专项03 声现象的实验探究问题（重点难点训练）物理新教材沪科版八年级全一册

**基本信息** 聚焦声现象实验探究，以“产生-传播-特性-创新”为逻辑主线，系统覆盖核心实验方法与科学探究素养。 **专项设计** |模块|题量/典例|题型特征|知识逻辑| |----|-----------|----------|----------| |声音的产生|4道|转换法（小球放大振动）|从振动本质切入，建立“发声体振动”物理观念| |声速传播|6道|实验推理法（真空铃实验）|探究传播介质，推导“真空不能传声”规律| |音调因素|10道|控制变量法（长度/粗细/材料）|分析频率影响因素，构建音调与振动快慢关系| |响度因素|4道|振幅观察（纸屑跳动高度）|通过振幅变化，理解响度与能量关系| |创新实验|4道|实际应用（隔音材料/回音壁）|综合运用科学方法解决实际问题，体现科学态度与责任|

专项03 声现象的实验探究问题 一、探究声音的产生的实验（4道题） 二、探究声速传播相关的实验（6道题） 三、探究影响音调高低因素的实验（10道题） 四、探究影响响度大小因素的实验（4道题） 五、声现象创新实验 （4道题） 一、探究声音的产生的实验（4道题） 1. 如图所示，在探究“声音是由物体振动产生的”实验中，将正在发声的音叉紧靠悬线下的轻质小球，发现小球被多次弹开。这样做是为了（   ） A．使音叉的振动尽快停下来 B．把声音的振动时间延迟 C．把音叉的微小振动放大，便于观察 D．使声波被多次反射形成回声 2. 如图所示，小丽用小锤敲击音叉，让发声的音叉接触竖直悬挂的乒乓球。 (1)实验时，小丽既能听到音叉发出的声音，又能观察到乒乓球 。通过实验可初步得出：声音是由物体的振动产生的。 (2)乒乓球在实验中起到的作用是 ，这种思维方法叫做 （选填“控制变量法”或“转换法”）。 (3)如果小丽用手握住正在发声的音叉， （选填“能”或“不能”）听到声音。 3. 为了探究声音产生的原因，小明和小华一起做了几个实验：小明把手放在喉咙处，大声讲话，感觉喉头振动了；小华把发声的音叉放在水中，可以激起水花，如图甲所示。   （1）由此可以得出的结论：___________； （2）小华同学用手使劲敲桌子，发出很大的响声，但是她看到桌子几乎没有振动，为了使看到的实验现象更明显，你的改进方法是：___________； （3）小明、小华又提出了这样一个问题：声音是怎样传播到远处的？针对这一问题，他们经过认真的思考，提出了两种猜想： ①声音的传播需要介质；②声音的传播不需要介质； 究竟哪一种猜想是正确的呢？小明他们进行了如下的实验：如图乙所示，随着向外不断抽气，结果发现手机铃声越来越_______（填“大”或“小”），由此现象可以推理：猜想_______是正确的。 4. 为了探究声音产生的原因,小明和小丽一起做了几个实验：小明把手放在喉咙处,大声讲话,感觉喉头振动了；小丽把发声的音叉放在水中,可以激起水花． （1）通过对上面的种种实验现象的分析,能得出声音是由 产生． （2）小华同学,用手敲鼓,他知道声音是由鼓面的 发出的,但是他看到鼓面几乎没有什么异样为了使看到的实验现象更明显,他在鼓面上撒些小纸团,撒小纸团目的是 ． （3）小明、小丽等同学在探究上述问题之后,又提出这样一个问题：声音是怎样从发声物体传播到远处的？针对这一问题,他们经过认真地思考,提出了两种猜想： ①声音要传播出去,需要别的物质做媒介； ②声音要传播出去,不需要什么物质做媒介． 究竟哪一种猜想是正确的呢？小明他们进行了如下的实验： 把正在响铃的手机放在玻璃罩内,再逐渐抽出玻璃罩内空气的过程中,会听到铃声逐渐 ． 再打开阀门,让空气逐渐进入玻璃罩内,又会听到铃声逐渐 ． 推理过程：玻璃罩内空气越少,传出的声音越 ,如果玻璃罩内抽成真空后,就听不到手机响铃的声音了． 结论： ． 由此现象可以推得猜想 是正确的． 二、探究声速传播相关的实验（6道题） 1. 如图所示，把正在发声的扬声器放入连接抽气装置的透明玻璃罩中，能看到扬声器上方的泡沫塑料不断地跳动，说明声音是由物体的________而产生的，扬声器的声音通过________传到我们耳中，罩内空气不断减少，最后几乎听不到声音了，泡沫塑料________（选填“不跳动”或“持续跳动”），因此我们可以推理得出________。 2．如图所示，将正在发声的手机放入连通于抽气机的密闭玻璃瓶内。 （1）我们听到的声音是由于发声体________而产生的； （2）用抽气机把玻璃瓶内的空气逐渐抽出的过程中，听到的声音将会________（选填“逐渐增强”、“逐渐减弱”或“保持不变”）； （3）假设玻璃瓶内的空气全部被抽出，则_____（选填“能”或“不能”）听到手机发出的声音； （4）分析实验现象，可得结论：________中不能传声，这一结论的得出主要运用了________（选填“控制变量”、“转换”或“实验推理”）的方法。 3. 如图所示是探究“声音的传播”实验装置： （1）交流讨论： ①在玻璃钟罩内的木塞上，放一个正在发声的音乐闹铃，此时我们能听到音乐； ②用抽气设备抽钟罩内空气，在抽气的过程中，你听到音乐声将会 （选填“变大”“不变”或“变小”）； （2）实验结论：声音的传播需要 ，声音在 中不能传播。 4. 某兴趣小组的甲、乙、丙三位同学合作估测常温下声音在空气中的传播速度。 （1）他们选择了鼓（含鼓槌）做实验，除了这种器材外，至少还需要的实验器材是卷尺和 ； （2）如图所示，甲负责敲鼓、乙负责计时、丙负责听声。实验步骤如下，请你将实验 操作步骤D补充完整： A．量出200m的直线距离s并做记录； B．甲同学用力敲一下鼓，乙同学看到敲鼓的同时开始记时； C．当负责听声的丙同学听到鼓声时立即喊“停”； D．乙同学 ； E．将测得的时间t记录下来； F．重复做上述实验两次，计算出三次测量声音速度v的大小并求出平均值v′。 （3）请写出造成本实验误差的原因之一： 。5. 在探究声音的传播时，对课本的实验进行改进，如图。 （1）为了避免声音通过底部固体传出，利用磁悬浮装置使发声体悬浮于空中，A磁体上端为N极，则B磁体下端为______极； （2）将内部充有少量空气的气球口系紧，并悬挂于玻璃罩内壁，实验过程发现气球体积变大，说明罩内气压变______； （3）罩内空气不断减少，最后几乎听不到声音了，但发声体上方的轻质小球照旧跳动，说明发声体仍在______； （4）本实验无法抽成绝对真空，需在实验基础上，进一步推理得出：真空______传声。写出一个运用类似研究方法的实验：______。 6．某兴趣小组的甲、乙、丙三位同学合作估测常温下声音在空气中的传播速度。 （1）他们选择了鼓（含鼓槌）做实验，除这器材外，至少还需要的实验器材是 　　和 　　。 （2）如图1所示，甲负责敲鼓、乙负责计时、丙负责听声。实验步骤如下，请你将实验操作的步骤B补充完整。 A、量出甲、乙两人之间的直线距离s，并记录； B、甲同学用力敲一下鼓，乙同学在 　 　时立即开始记时； C、负责听声的丙同学听到鼓声时就立即喊“停”，听到丙同学“停”的指令，乙同学立即按停秒表； D、将测得的时间t记录下来； E、计算出声音的速度v声，则v声（速度）＝　 　（文字表达也可以）。 （3）实验过后，三位同学反思自己的实验过程，认识到用这样的方法所测量的声音传播时间可能不是很准确度，原因是：　 　。 （4）挫折使人进步，甲、乙两同学通过网上交流，认识到手机软件在实验中可以发挥神奇的功效，于是他们下载了一款名为Phyphox的物理实验手机软件继续进行实验。该软件能够自动记录下所接收到的两次响声之间的时间间隔，当手机接收到第一次响声时能自动开始计时，当再次接收到响声时能自动停止计时，而且它对声音的响应非常灵敏，计时可精确到0.001s。下面是他们俩第二次实验的过程（如图2）： A、找一空旷的广场，分别站于间距为s的A、B两处，打开手机软件做好计时准备。 B、甲先在自己的手机边击掌一次，乙听到甲的击掌声后，也在自己手机边击掌一次。 C、查看甲、乙两手机记录下的时间值，分别为t甲、t乙。问： ①本实验中两手机所记录的时间大小关系是t甲　　t乙（＞/＝/＜）。 ②测得空气中声音的传播速度v声＝　 　。（用t甲、t乙、s表示） 三、探究影响音调高低因素的实验（10道题） 1. 如下图所示的风铃有七根长短不同的小棍，物理王兴趣的同学在敲打小棍时，发现它们发出的声音不同，经研究可得：如表一所示是同一铁棍在不同长度L时敲击的振动频率f0。 实验序号 ① ② ③ ④ ⑤ L（cm） 5 10 15 20 25 f0（Hz） 700 500 400 300 200 （1）判断同一铁棍长度L与音调的关系，并说明理由________。 （2）要用这种材料做一个乐器，发出do re mi fa so laxi的音时，re的音小于500Hz，请你判断该乐器的长度________10cm（选填“大于”或“等于”或“小于”）。 2. 为了研究同一钢制琴弦发出声音的音调与哪些因素有关，可利用如图所示的实验装置进行实验。 一块厚木板上有A、B两个楔支撑着琴弦， 琴弦的一端固定在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），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）根据实验数据可知，第_________次实验中琴弦发声的音调最低； （2）分析数据可以发现，该实验研究的是琴弦发声的音调与琴弦的_______和松紧程度这两个因素的关系； （3）第3次实验长度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）在上述探究的基础上，再选用一根与钢制琴弦粗细相同的长为 0.4m的涤纶琴弦， 来探究音调与琴弦的材料的关系，则实验中应悬挂重物_________个。 3. 小明在观察如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下表所示： 实验次数 1 2 3 4 钢丝直径/mm 2 1 1 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次实验发出声音的音调低，则小明可得出结论：当弦的_______相同时，弦越_______，音调越高； （3）为了探究某一猜想，关于第4次钢丝的粗细选择，必须是_______（填序号） A. 1mm B. 2mm C. 1mm或2mm均可 4. 在学习古筝演奏的过程中，小红发现琴弦发出声音的音调高低是受各种因素影响的。她和同学们对此进行讨论，经讨论，同学们认为琴弦发声的音调与下列因素有关： ①琴弦的横截面积；②琴弦的长短；③琴弦的材料。 为了验证讨论的结果，同学们找到了以下几种琴弦。 编号 材料 长度（cm） 横截面积（） 编号 材料 长度（cm） 横截面积（） A 铜 60 0.76 E 铜 80 1.02 B 铜 60 0.89 F 铜 100 0.76 C 铜 60 1.02 G 尼龙 80 1.02 D 铜 80 0.76 H 尼龙 100 1.00 （1）小红选用了A、D、F三根琴弦，是为了研究音调的高低与_________关系。 （2）要验证音调的高低与琴弦横截面积的关系，应选_________三根琴弦。 （3）如果要用三根琴弦来验证音调高低与琴弦的材料的关系，还要添加一根钢琴弦，它的长度应该为________cm、横截面积为________。 （4）发声体振动的快慢是一个重要的物理量，它决定所发声音调的高低。物体振动越快所发出声音的音调越________。 5．弦乐器中会使用一定量的木材。木材受空气湿度、温度等环境因素的影响会发生形变，固定在木材上面的弦的松紧就会改变，因而影响乐器发出的声音。为了保持弦乐器发音的准确性，需要对弦乐器进行定期检查和适当调整，改变弦的松紧程度，使音调升高或降低，直至达到标准音。弦乐器的音调还与弦的长短、粗细、及弦的材料有关。利用各种不同规格的弦探究影响弦乐器音调高低的实验数据如表所示。 编号 材料 长度/m 横截面积/mm2 振动的频率/Hz A 铜 60 2.89 1088 B 铜 60 1.02 2088 C 铜 80 1.02 1918 D 钢 80 1.02 2468 （1）一架古筝在空气湿度较大的房间放置过久，它的音调不太准确，主要原因可能是古筝弦的 发生改变； （2）表中振动频率的高低反映了弦振动发音 （选填“音调”或“响度”）的高低； （3）选用表中B、C两根弦，可以探究弦发声的音调与弦的 （选填“长短”、“粗细”或“材料”）的关系； （4）分析实验数据可知，在其他条件相同时， （选填“铜”或“钢”）材料制成的琴弦发出声音的音调较高。 6．某兴趣小组计划探究“铝棒的发声”，同学们使用一根光滑的实心铝棒，一只手捏住铝棒的中间部位，另一只手的拇指和食指沾少许松香粉，在铝棒表面有手捏部位向外端摩擦。可以听见铝棒发出声音，而且发现在不同情况下铝棒发声的频率是不同的，为了探究铝棒发声频率的影响因素，该兴趣小组找到不同规格的铝棒、虚拟示波器等器材进行探究，实验前同学们提出了以下猜想： 猜想A：铝棒发声的频率可能和铝棒的横截面积有关 猜想B：铝棒发声的频率可能和铝棒的长度有关 猜想C：铝棒发声的频率可能和手捏铝棒的部位有关 为了验证猜想，同学们选择了多根铝棒，每次均捏住铝棒的中间部位，由手捏部位向外端摩擦，实验所得的数据记录于表格中，在2%的误差允许范围内（频率相差在70Hz以内）的测量值可以认为是相等的。 实心铝棒 铝棒长度L/×10﹣2m 横截面积S/×10﹣5m2 频率f/Hz 1 50 2.9 3700 2 71 2.9 3500 3 78 2.9 3146 4 91 2.9 2700 5 105 2.9 2375 6 71 5.2 3530 7 78 11.7 3134 （1）分析表格中数据，根据_________两组实验可知，铝棒的发声频率与横截面积是_________的（选填“有关”或“无关”）； （2）分析表中前5组数据可知，猜想B是_________（选填“正确”或“错误”）的； （3）以上分析中采用的研究方法是_______________； （4）同学们从表格中的数据很难得出频率f与长度L之间的关系，于是他们利用图像法处理数据，画出了频率f与长度的倒数1/L的关系图像如图所示，分析可知，发生频率f与铝棒的长度成_________（选填“正比”或“反比”）； （5）同学们又通过实验探究了铝棒发声的频率和手捏铝棒部位的关系，在实验过程中，有同学们将发声的铝棒一端插入水中，可以看到______________现象，有同学用手迅速握住正在发声的铝棒，可以听见声音很快衰减，原因是________________________。 7. 某研究小组利用一些长短、粗细不同的琴弦，进行探究“音调和哪些因素有关”的活动。他们选用的琴弦长度、材料在图1中已标出[其中琴弦的直径（即粗细）关系：a=c=d<b]，并且每根琴弦固定在音箱上的松紧程度一致。    （1）若他们想研究“音调的高低与琴弦长度的关系”应选择琴弦 和 （填字母）； （2）若选择琴弦a和b，则是为了研究 ； （3）某同学选择琴弦b和c研究“琴弦音调高低与材料的关系”，是否可行? ，原因是 ； （4）如图2所示，是声音输入到示波器上时显示振幅与时间关系的波形。其中声音音调相同的是 和 ，响度相同的是 和 。      8. 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 9．某同学在吉他演奏中发现，琴弦发出的音调与弦线的长度、粗细和松紧程度有关。 (1)于是他利用弦音计做研究，如图1所示，其中a、b、c、d四根弦线的松紧程度相同。 ①若他选择b、d两弦线做实验，则研究的目的是探究音调与弦线 的关系； ②若他要研究音调与弦线粗细的关系，则应选择 和 两弦线做实验； ③小明研究后得出结论：在其他条件相同的情况下，弦线越长，发出的音调 ；弦线越粗，发出的音调越低； (2)请你据图2判断，在材料和松紧程度相同的情况下，分别按住A点、B点、C点后用大小相同的力拨动琴弦，音调最高的是按住 点，最低的是按住 点。 10．请阅读下面一段短文后，认真思考并回答有关问题。如图所示，小明和小刚用细棉线连接了两个可乐饮料的纸杯制成了一个“土电话”。 （1）他们用“土电话”能实现10m间的通话，这表明 　 　 ； （2）某研究小组利用以上两个纸杯和一些长短、粗细不同的琴弦，又进行了探究“音调和哪些因素有关”的活动，他们选用的琴弦长度、材料在图中已标出（其中琴弦的横截面积关系：a＝c＝d＜b），并且每根琴弦固定在“音箱”上的松紧程度一致。 ①若他们想研究“音调的高低与琴弦长度”的关系应选择琴弦 　　 ； ②若选择琴弦a和b，则是为了研究 　 　 ； ③若有同学选择c和d进行研究，并推理得出：琴弦长度越长，振动越慢，音调就越低的结论，该同学探究过程中存在什么问题？　 　 。 四、探究影响响度大小因素的实验（4道题） 1. 某同学用钢尺探究声音的特征分别与什么因素有关时，做了以下实验： （1）拨动钢尺，观察到钢尺伸出桌面的部分在振动，同时听到钢尺拍打桌面发出的声音，操作中存在的问题是_______； （2）用手拨动钢尺，钢尺会发出声音。若伸出长度______（填“相同”或“不同”）时，用不同的力拨动钢尺，用力较大时，声音的_______会增大； （3）改变钢尺伸出桌面的长度，用大小________（填“相同”或“不同”）的力拨动钢尺，钢尺振动的快慢不同，听到的声音不同。钢尺伸出桌面的长度越长，声音听起来越______（填“高昂”或“低沉”），这说明音调与声源振动的_______有关。 2．如图是小明利用大鼓和碎纸屑来探究声现象时的情景： (1)在实验中鼓面上放碎纸屑的目的是 ； (2)如果加大力度敲击大鼓， 鼓声会变大， 碎纸屑跳动高度变大， 该现象说明： 物体的 越大， 声音的响度越 ； (3)战鼓在古代战争中被广泛应用， 鼓声响起时战士们内心备受鼓舞， 这说明声音能传递 （填“信息”或“能量”）。 3．某同学在探究音调和响度与什么因素有关时，做了以下实验： (1)如图甲所示，用硬纸片在钢锯齿上滑动，钢锯齿发出声音是由于锯齿___________产生的；滑动速度越快，发出声音的音调越___________（选填“高”、“低”或“不变”）； (2)如图乙所示，用一只手将锯条压在桌沿上，用另一只手轻拨锯条一端；保持锯条伸出桌面的长度不变，再用力拨锯条，听其响度会___________（选填“变大”、“变小”或“不变”）。其中“保持锯条伸出桌面的长度不变”是为了保持声音的___________（选填“音调”、“响度”或“音色”）不变； (3)若将此实验移到月球表面去做，回答下列问题：听到和看到的现象分别是___________（填字母）。 A．既能听到声音，又能看到硬纸片振动 B．不能听到声音，但能看到硬纸片振动 C．既不能听到声音，也不能看到硬纸片振动 4．按要求填空。 （1）如图﹣1所示，把正在发声的音叉靠近悬挂的静止乒乓球，看到乒乓球被反复弹起，说明发声的物体在 　　 ，用不同的力敲击音叉，发现音叉发出的声音越大，乒乓球被弹起的高度越大，从而得出结论：振幅越大，声音的 　　 越大。 （2）如图﹣2所示，小明在探究速度的变化时，拍摄了两个小球运动过程的频闪照片，闪光时间间隔为1s，图上数字为闪光时刻编号，则不可能做匀速直线运动的是小球 　　 （选填“A”或“B”）；小球A和B在第1s至第6s这段时间间隔内的平均速度关系应为：vA　　 （选填“＝”“＞”或“＜”）vB。 五、声现象创新实验 （4道题） 1. （2026江苏苏州）北京天坛是著名的声学建筑奇观，天坛回音壁是一堵圆形高墙，在其内部，东西配殿对称分布在黄穹宇中轴线的两侧，三音石位于回音壁的圆心位置，图甲为其俯视图。当人在三音石中心P点处击掌，可以听到三个或更多清晰的回声，故名“三音石”。 某研究团队在一安静时段，于P点处击掌，通过仪器记录P点处接收到的声音信息，如图乙所示。请回答下列问题： （1）建筑物墙壁表面较光滑，有利于声波发生________。 （2）分析可知，接收到的第一个回声是经东西两配殿墙面反射产生的，若P点与两配殿墙面距离均为d，空气中声速为v，从击掌到接收到该回声所用时间________。 （3）仪器记录到的第二个回声为回音壁的第一次反射声，其振幅比接收到的第一个回声大，除了墙壁光滑外，还因为回音壁的________。 （4）第三个回声来自于________的反射。 2. 随着生活水平的日益提高，不少场所的装修会考虑声学吸音效果。小明同学想比较几种常见装修材料的吸音性能，他找来厚度相同的四种小块材料（聚酯棉、软木、泡沫塑料和海绵），进行了如图所示实验．桌面上放一个玻璃杯，在玻璃杯下分别放上待测试的小块材料，敲击玻璃杯，仔细比较玻璃杯发出的声音大小。 （1）为控制实验过程中敲击玻璃杯的力大小相同，小明的 做法你认为更合理。 A．将悬挂在细线下的小球拉到同一高度释放去敲击玻璃杯。 B．手拿小锤子，用相同的力度敲击玻璃杯。 （2）小明的实验数据记录如下表所示： 材料种类 聚酯棉 软木 泡沫塑料 海绵 玻璃杯发声大小 最小 最大 较大 较小 最强 最弱 较弱 较强 你认为表中空格处应填入 。 （3）小明实验中的四种材料，仅从吸音性能的角度考虑，最适合隔音墙装修的是 。 3．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。 （7）为降低电影院中的噪声，请根据本实验结果提出一条合理化的建议：　 　。 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 　 　 （选填“较安静”或“较吵闹”）的环境下，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，得出如表所示的数据。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 83.4 （3）利用数据进行比较，得出 　 　 材料的隔音性能更强。 （4）本探究实验中多次测量数据的目的是 　 　 。 （5）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，方案一：让人站在距隔音盒一定距离处，比较 　　 （填字母）。方案二：让人一边听声音，一边向后退，直至听不见声音为止，比较 　　 （填字母）。最佳的是方案 　　 ，理由是 　 　 。 A.此处距隔音盒的距离 B.所听见声音的响度 C.所听见声音的音调 D.所听见声音的音色 （6）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。 2 / 2 学科网（北京）股份有限公司 $ 专项03 声现象的实验探究问题 一、探究声音的产生的实验（4道题） 二、探究声速传播相关的实验（6道题） 三、探究影响音调高低因素的实验（10道题） 四、探究影响响度大小因素的实验（4道题） 五、声现象创新实验 （4道题） 一、探究声音的产生的实验（4道题） 1. 如图所示，在探究“声音是由物体振动产生的”实验中，将正在发声的音叉紧靠悬线下的轻质小球，发现小球被多次弹开。这样做是为了（   ） A．使音叉的振动尽快停下来 B．把声音的振动时间延迟 C．把音叉的微小振动放大，便于观察 D．使声波被多次反射形成回声 【答案】C 【解析】正在发声的音叉与不发声的音叉的区别在于：正在发声的音叉在振动，而不发声的音叉没有振动；由于音叉振动的幅度过小，人眼无法直接观察和区分，所以用“转换法”将这个实验效果进行放大；可以将正在发声的音叉紧靠悬线下的轻质小球，发现小球被多次弹起，这样就可以把音叉的微小振动放大，便于观察；故ABD不符合题意，C符合题意。故选 C。 2. 如图所示，小丽用小锤敲击音叉，让发声的音叉接触竖直悬挂的乒乓球。 (1)实验时，小丽既能听到音叉发出的声音，又能观察到乒乓球 。通过实验可初步得出：声音是由物体的振动产生的。 (2)乒乓球在实验中起到的作用是 ，这种思维方法叫做 （选填“控制变量法”或“转换法”）。 (3)如果小丽用手握住正在发声的音叉， （选填“能”或“不能”）听到声音。 【答案】(1)被弹开 (2) 将音叉的振动放大 转换法 (3)不能 【解析】（1）实验时，小丽既能听到音叉发出的声音，又能观察到乒乓球多次弹开，乒乓球被弹开反映了音叉的振动，通过实验可初步得出：声音是由物体振动产生的。 （2）音叉的振动幅度太小，不便于观察，乒乓球在实验中起到的作用是将音叉的振动放大，把不便于观察的现象转换为便于观察的现象，这种思维方法叫做转换法。 （3）声音是由物体振动产生的，振动停止，发声停止，如果小丽用手握住正在发声的音叉，音叉停止振动，将不能听到声音。 3. 为了探究声音产生的原因，小明和小华一起做了几个实验：小明把手放在喉咙处，大声讲话，感觉喉头振动了；小华把发声的音叉放在水中，可以激起水花，如图甲所示。   （1）由此可以得出的结论：___________； （2）小华同学用手使劲敲桌子，发出很大的响声，但是她看到桌子几乎没有振动，为了使看到的实验现象更明显，你的改进方法是：___________； （3）小明、小华又提出了这样一个问题：声音是怎样传播到远处的？针对这一问题，他们经过认真的思考，提出了两种猜想： ①声音的传播需要介质；②声音的传播不需要介质； 究竟哪一种猜想是正确的呢？小明他们进行了如下的实验：如图乙所示，随着向外不断抽气，结果发现手机铃声越来越_______（填“大”或“小”），由此现象可以推理：猜想_______是正确的。 【答案】（1） 声是由物体的振动产生的（2） 在桌上放一些小纸屑 （3）小 ① 【解析】（1）讲话时声带在振动，音叉发声使水振动，都能证明声音是由物体振动产生的。 （2）桌子是较大的物体，桌子的振动不易观察，可转换为桌面上小纸屑的振动，所以可在桌子上放一些小纸屑。 （3）当把玻璃罩内的空气逐渐抽出时，传声介质越来越少，所以传声效果越来越不好，实验过程中听到的声音越来越小，由此现象可以推理：当空气全部抽出时，就听不到声音了，故可得结论：声音的传播需要介质；即猜想①是正确的。 4. 为了探究声音产生的原因,小明和小丽一起做了几个实验：小明把手放在喉咙处,大声讲话,感觉喉头振动了；小丽把发声的音叉放在水中,可以激起水花． （1）通过对上面的种种实验现象的分析,能得出声音是由 产生． （2）小华同学,用手敲鼓,他知道声音是由鼓面的 发出的,但是他看到鼓面几乎没有什么异样为了使看到的实验现象更明显,他在鼓面上撒些小纸团,撒小纸团目的是 ． （3）小明、小丽等同学在探究上述问题之后,又提出这样一个问题：声音是怎样从发声物体传播到远处的？针对这一问题,他们经过认真地思考,提出了两种猜想： ①声音要传播出去,需要别的物质做媒介； ②声音要传播出去,不需要什么物质做媒介． 究竟哪一种猜想是正确的呢？小明他们进行了如下的实验： 把正在响铃的手机放在玻璃罩内,再逐渐抽出玻璃罩内空气的过程中,会听到铃声逐渐 ． 再打开阀门,让空气逐渐进入玻璃罩内,又会听到铃声逐渐 ． 推理过程：玻璃罩内空气越少,传出的声音越 ,如果玻璃罩内抽成真空后,就听不到手机响铃的声音了． 结论： ． 由此现象可以推得猜想 是正确的． 【答案】（1） 振动（2） 振动 发声振动转换成鼓面上小纸屑的振动易于观察（3） 减小 变大 小 声音的传播需要介质,真空不能传声 ① 【解析】(1)讲话是声带的振动，音叉发声使水振动，都能证明声音是由物体振动产生的． (2)用手敲鼓,声音是由鼓面的振动发出的． 为了使看到的实验现象更明显，在鼓面上撒些小纸团，撒小纸团目的是显示鼓面的振动，这是放大法(转换法)的运用； (3)a.把正在响铃的手机放在玻璃罩内，再逐渐抽出玻璃罩内空气的过程中，会听到铃声逐渐减弱． b.再打开阀门，让空气逐渐进入玻璃罩内，又会听到铃声逐渐变大． c.进一步推理：玻璃罩内空气越少，传出的声音越越小，如果玻璃罩内抽成真空后，就听不到手机响铃的声音了． d.得出结论：声音不能在真空中传播． 由此现象可以推得猜想“①声音要传播出去，需要别的物质做媒介”是正确的． 二、探究声速传播相关的实验（6道题） 1. 如图所示，把正在发声的扬声器放入连接抽气装置的透明玻璃罩中，能看到扬声器上方的泡沫塑料不断地跳动，说明声音是由物体的________而产生的，扬声器的声音通过________传到我们耳中，罩内空气不断减少，最后几乎听不到声音了，泡沫塑料________（选填“不跳动”或“持续跳动”），因此我们可以推理得出________。 【答案】 振动 空气 持续跳动 真空不能传声 【解析】由于声音是由物体的振动产生的，所以把正在发声的扬声器放入连接抽气装置的透明玻璃罩中，能看到扬声器上方的泡沫塑料不断地跳动。 因为声音的传播需要介质，空气可以传声，所以扬声器的声音是通过空气传到我们耳中的；罩内空气不断减少，泡沫塑料仍然持续跳动，最后几乎听不到声音了，因此我们可以推理得出真空不能传声。 2．如图所示，将正在发声的手机放入连通于抽气机的密闭玻璃瓶内。 （1）我们听到的声音是由于发声体________而产生的； （2）用抽气机把玻璃瓶内的空气逐渐抽出的过程中，听到的声音将会________（选填“逐渐增强”、“逐渐减弱”或“保持不变”）； （3）假设玻璃瓶内的空气全部被抽出，则_____（选填“能”或“不能”）听到手机发出的声音； （4）分析实验现象，可得结论：________中不能传声，这一结论的得出主要运用了________（选填“控制变量”、“转换”或“实验推理”）的方法。 【答案】（1）振动；（2）逐渐减弱；（3）不能；（4）真空；实验推理 【解析】（1）声音由物体振动产生，我们听到的声音是由于发声体振动而产生的。 （2）声音的传播需要介质，用抽气机把玻璃瓶内的空气逐渐抽出的过程中，玻璃瓶内的空气逐渐减少，听到的声音将会逐渐减弱。 （3）假设玻璃瓶内的空气全部被抽出，玻璃瓶内为真空状态，则不能听到手机发出的声音。 （4）分析实验现象，可进一步推理得出当玻璃瓶内的空气全部被抽出，不能听到手机发出的声音，说明真空中不能传声，这一结论的得出主要运用了实验推理的方法。 3. 如图所示是探究“声音的传播”实验装置： （1）交流讨论： ①在玻璃钟罩内的木塞上，放一个正在发声的音乐闹铃，此时我们能听到音乐； ②用抽气设备抽钟罩内空气，在抽气的过程中，你听到音乐声将会 （选填“变大”“不变”或“变小”）； （2）实验结论：声音的传播需要 ，声音在 中不能传播。 【答案】 （1） 变小 （2） 介质 真空 【详解】（1）②声音的传播需要介质，用抽气设备抽钟罩内空气，在抽气的过程中，传声介质越来越少，听到的声音就越来越小。 （2）由实验可得出结论，声音的传播需要介质，没有介质时声音无法传播，即声音在真空中不能传播。 4. 某兴趣小组的甲、乙、丙三位同学合作估测常温下声音在空气中的传播速度。 （1）他们选择了鼓（含鼓槌）做实验，除了这种器材外，至少还需要的实验器材是卷尺和 ； （2）如图所示，甲负责敲鼓、乙负责计时、丙负责听声。实验步骤如下，请你将实验 操作步骤D补充完整： A．量出200m的直线距离s并做记录； B．甲同学用力敲一下鼓，乙同学看到敲鼓的同时开始记时； C．当负责听声的丙同学听到鼓声时立即喊“停”； D．乙同学 ； E．将测得的时间t记录下来； F．重复做上述实验两次，计算出三次测量声音速度v的大小并求出平均值v′。 （3）请写出造成本实验误差的原因之一： 。 【答案】（1）停表；（2）停止计时；（3）时间测量不准确。 【解析】（1）因为速度是表示物体运动快慢的物理量，物体的运动快慢涉及两个量，一个是运动的路程，一个是运动的时间，因此测量时间用停表（秒表、钟表）；测量路程用卷尺； （2）当负责听声的丙同学听到鼓声立即喊“停”时，乙同学立刻停止计时，否则记录的时间较长，从而影响到实验效果，误差会更大；因此乙同学立刻停止计时； （3）为避免实验的偶然性，试验次数最少为3次，由于误差是客观存在的，造成测量有误差的原因一般来说主要是由于客观和主观的影响，如测量工具、测量方法、测量者不同，在测量时即使估读到分度值的下一位，眼睛也不可能估读得非常正确；测量仪器不可能造得十分精确，环境的温度、湿度对测量仪器都有影响，这些都是造成误差的原因。 5. 在探究声音的传播时，对课本的实验进行改进，如图。 （1）为了避免声音通过底部固体传出，利用磁悬浮装置使发声体悬浮于空中，A磁体上端为N极，则B磁体下端为______极； （2）将内部充有少量空气的气球口系紧，并悬挂于玻璃罩内壁，实验过程发现气球体积变大，说明罩内气压变______； （3）罩内空气不断减少，最后几乎听不到声音了，但发声体上方的轻质小球照旧跳动，说明发声体仍在______； （4）本实验无法抽成绝对真空，需在实验基础上，进一步推理得出：真空______传声。写出一个运用类似研究方法的实验：______。 【答案】（1）N （2）小 （3）振动 （4）不能 探究牛顿第一定律 【解析】（1）磁悬浮装置是利用同名磁极相互排斥的原理工作的，因此A磁体上端为N极，则与之相对的B磁体下端应为N极。 （2）气球口系紧，气球内部空气的质量一定，当体积不变时气压不变，当气球外部气压变小时，气球内部气压大于外部气压，内部空气将气球向外压，则气球的体积变大，因此发现气球体积变大时，说明罩内气压变小。 （3）轻质小球放在发声体上，由转换法可知，轻质小球跳动说明发声体在振动。 （4）声音传播需要介质，真空不能传声，实验中得出此结论运用了实验推理法。在研究牛顿第一定律时，得出“一切物体在没有受到力的作用时，总保持静止或匀速直线运动”这一结论，也运用了实验推理法，因为不受力的物体是不存在的。 6．某兴趣小组的甲、乙、丙三位同学合作估测常温下声音在空气中的传播速度。 （1）他们选择了鼓（含鼓槌）做实验，除这器材外，至少还需要的实验器材是 　　和 　　。 （2）如图1所示，甲负责敲鼓、乙负责计时、丙负责听声。实验步骤如下，请你将实验操作的步骤B补充完整。 A、量出甲、乙两人之间的直线距离s，并记录； B、甲同学用力敲一下鼓，乙同学在 　 　时立即开始记时； C、负责听声的丙同学听到鼓声时就立即喊“停”，听到丙同学“停”的指令，乙同学立即按停秒表； D、将测得的时间t记录下来； E、计算出声音的速度v声，则v声（速度）＝　 　（文字表达也可以）。 （3）实验过后，三位同学反思自己的实验过程，认识到用这样的方法所测量的声音传播时间可能不是很准确度，原因是：　 　。 （4）挫折使人进步，甲、乙两同学通过网上交流，认识到手机软件在实验中可以发挥神奇的功效，于是他们下载了一款名为Phyphox的物理实验手机软件继续进行实验。该软件能够自动记录下所接收到的两次响声之间的时间间隔，当手机接收到第一次响声时能自动开始计时，当再次接收到响声时能自动停止计时，而且它对声音的响应非常灵敏，计时可精确到0.001s。下面是他们俩第二次实验的过程（如图2）： A、找一空旷的广场，分别站于间距为s的A、B两处，打开手机软件做好计时准备。 B、甲先在自己的手机边击掌一次，乙听到甲的击掌声后，也在自己手机边击掌一次。 C、查看甲、乙两手机记录下的时间值，分别为t甲、t乙。问： ①本实验中两手机所记录的时间大小关系是t甲　　t乙（＞/＝/＜）。 ②测得空气中声音的传播速度v声＝　 　。（用t甲、t乙、s表示） 【答案】（1）卷尺；停表；（2）看到甲敲击鼓面；；（3）停表操作反应的误差；（4）①＞；② 【解析】（1）估测常温下声音在空气中的传播速度，需要测量路程和时间，而在一定时间内声音传播的路程较大，所以测量路程需要用卷尺，测量时间需要用精确度较高的停表； （2）光速比声速快，声音的传递也需要时间，所以看到甲敲击鼓面开始计时更准确；速度是路程与时间的比值，即v声＝； （3）测量声音传播的时间可能不是很准确，其原因是停表操作反应的误差； （4）①由记录的过程可知，t甲比t乙多记录声音传播的时间，即t甲＞t乙； ②声音从A传递到B所需时间为： ， 测得空气中声音的传播速度为： ＝。 三、探究影响音调高低因素的实验（10道题） 1. 如下图所示的风铃有七根长短不同的小棍，物理王兴趣的同学在敲打小棍时，发现它们发出的声音不同，经研究可得：如表一所示是同一铁棍在不同长度L时敲击的振动频率f0。 实验序号 ① ② ③ ④ ⑤ L（cm） 5 10 15 20 25 f0（Hz） 700 500 400 300 200 （1）判断同一铁棍长度L与音调的关系，并说明理由________。 （2）要用这种材料做一个乐器，发出do re mi fa so laxi的音时，re的音小于500Hz，请你判断该乐器的长度________10cm（选填“大于”或“等于”或“小于”）。 【答案】 （1）L越长音调越低（频率随长度增加而减小，频率小即音调低） （2）大于 【解析】（1）由表格数据可知，当铁棒的长度越长时，振动的频率越低，音调越低；当铁棒的长度越短时，振动的频率越高，音调越高。 （2）由表格数据可知，当铁棒的长度为10cm时，振动的频率为500Hz，当铁棒的长度小于10cm时，振动的频率大于500Hz，音调高于re；当铁棒的长度大于10cm时，振动的频率小于500Hz，音调低于re；所以，要用这种材料做一个乐器，发出do re mi fa so la xi的音时，re的音小于500Hz，该乐器的长度应大于10cm。 2. 为了研究同一钢制琴弦发出声音的音调与哪些因素有关，可利用如图所示的实验装置进行实验。 一块厚木板上有A、B两个楔支撑着琴弦， 琴弦的一端固定在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），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）根据实验数据可知，第_________次实验中琴弦发声的音调最低； （2）分析数据可以发现，该实验研究的是琴弦发声的音调与琴弦的_______和松紧程度这两个因素的关系； （3）第3次实验长度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）在上述探究的基础上，再选用一根与钢制琴弦粗细相同的长为 0.4m的涤纶琴弦， 来探究音调与琴弦的材料的关系，则实验中应悬挂重物_________个。 【答案】（1） 2 （2） 长度（3） 0.8 松紧程度 （4）1、2 越长（5） 2 【解析】（1）由表格中的数据可知，则第2次实验中琴弦振动频率最低，音调最低。 （2）表中数据中，弦的长度不同和松紧程度不同，故是研究弦发声的音调与琴弦的长度和弦的松紧程度的关系。 （3）2、3两次实验中，弦的松紧程度不同，所以要探究弦的音调和弦的松紧程度的关系，应当控制长度不变，所以长度为0.8m。 （4）当在松紧程度相同时，探究的是弦的音调和弦长之间的关系，所以需要分析1、2两次实验数据，得到：在松紧程度相同时，琴弦越长，发出声音的音调越低。 （5）探究音调与弦的材料的关系时，应控制长度和重物相同，由于是0.4m的涤纶琴弦，所以增加的这组实验可与第1次实验对比，所以所挂重物的个数为2。 3. 小明在观察如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下表所示： 实验次数 1 2 3 4 钢丝直径/mm 2 1 1 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次实验发出声音的音调低，则小明可得出结论：当弦的_______相同时，弦越_______，音调越高； （3）为了探究某一猜想，关于第4次钢丝的粗细选择，必须是_______（填序号） A. 1mm B. 2mm C. 1mm或2mm均可 【答案】（1）松紧程度 （2） 粗细 松紧和长度 细 （3）C 【解析】（1）实验中在钢丝末端悬挂不同数目的钩码，这是为了改变钢丝的松紧程度。因为钩码的重量会使钢丝产生不同的张力，从而影响其松紧。 （2）观察第1、2两次实验。这两次实验中，钢丝的长度和松紧程度都是相同的，唯一不同的是钢丝的直径（粗细）。因此，这两次实验是为了探究音调与弦的粗细关系。拨动后发现第1次实验（钢丝直径为2mm）发出声音的音调低，由此可以得出结论：当弦的松紧和长度相同时，弦越细，音调越高。 （3）为了探究音调与弦的长度的关系，需要保持钢丝的粗细和松紧程度相同，只改变钢丝的长度。观察表格发现，第4次实验与第1或2次实验相比，钢丝的松紧程度相同，但长度不同，故钢丝的直径选1mm或2mm均可。故选C。 4. 在学习古筝演奏的过程中，小红发现琴弦发出声音的音调高低是受各种因素影响的。她和同学们对此进行讨论，经讨论，同学们认为琴弦发声的音调与下列因素有关： ①琴弦的横截面积；②琴弦的长短；③琴弦的材料。 为了验证讨论的结果，同学们找到了以下几种琴弦。 编号 材料 长度（cm） 横截面积（） 编号 材料 长度（cm） 横截面积（） A 铜 60 0.76 E 铜 80 1.02 B 铜 60 0.89 F 铜 100 0.76 C 铜 60 1.02 G 尼龙 80 1.02 D 铜 80 0.76 H 尼龙 100 1.00 （1）小红选用了A、D、F三根琴弦，是为了研究音调的高低与_________关系。 （2）要验证音调的高低与琴弦横截面积的关系，应选_________三根琴弦。 （3）如果要用三根琴弦来验证音调高低与琴弦的材料的关系，还要添加一根钢琴弦，它的长度应该为________cm、横截面积为________。 （4）发声体振动的快慢是一个重要的物理量，它决定所发声音调的高低。物体振动越快所发出声音的音调越________。 【答案】（1）长度 （2）A、B、C （3） 80 1.02 （4）高 【解析】（1）由表中数据可知，A、D、F三根琴弦的材料相同，横截面积相同，长度不同，所以选用A、D、F三根琴弦是为了研究音调高低与琴弦长度的关系。 （2）要验证音调的高低与琴弦横截面积的关系，应该控制长度、材料相同，改变横截面积，由表中数据可知，应该选择A、B、C三根琴弦。 （3）要用三根琴弦来验证音调的高低与琴弦的材料的关系，应该控制长度和横截面积相同，改变材料，由表中数据可知，使钢琴线的长度为80cm，横截面积为1.02，可以选择C、G和钢琴线来验证。 （4）音调与振动快慢有关，振动越快，音调越高。 5．弦乐器中会使用一定量的木材。木材受空气湿度、温度等环境因素的影响会发生形变，固定在木材上面的弦的松紧就会改变，因而影响乐器发出的声音。为了保持弦乐器发音的准确性，需要对弦乐器进行定期检查和适当调整，改变弦的松紧程度，使音调升高或降低，直至达到标准音。弦乐器的音调还与弦的长短、粗细、及弦的材料有关。利用各种不同规格的弦探究影响弦乐器音调高低的实验数据如表所示。 编号 材料 长度/m 横截面积/mm2 振动的频率/Hz A 铜 60 2.89 1088 B 铜 60 1.02 2088 C 铜 80 1.02 1918 D 钢 80 1.02 2468 （1）一架古筝在空气湿度较大的房间放置过久，它的音调不太准确，主要原因可能是古筝弦的 发生改变； （2）表中振动频率的高低反映了弦振动发音 （选填“音调”或“响度”）的高低； （3）选用表中B、C两根弦，可以探究弦发声的音调与弦的 （选填“长短”、“粗细”或“材料”）的关系； （4）分析实验数据可知，在其他条件相同时， （选填“铜”或“钢”）材料制成的琴弦发出声音的音调较高。 【答案】（1）松紧程度；（2）音调；（3）长短；（4）钢。 【解析】（1）一架古筝在空气湿度较大的房间放置过久，木材吸水膨胀，导致固定在木材上面的弦的松紧就会改变，因而影响乐器发出的声音。 （2）声音音调的高低与声源振动的频率有关，声源振动的频率越高，声音的音调越高，所以表中振动频率的高低反映了弦振动发音音调的高低。 （3）由表中数据可知，B、C两根弦材料和横截面积相同而长短不同，可以探究弦发声的音调与弦的长短的关系。 （4）C、D两根弦长度和横截面积相同而材料不同，由表中数据可知，D弦振动的频率更高，发出声音的音调更高，故在其他条件相同时，钢材料制成的琴弦发出声音的音调较高。 6．某兴趣小组计划探究“铝棒的发声”，同学们使用一根光滑的实心铝棒，一只手捏住铝棒的中间部位，另一只手的拇指和食指沾少许松香粉，在铝棒表面有手捏部位向外端摩擦。可以听见铝棒发出声音，而且发现在不同情况下铝棒发声的频率是不同的，为了探究铝棒发声频率的影响因素，该兴趣小组找到不同规格的铝棒、虚拟示波器等器材进行探究，实验前同学们提出了以下猜想： 猜想A：铝棒发声的频率可能和铝棒的横截面积有关 猜想B：铝棒发声的频率可能和铝棒的长度有关 猜想C：铝棒发声的频率可能和手捏铝棒的部位有关 为了验证猜想，同学们选择了多根铝棒，每次均捏住铝棒的中间部位，由手捏部位向外端摩擦，实验所得的数据记录于表格中，在2%的误差允许范围内（频率相差在70Hz以内）的测量值可以认为是相等的。 实心铝棒 铝棒长度L/×10﹣2m 横截面积S/×10﹣5m2 频率f/Hz 1 50 2.9 3700 2 71 2.9 3500 3 78 2.9 3146 4 91 2.9 2700 5 105 2.9 2375 6 71 5.2 3530 7 78 11.7 3134 （1）分析表格中数据，根据_________两组实验可知，铝棒的发声频率与横截面积是_________的（选填“有关”或“无关”）； （2）分析表中前5组数据可知，猜想B是_________（选填“正确”或“错误”）的； （3）以上分析中采用的研究方法是_______________； （4）同学们从表格中的数据很难得出频率f与长度L之间的关系，于是他们利用图像法处理数据，画出了频率f与长度的倒数1/L的关系图像如图所示，分析可知，发生频率f与铝棒的长度成_________（选填“正比”或“反比”）； （5）同学们又通过实验探究了铝棒发声的频率和手捏铝棒部位的关系，在实验过程中，有同学们将发声的铝棒一端插入水中，可以看到______________现象，有同学用手迅速握住正在发声的铝棒，可以听见声音很快衰减，原因是________________________。 【答案】（1）2和6；无关；（2）正确；（3）控制变量法；（4）反比；（5）水花四溅；振幅减小，响度减小。 【解析】（1）比较表格中的铝棒2和6的实验数据可知，在铝棒的长度相同，横截面积不同时，振动发声的频率均在2%的误差允许范围内（频率相差在70Hz以内），故频率是相同的，故结论为：铝棒的发声频率与横截面积是无关的。 （2）分析表中前5组数据可知，铝棒横截面积相同，铝棒的长度逐渐增大，频率随着减少，可以分析猜想B的正确的。 （3）实验中探究铝棒发声的频率与铝棒的长度、铝棒的横截面积、手捏铝棒部位的关系，控制一种物理量变化，探究其与频率的关系，所以应用了控制变量法。 （4）由图象可知，频率f与长度的倒数1/L的关系是一条直线，即成正比，故发声频率f与铝棒的长度L的关系是成反比。 （5）有同学们将发声的铝棒一端插入水中，铝棒振动，故可以看到水花四溅；有同学用手迅速握住正在发声的铝棒，可以听见声音很快衰减，原因是铝棒的振幅减小，响度减小。 7. 某研究小组利用一些长短、粗细不同的琴弦，进行探究“音调和哪些因素有关”的活动。他们选用的琴弦长度、材料在图1中已标出[其中琴弦的直径（即粗细）关系：a=c=d<b]，并且每根琴弦固定在音箱上的松紧程度一致。    （1）若他们想研究“音调的高低与琴弦长度的关系”应选择琴弦 和 （填字母）； （2）若选择琴弦a和b，则是为了研究 ； （3）某同学选择琴弦b和c研究“琴弦音调高低与材料的关系”，是否可行? ，原因是 ； （4）如图2所示，是声音输入到示波器上时显示振幅与时间关系的波形。其中声音音调相同的是 和 ，响度相同的是 和 。      【答案】（1） a d （2） 音调高低跟粗细的关系（3） 不可行 没有控制粗细相同（4） 甲 乙 乙 丁 【解析】（1）在每根琴弦固定在音箱上的松紧程度一致的条件下，琴弦音调跟弦的长度、材料、粗细有关，在探究琴弦音调和其中一个因素的关系时，要控制其它因素不变。研究音调高低和琴弦长度的关系，要保持材料和粗细相同，故选择a和d。 （2）a和b材料和长度相同，而粗细不同，故选择a和b是为了探究音调高低跟粗细的关系。 （3）研究“琴弦音调高低与材料的关系”要控制琴弦长度和粗细相同，而琴弦b和c粗细不相同，故不可行，原因是没有控制粗细相同。 （4）对比甲、乙可知，波的疏密程度相同，说明振动快慢（频率）相同，故甲乙声音的音调相同。 对比乙、丁可知，振动的幅度相同，即振幅相同，故乙、丁声音的响度相同。 8. 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】（1） 升高 （2） 降低 （3） 音调越低 （4） 495 【解析】（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）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）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）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 9．某同学在吉他演奏中发现，琴弦发出的音调与弦线的长度、粗细和松紧程度有关。 (1)于是他利用弦音计做研究，如图1所示，其中a、b、c、d四根弦线的松紧程度相同。 ①若他选择b、d两弦线做实验，则研究的目的是探究音调与弦线 的关系； ②若他要研究音调与弦线粗细的关系，则应选择 和 两弦线做实验； ③小明研究后得出结论：在其他条件相同的情况下，弦线越长，发出的音调 ；弦线越粗，发出的音调越低； (2)请你据图2判断，在材料和松紧程度相同的情况下，分别按住A点、B点、C点后用大小相同的力拨动琴弦，音调最高的是按住 点，最低的是按住 点。 【答案】(1)长度 a b 低 (2)A B 【解析】（1）由图示可知，弦线b、d的材料和粗细相同而长度不同，选择弦线b、d进行实验可以探究音调高低与弦线长度的关系。 要探究音调的高低与弦线粗细的关系，应控制弦线的材料和长度均相同而粗细不同，可以选琴弦a、b。 在其他条件相同的情况下，即材料、粗细相同时，弦线越长，发出的音调低。在其他条件相同的情况下，即材料、长度相同时，弦线越粗，发出的音调越低。 （2）由题可知，在其他条件相同的情况下，弦线越长，发出的音调越低；弦线越粗，发出的音调越低；由图2可知，B点的振动部分最粗、也最长，则B点振动的频率最小，即音调最低；A点的振动部分细、也最短，则A点振动的频率最高，即音调最高。 10．请阅读下面一段短文后，认真思考并回答有关问题。如图所示，小明和小刚用细棉线连接了两个可乐饮料的纸杯制成了一个“土电话”。 （1）他们用“土电话”能实现10m间的通话，这表明 　 　 ； （2）某研究小组利用以上两个纸杯和一些长短、粗细不同的琴弦，又进行了探究“音调和哪些因素有关”的活动，他们选用的琴弦长度、材料在图中已标出（其中琴弦的横截面积关系：a＝c＝d＜b），并且每根琴弦固定在“音箱”上的松紧程度一致。 ①若他们想研究“音调的高低与琴弦长度”的关系应选择琴弦 　　 ； ②若选择琴弦a和b，则是为了研究 　 　 ； ③若有同学选择c和d进行研究，并推理得出：琴弦长度越长，振动越慢，音调就越低的结论，该同学探究过程中存在什么问题？　 　 。 【答案】（1）固体能够传播声音；（2）①ad；②音调与横截面积的关系；③没有控制材料相同。 【解析】（1）土电话能实现10m间通话，声音是通过棉线传递的，说明固体能够传声。 （2）①要探究音调高低与琴弦长度的关系，应选择材料和粗细相同，长度不同的琴弦进行实验，所以应选择琴弦a和d。 ②琴弦a和b的材料及长度相同，粗细不同，选择这两根琴弦进行实验，是为了探究音调高低与琴弦横截面积的关系。 ③琴弦c和d的材料、长度不同，粗细相同，要探究音调与琴弦长度的关系，应保持琴弦的材料相同。该同学探究过程中没有控制材料相同。 四、探究影响响度大小因素的实验（4道题） 1. 某同学用钢尺探究声音的特征分别与什么因素有关时，做了以下实验： （1）拨动钢尺，观察到钢尺伸出桌面的部分在振动，同时听到钢尺拍打桌面发出的声音，操作中存在的问题是_______； （2）用手拨动钢尺，钢尺会发出声音。若伸出长度______（填“相同”或“不同”）时，用不同的力拨动钢尺，用力较大时，声音的_______会增大； （3）改变钢尺伸出桌面的长度，用大小________（填“相同”或“不同”）的力拨动钢尺，钢尺振动的快慢不同，听到的声音不同。钢尺伸出桌面的长度越长，声音听起来越______（填“高昂”或“低沉”），这说明音调与声源振动的_______有关。 【答案】（1）没有压紧钢尺钢尺拍打桌子发声 （2） 相同 响度 （3） 相同 低沉 频率 【解析】（1）同时听到钢尺拍打桌面发出的声音，存在的问题是没有压紧钢尺，钢尺拍动桌子振动发声。 （2）探究响度与振幅之间的关系，需要控制钢尺伸出的长度相同，用不同的力拨动钢尺，当钢尺振动的幅度变大时，声音的响度会变大。 （3）改变钢尺伸出桌面的长度，探究声音的音调与振动频率之间的关系，需要用相同的力拨动钢尺。 [钢尺伸出桌面的长度越长，钢尺越不容易振动，振动的频率会降低，声音的音调会变低，说明音调与发声体振动的频率有关。 2．如图是小明利用大鼓和碎纸屑来探究声现象时的情景： (1)在实验中鼓面上放碎纸屑的目的是 ； (2)如果加大力度敲击大鼓， 鼓声会变大， 碎纸屑跳动高度变大， 该现象说明： 物体的 越大， 声音的响度越 ； (3)战鼓在古代战争中被广泛应用， 鼓声响起时战士们内心备受鼓舞， 这说明声音能传递 （填“信息”或“能量”）。 【答案】(1)将鼓面微小振动放大 (2) 振幅 大 (3)信息 【解析】（1）鼓面上放碎纸屑是运用转换法，将微小振动进行放大。 （2）加大力度敲击大鼓，碎纸屑跳动高度变大，即鼓面振动的幅度越大，此时声音的响度较大，该现象说明：物体的振幅越大，声音的响度越大。 （3）声音能够传递信息和能量，鼓声响起时战士们内心备受鼓舞， 利用了声音能传递信息。 3．某同学在探究音调和响度与什么因素有关时，做了以下实验： (1)如图甲所示，用硬纸片在钢锯齿上滑动，钢锯齿发出声音是由于锯齿___________产生的；滑动速度越快，发出声音的音调越___________（选填“高”、“低”或“不变”）； (2)如图乙所示，用一只手将锯条压在桌沿上，用另一只手轻拨锯条一端；保持锯条伸出桌面的长度不变，再用力拨锯条，听其响度会___________（选填“变大”、“变小”或“不变”）。其中“保持锯条伸出桌面的长度不变”是为了保持声音的___________（选填“音调”、“响度”或“音色”）不变； (3)若将此实验移到月球表面去做，回答下列问题：听到和看到的现象分别是___________（填字母）。 A．既能听到声音，又能看到硬纸片振动 B．不能听到声音，但能看到硬纸片振动 C．既不能听到声音，也不能看到硬纸片振动 【答案】(1) 振动 高 (2) 变大 音调 (3)B 【解析】（1）声音是由物体的振动产生的；图甲中，用硬纸片在钢锯齿上滑动，锯齿发出声音是由于锯齿振动产生的。 滑动速度越大，硬纸片振动得越快，振动频率越大，音调越高。 （2）图乙中，用一只手将锯条压在桌沿上，用另一只手轻拨锯条一端，听其响度；保持锯条伸出桌面的长度不变，再用力拨锯条，锯条的振幅增大，所以响度变大。 实验过程中“保持锯条伸出桌面的长度不变”，是为了保持锯条振动的频率不变，即音调不变。 （3）若将此实验移到月球表面去做，因为真空不能传播声音，所以我们只能看到能看到硬纸片振动，但不能听到声音，故B符合题意，AC不符合题意。故选B。 4．按要求填空。 （1）如图﹣1所示，把正在发声的音叉靠近悬挂的静止乒乓球，看到乒乓球被反复弹起，说明发声的物体在 　　 ，用不同的力敲击音叉，发现音叉发出的声音越大，乒乓球被弹起的高度越大，从而得出结论：振幅越大，声音的 　　 越大。 （2）如图﹣2所示，小明在探究速度的变化时，拍摄了两个小球运动过程的频闪照片，闪光时间间隔为1s，图上数字为闪光时刻编号，则不可能做匀速直线运动的是小球 　　 （选填“A”或“B”）；小球A和B在第1s至第6s这段时间间隔内的平均速度关系应为：vA　　 （选填“＝”“＞”或“＜”）vB。 【答案】（1）振动；响度；（2）A；＝。 【解析】（1）如图﹣1所示，把正在发声的音叉靠近悬挂的静止乒乓球，看到乒乓球被反复弹起，说明发声的物体在振动，用不同的力敲击音叉，发现音叉发出的声音越大，乒乓球被弹起的高度越大，从而得出结论：振幅越大，声音的响度越大。 （2）如图﹣2所示，小明在探究速度的变化时，拍摄了两个小球运动过程的频闪照片，闪光时间间隔为1s，图上数字为闪光时刻编号，则不可能做匀速直线运动的是小球A，因为在每秒钟通过的路程不相等； 小球A和B在第1s至第6s这段时间间隔内通过的路相等，都为s＝4m，所以它们的平均速度关系应为：vA＝vB。 五、声现象创新实验 （4道题） 1. （2026江苏苏州）北京天坛是著名的声学建筑奇观，天坛回音壁是一堵圆形高墙，在其内部，东西配殿对称分布在黄穹宇中轴线的两侧，三音石位于回音壁的圆心位置，图甲为其俯视图。当人在三音石中心P点处击掌，可以听到三个或更多清晰的回声，故名“三音石”。 某研究团队在一安静时段，于P点处击掌，通过仪器记录P点处接收到的声音信息，如图乙所示。请回答下列问题： （1）建筑物墙壁表面较光滑，有利于声波发生________。 （2）分析可知，接收到的第一个回声是经东西两配殿墙面反射产生的，若P点与两配殿墙面距离均为d，空气中声速为v，从击掌到接收到该回声所用时间________。 （3）仪器记录到的第二个回声为回音壁的第一次反射声，其振幅比接收到的第一个回声大，除了墙壁光滑外，还因为回音壁的________。 （4）第三个回声来自于________的反射。 【答案】（1）反射 （2） （3）面积大 （4）回音壁 【解析】（1）光滑墙壁对声波的吸收作用弱，更有利于声波发生反射，才能形成清晰的回声。 （2）回声需要从P点传播到配殿墙面，再反射回P点，总路程为，根据速度公式​，可得时间。 （3）回音壁是圆形高墙，整体反射面积比东西配殿大，能反射的声波能量更多，被分散损耗的声波更少，到达P点的声波能量就更集中，振幅也就更大。 （4）第一个回声是配殿反射，第二个是回音壁的第一次反射；经回音壁第一次反射回到P的声波，会再次向外传播到回音壁，经二次反射后回到P点，就是记录到的第三个回声，因此第三个回声来自回音壁的二次反射。 2. 随着生活水平的日益提高，不少场所的装修会考虑声学吸音效果。小明同学想比较几种常见装修材料的吸音性能，他找来厚度相同的四种小块材料（聚酯棉、软木、泡沫塑料和海绵），进行了如图所示实验．桌面上放一个玻璃杯，在玻璃杯下分别放上待测试的小块材料，敲击玻璃杯，仔细比较玻璃杯发出的声音大小。 （1）为控制实验过程中敲击玻璃杯的力大小相同，小明的 做法你认为更合理。 A．将悬挂在细线下的小球拉到同一高度释放去敲击玻璃杯。 B．手拿小锤子，用相同的力度敲击玻璃杯。 （2）小明的实验数据记录如下表所示： 材料种类 聚酯棉 软木 泡沫塑料 海绵 玻璃杯发声大小 最小 最大 较大 较小 最强 最弱 较弱 较强 你认为表中空格处应填入 。 （3）小明实验中的四种材料，仅从吸音性能的角度考虑，最适合隔音墙装修的是 。 【答案】（1） A （2） 吸音性能（3） 聚酯棉 【解析】（1）小球的位置越高，下落时敲击玻璃杯发出声音越大，实验中为控制敲击玻璃杯的力度相同，必须把小球拉到同一高度释放去敲击玻璃杯，而B很难保证敲击玻璃杯的力度相同。故A正确。 （2）本实验比较的是不同材料的吸音性能，因此表格中应该填入吸音性能。 （3）吸音效果的好坏通过玻璃杯被敲击发出的声音的大小反应出来，聚酯棉垫在杯子底下时发出声音最小，因此它的吸音性能最好，适合装修隔音墙用。 【点睛】本题通过实验的形式探究不同材料的吸音性能，考查了学生实验探究的能力，并且注重了控制变量法的应用。 3．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。 （7）为降低电影院中的噪声，请根据本实验结果提出一条合理化的建议：　 　。 【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；（7）使用较松软的隔音材料进行装修。 【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）实验时要保证各种不同的隔音材料包裹的厚度相同； （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）在控制噪声的方法分类中，“隔音”是在传播过程中减弱噪声； （7）为降低电影院中噪声，可使用较松软的隔音材 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 　 　 （选填“较安静”或“较吵闹”）的环境下，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，得出如表所示的数据。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 83.4 （3）利用数据进行比较，得出 　 　 材料的隔音性能更强。 （4）本探究实验中多次测量数据的目的是 　 　 。 （5）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，方案一：让人站在距隔音盒一定距离处，比较 　　 （填字母）。方案二：让人一边听声音，一边向后退，直至听不见声音为止，比较 　　 （填字母）。最佳的是方案 　　 ，理由是 　 　 。 A.此处距隔音盒的距离 B.所听见声音的响度 C.所听见声音的音调 D.所听见声音的音色 （6）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。 【答案】（1）聚酯棉和海绵的大小不同，厚度不同；（2）较安静；响度；（3）聚酯棉；（4）寻找普遍规律；（5）B；A；A；人距隔音盒一定距离处，先后比较人听到手机1在两种材料的隔音盒里发出声音大小，这个很难比较；人边听声音边后退，直至听不到手机1发出的声音为止，这个方法容易做到；（6）传播过程中。 【解析】（1）用两种材料做的隔音盒大小，厚度应该相同，这用到了控制变量法，从图中可以看出，制作的错误之处是两种材料大小不同，厚度不同； （2）比较聚酯棉材料和海绵材料的隔音性能，应避免外界噪声的干扰，在较安静的环境下进行实验；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； （3）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； （4）本探究实验中多次测量数据目的是寻找普遍规律，避免实验结果的偶然性； （5）比较材料的隔音性能，可以在相同的距离比较听到声音的响度，即选B；也可以听到声音的响度相同时比较距离声源的远近，即选A；人距隔音盒一定距离处，先后比较人听到手机1在两种材料的隔音盒里发出声音大小，这个很难比较；人边听声音边后退，直至听不到手机1发出的声音为止，这个方法容易做到，故选A； （6）录播室的墙壁使用了隔音材料，这是在传播过程中减弱噪声。 2 / 2 学科网（北京）股份有限公司 $