祁阳市浯溪二中2025年中考物理实验探究题——声学重点实验专题训练
实验一.探究声音的产生实验
1.如图所示的是探究声现象的三个实验情景,请回答下列问题:
(1)如图甲所示,用竖直悬挂的乒乓球接触发声的音叉时,乒乓球被弹起,这个现象说明 ;乒乓球在实验中的作用是 ;如果加大力度敲击音叉,发现乒乓球被弹得越远,听到的声音的响度也越大,这个现象说明 。
(2)如图乙所示,敲击右边的音叉,左边完全相同的音叉把乒乓球弹起,这个现象说明 ;若把甲、乙两个实验移到月球上去做,不能看到泡沫塑料球被弹起的图是 (选填“甲”或“乙”)。
(3)如图丙所示,将一把钢尺紧按在桌面上,先让一端伸出桌边短一些,拨动钢尺,听它振动发出的声音,然后一端伸出桌边长一些,再拨动钢尺,听它振动发出的声音,使钢尺两次振动幅度大致相同。比较两种情况下,第 次钢尺振动得快,它的音调
(填“高”或“低”),这说明音调与 有关。
2.小明等同学在“探究声音是什么”的实验中,将系在细线上的乒乓球靠近音叉。
(1)当用小槌敲击音叉时,在听到声音的同时,观察到乒乓球 ,乒乓球在实验中起到的作用是 。
(2)小明又去敲击同一个音叉,并且在老师的帮助下通过示波器,在相同时间内截取敲击时的二列声波图,如图甲和乙,从图中可以看出这两次声音的 (选填“响度”或“音调”)相同。
(3)细心的小明还发现老师桌上还有两种同种材料制成的音叉,如图丙和丁,敲击后
(选填“丙”或“丁”)图音叉的音调更高。
(4)将一只正在发声的闹钟放进密封的玻璃罩中,然后逐渐往外抽气,我们听到闹钟声越来越弱,在此基础上我们可以得出一个结论: 。但现有的抽气设备总是很难将玻璃罩内抽成真空状态,即实验无法达到绝对的真空。在这种情况下,你是怎样得出这一结论的 。
A.通过日常生活经验得出的 B.用实验直接证实的
C.通过理论推导出来的 D.建立在实验基础上加科学的推理得出的
实验二.声音的传播条件
3.小华和小兰在探究“声音的产生与传播”时:
(1)如图甲所示,正在发声的音叉将悬挂着的乒乓球反复弹开,说明声音是由物体
产生的;塑料球在实验中起的作用是 ;
(2)如图乙所示,敲响右边的音叉,左边完全相同的音叉也会发声并把乒乓球弹起,说明空气可以传声;若将乙装置搬上月球实验,则乒乓球 (选填“能”或“不能”)被弹起;
(3)如图丙所示,抽气机不断向罩外抽气的过程中,罩内音乐芯片的铃声逐渐 ,并由此推理可知:如果玻璃罩内抽成真空后,就听不到闹钟响铃的声音了,最后得出结论:真空 (选填“能”或“不能”)传声。用到的物理探究方法是: 。(选填“控制变量法”、“转换法”或“科学推理法”)
实验三.音调与频率的关系
4.以下所示情景,是爱动手的小明做的一些声学实验:
(1)如图甲,保持刻度尺伸出桌面的长度一定,用大小不同的力度拨动刻度尺,观察到刻度尺振动的 (填“快慢”或“幅度”)不同,而且还能够听出刻度尺发出声音的 (填声音特性)发生了变化,这个实验说明声音的这个特性与
(填“频率”或“振幅”)有关;
(2)如图乙所示,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;还可以观察到紧挨音叉的泡沫塑料球弹起,这说明声音能传递 。
(3)如图丙所示,用肥皂膜模拟人耳的鼓膜,当喇叭发声时肥皂膜会 ;当喇叭音调越高,肥皂膜振动越快,可见音调与发声体 (填“频率”或“振幅”)有关。
5.某小组同学利用一些长短、粗细、材料不同的琴弦,进行探究“音调与哪些因素有关”的活动。他们选用的琴弦长度、粗细、材料在图(a)中已标出(其中琴弦a、c、d的粗细相同,琴弦b最粗;琴弦a、b、c的长度相同,琴弦d最短),并且每根琴弦固定在“音箱”上的松紧程度一致。
(1)若他们想研究“音调的高低与琴弦长度的关系”应选择琴弦 (选填“a”、“b”、“c”或“d”)。
(2)为研究“琴弦音调高低与琴弦粗细的关系”,某同学选择琴弦b和c进行研究,此选择 (选填“可行”或“不可行”),原因是 。
(3)如果要研究“琴弦音调高低与材料的关系”选择琴弦 (选填符号a、b、c或d),这种研究方法叫 法。
(4)如图(b)所示,是声音输入到示波器上时显示振幅与时间关系的波形,其中声音音调相同的图是 ,响度相同的图是 。
实验四.探究音调与物体振动快慢的关系
6.小江同学为了探究同种材料做的橡皮筋发出的声音的音调高低与张紧程度、横截面积、长度的关系,设计了如图所示实验,采用了几个钩码和一个能够测量振动频率的仪器和甲、乙、丙、丁4根橡皮筋,其中甲、丙、丁张紧程度相同与乙张紧程度不同。
橡皮筋 长度/cm 横截面积/cm2 振动频率/Hz
甲 60 0.76 329
乙 60 0.76 248
丙 80 0.76 286
丁 80 1.02 242
(1)实验探究方法采用 法。
(2)为了探究橡皮筋发出声音的音调高低与橡皮筋粗细的关系,应选用橡皮筋 和橡皮筋丁进行对比实验,得出的结论是长度和张紧程度相同时,橡皮筋越粗发出声音的音调越 (选“高”或“低”)。
(3)选用橡皮筋甲和橡皮筋丙进行对比实验,可以探究橡皮筋发出声音的音调高低与橡皮筋的 关系。
(4)若橡皮筋张紧程度越紧发出声音的音调越高,则橡皮筋乙的张紧程度比橡皮筋丁的张紧程度更 (选填“紧”或“松”)。
(5)用同种材料做的橡皮筋,张紧程度相同时,发出声音的音调最高的橡皮筋是 。
A、细而长的 B、粗而长的 C、细而短的 D、粗而短的
7.喜欢课外探究的小勇,拆开自己的口琴,口琴的琴芯结构如图所示,在琴芯的气孔边分布着长短、厚薄都不同的一排铜片,这铜片在气流的冲击时振动,发出不同音调的声音。
(1)在图中,C区是 音区(选填“高”、“中”或“低”)。
(2)往左边第一个气孔用力吹气时,发出声音的音调 (选填“变高”、“变低”或“不变”)。
(3)停止吹气后,口琴仍“余音未绝”,其原因是 。
A.这是声音的回声 B.铜片在继续振动 C.人的听觉发生“暂留”的缘故
D.铜片虽停止振动,但空气仍在振动。
小勇又利用空余时间进行了比较不同材料的隔声性能的实验:
(4)他准备通过用人刚听不到声音时人与声源的距离来进行比较,选用了手机铃声作为声源,同时在比较不同材料时,手机铃声响度应 (填“随材料而改变”、“保持不变”或“根据实验情形而改变”)。
(5)对材料进行科学调整后,他通过探究得到如表实验数据:
材料 报纸 羽绒服 塑料袋 泡沫板
人听不到声音的距离/m 8 4 7 5
由此数据可将这些材料隔声性能最好的材料是 。
实验五.乐器音调的影响因素
8.在学习演奏小提琴的过程中,小明和同学们发现弦乐器的琴弦发出声音的音调受很多因素的影响,他们决定对这种现象进行探究,经讨论后提出以下猜想:
猜想一:琴弦发出声音的音调可能与琴弦的材料有关;
猜想二:琴弦发出声音的音调可能与琴弦的长短有关;
猜想三:琴弦发出声音的音调可能与琴弦的横截面积有关。
为了验证以上猜想是否正确,他们找到了一些不同规格的琴弦,如表:
编号 琴弦的材料 琴弦的长度cm 琴弦的横截面积mm2
① 钢 40 0.5
② 钢 a b
③ 尼龙丝 30 0.5
④ 尼龙丝 40 0.5
(1)为了验证猜想一,应选用两根编号分别为 的琴弦进行实验。
(2)为了验证猜想二,应选用两根编号分别为 的琴弦进行实验。
(3)为了验证值想二,小明选用编号为①、②的琴弦进行实验,则表中缺少的数据:a应
40,b应 0.5。(均选填“等于”或“不等于”)
(4)探究过程常采用下列主要步骤:A.分析归纳得出结论;B.设计和进行试验;C.提出问题与猜想。这些探究步骤的合理顺序应该是 (只填代号)。
(5)探究过程中用到的物理方法是 法。
实验六.探究影响响度的因素
9.如图所示,小组同学完成以下三个声现象的实验,请回答相关问题。
(1)如图甲所示,该装置中乒乓球被弹开,说明了发声的音叉在 ;乒乓球在实验中的作用是将实验现象放大,这种实验方法是 (选填“控制变量”或“转换”)法,该装置还可以探究声音响度与 的关系。
(2)如图乙所示,随着抽气机不断向罩外抽气,小明听到罩内闹钟铃声的 (选填“响度”、“音调”或“音色”)在不断变化。如果罩内的空气被完全抽空则不能听到铃声,由此我们可以推理得出的结论是 。
(3)如图丙若钢尺伸出桌面的长度保持不变,改用更大的力拨动钢尺,则听到声的
有变化(选填“响度”、“音调”或“音色”),即 改变(选填“振幅”、“频率”、“材料与结构”)。若拨动钢尺的力大小保持不变,逐渐增加钢尺伸出桌面的长度,听到声音的 变低(选填“响度”、“音调”或“音色”)。当钢尺伸出桌面超过一定长度时,虽然用同样的力拨动纲尺振动,却听不到声音,这是由于
(选填“发出声音的响度为0dB”、“发声频率高于20000Hz”或“发声频率低于20Hz”)。
实验七.声与能量
10.在学习声学时,实验小组做了如下实验:
(1)如图①所示,用竖直悬挂的乒乓球接触发声的音叉时,乒乓球被弹起,这个现象说明声音是由物体 产生的;此实验中乒乓球的作用是 ,这种研究问题的方法叫 ;
(2)如果将②实验装置搬上月球,则小球 (选填“会”或“不会”)弹起;
(3)如图③所示,把玻璃罩内的空气逐渐抽出,听到正在响铃的闹钟声音逐渐变小,这个现象说明声音 在真空中传播,在这种情况下,你是怎样得出这一结论的? 。
A.通过日常生活经验得出的 B.用实验直接证实的
C.通过理论推导出来的 D.建立在实验基础上加科学推理得出的
(4)图④中小明的耳朵贴紧桌面时听到小东轻轻敲击桌面产生的声音,这是因为
可以传声;
(5)如图⑤所示,将点燃的蜡烛放在扬声器的前方,可以看到烛焰随着音乐的节奏晃动,说明声音可以传递 。
11.在探究声音有关实验时,小李和小张做了下面的实验:
(1)如图①所示,敲响右边的音叉,左边完全相同的音叉也会发声;该实验能说明声音由物体 产生,也说明声音可以传递 (选填“信息”或“能量”),此研究过程中用到的主要物理研究方法是 ;
(2)如图②所示,先让电铃发声并放入玻璃罩内,再用抽气机把玻璃罩内的空气逐渐抽出,会发现声音将 (选填“变大”或“变小”),然后把空气又逐渐地通入玻璃罩内,会发现声音将逐渐变大。这说明 不能传声。
(3)如图③所示,为探究音调与频率的关系,把钢尺按在桌面上,用力拨动钢尺,能听到钢尺发出的声音,同时观察钢尺振动的快慢;下一步的操作应该是改变钢尺伸出桌面的长度,重做几次实验。通过对比发现钢尺伸出桌面的长度越长,振动越 ,音调越 。实验时,如果保持钢尺伸出桌面的长度不变,改变拨动力度,是探究响度与 的关系。如图④A、B是钢尺的振动输入示波器后我们看到的波形图,其中图 是响度较大时产生的波形。
实验八.噪声
12.近几年,一些城市道路由从前的水泥路面变成了沥青路面,如图所示。小明发现汽车驶过时产生的噪声比从前小多了,那么汽车行驶的噪声是否与路面的材料有关呢?
下表是小明在网上查到的同一辆轿车在不同路面行驶时噪声的测试数据:
实验次数 车速km/h 水泥路面噪声 沥青路面噪声
1 72 85.4 78.5
2 108 92.6 80.6
(1)由表格信息填空,在表格中出现了一个不足之处: 。人们以 为单位来表示声音强弱的等级。
(2)根据表中的数据,你可以得出结论:
①同一辆车在 一定时,沥青路面上行驶时产生的噪声 ;
②同一辆车在 (选填“相同”或“不同”)路面上行驶,车速越 ,噪声越大。
(3)请你猜想:除上述因素外,汽车行驶在路面上产生噪声的大小还可能跟
(写出一个因素)有关。
参考答案及解析
1.(1)发声体在振动;把音叉的振动放大;振幅越大,响度越大。(2)空气能传声;乙;(3)一;高;频率。
解析:(1)如图(甲)所示,用竖直悬挂的乒乓球接触发声的音叉时,乒乓球被弹起,这个现象说明发声体在振动;乒乓球在实验中起的作用是显示音叉的振动,把不容易看到的现象转换成便于观察的现象;如果加大力度敲击音叉,发现乒乓球被弹得越远,听到的声音的响度也越大,这个现象说明振幅越大,响度越大。
(2)月球上没有空气,真空不能传声,物体振动但听不见声音,若把甲实验移到月球上去做,泡沫塑料球受甲音叉振动影响,可以看到泡沫塑料球被弹起,乙实验中右边音叉振动,由于真空无法传声,所以不能看到泡沫塑料球被弹起;
(3)音叉振动,发出声音。将钢尺紧按在桌面上,伸出桌边短时,振动物体的体积小,振动快,频率高,音调高;
伸出桌边长时,振动物体的体积大,振动慢,频率低,音调低,实验结论:音调与频率有关。
2.(1)会被弹起一定的角度;将微小的振动放大;(2)响度;(3)丁;(4)真空不能传声;D。
解析:(1)通过实验发现,用小槌敲击音叉时,音叉发出声音的同时,乒乓球会被弹起一定的角度,说明声音是由于物体的振动产生的;物体的振动有时用眼睛无法直接看到,可以将微小振动放大,通过乒乓球是否被弹起判断物体是否在振动。
(2)由图可知,两幅图中音叉振动的振幅相同,因此声音的响度相同;
(3)由题意和图示可知,两个音叉的材料是相同的,丁的质量小于丙的质量,敲击音叉时,丁音叉振动较快,即丁的振动频率高。
(4)将一只闹钟放进密封的玻璃罩中,然后逐渐往外抽气,我们听到闹钟声越来越弱;由此我们可以得出声音的传播需要介质,声音在真空中无法传播。但现有的抽气设备总是很难将玻璃罩内抽成真空状态,即实验无法达到绝对的真空;在这种情况下,我们是在实验基础上加科学的推理得出的结论,故选D。
3.(1)振动;放大音叉的振动,便于观察;(2)不能;(3)减弱;不能;科学推理法。
解析:(1)图甲中,实验中采用转换法将音叉微小的振动放大为乒乓球的运动方便观察,正在发声的音叉将悬挂着的乒乓球反复弹开,说明声音是由物体振动产生的。
根据转换法知道,将系在细线上的乒乓球轻触正在发声的音叉,观察到乒乓球被弹开,这是将微小的振动放大,便于观察。
(2)图乙中,敲响右边的音叉,左边完全相同的音叉也会发声并把乒乓球弹起,说明声音可以传递能量,空气可以传声;若将乙装置搬上月球实验,则乒乓球不能被弹起,因为月球是真空状态,真空不能传声。
(3)图丙中,抽气机不断向罩外抽气的过程中,传播声音的介质越来越少,罩内音乐芯片的铃声会越来越小,进一步推理可知,若内部抽成真空,则将听不到传声,即真空不能传声,用到的探究方法是科学推理法。
4.(1)振幅;响度;振幅;(2)空气;能量;(3)振动;频率
解析:(1)用大小不同的力拨动,刻度尺的振动幅度大小不同,刻度尺发出声音的响度不同,这说明响度与振幅有关;
(2)声音的传播需要介质,敲响右边的音叉,左边完全相同的音叉也会发声,说明声音可以在空气中传播;
观察到紧挨音叉的泡沫塑料球弹起,这说明声音能传递能量;
(3)当喇叭振动发出声音后,声音经过空气传播到肥皂泡处,由于声音有能量可以使肥皂泡产生振动,这说明声音具有能量;
当喇叭音调越高,频率越快,肥皂膜振动越快,可见音调与发声体振动的频率有关。
5.(1)a、d;(2)不可行;没有控制材料相同;(3)a、c;控制变量;(4)甲、乙;乙、丁。
解析:(1)研究音调高低和琴弦长度的关系,保持琴弦的材料和粗细相同,由图(a)和题意可知,应选择琴弦a和d。
(2)b和c的长度相同,材料不同,粗细不同,没有控制材料相同,不能探究音调高低跟琴弦粗细的关系。
(3)如果要研究“琴弦音调高低与材料的关系”,应该控制长度和横截面积相同,改变材料,琴弦a、c符合题意,这种研究方法叫控制变量法;
(4)图b:对比甲、乙可知,波峰和波谷的个数都相同,说明振动快慢(频率)相同,故甲、乙声音的音调相同;
对比乙、丁可知,波振动的幅度相同,即振幅相同,故乙、丁声音的响度相同。
6.(1)控制变量;(2)丙;低;(3)长度;(4)松;(5)C。
解析:(1)此题是探究琴弦发出声音的音调高低的影响因素,一个物理量受多个因素影响时,探究其中一个因素和物理量的关系时,采用控制变量法;
(2)探究橡皮筋发出声音的音调高低与橡皮筋粗细的关系,则橡皮筋的长度相同,横截面积不同,松紧程度相同,其中甲、丙、丁张紧程度相同,而甲的长度不同,故选择丙实验;橡皮筋越粗,频率越低,音调越低。
(3)选用橡皮筋甲和橡皮筋丙进行对比实验,长度不同,横截面积和松紧程度相同,故探究的是调高低与橡皮筋的松紧程度的关系。
(4)因乙与丁相比,长度、横截面积都不同,所以乙与丁的松紧程度不能直接比较;
由题可知,甲和丁的张紧程度相同,故要比较乙与丁的松紧程度,只需比较乙与甲的松紧程度;
乙与甲相比,长度、横截面积都相同,而乙的振动频率较低,则根据题意可知乙的张紧程度更松,
由此可知,乙的张紧程度比丁的张紧程度更松。
(5)用同种材料做的橡皮筋,张紧程度相同时,发出声音的音调最高的橡皮筋是细且短,振动频率快,音调越高。
7.(1)高;(2)不变;(3)B;(4)保持不变;(5)羽绒服。
解析:(1)发声体振动的频率越高,音调越高。由图知A区的铜片较厚较长,振动较慢,B区次之,振动较快;C区较的铜片薄较短,振动最快,故A区发出的音调最低,C区发出的音调最高。
(2)往气孔用力吹气时,其振动幅度变大,即响度变大,但其振动的快慢是不变的,所以发出声音的音调不变;
(3)由于声音是由物体振动产生的,所以停止吹气后,口琴仍“余音未绝”,其原因是铜片在继续振动;故选B。
(4)选用手机铃声作为声源,比较不同材料隔音效果时,要控制手机铃声响度保持不变。
(5)由表中实验数据可知,用羽绒服做隔音材料时,听不到声音的距离最小,因此,羽绒服的隔音性能最好。
8.(1)①、④;(2)③、④;(3)不等于;等于;(4)CBA;(5)控制变量
解析:(1)为验证猜想一,应选择横截面积和长度都相同,而材料不同的琴弦①、④进行研究;
(2)为验证猜想二,应选择横截面积和材料都相同,而长度不同的琴弦③、④进行研究;
(3)为了验证猜想二,可选择横截面积和材料都相同,而长度不同的琴弦,则琴弦的长度a≠40cm,横截面积b=0.5mm2;
(4)实验探究的步骤为:提出问题、猜想和假设、实验研究、分析归纳、得出结论,因此该实验探究的步骤排序为CBA;
(5)影响音调的因素有多个,实验中采用的是控制变量法。
9.(1)振动;转换;振幅;(2)响度;真空不能传声;(3)响度;振幅;音调;发声频率低于20Hz。
解析:(1)图甲中,乒乓球接触发声的音叉被弹开,说明了发声的音叉在振动通过乒乓球被弹起将音叉微小的振动放大,这种实验方法叫做转换法;通过乒乓球被弹起说明物体发声时在振动;如果改变用力大小,乒乓球弹起的越高,振幅越大,响度越大,该实验可以探究响度跟振幅的关系;
(2)图乙:抽气机不断向罩外抽气的过程中,罩内被拨打的手机的铃声越来越小,即响度越来越小,直到听不见,这说明:声音的传播需要介质(真空不能传声);
(3)一端伸出桌面适当的长度,拨动钢尺,钢尺振动可以发出声音;用更大的力拨动钢尺,钢尺的振幅变大,则听到声音的响度变大;改变钢尺伸出桌面的长度,用同样大小的力拨动其伸出桌面的一端,这样会导致钢尺振动的快慢不同,即发出声音的音调不同;当钢尺伸出桌面超过一定长度时,虽然用同样的力拨动钢尺振动,却听不到声音,这是由于发声频率低于20Hz。
10.(1)振动;放大实验现象;转换法;(2)不会;(3)不能;D;(4)固体;(5)能量。
解析:
(1)乒乓球被弹起,这个现象说明声音是由物体振动产生的;由于音叉的振动不容易直接观察,因此通过观察乒乓球的弹开情况即可知道音叉的振动情况,此实验中乒乓球的作用是起到放大实验现象的作用,这种实验方法是转换法;
(2)声音不能在真空中传播,而月球上没有大气,因此如果将②实验装置搬上月球,则再次敲打右边的音叉,左边音叉旁边的小球不会弹起;
(3)逐渐抽出罩内的空气,听到闹钟声音逐渐减小,最后听不到声音,这个现象说明声音不能在真空中传播,在实验过程中无法将玻璃罩抽成绝对的真空状态,因此该实验结论是建立在实验基础上加科学的推理得出的,故选:D;
(4)图④中小明的耳朵贴紧泉面时听到小东轻轻敲击桌面产生的声音,这是因为固体可以传声;
(5)将点燃的蜡烛放在扬声器的前方,可以看到烛焰随着音乐的节奏晃动,说明声音可以传递能量。
11.(1)振动;能量;转换法;(2)变小;真空;(3)慢;低;振幅;A。
解析:(1)该实验中敲击音叉,小球弹开,能说明 声音由物体振动产生的。
左边完全相同的音叉也会发声,说明右边音叉声音的能量传递给了左边音叉,探究过程中运用了转换法。
(2)在抽气过程中,能传声的介质变少,故声音会变小,然后把空气又逐渐地通入玻璃罩内,声音变大,说明声音的传播需要介质,真空不能传声。
(3)钢尺伸出桌面的长度越长,越不容易振动,振动的频率变小,声音的音调会变低。
保持钢尺伸出桌面的长度不变,改变拨动力度,钢尺振动的幅度发生改变,且声音的响度改变,因此是探究响度与振幅的关系。波形图中最高点和最低点的距离表示振动的幅度,即响度,因此图A是响度较大时产生的波形。
12.(1)没有写出噪声的单位;分贝;(2)车速;小;相同;大;(3)车轮的材料。
解析:(1)表格中出现了一个不足之处是没有写出噪声的单位;人们以分贝为单位来表示声音强弱的等级;
(2)根据表中数据分别纵向对比,车型和路面不变,速度越大,噪声越大;
车型和车速不变时,沥青路面比水泥路面噪声小;
(3)此题为开放试题,结合生活经验从轮胎方面进行分析,比如轮胎的气压、轮胎的花纹、轮胎的材料以及车身重等等。
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