杭州市锦绣中学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．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】
【分析】
本题考查实验探究能力。

【详解】
(1)[1][2]因为甲、乙两根钢丝的长度、松紧度一样，甲比乙粗，乙振动的频率大音调高，该过程是利用控制变量法来研究发声体的音调与其粗细的关系；
(2)[3] [4]如果探究发声体音调高低与弦的长度的关系，必须控制两根钢丝的粗细、松紧度一样符合条件的是乙和丙两根钢丝；
(3)[5]由图可以知道钢丝丙和丁长度、粗细相同，钢丝的松紧不同先后用同样大小的力拔动丙和丁两根钢丝，丙钢丝发出的音调高丁钢丝发出音调低，由此可以得出的结论是：在钢丝的长度、粗细相同时钢丝越紧音调越。

3．为了探究收音机接收电磁波的情况好坏与哪些因素有关，小明将一只袖珍收音机调好电台节目和音量后完成了以下实验：
①将收音机放进一只铝锅内，发现声音明显变小，取出后又恢复了原来的音量。

②将收音机放进一只木桶内，发现声音大小不变。

③将收音机放进一只铁桶内，现象与①相似。

④将收音机放进一只塑料桶内，现象与②相似。

(1)根据以上实验，小明得出这样的结论：电磁波在传播途中，若遇到________类物体，其强度就会大大减弱。

(2)请你根据以上答案，解释为什么电视机靠室内天线接收信号效果不如用室外天线接收的信号效果好___________？
(3)根据以上实验，你能做出一种有用的设想吗_________？
【答案】(1)金属外壳现代房屋的墙体一般都是钢筋混凝土结构的，对电磁波有屏蔽作用，使电磁波不能进入室内，另外周围建筑群对电磁波也有一定的屏蔽作用可以发明一种金属罩，用来抗电磁波的干扰或抗电磁波对人体的辐射造成的伤害
【解析】
【详解】
（1）由以上四步可知，影响信号接收的为金属类材料，故可知电磁波在传播过程中遇到金属类物体时强度会减弱；
（2）在室内接收的信号效果差是因为建造房屋用了金属材料，比如钢筋等，对电磁波有屏蔽作用；另外周围建筑群对电磁波也有一定的屏蔽作用。

（3）金属可以减小电磁波的强度，则我们可以发明一种金属罩，而减小一些精密仪器受电磁波的影响；也可以猜想：在一些金属做成的容器内，电磁信号将无法进入，如电梯等，在其里面可能无法接打电话。

4．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．
5．
（1）由图（a）可知当线轴的甲轮刚接触到棉布时，其速度的大小将（变小/不变/变大），而乙轮的速度不变；
（2）从图（a）、（b）两种类似现象可知，光由空气斜射入玻璃时而发生折射现象的原因可能是．
（3）下列几个研究案例中与本题的研究方法相同的是…
A．用水波来形象地认识声波；
B．探究蒸发快慢与哪些因素有关；
C．在探究发声的音叉是否在振动时，将一个乒乓球靠近它，观察到乒乓球被弹开；D．将闹钟放在钟罩内，通过抽气来探究声音能否在空气中传播．
【答案】（1）变小；（2）光由空气进入水中的速度变慢了；（3）A．
【解析】试题分析：（1）要解决此题，需要掌握阻力对物体运动的作用．同时要知道若物体不受力，将保持原来的运动状态不变．
（2）分析（a）和（b），要注意从中找出相同点，总结规律．（a）发生折射是由于速度发生了变化，从（a）联想（b）的原因．
（3）要解决此题需要知道类比法．将物理现象与生活现象类比，找出它们的相同点．更容易理解．
解：（1）在滚动过程中，由于甲首先到达细布，受到摩擦力而速度变小；乙此时仍在光滑的木板上，由于不受摩擦，所以乙的速度不变．
（2）从（a）图看，由于甲端的运动速度发生了变化，甲端的运动方向发生了偏折，所以（b）中光线的传播方向发生了变化，可能是由于光的传播速度发生了变化，即可能是光由空气进入水中的速度变慢了．
（3）此题这种研究方法为类比法，在前面电学中，将水流类比为电流、水压类比为电压、通过水波认识声波等都属于此种研究方法．选项B探究蒸发快慢与哪些因素有关运用了控制变量法；选项C在探究发声的音叉是否在振动时，将一个乒乓球靠近它，观察到乒乓球被弹开，运用了转换法；选项D将闹钟放在钟罩内，通过抽气来探究声音能否在空气中传播，运用了理想实验法．故只有A符合题意．
故答案为：（1）变小；（2）光由空气进入水中的速度变慢了；（3）A．
【点评】此题主要考查了学生接受新知识的能力，在此题中关键要找出生活现象和物理现象的相同点，运用类比法将知识进行迁移，这也是我们学习能力的一种体现，在平时要注意总结．
6．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__________。

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。

7．如图所示，微风吹过，金属管风铃发出悦耳的声音．小明想探究管子发出声音的频率与长度、直径的关系．他选取了材料与管壁厚度都相同、长度和直径都不同的三个直管，将它们用细线悬挂，敲击后，测出各自发出声音的频率，数据如下表：
(1)敲击直管发出的声音是通过________传播到人耳的．三根直管中音调最低的是________号管．
(2)根据表中数据，能否得出“管子发出声音的频率随长度、直径的增大都会减小”的结论？________(填“能”或“不能”)，请说明你的理由：
_____________________________________________________________.
【答案】空气 3 不能没有采用控制变量法
【解析】
【分析】
【详解】
(1) 敲击直管发出的声音是通过空气传播到人耳的．由表中实验数据可知，3号管子的频率最小，3号管子的音调最低．(2)探究管子发出的声音的频率与管子长度、直径的关系应采用控制变量法，由表中实验数据可知，实验中没有控制管子的长度相同而直径不同、或管子的长度不同而直径相同，即没有采用控制变量法，不能根据表中实验数据得出实验结论．
【点睛】
（1）音调由声音的频率决定，频率越大，音调越高，频率越小，音调越低．（2）探究频率与管子长度、直径的关系应应用控制变量法．
8．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.
9．在学习吉他演奏的过程中，小明发现琴弦发出声音的音调高低受各种因素影响，经过与同学们讨论，提出了以下猜想：
猜想1：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2：琴弦发出声音的音调高低，可能与琴弦的长短有关．
为了验证上述猜想是否正确，他们找到下表列出的几种规格的琴弦进行实验．则：
（1）为验证猜想1，应选编号为_________和_________的琴弦进行探究．
（2）为验证猜想2，应选编号为_________和_________的琴弦进行探究．
（3）随着实验的进行，小丽又觉得琴弦音调的高低还可能与琴弦的松紧程度有关，为了验证这一猜想，请写出你的操作过程：________________________．
【答案】A B C E 选择一根琴弦，调节弦的松紧程度不同，用相同的力拨动它，听它发出声音的音调高低
【解析】
由于影响琴弦发出声音的音调高低的因素不唯一，所以当采用控制变量法．
（1）为了验证猜想1，即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，应控制琴弦的长度和材料不变，所以，可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；
（2）为验证猜想2，即探究琴弦发出声音的音调高低与琴弦的长短的关系时，应选择横截面积和材料都相同，而长度不同的琴弦C、E进行研究；
（3）探究琴弦音调的高低还与琴弦的松紧程度有关，控制琴弦的长度、横截面积、材料都不变，改变两者的松紧，比较音调的高低．
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。