一、初中物理声现象问题求解方法1.中华古诗词、俗语中蕴含着丰富的声学知识,下列有关理解正确的是()A.“柴门闻犬吠,风雪夜归人”说明声音可传递信息B.“响鼓还需重锤敲”说明声音的音调与振幅有关C.“谁家玉笛暗飞声”中的笛声由笛管的振动产生D.“闻其声而知其人”是根据声音的响度来辨别的【答案】A【解析】【分析】【详解】A.诗人根据听到的犬吠声,猜想大概是芙蓉山主人披风戴雪归来了,说明声音可以传递信息,故A正确;B.重锤敲鼓时,鼓面振动幅度大,声音的响度大,所以“响鼓还要重锤敲”说明声音的响度与振幅有关,故B错误;C.声音是由物体振动产生的,笛声是由笛管内空气柱振动产生的,故C错误;D.不同发声体的材料、结构不同,发出声音的音色不同,所以“闻其声而知其人”是根据声音的音色来辨别的,故D错误。
故选A。
2.往7个相同的透明玻璃瓶中灌入不同高度的水,用同样大小的力敲击时可发出“1、2、3、4、5、6、7”的音,发出声音的响度_____(填“相同”或“不同”),最右边瓶发出的是_____(填“1”“2”“3”“4”“5”“6”“7”)音。
【答案】相同“1”【解析】【分析】【详解】[1]用同样大小的力敲击时,瓶子的振幅相同,响度相同。
[2]最右边瓶子装水最多,瓶子和水的质量最大,最难振动,振动最慢,音调最低,所以最右边瓶发出的是“1”音。
3.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.【答案】发声体在振动把音叉的振动放大振幅越大,响度越大空气能传声乙一高频率【解析】【分析】【详解】(1)声音由振动产生,为了表示发声体的振动,采用放大法,所以如图甲所示,用竖直悬挂的乒乓球接触发声的音叉时,乒乓球被弹起,这个现象就说明发声体在振动;音叉的振动是不容易直接看到的,而乒乓球的跳动很容易看到,所以乒乓球在实验中的作用就是将音叉的振动放大;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)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,这个现象说明右边音叉的振动能通过空气传递到左边的音叉,即空气能传声;因为声音的传播需要介质,真空不能传声,所以把甲、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是乙图,因为声波不能从右边传递到左边,而敲击甲图的音叉是仍然能够振动的,泡沫塑料球会被弹起.(3)使钢尺两次振动幅度大致相同,即保证振幅相同,而两次伸出桌面的长度不同,振动的频率不同,可以比较音调与频率的关系.比较两种情况,第一次钢尺伸出短,振动得快,它的音调高,这说明音调与频率有关.4.小梦在探究声音高低与物体振动快慢的关系时,将钢尺的一端伸出桌面,用手拨动使其上下振动发出声音,如图所示.改变_____________,用同样大小的力再拨钢尺,并仔细观察____________,倾听并辨别钢尺振动时发出声音的高低有无变化.【答案】钢尺伸出桌面的长度钢尺振动的快慢【解析】【分析】【详解】探究声音的高低与振动快慢的关系时,应在控制其它的变量保持不变的前提下,只改变振动的快慢,从而研究声音高低与振动快慢的关系;因此应改变尺伸出桌面的长度,用同样大小的力拔动尺子,观察尺子振动的快慢,同时辨别所发出声音的高低.5.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,他们找到了下表所列9种规格的琴弦进行实验。
编号材料长度(cm)横截面积(mm2)A铜600.76B铜600.89C铜60 1.02D铜800.76E铜F铜1000.76G钢80 1.02H尼龙80 1.02I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。
(2)为了验证猜想二,应选用编号为_______________的琴弦进行实验。
(3)表中有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_____,___。
(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,为了验证这一猜想他还需进行操作是__________________。
【答案】ABC ADF 80 1.02 选定某一根琴弦,调节它的松紧程度,比较音调是否变化【解析】【详解】(1)[1]为了验证猜想一,即要保证材料和长度相同,横截面积不同,观察编号A 、B 、C 的数据,它们的材料都是铜,长度都是60cm ,横截面积不同,这三种规格的琴弦符合要求;(2)[2]为了验证猜想二,即要保证材料和横截面积相同,长度不铜,观察编号A 、D 、F 的数据,它们的材料都是铜,横截面积都是0.76 mm 2,长度不铜,这三种规格的琴弦符合要求;(3)[3][4]为了验证猜想三,即要保证长度和横截面积相同,材料不同,观察G 、H 可知,它们长度都是80cm ,横截面积都是1.02 mm 2,一个是钢材料,另一个是尼龙材料,此时编号E 材料是铜,只要长度也是80cm ,横截面积也是1.02 mm 2即可验证猜想三;(4)[5]为了验证这一猜想,他需要选定某一根琴弦,调节它的松紧程度,比较音调是否变化。
6.小明每天测量同一个鸡蛋的质量,再把鸡蛋放入水中,观察它的浮沉情况后,取出放好。
下表是他记录的部分数据及现象。
(鸡蛋的体积保持不变,g =10N/kg ,331.010kg/m ρ=⨯水) 第1天 第8天第29天 第57天 第58天 第70天 质量m /g 66.866.2 64.4 62.0 61.9 60.8 鸡蛋在水中的位置 沉底 沉底 沉底 悬浮 漂浮 漂浮 (1)求第57天鸡蛋所受浮力及鸡蛋的体积。
(2)比较第1天和第70天鸡蛋受到浮力的大小。
写出判断依据。
(3)根据表格的现象你如何判断存放时间的长短?【答案】(1)0.62N ;6.2×10-5m 3;(2)第1天受到的浮力大;见详解;(3)见详解。
【解析】【详解】(1)由图可知,鸡蛋在第57天时处于悬浮状态,悬浮时浮力等于重力:0.062kg 10N /kg 0.62N F G mg ===⨯=浮根据阿基米德原理可知,鸡蛋的体积为:53330.62N 6.2101.010kg/m 10N /k m gF V V g ρ-====⨯⨯⨯浮排水 (2)鸡蛋的质量减小,但鸡蛋的体积不变,第1天和第70天相比,在第一天排开的水的体积较大,根据阿基米德原理F gV ρ=浮水排可知,鸡蛋在第一天中受到的浮力大;(3)由表格中的数据和鸡蛋的状态可知,当鸡蛋在水中下沉时,鸡蛋的放置时间不超过29天;鸡蛋悬浮时,鸡蛋的放置时间不超过57天;鸡蛋在水中漂浮时,鸡蛋的放置时间为58天以上。
答:(1)第57天鸡蛋所受浮力为0.62N ;鸡蛋的体积为6.2×10-5m 3;(2)第1天受到的浮力大;第1天和第70天相比,在第一天排开的水的体积较大,根据阿基米德原理F gV ρ=浮水排可知,鸡蛋在第一天中受到的浮力大;(3)见详解。
7.阅读《从传声筒到移动通信》,回答问题。
从传声筒到移动通信电话完全进入了我们的生活,我们每天都离不开它,你知道科学家们发明电话是受什么启发吗?是传声筒。
让我们去参观中国科技馆二层探索与发现主题展B 厅——声音之韵展,观察、研究一下传声筒,直观地去体验传声筒传递声音的过程吧。
装置简介:两个非常粗的传输声音的金属管在空中盘成螺旋状,布置在展区的两个不同位置,相距大约十几米长,图1左上角就是其螺旋状的管路之一。
两个传输声音的金属管分别为听筒管路和话筒管路,两个传输声音的金属管端口分别是听筒和话筒,如图2所示。
就像人打电话一样,用话筒说话,用听筒听声音,如图3所示。
声音是由物体振动所产生。
在振动介质(空气、液体或固体)中某一质点在平衡位置附近来回发生振动,并带动周围的质点也发生振动,逐渐向各方向扩展,这就是声波。
声波前进的过程是相邻空气粒子之间的接力赛,它们把波动形式向前传递,它们自己仍旧在原地振荡,也就是说空气粒子并不跟着声波前进!如图4所示,连续振动的音叉,使周围的空气分子形成疏密相间的连续波形。
声波是一种振动的机械波,它的基本参数是频率f 、波长λ和波速v 。
通过示波器可观测到可视化波形如图5所示。
频率是声源(或某一质点) 1秒内来回振动的次数(单位为赫兹Hz ),而声源完成一次全振动经过的时间为一个周期T ,其单位为秒。
显然,1f T=。
频率与人耳主观感觉声音的音调有关。
频率越高,音调也越高。
振幅与声音的强度有关。
波长是声波在一个周期内传播的距离,也是波形图中相邻波峰(或波谷)的距离。
这三者的关系是v f λ=。
人耳能感觉到的声波频率范围在20~20000Hz ,称为音频波。
在这个频率范围以外的振动波,就其物理特性而言与声波相似,但在人类不引起声音感觉。
声速亦称音速,是声波通过介质传播的速度,它和介质的性质与状态(如温度)等因素有关。
在空气中声速为334. 8m/s (22°C 时), 水中声速为1440m/s ,在钢铁中声速为5000m/s 。
现实世界中充斥着各种各样的声波,但因为声波的能量随扩展的距离逐渐消耗,最后声音消失,一旦声源远离接受者就无法准确获得信息。
早在十八世纪欧洲已有“电话”一词,用来指用线串成的话筒(以线串起杯子)。
电话的出现要归功于贝尔,早期电话机的原理为:说话声音为空气里的复合振动,可传输到固体上,通过电脉冲于导电金属上传递。
随着现代移动通信技术的快速发展,声音信号的传递借助电磁波传送。
电磁波能够在真空中传播,不但传播速度快,而且频率范围广,但它在水中会被吸收而急剧衰减。