成都市青羊实验联合中学物理声现象实验易错题(Word版 含答案)
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一、初二物理声现象实验易错压轴题(难)
1.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的关系是成______(正/反)比.
(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】(1)通过比较表格中的1和3(或者2和4)可知,,当铝棒长度都为0.71m时,横截面积不同,频率为3500hHz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)由图象可知,频率f与长度的倒数1L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)有同学们将发声的铝棒一端插入水中,铝棒振动,引起水的振动,故可以看到水花四溅;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。
点睛:探究实验的难点在于对数据的分析能力,认真分析实验数据,得出实验结论,提高分析能力。
2.同学们围绕着水瓶发声的有关问题进行了以下探究。
(提出问题)敲瓶(瓶内含水)时发出的声音主要是由什么振动产生的?
(猜想与假设)A.瓶子振动;B.瓶内水振动;C.瓶内空气柱振动
(进行实验)
(1)将瓶子装满水后用筷子敲击瓶子,瓶子仍能发出声音,故可以将猜想________排除。(2)将瓶内水全部倒出后用筷子敲击瓶子,瓶子仍能发出声音,故可以将猜想________排除。
(得出结论)由上述实验分析可知,敲瓶发声,主要是由________振动产生的。
(提出新的问题)
(1)瓶子发声的音调跟瓶内水的多少有什么关系?
(2)随着瓶内水的增多,敲瓶发声的音调变化和吹瓶发声的音调变化又有何不同呢?(设计实验)
(1)如图甲所示,先将8个空的玻璃瓶子放到桌子上一字摆开,再向瓶内注入不等量的水,从左到右,瓶内注入的水逐渐增多,最后用筷子从左到右依次敲击瓶口,同时用耳朵仔细听,辨别音调的高低。
(2)用嘴从左到右依次吹瓶口,同时用耳朵仔细听,辨别音调的高低。
(再得出结论)
(1)敲瓶发声的音调随着瓶内水的增多而变______(选填高或低)。
(2)吹瓶发声的音调随着瓶内水的增多而变______(选填高或低)。
(拓展应用)如图乙所示. 用嘴分别对着5个高度不同的小瓶的瓶口吹气,发现瓶子越高,发出声音的音调越低。
(1)用嘴对着5个小瓶的瓶口吹气,5个小瓶均发出声音,则发出的声音是由________的振动产生的。
(2)5个小瓶产生的声音音调不同,其原因是________________。
【答案】C B瓶子低高瓶内空气柱空气柱的长短、粗细不同,导致空气柱振动的频率不同
【分析】
【详解】
[1]将瓶子装满水后,瓶内没有空气,用筷子敲击瓶子,瓶子仍能发出声音,说明敲瓶时发出的声音不是由空气柱的振动产生的。所以可以将猜想C排除。
[2]将瓶内水全部倒出后,瓶内没有水,用筷子敲击瓶子,瓶子仍能发出声音,说明敲瓶时发出的声音不是由瓶内水振动产生的。所以可以将猜想B排除。
[3]由以上两个实验可知,敲瓶发声,排除由瓶内水振动和瓶内空气柱振动产生,则主要是由瓶子振动产生的。
[4]随着瓶内水的增多,敲瓶瓶身振动频率慢,敲瓶发声的音调变低。
[5]吹瓶发声是因为空气柱振动发声,水越多,空气柱越小,振动频率越快,音调就越高了。
[6]嘴对瓶口吹气,发出的声音是由空气柱的振动产生的。
[7]5个小瓶,长短、粗细不同,空气柱的长短、粗细不同,导致空气柱振动的频率不同,产生的声音音调不同。
3.某同学为了探究物体发声时振动的频率高低与哪些因素有关,他选择了四根钢丝进行实验,如图所示。具体数据如下表:
编号材料长度粗细松紧
甲钢丝10cm0.2mm2紧
乙钢丝10cm0.1mm2紧
丙钢丝5cm0.1mm2紧
丁钢丝5cm0.1mm2松
(1)用同样的力拨动钢丝甲和乙,发现拨动______钢丝时的音调高。由此可以得出的结论是:在弦的长度、松紧程度相同时,振动的频率高低与弦的_________有关。
(2)为了探究发声体振动的频率高低与弦的长度的关系时,他应用同样大小的力先后拨动_______和________钢丝。
(3)先后用同样大小的力拨动钢丝丙和丁,可以得出的结论是: _____________
【答案】乙粗细乙丙在钢丝的长度,粗细相同时,钢丝越紧,音调越高。
【解析】