2.5跨学科实践，制作隔音房间模型分层训练-2026-2027学年人教版物理八年级上学期

2.5 跨学科实践：制作隔音房间模型（分层训练） 不同材料隔音性能的比较 1.小明同学为了研究一组材料的隔声性能（材料为泡沫塑料板、玻璃、木板、硬纸板）设计并做了一个实验，他先把声源放入一只鞋盒中，分别用形状相同但材料不同的盖子将鞋盒盖好。然后慢慢远离声源，测得听不到声音时的位置与声源的距离。比较各种情况下这段距离的大小就可以比较不同材料的隔声性能。进行实验收集到的数据如表所示。 材料 玻璃 木板 硬纸板 泡沫塑料板 距离/m 0.6 0.4 0.5 0.3 （1）小明是通过比较___________________________________来确定哪种材料隔声效果好的，这种物理方法叫__________； （2）下列器材中，适合作为本实验声源的是________（填字母）； A.音叉 B.机械闹钟 C.鞋盒 （3）通过本实验，你认为好的隔声材料应具备的特点是________（粗糙多孔/光滑少孔）。 2.小明住在繁华的闹市中心，夜深了街道上车辆的喇叭声、小贩的叫卖声仍不绝于耳，小明打算制作一个防噪声的耳罩，通过比较几种材料（报纸、羽绒服、薄塑料袋、泡沫板）的隔声性能，来选择一种隔声性能最好的材料作耳罩的填充物。 (1)准备的实验器材除了待检测的材料外，还有音叉、机械闹钟，其中适合做声源的是___________。 (2)将声源放进鞋盒，在其四周塞满待测填充材料。设计了以下A、B两种实验方案，你认为最佳方案是________。 A．站在距鞋盒一定的距离处，比较所听见声音的响度 B．一边听声音，一边向后退，直至听不见声音，比较此处距鞋盒的距离 (3)他们通过探究得到如下实验数据。由此数据可知这些材料中隔声性能最好的是_________。若房间空间较小，为了完成实验，应将声源声音的响度适当调_________（选填大或小）。 材料 报纸 薄塑料袋 泡沫板 羽绒服 人刚听不到声音时距声源的距离s/m 8 7 5 4 3.探究不同材料的隔音性能 [问题]小白想通过比较几种材料（毛线、报纸、棉花、泡沫）的隔音性能，来选择一种隔音性能好的材料作为耳罩的填充物，实验器材除了待检测的材料外，还有机械闹钟、鞋盒。 [证据]（1）小白应在___________（选填“较安静”或“较吵闹”）的环境中做实验。 （2）小白将闹钟放入鞋盒，在其四周塞满待测材料，盖上盒盖，设计了以下两种实验方案： A.站在距鞋盒一定距离处，比较所听见声音的________（选填“音调”，“振幅”或“响度”）； B.一边听声音，一边向后退，直至听不见声音时为止，比较此时距鞋盒距离。 （3）下列表格是为上述两种实验方案而设计的，其中与方案B对应的是表_________（选填“一”或“二”）。 表一 材料 毛线 报纸 棉花 泡沫 响度 较响 响 很弱 弱 表二 材料 毛线 报纸 棉花 泡沫 距离/m 3.5 4.1 2.5 3.0 [解释]（4）实验中待测材料的隔音性能最好的是___________。 [交流]（5）小白设计的方案B利用了离声源越远，听到声音越_________的原理。 二、材料的厚度和光滑程度对隔音效果的影响 1.小亮通过制作隔音房简易模型，初步探究了哪种材料的隔音性能好。并猜想隔音材料的隔音效果可能与厚度有关。于是通过改变布的层数进行实验，实验数据记录在下表中。 隔音窗帘布的厚度 隔音窗帘布 0 1层 2层 3层 分贝仪显示响度值 85dB 78dB 73dB 67dB 由此实验可以得出：同种隔音材料越厚，隔音性能越____（填“好”或“差”），生活中常利用双层玻璃隔音，主要是把双层玻璃间抽成真空，其降低噪声响度原因是_________。 2.学习了有关声音的知识后，小明探究了隔音效果和材料厚度的关系。为了更准确地比较隔音效果，小新使用分贝仪进行音量的测量。选用纸巾进行实验，改变包裹声源的纸巾的张数，在 （选填“相同”或“不相同”）的距离处摆放分贝仪用来测声音的强弱，测出数据记录在下表中； 项目 餐巾纸厚度 餐巾纸 0片 2片 4片 6片 响度 104dB 100dB 97dB 95dB 分析数据可得：同种隔音材料，材料越厚，其隔音性越 （选填“好”或“差”）； 相同 好 3.小明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，如毛衣、报纸、平装书、塑料袋、棉絮。 ②把闹钟放到一个鞋盒里，将毛衣盖在鞋盒上方，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1 毛衣 报纸 平装书 塑料袋 棉絮 听不见滴答声的实际距离/m 2.1 2.8 3.7 5.2 1.2 （1）小明设计的实验利用了离声源越远，听到声音的响度越 　 　 （选填“大”或“小”）的原理。 （2）根据记录的数据可知：粗糙的材料比平滑的材料隔音性能 　 　 （选填“好”或“差”）。据此判断，海绵材料与平装书相比，　 　 （选填“海绵”或“平装书”）隔声性能更好。 （3）“隔音”主要改变了声音的 　 　 （选填“音调”“响度”或“音色”）。“隔音”是通过 　 　 来控制噪声，减少噪声对人们生活的影响。 4.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，回答问题： 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 (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强； (3)如果在给你一块海绵材料，你认为其隔声性能与报纸相比， 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 。 三、制作隔音房间模型 1.在“制作隔音房间模型”的跨学科实践中，小南猜想物体的隔音性能可能与材料的种类和厚度等因素有关，所以他用鞋盒作为房间模型进行了以下探究： (1)为了比较不同材料的隔音性能，小南应选择_______（选填“音叉”或“闹钟”）充当房间中的声源，并保证每次实验时声源发出声音的________相同； (2)小南首先探究物体的隔音性能与材料种类的关系，他在家里找到了以下材料：报纸、羽绒服、塑料袋、泡沫板，分别用报纸和泡沫板放在鞋盒内侧做了如图所示的隔音盒，该制作的不合理之处是________；    (3)他纠正不合理的设计后，将声源放进鞋盒，一边听声音，一边向后退，当听不到声音时分别测量并记录此处到鞋盒的距离（如表所示）： 材料种类 报纸 羽绒服 塑料袋 泡沫板 距离/m 8 4 7 5 小南将测量声音的大小改为测量听不到声音时的距离，这种方法叫做________；分析表格数据，这些材料中隔音性能最好的是_________； (4)影响物体隔音性能的因素有很多，一些精密实验室利用双层玻璃来隔音，并把双层玻璃间抽成近似真空的状态，这样噪声大大减少了，这是利用__________。 2.某校物理小组开展“隔音房间模型”项目式学习。他们先分析隔音原理，再测试材料性能。 (1)小组查阅资料得知，控制噪声有三种途径：在声源处、在________中、在人耳处。把频率高于 的声称为________，它具有方向性好、穿透能力强的特点，可用于测距。 (2)他们选择不同材料测试隔音性能，泡沫板因内部多孔，可使声波在孔隙中反复________，从而起到吸音作用。 (3)测试时，小组将声源置于鞋盒内，包裹待测材料。在固定位置放置分贝仪，直接测量声音的________（选填“音调”“响度”或“音色”）。 (4)经测量，声波从声源传到接收器所用时间为 ，则声波在该过程中通过空气传播的距离为________m。（注：此处不考虑固体材料厚度，声速取 ） (5)小组选用餐巾纸继续探究“材料厚度与隔音效果”的关系，记录数据如下表。 餐巾纸/张数 2 4 6 8 测得响度 104 100 97 95 分析数据可知：材料厚度越大，隔音效果越________（选填“好”或“不好”）。 3.项目式学习：制作隔音房间模型。 活动任务一选择房间模型 （1）小明列举出以下几种能够作为房间模型的备选方案：①鞋盒、②塑料盆。请选择 （填序号），理由： 。 活动任务二选择声源 （2）老师给同学们提供了：①音叉、②闹钟：请选择 （填序号），理由： 。 活动任务三选择和安装隔音材料 （3）小明从家中找出一些材料开始研究：一张报纸、一件羽绒服、一个薄塑料袋、一些包装家电的泡沫板、一些棉花和一些棉布，小强认为小明选择的这些材料中存在一个明显问题，不能有效地说明这些材料的隔声性能。这个明显的问题是这些材料的 （选填“重量”、“厚度”或“硬度”）不同，不符合物理实验研究方法中 法的要求。 （4）对材料进行科学调整后，小明打算将这些材料裁剪至合适大小并贴在房间模型的内部，以下做法合理的是 。 A．只贴在“房间”的四面墙壁上： B．贴在“房间”的四面墙壁和地面上 C．贴在“房间”的四面墙壁、地面和顶面上 活动任务四测试隔音性能 小明在“房间”外1m处摆放分贝仪，将每次实验测得的数据填在下表中。 材料 报纸 羽绒服 泡沫板 棉花 棉布 分贝仪显示声音的大小/dB 83 68 72 78 75 （5）由实验数据可知，这些材料中隔音性能最好的是 ，影响物体隔音性能的因素很多，生活中也常常利用双层玻璃来隔音，并把双层玻璃间抽成真空，这样能大大降低噪声的原因是 。 4.在“制作隔音房间模型”跨学科实践活动中，小明用播放音乐的手机作为声源开展探究。 (1)选用厚度相同的不同材料制成规格相同的模型。保持手机发出声音的 （选填“响度”或“音调”）相同； (2)把手机放置在不同材料制成的模型内，逐步远离声源，直至 为止，记录数据如表1所示，得出结论：不同材料的隔音性能是 的； 表1 材料 纸板 棉布 塑料板 泡沫板 距离/m 7 4 8 5 表2 材料 两面光滑 一面光滑（光滑向里） 一面粗糙（粗糙向里） 两面粗糙 距离/m 8 6 4 3 (3)小明猜想材料的隔音性能还与材料的表面粗糙程度有关。于是把塑料板加工成：两面光滑、一面光滑一面粗糙、两面粗糙三种；用三种材料制成模型进行探究，记录数据如表2所示，得出结论：隔音性能与材料表面的粗糙程度有关，且材料粗糙面向着声源处时隔音效果 ； (4)厚度和粗糙程度相同的海绵和纸板相比， 的隔声性能要好，判断的依据是 。 1.跨学科实践活动中，同学们分组制作了隔音房模型，如图所示。为了比较哪个小组的模型隔音效果更好，同学们选择声源、声级计等器材进行实验探究。 （1）若没有手机，实验中应选用　 　 （填“音叉”或“闹钟”）作为声源。 （2）把声源放入隔音房模型中，在距隔音房模型　 　 （填“相同”或“不相同”）的距离处放置声级计，读出声级计的数据，记录如下表。 隔音房模型 声级计数据/dB 甲 60 乙 50 丙 40 （3）分析实验数据可知，隔音房模型　 　 （填“甲”“乙”或“丙”）的隔音效果最好。 （4）由本次实验可知，隔音房模型减小的是声音的　 　 （填“音调”或“响度”），隔音房模型内部填充隔音材料，这是在　 　 （填选项）控制噪声。 A.声源处 B.传播过程中 C.人耳接收处 2.在制作“隔音房间模型”时选取隔音材料的过程中，小明想比较聚酯棉材料和海绵材料的隔音性能，做了如下探究。 (1)小明分别用两种材料做了如图甲所示的隔音盒，请指出错误之处：_______________________________。 (2)改正错误后，小明在安静的环境下，用手机1播放80dB的声音，先后置于两种材料制成的隔音盒中，拿另一手机2（安装有测量声音大小的软件）在距离隔音盒不同位置测量接收到声音的大小，得到下表中的数据。表格中“A”处应该填写上__________。根据数据，得出____________材料隔音性能较好。 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)本次探究实验中多次测量数据的目的是______________________________________。 (4)小明认为不用手机2，用人耳替代也能完成探究，并提出两种方案，其中最佳的是（     ） A．人站在隔音盒一定的距离，先后听从两种隔音盒里传出声音的大小 B．人边听边后退，直到听不到手机1发出的声音，比较两次远离隔音盒的距离 (5)小明发现录播教室的墙壁上也使用了隔音材料，这是在_____________________减弱噪声的。 3.跨学科实践 制作隔音房间模型 在家庭生活中，我们时常会因弹奏乐器、播放音乐或观看电视等产生的声音，而干扰到家人或邻居休息。为解决这一问题，小晋计划对房间进行隔音改造，在实际施工前，他先通过制作简易模型来高效且经济地测试隔音方案的可行性。小晋用鞋盒充当“房间”，将一只闹钟放入其中，模拟房间中发声的电视机。然后，在盒内的相应区域安装隔音石膏板、海绵、棉花、并制作隔音房间模型。测试时，小晋将闹钟放在隔音房间模型内，在距离隔音房间模型一定距离处放置分贝检测仪，通过记录分贝检测仪的示数来评估模型的隔音性能" （1）隔音房采用了_______________（选填“防止噪声产生”、“阻断噪声传播”或“防止噪声进入耳朵”）的方法减弱噪声； （2）在“制作隔音房模型”跨学科实践活动中，小晋为了测试模型房间的隔音性能购置了分贝检测仪来检测声音的_________（选填“响度”、“音调”或“音色”）； （3）小晋用相同规格的闹钟，在________（选填“相同”或“不相同”）距离摆放分贝仪测出的数据如下表：由数据可知_____________的隔音性能最好； 材料（厚度2cm） 隔音石膏板 海绵 棉花 无 分贝检测仪 68dB 70dB 78dB 85dB （4）此实验应该在____________（选填“比较安静”或“比较吵闹”）的环境中进行。 1.随着居民生活条件的日益提高，从小培养孩子的兴趣爱好，许多家庭购买了钢琴，但是在楼房里弹奏钢琴又会对邻居带来不小的声音干扰。请你根据学到的相关知识提出至少三条有效解决这一问题的措施： (1)______； (2)______； (3)______。 2.某同学想比较聚酯棉材料和海绵材料的隔音性能，他准备了盒子、闹钟、声级计（测量声音响度的仪器）等器材，做了如下的探究。 (1)该同学从生活物品中选取隔音“房间”，然后在“房间”外围铺一层聚酯棉和海绵材料，制作成隔音盒，以下物品中最不适合作隔音“房间”的是 （填字母）；理由是： 。 A．鞋盒    B．矿泉水盒    C．粉笔盒 (2)该同学分别用两种材料做了如图所示的隔音盒。该制作的错误之处是 。 (3)改正错误后，该同学在安静的环境下，使闹钟播放80dB的声音，先后置于两种隔音盒中，使声级计在距隔音盒不同距离的位置测量接收到的声音如图，得出下表中的数据。表格A处应填写的物理量是 （选填“响度”、“音调”或“音色”）。 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 (4)利用数据进行比较，得出 材料的隔音性能更强。 (5)该同学认为人耳可以替代声级计进行探究，并提出如下两种方案，最佳的是________。 A．人距隔音盒一定距离处，先后比较人听到闹钟在两种材料的隔音盒里发出声音的大小 B．人边听声音边后退，直至听不到闹钟发出的声音为止，比较两次距隔音盒的距离 (6)A图是开窗时声级计接收到的声音波形图，则图中 （选填“甲”、“乙”或“丙”）图可能是关窗后声级计接收到的声音的波形图。 3.小明通过如图实验测量隔音前后的声音强弱等级，计算减噪率，探究材料对隔音性能的影响： (1)材料减噪率越高，表示其隔音性能越好。测试结果如表： 隔音前的强弱等级/dB 分贝仪与声源间的距离s/m 隔音材料 隔音后的强弱等级/dB 减噪率/（%） 49.3 1 塑料盒 36.5 26.0 铁盒 38.4 22.1 木盒 42.3 14.2 根据表格数据，三种材料中， 盒的减噪率低， 盒的隔音性能较好（均选填“塑料”“铁”“木”）； (2)小明想探究材料减噪率的大小跟隔音前声音的强弱等级是否有关，在上表数据的基础上，他应选择 （选填“铁盒”“纸盒”），使分贝仪与声源距离为 （选填“1m”“2m”），并使隔音前声音的强弱等级为 （选填“49.3dB”“63.5dB”）。再次实验，测得隔音后的强弱等级为L（dB），减噪率y的计算方法为 ，写出此次减噪率的表达式 （用已有数据和字母表示）。 2.5 跨学科实践：制作隔音房间模型（分层训练）答案 一、不同材料隔音性能的比较 1.（1）听不到声音时的位置与声源的距离 转换法（2）B （3）粗糙多孔 2.（1）机械闹钟 （2）B （3）羽绒服 小 3.（1）较安静 （2）响度 （3）二 （4）棉花 （5）小 二、材料的厚度和光滑程度对隔音效果的影响 1. 好 真空不能传声 2. 相同 好 3.（1）小 （2）好 海绵 （3）响度 阻断噪声的传播 4.（1）小 （2）好 （3）海绵 （4）响度 三、制作隔音房间模型 1.（1）闹钟 响度 （2）报纸和泡沫板的厚度不同 （3）转换法 羽绒服 （4）真空不传声 2.（1） 传播过程 超声波 （2） 反射 （3）响度 （4）3.4 （5）好 3.（1）① 选择鞋盒，容易获取，且有盖方便放置隔音材料；塑料盆不是密闭空间 （2） ② 声音较为稳定 （3） 厚度 控制变量 （4） C （5）羽绒服 真空不能传声 4.（1）响度 （2） 听不到声音 不同 （3）好 （4）海绵 海绵比纸板疏松 1.（1）闹钟；（2）相同；（3）丙；（4）响度；B。 2.（2）两种隔音盒的大小和盒壁的厚度不一样 （2） 响度 聚酯棉 （3）寻找普遍规律 （4）B （5）传播过程中 3.（1）阻断噪声传播；（2）响度；（3）相同；隔音石膏板；（4）比较安静 （1）可以从声源处控制噪声，防止噪声产生，比如钢琴腿下铺设隔音地毯、购买电子钢琴，可控制音量大小等。 （2）可以从传播过程中控制噪声，比如关闭门窗，阻断噪声的传播。 （3）要控制噪声，也可以用隔音材料包装墙壁，有效吸收反射噪声，阻断噪声的传播。 2.（1） C 粉笔盒的体积小，材质比较薄，结构不够坚固，密闭性差，无法满足隔音实验对基础容器的要求，而鞋盒和矿泉水盒由较厚的纸板制成，结构更牢固，密闭性更好， （2）厚度不同 （3）响度 （3）聚酯棉 （5）B （5）甲 3. （1）木 塑料 (2) 铁盒 1m 63.5dB $