第三章 声的世界 分层训练
一、单选题
1.下图中由实验现象得出的物理规律,有一个与其它三个不同的是( )
A. 发声的音叉使脸颊发
B. 烛焰随音乐摆动
C. 发声的音叉弹开小球
D. 发声的喇叭使小纸片跳舞
2.第19届亚运会龙舟项目比赛如图,鼓手琮琮将鼓槌举得更高,对准原来击鼓点,用力敲鼓,这主要是为了改变鼓声的( )
A.音色 B.响度 C.音调 D.振动频率
3.下列说法不正确的是( )
A.1光年是365天
B.课桌的高度大约是0.75m
C.1min内人的脉搏跳动约70次
D.人们把高于20000Hz的声叫做超声波
4.下列关于声现象的说法中正确的是( )
A.接听电话时能根据音调分辨不同的人
B.人耳听不到次声波,是因为响度太小
C.拨动吉他的不同琴弦发声时音调不同
D.市区内禁止鸣笛是在传播过程中减弱噪声
5.如图所示,将一只小电铃放在密闭的玻璃罩内,接通电路,可清楚地听到铃声,用抽气机逐渐抽去玻璃罩内的空气,将会发生( )
A.电铃逐渐停止振动 B.听到的铃声越来越响
C.听到的铃声越来越轻 D.听到的铃声保持不变
6.下列事例中,属于次声波应用的是( )
A.声呐测定海底深度 B.预报台风、监测核爆炸
C.蝙蝠确定目标的方向和距离 D.海豚判断物体的位置和大小
7.关于声现象,以下说法正确的是( )
A.声音是以声波的形式在介质中传播
B.“禁鸣喇叭”是在传播过程中控制噪声
C.次声波指的是振动频率低于20000Hz的声
D.在空气中超声波传播的速度大于人说话声音的传播速度
8.下列措施中,属于在声源处控制噪声的是
A.接头安装噪声监测器 B.道路两旁设置隔音板
C.学校附近禁止鸣笛 D.飞机旁工作人员佩戴耳罩
9.下列关于声现象的说法,正确的是( )
A.手拨动皮筋发声,说明声音是由物体振动产生的
B.吹横笛时,手指压不同的孔发出的声音的响度不同
C.倒车雷达应用了声可以传递能量
D.马路上安装的噪声检测仪能有效降低街头的噪声
10.我们能听到蚊子飞行时发出的“嗡嗡”声,但听不到蝴蝶飞行时发出的声音, 其原因是( )
A.蝴蝶飞行时振动频率小于 20Hz
B.蝴蝶飞行时声音响度小
C.蝴蝶飞行时音色与蚊子不同
D.蝴蝶飞行时振动的幅度小
二、多选题
11.下列关于噪声的理解,不正确的是( )
A.是指没有声音
B.的环境是人类最理想的声音环境
C.长期工作和生活在高分贝噪声环境中可锻炼人的听力
D.噪声使人烦躁不安,有害身心和身体健康
12.如图所示声波的波形图,下列说法正确的是( )
A.甲、乙的音色相同 B.甲、丙的音调相同
C.乙丙的响度相同 D.丙丁音调不同
三、填空题
13.2023年4月23日是第二十八个世界读书日,各学校都组织了不同形式的读书宣传活动。朗朗的读书声、嘹亮的歌声、优美的音乐声都是由声源体 产生的。
14.如图所示,用手拨动钢尺,发出声音,增加钢尺伸出桌面的长度,声音的 产生改变;拨动钢尺的力越大,尺振动的 越大,声音的 越大。
15.诗句“姑苏城外寒山寺,夜半钟声到客船”中,钟声是钟 产生的。在15℃的空气中,声音的传播速度大约是 m/s。有一种新型保险柜安装有“声纹锁”,只有主人说出事先设定的暗语才能打开,别人即使说出暗语也打不开锁,这种“声纹锁”能辨别出主人的声音是依据不同发声体发出声音的 不同。
16.在物理课堂上,老师正在讲解例题,老师发出的声音是由声带的 产生的。同学们通过听课,了解了解题思路,这说明声音可以传递 ;学校要求同学们“入班即静”,即要求同学们在教室养成轻声说话的习惯,从控制噪声的角度分析,这是从 处减弱噪声的。
17.敲击音叉,将叉股插入水中,观察到溅起了水花,这说明声音是由物体 而产生的。如果宇航员在月球上敲击音叉,他 (选填“能”或“不能”)听到音叉发出的声音。
18.当大课间铃声响起时,同学们在老师下课以后都会走向操场准备做操,说明声音可以传递 。
四、作图题
19.如图1所示,根据给出的某一声音波形图,请在图2中画出响度相同,音调是原来两倍的声音波形图。
五、实验题
20.在学习二胡、琵琶演奏的过程中,小华发现琴弦发出声音的音调高低受各种因素影响,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,可能与琴弦的长度有关。
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,他们找到了下表4所列9种规格的琴弦,进行实验。
编号 材料 长度/ 横截面积/
A 铜 60 0.76
B 铜 60 0.89
C 铜 60 1.02
D 铜 80 0.76
E 铜 100 1.02
F 铜 100 0.76
G 铜 80 1.02
H 尼龙 80 1.02
I 尼龙 100 1.02
(1)为了验证猜想一,可以选用编号为A和 的琴弦进行实验;实验中自变量是: ,因变量是: 。这种科学研究方法在物理学中叫 ;
(2)当选用G和H的琴弦进行实验时,可以得到的结论是 ;
(3)小花认为选用编号为C、H的两根琴弦去探究音调与材料的关系时,无法探究出正确结论,你认为理由是 ;
(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,需要进行的操作是 。
21.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,他们找到了如表所列9种规格的琴弦,因为音调的高低取决于声源振动的频率,于是他们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(mm2)
A 铜 60 0.76
B 铜 60 0.89
C 铜 60 1.02
D 铜 80 0.76
E 铜 ___________ 1.02
F 铜 100 0.76
G 钢 100 1.02
H 尼龙 80 1.02
I 尼龙 100 1.02
(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)随着实验的进行,小华又觉得琴弦音调的高低,可能与琴弦的松紧程度有关,为了验证这一猜想,必须进行的操作是 。
六、综合题
22.同学们想利用学过的物理知识测量声音在铁管中的传播速度。他们在家长的帮助下找到了一段长750m的废弃铁管道,小明用铁棍敲击空管道的一端,小琳将耳朵贴近管道的另一端,小琳先后听到两次敲击声,并测出听到的两次敲击声的时间间隔为2.06s。(设声音在空气中的传播速度是340m/s)则:
(1)小琳先后听到的两次敲击声中,第 次是从空气中传来的,你判断的依据是 ;
(2)声音在铁管中的传播速度是多少?
23.下表是某些介质中的声速v。
介质 v/(m·s-1) 介质 v/(m·s-1)
空气(15℃) 340 海水(25℃) 1531
空气(25 ℃) 346 铜(棒) 3750
空气(35 ℃) 352 大理石 3810
煤油(25 ℃) 1324 铅(棒) 5000
蒸馏水(25 ℃) 1497 铁(棒) 5200
(1)在15℃空气中,声速是 ,声源发出的声音需要经过 s才能让放在离声源处的声音采集设备接收到;
(2)空气中的声速随温度的升高而 (选填“增大”“减小”“不变”);
(3)分析表格信息,推断声速大小可能跟什么因素有关?(写出两种) 、 ;
(4)月球上两个宇航员即使相距很近也要借助无线电交流,这是因为 。
(5)在校运动会上,同学们为赛场上的运动员敲锣打鼓,呐喊助威。小明同学发现,在锣鼓发声的时候,用手按住锣面,锣声马上就消失了,这是因为 ;锣鼓发出的声音是通过 向远处传播的。同学们的助威声能传播很远是因为声音的 (选填“音调高”或“响度大”)。
参考答案:
1.B
【详解】选项ACD中发声的音叉使脸颊发麻、发声的音叉弹开小球、发声的喇叭使小纸片跳舞,说明声音是由物体的振动而产生的;选项B中的烛焰随音乐,说明声音能够传递能量,故ACD不符合题意,B符合题意。
故选B。
2.B
【详解】由于擂鼓时,人们用力擂鼓,使鼓面振动的幅度增大,由于振幅越大,响度越大,所以这主要是为了改变鼓声的响度,故B符合题意,ACD不符合题意。
故选B。
3.A
【详解】A.光年是距离的单位,1光年表示光在1年所走过的距离,故A错误,符合题意;
B.0.75m相当于75cm,正常课桌高度约为七八十厘米,故B正确,不符合题意;
C.正常人的脉搏在1min跳动六七十次,故C正确,不符合题意;
D.人们将低于20Hz的声称之为次声波,高于20000Hz的声称之为超声波,故D正确,不符合题意.
4.C
【分析】(1)声音的三个特性包括音调、响度和音色,根据其各自的影响因素做出判断;
(2)人的听觉频率范围是20Hz~20000Hz之间,大于20000Hz的声波,人们听不见,叫超声波,小于20Hz的,人们也听不见,叫次声波;
(3)防治噪声的途径有:在声源处、在传播中、在人耳处.
【详解】A.不同人声带的结构不同,发出声音的音色不同,接听电话时我们是根据音色分辨对方,故A错误;
B.人耳听不到次声波,是因为次声波的频率小于20Hz,人们听不见,故B错误;
C.拨动吉他的不同琴弦发声时音调不同,故C正确;
D.市区内禁止鸣笛是在声源处减弱噪音,故D错误.
5.C
【详解】声音的传播需要介质,声音不能在真空中传播,故将一只小电铃放在密闭的玻璃罩内,接通电路,可清楚地听到铃声,用抽气机逐渐抽去玻璃罩内的空气,将会发生听到的铃声越来越轻,答案选C.
6.B
【分析】人耳能听到的声音频率范围是20Hz~20000Hz,频率高于20000Hz的声波叫超声波,超声波具有方向性好、穿透能力强,易于获得较集中的声能等特点;次声波的频率低于20Hz,具有很强的穿透能力,一些动物可以听到次声波,科学家可以用仪器监听到海啸、台风和地震时产生次声波。
【详解】声呐测定海底深度、蝙蝠确定目标的方向和距离、海豚判断物体的位置和大小都是超声波的应用,预报台风和监测核爆炸是利用的次声波。
故选B。
7.A
【详解】A.声音的传播需要介质,声音在介质中是以波的形式向周围传播的,故A正确;
B.禁鸣喇叭是在声源处控制噪声,故B错误;
C.次声波指的是振动频率低于20Hz的声音,故C错误;
D.声音按频率可分为超声波、次声波和可听声,声音传播的速度与介质的种类和温度有关,在相同的介质和温度下,传播速度是一样的,故D错误。
故选A。
8.C
【分析】噪声的减弱办法有三个:在声源处减弱;在人耳处减弱;在传播过程中减弱.逐个分析选择项中的措施,与以上三种方法相对应即可得到答案.
【详解】A、街头安装噪声监测仪,只能监测噪声的大小,但不能控制噪声,不合题意;
B、道路两旁设置隔音板,即在传播过程中减弱噪声,不符合题意;
C、学校附近禁止鸣笛即在声源处减弱噪声,符合题意;
D、飞机旁工作人员佩戴耳罩,即在人耳处减弱噪声,不合题意.
故选C
【点睛】噪声的减弱办法是针对声音的产生、传播、接收这三个过程来采取措施的.两者对应起来,可以简化对噪声减弱办法的记忆.
9.A
【详解】A.声音是由物体的振动产生的,手拨动皮筋发声,说明声音是由物体振动产生的,故A正确;
B.用手分别按住不同的笛孔,空气柱的长度不同,振动频率不同,音调不同,故B错误;
C.倒车雷达应用了声可以传递信息,故C错误;
D.马路上安装的噪声检测仪只能用来检测声音的强弱等级,不能减弱噪声,故D错误。
故选A。
10.A
【详解】人耳的听觉范围在20Hz到20000Hz,蝴蝶翅膀振动发出的声音,小于20Hz属于次声波,不在人耳的听觉范围内,听不到;蚊子飞行时,翅膀振动频率较快,发出的声音在人耳听觉范围内,所以能听到。故BCD项不符合题意,A项符合题意。
故选A。
11.ABC
【详解】A.0dB是人刚能听到的最微弱的声音,故A的说法错误,符合题意;
B.30~40dB是较为理想的安静环境,故B的说法错误,符合题意;
C.为了保护听力,应控制噪声不超过90dB;所以长期工作和生活在高分贝噪声环境中可使人失去听力,故C的说法错误,符合题意;
D.无规则振动发出的声音或影响人们工作和学习的声音都是噪声,它使人烦躁不安,有害身心和身体健康,故D的说法正确,不符合题意.
12.CD
【详解】A.从图中可以看出,甲和乙波形的形状并不完全相同,因此它们的音色不同,故A错误;
B.从图中可以看出,甲、丙的振动的频率不同,故音调不同,故B错误;
C.从图中可以看出,乙、丙偏离原位置的远近相同,振幅相同,故响度相同,故C正确;
D.从图中可以看出,丙、丁在相同时间内振动的次数不相同,所以频率不相同,音调不相同,故D正确。
故选CD。
13.振动
【详解】声音是由物体的振动产生,朗朗的读书声、嘹亮的歌声、优美的音乐声都是由声源体振动产生的。
14. 音调 幅度 响度
【详解】[1]钢尺伸出桌面的长度不同,振动时的频率不同,所以钢尺发出的声音的音调不同。
[2][3]拨动钢尺的力越大,钢尺振动时的幅度越大,发出的声音的响度越大。
15. 振动 340 音色
【详解】[1]声音是由物体振动产生的,所以钟声是钟振动产生的。
[2]根据声速的知识可知,在15℃的空气中,声音的传播速度大约是。
[3]根据声音来辨别人、乐器等,靠的是音色,所以“声纹锁”能辨别出主人的声音是依据不同发声体发出声音的音色不同。
16. 振动 信息 声源
【详解】[1]声音是由物体的振动产生的,老师发出的声音是由声带的振动产生的。
[2]同学们通过听老师讲课,从中获取了解题思路,说明声音可以传递信息。
[3]在教室轻声说话,降低了声音的响度,是从声源处减弱噪声。
17. 振动 不能
【详解】[1]将正在发声的音叉叉股插入水中,观察到水花四溅,说明音叉在振动,证明声音是由物体振动而产生的。
[2]月球上没有空气,如果宇航员在月球上敲击音叉,音叉能振动,但由于真空不能传声,所以不能听到音叉发出的声音。
18.信息
【详解】声可以传递信息,也可以传递能量;大课间铃声响起时,同学们在老师下课以后都会走向操场准备做操,说明声音可以传递信息。
19.
【详解】由图1可知,响度相同,振幅相同,音调是原来的二倍,则频率是原来的二倍,如图所示:
20. B/C 横截面积 音调 控制变量法 琴弦发出声音的音调高低与琴弦的材料有关 没有控制长度不变 见解析
【详解】(1)[1][2][3][4] 为验证猜想一:琴弦发出声音的音调高低,可能与琴弦的横截面积有关,根据控制变量法需要选用和A琴弦只有横截面积不同的琴弦,只有B或C符合,自变量就是横截面积,因变量就是音调。
(2)[5] G和H的琴弦只有材料不同,因而可以探究音调跟材料的关系,可得琴弦发出声音的音调高低与琴弦的材料有关。
(3)[6] 选用编号为C、H的两根琴弦去探究音调与材料的关系,因为这两根琴弦材料和长度都不同,没有控制变量,所以无法得出正确结论。
(4)[7] 要研究琴弦音调的高低与琴弦的松紧程度的关系,可以使用同一根琴弦,改变其松紧程度,分辨音调是否随之改变。
21. A B C A D F 100 选取一根琴弦,用一定大小的力拉紧琴弦,拨动琴弦并测出此时振动的频率,再改用不同大小的力拉紧琴弦,用相同的手法拨动琴弦并测出相应的振动频率,分析数据得出结论
【详解】(1)[1][2][3]要验证猜想一:琴弦发出声音的音调高低,可能与琴弦的横截面积有关,需控制琴弦的长短和琴弦的材料不变,改变琴弦的横截面积,应选用编号A、B、C的琴弦进行实验。
[4][5][6]要验证猜想二:琴弦发出声音的音调高低,可能与琴弦的长短有关,需控制琴弦的横截面积和琴弦的材料不变,改变琴弦的长短,应选用编号为A、D、F的琴弦进行实验。
[7]要验证猜想三:琴弦发出声音的音调高低,可能与琴弦的材料有关,需控制琴弦的长短和琴弦的横截面积不变,改变琴弦的材料,应选用编号为E、G、H的琴弦进行实验,由表中数据可知,E、G、H长度相同,所以需要填入的数据是100。
(2)[8]探究琴弦音调的高低与琴弦的松紧程度的关系时,需要使用同一种琴弦,且控制拨弦的力相同,而弦的松紧程度不同,来研究音调高低和琴弦的松紧程度的关系,则必须进行的操作是: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,再改用不同大小的力拉紧琴弦,用相同的手法拨动琴弦测出相应的振动频率,分析数据得出结论。
22. 二 声音在铁管中传播的速度比在空气中的快 5000m/s
【详解】(1)[1][2]声音在铁中传播比空气中传播速度要快。因此第二次声音是通过空气传来的。
(2)[3]声音所走的路程为管长s=750m,空气中的声速是340m/s,由得声音在空气中的传播时间
因为两次声响相隔2.06s,且声音在铁中的传播时间比在空气中的传播时间少,故声音在铁中的传播时间
t2=t1-2.06s=2.21s-2.06s=0.15s
则声音在铁管中的传播速度
23. 340 0.2 增大 介质种类 介质温度 真空不能传声 锣面停止振动了 空气 响度大
【详解】(1)[1]由表格中数据可知,在15℃空气中声速是340m/s。
[2]声源发出的声音能让放在离声源68m处的声音采集设备接收到需要经过得时间为
(2)[3]由表格可知,在15℃、25℃、35℃空气中,声速分别是340m/s、346m/s、352m/s,可得空气中的声速随温度的升高而增大。
(3)[4][5]由表格中数据可知,空气的温度不同时,声速不同;不同的介质中,声速不同;可得声速大小可能跟温度、介质种类有关。
(4)[6]月球表面是真空,真空不能传声,所以月球上两个宇航员即使相距很近也要借助无线电交流。
(5)[7]当锣被敲响时,锣面振动发出声音,用手按住锣面,锣面的振动停止,发声也会停止,于是锣声消失了。
[8]声音的传播需要介质,一切固体、液体、气体都可以作为传声的介质,锣鼓发出的声音是通过空气向远处传播的。
[9]响度是指声音的大小,它跟发声体的振幅和距离发声体的远近有关,同学们的助威声能传播很远是因为声音的响度大。