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1、专题02 声现象探究题抓住考点学声学实验问题需要学习的基础知识1.声音的传播需要介质，真空不能传声。2.音调跟发声体振动频率有关系，频率越高音调越高；频率越低音调越低。3.响度跟发生体的振幅和距发声距离的远近有关。根据考点考【例题1】下表记录了声波在五种气体中不同温度条件下的传播速度（单位是m/s），请依据表中的相关数据回答下列问题：空气氢气氦气氮气二氧化碳03311261891337269103371284908343273203431306924349279303491328939355283（1）当温度为20时，声波在氢气中的传播速度为 m/s。（2）声波的传播速度与温度的关系是： 。（
2、3）根据表格中的数据，最大飞行速度一定的飞机要在空气中实现超音速飞行，在温度 的条件下更容易成功。（选填“较高”或“较低”）【答案】（1）1306；（2）在同种气体中，声波的传播速度随气体温度升高变快；（3）较低。【解析】（1）观察表格看出，当温度为20时，声波在氢气中的传播速度为1306m/s。（2）观察表格，对于同一种物质空气而言，温度为0、10、20、30时，声音在空气中传播的速度分别为331m/s 、337m/s 、343m/s 、349m/s，温度越高，速度越大。还发现声音在同一种物质氢气中、氦气中、氮气中、二氧化碳中，不同温度下传播速度也不同。也有温度越高，速度越大这个现象。这样我
3、们可以得出结论是在同种气体中，声波的传播速度随气体温度升高变快。（3）一般来讲，在25，音速为340m/s。那么超音速飞行就是飞机速度要大于340m/s，由于温度越高音速越大，所以温度较低些，飞机最大速度是容易做到的。【例题2】探究声音的产生与特性。如图，用音叉和乒乓球进行如下实验：（1）轻敲256Hz的音叉，用悬吊着的乒乓球接触发声的叉股，发现丘乓球也弹开，说明声音是由物体 产生的；（2）重敲同一音叉，听到更大的声音，同时发现乒乓球被弹开得更远，说明声音响度与发声体的 有关；（3）换用512Hz的音叉重复实验，听到声音的音调更高，说明音调与发声体的 有关。【答案】（1）振动；（2
4、）振幅；（3）频率.【解析】（1）发声的音叉在振动，当与乒乓球接触时，会把乒乓球弹起；（2）当敲击音叉的力增大时，音叉发出响度更大的声音，重做上面的实验时，观察到乒乓球弹起的幅度越大；通过实验可以判断物体振幅是不同的，说明了响度与声源的振幅有关，而且是振幅越大，响度越大；（3）振动越快，音调就越高；故换用512Hz的音叉重复实验，音叉振动的更快，故听到声音的音调更高，这说明声音的音调与发声体振动的频率有关。结合考点练1. 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根直管，将它们用细线悬挂，敲击后，测出各
5、自发出声音的频率，数据如下表：编号长度/cm直径/cm频率/Hz11.502131231.002.001284348.502.50656(1)用刻度尺测量1号管长度如图所示，读数是cm.（2）三根管中音调最低的是号.（3）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？请说明你的理由.答：（能/不能）； 理由：. （4）小明发现悬挂的金属管发出声音时在做有规律的摆动，认为金属管发出的声音是由于摆动所产生的.请设计一简单的实验来检验小明的想法，简要写出实验方案和判断方法.实验方案：；判断方法：.【答案】20.50 3 不能。 研究一个变量的影响时没有保持另一个变量不
6、变。（4）用秒表测量金属管摆动的频率. 将测出的频率与发出声音频率比较，看是否相等.【解析】（1）刻度尺分度值为1mm，读数时要记录到毫米的下一位。1号管长度如图所示，读数是20.50cm.（2）由于音调跟发声体振动频率有关系，频率越高音调越高；频率越低音调越低。3号管子频率最低，所以音调最低。（3）研究某一个物理量与另外两个物理量的关系时，要控制另外的物理量的其中一个保持不变，用控制变量法。所以不能得出“管子发出声音的频率随长度、直径的增大都会减小”的结论.（4）用秒表测量金属管摆动的频率. 将测出的频率与发出声音频率比较，看是否相等.2.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
7、低是各种因素影响的，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：琴弦发出声音的高低，可能与琴弦的横截面积有关。 猜想二：琴弦发出声音的高低，可能与琴弦的长短有关。 猜想三：琴弦发生声音的高低，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出的不同规格的琴弦，因为音调的高低决定于声源振动的频率，于是又借来一个能够测量振动频率的仪器进行实验。编号材料长度cm横截面积mm21铜600762铜600893铜601024铜800765铜 6铜1000767钢801028尼龙801029尼龙100102 （1）为了验证猜想一，应选用编号为_、_、_的琴弦进行实验。
8、 为了验证猜想二，应选用编号为_、_、_的琴弦进行实验。（2） 表中有的材料规格没有填全，为了保证猜想三，必须知道该项内容，请在表中填上所缺数据。（3）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，为了验证一猜想，必须进行的操作是：_。【答案】（1）1、2、3；1、4、6； （2）80，1.02100，1.02； （3）选取一根琴弦，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，用同样大小的力拨动琴弦，测出琴弦此时的振动频率。【解析】这是一道利用控制变量法探究“音调高低的影响因素”的试题，试题展示了探究的全过程，要求参与器材的选择和进行剩余实
9、验，深刻领会题中所用的实验方法，融入题中探究方案中方可准确解题。利用控制变量法研究一个物理量A与几个变量B、C、D的关系，在进行每个步骤时（如研究音调与弦的横截面积的关系），应注意保持只让被研究的变量（即弦的横截面积）发生改变，而让其它的几个变量（即弦的长短、材料）完全相同，这是运用控制变量进行实验时选择器材的基本方法，也是进行实验的基本思路。3.探究：发声的桌面也在振动？提出问题：敲桌子时，我们能听到声音，但肉眼却看不见桌子在振动。桌子是否在振动呢？有什么方法证明桌子在发声的同时也在振动呢？实验设计：（1）如图所示，在桌子上固定一小块平面镜，让太阳光（或手电筒光、玩具激光发出的激光）照射在平
10、面镜上经平面镜反射后，在墙上出现一个小光斑。（2）轻轻地敲击桌面，观察墙面上小光斑的位置有什么变化？（3）用力敲击桌面，观察小光斑位置的变化。收集证据：桌面发声时，你发现墙壁上小光斑 ，这说明 。交流合作：你认为还有哪些方法可以证明桌子发声时在振动？说说你的办法，试着做一做。【答案】（2）小光斑的位置几乎不动 （3）小光斑的位置会上下移动，位置会上下移动.声音是由于物体的振动产生的。对着空矿泉水瓶说话，会感到矿泉水瓶在振动.【解析】（2）轻轻地敲击桌面，桌面振动幅度小，不明显，小光斑位置变化也不明显。（3）用力敲击桌面，桌面振动幅度大，反射光射向墙壁形成的光斑与原来光斑位置有明显不同。小光斑位
11、置的变化大。桌子发声时在振动的事例很多，比如放在桌子上的一碗水，当你听到桌子响时，观察碗里水面在晃动。4.探究声音在空气中能否传播的实验中，完成下列问题：（1）在研究声音能否在真空中传播时，做了实验，过程是：1）将电铃用棉线悬挂在铁丝架子上，将铁丝架子放在抽气盘上（电铃不要碰到抽气盘），通电，电铃发出刺耳的声音。2）用玻璃钟罩将电铃罩上，密封好，不要立即抽气，注意听此时的铃声。3）用抽气机把钟罩内的空气向外抽。会发现电铃声越来越小。但仔细听，还是会听到一些细小的声音。4）停止抽气。打开进气阀，空气进入钟罩，电铃声又越来越响，到后来和一开始的声音一样响了。这种研究问题的方法是（ ）A.控制变量法
12、 B.比值定义法 C.比较法 D.推理法（2）如图所示，将正在发声的小电铃放在连通于抽气机的密闭玻璃罩内，在用抽气机把玻璃罩内的空气逐渐抽出的过程中，所听到的声音将会逐渐减弱。则 （ ） A.此实验现象说明声音的传播需要介质。B.此实验现象说明声音的传播不需要介质。C.该实验也能说明真空能传声。D.根据这个实验，用理想推理法可以得出真空不能传声的结论。【答案】（1）D （2）AD【解析】（1）实验中。由于无法把钟罩内的空气全部抽出。只能运用推理法研究问题。引导同学们思考。在“随着钟罩内空气的减少，我们听到的铃声逐渐变小”这一可靠事实的基础上。忽略钟罩内还有少量的空气。以及与电铃接触的少量固体的
13、传声等次要因素。想象如果把钟罩内的空气全部抽出。变成了真空。就可以推导出钟罩内抽成真空时我们会听不到铃声。得出声音不能在真空中传播的结论。（2）A.在用抽气机把玻璃罩内的空气逐渐抽出的过程中，罩内空气越来越少，传播介质逐渐减少，声音传播速度越来越小，当玻璃罩内的空气被抽干，几乎处于真空状态时，声音就不能传播了。所以听到的声音将会逐渐减弱。此实验现象说明声音的传播需要介质。所以A正确，B错误，C错误，D正确。5.如图甲所示，用竖直悬挂的泡沫塑料球接触发声的音叉时，泡沫塑料球被弹起，这个现象说明_；如图乙所示，敲击右边的音叉，左边完全相同的音叉把泡沫塑料球弹起，这个现象说明_。甲 乙【答案】发声的
14、音叉在振动；空气能传递声音。【解析】如图甲所示，音叉发声，泡沫塑料球接触发声的音叉时，泡沫塑料球被弹起，说明发声的物体即音叉在振动。如图乙所示，敲击右边的音叉，音叉振动，产生声音，通过空气介质把声音传递到左边完全相同的音叉，引起这个音叉振动，把泡沫塑料球弹起，这个现象说明空气能传递声音（或者填声音能传递能量）。6下表为人和一些动物的发声频率范围和听觉频率范围，阅读表格数据，参照表格进行探究回答：（1）从上表中你可以知道什么：（写出两点）A._；B._.（2）地震前夕，一些动物有异常反应，如老鼠出洞、鸡鸣狗叫等，而人却感觉不到，这是因为_。【答案】（1）A.人的最高听觉频率比其他的动物低；B.人
15、和动物的发声频率都比听觉频率范围小。（2）地震前会发出次声波，人听不到，但有一些动物能够听到。【解析】（1）人的最高听觉是20000 Hz，其他动物最高听觉都大于这个数值，说明人最高听觉频率比其他动物低。人的发声频率是85 Hz1100 Hz，这个范围比其他动物的都小。（2）地震前夕，有次声波产生，次声波频率小于20 Hz，人听到声必须声的频率大于20 Hz。从表中可以看出狗就能听到地震发出的次声波。从中可知，平时狗无缘无故有强烈的反应，间接可以判断是否可能某地有地震。7.（2021江西模拟）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
16、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
17、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2.9×105m2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 （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】（1）无关；（2）反比例；（3）水花四溅；振幅减小，响度减小【解析】根据表格中的长度、横截面积、和频率的大小分析；根据图象分析；声音是由物体的振动产生的（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，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