专项02 声学实验（重难点训练）物理苏科版2024八年级上册

专项02 声学实验 一．探究声音特性影响因素的实验（共5小题） 二．探究声音产生和传播的实验（共5小题） 一．探究声音特性影响因素的实验（共5小题） 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，是一种自由簧气鸣乐器，它有上下两排小方格孔，装有多组自由振动的簧片，气流强迫通过时，灵活的金属舌簧振动发声，来回移动，吹吸不同的孔时可以发出不同音调的声音。如图所示将口琴拆开后其内部的琴芯结构，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，而C区的较长、较厚。 （1）在同一孔处用不同的力度吹，发生变化的是声音的 （选填“音调”“响度”或“音色”）。 （2）较厚、较长的铜片振动时要比较薄、较短振动的 （填“快”或“慢”），高音区为 区（选填字母）。 （3）演奏时，人能听出是口琴演奏的是依靠声音的 辨别的。 （4）小漫自己制作了一个哨子，在筷子上缠一些棉花，做成一个活塞。这哨声是由管内的 振动而产生的。上下推拉活塞，可以改变声音的 （选填“音调”、“响度”或“音色”）。 【答案】 响度 慢 A 音色 空气柱 音调 【详解】(1)[1]在同一孔处用不同的力度吹琴时，振幅不同，则响度不同，故发生变化的是响度。 (2)[2][3]口琴在发声时是铜片在振动，较厚较长的铜片振动慢，发出的音调低；由图知A区的较薄、较短，而C区的较长、较厚，故C区发出的音调最低，为低音区；A区发出的音调最高，为高音区。 (3)[4]不同的乐器即便演秦相同的乐曲，发出的音色也不相同，故人能听是口琴演奏的，这是依靠声音的音色辨别的。 (4)[5]吹哨子时，管内空气柱因发生振动会产生声音。 [6]当推拉活塞时，空气柱的长度发生改变，因此空气柱的振动快慢会发生改变，所以会发出不同音调的声音。 2．如图所示，有5支相同材料、相同厚度的玻璃量筒（如图所示）。各量筒内装有水，小红猜想气柱发声的音调可能与：①气柱的长短有关；②气柱的横截面积有关；③水柱的长度有关。于是她在实验室找来了测量声音频率的仪表，用同样大小的力在量筒口上吹气，并记录声音的频率，如右表： 量筒 a b c d e 频率/Hz 400 352 274 274 （1）量筒a气柱振动100次，需要 秒，音调最高的是量筒 （填字母代号）； （2）若探究猜想①，应选量筒 ，本实验所用到的探究方法是 ； （3）若选择的是量筒b、c，则探究的猜想是 （选填“②”或“③”）； （4）若选择的是量筒 ，小红用同样大小的力在它们口上吹气，所发出的声音音调 （选填“相同”或“不同”），从而得出结论：气柱发声的音调与水柱的长度 （选填“有关”或“无关”）。 （5）如果用同样大小的力敲击c和d使它们发声， 所发出的声音音调较高。 （6）在量筒e口上吹气，所发出声音的频率可能是 Hz（选填“380”“300”或“240”）。 【答案】 0.25 a ab 控制变量法 ② cd 相同 无关 c 300 【详解】（1）[1]量筒a振动100次需要的时间为 [2]发声体振动频率越高，所发声音的音调越高，故a的音调最高。 （2）[3][4]若探究猜想①，所选量筒应该是：横截面积相同，但水面上方气柱长度不同。故应选择a、b。在探究多个因素影响一个结果的问题时，每次只改变一个因素进行实验，这是控制变量法。 （3）[5]这两个量筒水柱长度、气柱长度均相同，只是横截面积不同，这是探究猜想②。 （4）[6][7][8]探究音调与水柱长度的关系，两个量筒的横截面积应相同，水面上方气柱长度应相同，应该选择c、d。实验发现所发声音的频率相同，说明所发声音的音调相同，即音调与水柱长度无关。 （5）[9]量筒c质量小，振动时频率高，音调高。 （6）[10]与d比，气柱的横截面积小，其音调应该高于d；与b比，气柱的横截面积大，其音调应该低于b。即其音调介于274Hz~352Hz之间，故选300Hz。 3．如图所示，小明想探究“声音的音调与长度的关系”，他将8个相同的玻璃瓶中灌入不同高度的水，仔细调节水的高度，敲击它们，就可以发出不同音调的声音；而用嘴吹每个瓶子的上端，可以发出哨声。 （1）从左向右用木棍敲击瓶子，听到的音调逐渐 （选填“升高”或“降低”）； （2）从左向右用嘴在瓶子口吹气，听到的音调逐渐 （选填“升高”或“降低”）； （3）上述实验可以得出的结论是：当其他条件相同时，振动物体的长度越长， 。 （4）小明又研究均匀拉紧的琴弦发音频率与弦长的关系，并记录了实测的数据（如下表所示）。请你根据记录表中的有关数据，分析并写出音名B（7）的频率 。 音名 C（1） D（2） E（3） F（4） G（5） A（6） B（7） C（i） 唱名（C调） Do Re Mi Fa Sol La Si Do′ 频率/Hz 264 297 330 352 396 440 528 弦长 l 【答案】 升高 降低 音调越低 495 【详解】（1）[1]从左往右瓶内水的质量逐渐减小，从左往右敲击瓶子时瓶子以及瓶子里的水振动越来越快 （即振动频率越来越高），所以声音的音调会变高。 （2）[2]用嘴吹气时，从左到右瓶内的空气柱越来越长，用同样的力去吹瓶口，空气柱振动越来越慢，音调越来越低。 （3）[3]由实验可知，其他条件相同时，振动物体越长，振动的越慢，音调越低。 （4）[4]分析表格中频率和弦长两行数据可知，均匀拉紧的琴弦发音频率与弦长近似成反比，由表中C和B可知 所以，音名B（7）的数值为 4．小提琴是由两端固定的琴弦振动而发声的，如图甲所示；为了研究同一根钢制琴弦发出声音的音调与哪些因素有关，可利用图乙所示的实验装置进行实验；已知一块厚木板上有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；将钢制琴弦的一端固定在木板O点，另一端通过定滑轮悬挂不同个数的相同重物，重物个数越多，琴弦绷得越紧；轻轻拨动AB间的琴弦，用仪器测出发声的频率； 实验次序 长度L/m 重物个数 频率f/Hz 1 0.4 2 375 2 0.8 2 170 3 4 265 （1）实验数据如表所示，分析实验数据可知，第 次实验中琴弦发声的音调最高； （2）分析数据可以发现，该实验研究的是琴弦发声的音调与 和琴弦的松紧程度这两个因素的关系； （3）当第3次实验时长度L为 m时，可用2、3两次实验来研究琴弦的音调和琴弦的 的关系； （4）分析第 两次实验数据可以发现：在松紧程度相同时，琴弦 ，发出声音的音调越低。 【答案】 1 琴弦长度 0.8 松紧程度 1、2 越长 【详解】（1）[1]由于频率越高，音调越高，分析实验数据可知，实验1频率最大，故第1次实验中琴弦发声的音调最高。 （2）[2]分析表格中的数据可知，琴弦的长度L也是研究的变量，故该实验研究的是琴弦发声的音调与琴弦的长度和琴弦的松紧程度这两个因素的关系。 （3）[3][4]分析2、3两次实验发现，琴弦悬挂重物的个数不同，由控制变量法可知，两次实验研究琴弦的音调和琴弦松紧程度的关系，需要控制琴弦的长度相同，故第3次实验时，长度L为0.8m。 （4）[5][6]分析第1、2两次实验数据发现，在松紧程度相同时，琴弦长时，频率低，音调低，故结论为在松紧程度相同时，琴弦越长，发出声音的音调越低。 5．小明在观察图甲所示的二胡时猜想：弦发声的音调可能与弦的长度、粗细和松紧有关。于是他找来两根粗细不同的钢丝，设计了如图乙所示的装置，拨动枕木AB间的钢丝，进行了四次对比探究，四次实验的部分信息如丙表所示。 实验次数 1 2 3 4 钢丝 粗 细 AB间距/cm 50 50 50 30 钩码个数 3 3 4 3 （1）实验中，在钢丝末端悬挂不同数目的钩码是为了改变钢丝的 ； （2）第1、2两次实验是为了探究音调与弦的 关系。拨动后发现第1次实验发声音调低，则小明可得出结论： ； （3）为了探究其余猜想，关于第3、4两次钢丝的粗细选择，一定要满足 ； A．3粗4细       B．4粗3细        C．粗细相同       D．粗细均可 （4）探究结束反思实验时，小明认为可以将钢丝换成易于拉长和缩短的橡皮筋更方便探究音调与弦的长度关系。你认为可行吗？为什么？ ； （5）二胡演奏时可通过手指按压、松开、滑动等指法配合产生优美旋律。图丁中小明两手指按压的是音符“3、4”位置，为发出“3”音符，他此时最简单合理的操作是： 。 【答案】 松紧 粗细 当长度、松紧相同时，弦越粗（细）音调越低（高） D 不可行，无法在改变橡皮筋长度时控制粗细、松紧不变 松开中指 【详解】（1）[1]实验中，钢丝末端悬挂钩码，钢丝受到拉力的作用，钩码个数不同，钢丝受到的拉力也不同，则钢丝的松紧程度也不同。所以挂个数不同的钩码是为了改变钢丝的松紧程度。 （2）[2]由表格数据知，1、2两次实验中，钢丝在AB间的长度相同，所挂钩码个数相同，即钢丝的松紧程度相同，但粗细不同，所以是为了探究音调与弦的粗线的关系。 [3]其余因素相同、粗细不同的钢丝，拨动时，粗钢丝发音音调低，这说明：长度、松紧程度相同时，弦越粗，音调越低。 （3）[4]第3次实验中，所挂钩码个数与1、2两次不同，即松紧程度不同，而AB间距离相同，即长度相同，通过1和3或2和3可探究音调与松紧程度的关系，则3的粗细可与1的相同，粗钢丝，或与2的相同，细钢丝。第4次实验中，所挂钩码个数相同，即松紧程度相同，AB间距不同，即长度不同，通过1和4或2和4可探究音调与长度的关系，则4的粗细可与1的相同，粗钢丝，或与2的相同，细钢丝。所以3、4次钢丝的粗细可为粗钢丝，也可为细钢丝。故D符合题意，ABC不符合题意。 故选D。 （4）[5]用橡皮筋替代钢丝不可行，因为在改变橡皮筋的长度时，橡皮筋容易发生形变，则粗细及松紧也随着变化。 （5）[6]图示中，按压食指时，弦线长度较长，拨动弦振动较慢，发出的声音音调较低，按压中指时，弦线较短，拨动弦振动较快，发出声音的音调较高。而音符3的音调比4的低，所以最简单合理的操作是松开中指。 二．探究声音产生和传播的实验（共5小题） 6．利用声现象的知识，回答以下问题： 小刚敲击一个音叉，如图1所示，现放大音叉的右臂，那么此音叉臂从最左端的A位置经过B位置到达C位置后，再由C位置再次经过B位置返回最左端，这样叫做振动一次。 (1)以下关于物体所做的机械运动，属于振动的是：______；（选填以下对应的字母） A．蝴蝶飞行时其翅膀的运动 B．地球围绕太阳做圆周运动 C．射出枪膛的子弹向前飞行的运动 D．用手拨动绷紧的橡皮筋，橡皮筋变“胖”变“虚” (2)物理学中用每秒内振动的次数—频率来描述物体振动的快慢。小刚从利用高速摄像机拍摄的录像中获知，音叉振动30720次所用的时间是2min，则音叉发出声音的频率是 Hz；利用手机的某个应用可以显示瞬间的声音波形图，仅由该音叉发声时，保持手机和音叉的位置均不变，在相同的设置下，小刚先后两次用手机显示其声音波形图，截屏如图2，可知手机接收到的声音的 （选填“音调”、“响度”、“音色”）发生了变化。 (3)在设计建造电影院时为了减少回声对观众听觉的干扰和影响，应尽量 （选填“增大”或“减少”）四周墙壁对声音的反射，因此电影院内四周墙壁表面要采用 （选填“柔软多孔”或“坚硬光滑”）的材料。 【答案】(1)AD (2) 256 响度 (3) 减少 柔软多孔 【详解】（1）[1]A．蝴蝶飞行时，它的翅膀做往复运动，属于振动。故A符合题意； B．地球围绕太阳做圆周运动，不是往复运动，不属于振动。故B不符合题意； C．子弹向前运动，没有做往复运动，不属于振动。故C不符合题意； D．橡皮筋做的是往复运动，属于振动。故D符合题意。 故选AD。 （2）[1]根据频率的定义可以知道，这个音叉的振动频率为 [2]分析前后两次波形特征，可以发现，在相同的时间内振动的次数是相同的，即振动频率未变，声音的音调不变。但振动的幅度发生了变化，即声音的响度发生了变化。 （3）[1]如果回声太强，且与原声间隔时间过长，会导致人们听不清声音。故要减少回声对声音的干扰，即减少墙壁对声音的反射。 （4）[2]声音传播过程中遇到柔软多孔的物体表面，会被其吸收或者在孔内经过多次反射后能量消耗完后，不会再反射出去。故为了减少声音的反射，要用柔软多孔的材料装修墙壁。 7．太阳光在通过透镜时会被会聚或发散，那么声音在传播中遇到不同介质时，会不会像光一样也被会聚或发散呢？ 在老师的帮助下，同学们用音叉、三个相同的气球（内部充有不同气体）、示波器、麦克风等器材设计了如图所示的实验装置，并进行了如下探究； ①调整音叉和麦克风之间的距离，让音叉发出的声音只通过空气传播，用麦克风将声音信号输入示波器，观察并记录此时的波形如图中的甲所示； ②分别将充有二氧化碳气体、空气和氢气的气球，依次放在音叉和麦克风之间，保持音叉和气球之间的距离不变，让音叉发出声音，记录示波器显示的波形如图中的乙、丙、丁所示； 分析以上实验过程和现象可知； （1）实验过程中，敲击音叉，使其发声，且应控制音叉发出声音的响度 （选填“相同”或“不同”）； （2）比较乙与甲后发现声波在通过充有二氧化碳气体的气球后，麦克风接收到的声音响度 （选填“变大”、“变小”或“不变”），说明此时充有二氧化碳气体的气球对声波具有会聚作用，比较丁与甲后，发现充有氢气的气球对声波具有 作用，由此猜测，声音与光可能之间存在某种对应关系； （3）实验后，同学们查阅资料了解到，生物体组织在激光照射下，会因升温膨胀而产生频率高于20000Hz的 声波，人的耳朵 （选填“能够”或“不能”）听到这种声音，生物医学上通过特殊介质和装置使这种声波集中并成像，克服纯光学成像的不足，更加有效地进行病情诊断、跟踪和治疗。 【答案】 相同 变大 发散 超 不能 【详解】（1）[1]根据控制变量法的单一变量原则，要探究声音能否被会聚或发散，需要控制音叉发出声音的响度相同。 （2）[2]根据图甲和图乙相比可知，声波在通过充有二氧化碳气体的气球后，振幅增大，所以麦克风接收到的声音响度变大，说明充有二氧化碳气体的气球对声音有会聚作用。 [3]根据图甲和图丁相比可知，声波在通过充有氢气的气球后，振幅减小，所以麦克风接收到的声音响度变小，说明充有氢气的气球对声音有发散作用。 （3）[4][5]人耳的听觉频率范围是20~20000Hz，频率高于20000Hz的声波是超声波，由于超声波的频率在人耳的听觉频率范围以外，所以人的耳朵不能听到这种声音。 8．初二（1）班的同学分成若干个小组制作了隔音房模型，完成后甲、乙、丙三个小组想对比谁的模型隔音效果更好。他们把发出稳定声音（音调、响度与音色均保持不变）的同一部手机先后放入三组隔音房内；然后在距隔音房不同距离处放置声音接收器，并将收到的声音信号输入示波器。具体操作如图所示。 (1)往隔音房模型内部填充隔音材料，这是在 ___________控制噪声；（填字母） A．声源处 B．传播过程中 C．人耳处 (2)小江通过以上三个实验得出，丙小组的隔音房隔音效果更好，他的判断是否正确？ ，理由是： ； (3)请写出两种能使接收器上接收到的声音信号响度变小的方法： ① 、② ； (4)甲小组完成实验后将声音频率调高，响度和音色保持不变，则示波器上显示的波形可能是 。（填图中字母） 【答案】(1)B (2) 不正确 没有控制隔音房与声音接收器的距离不变 (3) 减小手机发出声音的响度 增大隔音房与声音接收器的距离 (4)C 【详解】（1）在隔音小屋模型内部装填隔音材料，这是在传播过程中阻碍声音传播，故AC不符合题意，B符合题意。 故选B。 （2）[1][2]因为声音接收器距离隔音房的距离不同，丙中距离隔音房最远，此时测量的声音响度最小，不能证明丙中隔音房隔音性能好。只能当声音接收器距离三个小屋距离相等，且声音接收器接收到声音响度最小时，才能说明此小屋隔音性能好。 （3）[1]减小手机所发声音的响度，则声音接收器接收到场间接响度会减小。 [2]增大声音接收器与小屋距离，声音接收器接收到声音响度也会变小。 （4）A．将声音频率升高，即声音振动频率增大，相同时间内振动次数增多，A为频率不变，但振幅变小即响度变小。故A不符合题意； B．与甲中波形图相比，振幅变大，即响度变大。同时频率变小，故B不符合题意； C．与甲中波形图相比，频率变大，故C符合题意； D． 与甲波形图相比，振动频率变大，同时振动幅度发生变化即响度发生变化，波形发生变化即音色发生变化。故D不符合题意。 故选C。 9．在比较材料的隔声性能实验中： (1)小茗和小岚在家中用手机铃声作为声源开展探究，他们准备利用人刚听不到声音时，人与声源的距离来进行比较，实验过程中他们应将手机铃声响度 （选填“调大”或“调小”）一些，同时在比较不同材料时手机铃声响度应 （选填“随材料而改变”或“保持不变”）。 (2)实验中小明选用了报纸、羽绒服、塑料袋、泡沫板等材料，把手机用不同材料包裹好塞满鞋盒，逐步远离声源，直至听不见声音为止，他们通过探究得到表格中的实验数据，根据数据可分析出这些材料中隔声性能最好的是 。 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 (3)两同学观察后发现粗糙的材料比平滑材料隔音性能 （选填“好”或“差”）。 (4)小茗想探究聚酯棉材料和海绵材料谁的隔声性能更好，利用原来的器材，设想如下方案：人距鞋盒一定距离处，先后比较人听到手机在两种材料的鞋盒里发出声音大小，小岚对此方案不赞同，她不赞同的理由是 。小岚在小茗的设想上进行了改进，设计了新的方案： ①分别用这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，她们在安静的环境下，如图乙所示，将“手机1”播放80dB的声音，先后置于两种隔音盒中，另一个“手机2”打开“噪声测试软件”，在距隔音盒不同距离的位置多次接收声音，并记录噪声测试软件所显示的声音分贝值;得出如表中的数据。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利用数据进行比较，得出 材料的隔声性能更强。 ④在探究实验中多次测量数据目的是 。 【答案】(1) 调小 保持不变 (2)羽绒服 (3)好 (4) 人耳难以辨别，响度差别不大的两个声音 没有控制隔音盒的厚度相同 响度 聚酯棉 找到普遍规律，避免实验的偶然性 【详解】（1）[1]响度指声音的强弱或大小，与振幅和距离有关；由于房间的空间较小，距离改变的程度受到限制；故实验过程中他们应将手机铃声响度调小。 [2]因为手机铃声响度越大，人要听不到声音时与声源的距离将越大；实验中要运用控制变量法，在比较不同材料时手机铃声响度应保持不变。 （2）实验中将鞋盒塞满的原因是可以有效地控制不同材料的厚度相等；分析数据可得出声音结论：隔声性能最好的是羽绒服，因为听到铃声的距离最小。 （3）根据所得数据可知，材料越粗糙，听到声音的距离越小，故得出粗糙的材料比平滑材料隔音性能好，原因是粗糙材料吸收声音的性能要比平滑材料强。 （4）[1]人距隔音盒一定距离处，先后比较人听到手机在两种材料的隔音盒里发出声音大小，这个很难比较，人耳难以辨别，响度差别不大的两个声音。 [2]用两种材料做的隔音盒大小，厚度应该相同，控制变量，从图中可以看出，制作的错误之处是大小不同，厚度不同，即没有控制隔音盒的厚度相同。 [3]手机2在距隔音盒不同距离的位置测量接收声音的响度，单位是dB。 [4]利用数据进行比较，距离相等，响度小的效果好，得出聚酯棉材料的隔音性更强。 [5]在试验中应避免做一次实验，实验数据太少具有偶然性，本探究实验中多次测量数据目的是找到普遍规律，避免实验的偶然性。 10．小明做“探究真空是否能传声”的实验，如图所示： （1）如下图把正在响铃的电铃放在玻璃罩内，在逐渐抽出玻璃罩内空气的过程中，会听到铃声逐渐变 ； （2）打开阀门，让空气逐渐进入玻璃罩内，又会听到铃声逐渐变 ； （3）推理过程：玻璃罩内空气越少，传出的声音越 ；，如果玻璃罩内被抽成真空后，就听不到电铃响铃的声音了； （4）结论：声音的传播需要 ；真空不能 ； （5）在实验中，用抽气机抽气 （选填“能”或“不能”）得到真空，实验的结论是通过 （选填字母）得出结论，这是我们再物理学中学习的第一个理想实现； A．推理假设 B．实验验证 （6）如下图所示，将正在发声的音叉接触系在细绳上的乒乓球，乒乓球被弹开，说明声音是由物体 产生的；用大小不同的力敲击音叉同一位置，音叉发出声音的 不同，同时观察到乒乓球被弹开的幅度不同，说明声音的响度与 有关； （7）小明推测，假如把下图的装置放在月球上，敲击右边音叉时，与左边音叉接触的乒乓球 弹起（选填“会”、“不会”或“有可能”）； （8）乒乓球在实验中的作用是使现象更容易观察。这种方法叫做 （选填“等效替代法”或“转换法”）； （9）敲击右边音叉，左边完全相同的音叉把乒乓球弹起，这个实验现象说明声音可以在 中传播； （10）小明还想利用家里的暖水瓶来探究真空能否传声。如下图所示是暖水瓶的简易剖面图，它的瓶胆夹壁中是真空，他把发声的芯片放入暖水瓶中，根据听到的声音进行判断，下列是他设计的几组比较因素，其中合理的是 ； A．将同一个暖水瓶塞上瓶塞和不塞瓶塞进行比较 B．用一个完好的和一个已经漏气的瓶胆进行比较 C．将音量大小不同的芯片先后放入瓶胆中进行比较 D．将同一个暖水瓶的瓶胆放在附近和远处进行比较 （11）石头落入水中，产生的水波向四周传播；发声的音叉接触水面，激起水波向四周传播。通过水波来研究声波，这种研究问题的方法为 法。 A．推理 B．类比 C．控制变量 D．转化 【答案】 小 大 小 介质 传声 不能 A 振动 响度 振幅 不会 转换法 空气 B B 【详解】（1）[1]在抽气的过程中，玻璃罩内的空气减少，所以声音传播的介质减少，因此听到声音将会减小。 （2）[2]再打开阀门，让空气逐渐进入玻璃罩内，由于声音传播的介质增多，因此听到声音将会变大。 （3）[3]由于介质（空气）逐渐减少，故声音逐渐减小。如果完全没有空气了，将会听不到声音。 （4）[4][5]在“研究声音的传播”实验中，随着罩内空气的不断抽出，听到铃声越来越弱，在此基础上，通过进一步推理可知，如果罩内被抽成真空将听不到铃声，得出的结论：声音的传播需要介质，真空不能传声。 （5）[6][7]由于玻璃罩不得法获得真空，所以不能直接得出实验结论，只能在实验的基础上通过科学推理得出实验结论。故选A。 （6）[8]乒乓球被弹开说明声音是由物体振动产生的，采用了转换法。 [9][10]大小不同的力敲击音叉同一位置，音叉发出声音的响度不同，同时观察到乒乓球弹开的幅度不同，说明声音的响度与振幅有关。 （7）[11]月球表面是真空，由于真空不能传声，敲击右边音叉时，与左边音叉接触的乒乓球不会弹起。 （8）[12]乒乓球在实验中起的作用是将音叉微小的振动放大，把不容易看到的现象转换成便于观察的现象，这种研究物理问题的方法是转换法。 （9）[13]敲击右边音叉，左边完全相同的音叉把乒乓球弹起，这个实验现象说明声音可以在空气中传播。 （10）[14]探究真空能否传声，需要有相同的声源，分别在真空和非真空条件下，使物体发出声音，我们是否能听到。 A．不塞瓶塞时声音通过空气向外传播，塞上瓶塞时声音通过瓶塞向外传播，探究的是固体传声和气体传声，该选项设计不合理，故A不符合题意； B．完好的瓶胆夹壁中都是真空的，漏气的瓶胆不是真空的，可以验证真空能否传声，该选项设计合理，故B符合题意； C．将音量大小不同的芯片先后放入瓶胆中，没有控制声音响度大小，不符合控制变量法的思想，无法比较，该选项设计不合理，故C不符合题意； D．把瓶胆放在近处和远处进行比较，没有控制距离的大小，不符合控制变量法的思想，无法比较，该选项设计不合理，故D不符合题意。 故选B。 （11）[15]声波不易观察，因此将发声的音叉接触水面，激起水波向四周传播，通过水波来研究声波，这种探究方法叫类比法。 故选B。 12 / 13 学科网（北京）股份有限公司 $$ 专项02 声学实验 一．探究声音特性影响因素的实验（共5小题） 二．探究声音产生和传播的实验（共5小题） 一．探究声音特性影响因素的实验（共5小题） 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，是一种自由簧气鸣乐器，它有上下两排小方格孔，装有多组自由振动的簧片，气流强迫通过时，灵活的金属舌簧振动发声，来回移动，吹吸不同的孔时可以发出不同音调的声音。如图所示将口琴拆开后其内部的琴芯结构，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，而C区的较长、较厚。 （1）在同一孔处用不同的力度吹，发生变化的是声音的 （选填“音调”“响度”或“音色”）。 （2）较厚、较长的铜片振动时要比较薄、较短振动的 （填“快”或“慢”），高音区为 区（选填字母）。 （3）演奏时，人能听出是口琴演奏的是依靠声音的 辨别的。 （4）小漫自己制作了一个哨子，在筷子上缠一些棉花，做成一个活塞。这哨声是由管内的 振动而产生的。上下推拉活塞，可以改变声音的 （选填“音调”、“响度”或“音色”）。 2．如图所示，有5支相同材料、相同厚度的玻璃量筒（如图所示）。各量筒内装有水，小红猜想气柱发声的音调可能与：①气柱的长短有关；②气柱的横截面积有关；③水柱的长度有关。于是她在实验室找来了测量声音频率的仪表，用同样大小的力在量筒口上吹气，并记录声音的频率，如右表： 量筒 a b c d e 频率/Hz 400 352 274 274 （1）量筒a气柱振动100次，需要 秒，音调最高的是量筒 （填字母代号）； （2）若探究猜想①，应选量筒 ，本实验所用到的探究方法是 ； （3）若选择的是量筒b、c，则探究的猜想是 （选填“②”或“③”）； （4）若选择的是量筒 ，小红用同样大小的力在它们口上吹气，所发出的声音音调 （选填“相同”或“不同”），从而得出结论：气柱发声的音调与水柱的长度 （选填“有关”或“无关”）。 （5）如果用同样大小的力敲击c和d使它们发声， 所发出的声音音调较高。 （6）在量筒e口上吹气，所发出声音的频率可能是 Hz（选填“380”“300”或“240”）。 3．如图所示，小明想探究“声音的音调与长度的关系”，他将8个相同的玻璃瓶中灌入不同高度的水，仔细调节水的高度，敲击它们，就可以发出不同音调的声音；而用嘴吹每个瓶子的上端，可以发出哨声。 （1）从左向右用木棍敲击瓶子，听到的音调逐渐 （选填“升高”或“降低”）； （2）从左向右用嘴在瓶子口吹气，听到的音调逐渐 （选填“升高”或“降低”）； （3）上述实验可以得出的结论是：当其他条件相同时，振动物体的长度越长， 。 （4）小明又研究均匀拉紧的琴弦发音频率与弦长的关系，并记录了实测的数据（如下表所示）。请你根据记录表中的有关数据，分析并写出音名B（7）的频率 。 音名 C（1） D（2） E（3） F（4） G（5） A（6） B（7） C（i） 唱名（C调） Do Re Mi Fa Sol La Si Do′ 频率/Hz 264 297 330 352 396 440 528 弦长 l 4．小提琴是由两端固定的琴弦振动而发声的，如图甲所示；为了研究同一根钢制琴弦发出声音的音调与哪些因素有关，可利用图乙所示的实验装置进行实验；已知一块厚木板上有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；将钢制琴弦的一端固定在木板O点，另一端通过定滑轮悬挂不同个数的相同重物，重物个数越多，琴弦绷得越紧；轻轻拨动AB间的琴弦，用仪器测出发声的频率； 实验次序 长度L/m 重物个数 频率f/Hz 1 0.4 2 375 2 0.8 2 170 3 4 265 （1）实验数据如表所示，分析实验数据可知，第 次实验中琴弦发声的音调最高； （2）分析数据可以发现，该实验研究的是琴弦发声的音调与 和琴弦的松紧程度这两个因素的关系； （3）当第3次实验时长度L为 m时，可用2、3两次实验来研究琴弦的音调和琴弦的 的关系； （4）分析第 两次实验数据可以发现：在松紧程度相同时，琴弦 ，发出声音的音调越低。 5．小明在观察图甲所示的二胡时猜想：弦发声的音调可能与弦的长度、粗细和松紧有关。于是他找来两根粗细不同的钢丝，设计了如图乙所示的装置，拨动枕木AB间的钢丝，进行了四次对比探究，四次实验的部分信息如丙表所示。 实验次数 1 2 3 4 钢丝 粗 细 AB间距/cm 50 50 50 30 钩码个数 3 3 4 3 （1）实验中，在钢丝末端悬挂不同数目的钩码是为了改变钢丝的 ； （2）第1、2两次实验是为了探究音调与弦的 关系。拨动后发现第1次实验发声音调低，则小明可得出结论： ； （3）为了探究其余猜想，关于第3、4两次钢丝的粗细选择，一定要满足 ； A．3粗4细       B．4粗3细        C．粗细相同       D．粗细均可 （4）探究结束反思实验时，小明认为可以将钢丝换成易于拉长和缩短的橡皮筋更方便探究音调与弦的长度关系。你认为可行吗？为什么？ ； （5）二胡演奏时可通过手指按压、松开、滑动等指法配合产生优美旋律。图丁中小明两手指按压的是音符“3、4”位置，为发出“3”音符，他此时最简单合理的操作是： 。 二．探究声音产生和传播的实验（共5小题） 6．利用声现象的知识，回答以下问题： 小刚敲击一个音叉，如图1所示，现放大音叉的右臂，那么此音叉臂从最左端的A位置经过B位置到达C位置后，再由C位置再次经过B位置返回最左端，这样叫做振动一次。 (1)以下关于物体所做的机械运动，属于振动的是：______；（选填以下对应的字母） A．蝴蝶飞行时其翅膀的运动 B．地球围绕太阳做圆周运动 C．射出枪膛的子弹向前飞行的运动 D．用手拨动绷紧的橡皮筋，橡皮筋变“胖”变“虚” (2)物理学中用每秒内振动的次数—频率来描述物体振动的快慢。小刚从利用高速摄像机拍摄的录像中获知，音叉振动30720次所用的时间是2min，则音叉发出声音的频率是 Hz；利用手机的某个应用可以显示瞬间的声音波形图，仅由该音叉发声时，保持手机和音叉的位置均不变，在相同的设置下，小刚先后两次用手机显示其声音波形图，截屏如图2，可知手机接收到的声音的 （选填“音调”、“响度”、“音色”）发生了变化。 (3)在设计建造电影院时为了减少回声对观众听觉的干扰和影响，应尽量 （选填“增大”或“减少”）四周墙壁对声音的反射，因此电影院内四周墙壁表面要采用 （选填“柔软多孔”或“坚硬光滑”）的材料。 7．太阳光在通过透镜时会被会聚或发散，那么声音在传播中遇到不同介质时，会不会像光一样也被会聚或发散呢？ 在老师的帮助下，同学们用音叉、三个相同的气球（内部充有不同气体）、示波器、麦克风等器材设计了如图所示的实验装置，并进行了如下探究； ①调整音叉和麦克风之间的距离，让音叉发出的声音只通过空气传播，用麦克风将声音信号输入示波器，观察并记录此时的波形如图中的甲所示； ②分别将充有二氧化碳气体、空气和氢气的气球，依次放在音叉和麦克风之间，保持音叉和气球之间的距离不变，让音叉发出声音，记录示波器显示的波形如图中的乙、丙、丁所示； 分析以上实验过程和现象可知； （1）实验过程中，敲击音叉，使其发声，且应控制音叉发出声音的响度 （选填“相同”或“不同”）； （2）比较乙与甲后发现声波在通过充有二氧化碳气体的气球后，麦克风接收到的声音响度 （选填“变大”、“变小”或“不变”），说明此时充有二氧化碳气体的气球对声波具有会聚作用，比较丁与甲后，发现充有氢气的气球对声波具有 作用，由此猜测，声音与光可能之间存在某种对应关系； （3）实验后，同学们查阅资料了解到，生物体组织在激光照射下，会因升温膨胀而产生频率高于20000Hz的 声波，人的耳朵 （选填“能够”或“不能”）听到这种声音，生物医学上通过特殊介质和装置使这种声波集中并成像，克服纯光学成像的不足，更加有效地进行病情诊断、跟踪和治疗。 8．初二（1）班的同学分成若干个小组制作了隔音房模型，完成后甲、乙、丙三个小组想对比谁的模型隔音效果更好。他们把发出稳定声音（音调、响度与音色均保持不变）的同一部手机先后放入三组隔音房内；然后在距隔音房不同距离处放置声音接收器，并将收到的声音信号输入示波器。具体操作如图所示。 (1)往隔音房模型内部填充隔音材料，这是在 ___________控制噪声；（填字母） A．声源处 B．传播过程中 C．人耳处 (2)小江通过以上三个实验得出，丙小组的隔音房隔音效果更好，他的判断是否正确？ ，理由是： ； (3)请写出两种能使接收器上接收到的声音信号响度变小的方法： ① 、② ； (4)甲小组完成实验后将声音频率调高，响度和音色保持不变，则示波器上显示的波形可能是 。（填图中字母） 9．在比较材料的隔声性能实验中： (1)小茗和小岚在家中用手机铃声作为声源开展探究，他们准备利用人刚听不到声音时，人与声源的距离来进行比较，实验过程中他们应将手机铃声响度 （选填“调大”或“调小”）一些，同时在比较不同材料时手机铃声响度应 （选填“随材料而改变”或“保持不变”）。 (2)实验中小明选用了报纸、羽绒服、塑料袋、泡沫板等材料，把手机用不同材料包裹好塞满鞋盒，逐步远离声源，直至听不见声音为止，他们通过探究得到表格中的实验数据，根据数据可分析出这些材料中隔声性能最好的是 。 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 (3)两同学观察后发现粗糙的材料比平滑材料隔音性能 （选填“好”或“差”）。 (4)小茗想探究聚酯棉材料和海绵材料谁的隔声性能更好，利用原来的器材，设想如下方案：人距鞋盒一定距离处，先后比较人听到手机在两种材料的鞋盒里发出声音大小，小岚对此方案不赞同，她不赞同的理由是 。小岚在小茗的设想上进行了改进，设计了新的方案： ①分别用这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，她们在安静的环境下，如图乙所示，将“手机1”播放80dB的声音，先后置于两种隔音盒中，另一个“手机2”打开“噪声测试软件”，在距隔音盒不同距离的位置多次接收声音，并记录噪声测试软件所显示的声音分贝值;得出如表中的数据。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利用数据进行比较，得出 材料的隔声性能更强。 ④在探究实验中多次测量数据目的是 。 10．小明做“探究真空是否能传声”的实验，如图所示： （1）如下图把正在响铃的电铃放在玻璃罩内，在逐渐抽出玻璃罩内空气的过程中，会听到铃声逐渐变 ； （2）打开阀门，让空气逐渐进入玻璃罩内，又会听到铃声逐渐变 ； （3）推理过程：玻璃罩内空气越少，传出的声音越 ；，如果玻璃罩内被抽成真空后，就听不到电铃响铃的声音了； （4）结论：声音的传播需要 ；真空不能 ； （5）在实验中，用抽气机抽气 （选填“能”或“不能”）得到真空，实验的结论是通过 （选填字母）得出结论，这是我们再物理学中学习的第一个理想实现； A．推理假设 B．实验验证 （6）如下图所示，将正在发声的音叉接触系在细绳上的乒乓球，乒乓球被弹开，说明声音是由物体 产生的；用大小不同的力敲击音叉同一位置，音叉发出声音的 不同，同时观察到乒乓球被弹开的幅度不同，说明声音的响度与 有关； （7）小明推测，假如把下图的装置放在月球上，敲击右边音叉时，与左边音叉接触的乒乓球 弹起（选填“会”、“不会”或“有可能”）； （8）乒乓球在实验中的作用是使现象更容易观察。这种方法叫做 （选填“等效替代法”或“转换法”）； （9）敲击右边音叉，左边完全相同的音叉把乒乓球弹起，这个实验现象说明声音可以在 中传播； （10）小明还想利用家里的暖水瓶来探究真空能否传声。如下图所示是暖水瓶的简易剖面图，它的瓶胆夹壁中是真空，他把发声的芯片放入暖水瓶中，根据听到的声音进行判断，下列是他设计的几组比较因素，其中合理的是 ； A．将同一个暖水瓶塞上瓶塞和不塞瓶塞进行比较 B．用一个完好的和一个已经漏气的瓶胆进行比较 C．将音量大小不同的芯片先后放入瓶胆中进行比较 D．将同一个暖水瓶的瓶胆放在附近和远处进行比较 （11）石头落入水中，产生的水波向四周传播；发声的音叉接触水面，激起水波向四周传播。通过水波来研究声波，这种研究问题的方法为 法。 A．推理 B．类比 C．控制变量 D．转化 8 / 8 学科网（北京）股份有限公司 $$