第3章成果展示 声的世界
(时间:90分钟 满分:100分)
一、选择题(每题3分,共36分)
1.下列实验不是验证声音的产生条件的是( D )
A.说话时,把手指放在喉咙处
B.弹拨吉他的弦后,立即把手轻轻地放在吉他上
C.敲击音叉,将正在发声的音叉触及面颊
D.将正在发声的闹钟放入玻璃罩中,并用抽气机逐渐抽出玻璃罩内的空气
2.如图所示是一款新型蓝牙跑步耳机,使用时将耳机贴在颞骨两侧而不是堵塞住耳朵,既可以听到耳机发出的声音,也可以听到周围环境的声音。上述听到的声音的传播介质分别是( B )
第2题图
A.固体 固体 B.固体 气体
C.气体 气体 D.气体 真空
解析:戴该耳机时,人听到的声音是通过头骨、颌骨等骨骼传播到听觉神经,然后由听觉神经传给大脑的,此种听到声音的方式被称作骨传导,即声音是通过固体传播的;声音可以在空气中传播,跑步时听到周围环境的声音是通过空气(即气体)传播的。
3.声音在干燥空气中的传播速度随温度的变化而变化,如图是声速随空气温度变化的关系图像。从图中可以获得的信息有( D )
第3题图
A.真空中声音传播速度很低
B.声音在空气中的传播速度与温度无关
C.空气温度越高,声音的传播速度越小
D.当空气温度为30 ℃时,声音的传播速度接近350 m/s
解析:图像体现的是声音在不同温度的干燥空气中的传播速度变化情况,没有体现真空中的声音速度,故A错误;由图像可知,声速大小与空气温度的关系为一次函数关系,说明空气温度越高,声音的传播速度越大,故B、C错误;由图像可知,当空气温度为30 ℃时,对应的声音的传播速度接近350 m/s,故D正确。
4.春季到来,鲜花盛开,有许多人对花粉过敏,因此为了保护自己,出门必须要戴口罩。当戴上口罩之后与人交谈时,他人听到的声音( C )
A.音调变低 B.音调变高
C.响度变小 D.响度变大
5.不同的乐器演奏时,即使看不到它们也能分辨出它们的声音,这是依据听到的声音的( C )
A.响度 B.音调
C.音色 D.波形
6.唢呐是我国民族吹管乐器,如图所示,用它吹奏时可以模仿多种鸟儿的叫声。关于唢呐,下列说法错误的是( B )
第6题图
A.吹奏时按压不同位置的气孔,主要改变声音的音调
B.唢呐前端的喇叭主要改变声音的音色
C.用不同的力度吹奏,主要改变声音的响度
D.唢呐模仿的鸟儿叫声令人愉悦,是乐音
解析:吹奏时按压不同位置的气孔,则发声的空气柱长度不同,振动频率不同,因此主要改变声音的音调,故A正确;唢呐前端的喇叭能减小声音的分散,使传入人耳的声音更大些,所以主要是改变声音的响度,故B错误;用不同的力度吹奏,发声体的振幅不同,从而发出声音的响度不同,故C正确;唢呐模仿的鸟儿叫声令人愉悦,此时对听到的人来说是乐音,故D正确。
7.某轮船配有强音设备,可以定向远距离发射声音强度高达150 dB 的警示音,用于警示海盗等,发射器外形呈喇叭状。下列有关强音设备的说法正确的是( C )
A.声音高达150 dB,指的是声音的音调
B.强音设备发出的声音不能传递信息
C.发射器的外形呈喇叭状,可以减少声音的分散
D.强音设备发出的声音只能在海水中传播
8.为了防止机动车的噪声对学校教学产生影响,应该选择如图所示的哪个交通标志牌安放在校园及附近路段?( A )
A.禁止鸣笛 B.限速
C.禁止停车 D.限重
9.如图所示,高架桥两旁的隔声墙的作用主要是减弱噪声,这种减弱噪声的途径是在( A )
第9题图
A.传播过程中 B.声源处
C.人耳处 D.声源和人耳处
10.倒车雷达在现代自动驾驶的汽车上得到了广泛的应用。如图所示,汽车在倒车时,雷达发射的是( A )
第10题图
A.超声波 B.次声波
C.红外线 D.紫外线
11.许多灾害性的自然现象,如火山爆发、龙卷风、雷暴、台风等,在发生之前可能会辐射出次声波,人们就可以利用这些前兆来预测和预报这些自然灾害性事件。下列说法错误的是( D )
A.次声波可以传递信息
B.次声波可以传递能量
C.次声波的频率较低,低于20 Hz
D.次声波的频率较高,高于20 000 Hz
12.音乐小组的几位同学自己动手制作了各自的乐器,乐器在同一间音乐教室里同时发声的波形图如图所示。下列说法错误的是( C )
第12题图
A.响度相同
B.音调相同
C.音色相同
D.在空气中的传播速度相同
二、填空题(每空1分,共11分)
13.智能音箱已广泛应用于新能源汽车,它让用户以语音对话的交互方式实现多项功能的操作。当对智能音箱发出调大声音的指令时,音箱就自动改变声音的__响度__,音箱内部扬声器振动的幅度__变大__。
14.“响鼓也需重锤敲”,从物理学的角度分析,这是说当敲鼓的力越大时,鼓面的__振幅__(选填“振幅”或“频率”)越大,发出声音的__响度__(选填“音调”“响度”或“音色”)越大。
15.甲、乙两个声音在示波器上的波形图如图所示,根据图形可知,__甲__的响度大,__乙__ 的音调高。
甲 乙
第15题图
16.噪声是指那些难听的、令人厌烦的声音,噪声的波形图是__杂乱无章的__。生活中会产生噪声的声源有__电锯__(举一例),噪声对人的身体健康__有害__(选填“有益”或“有害”)。
17.超声波除螨仪发出的超声波能杀死家居中的螨虫,说明声波具有__能量__;超声波是指频率为__20_000__Hz以上的声波。
三、实验探究题(共28分)
18.(16分)如图所示,用钢尺来探究音调和响度分别与什么因素有关时,小明做了如下实验。
第18题图
(1)用钢尺来探究决定音调高低的因素,把钢尺紧按在桌面上,一端伸出桌边,拨动钢尺,听它振动发出的声音,同时注意钢尺振动的快慢;改变钢尺伸出桌边的长度,再次拨动,使钢尺每次的振动幅度大致相同。实验发现钢尺伸出桌面的长度越长,振动越__慢__(选填“快”或“慢”),发出声音的音调越__低__(选填“高”或“低”);由此可得出结论:音调的高低与__频率__有关。当钢尺伸出桌面超过一定长度时,虽然用较大的力拨动钢尺,却听不到声音,这是因为__钢尺振动的频率小于20_Hz__。
(2)用钢尺来探究决定响度大小的因素,把钢尺紧按在桌面上,一端伸出桌边,同时保持人耳到钢尺的距离不变,用大小__不同__(选填“相同”或“不同”)的力拨动钢尺,听它振动发出的声音,通过对比可以发现,当发声体的__振幅__越大时,响度越大。当远离钢尺振动的位置时,听到的声音就会变小,由此可以得出响度的大小还跟__距离发声体的远近__有关。
(3)上述探究的过程中用到的实验方法是__控制变量法__。
19.(12分)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的五根直管,将它们用细线悬挂,敲击后,测出各自发出声音的频率,数据见表所示。
编号 长度/cm 直径/cm 频率/Hz
① 20.50 1.50 2 131
② 31.00 1.50 1 284
③ 48.50 1.50 656
④ 20.50 2.00 1 354
⑤ 20.50 2.50 845
(1)五根管中音调最低的是__③__(填编号)。
(2)根据表中数据分析,如果小明想探究管子发声的频率与管子长度的关系,你认为他应该选用表中编号为__①②③__(填编号)的管子。
(3)小明是一个音乐爱好者,平时喜欢吹口琴。小明完成上述探究后,他想弄清口琴的发声原理。于是便把自己的口琴拆开,发现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。
第19题图
①较厚较长的铜片发声时振动要比较薄较短的__慢__(选填“快”或“慢”)。
②图中的Ⅰ区是__低__(选填“高”“中”或“低”)音区。
四、计算题(共25分)
20.(10分)一辆汽车向着山崖以15 m/s的速度匀速行驶,在距离山崖一定距离的地方鸣笛,经过0.8 s后司机听到了鸣笛的回声。已知v声=340 m/s,求汽车鸣笛时距山崖的距离。
解:在t=0.8 s的时间内,汽车行驶的距离
s1=v1t=15 m/s×0.8 s=12 m,
声音传播的距离
s2=v声t=340 m/s×0.8 s=272 m,
汽车鸣笛时距山崖的距离
s===142 m。
21. (15分)根据回声定位的原理,科学家发明了声呐。利用声呐系统,人们可以探知海洋的深度,也可以在航行时测定冰山的位置,避免危险。
(1)若用声呐从船底向海底垂直发射超声波,经过4 s后收到回声,则此处海底有多深?(已知声音在海水中传播的速度是1 500 m/s)
(2)若在距离轮船1.7 km的地方有冰山,用声呐在海面上向冰山发射超声波,假定轮船静止不动,则多长时间后能接收到回声?(空气中的声速是340 m/s)
解:(1)由v=可知,超声波在海水中传播的路程
s=v1t1=1 500 m/s×4 s=6 000 m,
此处海底的深度
h=s=×6 000 m=3 000 m。
(2)超声波到达冰山再返回声呐所经过的路程
s′=2×1.7 km=3.4 km=3 400 m,
由v=可知,接收到回声需要的时间
t===10 s。
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