專題07 實(shí)驗(yàn)探究：聲現(xiàn)象相關(guān)實(shí)驗(yàn)（解析版）

專題07實(shí)驗(yàn)探究：聲現(xiàn)象相關(guān)實(shí)驗(yàn)類型一：探究聲音產(chǎn)生和傳播的條件1.(東莞模擬)為研究聲音是如何產(chǎn)生的，小明同學(xué)進(jìn)行系列的實(shí)驗(yàn)研究。(1)如圖甲所示，用豎直懸掛的乒乓球接觸發(fā)聲的音叉時(shí)，乒乓球會(huì)被彈起，這個(gè)現(xiàn)象說(shuō)明聲音是由物體振動(dòng)產(chǎn)生的;乒乓球在實(shí)驗(yàn)中起到什么作用?o(2)如圖乙所示，敲擊右邊的音叉，左邊完全相同的音叉會(huì)把乒乓球彈起，這個(gè)現(xiàn)象說(shuō)明o(3)若在月球上做上述兩個(gè)實(shí)驗(yàn)，甲實(shí)驗(yàn)乒乓球會(huì)彈起。(4)石頭落入水中，產(chǎn)生的水波向四周傳播；發(fā)聲的音叉接觸水面，激起水波向四周傳播。通過(guò)水波來(lái)研究聲波，這種研究問(wèn)題的方法為B法。A.推理B.類比C.控制變量D.轉(zhuǎn)化圖乙解：(1)用豎直懸掛的乒乓球接觸發(fā)聲的音叉時(shí)，乒乓球會(huì)被彈起，這個(gè)現(xiàn)象說(shuō)明聲音由物體的振動(dòng)產(chǎn)生的；乒乓球在實(shí)驗(yàn)中起到將微小振動(dòng)放大的作用；(2)敲擊右邊的音叉，左邊完全相同的音叉把乒乓球彈起，這個(gè)現(xiàn)象說(shuō)明空氣可以傳播聲音；(3)月球上沒(méi)有空氣，處于真空狀態(tài)，聲音不能在真空中傳播，因此甲實(shí)驗(yàn)乒乓球會(huì)被彈起，乙實(shí)驗(yàn)乒乓球不會(huì)被彈起；(4)石頭落入水中，產(chǎn)生的水波向四周傳播；發(fā)聲的音叉接觸水面，激起水波向四周傳播。通過(guò)水波來(lái)研究聲波，這種研究問(wèn)題的方法被稱為類比法。故選B。答案：(1)聲音是由物體振動(dòng)產(chǎn)生的；將微小振動(dòng)放大；(2)空氣可以傳播聲音；(3)甲；(4)B。2.(昆明期末)小明做探究真空是否能傳聲的實(shí)驗(yàn)，如圖所示。(1)如圖甲，把正在響鈴的電鈴放在玻璃罩內(nèi)，在逐漸抽出玻璃罩內(nèi)空氣的過(guò)程中，會(huì)聽(tīng)到鈴聲逐漸變小o(2)打開(kāi)閥門，讓空氣逐漸進(jìn)入玻璃罩內(nèi)，又會(huì)聽(tīng)到鈴聲逐漸變大0(3)推理過(guò)程：玻璃罩內(nèi)空氣越少，傳出的聲音越小如果玻璃罩內(nèi)抽成真空后，就聽(tīng)不到電鈴響鈴的聲音了。(4)結(jié)論：聲音的傳播需要介質(zhì),真空不能傳聲O(5)此實(shí)驗(yàn)中，用抽氣機(jī)抽氣不能(填“能”或“不能”)得到真空，實(shí)驗(yàn)的結(jié)論是通過(guò)A(填序號(hào))得出的結(jié)論，是我們學(xué)習(xí)的第一個(gè)理想實(shí)驗(yàn)。A.推理假設(shè)B.實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證C.歸納總結(jié)(6)小明還想利用家里的暖水瓶來(lái)探究真空能否傳聲。如圖乙所示是暖水瓶的簡(jiǎn)易剖面圖。他把音量大小相同的芯片放入瓶中，根據(jù)聽(tīng)到的聲音進(jìn)行判斷。下列是他設(shè)計(jì)的幾組比較因素，其中合理的是B(填序號(hào))。A.將同一個(gè)暖水瓶塞上瓶塞和不塞瓶塞進(jìn)行比較B.用一個(gè)完好的和一個(gè)已經(jīng)漏氣的瓶膽進(jìn)行比較C.將音量大小不同的芯片先后放入瓶膽中進(jìn)行比較D.把同一個(gè)暖水瓶的瓶膽放在近處和遠(yuǎn)處進(jìn)行比較抽氣解：(1)在抽氣的過(guò)程中，玻璃罩內(nèi)的空氣減少，所以聲音傳播的介質(zhì)減少，因此聽(tīng)到聲音將會(huì)減小；(2)再打開(kāi)閥門，讓空氣逐漸進(jìn)入玻璃罩內(nèi)，由于聲音傳播的介質(zhì)增多，因此聽(tīng)到聲音將會(huì)變大；(3)由于介質(zhì)(空氣)逐漸減少，故聲音逐漸減小。如果完全沒(méi)有空氣了，將會(huì)聽(tīng)不到聲音；(4)在“研究聲音的傳播”實(shí)驗(yàn)中，真實(shí)的實(shí)驗(yàn)是隨著罩內(nèi)空氣的不斷抽出，聽(tīng)到鈴聲越來(lái)越弱，在此基礎(chǔ)上，通過(guò)進(jìn)一步推理如果罩內(nèi)被抽成真空將聽(tīng)不到鈴聲，于是形成結(jié)論：聲音的傳播需要介質(zhì)，真空不能傳聲；(5)由于玻璃罩內(nèi)無(wú)法獲得真空，所以不能直接得出實(shí)驗(yàn)結(jié)論，只能在實(shí)驗(yàn)的基礎(chǔ)上通過(guò)科學(xué)推理得出實(shí)驗(yàn)結(jié)(6)探究真空能否傳聲，需要有相同的聲源，分別在真空和非真空條件下，使物體發(fā)出聲音，我們是否能聽(tīng)到。A、不塞瓶塞時(shí)聲音通過(guò)空氣向外傳播，塞上瓶塞時(shí)聲音通過(guò)瓶塞向外傳播，探究的是固體傳聲和氣體傳聲，不符合題意，該選項(xiàng)設(shè)計(jì)不合理；B、完好的瓶膽夾壁中都是真空的，漏氣的瓶膽不是真空的，可以驗(yàn)證真空能否傳聲，該選項(xiàng)設(shè)計(jì)合理：C、將音量大小不同的芯片先后放入瓶膽中，沒(méi)有控制聲音響度大小，不符合控制變量法的思想，無(wú)法比較，該選項(xiàng)設(shè)計(jì)不合理。D、把瓶膽放在近處和遠(yuǎn)處進(jìn)行比較，沒(méi)有控制距離的大小，不符合控制變量法的思想，無(wú)法比較，該選項(xiàng)設(shè)計(jì)不合理。答案：(1)??；(2)大；(3)??；(4)介質(zhì)；傳聲；(5)不能；A;(6)B。3.(寶雞期末)在探究聲音的產(chǎn)生與傳播時(shí)，小明和小華一起做了下面的實(shí)驗(yàn)：(1)如圖①所示，用懸掛著的乒乓球接觸正在發(fā)聲的音叉，可觀察到小球彈開(kāi)，這說(shuō)明了聲音是由物體振動(dòng)0(2)如圖②所示，為了驗(yàn)證(1)中的探究結(jié)論，小華同學(xué)用手使勁敲桌，桌發(fā)出了很大的聲響，但他幾乎沒(méi)有看到桌的振動(dòng)，為了明顯地看到實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象，你的改進(jìn)方法是：在桌面上灑一些紙屑(或其他輕小物O(3)如圖③所示，敲響右邊的音叉，左邊完全相同的音叉也會(huì)發(fā)聲，并且把泡沫塑料球彈起。該實(shí)驗(yàn)?zāi)苷f(shuō)明空(4)如圖④所示，把正在響鈴的鬧鐘放在玻璃罩內(nèi)，逐漸抽出其中的空氣，將聽(tīng)到鈴聲越來(lái)越小,并由此o解：(1)此實(shí)驗(yàn)可以探究“聲音是由物體振動(dòng)產(chǎn)生的”;將正在發(fā)聲的音叉緊靠懸線下的輕質(zhì)小球，發(fā)現(xiàn)小球被多次被彈起，這樣做是為了把音叉的微小振動(dòng)放大，便于觀察，該現(xiàn)象說(shuō)明了音叉在振動(dòng)，聲音是由物體振動(dòng)產(chǎn)(2)為了看到桌振動(dòng)更明顯，可在桌面上放一些紙屑(或其他輕小物體),把桌振動(dòng)轉(zhuǎn)化為紙屑的振動(dòng)，即把桌振動(dòng)放大，便于觀察。(3)由圖可知，當(dāng)敲響右邊的音叉，左邊完全相同的音叉也會(huì)發(fā)聲，所以說(shuō)明左邊完全相同的音叉發(fā)生了振動(dòng)，而我們并沒(méi)有直接敲響左邊的音叉，證明聲音是通過(guò)空氣傳播給左邊的音叉的，所以空氣能傳播聲音；(4)聲音的傳播需要介質(zhì)，用抽氣機(jī)將瓶?jī)?nèi)的空氣抽出，在抽氣機(jī)向外抽氣的過(guò)程中，能傳播聲音的空氣越來(lái)越少，所以音樂(lè)聲會(huì)逐漸減弱；如果把瓶中的空氣完全抽出來(lái)，瓶?jī)?nèi)就成了真空，沒(méi)有了將聲音傳出瓶外的介質(zhì)，所以我們不能聽(tīng)到音樂(lè)聲。這說(shuō)明聲音靠介質(zhì)傳播，真空不能傳聲。答案：(1)聲音是由物體振動(dòng)產(chǎn)生的；(2)在桌面上灑一些紙屑(或其他輕小物體);(3)空氣；(4)鈴聲越來(lái)越??；真空不能傳聲。類型二：探究音調(diào)與哪些因素有關(guān)4.(福州期中)某興趣小組的同學(xué)想探究“管樂(lè)器所發(fā)出聲音的音調(diào)與哪些因素有關(guān)”,他們?cè)诶蠋煹闹笇?dǎo)下，從實(shí)驗(yàn)室借來(lái)一臺(tái)能測(cè)聲音頻率的儀器，以及選用了兩只橫截面積不同的注射器甲和乙，如圖所示。他們將兩支注射器的頂部截掉，做成哨，然后邊吹哨邊拉動(dòng)活塞，并記錄下聲音的頻率，得到的數(shù)據(jù)如下表所示。實(shí)驗(yàn)序號(hào)注射器空氣柱長(zhǎng)度/cm聲音的頻率/Hz1甲22甲13乙1(2)比較實(shí)驗(yàn)序號(hào)1、2,可初步得出，當(dāng)注射器的橫截面積相同時(shí)，注射器內(nèi)空氣柱長(zhǎng)度越短，音調(diào)越(3)比較實(shí)驗(yàn)序號(hào)2和3,可初步得到，當(dāng)注射器內(nèi)空氣柱長(zhǎng)度相同時(shí)，注射器的橫截面積越大，音調(diào)越解：(1)吹哨時(shí)，是注射器內(nèi)的空氣柱在振動(dòng)，所以發(fā)出聲音的物體是注射器內(nèi)的空氣柱。(2)比較實(shí)驗(yàn)序號(hào)1、2可知，使用同一個(gè)注射器，則注射器的橫截面積相同，而注射器內(nèi)空氣柱長(zhǎng)度不同，且注射器內(nèi)空氣柱長(zhǎng)度越短，聲音的頻率越大，音調(diào)越高。(3)要探究音調(diào)高低與注射器的橫截面積的關(guān)系，根據(jù)控制變量法可知，應(yīng)控制注射器內(nèi)空氣柱長(zhǎng)度相同，改變注射器的橫截面積(即用橫截面積不同的注射器),所以要選擇實(shí)驗(yàn)序號(hào)“2”和“3”進(jìn)行實(shí)驗(yàn)；比較實(shí)驗(yàn)序號(hào)2、3可知，當(dāng)注射器內(nèi)空氣柱長(zhǎng)度相同時(shí)，甲注射器的橫截面積大，聲音的頻率較小，則音調(diào)較(1)注射器內(nèi)的空氣柱；(2)高；(3)2和3;低。5.(潮州期末)某同學(xué)為了探究物體發(fā)聲時(shí)振動(dòng)的頻率高低與哪些因素有關(guān)，他選擇了四根鋼絲進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，如圖所編號(hào)材料長(zhǎng)度粗細(xì)松緊鋼絲鋼絲鋼絲鋼絲(1)用同樣的力撥動(dòng)鋼絲甲和乙，發(fā)現(xiàn)撥動(dòng)乙鋼絲時(shí)的音調(diào)高。由此可以得出的結(jié)論是：在弦的長(zhǎng)度、松緊程度相同時(shí)，振動(dòng)的頻率高低與弦的粗細(xì)有關(guān)；(3)先后用同樣的力撥動(dòng)丙鋼絲和丁鋼絲，是為了探究振動(dòng)頻率的高低與鋼絲的松緊的關(guān)系；o解：(1)由于甲、乙兩根鋼絲的長(zhǎng)度、松緊度一樣，甲比乙粗，乙振動(dòng)的頻率大，音調(diào)高；因此該過(guò)程是利用控制變量法來(lái)研究發(fā)聲體的音調(diào)與其粗細(xì)的關(guān)系。(2)如果探究發(fā)聲體音調(diào)高低與弦的長(zhǎng)度的關(guān)系，必須控制兩根鋼絲的粗細(xì)、松緊度一樣，符合條件的是乙和丙兩根鋼絲；發(fā)現(xiàn)丙鋼絲發(fā)出的音調(diào)高，丁鋼發(fā)出音調(diào)低，由此可知探究的是音調(diào)與鋼絲松緊的關(guān)系。(4)因?yàn)榘l(fā)聲體產(chǎn)生聲音的音調(diào)與鋼絲的長(zhǎng)度、粗細(xì)、松緊有關(guān)，因此探究音調(diào)與鋼絲粗細(xì)以及長(zhǎng)度關(guān)系時(shí)都運(yùn)用了控制變量法。6.(揭陽(yáng)期中)(1)為了探究音調(diào)與什么因素有關(guān)，小偉設(shè)計(jì)了下面幾個(gè)實(shí)驗(yàn)，如圖所示，你認(rèn)為不能夠完成探究目的的是D通過(guò)探究可知：音調(diào)是由發(fā)聲體振動(dòng)的頻率決定的AA.硬紙板接觸齒數(shù)不同的齒輪B.改變鋼尺伸出桌邊的長(zhǎng)度(2)如圖B所示，將一把鋼尺緊按在桌面上，先讓一端伸出桌邊短一些，撥動(dòng)鋼尺，聽(tīng)它振動(dòng)發(fā)出的聲音，然后一端伸出桌邊長(zhǎng)一些，再撥動(dòng)鋼尺，聽(tīng)它振動(dòng)發(fā)出的聲音，使鋼尺兩次振動(dòng)幅度大致相同。比較兩種情況下，第次鋼尺振動(dòng)得快，它的音調(diào)高(填“高”或“低”),這說(shuō)明音調(diào)與振動(dòng)的頻率有關(guān)。當(dāng)鋼尺伸出桌面超過(guò)一定長(zhǎng)度時(shí)，雖然用同樣的力撥動(dòng)鋼尺，卻聽(tīng)不到聲音了，這是由于振動(dòng)頻率低于20Hz,不在人耳的聽(tīng)覺(jué)范圍內(nèi)0B、改變鋼尺伸出桌邊的長(zhǎng)度，振動(dòng)的頻率不同，發(fā)出聲音的音調(diào)不同，故B能夠完成探究目的；C、用塑料尺在梳齒上快慢不同的滑動(dòng)時(shí)，梳齒振動(dòng)的頻率不同，發(fā)出的聲音的音調(diào)不同，故C能夠完成D、改變吹筆帽的力度，筆帽振幅不同，響度不同，研究響度跟振幅的關(guān)系，故D不能完成探究目的；通過(guò)探究可知：音調(diào)是由發(fā)聲體振動(dòng)的頻率決定的；(2)改變鋼尺伸出桌面的長(zhǎng)度，用同樣大小的力撥動(dòng)其伸出桌面的一端，這樣會(huì)導(dǎo)致鋼尺振動(dòng)的快慢不同，即發(fā)出聲音的音調(diào)不同；第一次鋼尺伸出桌面的長(zhǎng)度短，振動(dòng)的快，發(fā)出的音調(diào)高；第二次鋼尺伸出桌面長(zhǎng)，振動(dòng)鋼尺伸出桌面超過(guò)一定長(zhǎng)度時(shí)，振動(dòng)頻率低于20Hz,不在人耳的聽(tīng)覺(jué)范圍內(nèi)。類型三：探究響度與哪些因素有關(guān)7.(菏澤期末)某同學(xué)利用小鼓研究“響度的大小與哪些因素有關(guān)”,他將小鼓放在距自己一定距離的位置且固定不動(dòng)，用鼓棒敲擊鼓面，然后觀察鼓面上泡沫小球彈跳的高度和聲音的強(qiáng)弱。并用照相機(jī)將小球跳到最高點(diǎn)時(shí)的情景拍攝下來(lái)，如圖所示。已知(a)圖是用最小的力敲擊，聽(tīng)到的聲音最弱；(c)圖是用最大的力敲擊，聽(tīng)到的聲音最強(qiáng)。通過(guò)以上實(shí)驗(yàn)，請(qǐng)你歸納總結(jié)：oo(2)從小球跳動(dòng)高度不同，反映出鼓面振動(dòng)幅度不同，小球跳動(dòng)高度越大，表示鼓面振動(dòng)幅度越大，響度也就越大，即振幅越大，響度越大。8.(無(wú)錫期末)在探究“影響聲音響度的因素”時(shí)。(1)同學(xué)們采用如圖所示的器材，選擇音叉做聲源，用小錘敲響音叉，將正在發(fā)聲的音叉接觸豎直懸掛著的乒乓球。他們能觀察到的現(xiàn)象是乒乓球會(huì)被彈起一定的角度;接下來(lái)，他們敲擊音叉發(fā)出更大的聲音，重乒乓球被彈的幅度變大,實(shí)驗(yàn)所得的結(jié)論是：聲音的響度與聲源的振幅有(2)小明設(shè)計(jì)了另一組實(shí)驗(yàn)來(lái)進(jìn)行探究，他用兩枚釘把一根橡皮筋固定在木板上，他用手勾住橡皮筋的中間，慢慢將它向外拉出2cm,松手后聽(tīng)橡皮筋振動(dòng)發(fā)出的聲音。接下來(lái)的一步操作是：向外拉出更大的距離解：通過(guò)實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)，用小錘敲擊音叉的時(shí)候，將正在發(fā)聲的音叉接觸豎直懸掛著的乒乓球，乒乓球會(huì)被彈起一定的角度，說(shuō)明聲音是由于物體的振動(dòng)產(chǎn)生的；他們敲擊音叉發(fā)出更大的聲音，重復(fù)上述操作，能觀察到的現(xiàn)象是：乒乓球被彈起的幅度變大，說(shuō)明聲音的響度與聲源的振幅有關(guān)；探究聲音的響度與聲源的振幅有關(guān)，應(yīng)改變橡皮筋的振動(dòng)幅度，故接下來(lái)的一步操作是：將橡皮筋向外拉出更大答案：接觸；乒乓球會(huì)被彈起一定的角度；乒乓球被彈的幅度變大；向外拉出更大的距離。9.(宿遷期中)如圖所示，小李同學(xué)在“探究響度與發(fā)聲體振動(dòng)幅度的關(guān)系實(shí)驗(yàn)”中，把一根鋼尺的一端固定在桌面上，使鋼尺的另一端伸出桌邊，用手撥動(dòng)鋼尺的伸出端，聽(tīng)鋼尺振動(dòng)時(shí)發(fā)出的聲音，同時(shí)觀察鋼尺振動(dòng)的情況，記錄數(shù)據(jù)如下：實(shí)驗(yàn)鋼尺振動(dòng)的幅度響度的大小第一次小小第二次中中第三次大大(1)進(jìn)行實(shí)驗(yàn)時(shí)，為了保證幾次實(shí)驗(yàn)的音調(diào)不變，必須保持鋼尺伸出的長(zhǎng)度不變。(2)本實(shí)驗(yàn)應(yīng)在較安靜(選填“安靜”或“嘈雜”)的環(huán)境下進(jìn)行。(3)通過(guò)本實(shí)驗(yàn)可得到的初步結(jié)論是：發(fā)聲體振動(dòng)幅度越大，響度越大o(4)在不添加其他器材的情況下，利用此實(shí)驗(yàn)的器材，能(選填“能”或“不能”)探究音調(diào)與發(fā)聲體長(zhǎng)度的關(guān)系。解：(1)為了保證幾次實(shí)驗(yàn)的音調(diào)不變，頻率決定音調(diào)，振動(dòng)快慢相同，必須保持鋼尺伸出的長(zhǎng)度不變；(2)為了清晰的聽(tīng)到聲音，應(yīng)在安靜的環(huán)境下進(jìn)行；(3)通過(guò)本實(shí)驗(yàn)可得到的初步結(jié)論是：發(fā)聲體振動(dòng)幅度越大，響度越大；(4)實(shí)驗(yàn)時(shí)若改變鋼尺伸出桌面的長(zhǎng)度，用相同大小的力撥動(dòng)鋼尺，這樣尺的振幅相同，響度不變。這時(shí)尺振動(dòng)的頻率會(huì)改變，發(fā)出聲音的音調(diào)會(huì)不同。則這樣做能探究音調(diào)與頻率的關(guān)系。10.(贛州期中)學(xué)習(xí)了有關(guān)聲音的知識(shí)后，小明對(duì)材料的隔音性能產(chǎn)生了興趣，于是他設(shè)計(jì)了如下實(shí)驗(yàn)進(jìn)行探究，請(qǐng)閱讀并回答下列問(wèn)題，實(shí)驗(yàn)步驟：①先搜集各種材料，如衣服、報(bào)紙、平裝書、塑料袋、襪；②把鬧鐘放到一個(gè)鞋盒里，將衣服蓋在鞋盒上方，然后逐漸遠(yuǎn)離盒直到聽(tīng)不見(jiàn)滴答聲，記下此時(shí)人離盒的③分別將各種材料蓋在鞋盒上方，重復(fù)以上實(shí)驗(yàn)，得到下表的數(shù)據(jù)：材料衣服報(bào)紙平裝書塑料袋襪聽(tīng)不見(jiàn)滴答聲的實(shí)際距離/m回答問(wèn)題：(1)小明設(shè)計(jì)的實(shí)驗(yàn)利用了離聲源越遠(yuǎn)，聽(tīng)到聲音的響度越小(填“大”或“小”)的原理；(2)根據(jù)小明所得數(shù)據(jù)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)如果再給你一塊海綿，你認(rèn)為其隔聲性能與報(bào)紙相比，海綿隔聲性能好一點(diǎn)；(4)在噪聲污染嚴(yán)重的環(huán)境里，“隔音”就是為了改變聲音的響度,是有效的降噪方法之一；在控制噪聲的方法分類中，“隔音”是在傳播過(guò)程中減弱噪聲；(5)為降低電影院中噪聲，請(qǐng)?zhí)岢鲆粭l合理化的建議使用較厚的隔音材料進(jìn)行裝修o解：(1)物理學(xué)中把人耳能感覺(jué)到的聲音的強(qiáng)弱稱為響度，與振幅和距離有關(guān)；距離越遠(yuǎn)，響度越小；(2)根據(jù)小明所得數(shù)據(jù)可知，粗糙的材料比平滑材料到聽(tīng)不見(jiàn)滴答聲的實(shí)際距離近；則說(shuō)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聲音的性能要比平滑材料強(qiáng)；(3)海綿材料隔聲性能比報(bào)紙好，因?yàn)楹＞d表面粗糙多空，吸收聲音的性能好；(4)在噪聲污染嚴(yán)重的環(huán)境里，“隔音”就是為了改變聲音的響度；隔音屬于在傳播過(guò)程中減弱噪聲。(5)為降低電影院中噪聲，可使用較厚的隔音材料進(jìn)行裝修，以便在傳播過(guò)程中減弱噪聲。答案：(1)?。?/p>