郑州市第一中学物理声现象实验单元综合测试(Word版 含答案)

一、初二物理声现象实验易错压轴题（难）
1．在探究声音的产生和传播的条件时，同学们做了以下实验．
(1)小华同学将一只通电的小电铃放在连通了抽气机的玻璃罩内，如图1所示，用抽气机把玻璃罩内的空气逐渐抽出，会发现声音的响度逐渐减小。

如果把空气又逐渐通入玻璃罩内，将会发现_________，此实验说明_______。

(2)小丽等同学利用如图2所示的实验装置进行探究，将系在细线上的乒乓球靠近音叉。

①当小丽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________，通过实验现象得到的结论是__________。

②乒乓球在实验中起到什么作用？_________。

③在实验操作过程中，小丽同学采用：先将音叉离开乒乓球一定距离后敲击音叉，然后再靠近乒乓球，观察现象；小刚同学采用：先将音叉贴紧乒乓球，然后再敲击音叉，观察现象。

你认为哪位同学的操作合理？________。

理由是______。

【答案】声音的响度逐渐增大声音的传播需要介质乒乓球被弹起跳动发声的音叉在振动将不易观察到的音叉的振动转化为乒乓球的弹起小丽小刚的做法分不清是音叉振动让乒乓球跳动起来，还是敲击音叉的人的动作让乒乓球跳动起来
【解析】
【分析】
【详解】
(1)[1][2]随着玻璃罩内空气的逐渐减少，声音响度逐渐减小，如果把空气逐渐通入玻璃罩，声音响度会逐渐增大。

说明声音的传播需要介质；
(2)[3][4]用小锤敲击音叉时，既能听到声音又能观察到乒乓球被弹起跳动，说明发声的音叉在振动；
[5]实验中利用乒乓球把音叉不易观察的微小振动转化为乒乓球的明显振动；
[6][7]小丽同学先敲击音叉，然后将音叉再靠近乒乓球，若乒乓球振动，则能证明发声的音叉在振动；小刚先将音叉贴紧乒乓球，然后敲击音叉，若乒乓球振动，则分不清是因为人敲击使球振动，还是音叉引起球的振动。

所以小刚的操作不合理。

2．探究声音的特征：
（1）为了探究音调与什么因素有关，小明设计了下面几个实验，如图所示，你认为能够完成探究目的是_____，通过探究可知：音调是由发声体振动的_____决定的．
（2）如图所示，将一把钢尺紧按在桌面上，一端伸出桌面适当的长度，拨动钢尺，就可听到_____（选填“钢尺”或“桌面被拍打”）振动发出的声音，若改用更大的力拨动钢尺，则听到声音的_____（选填“音调”、“音色”或“响度”）变大；逐渐增加钢尺伸出桌面的长度，仔细聆听钢尺振动发出声音后，发现音调逐渐变_____（选填“高”或“低”）了，观察发现此时钢尺振动慢了，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_____．
【答案】A、B、C 频率（快慢）钢尺响度低钢尺的振动频率低于20HZ
【解析】
(1)A、硬纸板接触齿数不同的齿轮，振动的频率不同，发出的声音的音调不同，符合题意；B. 改变钢尺伸出桌边的长度振动的频率不同，发出的声音的音调不同，符合题意；C. 用塑料尺子在梳子齿上快慢不同的滑动时，梳子齿振动的频率不同，发出的声音的音调不同，符合题意；D. 改变吹笔帽的力度，振幅不同，响度不同，研究响度跟振幅的关系，不符合题意；故选D．通过探究可知：音调是由发声体振动的频率决定的； (2)将一把钢尺紧紧按在桌面上，一端伸出桌面适当的长度，拨动钢尺，就可听到钢尺振动发出的声音；若改用更大的力拨动钢尺，钢尺的振幅变大，响度变大；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；钢尺伸出桌面超过一定长度，振动得很慢，即钢尺振动的频率小于20Hz，所以人耳听不到．
3．探究响度与什么因素有关
器材：音叉，橡皮槌，铁架台，硬泡沫塑料小球，细线等．操作：
（1）如图所示用细线栓在硬泡沫塑料小球，悬挂在铁架台上,小球的作用是
_______________________;
（2）用橡皮槌轻轻敲击音叉使它振动后，发出一个较小的声音．让音叉一臂的外侧靠近并接触小球（如图），可以看到小球被音叉弹开一个__________（填“较大”或“较小”)的角度；
（3）以橡皮槌用力敲击音叉，可听到较响的声音，且让音叉一臂的外侧接触小球，可看到小球被音叉弹开一个________（填“较大”或“较小”)的角度．说明：声源发出声音的响度与_________有关．除此之外响度还与_________有关．
（4）如果在真空中做这个实验，小球________（选“能”或“不能”）弹开．
【答案】将微小的振动放大，便于观察较小较大振幅距离发声体的远近能
【解析】
【分析】
【详解】
(1)因为音叉的振动我们看不到，把小球悬挂在铁架台上是为了把音叉的振动传给小球，用小球可以放大音叉的振动，所以小球的作用是将微小的振动放大，便于观察；
(2)当轻轻敲击音叉时因为音叉振动幅度小，所以发出较小的声音，振动的音叉接触小球会把小球弹起较小的角度；
(3)当用力敲击音叉发出较响的声音，音叉振动剧烈，接触小球会把小球弹起更大的角度，这说明响度与振幅有关，响度的大小还与距离发声体的远近有关；
(4)如果在真空中做这个实验，音叉能振动，小球也能被弹开，但听不到声音．
4．小丽同学在观察小提琴、二胡等乐器的弦振动时猜想：在弦张紧程度相同的条件下，发声的音调高低还可能与弦的粗细、长短及弦的材料有关。

于是小丽找来了各种不同的琴弦，想通过实验进行探究。

琴弦的编号及情况如下表所示：
(1)如果想探究发声时音调与弦的材料的关系，小丽应选择表中编号为________的琴弦。

(2)如果想探究发声时音调与弦的粗细的关系，小丽应选用表中编号为________的琴弦。

(3)通过查阅资料，小丽知道了琴弦的振动频率与琴弦长度的关系如图11所示。

如果小丽的实验无误，则可确定的是编号为________的琴弦一定比编号为________的琴弦振动时音调高。

【答案】④⑤①②③⑤
【解析】
【详解】
（1）由表中数据可知，实验编号为④、⑤的琴弦材料，琴弦的粗细、长度相同而材料不同，因此可用来探究：琴弦发声的音调与弦的材料的关系。

（2）由表中数据可知，实验编号为①、②的琴弦材料，琴弦的材料、长度相同而横截面积不同，因此可用来探究：琴弦发声的音调与弦的粗细的关系。

（3）在探究琴弦发声的音调与琴弦长度的关系时，需控制琴弦的材料和横截面积相同，而长度不同，表中符合条件的是③、⑤；由图知，琴弦越长，音调越低，③和⑤相比，材料和横截面积相同，③较短，音调较高。

5．在学习吉他演奏的过程中，小华发现琴弦发出的声音的音调高低是受各种因素影响的，他决定对此进行探究．经过和同学们讨论，提出了以下猜想：
猜想一：琴弦发出的声音的音调高低，可能与琴弦的横截面积有关．
猜想二：琴弦发出的声音的音调高低，可能与琴弦的长短有关．
猜想三：琴弦发出的声音的音调高低，可能与琴弦的材料有关．
为了验证上述猜想是否正确，他们找到了下表所列9种规格的琴弦，因为音调的高低取决于声源振动的频率，于是借来一个能够测量振动频率的仪器进行实验．
(1)为了验证猜想一，应选用编号为_______、_______、_______的琴弦进行实验．
为了验证猜想二，应选用编号为_______、_______、_______的琴弦进行实验．
表中有的材料规格还没有填全，为了验证猜想三，必须知道该项内容，请你在表中填上所缺数据_________．
(2)随着实验的进行，小华又觉得琴弦音调的高低，可能还与琴弦的松紧有关，为了验证这一猜想，必须进行的操作是：___________________________________．
(3)探究过程通常采用下列一些步骤：①分析归纳②实验研究③提出问题④猜想假设⑤得出结论等．你认为小华要完成本探究的全过程，所采取步骤的合理顺序是__________．(4)在上述探究过程中，总要控制某些因素，使它们保持不变，进而寻找出另外一些因素间的关系，这种研究问题的方法叫做___________________________________．
【答案】A B C A D F 80 1.02 一根琴弦，用一定大小的力拉紧琴弦，拨动琴弦，测出此时振动的频率；改用不同的力拉紧琴弦，拨动琴弦，分别测出相应的振动的频率，
进行分析比较③④②①⑤控制变量法．
【解析】
（1）当研究琴弦发出声音的音调高低可能与琴弦的横截面积有关时，应控制材料和长度相同，改变琴弦的横截面积，故选A. B. C；当研究琴弦发出声音的音调高低可能与琴弦的长短有关时，应控制材料和横截面积相同，改变琴弦的长短，故选A. D. F；
如果验证猜想三：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，改变琴弦的材料不同，故表格应该填入与G、H相同的数据，即80和1.02；(2)探究琴弦音调的高低与琴弦的松紧程度的关系时，需要使用同一根琴弦，且控制拨弦的力相同、弦的松紧程度不同，来研究音调高低和琴弦的松紧程度的关系；
(3)探究实验的步骤是：提出问题、猜想假设、实验研究、分析归纳、得出结论，因此顺序为：③④②①⑤
(4) 实验中用到的物理学研究方法是控制变量法．
故答案为 (1)A、B. C;A、D. F(或H、J)；80；1.02；
(2)取任意编号的一种琴弦，调整其松紧程度，用相同的力拨动琴弦，比较音调的高低；
(3)控制变量法．
点睛：本题需要用好控制变量法：探究琴弦发出声音的音调高低与琴弦的横截面积的关系时，控制琴弦的长度和材料不变；探究琴弦发出声音的音调高低与琴弦的长短的关系时，控制横截面积和材料不变；琴弦发出声音的音调高低与琴弦的材料的关系时，控制横截面积和长度不变．
6．
（1）把正在发声的手机放在玻璃罩内（如图甲所示），逐渐抽出其中的空气听到的声音越来越小，最后几乎听不到铃声，这说明______．
（2）图乙是探究“”的实验装置图，把平面镜放在水平桌面上，再把一张可以沿ON 向前或向后折的纸板竖直地立在平面镜上，纸板上的ON垂直于镜面。

能折叠的纸板的作用是：。

（3）图丙所示的装置做“探究水沸腾时温度变化特点”的实验：组装实验装置时，放置石棉网的铁圈位置和悬挂温度计的铁夹位置非常重要，应当先调整固定的位置（选填“铁圈”或“铁夹”）；实验时，小雯向烧杯中倒入热水而不用冷水，这种做法的优点是．【答案】（1）真空不能传播声音（2）光的反射；反射光线与入射光线是否在同一平面内。

（3）铁圈” ；缩短试验时间或节省时间．
【解析】试题分析：（1）把正在发声的手机放在玻璃罩内，逐渐抽出其中的空气，听到的
铃声越来越小，进一步推理空气越稀薄，声音越小，空气完全没有时，声音也听不到，可得真空不能传声。

（2）把纸板ON的右半边向前或向后折时，如果入射光线、法线、反射光线在同一平面内，所以反射光线不能出现在纸板上。

所以，用能折叠的纸板判断反射光线与入射光线是否在同一平面内。

（3）若先固定铁夹，温度计的位置相对固定，铁圈上下调整的空间有限，难以保证用酒精灯的外焰加热，所以应当先调整固定铁圈的位置，按照自下而上的顺序组装；小雯向烧杯中倒入热水而不用冷水，因为热水温度较高，可以减少实验时间。

考点：声音的传播光的反射规律及其应用实验装置的合理安装
7．如图所示，用手拨动塑料尺
（1）发出的声音是由塑料尺_____产生的
（2）如图a所示，用较小的力轻拨塑料尺；如图b所示，用较大的力重拨塑料尺．从a到b，塑料尺发出声音的_____变大
（3）如图c到图d，拨塑料尺的力不变，使塑料尺伸出桌面的长度变长，用仪器测得c图实验声音为1.3×10■，d图实验声音为1.2×102■，两个数据的单位是_____可见随着塑料尺伸出桌面的长度变长，发出声音的_____变小
（4）如图c到图f，拨塑料尺的力不变，塑料尺伸出桌面的长度不变，在塑料尺右端开小孔，开孔前后、两次发声的波形图象如图所示．可见结构的不同，会导致发出声音的_____改变．
【答案】振动响度 Hz 音调音色
【解析】
【分析】
【详解】
（1）声音由振动产生，所以塑料尺发出的声音是由塑料尺振动产生的；
（2）如图a所示，用较小的力轻拨塑料尺；如图b所示，用较大的力重拨塑料尺，即两次尺子伸出桌面的长度相同，尺子的振动幅度不同，振幅决定响度，所以从a到b，塑料尺发出声音的响度变大；
（3）如图c到图d，拨塑料尺的力不变，使塑料尺伸出桌面的长度变长，用仪器测得c图实验声音为1.3×102，d图实验声音为1.2×102，两个数据的单位是Hz，即声音振动的频率，频率决定音调，所以可知随着塑料尺伸出桌面的长度变长，发出声音的音调变低；（4）如图c到图f，拨塑料尺的力不变，塑料尺伸出桌面的长度不变，在塑料尺右端开小孔，开孔前后、两次发声的波形图象如图所示，产生的声音波形发生了细微的变化，这些波形的细微变化，决定的是声音的音色，所以可知结构的不同，会导致发出声音的音色改
变．
8．小明将正在发声的手机悬挂在广口瓶内，用抽气筒将广口瓶中的空气抽出．
（1）抽气一段时间后小明发现听到的手机声音没有明显变化，造成这一现象可能原因是_______
A．手机声音的响度太大
B．手机声音的频率太高
C．未塞紧瓶塞存在漏气
D．插入广口瓶中导管不足够长
（2）经调整使器件完好后，再次用抽气筒有效地向外抽气过程中，随着瓶内空气逐渐
_______，小明发现听到的手机声音的音调_______（填“变高”、“不变”或“变低”），响度_______（填“变大”、“不变”或“变小”）．
（3）于是小明用抽气筒不停地向外抽气，经过较长的时间后，小明将_______（填“不能听到”、“还能听到微弱的”）手机声音，由此现象_______（填“可以”、“不可以”）直接得出真空不能传声的结论．
【答案】C 减少不变变小还能听到微弱的不可以
【解析】
【分析】
【详解】
(1)声音的传播需要介质，抽气一段时间后，小明听到手机的声音没有明显变化，说明广口瓶中的气体没有减少，因此导致这种情况的现象为未塞紧瓶塞存在漏气．故选C；
(2)用抽气筒有效地向外抽气过程中，随着瓶内空气逐渐减少，而手机发出的声音没有变化，因此小明听到的手机声音的音调不变，响度变小．
(3)小明用抽气筒不停地向外抽气，经过较长的时间后，小明将还能听到微弱的手机声音，由此现象不可以直接得出真空不能传声的结论，而是通过推理判断出真空不能传声．
9．阅读下面的短文
潜艇的“耳目”﹣﹣声呐
潜艇最大的特点是它的隐蔽性，作战时需要长时间在水下潜航，这就决定它不能浮出水面使用雷达观察，而只能依靠声呐进行探测，所以声呐在潜艇上的重要性更为突出，被称为潜艇的“耳目”。

声呐是利用水中声波对水下目标进行探测、定位和通信的电子设备，是水声学中应用广泛的一种重要装置。

声呐能够向水中发射声波，声波的频率大多在10000Hz～30000Hz之间，由于这种声波的频
率较高，可以形成较强指向性．声波在水中传播时，如果遇到潜艇、水雷、鱼群等目标，就会被反射回来，反射回来的声波被声呐接收，根据声信号往返时间可以确定目标的距离。

声呐发出声波碰到的目标如果是运动的，反射回来的声波（下称“回声”）的音调就会有所变化，它的变化规律是：如果回声的音调变高，说明目标正向声呐靠拢；如果回声的音调变低，说明目标远离声呐。

请回答以下问题：
（1）人耳能够听到声呐发出的声波的频率范围_____Hz到_____Hz；
（2）①如果停在海水中的潜艇A发出的声波信号在8s内接收到经B潜艇反射回来的信号，且信号频率不变，潜艇B与潜艇A的距离s是_____；（设声波在海水中传播速度为1500m/s）
②停在海水中的潜艇A继续监控潜艇B，突然接到潜艇B反射回来的声波频率是变低的，说明潜艇B与潜艇A的距离_____；
（3）在月球上能否用声呐技术测量物体间的距离？为什么？
答：_____、_____．
【答案】10 000 20 000 6 000 m 变大不能因为真空中不能传播声音
【解析】
【分析】
【详解】
(1)[1][2]人耳只能听到声音的频率范围是20Hz到20000Hz之间的声音，声呐发出的声波频率大多在声呐发出的声波频率大多在10000Hz∼30000Hz之间；因此人耳听到的声呐发出的声波频率为：10000Hz∼20000Hz；
(2)[3]①由速度公式得声波在水中传播的总距离为：
s＝vt＝1500m/s×8s＝12000m；
由于声波是反射回来的信号，所以两艘潜艇之间的距离：
s1＝1
2
＝1
2
×12000m＝6000m；
[4]②因为声波频率变低，所以潜艇B是远离声呐，即潜艇B与潜艇A的距离变大；
(3)[5][6]月球上不能用声呐技术来测量物体间的距离，因为月球上没有空气，真空不能传声。

10．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．。