一、初二物理 声现象实验易错压轴题(难)1.下图为一声速测量仪器的使用说明书和实验装置图,阅读并回答问题.(1)若把铜铃放在甲、乙的中点,则液晶显示屏的示数________.(2)一同学将铜铃放到甲的左边,并与甲、乙在一条直线上,则铜铃离甲越远,液晶显示屏的数值________(选填“变大”、“变小”或“不变”).(3)一同学想验证声速与气体内部压力的关系,把铜铃固定放在甲的左边,并与甲、乙在一条直线上,然后在甲、乙之间加压,发现液晶显示屏的数值变小,则声速随气体压力的增大而________.A .变大B .变小C .不变D .无法判断(4)如图中,已知s 1=20 cm ,s 2=80 cm ,液晶显示屏上显示:1.875,则此时声速约为________m/s .【答案】为零 不变 A 320 【解析】 【分析】 【详解】(1)液晶屏显示甲、乙接收到信号的时间差,放在中点时,声音传播的距离相等,用时相等,所以时间差为零,即液晶显示屏的示数为零.(2)设甲与铜铃的距离为s 1,甲、乙相距为s 2,铜铃放到甲的左边,则1212s s s s t v v v+=-= 因此s 1增大,△t 不变,液晶屏显示数值不变. (3)设甲与铜铃的距离为s 1,甲、乙相距为s 2.1212s s s s t v v v+=-=,增加压力时△t 变小,由于s 2不变,根据sv t=知,速度v 变大. (4)如题图中所示,显示的时间差为:21s s t v v=-,所以(8020)cm320m/s1.875msv-==.【点睛】重点是速度公式的应用,注意理解液晶屏显示数值是两接收器收到声音的时间差,利用好此差值,则题目可解.2.在探究声音的产生和传播的条件时,同学们做了以下实验.(1)小华同学将一只通电的小电铃放在连通了抽气机的玻璃罩内,如图1所示,用抽气机把玻璃罩内的空气逐渐抽出,会发现声音的响度逐渐减小。
如果把空气又逐渐通入玻璃罩内,将会发现_________,此实验说明_______。
(2)小丽等同学利用如图2所示的实验装置进行探究,将系在细线上的乒乓球靠近音叉。
①当小丽同学用小锤敲击音叉的时候,既能听到音叉发出的声音,又能观察到________,通过实验现象得到的结论是__________。
②乒乓球在实验中起到什么作用?_________。
③在实验操作过程中,小丽同学采用:先将音叉离开乒乓球一定距离后敲击音叉,然后再靠近乒乓球,观察现象;小刚同学采用:先将音叉贴紧乒乓球,然后再敲击音叉,观察现象。
你认为哪位同学的操作合理?________。
理由是______。
【答案】声音的响度逐渐增大声音的传播需要介质乒乓球被弹起跳动发声的音叉在振动将不易观察到的音叉的振动转化为乒乓球的弹起小丽小刚的做法分不清是音叉振动让乒乓球跳动起来,还是敲击音叉的人的动作让乒乓球跳动起来【解析】【分析】【详解】(1)[1][2]随着玻璃罩内空气的逐渐减少,声音响度逐渐减小,如果把空气逐渐通入玻璃罩,声音响度会逐渐增大。
说明声音的传播需要介质;(2)[3][4]用小锤敲击音叉时,既能听到声音又能观察到乒乓球被弹起跳动,说明发声的音叉在振动;[5]实验中利用乒乓球把音叉不易观察的微小振动转化为乒乓球的明显振动;[6][7]小丽同学先敲击音叉,然后将音叉再靠近乒乓球,若乒乓球振动,则能证明发声的音叉在振动;小刚先将音叉贴紧乒乓球,然后敲击音叉,若乒乓球振动,则分不清是因为人敲击使球振动,还是音叉引起球的振动。
所以小刚的操作不合理。
3.王伟同学研究了均匀拉紧的琴弦发音频率与弦长的关系,并记录了实测的数据(如下表所示).分析表格中频率和弦长两行数据可知,均匀拉紧的琴弦发音频率随着弦长变长而________(选填“变大”、“不变”或“变小”);且通过计算可知,琴弦发音频率与弦长的乘积的大小________(选填“是”或“否”)变化的.估算出他有意留出的空格中应该填写的数据①应该是________,②应该是________.【答案】变小否35l495【解析】【分析】【详解】分析表格中频率和弦长两行数据可知,均匀拉紧的琴弦发音频率随着弦长变长而变小;通过计算可知,琴弦发音频率与弦长的乘积都是264L,不发生变化;空格中应该填写的数据①应该是:26434405LL=,②应该是:264495815LL=4.观察表,试写出三个与声音传播速度有关的结论.在空气中在气、固、液体中在空气中温度(℃)声速(米/秒)介质声速(米/秒)频率(赫兹)声速(米/秒)0330氧气316200034015340水1450100034030349冰3160500340100386铁4900﹣5000256340可初步得出的结论有:(1)由第一第二列可得:_____.(2)由第三第四列可得:_____.(3)由第五第六列可得:_____.【答案】同种介质中,声音传播的速度与介质温度有关不同介质中,声音传播的速度不同,一般固体中最快,液体中次之,空气中最慢声音传播的速度与频率无关【解析】【详解】(1)由表中第一第二列可以看出,同样是在空气中,温度不同,声速也会不同,故可得出:同种介质中,声音传播的速度与介质温度有关;(2)由表中第三第四列可以看出,不同介质中,声速不同,且固体中最快,液体中次之,空气中最慢;(3)由表中第五第六列可以看出,频率不同,但声速相同,说明,声音传播的速度与频率无关.5.探究响度与什么因素有关器材:音叉,橡皮槌,铁架台,硬泡沫塑料小球,细线等.操作:(1)如图所示用细线栓在硬泡沫塑料小球,悬挂在铁架台上,小球的作用是_______________________;(2)用橡皮槌轻轻敲击音叉使它振动后,发出一个较小的声音.让音叉一臂的外侧靠近并接触小球(如图),可以看到小球被音叉弹开一个__________(填“较大”或“较小”)的角度;(3)以橡皮槌用力敲击音叉,可听到较响的声音,且让音叉一臂的外侧接触小球,可看到小球被音叉弹开一个________(填“较大”或“较小”)的角度.说明:声源发出声音的响度与_________有关.除此之外响度还与_________有关.(4)如果在真空中做这个实验,小球________(选“能”或“不能”)弹开.【答案】将微小的振动放大,便于观察较小较大振幅距离发声体的远近能【解析】【分析】【详解】(1)因为音叉的振动我们看不到,把小球悬挂在铁架台上是为了把音叉的振动传给小球,用小球可以放大音叉的振动,所以小球的作用是将微小的振动放大,便于观察;(2)当轻轻敲击音叉时因为音叉振动幅度小,所以发出较小的声音,振动的音叉接触小球会把小球弹起较小的角度;(3)当用力敲击音叉发出较响的声音,音叉振动剧烈,接触小球会把小球弹起更大的角度,这说明响度与振幅有关,响度的大小还与距离发声体的远近有关;(4)如果在真空中做这个实验,音叉能振动,小球也能被弹开,但听不到声音.6.小兰在观察提琴、吉他、二胡等弦乐器的弦振动时,猜测:既使在弦张紧程度相同的条件下,发声的音调还可能与弦的粗细、长短及弦的材料有关,于是想通过实验来探究一下自已的猜想是否正确,下表是小兰在实验时控制的琴弦条件.(1)如果小兰想探究弦发声的音调与弦的材料关系,你认为她应该选用编号为________琴弦(只填字母代号);(2)探究过程通常采用下列一些步骤:A .实验研究; B .分析归纳; C .提出问题(或猜想); D .得出结论等.你认为小兰要完成本探究的全过程所采用的合理顺序应该是:________(只填字母代号).【答案】D、E C、A、B、D【解析】(1)探究弦发声的音调与弦的材料关系,应控制长度、横截面积一定,材料不同,故应选D、E. (2控制变量法探究的步骤:提出问题,实验研究,分析归纳,得出结论.故顺序为CABD .点睛:(1)弦发声的音调可能与弦的材料、长度、粗细有关.(2)研究音调的影响因素时,一定要采取控制变量法.7.探究影响音调的高低有关因素:装置事实如图(1)所示,某小组同学在甲、乙、丙、丁四个相同的玻璃瓶里装入高度不同的水,来研究“音调高低与哪些因素有关”.首先,小组同学用嘴贴着瓶口吹气,发现甲、乙、丙、丁四个玻璃瓶会依次发出“fa(4)”“mi(3)”“ri”“do(1)”四个音阶不同的声音,接着小组同学用橡皮锤轻轻敲击瓶身,发现甲、乙、丙、丁四个玻璃瓶会依次发出“do(1)”“ri【答案】振动物体频率丙丁丁向瓶口吹气向瓶口歇气【解析】【详解】[1]用嘴贴着瓶口吹气,振动发声的是由于瓶内空气的振动发出的,用橡皮锤轻轻敲击瓶子的外侧,声音是由瓶子和瓶内水的振动发声,振动物体不同;[2]用嘴贴着瓶口吹气时,空气柱长度越短,其振动越快,音调越高;用橡皮锤轻轻敲击瓶子的外侧,水越多,振动越慢,音调越低;发声的频率不同,音调不同;[3]由图(1)可知,丙比丁中水多,用橡皮锤轻轻敲击瓶子外侧时,丙中水多,振动的频率低,由图(2)可知,(a)的频率低,则(a)是敲击丙瓶身的振动波形图;[4]同理可知(b)是敲击丁瓶身的振动波形图;[5]由图(2)可知,(b)的振幅较大,说明敲击丁瓶身的响度大;[6]吹笛子时,用手堵住笛孔能产生不同的声音,是靠改变空气柱的长度来改变音调的,与向瓶口吹气实验的发声体是相同的;[7]提着水壶向热水瓶里灌开水时,随着水的灌入,空气柱越来越短,振动的频率越来越高,与向瓶口吹气实验的发声体是相同的。
8.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2.9×10-5m2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1l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__________。