例题 01 同一编钟，敲击力度不同 2024·湖南
题目
考古人员用两千多年前楚国的编钟演奏《茉莉花》。用大小不同的力敲击图示编钟的相同位置，主要改变声音的什么特性？
A. 传播速度 B. 响度 C. 音调 D. 音色
答案与解析
解析
不变的是编钟、敲击位置和传播环境，改变的是力度。通常力度越大，振幅越大，因此主要改变响度。不能把振动幅度较大说成振动次数较多，也不能由更响推断声速更大。
本题结论
答案为 B。题目问“主要改变”，并非断言真实乐器在任何敲击强度下其他细节都绝对不变。
外观
声音的特性
高低、强弱、声音的特色，分别对应音调、响度和音色。判断时先找题目改变了什么，再把变化与相应的物理量联系起来。
一、知识点 理解概念
1. 音调与频率
音调是声音的高低：尖细的声音音调较高，低沉的声音音调较低。音调与发声物体振动的频率有关，频率越高，音调越高。
频率表示单位时间内完成振动的次数，单位为赫兹，符号 。若 内振动100次，频率就是 。比较频率，要在同样长的时间内数完整振动，不能数复杂波形里每个小凸起。
对同类装置，在其他条件相当时，改变琴弦的长短、粗细、松紧或空气柱长度，会改变频率。例如，同一琴弦缩短有效振动长度或拉得更紧，音调通常升高；同材料、长度和张力相当的弦，细弦通常音调较高。不能脱离材料、结构和发声方式，仅凭“更短”比较任意两个物体。
2. 响度与振幅
响度是声音的强弱。振幅是物体振动时偏离平衡位置的最大距离；其他条件相同时，振幅越大，响度越大。
听到的响度还与距声源的远近、声音的分散程度和传播条件有关。相同声源离人较远时通常听得较轻；不能只知道声源振幅，就忽略接收距离。
3. 音色与声音的辨认
音色是声音特有的品质与特色，与声源的材料、结构、发声方式等有关。同一个音符由小提琴、二胡演奏，即使音调和响度相近，也能听出区别。
| 特性 | 回答的问题 | 主要联系 | 典型描述 |
|---|---|---|---|
| 音调 | 高还是低 | 振动频率 | 尖细、低沉、高音、低音 |
| 响度 | 强还是弱 | 振幅及传播、接收条件 | 轻声、大声、震耳 |
| 音色 | 是谁或什么在发声 | 材料、结构、发声方式 | 辨认说话者或乐器 |
“声音不同”不自动等于“音色不同”。必须进一步说明不同的是高低、强弱，还是声音的特色。
4. 超声波与次声波
多数人通常能听到的频率范围约为 ～，具体接收范围因人而异。
| 频率 | 名称 | 例子或用途 |
|---|---|---|
| 低于 | 次声波 | 大象交流；利用仪器接收有关自然现象的次声信号 |
| 约 ～ | 可听声 | 日常交谈、乐器声 |
| 高于 | 超声波 | 超声探测、清洗；蝙蝠回声定位 |
超声、次声仍是声波，都需要介质，不能在真空中传播。超声的“超”指频率超过人耳通常可听范围，不是传播速度更快。次声传播较远、超声定向性较好等应用特点，也要结合介质、频率、强弱和实际装置理解，不能把“次声波”直接等同于“必然造成破坏”。
二、考点 方法与例题
1. 根据改变的因素辨析三种特性
方法归纳
先圈出保持不变的条件，再找改变的条件。同一编钟同一位置改变敲击力度，主要改变振幅；换不同大小的钟，主要振动频率可能改变；辨认声音属于谁，着眼于声音特色。不要只凭生活用语中的“高”“大”作答。
例题 02 声纹锁辨认主人 2024·安徽
题目
“声纹锁”能识别主人说出的“口令”并自动解锁，而别人说出同样的“口令”却无法让锁打开。声纹锁主要依据声音的____（选填“响度”“音调”或“音色”）识别主人身份。
答案与解析
解析
相同口令不等于相同的声音特色。题目强调辨认说话者，而不是比较说话的强弱或高低，应联系音色。
本题结论
填 音色。这是本题的物理概念判断，不表示实际识别系统只分析单一物理量。
2. 判断空气柱长短对音调的影响
方法归纳
先确认是吹奏还是敲击。吹瓶口时，主要研究瓶内空气柱；水位越高，水面上方的空气柱越短。在这组相同瓶子、相当吹奏条件下，空气柱越短，频率越高，音调越高。
例题 03 吹水瓶琴
题目
7个相同玻璃瓶装入不同高度的水，制成水瓶琴。对着瓶口吹气，越靠____（选填“左”或“右”）端音调越高。
答案与解析
解析
图示从左到右水位升高，因此空气柱逐渐变短。研究的是空气柱，不是水柱；空气柱振动频率更高，音调更高。
本题结论
填 右。若改为敲击瓶体，应重新判断参与振动的对象，不能照搬吹奏结论。
例题 04 鸽哨为什么有高音和低音 2024·北京
题目
北京的鸽哨制作精致，图示是多个管状哨连接成的“连筒类”鸽哨。鸽子携带鸽哨飞行时，哨声既有高音也有低音，主要因为各筒的长短影响了声音的什么？
A. 音调 B. 音色 C. 响度 D. 传播速度
答案与解析
解析
各筒中空气柱长短不同，主要振动频率不同，因此发出的声音高低不同。题目指向音调，不是强弱，也不是同一空气中传播速度不同。
本题结论
答案为 A。推理链是“空气柱长度 → 振动频率 → 音调”。
3. 从波形比较声音
方法归纳
- 确认各图的时间尺度、纵向显示尺度和接收条件可比。
- 找一段完整波形重复出现的间隔，间隔越短，频率越高。
- 比较偏离中线的最大高度，判断振幅，进而在相当条件下比较响度。
- 比较重复波形的形状，辨别音色；把每个选项中的两项判断分开核查。
例题 05 四幅声音波形 改编
题目
如图，声音输入示波器后显示甲、乙、丙、丁四幅波形，各图采用相同时间和纵向显示尺度。以下说法正确的是哪一项？
A. 甲和乙音调、音色都相同
B. 乙和丙响度相同，音色不同
C. 甲和丙音调、响度都不同
D. 丙和丁响度不同，音调相同
答案与解析
解析
| 比较对象 | 完整周期 | 振幅 | 形状 | 对应判断 |
|---|---|---|---|---|
| 甲、乙 | 相同 | 相同 | 不同 | 音调相同、音色不同，A错 |
| 乙、丙 | 不同 | 相同 | 不同 | 响度相同、音色不同，B对 |
| 甲、丙 | 不同 | 相同 | 同类平滑波形 | 音调不同、响度相同，C错 |
| 丙、丁 | 不同 | 不同 | 同类平滑波形 | 音调、响度都不同，D错 |
乙图的一个完整重复单元内有小起伏，不能把每个小峰都数成一次振动。
本题结论
答案为 B。
三、坑点 辨析与纠错
1. 更用力就认为音调更高
常见错法： 看到“大声”“提高声音”就选音调，或把振幅大理解为振动快。
错在何处： 振幅描述偏离多远，频率描述每秒振动多少次，是两个不同的量。参看编钟例题。
自查： 问自己题目改变的是力度还是发声体的长短、松紧、结构；用定义替代含混的日常说法。
2. 不看坐标尺度，凭波形外观比较
常见错法： 图画得更密就说频率高，画得更高就说声音响；把复杂波形里的小峰一律算作一次振动。
错在何处： 时间窗口、纵向量程不同，图形疏密和高度不能直接比较；周期要看整个形状何时再次重复。
自查： 先看横、纵轴尺度，再在图上标出一段完整重复单元。可用四幅波形题的乙图检查数法。
3. 听不到，就认为没有声波
常见错法： 超声听不见，所以不是声音；次声频率低，所以传播一定慢。
错在何处： 能否听见与频率范围有关；传播速度与介质条件有关，两个判据不同。
自查： “超”比较的是频率还是速度？题目是否给出了传播介质？
辨析 01 频率与传播条件 自编辨析
题目
某声源在空气中发出频率 的声波。小明说：“它比 的声波传播得快，所以能穿过真空。”这句话有哪两处错误？
答案与解析
解析
频率较高表示每秒振动次数较多，不是传播速度必然较大。两种声波都属于声，传播都需要介质，真空不能传声。
本题结论
属于超声波；不能据此判断声速更大，也不能在真空中传播。