第3章 声现象（举一反三·单元测试）物理新教材沪科版（五四学制）八年级上册

**基本信息** 《声现象》单元卷，70分钟100分，以生活情境、科技应用及文化素材为载体，覆盖声音产生与传播、特性、超声次声等核心知识，注重物理观念与科学思维培养，适配初中单元复习。 **题型特征** |题型|题量/分值|知识覆盖|命题特色| |----|-----------|----------|----------| |选择题|12/24|真空传声、音调、音色、噪声控制|结合音乐会、电子驱蚊器等真实情境| |填空题|4/24|回声、空气柱音调、声波波形|融入天坛声学、自制哨子实验| |解答题|6/52|实验探究（音叉/钢尺）、声速计算、超声测距|设计琴弦音调影响因素等探究题，培养科学探究与推理能力|

第3章《声现象》单元测试卷 （考试时间：70分钟 试卷满分：100分） 一、选择题（本题共12小题，每小题2分，共24分。在每小题给出的四个选项中，只有一项是符合题目要求的） 1．真空铃实验，经过推理得到的结论是（     ） A．固体能够传声 B．真空不能传声 C．声音由物体振动产生 D．液体可以传播声音 2．古筝弹奏前，可使用调音器（如图）辅助调音。古筝调音是为了调整声音的（     ） A．音调 B．响度 C．音色 D．音速 3．2025年5月16日，“青春就这Young”2025怒江夏日青春音乐会在泸水市精彩上演。音乐会上，听众能根据歌声辨别出唱歌的歌手，是依据歌手发出声音的（　　） A．音调 B．响度 C．音色 D．传播速度 4．噪声对我们的学习及生活有很大的影响，以下措施中属于在声源处减弱噪声的是（     ） A．剧院内墙采用吸音材料装饰 B．工人戴上防噪声耳罩 C．教室安装隔音窗帘 D．在摩托车上安装消声器 5．下列现象中，属于利用声传递信息的是（     ） A．用超声波清洗精密机械 B．用超声波击碎人体内的结石 C．医生用听诊器为病人检查身体 D．用超声波加工硬度特别高的工件 6．关于超声波和次声波，下列说法正确的是（     ） A．超声波的频率低于20Hz，次声波的频率高于20000Hz B．超声波和次声波都不能在真空中传播 C．医生用“B超”检查身体，利用的是次声波传递信息的特性 D．地震、台风发生时会产生超声波，可据此监测灾害 7．我们生活在一个充满声音的世界中，关于声音的下列说法正确的是（         ） A．诗句“不敢高声语，恐惊天上人”中“高”是指声音的响度大 B．这首歌调太高，我唱不上去中的“高”是指响度大 C．“闻其声知其人”说明可以根据音调来判断说话者 D．判断音乐是哪种乐器演奏依据的是声音的响度 8．生活中我们每时每刻都在与声打交道，以下有关声的叙述，正确的是（     ） A．甲图中人类用语言表达信息、情感并进行交流，说明声音能够传递能量 B．乙图中暖气管能把敲击声传遍楼内各处，说明固体能传播声音 C．丙图中利用声呐确定鱼群的位置，是利用声音传递能量 D．丁图中发声扬声器旁的烛焰晃动，说明声音能传递信息 9．如图所示，四个相同的玻璃瓶里装水，水面高度不同，用嘴贴着瓶口吹气。如果能分别吹出“dou（1）”“ruai（2）”“mi（3）”“fa（4）”四个音阶，则与这四个音阶相对应的瓶子的序号是（     ） A．甲、乙、丙、丁 B．乙、丙、甲、丁 C．丙、乙、甲、丁 D．丁、丙、乙、甲 10．如图所示，这是一款电子驱蚊器，通电时会模拟蚊虫天敌的声音，发出频率在22000~55000Hz的声波，从而吓退蚊虫。下列有关这种电子驱蚊器的说法正确的是（     ） A．发出的是超声波 B．发出的是次声波 C．发出的声音可以在真空中传播 D．吓退蚊虫是利用了声音可以传递能量 11．中国古老乐器的演奏蕴含了声学智慧。下列乐器演奏手法与其主要改变的声音特性，对应正确的是（     ） A．编钟：敲击大、小钟体——改变响度 B．古琴：拨动不同粗细琴弦——改变音调 C．古笛：按压不同的笛孔——改变音色 D．陶埙：改变吹气的力度——改变音调 12．一辆汽车在有固定测速仪的路段匀速直线行驶，如图所示。测速仪每隔0.9s向汽车发出一次超声波信号，第一次发出信号到测速仪接收到经汽车反射回来的信号用时0.4s，第二次发出信号到测速仪接收到经汽车反射回来的信号用时0.6s，超声波的速度是340m/s，则下列说法正确的是（     ） A．汽车是向靠近测速仪方向行驶的 B．汽车接收到第一次信号时，距测速仪136m C．汽车在接收到两次信号间隔过程中，行驶了34m D．此路段限速120km/h，该汽车在此次监测过程中没有超速 二、填空题（本题共4题，每空2分，共24分） 13．如图所示的装置中，桌面上左、右两边各放置一音叉，敲响右边音叉，与左边完全相同的音叉叉股接触的泡沫塑料球弹起来，这一现象可以说明左边的音叉也在___________。而我们并没有敲左边的音叉，这就证明了右边音叉的振动是靠空气传给了左边相同的音叉。如果这个实验在月球上做则___________听到声音，___________看到小球被弹起。（后两空填“能”或“不能”） 14. 小星在参观完北京的天坛后发现了很多的声学现象，请你完成下列问题。 (1)在回音壁，小星对着墙说话，另一个人在回音壁的很多位置都能听到声音，原理如图甲所示，说明声音在传播过程中遇到障碍物会被__________。 (2)小星又到圜丘顶层的天心石（如图乙所示）上说话，听到的声音格外响亮，这是建筑师利用了声音的__________，使__________与原声混在一起，声音得到加强造成的效果。 15．小红同学用筷子捆扎棉花制成简易活塞，插入两端开口的塑料管中做成哨子（如图所示）。用嘴吹管的上端使其发声，此声音是由________振动产生的；上下推拉活塞改变了管内空气柱的________，从而改变了哨音的_______（选填A“音调”、B“响度”或C“音色”）。 16．如图所示是甲、乙两音叉声波的波形图，其中__________声波的频率较高（选填“甲”或“乙”）。冬天可以用加湿器增加空气的湿度，加湿器发出的__________（选填“超声波”或“次声波”）将水“打碎”变成水雾状扩散到空气中，这说明声音能够传递__________（选填“信息”或“能量”）。 三、解答题（本题共6小题，共52分） 17．下图是三组声现象小实验：甲音叉接触乒乓球、乙真空铃、丙拨动钢尺。 （1）甲实验中乒乓球被弹开，说明声音是由物体_________产生的；乒乓球的作用是_________； （2）乙实验中，逐渐抽出罩内空气，听到闹钟铃声逐渐_________，推理可得_________； （3）丙实验中，保持拨动钢尺的力度不变，改变钢尺伸出桌面的长度，是探究_________与_________的关系。 18．小提琴是由两端固定的琴弦产生振动而发声的，如图甲所示。为了研究同一根钢制琴弦发声的音调与哪些因素有关，可利用图乙所示的实验装置。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L。将钢制琴弦的末端固定在木板O点，另一端通过滑轮T悬挂不同个数的相同重物，重物个数越多，琴弦绷得越紧。轻轻拨动琴弦，在AB间产生振动，并用仪器测出发声频率。 次序 长度L/m 重物/个 频率f/Hz 1 0.4 2 375 2 0.8 2 170 3 4 265 （1）小组同学得到了表格中的数据，则第____________次实验中琴弦发声的音调最高。 （2）分析数据可以发现，该小组同学研究的是琴弦发声的音调与琴弦的____________和琴弦的松紧程度这两个因素的关系。 （3）当表格中的空格数据为____________时，可用2、3两次实验来研究琴弦发声的音调和琴弦的____________的关系。 （4）分析____________两次实验数据可以发现：当松紧程度相同时，琴弦越_______（长/短），琴弦发声的音调越高。 （5）在上述探究的基础上，他们又选用一根与钢制琴弦粗细相同的尼龙琴弦，控制A、B间琴弦振动部分长度为0.4m，来探究音调与琴弦的材料的关系，则需要悬挂重物_______个。本实验采用的主要研究方法是__________（控制变量法/转换法/推理法）。 19. 声音传播的速度与弹性介质的种类和状况关系极大，通常说的声速340m/s，其传播介质是15℃的标准空气。事实上，我们身边的空气是不可能“标准”的，它的状况与各种气象要素的组合（也就是天气的状况）密不可分。如表是空气中声速随温度变化的数据。 空气温度/℃ -20 -10 0 10 20 30 声音速度/（m/s） 318 324 330 336 342 348 （1）根据图表中的信息，分析、论证空气中的声速与温度之间的关系：声速随着温度的升高而______（选填“加快”或“减慢”）。 （2）下列图像能描述声音在空气中的传播速度与气温关系的是______。由此推断，25℃时，声音在空气中的传播速度是______m/s。 A．     B． C．     D． （3）当飞机的飞行速度接近周围空气中的声速时会受到相当大的阻力。上世纪中期，人们就尝试进行超音速飞行，在飞机速度有限的情况下，______（选填“高温”或“低温”）天气的情况下试验更容易成功。 （4）0℃时，小明站在一个较大的山谷里，想估测山谷的宽度。他大喊一声后经过0.2s听到右面山崖反射回来的声音，经过0.4s才听到左面山崖反射回来的声音。求：（按计算题格式写出标准的计算过程） ①小明距右侧山崖的距离是多少？ ②这个山谷的宽度是多少？ 20. 如图所示是一种身高测量仪，传感器固定在竖直杆顶部，当传感器竖直向下发射超声波时， 经下方物体反射接收到反射波。已知空气中声速约为340 m/s。求：（按计算题格式写出标准的计算过程） （1）测高台无物体时，传感器发射超声波后收到回声的时间。（小数点后保留3位） （2）小刚站在测高台时，传感器从发射到接收信号的时间为0.004 s，小刚的身高。 21. 人能够听到声音的频率范围从20Hz到20000Hz。低于20Hz的声音叫次声波，高于20000Hz 的声音叫超声波。超声波具有指向性好、反射能力强、能量集中等特点，可用于测距、测速等。如图所示为猫和大象的发声和听觉的频率范围，请你从图中所给信息来回答下列问题。 （1）超声波测速是利用了超声波的指向性好、能量集中、 _________等特点； （2）宇航员在月球上_________ （选填“能”或“不能”）利用超声波测定两山之间的距离； （3）科考船对某海域的海底形状利用声呐系统进行了测绘。具体方法是：在经过该海域水平面等间距的A、B 、C、D 、E五个位置时，向海底定向发射超声波，测得回收信号的时间分别为0.30s、0.16s 、0.30s 、0.14s 、0.30s 。根据时间，求出海底与海平面的距离，就可以绘出海底的大致形状，则该海域海底的大致形状如图中的（   ）（选填字母） A． B． C． D． （4）大象发声的频率主要是集中在_______（选填“超声波”或“次声波”）所在的频率范围内； （5）如果有地震发生，能感知到地震发出的声是大象，还是猫? __________ 22．我们可用下述方法测量金属直管的声速：在金属直管的一端敲一下，在金属直管的另一端听到两次响声，金属直管长，两次响声间隔，如果当时空气中的声速是，问： （1）声音在空气中传播的时间是______s； （2）声音在金属直管中传播的速度是______m/s； （3）如果在一根材料相同的金属直管的一端敲一下，另一端能听到两次声音，则这根管的长度至少为_______m（结果保留位小数）。[如果两次声音到达人耳的先后时间间隔大于（或等于），人耳就能把这两次声音分辨开，如果两次声音到达人耳的先后时间间隔小于，人耳就只能听到一次声音] 1 / 1 学科网（北京）股份有限公司 学科网（北京）股份有限公司 $ 第3章《声现象》单元测试卷 （考试时间：70分钟 试卷满分：100分） 一、选择题（本题共12小题，每小题2分，共24分。在每小题给出的四个选项中，只有一项是符合题目要求的） 1．真空铃实验，经过推理得到的结论是（     ） A．固体能够传声 B．真空不能传声 C．声音由物体振动产生 D．液体可以传播声音 【答案】B 【详解】真空铃实验的过程是：将正在发声的闹钟放在密封钟罩内，逐渐抽出钟罩里的空气，听到的铃声会逐渐变小；但实验中无法真正达到完全真空的状态，我们在此实验现象的基础上推理：如果钟罩内被抽成完全真空，就完全听不到铃声了，最终得到真空不能传声的结论。故选B。 2．古筝弹奏前，可使用调音器（如图）辅助调音。古筝调音是为了调整声音的（     ） A．音调 B．响度 C．音色 D．音速 【答案】A 【详解】A．调音器用于检测声音的频率，古筝调音是通过调节琴弦的松紧程度来改变琴弦振动的频率，从而调整声音的音调，故A正确； B．响度由发声体振动的振幅决定，调音不改变振幅，故B错误； C．音色由发声体的材料和结构决定，调音不改变古筝的材料和结构，故C错误； D．音速由介质种类和温度决定，调音不改变声音在空气中的传播速度，故D错误。 故选A。 3．2025年5月16日，“青春就这Young”2025怒江夏日青春音乐会在泸水市精彩上演。音乐会上，听众能根据歌声辨别出唱歌的歌手，是依据歌手发出声音的（　　） A．音调 B．响度 C．音色 D．传播速度 【答案】C 【详解】A．音调由发声体振动频率决定，不同歌手可发出音调相同的声音，无法用于辨别歌手，故A不符合题意； B．响度由发声体振动振幅决定，不同歌手可发出响度相同的声音，无法用于辨别歌手，故B不符合题意； C．不同发声体的材料、结构不同，发出声音的音色不同，音色是区分不同发声体的依据，故C符合题意； D．同一场合下声音在空气中的传播速度相同，与发声体无关，无法用于辨别歌手，故D不符合题意。 故选C。 4．噪声对我们的学习及生活有很大的影响，以下措施中属于在声源处减弱噪声的是（     ） A．剧院内墙采用吸音材料装饰 B．工人戴上防噪声耳罩 C．教室安装隔音窗帘 D．在摩托车上安装消声器 【答案】D 【详解】A．剧院内墙采用吸音材料是在噪声传播过程中减弱噪声，故A不符合题意； B．工人戴防噪声耳罩是在人耳处减弱噪声，故B不符合题意； C．教室安装隔音窗帘是在噪声传播过程中减弱噪声，故C不符合题意； D．摩托车安装消声器是直接在噪声产生的声源处减弱噪声，故D符合题意。 故选D。 5．下列现象中，属于利用声传递信息的是（     ） A．用超声波清洗精密机械 B．用超声波击碎人体内的结石 C．医生用听诊器为病人检查身体 D．用超声波加工硬度特别高的工件 【答案】C 【详解】ABD．超声波清洗精密机械、击碎人体内结石、加工高硬度工件，均是利用声可以传递能量，故ABD不符合题意； C．医生通过听诊器获取病人体内的状态信息，属于利用声传递信息，故C符合题意。 故选 C。 6．关于超声波和次声波，下列说法正确的是（     ） A．超声波的频率低于20Hz，次声波的频率高于20000Hz B．超声波和次声波都不能在真空中传播 C．医生用“B超”检查身体，利用的是次声波传递信息的特性 D．地震、台风发生时会产生超声波，可据此监测灾害 【答案】B 【详解】A．超声波频率高于20000Hz，次声波频率低于20Hz，选项表述相反，故A错误； B．超声波、次声波都属于声波，声波传播需要介质，真空中无传声介质，因此都不能在真空中传播，故B正确； C．“B超”利用的是超声波传递信息的特性，不是次声波，故C错误； D．地震、台风发生时会产生次声波，不是超声波，故D错误。 故选B。 7．我们生活在一个充满声音的世界中，关于声音的下列说法正确的是（         ） A．诗句“不敢高声语，恐惊天上人”中“高”是指声音的响度大 B．这首歌调太高，我唱不上去中的“高”是指响度大 C．“闻其声知其人”说明可以根据音调来判断说话者 D．判断音乐是哪种乐器演奏依据的是声音的响度 【答案】A 【详解】A．“不敢高声语”里的“高”是说不敢大声说话，指声音的响度大，故A正确； B．“调太高唱不上去”的“高”描述的是声音的音调高，故B错误； C．不同人声带结构不同，发声的音色不同，“闻其声知其人”是依据音色判断，故C错误； D．不同乐器的材料、结构不同，发声的音色不同，所以判断乐器种类依据的是音色，故D错误。 故选A。 8．生活中我们每时每刻都在与声打交道，以下有关声的叙述，正确的是（     ） A．甲图中人类用语言表达信息、情感并进行交流，说明声音能够传递能量 B．乙图中暖气管能把敲击声传遍楼内各处，说明固体能传播声音 C．丙图中利用声呐确定鱼群的位置，是利用声音传递能量 D．丁图中发声扬声器旁的烛焰晃动，说明声音能传递信息 【答案】B 【详解】A．人类用语言表达信息、情感并进行交流，说明声音能够传递信息，故A错误； B．暖气管能把敲击声传遍楼内各处，说明固体能传播声音，故B正确； C．利用声呐确定鱼群的位置，是利用声音传递信息，故C错误； D．发声扬声器旁的烛焰晃动，说明声音能传递能量，故D错误。 故选B。 9．如图所示，四个相同的玻璃瓶里装水，水面高度不同，用嘴贴着瓶口吹气。如果能分别吹出“dou（1）”“ruai（2）”“mi（3）”“fa（4）”四个音阶，则与这四个音阶相对应的瓶子的序号是（     ） A．甲、乙、丙、丁 B．乙、丙、甲、丁 C．丙、乙、甲、丁 D．丁、丙、乙、甲 【答案】C 【详解】用嘴贴着瓶口吹气时，瓶内空气柱振动发声。空气柱越长，振动频率越低，音调越低；空气柱越短，振动频率越高，音调越高。音阶“dou（1）”“ruai（2）”“mi（3）”“fa（4）”音调依次升高，对应空气柱长度依次变短。由图可知空气柱长度关系为，故对应瓶子序号为丙、乙、甲、丁。故ABD不符合题意，C符合题意。 故选C。 10．如图所示，这是一款电子驱蚊器，通电时会模拟蚊虫天敌的声音，发出频率在22000~55000Hz的声波，从而吓退蚊虫。下列有关这种电子驱蚊器的说法正确的是（     ） A．发出的是超声波 B．发出的是次声波 C．发出的声音可以在真空中传播 D．吓退蚊虫是利用了声音可以传递能量 【答案】A 【详解】AB．该驱蚊器发出的声波频率在22000~55000Hz，高于20000Hz，属于超声波，故A正确，B错误； C．声音的传播需要介质，不能在真空中传播，故C错误； D．模拟天敌声音吓退蚊虫是利用声音传递信息，故D错误。 故选A。 11．中国古老乐器的演奏蕴含了声学智慧。下列乐器演奏手法与其主要改变的声音特性，对应正确的是（     ） A．编钟：敲击大、小钟体——改变响度 B．古琴：拨动不同粗细琴弦——改变音调 C．古笛：按压不同的笛孔——改变音色 D．陶埙：改变吹气的力度——改变音调 【答案】B 【详解】A．敲击大、小钟体，钟体振动的频率不同，主要改变音调，故A错误； B．拨动不同粗细琴弦，琴弦振动的频率不同，主要改变音调，故B正确； C．按压不同的笛孔，改变了管内空气柱的长度，空气柱振动的频率不同，主要改变音调，故C错误； D．改变吹气的力度，发声体振动的振幅不同，主要改变响度，故D错误。 故选B。 12．一辆汽车在有固定测速仪的路段匀速直线行驶，如图所示。测速仪每隔0.9s向汽车发出一次超声波信号，第一次发出信号到测速仪接收到经汽车反射回来的信号用时0.4s，第二次发出信号到测速仪接收到经汽车反射回来的信号用时0.6s，超声波的速度是340m/s，则下列说法正确的是（     ） A．汽车是向靠近测速仪方向行驶的 B．汽车接收到第一次信号时，距测速仪136m C．汽车在接收到两次信号间隔过程中，行驶了34m D．此路段限速120km/h，该汽车在此次监测过程中没有超速 【答案】C 【详解】ABC．第一次信号单程时间 汽车接收到第一次信号时距测速仪 第二次信号单程时间 汽车接收到第二次信号时距测速仪 因，汽车是远离测速仪方向行驶的，汽车接收到第一次信号时，距测速仪，汽车在接收到两次信号间隔过程中，行驶的距离 故AB错误，C正确； D．汽车接收到第一次信号时刻为，接收到第二次信号时刻为 行驶时间 汽车速度 因，汽车超速，故D错误。 故选C。 二、填空题（本题共4题，每空2分，共24分） 13．如图所示的装置中，桌面上左、右两边各放置一音叉，敲响右边音叉，与左边完全相同的音叉叉股接触的泡沫塑料球弹起来，这一现象可以说明左边的音叉也在___________。而我们并没有敲左边的音叉，这就证明了右边音叉的振动是靠空气传给了左边相同的音叉。如果这个实验在月球上做则___________听到声音，___________看到小球被弹起。（后两空填“能”或“不能”） 【答案】 振动 不能 不能 【详解】由泡沫塑料球弹起可知左边音叉在振动。 因声音传播需要介质，真空不能传声，月球上为真空环境，故不能听到声音；因右边音叉的振动无法通过真空传递给左边音叉，左边音叉不振动，故不能看到小球被弹起。 14. 小星在参观完北京的天坛后发现了很多的声学现象，请你完成下列问题。 (1)在回音壁，小星对着墙说话，另一个人在回音壁的很多位置都能听到声音，原理如图甲所示，说明声音在传播过程中遇到障碍物会被__________。 (2)小星又到圜丘顶层的天心石（如图乙所示）上说话，听到的声音格外响亮，这是建筑师利用了声音的__________，使__________与原声混在一起，声音得到加强造成的效果。 【答案】(1)反射 (2)反射 回声 【详解】（1）回音壁利用声音的反射原理工作，说明声音传播时遇到障碍物会被反射。 （2）声音反射形成的回声与原声混合时会加强声音，是天心石声学效果的原理。 15．小红同学用筷子捆扎棉花制成简易活塞，插入两端开口的塑料管中做成哨子（如图所示）。用嘴吹管的上端使其发声，此声音是由________振动产生的；上下推拉活塞改变了管内空气柱的________，从而改变了哨音的_______（选填A“音调”、B“响度”或C“音色”）。 【答案】 管内空气柱 长度 A 【详解】[1]声音是由物体振动产生的，哨声由管内空气柱振动产生。 [2]推拉活塞改变管内空气柱的长度，空气柱振动频率随长度改变，音调由频率决定，故哨音的音调改变，对应选项A。 16．如图所示是甲、乙两音叉声波的波形图，其中__________声波的频率较高（选填“甲”或“乙”）。冬天可以用加湿器增加空气的湿度，加湿器发出的__________（选填“超声波”或“次声波”）将水“打碎”变成水雾状扩散到空气中，这说明声音能够传递__________（选填“信息”或“能量”）。 【答案】 乙 超声波 能量 【详解】在相同的时间长度内，乙的波形振动次数比甲更多，说明乙的振动更快，也就是乙的声波频率更高。 加湿器是利用超声波的高频振动来将水打碎为水雾的，次声波的振动频率极低，无法实现该效果。 声音可以传递信息和能量，将水击碎成水雾的过程，是声音的振动带动水振动、改变水的形态，利用的是声音能够传递能量的特点。 三、解答题（本题共6小题，共52分） 17．下图是三组声现象小实验：甲音叉接触乒乓球、乙真空铃、丙拨动钢尺。 （1）甲实验中乒乓球被弹开，说明声音是由物体_________产生的；乒乓球的作用是_________； （2）乙实验中，逐渐抽出罩内空气，听到闹钟铃声逐渐_________，推理可得_________； （3）丙实验中，保持拨动钢尺的力度不变，改变钢尺伸出桌面的长度，是探究_________与_________的关系。 【答案】(1) 振动 将音叉的微小振动放大，便于观察 (2) 变小 真空不能传声 (3) 音调 频率 【详解】（1）甲实验中，发声的音叉肉眼很难直接看到振动，接触的乒乓球被弹开，直接证明声音由物体振动产生；乒乓球把音叉的微小不易观察的振动转化为明显的弹开运动，把不易观测的现象放大，这是转换法的应用。 （2）乙实验中，抽出罩内空气后，能传声的介质越来越少，听到的铃声就逐渐变小；实际实验无法做到绝对真空，在实验现象基础上推理可得：当罩内为真空时声音无法传播，即真空不能传声。 （3）丙实验中，保持拨动钢尺力度不变，就控制了钢尺的振幅相同、响度一致，改变钢尺伸出桌面的长度，会让钢尺的振动频率发生变化，此时就是探究音调和振动频率的关系，符合控制变量法的实验逻辑。 18．小提琴是由两端固定的琴弦产生振动而发声的，如图甲所示。为了研究同一根钢制琴弦发声的音调与哪些因素有关，可利用图乙所示的实验装置。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L。将钢制琴弦的末端固定在木板O点，另一端通过滑轮T悬挂不同个数的相同重物，重物个数越多，琴弦绷得越紧。轻轻拨动琴弦，在AB间产生振动，并用仪器测出发声频率。 次序 长度L/m 重物/个 频率f/Hz 1 0.4 2 375 2 0.8 2 170 3 4 265 （1）小组同学得到了表格中的数据，则第____________次实验中琴弦发声的音调最高。 （2）分析数据可以发现，该小组同学研究的是琴弦发声的音调与琴弦的____________和琴弦的松紧程度这两个因素的关系。 （3）当表格中的空格数据为____________时，可用2、3两次实验来研究琴弦发声的音调和琴弦的____________的关系。 （4）分析____________两次实验数据可以发现：当松紧程度相同时，琴弦越____________（长/短），琴弦发声的音调越高。 （5）在上述探究的基础上，他们又选用一根与钢制琴弦粗细相同的尼龙琴弦，控制A、B间琴弦振动部分长度为0.4m，来探究音调与琴弦的材料的关系，则需要悬挂重物____________个。本实验采用的主要研究方法是____________（控制变量法/转换法/推理法）。 【答案】(1)1 (2)长短 (3) 0.8 松紧程度 (4) 1、2 短 (5) 2 控制变量法 【详解】（1）音调由频率决定，频率越高，音调越高，表格里第 1 次实验频率 375Hz 最大，所以音调最高。 （2）实验里改变了琴弦振动长度 L，也改变重物个数来改变松紧，控制琴弦材料、粗细不变，研究音调与琴弦长度、松紧程度的关系。 （3）用 2、3 两次实验探究音调与松紧的关系，要控制振动长度相同，改变重物数量（松紧），所以空格长度填 0.8m。 （4）1、2 两次实验重物个数相同，即松紧程度相同，长度 0.4m 更短的第 1 次频率更高，说明松紧程度相同时，琴弦越短，音调越高。 （5）探究音调与材料的关系，需要控制长度、松紧、粗细相同，长度 0.4m，对照第 1 组，悬挂重物 2 个；实验每次控制其他条件不变，只改变一个变量，是控制变量法。 19. 声音传播的速度与弹性介质的种类和状况关系极大，通常说的声速340m/s，其传播介质是15℃的标准空气。事实上，我们身边的空气是不可能“标准”的，它的状况与各种气象要素的组合（也就是天气的状况）密不可分。如表是空气中声速随温度变化的数据。 空气温度/℃ -20 -10 0 10 20 30 声音速度/（m/s） 318 324 330 336 342 348 （1）根据图表中的信息，分析、论证空气中的声速与温度之间的关系：声速随着温度的升高而______（选填“加快”或“减慢”）。 （2）下列图像能描述声音在空气中的传播速度与气温关系的是______。由此推断，25℃时，声音在空气中的传播速度是______m/s。 A．     B． C．     D． （3）当飞机的飞行速度接近周围空气中的声速时会受到相当大的阻力。上世纪中期，人们就尝试进行超音速飞行，在飞机速度有限的情况下，______（选填“高温”或“低温”）天气的情况下试验更容易成功。 （4）0℃时，小明站在一个较大的山谷里，想估测山谷的宽度。他大喊一声后经过0.2s听到右面山崖反射回来的声音，经过0.4s才听到左面山崖反射回来的声音。求：（按计算题格式写出标准的计算过程） ①小明距右侧山崖的距离是多少？ ②这个山谷的宽度是多少？ 【答案】(1)加快 (2) A 345 (3)低温 (4)0℃时声速 ，声音传播到右侧山崖的单程时间 小明距右侧山崖的距离 声音传播到左侧山崖的单程时间 小明距左侧山崖的距离 山谷的宽度 【详解】（1）由表中数据可知，温度越高，声音传播的速度越快，因此声速随温度升高而加快。 （2）A．表中数据显示声速随温度升高均匀增大，对应斜向上的直线图像，故A符合题意； B．图像表示声速不随温度变化，与数据规律不符，故B不符合题意； C．图像表示声速随温度升高增大得越来越慢，与均匀增大的规律不符，故C不符合题意； D．图像表示声速随温度升高而减小，与数据规律不符，故D不符合题意。 故选A。 由表中数据可知，温度每升高10℃声速增大6m/s，故每升高1℃声速增加0.6m/s，25℃时声速为 （3）低温天气空气中声速更小,飞机速度有限时更易实现超音速飞行，故低温天气试验更容易成功。 （4）见答案。 20. 如图所示是一种身高测量仪，传感器固定在竖直杆顶部，当传感器竖直向下发射超声波时， 经下方物体反射接收到反射波。已知空气中声速约为340 m/s。求：（按计算题格式写出标准的计算过程） （1）测高台无物体时，传感器发射超声波后收到回声的时间。（小数点后保留3位） （2）小刚站在测高台时，传感器从发射到接收信号的时间为0.004 s，小刚的身高。 【答案】(1)0.014 s (2)1.72 m 【详解】（1）由图可知，传感器到测高台的距离，回声是超声波往返的总路程，即 传感器发射超声波后收到回声的时间 （2）小刚站在台上时，超声波往返总路程为 此时传感器到小刚头顶的单程距离为总路程的一半，即 传感器到测高台的总高度为2.4m，因此小刚的身高为总高度减去传感器到头顶的距离，即 21. 人能够听到声音的频率范围从20Hz到20000Hz。低于20Hz的声音叫次声波，高于20000Hz 的声音叫超声波。超声波具有指向性好、反射能力强、能量集中等特点，可用于测距、测速等。如图所示为猫和大象的发声和听觉的频率范围，请你从图中所给信息来回答下列问题。 （1）超声波测速是利用了超声波的指向性好、能量集中、 _________等特点； （2）宇航员在月球上_________ （选填“能”或“不能”）利用超声波测定两山之间的距离； （3）科考船对某海域的海底形状利用声呐系统进行了测绘。具体方法是：在经过该海域水平面等间距的A、B 、C、D 、E五个位置时，向海底定向发射超声波，测得回收信号的时间分别为0.30s、0.16s 、0.30s 、0.14s 、0.30s 。根据时间，求出海底与海平面的距离，就可以绘出海底的大致形状，则该海域海底的大致形状如图中的（   ）（选填字母） A． B． C． D． （4）大象发声的频率主要是集中在_______（选填“超声波”或“次声波”）所在的频率范围内； （5）如果有地震发生，能感知到地震发出的声是大象，还是猫? __________ 【答案】(1)反射能力强 (2)不能 (3)A (4)次声波 (5)大象 【详解】（1）根据短文内容，超声波具有指向性好、反射能力强、能量集中等特点，可用于测距、测速等，所以此处应填反射能力强。 （2）声音的传播需要介质，月球上是真空环境，而超声波属于声音，不能在真空中传播，所以宇航员在月球上不能利用超声波测定两山之间的距离。 （3）根据公式可知，速度一定时，时间越长，通过的路程越大，海底与海平面的距离越大。已知测得回收信号的时间分别为0.30s、0.16s、0.30s、0.14s、0.30s，所以A、C、E处回收时间长，距离远，B、D处回收时间短，距离近，即，故A符合题意，BCD不符合题意。 故选A。 （4）大象发声频率范围是14~24Hz，低于20Hz的声音叫次声波，所以大象发声的频率主要集中在次声波所在的频率范围内。 （5）地震发生时会产生次声波，大象的听觉频率范围包含次声波的频率范围，而猫的听觉频率范围是60~65000Hz，不包含次声波频率范围，所以能感知到地震发出的声的是大象。 22．我们可用下述方法测量金属直管的声速：在金属直管的一端敲一下，在金属直管的另一端听到两次响声，金属直管长，两次响声间隔，如果当时空气中的声速是，问： （1）声音在空气中传播的时间是______s； （2）声音在金属直管中传播的速度是______m/s； （3）如果在一根材料相同的金属直管的一端敲一下，另一端能听到两次声音，则这根管的长度至少为_______m（结果保留位小数）。[如果两次声音到达人耳的先后时间间隔大于（或等于），人耳就能把这两次声音分辨开，如果两次声音到达人耳的先后时间间隔小于，人耳就只能听到一次声音] 【答案】(1)4s (2)5000m/s (3)36.5m 【详解】（1）声音在空气中传播的路程等于金属管长度，则声音在空气中的传播时间 （2）声音在金属中的传播速度大于在空气中的，所以声音在金属中传播的时间 声音在金属中的传播速度 （3）人耳刚好能分辨两次声音的时间差为0.1s，此时对应金属管最小长度为L，则 则 解得 1 / 1 学科网（北京）股份有限公司 学科网（北京）股份有限公司 $