第二章声现象 实验专题训练-初中物理人教版八年级上册

第二章声现象探究声音的产生与传播如图所示是探究“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，你听到音乐声将会变小（选填“变大”“不变”或“变小”）；③如果把钟罩内空气完全抽出我们将不能（选填“能”或“不能”）听到声音；（2）实验结论：声音的传播需要介质，声音在真空中不能传播；（3）通常人们会从噪声的产生、传播及接收三个环节控制噪声。下列控制噪声的措施中，与上述实验结论相符合的是_C__（填序号）；A．摩托车安装消声器B．在高噪声环境下工作的人戴耳罩C．临街的房屋安装双层真空玻璃D．学校附近禁止汽车鸣笛（4）实验中需要将玻璃罩内的空气完全抽出，但现有的抽气设备总是很难将玻璃罩内抽成真空状态，即实验无法达到绝对的真空，在这种情况下，怎样得出这一结论呢？你的答案是_D__。A．通过日常生活经验得出B．用实验直接证实C．通过理论推导出来D．建立在实验基础上加科学的推理得出【实验分析】（1）声音的传播需要介质，用抽气机将钟罩内的空气抽出，音乐声会逐渐减弱；把钟罩中的空气完全抽出来，我们不能听到音乐声；

（2）以上实验这说明声音的传播需要介质，真空不能传声；（3）双层玻璃中间是真空，不能传播声音，故可以在传播过程中减弱噪声；

（4）实验无法达到绝对的真空。在这种情况下，我们是在实验基础上加科学的推理得出的结论。【解答】（1）声音的传播需要介质，用抽气机将钟罩内的空气抽出，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。如果把钟罩中的空气完全抽出来，钟罩内就成了真空，没有了将声音传出钟罩外的介质，所以我们不能听到音乐声。（2）以上实验这说明声音的传播需要介质，钟罩内就成了真空，没有了将声音传出钟罩外的介质，由此表明真空不能传声。（3）上述实验中是靠真空阻断了声音的传播。A．摩托车安装消声器是在声源处减弱噪声，A不符合题意；B．在高噪声环境下工作的人戴耳罩，可以在人耳处减弱噪声，B不符合题意；C．双层玻璃中间是真空，不能传播声音，故可以在传播过程中减弱噪声，C符合题意；D．学校附近禁止汽车鸣笛可以在声源处减弱噪声，D不符合题意。故答案为：C。（4）将一只闹钟放进密封的玻璃罩中，然后逐渐往外抽气，我们听到闹钟声越来越弱。由此我们可以得出声音在真空中无法传播。但现有的抽气设备总是很难将玻璃罩内抽成真空状态，即实验无法达到绝对的真空。在这种情况下，我们是在实验基础上加科学的推理得出的结论，ABC不符合题意，D符合题意。故答案为：D。实验目的深入探究声音的产生机制，明确物体振动与声音产生之间的直接关系。实验内容-利用鼓、小提琴等乐器，观察并记录振动与声音产生的现象，明确声音是由物体振动产生的。-通过在真空罩中进行发声实验，观察声音是否能在真空中传播，从而验证声音传播需要介质的理论。-使用声波探测器，分析不同声音波形的特征，进一步理解声音的传播特性。实验总结声音是由物体的振动产生的，且振动停止，发声也随之停止。声音的传播需要介质，真空无法传播声音。【典例1】小明等同学“探究声音的产生”的装置如图甲所示，将系在细线上的乒乓球靠近音叉。（1）当小明同学用小锤敲击音叉的时候，既能听到音叉发出的声音，又能观察到乒乓球多次弹开。通过实验现象得出的结论是；（2）乒乓球在实验中的作用是，这种思维方法叫做（选填“等效法”、“控制变量法”、“转换法”或“类比法”）；（3）若将此实验移到月球表面去做。回答下列问题：①听到和看到的现象分别是；A．既能听到声音，又能看到乒乓球被弹开B．不能听到声音，但能看到乒乓球被弹开C．既不能听到声音，也不能看到乒乓球被弹开②根据实验现象的变化，你又可以总结出什么结论是。【典例2】在图中，用细棉线连接了两个纸杯，制成了一个“土电话”。（1）用“土电话”能实现10m间的通话，这表明；（2）相距同样远，讲话者以同样的响度讲话，如果改用细金属丝连接土电话，则听到的声音就大些。这一实验现象表明；（3）如果在用土电话时，另一个同学用手捏住线上的某一部分，则听的一方就听不到声音了，这是由于；（4）如果在用土电话时，线没有拉直而处于松弛状态，则听的一方通过棉线（选填“能”或“不能”）听到对方的讲话声。【练习1】兴趣小组设计了如图所示的实验装置探究声音的传播。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。将内部充有空气的气球口系紧，并悬挂于玻璃罩内壁。通过抽气口向外抽气，罩内空气不断减少，气球体积（“增大”“不变”，“减小”)，最后几乎听不到声音了，但发声体上方的轻质小球照旧振动，再推理，可说明不能传声。【练习2】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如图甲所示，用悬挂着的乒乓球接触正在发声的音叉，可观察到小球被多次弹起，这说明了．

②如图乙所示，为了验证①中的探究结论，小华同学用手使劲敲桌子，桌子发出了很大的声响，但他几乎没有看到桌子的振动，为了明显地看到实验现象，你的改进方法是：．

③如图丙所示，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．该实验能说明可以传声．

④如图丁所示，把正在响铃的闹钟放在玻璃罩内，逐渐抽出其中的空气，会发现，并由此推理可知：．【练习3】如图所示，是某同学在探究声现象时所做的实验。（1）如图甲所示，用竖直悬挂的泡沫塑料球接触发声的音叉时，泡沫塑料球被弹起，这个现象说明；（2）如图乙所示，敲击右边的音叉，左边完全相同的音叉把泡沫塑料球弹起，这个现象说明声音可以传递，同时还能够说明可以传声；（3）实验探究过程中，将不易观察的音叉的振动转化成乒乓球的摆动，采用的科学思维方法是（选填“转换法”、“等效法”或“类比法”）。二、研究声音的三个特性：音调、响度和音色。为了探究声音的三个特性，实验小组同学用两把大小完全一样的钢尺和塑料尺分别进行了以下操作，如图所示；（1）把钢尺紧按在桌面上，一端伸出桌面，拨动钢尺，听它振动发出的声音，同时观察钢尺振动的快慢；改变钢尺伸出桌面的长度，再次拨动，使钢尺每次振动的幅度（振幅）大致相同；实验发现尺子伸出桌面的长度越长，振动越慢；发出声音的音调越低；由此可得出结论：音调的高低与发声体振动的频率有关；（2）保持钢尺伸出长度不变，用大小不同（“不同”或“相同”）的力拨动它伸出桌面的端部，听它振动发出的声音，同时观察钢尺振动的快慢，从而得出了声音的响度与发声体的振幅有关；（3）把（2）步骤中的钢尺换成塑料尺，其它操作相同，听出了两次声音的音色不同；（4）以上探究方法叫控制变量法，下列研究问题的方法不是采用这种方法的是B。A．探究摆的等时性时，保持摆线长度和摆球质量相同B．用悬挂的乒乓球接触正在发声的音叉，乒乓球被弹开【实验分析】（1）发声体的长度越短，振动快，音调高；

（2）发声体的振幅不同，响度不同；

（3）发声体材料不同，音色不同；

（4）改变被研究的物理量，其他因素不变，是控制变量法；利用乒乓球被发声的音叉弹开，反应音叉的振动，是转换法。【解答】探究声音的三个特性时，（1）钢尺伸出桌面的长度越长时，振动越慢，发出声音的音调越低；当尺子伸出桌面的长度越短时，振动越快，发出声音的音调越高，可得出：音调的高低与发声物体的振动频率有关。（2）钢尺伸出桌面的长度不变，用大小不同的力拨动，钢尺振动的幅度不同，声音的响度不同，探究声音的响度与振幅有关。（3）将钢尺换成塑料尺，振动的物体不同，听到声音的音色不同。（4）探究音调时，控制发声体的音色和响度不变；探究响度时，控制发声体的音色和音调不变；利用的探究方法叫控制变量法。A．探究摆的等时性时，控制了摆线长度和摆球质量相同，采用了控制变量法，故A不符合题意。B．用悬挂的乒乓球接触正在发声的音叉，乒乓球被弹开，说明发声的音叉在振动，没有应用控制变量法，采用了转换法，故B符合题意。故选B。

实验目的通过实验，深入理解和区分声音的音调、响度和音色，并掌握其测量方法。实验内容-通过改变发声体的振动频率，如调整琴弦的松紧，来观察音调的变化，理解音调与振动频率的关系。-利用扬声器调整音量，观察并记录响度与振幅的关系，理解响度与振幅和距离声源的远近有关。-对比不同乐器或同一乐器不同部位的发声，探讨音色的差异及其成因，理解音色与发声体的材料、结构和振动方式的关系。实验总结声音的音调、响度和音色是三个重要的特性。音调与发声体的振动频率成正比，响度则与振幅和距离声源的远近有关。音色则是由发声体的材料、结构和振动方式共同决定的。【典例1】小明在学习吉他演奏的过程中发现琴弦发出声音音调的高低，可能受各种因素影响，拧动弦钮，调整了琴弦松紧，音调高低也有变化。小明对此进行探究，经过与同学们讨论，做出了影响琴弦发出声音的音调高低的猜想：猜想一：可能与琴弦的横截面积有关；猜想二：可能与琴弦的长短有关；猜想三：可能与琴弦的材料有关。为验证猜想，他找来琴弦，规格如表所示：编号材料长度（cm）横截面积（mm2）A铜600.76B铜601.02C铜800.76D尼龙80（1）为验证猜想一，可选编号为的两组琴弦进行实验探究；（2）选择AC研究后发现音调不同，由此得出的结论是；（3）为验证猜想三，表格中琴弦D的横截面积应该是mm2；（4）实验的研究方法是法，你觉得琴弦音调高低还与琴弦的有关。【典例2】如图所示，将塑料刻度尺的一端紧压在桌面上，另一端伸出桌面，拨动刻度尺使之振动，听刻度尺振动发出的声音．（1）实验时要用手紧靠桌边压住刻度尺，否则会既听到振动发出的声音，又听到刻度尺敲击发出的声音．（2）实验通过改变来改变声音的响度，通过改变来改变声音的音调．（3）换用钢尺做此实验，钢尺伸出桌面的长度、振动幅度和速度与塑料尺均相同时，听到声音的主要差异是(选填“响度”“音调”或“音色”)．（4）实验设计隐含的物理方法是比较法和法．（5）刻度尺振动产生的声音通过传进耳朵，引起鼓膜，人便听到声音．【练习1】11．（2022八上·庆云期中）小明学了声学知识后，做了如图所示实验∶小明将直尺一端压在桌面上，另一端伸出桌面。（1）拨动直尺，观察到直尺伸出桌面的部分在振动，同时听到直尺拍打桌面发出声音，这是由于小明采用如图（填甲或乙）所示的实验操作方法。（2）小明规范实验操作后，拨动直尺，观察到直尺在振动地同时听到直尺发出声音，接着增大直尺伸出桌面的长度，再次用同样的力拨动直尺，小明观察到直尺的振动变（填快或慢），直尺发出的音调变（填高或低）。（3）如图甲所示，从左至右7个瓶子里装着不同量的水。之涵和意舒同学用木棒敲击瓶子时，发出的声音音调最低的是第个瓶子。（4）用嘴对着瓶口吹时，发出的声音音调最低的是第个瓶子。（5）如图乙是我们往保温瓶里灌开水的场景，灌水过程中我们听声音就能判断出瓶里水是否快要灌满了，这是因为随着水位的升高，瓶内空气柱振动越来越（填快或慢），发出的声音音调越来越（填高或低）。【练习2】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6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1234钢丝粗细细AB间距/cm50505030钩码个数3343（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：当相同时，弦的音调越高；（3）为了探究其余猜想，关于第4次钢丝的粗细选择，要选择____（填序号）；A．细 B．粗 C．粗细均可（4）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，图丙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：，理由是。【练习3】小美买了一个金属管风铃，微风吹过，风铃发出悦耳的声音，小美想探究管子发出声音的频率与长度、直径的关系，于是他选取了材料与管壁厚度都相同、长度和直径不同的三根直管，先用同一刻度尺测出直管的长度和直径，然后将它们悬挂起来敲击发出声音，利用仪器测出各自发出声音的频率，记录数据如表所示：编号长度/cm直径/cm频率/Hz声强级/dB120.501.50213180231.002.001284100348.502.5065690（1）根据表中的数据可知，小美所用刻度尺的分度值是。（2）三根管子中音调最低的是号。（3）小美发现根据表中的数据无法总结出管子发出声音的频率与长度、直径的关系，因为。（4）要想完成实验需要再增加一根材料与管壁厚度相同的（选填“A”或“B”）直管来做实验。A.长度为20.50cm，直径为2.50cmB.长度为55.50cm，直径为3.00cm【练习4】如图所示，小组同学完成以下三个声现象的实验，请回答相关问题。（1）如图甲所示，该装置中乒乓球被弹开，说明了发声的音叉在；乒乓球在实验中的作用是将实验现象放大，这种实验方法是（选填“控制变量”或“转换”）法，该装置还可以探究声音响度与的关系；（2）如图乙所示，随着抽气机不断向罩外抽气，小明听到罩内闹钟铃声的（选填“响度”、“音调”或“音色”）在不断变化。如果罩内的空气被完全抽空则不能听到铃声，由此我们可以推理得出的结论是；（3）如图丙，若钢尺伸出桌面的长度保持不变，改用更大的力拨动钢尺，则听到声音的（选填“响度”、“音调”或“音色”）有变化，而（选填“响度”、“音调”、“音色”）变大。若拨动钢尺的力大小保持不变，逐渐增加钢尺伸出桌面的长度，听到声音的变低（选填“响度”、“音调”或“音色”）。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振动，却听不到声音，这是由于（选填“发出声音的响度为0dB”、“发声频率高于20000Hz”或“发声频率低于20Hz”）。【练习5】在探究“人耳是怎样听到声音的”过程中，小亮用肥皂膜代替人耳鼓膜进行了如下实验：（1）当喇叭发声时，观察肥皂膜出现的现象．观察到的现象是。（2）当喇叭发声的响度变大时，肥皂膜振动幅度变大，这说明声音的响度跟有关。（3）当喇叭发声的强弱不变时，肥皂膜与喇叭之间的距离越近，肥皂膜的振动幅度越大，直至破裂，由此可以联想到声音的响度跟有关。具体关系是。（4）该实验还能表明声音能传递。三、观察声音的波形喜欢课外探究的小勇，拆开自己的口琴，口琴的琴芯结构如图所示，在琴芯的气孔边分布着长短、厚薄都不同的一排铜片，这铜片在气流的冲击时振动，发出不同音调的声音。（1）在图中，C区是高音区（选填“高”、“中”或“低”）；（2）口琴吹出优美的声音，是由铜片振动产生的；（3）当吹同一个气孔用力越大时，发出的声音的响度越大；（4）停止吹气后，口琴停止发声，但仍“余音未绝”，其原因是D_；A．这是声音的回声B．铜片在继续振动C．人的听觉发生“暂留”的缘故D．铜片虽停止振动，但空气仍在传播（5）以下示波器中声音的图形是口琴的是_B_；A． B．【实验分析】（1）发声体越短频率越高，音调越高；

（2）声音是物体振动产生的；

（3）发声体的振幅越大，响度越大；

（4）发声体停止振动，空气振动，依然有声音；

（5）乐音的声波图有规则，噪声的图像杂乱无章；

【解答】（1）在图中，C区铜片短，振动时的频率高，音调高，是高音区；

（2）口琴吹出优美的声音，是铜片在吹出的气流中振动产生的；

（3）当吹同一个气孔用力越大时，铜片的振幅越大，声音的响度越大；

（4）停止吹气后，仍余音未绝，是铜片虽停止振动，但空气仍在传播声音，D符合题意；

（5）A.图像杂乱，是噪声图像，B图有规则，是口琴声图像，B符合题意；

实验目的探究声音的波形特征，理解波形与声音特性之间的关系。实验内容-使用声波探测器或示波器，观察并记录不同声音信号的波形图。-分析波形图的特征，如振幅、频率、波形类型（正弦波、方波、锯齿波等），理解波形与声音特性（如响度、音调）之间的关系。实验总结声音的波形图能够直观地展示声音的特性。振幅反映了声音的响度，频率决定了声音的音调，而波形类型则可能与声音的音色或其他特性有关。实验拓展探究声音的波形，可以从以下几个方面进行：1.声音的基本概念：声音是由物体振动产生的机械波，通过介质（如空气、水等）传播。2.声波的分类：声波可以分为纵波和横波，人类日常生活中接触到的声波主要是纵波。3.声波的特性：声波具有频率、波长、振幅等特性，这些特性决定了声音的音调、响度和音色。4.声波的传播：声波在介质中传播时，其速度、频率和波长之间的关系为：波速=波长×频率。5.声波的测量：可以使用示波器等仪器来观察和分析声音的波形，了解声音的频率、振幅等特性。6.声波的应用：声波在各个领域都有广泛应用，如通信、医疗、军事、地质勘探等。7.声波与人类生活：声音对人类生活具有重要意义，如语言交流、音乐欣赏等，同时噪声污染也对人类生活产生负面影响。通过对声音波形的探究，可以更深入地了解声音的特性和应用，为人类生活带来更多便利。

【练习1】在学习“声现象”的知识时有以下几个实验：如图甲所示，把正在发声的音叉放入盛有水的水槽中会看到“水花四溅”；如图乙，拨动同一把钢尺，在保证其振幅相同的情况下，改变其伸出桌边的长度，观察钢尺振动的快慢和发出声音的变化。（1）图甲实验说明声音是由物体的产生的，水花的作用是；（2）如图乙实验是在探究声音的音调跟的关系；实验时发现，钢尺伸出桌边的长度越长，其振动发出声音的音调越；如果将乙图实验放在月球上进行，实验者（填“能”或“不能”）听到声音的变化；（3）如图丙中（选填“a”或“b”）显示的声音属于噪声，可以看出噪声发声体的振动是（选填“规则的”“无规则的”）。【练习2】某研究小组利用一些长短、粗细、材料不同的琴弦，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（a）中已标出其中琴弦的直径（即粗细）关系：，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（选填“a”“b”“c”或“d”）；（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？答：；原因是：，这种研究方法是；（4）探究过程通常采用下列一些步骤：A．实验研究B．分析归纳C．提出问题（或猜想）D．得出结论你认为要完成本探究的全过程，所采用的合理顺序应该是（只填代号）；（5）如图（b）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图是，响度相同的图是。【练习3】某兴趣小组利用身边的器材进行声现象的实验探究。（1）如图所示，8个相同的玻璃瓶巾灌入不同高度的水，仔细调节水的高度，敲击它们，就可以发出“1、2、3、4、5、6、7、i”的声音来。这些声音是由的振动发出的，发出声音的音调从左至右逐渐；若用嘴对准瓶口吹气，发出声音的音调从左至右逐渐(后两空填“升高”“降低”或“不变”)（2）如图甲所示，将一把钢尺紧按在桌面上，一端伸出桌边，拨动钢尺。第一次实验伸出桌面的长度为钢尺长度的，第二次伸出桌面的长度为钢尺长度的，第一次拨动钢尺的力度比第二次的力度大一些，在图乙所示的波形图中，第一次实验对应的波形图是，第二次实验对应的波形图是(两空均选填字母代号)甲乙四、跨学科实践：制作隔音房间模型项目背景与目的1.简述隔音房间模型的制作背景。（各种噪音严重影响了人们的日常生活，隔音房可以给人们提供一个相对安静的生活环境）2.阐述制作隔音房间模型的目的。（隔音房可以给人们提供一个相对安静的生活环境）设计方案1.描述隔音房间模型的设计思路。（采用双层环保隔音材料+三层中空钢化玻璃，内吸音外隔音。隔音房是让声音在不同材料之间转换传播从而达到削弱的效果。）2.列出所需材料及工具。（隔声毡、隔音棉、吸音板、聚氨酯泡沫塑料、夹层玻璃等）制作过程1.按照设计方案，详细记录制作步骤。（我们可以用包装盒或鞋盒充当“房间”,将一只闹钟放入其中模拟房间中发声的乐器或电视机。然后，在盒内的相应区域安装能够阻隔声音的材料，制作隔音房间模型。）2.说明在制作过程中遇到的问题及解决办法。测试与评估1.阐述测试隔音房间模型的方法。2.分析测试结果，评估模型的隔音效果。总结与反思1.总结制作过程中的收获与体会。2.分析模型的不足之处，提出改进意见。【典例1】某同学计划将自己练琴的房间改造成隔音房间，以免练琴时打扰邻居。方案实施前，她设计实验来测评材料的隔音性能。器材有：一个声级计（测量声音强弱的仪器）、毛毡布、泡沫板、闹钟和两个相同的盒子。实验如下：（1）用相同的方式把毛毡布、泡沫板分别布置在两个盒子内；接下来的操作是：，读出声级计的示数；（2）比较两次声级计的示数，如果，则说明泡沫板的隔音性能好。【典例2】小华学了有关声音的知识后，对材料的隔音性能很感兴趣，于是他设计了实验进行探究。实验步骤如下：①先搜集各种材料，如衣服、报纸、平装书、塑料袋、袜子。②把钟表放到一个盒子里，用衣服盖住钟表，然后逐渐远离盒子直到听不到嘀嗒声，记下此时人离盒子的距离。③更换不同材料，仿照步骤2，再做四次，将数据记录，得到如下表的数据。材料袜子衣服报纸平装书塑料袋听不见钟声的实际距离1.22.12.83.75.2请你回答问题：（1）在小华设计的实验中，他依据听不见钟声的实际距离来判断物体的隔音性能，这里采用的物理方法是。(选填“转换法”或