2.2音调--2025-2026学年沪粤版物理八年级上册教学课件（35页PPT）

(共35张PPT)
2.2音调
第2章 声音与环境
沪粤版2025-2026学年 物理八年级上册【精做课件】
授课教师：********
班 级：********
时 间：********
2.2 音调
一、什么是音调
生活中，我们听到的声音千差万别，有的声音尖锐刺耳，比如指甲划过玻璃的声音；有的声音低沉浑厚，比如大象的叫声。这种声音的高低差异，在物理学中被称为音调。
简单来说，音调就是声音的高低。它是声音的三个主要特性之一（另外两个是响度和音色），不同的音调给人不同的听觉感受，高的音调让人感觉清脆、尖锐，低的音调则让人感觉沉闷、厚重。
二、影响音调的因素 —— 频率
音调的高低并非主观感受随意决定，而是由发声体振动的频率决定的。
频率的定义：物理学中，把物体在每秒内振动的次数叫做频率，单位是赫兹，简称赫，符号为 Hz。例如，一个物体每秒振动 50 次，它的频率就是 50Hz。
频率与音调的关系：频率越高，音调越高；频率越低，音调越低。这是两者之间的核心关系。
比如，女高音歌唱家的声带振动频率高，所以发出的声音音调高；男低音歌唱家的声带振动频率低，发出的声音音调就低。
再如，蜜蜂飞行时，翅膀振动的频率较快，发出的 “嗡嗡” 声音调较高；而蝴蝶翅膀振动的频率较慢，发出的声音音调极低，甚至低于人耳能听到的范围，所以我们通常听不到蝴蝶飞行的声音。
三、探究影响音调的实验
我们可以通过简单的实验来直观感受频率对音调的影响。
实验一：拨动钢尺：将一把钢尺紧按在桌面上，一端伸出桌面适当的长度，拨动钢尺，听它振动发出的声音，同时观察钢尺振动的快慢。然后改变钢尺伸出桌面的长度，再次拨动（注意两次拨动的力度大致相同）。会发现，钢尺伸出桌面越短，振动得越快（频率越高），发出声音的音调越高；钢尺伸出桌面越长，振动得越慢（频率越低），发出声音的音调越低。
实验二：吹奏吸管：取一根吸管，将其一端剪齐，用嘴唇吹吸管的一端，使其发出声音。然后用剪刀不断剪短吸管，同时吹奏。会听到，随着吸管长度的缩短，发出声音的音调逐渐升高。这是因为吸管内空气柱的长度变短，振动频率加快，从而导致音调升高。
四、人耳的听觉频率范围
人耳对声音的频率有一定的感知范围，并不是所有频率的声音都能被听到。
大多数人能够听到的声音的频率范围是 20Hz 到 20000Hz。
频率低于 20Hz 的声音叫做次声波，比如地震、火山爆发、台风等自然现象会产生次声波。虽然人耳听不到次声波，但一些动物能听到，像大象就可以通过次声波进行远距离交流。
频率高于 20000Hz 的声音叫做超声波，蝙蝠、海豚等动物能发出和接收超声波，以此来导航、捕食。
五、音调在生活中的应用
音调在生活和科技领域有着广泛的应用。
乐器演奏：各种乐器正是通过改变振动部分的频率来改变音调，从而演奏出不同的音符。比如，吉他通过调节弦的松紧程度（弦越紧，振动频率越高，音调越高）和拨动不同位置的弦（弦振动部分越短，频率越高，音调越高）来发出不同音调的声音；钢琴则是通过敲击不同长度和粗细的琴弦，使琴弦振动频率不同，产生高低不同的音调。
声呐技术：利用超声波的高频率（音调高）特性，声呐可以探测水下物体的位置、形状等。由于超声波频率高，方向性好，在水中传播距离远，所以在航海、渔业等领域发挥着重要作用。
医疗诊断：如超声波检查（B 超），虽然主要利用的是超声波能传递信息的特性，但超声波本身的高频率（高音调）使其能够更精准地探测人体内部结构，为疾病诊断提供依据。
日常判断：生活中，我们可以通过声音的音调来判断一些事物的状态。比如，往暖水瓶里倒水时，随着水位的升高，瓶内空气柱的长度逐渐变短，振动频率加快，音调逐渐升高，我们可以根据音调的变化来判断水位是否快满了。
六、区分音调与响度
需要注意的是，音调与响度是两个不同的概念，不能混淆。
音调描述的是声音的高低，由频率决定；响度描述的是声音的强弱（大小），由发声体振动的幅度决定。
例如，“高声尖叫” 中的 “高” 指的是音调高，而 “大声说话” 中的 “大” 指的是响度大；钢琴上的高音区按键发出的声音音调高，而用力敲击同一按键会使声音的响度变大，但音调不变。
5
课堂检测
4
新知讲解
6
变式训练
7
中考考法
8
小结梳理
学习目录
1
复习引入
2
新知讲解
3
典例讲解
1.知道声音的高低叫做音调；知道决定音调高低的因素；了解不同
音调的声音在波形上的差异.
2.经历“探究影响声音高低的因素”的实验过程,培养仔细观察的习惯.
3.了解影响弦乐器音调高低的因素.
4.通过探究弦乐器的音调与什么因素有关,学习控制变量法.
1.音调
物理学中，把声音的高低叫做音调.日常生活中“尖锐的哨声”“低沉
的男低音”“黄钟瓦釜”等都是描述声音音调的高低.
情境 分析
________________________________________________________________________________ 声音的特点：尖细、音调高
________________________________________________________________________________ 声音的特点：低沉，音调低
2.探究影响声音高低的因素
实验 设计 如图所示,将一把钢尺紧压在桌面上
（目的是避免直尺敲击桌面对实验
造成干扰）,尺的一端伸出桌面,用手
拨动使其上下振动,发出声音.改变钢
尺伸出桌面的长度,重复上述操作.仔
细观察钢尺振动的快慢情况,倾听并
辨别钢尺振动时发出的声音的高低
有无变化
钢尺的振动
实验 现象
结论 发声体振动得越快,发出的声音越高；发声体振动越慢,发出的声音越低
3.频率
（1）概念：声源振动次数和所用时间之比称为频率，用字母 表示.
（2）物理意义：描述物体振动的快慢.
（3）单位：赫兹，简称赫，符号为 ，如果声源每秒振动100次，
那么它的频率就是，即 .
4.音调与频率的关系
音调的高低跟声源振动的频率有关：声源振动的频率越高,音调越
高；声源振动的频率越低,音调越低.
教材深挖
一般而言，发声体越大、越重，振动的频率越低，发出的声音越低
沉，音调越低；发声体越小、越轻，振动的频率越高，发出的声音
越尖细，音调越高.
典例1 小雨在课外活动中制作了一种发声装置.
他在纸筒的开口端打两个孔，并用一根绳子穿过
这两个孔后系紧.如图所示，他抓住绳子的一端，
以平稳的速度在头上方转动此装置，筒中空气柱
______而发出声音.当转速增大时，他发现纸筒
发出声音的音调变高了，这是______变大的缘故.
振动
频率
[解析] 声音是由于物体振动产生的，筒中空气柱振动而发出声音.当
转速增大时，纸筒中空气柱振动的频率变高，发出声音的音调变高.
1.用示波器显示音调不同的声波
通过示波器可以把声音的波形展示出来,因此我们可以“看到”不同
声音的波形.如图所示,甲、乙为两个振动的音叉.
典例2 如图所示，是声音输入示波器时显示振动幅度与时间关系的
波形.其中声音音调相同的是____图和____图.
甲
丁
[解析] 甲、丁两波形图中波的疏密程度相同，即频率相同，因此
声音音调相同.
2.影响音调高低的因素
（1）探究影响弦乐器音调的因素
在分别改变弦的长度、粗细、松紧等不同情况下，弦
发出声音的音调有什么变化
选取三根粗细不同的琴弦,并按如图的步骤安装好器材.
①当控制钩码个数不变,用较细的弦做实验,改变、 间的长度,用
同一力度拨动琴弦时,发现弦越短,发出的声音音调越高；
②当控制钩码个数不变,固定、 间的长度,分别用粗细不同的三根
弦做实验,用同一力度拨动琴弦时,发现弦越细,发出的声音音调越高；
③当用较细的弦做实验,并固定、 间的长度,改变钩码的数量以控
制琴弦的松紧,用同一力度拨动琴弦时,发现钩码越多,弦越紧,发出的
声音音调越高.
弦乐器的音调与弦的长度、粗细、松紧有关.弦越短、越细、越紧,
发出的声音音调越高；弦越长、越粗、越松,发出的声音音调越低.
特别提醒
二胡、小提琴、吉他、钢琴和琵琶等都是通过弦的振动发声的乐器.
其中钢琴是通过按下键盘上的琴键,牵动钢琴里面包着绒毡的小木
槌敲击钢丝弦使钢丝弦振动发声的,按动不同的琴键,琴弦振动频率
不同,琴声的音调也不同.
（2）影响打击乐器和管乐器音调高低的因素
①打击乐器：鼓、锣等乐器受到打击时鼓面、锣面振动,发出声音.
以鼓为例,鼓皮绷得越紧,受到打击时振动得越快,发出的声音音调就
越高.
②管乐器：长笛、箫、唢呐等乐器,它们的发声体是空气柱,因此它
们发出的声音音调的高低取决于空气柱的长短.一般来说,长的空气
柱振动发声的音调低,短的空气柱振动发声的音调高.
（3）其他常见声音音调高低的影响因素
一般来说,音调偏高的声音有蚊子的嗡嗡声,儿童的哭喊声,警笛声,男、
女高音的歌声.音调偏低的声音有成年男子低沉的声音,牛叫声,重物
落地声,男、女低音的歌声.
知识点1 声音的高低——音调
1.小明用如图所示的实验装置探究声音的
音调与振动频率的关系，他用纸片接触转
速相同、齿数不同的齿轮（齿轮齿数从上
到下依次增多），从上到下依次接触，纸
变高
片振动______（填“变快”“变慢”或“不变”），音调______
（填“变高”“变低”或 “不变”）。
返回
变快
知识点2 用波形比较频率
2.母题 教材P33图2-2-3 如图甲所示，用发声的音叉轻触系
在绳上的乒乓球，乒乓球多次被弹开，说明发声体在______；
用相同的力度敲击两个不同的音叉得到图乙所示的波形图，
根据波形图可以判断，音叉___发声的音调更高。
振动
甲
乙
【点拨】音调指声音的高低，由振动频率决定，振动越快，
音调就越高，由图乙知，音叉振动快，音叉 发声的音调高。
甲
乙
返回
知识点3 影响弦乐器音调的因素
3. 在“研究音调与琴弦哪些因素有关”的实验中，某同学设计
了如图所示的实验装置。若要研究音调与琴弦粗细的关系，
他应该选择的琴弦是( )
C
A. 琴弦的材料、粗细相同，松紧程度不同
B. 琴弦的粗细、松紧程度相同，材料不同
C. 琴弦的材料、松紧程度相同，粗细不同
D. 琴弦的材料、粗细、松紧程度均不同
利用控制变量法探究琴弦音调与琴弦长
度、粗细、材料、松紧程度的关系：在探究琴弦
音调和某一个因素的关系时，应控制其他因素不
变。实验中琴弦的长度一定，要探究琴弦音调高
低与琴弦松紧程度的关系时，保持琴弦材料和琴
弦粗细相同；要探究琴弦音调高低与琴弦粗细的
关系时，应保持琴弦材料和琴弦松紧程度相同；
要探究琴弦音调高低与琴弦材料的关系时，应保
持琴弦松紧程度和琴弦粗细相同。
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4. 东汉哲学家王充在《论衡》中提到：“天
将雨，琴弦缓”。环境潮湿时，琴弦振动变慢，琴声的音调变
____，琴声通过______传至人耳。
低
空气
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知识点4 人和一些动物的发声和听觉频率
5.［2025·安庆阶段练习］某种昆虫靠翅膀的振动发声。如果
这种昆虫的翅膀在 内振动了300次，则它的频率是____
，人的听觉频率范围是_______________，因此人类_____
（填“能”或“不能”）听到该种昆虫翅膀振动的声音。
纠易错 对发声体振动部位理解不清产生错误
15
不能
【点拨】昆虫的翅膀在 内振动了300次，频率为
。人的听觉频率范围为 ，
不在人的听觉频率范围内，所以人类不能听到该种昆
虫翅膀振动的声音。
返回
6.［2025·合肥期中］如图所示，
在8个相同的水瓶中，灌入不
同量的水，水面的高度不同。
若用相同的力量敲击它们，声
瓶子和水柱
A
瓶内空气柱
音是由____________振动发出的，音调最高的是___；若用
相同的力量向瓶内吹气，声音是由____________振动发出的，
音调最高的是___。
7. 甲音叉发声时振动频率为 ，乙音叉发声时每分钟振
动30 720次，若将甲、乙音叉发出的声音分别输入同一设置
的示波器，已知甲音叉发声的波形如图所示，则乙音叉发声
的波形可能是( )
A. B.
C.
√
D.
8. 正常灰鲸的发声频率范围为 。生物学家发现变
异灰鲸，其发声频率为 ，导致正常灰鲸“听不见”
的声音，如图所示为海豚的发声频率和听觉频率范围，
灰鲸与海豚同属海洋哺乳动物。由此推理：正常灰鲸听觉频
率范围（灰色横条）很可能是( )
A.
B.
C.
D.
√
9. 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
甲所示，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。
口琴的高音区为图甲中的___（填“A”“B”或“C”）区，口琴的
低音区为图甲中的___（填“A”“B”或“C”）区；小德自己制作
了一个哨子，在筷子上缠一些棉花，做成一个活塞，如图乙
所示。吹哨子时，上下推拉活塞，音调最高的是图乙中的___
（填“A”“B”或“C”）。
A
C
A
甲
乙
谢谢观看！