2.5跨学科实践：制作隔音房间模型—课时优化作业-2024--2025学年八年级物理人教版（2024）上册

2.5跨学科实践：制作隔音房间模型 1.气凝胶是一种多孔类似海绵结构的硅元素固体，如图所示，具有高效吸音效果，对油渍有超快，超高的吸附能力。这种新材料的密度仅为，它看似脆弱不堪，其实非常坚固，能承受1400℃的高温，且具有隔热性好、绝缘能力强等特点。这种材料不适合用来制造( ) A.用电器绝缘外壳 B.厨房吸污“毛巾” C.打桩用的重锤 D.会场吸音板 2.如图所示，将某物体振动时发出的声音输入噪声检测器和示波器，某一瞬间噪声检测器的示数如图甲所示，同时在示波器上观察到的波形如图乙所示，可见波形竖直方向的“幅值”最大值在变化，理解正确的是( ) A.图甲装置显示了声音的频率 B.图乙波形中的“幅值”与声音的频率有关 C.图甲装置能减弱噪音 D.图乙波形中的“幅值”反映了声音的“响度” 3.将教室的门窗关闭，室内同学听到的室外噪声减弱。对该现象说法正确的是( ) A.室外噪声不再产生 B.噪声音调大幅降低 C.在传播过程中减弱了噪声 D.噪声在室内的传播速度大幅减小 4.小明想比较聚酯棉材料和海绵材料的隔音性能，做了如下的探究。 （1）小明分别用两种材料做了如图甲所示的隔音盒，该制作的错误之处是________； （2）改正错误后，小明在安静的环境下，用手机1播放80 dB的声音，将手机1先后置于两种隔音盒中，另一个手机2在距隔音盒不同距离的位置测量接收的声音，如图乙所示，得出表中的数据，表格A处应填写________； 材料 聚酯棉 海绵 距离/m 1 2 3 1 2 3 A/dB 54.3 49.1 46.6 61.7 55.8 53.4 （3）比较数据，得出________材料的隔音性能更强； （4）小明认为人耳可以替代手机2进行探究并提出如下两种方案，最佳的是________； A.人在距隔音盒一定距离处，比较先后听到手机1在两种隔音盒里发出声音的大小 B.人边听声音边后退，直至听不到手机1发出的声音为止，比较两次距隔音盒的距离 （5）小明发现上录播课时，为了防止录播室外的嘈杂声音干扰录课，录播室的墙壁使用了隔音材料，这是在________减弱噪声。 5.某同学计划将自己练琴的房间改造成隔音房间，以免练琴时打扰邻居。方案实施前，她设计实验来测评材料的隔音性能。器材有：一个声级计（测量声音强弱的仪器）、毛毡布、泡沫板、闹钟和两个相同的盒子。实验如下： （1）用相同的方式把毛毡布、泡沫板分别布置在两个盒子内； （2）接下来的操作是：________，读出声级计的示数； （3）比较两次声级计的示数，如果_________，则说明泡沫板的隔音性能好。 6.现代生活中噪声污染无处不在，为了减少噪声的危害，实验小组选购了三种不同材质的耳塞。为了比较这些耳塞的隔音性能，请你设计实验进行探究。 实验器材：三种不同材质的耳塞、__________； 实验步骤：__________； 实验结论：__________。 7.小华学习了有关声音的知识后，对材料的隔音性能很感兴趣，于是他设计了如下实验进行探究，请阅读并回答下列问题。 实验步骤： ①先搜集各种材料，如衣服、报纸、平装书、塑料袋、袜子； ②把闹钟放到一个鞋盒里，将衣服盖在鞋盒上方，然后逐渐远离盒子直到听不见滴答声，记下此时人离盒子的距离； ③分别将各种材料盖在鞋盒上方，重复以上实验，得到下表的数据。 材料 衣服 报纸 平装书 塑料袋 袜子 听不见滴答声的实际距离/m 2.1 2.8 3.7 5.2 1.2 回答问题： （1）小华设计的实验利用了离声源越远，听到声音的响度越__________（填“大”或“小”）的原理； （2）根据小华所得数据可知粗糙的材料比平滑材料隔音性能__________（填“好”或“差”），其原因是粗糙材料吸收声音的性能要比平滑材料______（选填“强”或“弱”）； （3）如果再给你一块海绵材料，你认为其隔声性能与报纸相比，__________（填“海绵”或“报纸”）隔声性能好一点； （4）在噪声污染严重的环境里，“隔音”就是为了改变声音的__________（选填“音调”、“响度”或“音色”），是有效的降噪方法之一。在控制噪声的方法分类中，“隔音”是在_________减弱噪声。 8.噪声的防治有多种方法，隔声是其中一种重要的方法。 （1）将闹钟放在一个鞋盒内，聆听闹钟走动时的嚓嚓声，注意它的音调和响度。盖上盖子后，发现它的____________（选填“音调”或“响度”）发生了变化； （2）分别用报纸、锡箔纸、塑料袋、泡沫塑料将闹钟包裹起来，然后放在鞋盒内，通过实验来探究它们的隔声性能。这些材料包裹的厚度____________（选填“相同”或“不同”）； （3）如何比较它们的隔声性能好坏呢？有两种方法，一是让同学站在距离鞋盒相同距离的位置，分别听闹钟发出嚓嚓声的强弱，听到声音越强，说明对应材料的隔声性能就越______（选填“好”、“差”）；另一种方法是让同学边听声边后退，记录刚好听不到声音时距鞋盒的距离，距离越远，对应材料的隔声性能就越______（选填“好”、“差”）。 9.小丽家周围工地施工，噪声污染严重，因此她所在的学习小组想帮她制作一个防噪声的耳罩，通过比较几种材料（衣服、锡箔纸、泡沫塑料）的隔声性能，来选择一种隔声性能好的材料作耳罩的填充物。除待检测的材料外，他还找到了以下器材：音叉、手机闹铃、鞋盒。 （1）在本实验中适合作声源的是_______； （2）小丽将声源放入鞋盒内，在其四周塞满待测材料。她设想了以下A、B两种实验方案，则最佳的方案是_______； A.让人站在距鞋盒一定的距离处，比较所听到的声音的响度 B.让人一边听声音，一边向后退，直到听不见声音为止，比较此处距鞋盒的距离 （3）该实验中，注意应_______声源的响度，应_______材料种类（以上两空选填“控制不变”、“改变”）； （4）小丽通过其中一种方案，实验得到的现象如表所示： 材料 衣服 锡箔纸 泡沫塑料 人听不到声音的距离 18 10 6 分析实验数据可知这些材料隔声性能最好的是_______。 10.小明想比较几种材料的隔音性能，除了待检测的材料外，可利用的器材还有：音叉、机械闹钟、鞋盒。 （1）在本实验中适合做声源的是_______（选填“音叉”或“机械闹钟”）； （2）如图所示，分别用不同材料将声源包裹起来，然后放在鞋盒内，通过实验来探究它们的隔音性能。这些材料包裹的厚度应该_______（选填“相同”或“不同”）； （3）小明一边听声音，一边向后退，在此过程中，他所听到声音的_______（选填“音调”或“响度”）发生改变。当听不见声音时分别测量并记录此处到鞋盒的距离（如表所示）； 材料 报纸 羽绒服 塑料袋 泡沫板 人听不到声音的距离/m 8 4 7 5 （4）分析实验结果，这些材料中隔声性能最好的是_______； （5）为了进一步验证，同组的小红认为还可以保持人到声源的距离相同，分别改变不同隔音材料的厚度，直到测试者听不见声音为止，然后通过比较材料的厚度来确定材料的隔音性能。若材料越厚，则说明其隔音性能越_______（选填“好”或“差”）； （6）在控制噪声的方法分类中，“隔音”是在_______减弱噪声。 11.小明想比较几种材料（衣服、锡箔纸、泡沫塑料）的隔音性能，除了待检测的材料外，还有机械闹钟、鞋盒。 （1）小明将声源放入鞋盒内，并分别塞满不同的隔音材料，其目的是控制隔音材料的厚度_______，接着他一边听声音，一边向后退，在此过程中，他所听到声音的（选填“响度”或“音调”）发生改变。 （2）当听不见声音时分别测量并记录此处到鞋盒的距离（如下表）： 材料 距离 泡沫塑料 短 衣服 较长 锡箔纸 最长 分析实验结果可知，待测材料隔音性能由差到好的顺序为__________。 （3）为了进一步验证，小红认为还可以保持人到声源的距离相同。分别改变不同隔音材料的厚度，直到测试者听不见声音为止，然后通过比较材料的厚度来确定材料的隔音性能。若材料越厚，则说明其隔音性能越_______（选填“好”或“差”）。 12.学习了有关声音的知识后，小明对材料的隔音性能产生了兴趣，于是他设计了如下实验进行探究，请阅读并回答下列问题，实验步骤： ①先搜集各种材料，如衣服、报纸、平装书、塑料袋、袜子等； ②把闹钟放到一个鞋盒里，将衣服盖在鞋盒上方，然后逐渐远离盒子直到听不见滴答声，记下此时人与盒子的距离； ③分别将各种材料盖在鞋盒上方，重复以上实验，得到表中数据。 材料 衣服 报纸 平装书 塑料袋 袜子 听不见滴答声的距离/m 2.1 2.8 3.7 5.2 1.2 （1）小明设计的实验利用了其他条件一定时，离声源越远，听到声音的响度越_______（选填“大”或“小”）的原理。 （2）根据小明所得数据可知粗糙的材料比平滑材料的隔音性能_______（选填“好”或“差”），如果再给你一块海绵，你认为其隔音性能与报纸相比，_______隔音性能好一点。 （3）在噪声污染严重的环境里，“隔音”就是为了改变声音的_______，是有效的降噪方法之一；在控制噪声的方法分类中，“隔音”是在_______减弱噪声。 （4）为降低电影院中的噪声，请提出一条合理的建议：______________。 13.小兰周末在家进行综合实践活动，对不同材料的隔声性能开展探究，她将棉花、海绵、泡沫塑料等材料分别装入鞋盒，以比较它们的隔声性能，除了待检测的材料外，能找到的可作为声源的器材有：音叉、音乐盒。 （1）探究过程通常采用下列一些步骤： ①进行实验； ②分析归纳； ③提出问题（或猜想）； ④得出结论。 你认为小兰要完成本探究的全过程，所采取步骤的合理顺序应该是：_______（只填写数字代号）。 （2）为了探究顺利进行，最适合做声源的是_______。实验过程中，小兰应将响度_______（选填“调大”或“调小”），否则实验在家中难以进行。本实验中通过比较听不见声音时到鞋盒的距离，判断隔声性能，使用的物理方法是_______。 14.小明想将聚酯棉、泡沫、海绵等材料分别装入鞋盒，以比较它们的隔声性能，除了待检测的材料外，能找到的可作为声源的器材有：音叉、手机。 （1）在本实验中适合做声源的是__________； （2）小明调整好声源的音量后，将其放在鞋盒内，在其四周塞满待测材料，他设想下面两种方案，你认为较好的是__________； 方案A：站在距离鞋盒一定距离外，比较所听到的声音的响度； 方案B：一边听声音，一边向后退，直到听不到声音为止，比较此处到鞋盒的距离。 （3）收集证据：小明实验数据记录如下表： 材料种类 聚酯棉 泡沫 海绵 听不见声音时距离声源的距离/m 5.2 2.8 3.7 隔声性能 最弱 最强 较弱 （4）以上三种材料，仅从隔音性能的角度考虑，最适合隔音墙装修的是__________。隔音墙应用可以在__________隔断噪声（选填“声源处”、“传播途中”或“人耳处”）； （5）上述“方案B”中应用的研究方法和下述哪个例子相同__________。（选填“A”、或“B”） A.根据小球被音叉弹开远近判断音叉的振幅大小变化 B.用水波引入声波学习 15.请阅读《降噪耳机》回答题。 有时想听歌，却总是被噪声困扰，如果想拥有安静的世界，一副降噪耳机，会撇除一切杂声，听一首歌，就是一个人的现场。对于降噪耳机你了解多少呢？ （1）降噪耳机和普通耳机的区别到底在哪里？ 降噪耳机和普通耳机最大的区别就是——隔音好，把戴上耳机的人与喧闹的噪声分隔开，让享受音乐的环境更静谧。 （2）降噪耳机有具体的分类吗？ 降噪耳机一般分为主动降噪耳机和被动降噪耳机。 被动降噪耳机一般是指用隔音效果较好的材料制成的入耳耳机和头戴式耳机，大都是把耳朵包得严严实实，只能起到物理隔音的效果，降噪效果并不是太好。 主动降噪耳机则在耳机中设置了专门的降噪电路。通过音频接收器和抗噪芯片来接收和分析外界噪声的频率，并产生与其相反的频率，相互减弱或抵消（如图所示），不需要耳机声音过大，对耳机隔音材质也没有要求。 （3）降噪电路会影响耳机的音质吗？ 音质有没有影响的话当然还是要具体情况具体分析，大部分高端降噪耳机都有自己的独特声学结构，对音质的影响几乎可以忽略不计。 使用降噪耳机的时候也要注意安全，如果将环境音都屏蔽了的话可能会增加危险，尽量不要在街上走路的时候使用降噪功能。 （1）被动降噪耳机是通过减弱耳朵听到周围噪声的？ （2）根据文中的图，请你说出喇叭发出的反向声波与原噪声声波的不同点。 （3）如果你家窗外就是马路，你会采取哪些措施来降低来自马路的噪声（至少说出两点）。 答案以及解析 1.答案：C 解析： A.该材料绝缘能力强，可以做用电器绝缘外壳，故A不符合题意； B.厨房吸污“毛巾”对油渍有超快、超高的吸附能力，气凝胶符合要求，故B不符合题意。 C.打桩用的重锤需要密度较大的材料，这种材料的密度小，不能用来制作重锤，故C符合题意； D.气凝胶是一种多孔类似海绵结构的硅元素固体，会场吸音板，气凝胶符合要求，故D不符合题意。 故选C。 2.答案：D 解析：A.噪声监测显示声音的大小，即声音的响度，单位是分贝（dB），故A错误； BD.响度与振幅有关，振幅越大，响度越大，图乙波形中的“幅值”与声音的响度有关，“幅值”随着时间的增长在变小，说明响度变小，故B错误，D正确； C.图甲装置只能监测声音的大小，不能在传播过程中减弱声音，故C错误。 故选D。 3.答案：C 解析：将教室的门窗关闭，属于在传播过程中减弱了噪声，噪声在室内的传播速度也没有减小，故ABD错误。 故选：C。 4.答案：（1）厚度不同 （2）响度 （3）聚酯棉 （4）B （5）传播过程中 解析：（1）根据控制变量法，在探究隔音效果与材料的关系时，应控制材料厚度相同，图甲中两隔音盒的厚度不同。 （2）表格A处的单位是分贝，属于响度的单位，应填写响度。 （3）比较数据可知，距离相同时，聚酯棉隔音盒外听到的响度比海绵隔音盒外听到的响度小，由此可得出聚酯棉材料的隔音性能更强。 （4）人耳感受声音响度的大小并不十分准确，故A不符合题意；人边听声音边后退，直至听不到手机1发出的声音为止，比较两次距隔音盒的距离，距离越远，表明材料的隔音性能越差，这种方法能较准确地比较材料的隔音性能，故B符合题意。 （5）隔音材料可以减弱噪声的传播，这是在传播过程中减弱噪声。 5.答案：见解析 解析：（2）将闹钟分别放在两个盒子中，将声级计放在盒子外面相同距离处测量，读出声级计的示数。 （3）如果闹钟置于毛毡布内时，声级计的示数更高，置于泡沫板内时，声级计的示数更低，则说明泡沫板的隔音性能好。 6.答案：刻度尺；见解析；见解析 解析：比较这些耳塞的隔音性能，可在相同的声源工作时，戴上不同材质的耳塞，通过声源距离人的远近和能否听到声音进行判断。所以实验器材，除了需要三种不同材质的耳塞之外，还需要用到刻度尺。 实验步骤如下：在相同的声源工作的情况下，戴上不同材质的耳塞，当人的耳朵听不到声音时，测量声源到人的距离，并记录数据。 可得到的实验结论是：声源离人越近，戴上耳塞后，耳朵听不到声音，说明耳塞的隔音性能越好。 7.答案：（1）小 （2）好；强 （3）海绵 （4）响度；传播过程中 解析：（1）物理学中把人耳能感觉到的声音的强弱称为响度，与振幅和距离有关；距离越远，响度越小。 （2）根据小华所得数据可知，粗糙的材料比平滑材料到听不见滴答声的实际距离近；则说明粗糙的材料比平滑材料隔音性能好。其原因是粗糙材料吸收声音的性能要比平滑材料强。 （3）海绵材料隔声性能与报纸好，因为海绵表面粗糙多孔，吸收声音的性能好。 （4）在噪声污染严重的环境里，“隔音”就是减小噪声的强弱，即为了改变声音的响度。“隔音”是在传播过程中将声音隔断，属于在传播过程中减弱噪声。 8.答案：（1）响度 （2）相同 （3）差；差 解析：（1）把闹钟放在一个鞋盒内，并盖上盒盖，鞋盒阻碍了声音的传播，相当于在传播过程中减弱噪声，故听到的声音响度变小了，是在声音的传播过程中减弱噪声； （2）实验时要保证各种不同的隔音材料包裹的厚度相同； （3）让同学站在距离鞋盒相同距离的位置，分别听闹钟发出嚓嚓声的强弱，听到声音越强，说明对应材料的隔声性能就越差；让同学边听声边后退，记录刚好听不到声音时距鞋盒的距离，距离越远，对应材料的隔声性能就越差。 9.答案：（1）手机闹铃 （2）B （3）控制不变；改变 （4）泡沫塑料 解析：（1）音叉和手机闹铃都能够发出声音，但手机闹铃的声音稳定且有规律，而音叉的声音不稳定，所以可以选择闹铃作为声源较为合适。 （2）A方案中，由于人耳听到的响度无法测量，只能凭感觉判断，没有可靠的实验数据；B方案中，通过比较到鞋盒的距离判断隔音效果，因为距离可以测量，有可靠的实验数据，能够较好地判断隔音效果，故A不符合题意，B符合题意。 故选B。 （3）实验中要采用控制变量法，控制声源的响度大不变，更换不同的材料进行实验，通过比较人听不到声音的距离来判断隔音性能的好坏。 （4）由实验数据可知，利用泡沫塑料作为填充物时，在很短的距离时就听不到声音了，所以其隔音效果最好。 10.答案：（1）机械闹钟 （2）相同 （3）响度 （4）羽绒服 （5）差 （6）传播过程中 解析：（1）机械闹钟发出的声音有节奏，声音较为稳定，适合做实验声源。 （2）实验应采用控制变量法，要保证各种不同的隔音材料的厚度相同。 （3）声音的响度与听者与声源的距离有关，故小明在远离声源的过程中，他所听到声音的响度发生改变。 （4）由表格数据可知，羽绒服的距离最短，说明隔音效果最好；报纸的距离最长，说明隔音效果最差，故这些材料中隔声性能最好的是羽绒服。 （5）保持人到声源的距离相同，分别改变不同隔声材料的厚度，直到测试者听不见声音为止，若材料越厚，则说明其隔声性能越差。 （6）减弱噪声的方法有三种：①在声源处减弱噪声；②在传播过程中减弱噪声；③在人耳处减弱噪声；“隔音”是在传播过程中减弱噪声。 11.答案：（1）相同；响度 （2）锡箔纸、衣服、泡沫塑料 （3）差 解析：（1）（2）根据控制变量法可知，小明将机械闹钟放入鞋盒内，分别盖上相同厚度的不同隔声材料。接着他一边听秒针走动的声音，一边向后退，直到听不见声音为止；根据控制变量法，比较棉布、锡箔纸、泡沫塑料这三种材料的隔声性能，要控制不同隔声材料厚度的相同，音调大小由振动的频率决定，发出的声音音调不会改变，听到响度与听者与声源的距离有关，故小明在远离声源的过程中，他所听到声音的响度发生改变；由表格数据可知，泡沫的距离最短，说明隔音效果最好；锡箔纸的距离最长，说明隔音效果最差，故待测材料隔音性能由差到好的顺序为锡箔纸、衣服、泡沫塑料； （3）根据控制变量法，为了进一步验证，小红认为还可以保持人到声源的距离相同，分别改变不同隔声材料的厚度，直到测试者听不见声音为止。然后通过比较材料的厚度来确定材料的隔声性能。若材料越厚，则说明其隔声性能越差。 12.答案：（1）小 （2）好；海绵 （3）响度；传播过程中 （4）使用较粗糙的隔音材料进行装修 解析：（1）人耳能听到的声音响度，与声音的振幅和声源与人的距离有关，其他条件一定时，距离声源越远，听到声音的响度越小。 （2）根据小明所得数据可知，材料越粗糙，听不见滴答声的距离越近，说明粗糙的材料比平滑材料的隔音性能好，海绵材料隔音性能比报纸好，因为海绵比较粗糙。 13.答案：（1）③①②④（2）音乐盒；调小；转换法 解析：（1）根据科学探究的七个环节可知该实验的研究过程是：③①②④； （2）音乐盒发出的声音有节奏，声音较为稳定，适合做实验声源；音叉声音不稳定，而且还需要敲击，因此不适合做实验声源；声音的响度越大，能够传播的距离越远，为了能够在家中进行，应将声音响度调小些，在比较不同材料隔声性能时，转化为传声的距离的方法叫转换法。 14.答案：（1）手机 （2）方案B （4）泡沫；传播途中 （5）A 解析：（1）本实验中适合做声源的是手机，因为手机的声音稳定可调节， 而音叉的声音不稳定且需要敲击才能发声，这种密封条件下，不易操作。 （2）在两种方案中，方案B较好，因为方案A中，在同一位置比较所听声音的响度，但响度大小没有非常明显不同时，耳朵可能区别不出来，而通过比较听不到声音的距离，有可靠的实验数据，能够较好判断隔音效果。 （4）由实验表格数据知，聚酯棉的隔声性能最弱，泡沫的隔声性能最强，所以仅从隔音性能的角度来说，最适合隔音墙装修的是泡沫。 隔音墙是为了阻断声音的传播，所以可以在传播途中隔断噪声。 （5）方案B中，隔声性能的好坏不能直接感觉出来，是通过比较听不到声音的距离来比较的，这是转换法。而用小球来放大音叉振动的幅度，是通过小球弹开的距离来比较音叉的振幅的，这也是转换法；用水波来引入声波是模型法。所以A选项符合题意。 15.答案：（1）见解析 （2）见解析 （3）见解析 解析：（1）由“被动降噪耳机一般是指用隔音效果较好的材料制成的入耳耳机和头戴式耳机”知道，被动降噪耳机是通过阻挡噪声减弱耳朵听到周围噪声的。 （2）由题意知道，通过音频接收器和抗噪芯片来接收和分析外界噪声的频率，并产生与其相反的频率，相互减弱或抵消，由图知道，喇叭发出的声波与噪声的声波在对应的周期内振动方向相反。 （3）降低噪声措施：一是给玻璃窗加密封条，阻挡噪声；二是安装双层密封玻璃阻挡。 学科网（北京）股份有限公司 $$