成都市文翁实验学校物理声现象实验专题练习(解析版)

一、初二物理声现象实验易错压轴题（难）
1．在学习吉他演奏的过程中，小华发现琴弦发出声音的音调高低是受各种因素影响的，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：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）小华选用了H、I两根琴弦，是为了研究音调的高低与_____的关系；同组的小明选用A、D、F三根琴弦来进行实验，你认为_____（选填“能”或“不能”）研究音调与该因素的关系；该实验主要的研究方法是__________。

（2）小明想选用三根琴弦来验证音调的高低与琴弦横截面积的关系，应选_____（填写编号）的三根琴弦。

（3）小华认为：如果想选用三根琴弦来验证音调的高低与琴弦的材料的关系，还要添加一根钢琴弦J，它的长度应该为________cm、横截面积为________mm2。

（4）在评估交流中，同学们一致认为采用三根琴弦进行实验较合理，理由是：
____________。

【答案】琴弦长短能控制变量法 A、B、C 80 1.02实验次数较多，得出的结论具有普遍性，得出结论比较可靠
【解析】
【分析】
【详解】
(1)[1]小华选用了H、I两根琴弦，材料相同，横截面积相同，但长度不同相同，是为了研究音调的高低与琴弦长短的关系。

[2]选用A、D、F三根琴弦，它们的材料相同，横截面积相同，但长度不同相同，也可以研究音调的高低与琴弦长短的关系。

[3]实验中应用的实验方法为控制变量法。

(2)[4]选用A、B、C三根琴弦，它们的材料相同，长度相同，但横截面积不同相同，来验证音调的高低与琴弦横截面积的关系。

(3)[5][6]因为要验证音调的高低与琴弦的材料的关系，所以要求三根琴弦长度相同、横截面积相同，由表中提供的信息可知，DHJ符合条件，所以添加这根铜琴弦J，它的长度也为80cm和横截面积为1.02mm2。

(4)[7]一次实验，带有很大的偶然性，实验次数较多得出的结论具有普遍性，因此为了寻找普遍规律，应采用三根琴弦实验。

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，听塑料尺振动时发出的声音．
(1)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．
(2)换用钢尺做此实验，钢尺伸出桌面的长度、振动幅度和频率与塑料尺均相同时，听到声音的主要差异是________ (选填“响度”“音调”或“音色”)不同．
(3)实验设计隐含的物理方法是比较法和_________法．
(4)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．
(5)实验中当刻度尺伸出桌面的部分超过一定长度时，无论如何用力拨动也听不到声音．原因是___．
【答案】拨动塑料尺的力度塑料尺伸出桌面的长度音色控制变量空气振动刻度尺振动得太慢，产生的是次声波，人耳无法听到
【解析】
【详解】
(1)响度与振幅有关，用不同大小的力拨动塑料尺，塑料尺的振幅不同，发出的声音响度不同；物体振动的快慢与物体的质量、粗细、长短等因素有关，实验要通过改变刻度尺伸出桌面的长度来改变音调．
(2)钢尺和塑料尺的材料不同，当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音色的不同．
(3)实验中研究响度与振幅关系时，应控制频率不变，而在研究音调与频率关系时，则要控制振幅相同，故实验设计隐含的物理方法除比较法外，还有控制变量法．
(4)我们听到的声音，都是声波通过空气传入人耳，引起鼓膜的振动，再传给听小骨、耳蜗，传给听觉神经，引起听觉．
(5) 实验中当刻度尺伸出桌面的部分超过一定长度时，无论如何用力拨动也听不到声音,原因是刻度尺振动得太慢，产生的是次声波，人耳无法听到．
3．如图所示，小明和小刚用细棉线连接了两个纸杯制成了一个“土电话”。

⑴他们用“土电话”能实现10m间的通话，这表明 ___________。

且传播速度要 _____填大于、小于）液体、气体中的速度。

⑵相距同样远，讲话者以相同的响度讲话，如果改用细金属丝连接“土电话”，则听到的声音就大些。

这一实验表明：__________________________。

⑶如果用“土电话”时，另一个同学捏住棉线的某一部分，则听的一方就听不到声音了，这是由于______ 。

⑷如果在用“土电话”时，线没有拉直而处于松驰状态，则听的一方通过棉线（选填“能”或“不能”）____________ 听到对方的讲话。

【答案】固体能够传声大于固体传声的响度与材料有关振动停止，发声停止不能
【解析】⑴他们用“土电话”能实现10m间的通话，这表明固体能够传声；
声音在固体中传播速度最快，有液体中次之，在气体最慢，所以在“土电话”中传播速度要大于液体、气体中的速度。

⑵相距同样远，讲话者以相同的响度讲话，改用细金属丝连接“土电话”，听到的声音就大些。

可以说明金属丝的传声效果更好，即固体传声的响度与材料有关。

⑶如果用“土电话”时，另一个同学捏住棉线的某一部分，则听的一方就听不到声音了，是因为，声音在“土电话”也以振动的方式传播，捏住棉线时，振动停止，所以就听不到声音了。

⑷松弛的线不容易振动，也不能传递声音，所以在用“土电话”时，线没有拉直而处于松驰状态，另一方听不到声音。

4．如图所示，某同学用音叉和示波器研究声音的音调与发声体振动的频率关系。

在该实验中，他进行了两次实验，第一次敲击频率为512赫的音叉，第二次用同样的力敲击频率为256赫的音叉，结果听到第一次发出的声音音调较高。

由此可以得到的结论是：发声体振动的频率越高，音调越_________ (选填“高”或“低”)。

图 (a)、(b)为该同学观察到的示波器上波形图的疏密情况，其中______________图为第二次实验时的波形图[选填“a”或“b”]。

【答案】高(a)
【解析】
【分析】
根据“第一次敲击频率为512赫的音叉，第二次用同样的力敲击频率为256赫的音叉”可知，本题考查音调，根据音调的影响因素进行求解。

【详解】
[1]由于第一次敲击频率为512赫的音叉，第二次用同样的力敲击频率为256赫的音叉，结果听到第一次发出的声音音调较高，所以发声体振动的频率越高，音调越高；
[2]示波器波形图上相等的距离内，(a)图波形稀疏，振动频率低，(b)波形较为密集，振动频率高，第二次实验振动频率低于第一次实验，因此图为第二次实验时的波形图(a)。

5．某兴趣小组计划探究“铝棒的发声”。

同学们使用一根表面光滑的实心铝棒，一只手捏住铝棒的中间部位，另一只手的拇指和食指粘少许松香粉，在铝棒表面由手捏部位向外端摩擦，可以听见铝棒发出声音，而且发现在不同情况下铝棒发声的频率是不同的，为了探究铝棒发声频率的影响因素，该兴趣小组找到不同规格的铝棒、虚拟示波器等器材进行探究，实验前同学们提出了以下猜想：
猜想A：铝棒发声的频率可能和铝棒的横截面积有关
猜想B：铝棒发声的频率可能和铝棒的长度有关
猜想C：铝棒发声的频率可能和手捏铝棒的部位有关
为了验证猜想A，同学们选择4根铝棒，每次均捏住铝棒的中间部位，由手捏部位向外端摩擦，实验所得的数据记录于下面的表格中，在2％的误差允许范围内(频率相差在70Hz 以内)的测量值可以认为是相等的。

(1)分析表格中数据，可知铝棒的发声频率与横截面积是______的。

(选填“有关”或“无关”)
(2)为了验证猜想B，同学们选择横截面积均为2.9×10-5m2的铝棒，实验所得的数据记录于下面的表格中，同学们从表中前两列数据很难得出频率f与长度l之间的关系，他们利用
图象法处理数据，画出了频率f与长度的倒数1
l
的关系如图所示，分析可知发生频率f与
铝棒的长度l的关系是__________。

实心铝棒铝棒长度l/10-2m频率f/Hz铝棒长度倒数1
l
(m-1)
15050002
2713500 1.4
3783146 1.28
4912700 1.1
510523750.95
(3)同学们又通过实验探究了铝棒发声的频率和手捏铝棒部位的关系，在实验过程中，有同学们将发声的铝棒一端插入水中，可以看到_________现象，有同学用手迅速握住正在发声的铝棒，可以听见声音很快衰减，原因是______________。

【答案】无关反比例水花四溅振幅减小，响度减小
【解析】
【分析】
【详解】
(1)[1]由表格中的信息可知，当铝棒长度都为0.71m时，横截面积不同，频率为3500Hz和3530Hz，由于这两个频率在2%的误差允许范围内(频率相差在70Hz以内)，故频率是相同的，故结论为：铝棒的发声频率与横截面积是无关的。

(2)[2]由图可知，频率f与长度的倒数1
l
的关系是一条直线，即成正比，故发生频率f与铝
棒的长度l的关系是成反比。

(3)[3]有同学们将发声的铝棒一端插入水中，铝棒振动，故可以看到水花四溅。

[4]有同学用手迅速握住正在发声的铝棒，可以听见声音很快衰减，原因是铝棒的振幅减小，响度减小。

6．创新实验小组的同学发现一只手捏住一根表面光滑的实心铝棒的中间部位，另一只手的拇指和食指粘少许松香粉，在铝棒表面由手捏部位向外端摩擦，可以听见铝棒发出声音，
而且在不同情况下铝棒发声的频率是不同的。

同学们讨论后设计出探究铝棒发声频率的影响因素的实验。

（猜想与假设）
猜想一：铝棒发声的频率可能和铝棒的横截面积有关。

猜想二：铝棒发声的频率可能和铝棒的长度有关。

（设计实验与进行实验）
同学们找到不同规格的铝棒、虚拟示波器等器材进行探究。

同学们选择 5 根铝棒，每次均捏住铝棒的中间部位，由手捏部位向外端摩擦，实验所得的数据记录在下面的表格中。

（交流分析）
(1)分析表格中实心铝棒1、3、4的数据，可知铝棒的______相同时，铝棒的横截面积越大，发声频率越______（选填“高”或“低”）；
(2)为了验证猜想二，应分析表格中实心铝棒______的三组数据，可得出的结论是______。

【答案】长度低 1、2、5 横截面积相同时，铝棒的长度越长，频率越低
【解析】
【分析】
【详解】
(1)[1][2]由表格中实心铝棒1、3、4的数据可知，铝棒的长度是相同的，铝棒的横截面积越大，发声频率越低。

(2)[3][4]探究铝棒发声的频率可能和铝棒的长度有关时，应控制横截面积相同，长度不同，故应选择1、2、5；由数据可知，长度越长，发声频率越低。

7．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：____________________________．
【答案】声音是由物体振动产生的在桌面上撒一些纸屑(或其他轻小物体) 空气铃声越来越小真空不能传声
【解析】
【分析】
【详解】
(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，这说明了声音是由物体振动产生的，用小球被多次弹起来代表声源的振动，是转换法的应用；
(2)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；
因为桌子的振动幅度是很小的，不容易被直接看到，可以利用实验（1）的方法，即转换法，用轻小物体的跳动来表示桌子的振动；
所以为了明显地看到实验现象，改进方法是：在桌面上撒一些纸屑或其他轻小物体．(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．
是声波经过空气传递到了左边的音叉，引起了左边音叉的振动，所以该实验能说明空气可以传声．
(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，会发现铃声越来越小，说明声音的传播是需要介质的，再经过科学的推理可知：真空不能传声．
【点睛】
重点是声音的产生、传播特征，加深理解难度不大，但在考试中经常出现，要多练习达到熟练的程度．
8．小红是一个爱观察、爱思考的同学，她在欣赏乐手演奏二胡时，发现二胡弦在振动。

小红猜测二胡弦发声的音调可能与弦的粗细、长短及弦的材料有关。

于是她想利用下表中列
出的不同规格的弦来检验她的猜想是否正确。

（1）选用表中D、E两根弦，可以探究弦发声的音调与____________的关系；
（2）为了探究弦发声的音调与弦的粗细的关系，她应选用表中______和______两根弦；（3）实验中，应如何判断音调的高低？__________________________。

【答案】弦的材料 A、B 琴弦的振动频率越大，音调越高振动频率越小，音调越低【解析】
【详解】
(1)探究音调与弦的材料的关系,应控制琴弦的长度与横截面积相同而材料不同,由表中实验数据可以知道,实验序号是D、E的琴弦长度与横截面积相同而材料不同,因此可以用D、E 实验探究弦发声的音调与弦的材料的关系。

(2)由表中实验数据可以知道,A、B编号的两种琴弦做实验探究,则控制的变量是琴弦的材料和长度,想探究的问题是弦发声的音调与弦的粗细(或横截面积)的关系。

(3)物体振动频率决定发出声音的高低,故音调的高低由发声体的频率决定,琴弦的振动频率越大,音调越高；振动频率越小,音调越低。

【点睛】
(1)表中D、E两根弦,琴弦的长度与横截面积相同而材料不同,由此可得出结论；
(2)根据表中实验序号为A、B的实验数据,分析实验所控制的变量,然后分析答题；
(3)音调是指声音的高低,音调跟频率有关,频率越大,音调越高；频率越小,音调越低。

9．在学习吉他演奏的过程中，小华发现琴弦发出声音的音调高低是受各种因素影响的，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：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
为了验证上述猜想是否正确，他们找到了表中所列9种规格的琴弦，因为音调的高低取决于声源振动的频率，于是小华借来一个能够测量声源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.（2）为了验证猜想二，应选用编号为_______、_______、_______的琴弦进行实验.（3）表中有的材料规格还没填全，为了验证猜想三，最好填上该项内容.请在表中填上所缺数据___________.
（4）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程度有关，为了验证这一猜想，必须进行的操是：____________________________________.
（5）该探究实验采用的物理研究方法是___________________.
【答案】A B C A D F 80，1.02 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
【解析】
本题是一道实验探究题，在琴弦的横截面积、长短、材料、松紧程度共同影响发音音调的情况下，只能用控制变量法来研究问题，即保证其他条件相同的前提下，只改变某一条件，比较引起的实验效果如何变化.如比较材料对音调影响时，要在保证长度、横截面积和琴弦松紧程度相同的前提下，比较实验效果.
10．（江苏省镇江市丹阳三中2017-2018学年八年级（上）第一次段考物理试题）学习吉他演奏的过程中，小华发现琴弦发出声音的音调高低是受各种因素影响的，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：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为了验证上述猜想是否正确，他们找到了如表所列9种规格的琴弦，因为音调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）为了验证猜想二，应选用编号为_____，_____，_____的琴弦进行实验．表中有的材料规格还没填全，为了验证猜想三，必须知道该项内容．请在表中填上所缺数据．（2）这个实验的研究方法是：_____．
【答案】A D F 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长短有关时，应控制材料和横截面积相
同，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,选择不同材料的琴弦故选G、H;则应该填入与G、H相同的数据,即长度为80cm,横截面积1.02mm2. （2）在上述探究过程中，总要控制某些因素不变，来找出另外一些因素的关系，这种科学的研究方法叫做控制变量法．。