思維特訓(xùn)(四)　聲音的探究

1、.思維特訓(xùn)四聲音的探究|典|例|分|析| 識(shí)別和區(qū)分探究的目的例 1為了探究聲的產(chǎn)生條件，有人建議利用以下幾個(gè)實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象。 甲：放在鐘罩內(nèi)的鬧鐘正在響鈴，把鐘罩內(nèi)的空氣抽去一些后，鈴聲明顯減小。乙：使正在發(fā)聲的音叉接觸水面，水面濺起水花。丙：吹笛子時(shí)，用手指按住不同的孔便會(huì)發(fā)出不同的聲音。?。涸诘踔拇箸娚瞎潭ㄒ恢Ъ?xì)小的筆，把鐘敲響后，用紙?jiān)诠P尖上迅速劃過(guò)，可以在紙上畫出一條來(lái)回彎曲的細(xì)線。你認(rèn)為，能說(shuō)明聲的產(chǎn)生條件的實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象是哪一個(gè)或哪幾個(gè)？其他現(xiàn)象雖然不能說(shuō)明聲的產(chǎn)生條件，但是分別說(shuō)明了什么問(wèn)題？解析 實(shí)驗(yàn)甲描繪的是把罩內(nèi)空氣抽出一些后，聽到的鈴聲明顯減小。可以設(shè)想，假設(shè)將罩內(nèi)抽成真空，就聽

2、不到鈴聲了，實(shí)驗(yàn)說(shuō)明聲音的傳播需要介質(zhì)。實(shí)驗(yàn)乙觀察到的“水面濺起水花是正在發(fā)聲的音叉接觸水面引起的，說(shuō)明發(fā)聲的音叉正在振動(dòng)。它是探究聲音產(chǎn)生條件的相關(guān)實(shí)驗(yàn)。實(shí)驗(yàn)丙描繪的是用手指按住笛子不同的孔便會(huì)發(fā)生不同的聲音，這是由于笛子是靠笛管內(nèi)的空氣柱振動(dòng)發(fā)聲的，用手指按住笛子上不同的孔，空氣柱的長(zhǎng)度不同，空氣柱振動(dòng)的頻率不同，發(fā)出的聲音音調(diào)就不同?？梢?，實(shí)驗(yàn)丙研究的是聲音頻率的影響因素。實(shí)驗(yàn)丁中，“把鐘敲響后，用紙?jiān)诠P尖上迅速劃過(guò)，可以在紙上畫出一條來(lái)回彎曲的細(xì)線，是正在發(fā)聲的鐘振動(dòng)帶動(dòng)筆尖振動(dòng)，所以在紙上畫出一條來(lái)回彎曲的細(xì)線，說(shuō)明發(fā)聲的鐘正在振動(dòng)。它是探究聲的產(chǎn)生條件的相關(guān)實(shí)驗(yàn)。答案 能說(shuō)明聲的產(chǎn)

3、生條件的實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象是實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象乙和實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象丁。實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象甲說(shuō)明聲音的傳播需要介質(zhì)；實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象丙說(shuō)明不同長(zhǎng)度的空氣柱振動(dòng)時(shí)發(fā)出聲音的頻率不同。 評(píng)價(jià)和改進(jìn)探究的過(guò)程例 2小明利用鋼尺探究聲音的音調(diào)與頻率的關(guān)系時(shí)，產(chǎn)生了一些困惑：1將鋼尺的一端伸出桌面，用手撥動(dòng)使其上下振動(dòng)發(fā)出聲音，發(fā)現(xiàn)聽到的“噗噗聲是鋼尺撞擊桌面的聲音，他該如何進(jìn)展改進(jìn)：_。2改進(jìn)后，再用力撥動(dòng)鋼尺，他應(yīng)該聽_選填“剛開場(chǎng)手指劃過(guò)鋼尺的聲音或“手分開鋼尺后鋼尺振動(dòng)的聲音。3如圖4TX1所示，解決了實(shí)驗(yàn)中存在的問(wèn)題后，撥動(dòng)鋼尺，小明明晰地聽到了鋼尺發(fā)出的聲音，接著他逐步減小鋼尺伸出桌面的長(zhǎng)度，進(jìn)展了屢次實(shí)驗(yàn)。實(shí)驗(yàn)中，小明的眼睛應(yīng)該注意觀察

4、_，耳朵應(yīng)該注意聆聽_；小明進(jìn)展屢次實(shí)驗(yàn)的目的是_。圖4TX14實(shí)驗(yàn)中為使鋼尺音調(diào)變化更明顯，他應(yīng)該_。5根據(jù)所學(xué)知識(shí)可知，小明本次實(shí)驗(yàn)探究的結(jié)論為：_。解析 1本實(shí)驗(yàn)的關(guān)鍵是明確振動(dòng)物體是鋼尺，一定要讓鋼尺單獨(dú)振動(dòng)。假如鋼尺沒有緊壓在桌沿處，鋼尺振動(dòng)時(shí)，就會(huì)聽到“噗噗聲，這是鋼尺撞擊桌面發(fā)出的聲音，影響實(shí)驗(yàn)效果，因此他應(yīng)該讓手靠近桌邊壓緊鋼尺。2此實(shí)驗(yàn)的目的是利用鋼尺探究聲音的音調(diào)與頻率的關(guān)系，因此他應(yīng)該聽手分開鋼尺后鋼尺振動(dòng)的聲音。3實(shí)驗(yàn)?zāi)康氖翘骄恳粽{(diào)上下與頻率，即振動(dòng)快慢的關(guān)系，故小明的眼睛應(yīng)該注意觀察鋼尺振動(dòng)的快慢，耳朵應(yīng)該注意聆聽聲音音調(diào)的上下；進(jìn)展屢次實(shí)驗(yàn)是為了便于找到音調(diào)上下與頻

5、率的關(guān)系，得出普遍性的規(guī)律。4鋼尺振動(dòng)部分的長(zhǎng)度影響振動(dòng)的頻率，影響產(chǎn)生聲音的音調(diào)，所以實(shí)驗(yàn)中為使鋼尺音調(diào)變化更明顯，他應(yīng)該使鋼尺前后兩次伸出桌面的長(zhǎng)度改變明顯。5根據(jù)所學(xué)知識(shí)可知，小明本次實(shí)驗(yàn)探究的結(jié)論應(yīng)該為：物體振動(dòng)得越快，頻率越高，發(fā)聲音調(diào)就越高，物體振動(dòng)得越慢，頻率越低，發(fā)聲音調(diào)就越低。答案 1手靠近桌邊壓緊鋼尺2手分開鋼尺后鋼尺振動(dòng)的聲音3鋼尺振動(dòng)的快慢聲音音調(diào)的上下便于找到音調(diào)上下與頻率的關(guān)系，得出普遍性的規(guī)律4使鋼尺前后兩次伸出桌面的長(zhǎng)度改變較大5物體振動(dòng)得越快，頻率越高，發(fā)聲音調(diào)就越高，物體振動(dòng)得越慢，頻率越低，發(fā)聲音調(diào)就越低 理解和運(yùn)用探究的方法例 3小明在吉他演奏中發(fā)現(xiàn)，琴

6、弦發(fā)出聲音的音調(diào)與弦線的長(zhǎng)度、粗細(xì)和松緊程度有關(guān)。于是他進(jìn)展了如下實(shí)驗(yàn)。圖4TX21如圖4TX2甲所示，其中a、b、c、d四根弦線的松緊程度一樣。假設(shè)他選擇b、d兩弦線做實(shí)驗(yàn)，那么探究的是音調(diào)與弦線_的關(guān)系。假設(shè)他要研究音調(diào)與弦線粗細(xì)的關(guān)系，那么應(yīng)選擇_和_兩弦線做實(shí)驗(yàn)。小明研究后得出結(jié)論：在其他條件一樣的情況下，弦線越長(zhǎng)，發(fā)出聲音的音調(diào)越低；弦線越粗，發(fā)出聲音的音調(diào)越低。小明實(shí)驗(yàn)中采用的探究方法是_。2請(qǐng)你據(jù)圖乙判斷，在松緊程度一樣的情況下，分別按住A點(diǎn)、B點(diǎn)、C點(diǎn)后撥動(dòng)琴弦，發(fā)出聲音的音調(diào)最高的是按住_點(diǎn)，最低的是按住_點(diǎn)。解析 1由圖甲可知，b、d琴弦的材料、粗細(xì)都一樣而長(zhǎng)度不同，應(yīng)用這

7、兩根琴弦能探究音調(diào)與弦線長(zhǎng)度的關(guān)系。要探究音調(diào)與琴弦粗細(xì)的關(guān)系，應(yīng)控制琴弦的材料和長(zhǎng)度一樣而粗細(xì)不同，由圖甲可知，可以選a、b兩琴弦進(jìn)展實(shí)驗(yàn)。每次只改變其中的某一個(gè)因素，而控制其他幾個(gè)因素不變，從而研究被改變的這個(gè)因素對(duì)事物的影響，分別加以研究，最后再綜合解決，這種研究問(wèn)題的方法叫控制變量法。2由于在琴弦材料和張緊程度一樣的情況下，琴弦越長(zhǎng)、越粗，發(fā)出聲音的音調(diào)越低，故分別按住A點(diǎn)、B點(diǎn)、C點(diǎn)后撥動(dòng)琴弦，發(fā)出聲音的音調(diào)最高的是按住A點(diǎn)，最低的是按住B點(diǎn)。答案 1長(zhǎng)度ab控制變量法2AB|思|維|集|訓(xùn)|1暖水瓶的瓶膽夾壁中是真空，小明想利用它來(lái)探究真空能否傳聲。他把音樂(lè)賀卡里的電子芯片放入暖水

8、瓶中，根據(jù)聽到的聲音進(jìn)展判斷。在他設(shè)計(jì)的以下幾組實(shí)驗(yàn)中最合理的是A塞上瓶塞和不塞瓶塞進(jìn)展比較B把瓶膽放在近處和遠(yuǎn)處進(jìn)展比較C將音量大小不同的芯片先后放入瓶膽中進(jìn)展比較D用一個(gè)完好的和一個(gè)已經(jīng)漏氣的瓶膽進(jìn)展比較2在比較材料隔音性能的綜合理論活動(dòng)中，把聲源用不同材料包裹好放進(jìn)鞋盒里，小明逐步遠(yuǎn)離聲源，直至聽不見聲音為止，比較此處距鞋盒的間隔 。以下說(shuō)法中正確的選項(xiàng)是A應(yīng)該選用音叉做聲源B鞋盒可以有效地控制不同材料的厚度一樣C實(shí)驗(yàn)中測(cè)得的間隔 越遠(yuǎn)，對(duì)應(yīng)材料的隔音性能越好D該實(shí)驗(yàn)對(duì)周圍環(huán)境的聲音沒有要求3聲看不見，摸不著，有的聲如超聲和次聲人們甚至無(wú)法聽到。那么聲真的能傳遞能量嗎？為了弄清這個(gè)問(wèn)題，

9、小宇想自己動(dòng)手設(shè)計(jì)一個(gè)簡(jiǎn)單的實(shí)驗(yàn)。但在設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)時(shí)，小宇遇到兩個(gè)問(wèn)題，請(qǐng)你幫助他解決。1選取什么作為聲源？小宇身邊有一個(gè)袖珍收音機(jī)、一支音叉、一套組合音響，你認(rèn)為小宇應(yīng)選用_作為聲源，理由是_。2如何直觀地表現(xiàn)聲的能量？小宇想到了兩種直觀表現(xiàn)聲能的方案：第一種：如圖4TX3甲所示，在聲源前放一張輕小的紙條，通過(guò)觀察紙條是否運(yùn)動(dòng)來(lái)作出分析與判斷。第二種：如圖乙所示，在聲源前放一支點(diǎn)燃的蠟燭，通過(guò)觀察燭焰是否晃動(dòng)來(lái)作出分析與判斷。你認(rèn)為第_種方案較好，理由是_。圖4TX33為了更明顯地觀察到實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象，你認(rèn)為小宇在實(shí)驗(yàn)時(shí)，還要注意哪些技巧性的問(wèn)題？_。說(shuō)出一種4在學(xué)習(xí)吉他演奏的過(guò)程中，小華發(fā)現(xiàn)琴弦發(fā)出

10、聲音的音調(diào)上下是受各種因素影響的。他決定對(duì)此進(jìn)展研究，經(jīng)過(guò)和同學(xué)們討論，提出以下猜測(cè)：猜測(cè)一：琴弦發(fā)出聲音的音調(diào)上下，可能與琴弦的橫截面積有關(guān)。猜測(cè)二：琴弦發(fā)出聲音的音調(diào)上下，可能與琴弦的長(zhǎng)度有關(guān)。猜測(cè)三：琴弦發(fā)出聲音的音調(diào)上下，可能與琴弦的材料有關(guān)。為了驗(yàn)證上述猜測(cè)是否正確，他們找到了下表所列9種規(guī)格的琴弦。因?yàn)橐粽{(diào)的上下取決于聲源振動(dòng)的頻率，于是他們借來(lái)一個(gè)可以測(cè)量振動(dòng)頻率的儀器進(jìn)展實(shí)驗(yàn)。編號(hào)材料長(zhǎng)度/cm橫截面積/mm2A銅600.76B銅600.89C銅601.02D銅800.76E銅_F銅1000.76G鋼801.02H尼龍801.02I尼龍1001.021為了驗(yàn)證猜想一，應(yīng)選用編號(hào)

11、為_、_、_的琴弦進(jìn)展實(shí)驗(yàn)。為了驗(yàn)證猜測(cè)二，應(yīng)選用編號(hào)為_、_、_的琴弦進(jìn)展實(shí)驗(yàn)。表中有的材料規(guī)格還沒有填全，為了驗(yàn)證猜測(cè)三，必須知道該項(xiàng)內(nèi)容，請(qǐng)?jiān)诒碇刑钌纤眱?nèi)容。2隨著實(shí)驗(yàn)的進(jìn)展，小華又覺得琴弦發(fā)出聲音的音調(diào)上下可能還與琴弦的松緊程度有關(guān)，為了驗(yàn)證這一猜測(cè)，必須進(jìn)展的操作是_。5請(qǐng)閱讀下面短文，并答復(fù)文后的問(wèn)題。共鳴小羽發(fā)現(xiàn)了這樣的現(xiàn)象：把空熱水瓶、空瓶子或空水杯等的口挨近耳朵，會(huì)聽到“嗡嗡聲。小羽想：聲音是由物體振動(dòng)產(chǎn)生的，可是，這些空容器里并沒有聲源呀，這是怎么回事呢？小羽請(qǐng)教了老師，老師告訴他，這是聲學(xué)上的一種共鳴現(xiàn)象?？墒切∮鹩钟辛诵碌囊蓡?wèn)：在什么條件下才會(huì)發(fā)生共鳴呢？在老師的幫助

12、下，小羽進(jìn)展了以下實(shí)驗(yàn)：把兩個(gè)頻率一樣的音叉按圖4TX4所示放置，用小槌敲擊音叉A，幾秒鐘后，用手握住音叉A的叉股，使它不再振動(dòng)發(fā)聲，這時(shí)可以聽到音叉B在發(fā)聲。拿一個(gè)用線懸吊的輕質(zhì)小球與音叉B的叉股接觸，輕質(zhì)小球被彈開，說(shuō)明音叉B在振動(dòng)。在音叉A的叉股上套上一個(gè)鐵架子，改變它的振動(dòng)頻率，重做上述實(shí)驗(yàn)，音叉B不再振動(dòng)發(fā)聲。可見，當(dāng)兩個(gè)頻率 _的物體，彼此相隔不遠(yuǎn)時(shí)，假如其中一個(gè)物體發(fā)聲，另一個(gè)也有可能跟著 _，這種現(xiàn)象就叫做“共鳴。圖4TX41請(qǐng)幫小羽把文中的空缺填完好。2從電視上我們常?？吹?，登山隊(duì)員們?cè)诜揭蛔┥綍r(shí)，總是默默無(wú)言地前進(jìn)，絕對(duì)制止他們大聲呼喊，這是為什么呢？原來(lái)，人在大聲呼

13、喊的時(shí)候，會(huì)發(fā)出多種頻率的聲波，通過(guò)空氣傳遞到高山上的積雪層，往往會(huì)引起積雪的 _。假如有一種喊叫聲的頻率恰好與積雪層的固有頻率_，就會(huì)形成 _，積雪層就可能因強(qiáng)烈的振動(dòng)而崩塌下來(lái)。這對(duì)運(yùn)發(fā)動(dòng)來(lái)說(shuō)，是很危險(xiǎn)的。因此制止高聲呼喊，就成了登山隊(duì)員的一條戒律。6閱讀材料，答復(fù)以下問(wèn)題。噪聲控制是保護(hù)環(huán)境的一項(xiàng)重要工作，一般降低噪聲常用吸聲處理，即在聲傳播途徑中使用吸聲隔音材料，以減小工廠、交通噪聲對(duì)環(huán)境的污染。當(dāng)然在設(shè)計(jì)時(shí)要考慮經(jīng)濟(jì)、技術(shù)等諸多問(wèn)題?，F(xiàn)有一廠房，內(nèi)部面積為800 m2，未經(jīng)處理時(shí)，平均吸聲系數(shù)為0.05即噪聲每反射一次被吸收的能量與入射的能量的比值，那么總吸聲面積平均吸聲系數(shù)內(nèi)部面積

14、為40 m2?，F(xiàn)測(cè)得該廠房的噪聲等級(jí)為96 dB，假如對(duì)這間廠房進(jìn)展吸聲處理，情況如下表。材料平均吸聲系數(shù)總吸聲面積/m2噪聲等級(jí)/dB0.0540960.2160900.3528087.50.5400861這間廠房的噪聲是否超過(guò)了國(guó)家規(guī)定的標(biāo)準(zhǔn)？2分析表中數(shù)據(jù)可得什么結(jié)論？對(duì)這間廠房的噪聲控制方案，你可提供哪些原那么性意見？3如圖4TX5甲所示是一種凹形公路的設(shè)計(jì)，如圖乙所示是這種公路降噪效果圖，其中實(shí)線給出了路旁不同間隔 處實(shí)際測(cè)得的噪聲降低分貝數(shù)，虛線是理論計(jì)算值，公路下凹產(chǎn)生了怎樣的效果？4由圖乙可知，在間隔 公路15 m處，實(shí)際測(cè)得的噪聲等級(jí)比理論值還高，出現(xiàn)這種情況的原因是什么？圖

15、4TX5詳解詳析1D解析 此題的目的是探究真空能否傳聲，所以我們需要比較的是真空和非真空條件下，物體發(fā)出的聲音我們能否聽到，需要選取的器材應(yīng)該是一個(gè)具備真空條件，另一個(gè)具備非真空條件。A選項(xiàng)中，不塞瓶塞時(shí)聲音通過(guò)空氣向外傳播，塞上瓶塞時(shí)聲音通過(guò)空氣和瓶塞向外傳播，探究的是固體傳聲和氣體傳聲的不同，不符合題意，該選項(xiàng)設(shè)計(jì)不合理。B選項(xiàng)中，把瓶膽放在近處和遠(yuǎn)處進(jìn)展比較，探究的是間隔 對(duì)響度的影響，該選項(xiàng)設(shè)計(jì)不合理。C選項(xiàng)中，將音量大小不同的芯片先后放入瓶膽中，仍無(wú)法探究真空能否傳聲，該選項(xiàng)設(shè)計(jì)不合理。D選項(xiàng)中，完好的瓶膽夾壁中是真空，漏氣的瓶膽夾壁中不是真空，可以驗(yàn)證真空能否傳聲，該選項(xiàng)設(shè)計(jì)合理。

16、2B解析 不同材料包裹音叉時(shí)會(huì)阻礙音叉的振動(dòng)，且產(chǎn)生的聲音沒有持續(xù)性，不能選音叉作為聲源，故A錯(cuò)誤。實(shí)驗(yàn)中應(yīng)控制包裹聲源材料的厚度一樣，鞋盒可以有效地控制不同材料的厚度一樣，故B正確。實(shí)驗(yàn)中測(cè)得的間隔 越遠(yuǎn)，對(duì)應(yīng)材料的隔音性能越差，故C錯(cuò)誤。實(shí)驗(yàn)探究時(shí)應(yīng)排除周圍環(huán)境聲音的干擾，故D錯(cuò)誤。31組合音響組合音響聲音大，使現(xiàn)象明顯2二燭焰晃動(dòng)的現(xiàn)象更明顯3要關(guān)好門窗解析 1應(yīng)選擇響度較大的聲源，使現(xiàn)象明顯，應(yīng)選組合音響。2方案一中，當(dāng)紙條運(yùn)動(dòng)幅度小時(shí)，很難觀察出來(lái)，而方案二中，燭焰晃動(dòng)，很容易觀察到，現(xiàn)象明顯，應(yīng)選方案二。3為了更明顯地觀察到實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象，防止周圍其他因素的干擾，應(yīng)關(guān)好門窗、不要隨意走動(dòng)等。41ABCAD