专题07 实验探究：声现象相关实验（解析版）

专题07实验探究：声现象相关实验类型一：探究声音产生和传播的条件1.(东莞模拟)为研究声音是如何产生的，小明同学进行系列的实验研究。(1)如图甲所示，用竖直悬挂的乒乓球接触发声的音叉时，乒乓球会被弹起，这个现象说明声音是由物体振动产生的;乒乓球在实验中起到什么作用?o(2)如图乙所示，敲击右边的音叉，左边完全相同的音叉会把乒乓球弹起，这个现象说明o(3)若在月球上做上述两个实验，甲实验乒乓球会弹起。(4)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B法。A.推理B.类比C.控制变量D.转化图乙解：(1)用竖直悬挂的乒乓球接触发声的音叉时，乒乓球会被弹起，这个现象说明声音由物体的振动产生的；乒乓球在实验中起到将微小振动放大的作用；(2)敲击右边的音叉，左边完全相同的音叉把乒乓球弹起，这个现象说明空气可以传播声音；(3)月球上没有空气，处于真空状态，声音不能在真空中传播，因此甲实验乒乓球会被弹起，乙实验乒乓球不会被弹起；(4)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被称为类比法。故选B。答案：(1)声音是由物体振动产生的；将微小振动放大；(2)空气可以传播声音；(3)甲；(4)B。2.(昆明期末)小明做探究真空是否能传声的实验，如图所示。(1)如图甲，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，会听到铃声逐渐变小o(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大0(3)推理过程：玻璃罩内空气越少，传出的声音越小如果玻璃罩内抽成真空后，就听不到电铃响铃的声音了。(4)结论：声音的传播需要介质,真空不能传声O(5)此实验中，用抽气机抽气不能(填“能”或“不能”)得到真空，实验的结论是通过A(填序号)得出的结论，是我们学习的第一个理想实验。A.推理假设B.实验验证C.归纳总结(6)小明还想利用家里的暖水瓶来探究真空能否传声。如图乙所示是暖水瓶的简易剖面图。他把音量大小相同的芯片放入瓶中，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B(填序号)。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.把同一个暖水瓶的瓶胆放在近处和远处进行比较抽气解：(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)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)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)在“研究声音的传播”实验中，真实的实验是随着罩内空气的不断抽出，听到铃声越来越弱，在此基础上，通过进一步推理如果罩内被抽成真空将听不到铃声，于是形成结论：声音的传播需要介质，真空不能传声；(5)由于玻璃罩内无法获得真空，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(6)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，不符合题意，该选项设计不合理；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：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。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。答案：(1)小；(2)大；(3)小；(4)介质；传声；(5)不能；A;(6)B。3.(宝鸡期末)在探究声音的产生与传播时，小明和小华一起做了下面的实验：(1)如图①所示，用悬挂着的乒乓球接触正在发声的音叉，可观察到小球弹开，这说明了声音是由物体振动0(2)如图②所示，为了验证(1)中的探究结论，小华同学用手使劲敲桌，桌发出了很大的声响，但他几乎没有看到桌的振动，为了明显地看到实验现象，你的改进方法是：在桌面上洒一些纸屑(或其他轻小物O(3)如图③所示，敲响右边的音叉，左边完全相同的音叉也会发声，并且把泡沫塑料球弹起。该实验能说明空(4)如图④所示，把正在响铃的闹钟放在玻璃罩内，逐渐抽出其中的空气，将听到铃声越来越小,并由此o解：(1)此实验可以探究“声音是由物体振动产生的”;将正在发声的音叉紧靠悬线下的轻质小球，发现小球被多次被弹起，这样做是为了把音叉的微小振动放大，便于观察，该现象说明了音叉在振动，声音是由物体振动产(2)为了看到桌振动更明显，可在桌面上放一些纸屑(或其他轻小物体),把桌振动转化为纸屑的振动，即把桌振动放大，便于观察。(3)由图可知，当敲响右边的音叉，左边完全相同的音叉也会发声，所以说明左边完全相同的音叉发生了振动，而我们并没有直接敲响左边的音叉，证明声音是通过空气传播给左边的音叉的，所以空气能传播声音；(4)声音的传播需要介质，用抽气机将瓶内的空气抽出，在抽气机向外抽气的过程中，能传播声音的空气越来越少，所以音乐声会逐渐减弱；如果把瓶中的空气完全抽出来，瓶内就成了真空，没有了将声音传出瓶外的介质，所以我们不能听到音乐声。这说明声音靠介质传播，真空不能传声。答案：(1)声音是由物体振动产生的；(2)在桌面上洒一些纸屑(或其他轻小物体);(3)空气；(4)铃声越来越小；真空不能传声。类型二：探究音调与哪些因素有关4.(福州期中)某兴趣小组的同学想探究“管乐器所发出声音的音调与哪些因素有关”,他们在老师的指导下，从实验室借来一台能测声音频率的仪器，以及选用了两只横截面积不同的注射器甲和乙，如图所示。他们将两支注射器的顶部截掉，做成哨，然后边吹哨边拉动活塞，并记录下声音的频率，得到的数据如下表所示。实验序号注射器空气柱长度/cm声音的频率/Hz1甲22甲13乙1(2)比较实验序号1、2,可初步得出，当注射器的横截面积相同时，注射器内空气柱长度越短，音调越(3)比较实验序号2和3,可初步得到，当注射器内空气柱长度相同时，注射器的横截面积越大，音调越解：(1)吹哨时，是注射器内的空气柱在振动，所以发出声音的物体是注射器内的空气柱。(2)比较实验序号1、2可知，使用同一个注射器，则注射器的横截面积相同，而注射器内空气柱长度不同，且注射器内空气柱长度越短，声音的频率越大，音调越高。(3)要探究音调高低与注射器的横截面积的关系，根据控制变量法可知，应控制注射器内空气柱长度相同，改变注射器的横截面积(即用横截面积不同的注射器),所以要选择实验序号“2”和“3”进行实验；比较实验序号2、3可知，当注射器内空气柱长度相同时，甲注射器的横截面积大，声音的频率较小，则音调较(1)注射器内的空气柱；(2)高；(3)2和3;低。5.(潮州期末)某同学为了探究物体发声时振动的频率高低与哪些因素有关，他选择了四根钢丝进行实验，如图所编号材料长度粗细松紧钢丝钢丝钢丝钢丝(1)用同样的力拨动钢丝甲和乙，发现拨动乙钢丝时的音调高。由此可以得出的结论是：在弦的长度、松紧程度相同时，振动的频率高低与弦的粗细有关；(3)先后用同样的力拨动丙钢丝和丁钢丝，是为了探究振动频率的高低与钢丝的松紧的关系；o解：(1)由于甲、乙两根钢丝的长度、松紧度一样，甲比乙粗，乙振动的频率大，音调高；因此该过程是利用控制变量法来研究发声体的音调与其粗细的关系。(2)如果探究发声体音调高低与弦的长度的关系，必须控制两根钢丝的粗细、松紧度一样，符合条件的是乙和丙两根钢丝；发现丙钢丝发出的音调高，丁钢发出音调低，由此可知探究的是音调与钢丝松紧的关系。(4)因为发声体产生声音的音调与钢丝的长度、粗细、松紧有关，因此探究音调与钢丝粗细以及长度关系时都运用了控制变量法。6.(揭阳期中)(1)为了探究音调与什么因素有关，小伟设计了下面几个实验，如图所示，你认为不能够完成探究目的的是D通过探究可知：音调是由发声体振动的频率决定的AA.硬纸板接触齿数不同的齿轮B.改变钢尺伸出桌边的长度(2)如图B所示，将一把钢尺紧按在桌面上，先让一端伸出桌边短一些，拨动钢尺，听它振动发出的声音，然后一端伸出桌边长一些，再拨动钢尺，听它振动发出的声音，使钢尺两次振动幅度大致相同。比较两种情况下，第次钢尺振动得快，它的音调高(填“高”或“低”),这说明音调与振动的频率有关。当钢尺伸出桌面超过一定长度时，虽然用同样的力拨动钢尺，却听不到声音了，这是由于振动频率低于20Hz,不在人耳的听觉范围内0B、改变钢尺伸出桌边的长度，振动的频率不同，发出声音的音调不同，故B能够完成探究目的；C、用塑料尺在梳齿上快慢不同的滑动时，梳齿振动的频率不同，发出的声音的音调不同，故C能够完成D、改变吹笔帽的力度，笔帽振幅不同，响度不同，研究响度跟振幅的关系，故D不能完成探究目的；通过探究可知：音调是由发声体振动的频率决定的；(2)改变钢尺伸出桌面的长度，用同样大小的力拨动其伸出桌面的一端，这样会导致钢尺振动的快慢不同，即发出声音的音调不同；第一次钢尺伸出桌面的长度短，振动的快，发出的音调高；第二次钢尺伸出桌面长，振动钢尺伸出桌面超过一定长度时，振动频率低于20Hz,不在人耳的听觉范围内。类型三：探究响度与哪些因素有关7.(菏泽期末)某同学利用小鼓研究“响度的大小与哪些因素有关”,他将小鼓放在距自己一定距离的位置且固定不动，用鼓棒敲击鼓面，然后观察鼓面上泡沫小球弹跳的高度和声音的强弱。并用照相机将小球跳到最高点时的情景拍摄下来，如图所示。已知(a)图是用最小的力敲击，听到的声音最弱；(c)图是用最大的力敲击，听到的声音最强。通过以上实验，请你归纳总结：oo(2)从小球跳动高度不同，反映出鼓面振动幅度不同，小球跳动高度越大，表示鼓面振动幅度越大，响度也就越大，即振幅越大，响度越大。8.(无锡期末)在探究“影响声音响度的因素”时。(1)同学们采用如图所示的器材，选择音叉做声源，用小锤敲响音叉，将正在发声的音叉接触竖直悬挂着的乒乓球。他们能观察到的现象是乒乓球会被弹起一定的角度;接下来，他们敲击音叉发出更大的声音，重乒乓球被弹的幅度变大,实验所得的结论是：声音的响度与声源的振幅有(2)小明设计了另一组实验来进行探究，他用两枚钉把一根橡皮筋固定在木板上，他用手勾住橡皮筋的中间，慢慢将它向外拉出2cm,松手后听橡皮筋振动发出的声音。接下来的一步操作是：向外拉出更大的距离解：通过实验发现，用小锤敲击音叉的时候，将正在发声的音叉接触竖直悬挂着的乒乓球，乒乓球会被弹起一定的角度，说明声音是由于物体的振动产生的；他们敲击音叉发出更大的声音，重复上述操作，能观察到的现象是：乒乓球被弹起的幅度变大，说明声音的响度与声源的振幅有关；探究声音的响度与声源的振幅有关，应改变橡皮筋的振动幅度，故接下来的一步操作是：将橡皮筋向外拉出更大答案：接触；乒乓球会被弹起一定的角度；乒乓球被弹的幅度变大；向外拉出更大的距离。9.(宿迁期中)如图所示，小李同学在“探究响度与发声体振动幅度的关系实验”中，把一根钢尺的一端固定在桌面上，使钢尺的另一端伸出桌边，用手拨动钢尺的伸出端，听钢尺振动时发出的声音，同时观察钢尺振动的情况，记录数据如下：实验钢尺振动的幅度响度的大小第一次小小第二次中中第三次大大(1)进行实验时，为了保证几次实验的音调不变，必须保持钢尺伸出的长度不变。(2)本实验应在较安静(选填“安静”或“嘈杂”)的环境下进行。(3)通过本实验可得到的初步结论是：发声体振动幅度越大，响度越大o(4)在不添加其他器材的情况下，利用此实验的器材，能(选填“能”或“不能”)探究音调与发声体长度的关系。解：(1)为了保证几次实验的音调不变，频率决定音调，振动快慢相同，必须保持钢尺伸出的长度不变；(2)为了清晰的听到声音，应在安静的环境下进行；(3)通过本实验可得到的初步结论是：发声体振动幅度越大，响度越大；(4)实验时若改变钢尺伸出桌面的长度，用相同大小的力拨动钢尺，这样尺的振幅相同，响度不变。这时尺振动的频率会改变，发出声音的音调会不同。则这样做能探究音调与频率的关系。10.(赣州期中)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；②把闹钟放到一个鞋盒里，将衣服盖在鞋盒上方，然后逐渐远离盒直到听不见滴答声，记下此时人离盒的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听不见滴答声的实际距离/m回答问题：(1)小明设计的实验利用了离声源越远，听到声音的响度越小(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隔音性能好(填“好”或“差”),其原因是粗糙材料吸(3)如果再给你一块海绵，你认为其隔声性能与报纸相比，海绵隔声性能好一点；(4)在噪声污染严重的环境里，“隔音”就是为了改变声音的响度,是有效的降噪方法之一；在控制噪声的方法分类中，“隔音”是在传播过程中减弱噪声；(5)为降低电影院中噪声，请提出一条合理化的建议使用较厚的隔音材料进行装修o解：(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)根据小明所得数据可知，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)海绵材料隔声性能比报纸好，因为海绵表面粗糙多空，吸收声音的性能好；(4)在噪声污染严重的环境里，“隔音”就是为了改变声音的响度；隔音属于在传播过程中减弱噪声。(5)为降低电影院中噪声，可使用较厚的隔音材料进行装修，以便在传播过程中减弱噪声。答案：(1)小；