最新北师大版物理八年级上册 声现象实验单元培优测试卷

一、初二物理声现象实验易错压轴题（难）
1．在观看交响乐队演奏的过程中，小华发现同属于管乐器的圆号、小号、长号、大号发出声音的高低各不相同，他决定对此进行研究．经过和同学们讨论，提出了以下猜想：
猜想一：管乐器发出声音的音调高低，可能与管内空气柱的长度有关
猜想二：管乐器发出声音的音调高低，可能与管内空气柱的横截面积（粗细）有关
小明找来了两个未使用过的一次性注射器制成了一些哨子（如下图所示）．注射器的规格分别为2.5ml和5ml．他一边吹哨子一边调整注射器内空气柱的长度，同时利用专用仪器测出声音的频率和响度，详见下表（表中“ml”表示毫升，“cm”表示厘米）
（1）选用序号为A、B、C的三次实验做对比，可以得出：在空气柱的______相同时，管内空气柱越短，音调越______．
（2）选用序号为______的两次实验做对比，可以得出：在空气柱的______相同时，管内空气柱横截面积越大，音调越______．
（3）序号为C、D的两次实验中，响度大的是______（选填“C”或“D”）．
【答案】横截面积（或粗细）高 A、D（或B、E或C、F）长度低 D
【解析】
【分析】
【详解】
要研究音调的高低和什么因素有关，需用控制变量法．
（1）选用序号为A、B、C的三次实验做对比，可以得出：在空气柱的横截面积（或粗细）相同时，管内空气柱越短，单位时间内振动的次数越多，频率越快，音调越高．（2）琴弦发出声音的音调高低，可能与琴弦的横截面积有关，需控制琴弦的长短和琴弦的材料不变，所以要选择A、D（或B、E或C、F）．
由此可得，在空气柱的长度相同时，管内空气柱横截面积越大，音调越低；
（3）序号为C、D的两次实验中，D实验时的声音强度为75分贝，大于C实验时的声音强度．
2．为了探究声音的产生与传播，小明和小华一起做了几个实验：小明把手放在发声的音箱上，感觉音箱在晃动；小华把发声的音叉放在水中，可以激起水花．
（1）小华把发声的音叉放在水中，可以激起水花，他这样做的目的是________．
（2）小明用手使劲敲桌子，发出很大的响声，但是他看到桌子几乎没有振动，为了使看到的实验现象更明显，你的改进方法是________．
（3）如图所示，将正在发声的手机放在与抽气机连通的密闭玻璃瓶内．
①在用抽气机把玻璃瓶内的空气逐渐抽出的过程中，听到的声音将会逐渐________．
②分析实验现象，运用的科学方法可得出结论________．
【答案】验证声音是由物体振动产生的在桌子上放一些碎纸屑变小真空不能传声【解析】
(1) 小明把手放在发声的音箱上，感觉音箱在晃动；小华把发声的音叉放在水中，可以激起水花，都能证明声音是由于物体振动产生的．(2)桌子是较大的物体，发声振动不易观察，可转换成桌面上小纸屑的振动，所以可在桌子上放一些小纸屑；(3)当把玻璃罩内的空气逐渐抽出时，传声介质越来越少，所以传声效果越来越不好，实验过程中听到声音越来越小，设想空气全部抽净时，就不传声了，也就听不到声音了，故可的结论：真空不能传声．
点睛：利用转换法解答，把发声体的振动转换成一些较明显的小物体的振动．
3．如图所示，某同学用尺子探究音调和响度分别与什么有关时，做了以下实验：
（1）该同学把钢尺紧按在桌面上，一端伸出桌边，拨动钢尺，听它振动发出的声音，同时注意钢尺振动的快慢；改变钢尺伸出桌边的长度，再次拨动，使钢尺每次振动的幅度大致相同．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________；由此可得出结论：音调的高低与发声体振动的________有关；
（2）又把钢尺紧按在桌面上，一端伸出桌边，拨动钢尺，听它振动发出的声音，同时注意钢尺振动幅度；改变拨动钢尺的力度，再次拨动，使钢尺每次的振动快慢大致相同．实验发现拨动尺子的力度越大，尺子________越大，发出声音的________越大；
（3）在实验中会发现：当尺子伸出桌面超过一定长度时，虽然用较大的力拨动钢尺，却听不到声音，这是由于________
【答案】低频率振动的幅度响度尺子伸出桌面的长度越长时，振动频率越低，发出声音的音调越低，当尺子伸出桌面超过一定长度时，发出声音的音调低于20Hz，属于次
声波，低于人类听觉的下限．
【解析】
【分析】
（1）音调指声音的高低，是由发声体振动的频率决定，物体振动越快，音调就越高，物体振动越慢，音调就越低；
（2）响度指声音的强弱，是由发声体振动的振幅决定，振幅越大，响度越大；
（3）大多数人能够听到的频率范围从20Hz到20000Hz．
【详解】
（1）当尺子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；由此可得出结论：音调的高低与发声物体的振动频率有关；
（2）拨动尺子的力度越大尺子振动幅度越大，发出声音的响度越大；拨动尺子的力度越小尺子振动幅度越小，发出声音的响度越小；由此可得出结论：响度的大小与发声物体的振动幅度有关；
（3）尺子伸出桌面的长度越长时，振动频率越低，发出声音的音调越低，所以当尺子伸出桌面超过一定长度时，虽然用较大的力拨动钢尺，但发出声音的频率低于20Hz，属于次声波，人听不到声音．
4．小明同学在学习完课本上“探究声音的响度与哪些因素有关”的实验后，回到家中想用铁脸盆和水等材料来做这个实验，请帮助她完成探究报告．
（1）提出问题：声音的响度与振幅有什么关系？
（2）猜想与假设：______________．
（3）进行实验与收集证据：
A．需要实验器材：铁脸盆、水、钢勺．
B．在铁脸盆中装入适量的水，用钢勺轻敲铁脸盆，会发现铁脸盆中的水在跳动．
C．用较大的力敲铁脸盆，发现铁脸盆中的水跳动比步骤B中的水跳动________（选填“高”“低”或“不变”）．
（4）结论：通过分析，结合提出的问题，你能初步得出结论：___________________．（5）评估：你还可以用这些器材来探究什么问题____________？（写出探究的问题即可）【答案】振幅越大,响度越大高响度与振幅有关，振幅越大，响度越大声音是怎样产生的或音调高低与水多少有关吗?
【解析】
【分析】
【详解】
(2)本题所研究的问题是声音的响度与振幅有什么关系?因此，可以猜想：振幅越大，响度越大；(3)根据实验现象可知，用较大的力敲铁脸盆，发现铁脸盆中的水跳动比步骤B中的水跳动高；(4)通过实验分析，我们可以得出的结论是：响度与振幅有关，振幅越大，响度越大；(5) 因为实验中可以看到水的跳动，故还可以用这些器材来研究：声音怎样产生；另外在水盆中将入不同深度的水时，盆的振动频率会变化，所以还可以研究：音调高低与水
的多少有关吗？
5．小华和小刚用棉线连接了两个纸杯制成了一个“土电话”．以下是他们对“土电话”的探究．
()1他们用“土电话”能实现10m间的通话，这表明________．
()2两人位置不变，以相同的响度讲话，改用细金属丝连接，则听到的声音就大些．这一实验表明________．
()3小华和小刚利用以上两个纸杯和一些长短、粗细不同的琴弦，又进行了探究“音调和哪些因素有关”的活动．他们选用的琴弦长度、材料在如图中标出（其中琴弦的直径关==<），并且每根琴弦固定在“音箱”上的松紧程度一致．
系：a c d b
()4①若他们想探究“音调的高低与琴弦材料”的关系应选择琴弦_____（从“a”、“b”、“c”或“d”中选两根）．
②若选择琴弦a和b，则是为了研究音调的高低与________的关系．
【答案】固体能够传声金属的传声效果好a、c材料粗细
【解析】
【分析】
【详解】
(1他们用“土电话”能实现10m间的通话，是因为固体能够传声，即这表明固体能够传声．()2两人位置不变，以相同的响度讲话，改用细金属丝连接，则听到的声音就大些．这一实验表明金属的传声效果好．
()4①根据控制变量法的思路，若他们想探究“音调的高低与琴弦材料”的关系，应选择粗细相同，而材料不同的两根琴弦，即选择a和c；
②若选择琴弦a和b，长度和材料相同，粗细不同，所以是为了研究音调的高低与材料粗细的关系．
6．观察如图所示实验，请按要求回答：
图甲：该装置能探究声音是由___________产生的，还能探究声音的__________和
__________的关系．
图乙：敲响右边的音叉，左边完全相同的音叉也会发声，说明声音可以在________中传
播；左边竖直悬挂的乒乓球跳了起来，可以说明声音能传递_______．
【答案】物体的振动响度振幅空气能量
【解析】
【详解】
图甲：装置演示的是，当音叉发声时，小球会被弹开，所以能探究声音是由振动产生的；当音叉响度越大，即振幅越大时，小球被弹开的幅度越大，所以还能探究声音的响度和振幅的关系．
图乙：敲响右边的音叉，左边完全相同的音叉也会发声，因为两音叉并没有接触，中间隔着空气，说明声音可以在空气中传播；
左边竖直悬挂的乒乓球跳了起来，是声波传递的能量对乒乓球做了功，可以说明声音能传递能量．
7．在学习二胡演奏过程中，小明发现琴弦发出的声音音调高低受各种因素的影响，他决定对此进行研究，经过和同学们讨论提出了以下几种猜想：
猜想一：琴弦发出声音的音调高低，可能与琴弦的横截面积有关
猜想二：琴弦发出声音的音调高低，可能与琴弦的长短有关
猜想三：琴弦发出声音的音调高低，可能与琴弦的材料有关
猜想四：琴弦发出声音的音调高低，可能与琴弦的松紧有关
为了验证上述猜想是否正确，他和同学们找到了表所列4种规格的琴弦，进行实验．（1）为了验证_____，应选编号A，C的两种规格的琴弦进行实验．
（2）为了验证猜想一，应选编号_____的两种规格的琴弦进行实验．
（3）在验证猜想三时，小明发现粗心的同学没有把表中的数据填全，表中①的位置所缺数据是_____．
（4）小明在这个探究实验中，选编号B，C的两种规格的琴弦进行实验，同组同学说不能证明以上猜想，其理论依据是没有采用_____的研究方法．．
（5）综上分析，同样用力时，琴弦的长短，横截面积，材料和松紧都影响弦振动的
_____，因此琴弦发出声音的音调高低不同．
【答案】二 A、B 55 控制变量法频率
【解析】
(1)因A、C材料相同，横截面积相同，长度不同，选编号A，C的两种规格的琴弦进行实验是为了验证猜想二：琴弦发出声音的音调高低，可能与琴弦的长短有关；（2）为验证猜想一，应选择长度和材料都相同，而横截面积不同的琴弦A. B进行研究．(3)如果验证猜想
三，即琴弦发出声音的音调高低，可能与琴弦的材料有关；应控制长度和横截面积相同，而琴弦的材料不同，故应选B. D进行探究，则表格①的位置所缺数据是55；（4）本实验中有三个变量，应用控制变量法研究，即控制两个变量相同，研究与第三个变量的关系，编号B，C的两种规格的琴弦，材料相同，长度和横截面积都不同，三个变量中有两个不同，不符合控制变量法，故不能证明以上猜想．（5）综上分析，同样用力时，琴弦的长短，横截面积，材料和松紧都影响弦振动的频率，因此琴弦发出声音的音调高低不同．点睛：解决此类多因素问题时，常采用控制变量法进行分析解答，即当研究与其中一个因素的关系时，要控制其他因素不变．
8．探究影响音调的高低有关因素：
装置
事实如图（1）所示，某小组同学在甲、乙、丙、丁四个相同的玻璃瓶里装入高度不同的水，来研究“音调高低与哪些因素有关”．首先，小组同学用嘴贴着瓶口吹气，发现甲、乙、丙、丁四个玻璃瓶会依次发出“fa（4）”“mi（3）”“ri”“do（1）”四个音阶不同的声音，接着小组同学用橡皮锤轻轻敲击瓶身，发现甲、乙、丙、丁四个玻璃瓶会依次发出“do（1）”“ri （2）”“mi（3）”“fa（4）”四个音阶不同的声音由此现象，回答下列问题：
步骤（1）同样的瓶子，如玻璃瓶甲，为什么向瓶口吹气发出“fa（4）”的音，而用橡皮锤轻轻敲击瓶身则发出“do（1）”的音？小组同学经过讨论后发现主要是由于______不同．
（2）小组同学由两次实验现象初步得出结论：______不同，音调不同．
（3）接着，小组同学又用示波器来显示敲击丙、丁两瓶身时的振动波形图，如图（2）所示，其中图（a）是敲击______瓶身的振动波形图，图（b）是敲击______瓶身的振动波形图；同时，小组同学还发现由于两次敲击时的用力程度不同，从波形图上能反映出瓶身发出的响度也不同，其中敲击______瓶身的响度大（均填“丙”或“丁”）
评价（4）小组同学经过讨论还得出可以用此实验的规律判断生活中一些实例的发声体．例如：吹笛子时，用手堵住笛孔能产生不同的声音，与上述______实验的发声体是相同的，提着水壶向热水瓶里灌开水听到的声音会发生改变，与上述______实验的发声体是相同的（均填“向瓶口吹气”或“用锤敲击瓶身”）
【答案】振动物体频率丙丁丁向瓶口吹气向瓶口歇气【解析】
【详解】
[1]用嘴贴着瓶口吹气，振动发声的是由于瓶内空气的振动发出的，用橡皮锤轻轻敲击瓶子的外侧，声音是由瓶子和瓶内水的振动发声，振动物体不同；
[2]用嘴贴着瓶口吹气时，空气柱长度越短，其振动越快，音调越高；用橡皮锤轻轻敲击瓶子的外侧，水越多，振动越慢，音调越低；发声的频率不同，音调不同；
[3]由图(1)可知，丙比丁中水多，用橡皮锤轻轻敲击瓶子外侧时，丙中水多，振动的频率低，由图(2)可知，（a）的频率低，则（a）是敲击丙瓶身的振动波形图；
[4]同理可知（b）是敲击丁瓶身的振动波形图；
[5]由图(2)可知，（b）的振幅较大，说明敲击丁瓶身的响度大;
[6]吹笛子时，用手堵住笛孔能产生不同的声音，是靠改变空气柱的长度来改变音调的，与向瓶口吹气实验的发声体是相同的；
[7]提着水壶向热水瓶里灌开水时，随着水的灌入，空气柱越来越短，振动的频率越来越高，与向瓶口吹气实验的发声体是相同的。

9．很多同学有过疑问“声音具有能量吗？它具有的能量与声音的响度和频率是不是有关呢？”某同学对其中两个问题进行探究，实验装置如图所示．A为一个圆筒，它的一端用剪成圆片的挺直的纸（纸的中间剪一圆孔）粘牢，另一端用塑料薄膜包住并绷紧，用橡皮筋扎牢．B为一只点燃的蜡烛．
（1）完成表中的内容__________．
（2）为保证每次实验声音的频率相同，你的做法是________．
【答案】拍一次或每次
拍的快慢相同
【解析】
（1）拍塑料膜发出较强的声音时，可以看到烛焰在跳动；烛焰的跳动是由喇叭声引起空气的振动产生的，说明了声音可以传递能量；
（2）声音的响度与声源振动的幅度有关，振动幅度越大，响度越大．轻拍塑料膜和重拍塑料膜，使塑料膜振幅不同，观察烛焰摆动幅度；
（3）音调的高低与发声体振动快慢有关，物体振动越快，音调就越高，物体振动越慢，音调就越低．
（4）为保证每次实验声音的频率相同，你的做法是：拍一次或每次拍的快慢相同．
【点睛】：此题是开放题型，主要考查学生对基础实验的掌握情况．在描述实验过程时，语言一定要准确，对于涉及多变量的，还需要按照控制变量的思想来进行描述．用钢锯条可设计很多与声现象有关的实验，如声音是物体振动产生的、音调与频率的关系等．
10．下图为一声速测量仪器的使用说明书和实验装置图，阅读并回答问题．
(1)若把铜铃放在甲、乙的中点，则液晶显示屏的示数________ ．
(2)一同学将铜铃放到甲的左边，并与乙在一条直线上，则铜铃离甲越远，液晶显示屏的数值_____ ． (填“变大”、“变小”或“不变”).
(3)一同学想验证温度越高，声速越大，把铜铃固定放在甲的左边，然后加热甲乙之间的空气，则液晶显示屏的数值将（_______）
A．变大
B．变小
C．不变
D．无法判断
【答案】0 不变 B
【解析】
（1）如果铜铃在甲、乙中点，则铜铃与甲的距离和与乙的距离是相等的，且由于声速相同，所以声音从铜铃到达甲、乙的时间相同．故液晶屏的示数为0；
（2）因为铜铃与甲、乙在一条直线上，所以铜铃离乙的距离总是比甲正好远甲、乙间的距离，由于乙比甲远的距离是一定的，所以声音传到乙和甲的时间差是不变的；
（3）甲和乙之间的距离一定，液晶显示屏的数值变小，说明声音从甲到乙的时间减少，声速变大，所以声速随气体压力的增大而增大（变大），故选B．
故答案为 (1). 0 (2). 不变 (3). B。