵琶、二胡、小提琴和鋼琴等樂器通過弦的振動發(fā)聲。長而粗的弦發(fā)聲的音調(diào)低，短而細的

弦發(fā)聲的音調(diào)高,繃緊的弦發(fā)聲的音調(diào)高，不緊的弦發(fā)聲的音調(diào)低。弦的振動幅度越小，聲音就越響。弦

樂器通常有一個共鳴箱來使聲音更洪亮。

（3）管樂器

簫和笛等樂器，包含一段空氣柱，吹奏時空氣柱振動發(fā)聲。手指在不同的音孔上，就會改變空氣柱的

長發(fā)，從而改變音調(diào)。長的空氣柱產(chǎn)生低音，短的空氣柱產(chǎn)生高音。

問題探究

問題一：區(qū)分音調(diào)、響度、音色

［角度1］根據(jù)影響因素判斷聲音的特性

方法點,.三個特性的比較

特性音調(diào)響度音色

概念聲音的高低聲音的強弱聲音的品質(zhì)和特色

發(fā)聲體振動的幅度、距離發(fā)聲體的

決定因素發(fā)聲體振動的頻率發(fā)聲體的材料、結(jié)構(gòu)

遠近及聲音的分散程度

頻率高，則音調(diào)高；振幅小，則響度??；不同的物體發(fā)出聲音的音

相應(yīng)關(guān)系

頻率低，則音調(diào)低振幅小，則響度小色一般不同

①描述聲音的“粗細”“高

①音量的小小、聲音太小了；

低”“低沉”：

日常用語②“震耳欲聾”“輕聲細語”“引“聞其聲知其人”“模仿

②歌唱家中的“女高音”

表述吭高歌"''竊竊私語”等明星的聲音”

“男低音”,唱歌時“調(diào)

太高了”

說明聲音的三個特性之間有必然的聯(lián)系，互不影響

2.不同物體發(fā)出聲音的音調(diào)卻響度可能相同，但音色卻一定不同。一般模仿別人說話、分辨不同樂器

考青的都是聲音的音色。

3.在聲音的傳播過程中，音調(diào)和音色一般不變，響度會隨著傳播距離的改變而改變。

4.區(qū)分具體事物或人的聲音一般是利用音色的特性，例如通過音色可以知道某個人在說話；區(qū)分一類

事物或人時，一般利用音調(diào)判斷，例如小合唱時區(qū)分男低音和女高音等。

【典例1】（2024?安徽滁州?模擬預(yù)測）在慶“五一”校園詩歌朗誦比賽中，土松朗誦詩歌的聲音較小，

坐在后排的同學(xué)聽不清楚，評委提醒他聲音再小一點，這里的“聲音再小一點”指的是聲音的o（填聲

音的特性）

【答案】響度

【詳解】響度表示聲音的小小，評委請她聲音小一點，這里的聲音小指的就是聲音的響度小。

【變式（2024?甘肅隴南?模擬預(yù)測）成縣沙壩吸吶是甘肅省縣（市、區(qū)）級非物質(zhì)文化遺產(chǎn)之一,

噴吶聲是由于空氣產(chǎn)生的，我們能分辨出噴吶和土琵琶的聲音是根據(jù)不同。

【答案】振動音色

【詳解】"1一切聲音都是由于物體振動產(chǎn)生的，啖吶聲是由于空氣振動產(chǎn)生的。

⑵不同發(fā)聲體發(fā)出的聲音音色不司，我們能分辨出嗔吶和土琵琶的聲音是根據(jù)音色不同。

【變式