一、初中物理声现象问题求解方法1.阅读《“神秘而恐怖”的声音----次声波》回答问题“神秘而恐怖”的声音---次声波次声波的特点是来源广、传播远、能够绕过障碍物传得很远.次声的声波频率很低,在20Hz以下,波长却很长,传播距离也很远.它比一般的声波、光波和无线电波都要传得远.例如,频率低于1Hz的次声波,可以传到几千以至上万千米以外的地方.次声波具有极强的穿透力,不仅可以穿透大气、海水、土壤,而且还能穿透坚固的钢筋水泥构成的建筑物,甚至连坦克、军舰、潜艇和飞机都不在话下.次声波在空气中的传播速度也是340m/s,由于次声波频率很低,大气对其吸收甚小,当次声波传播几千千米时,其吸收还不到万分之几,所以它传播的距离较远,能传到几千米至十几万千米以外.1883年8月,南苏门答腊岛和爪哇岛之间的克拉卡托火山爆发,产生的次声波在空气中传播,绕地球三圈.1961年,前苏联在北极圈内新地岛进行核试验激起的次声波绕地球转了5圈.7000Hz 的声波用一张纸即可阻挡,而7Hz的次声波可以穿透十几米厚的钢筋混凝土.4Hz-8Hz的次声能在人的胸腔和腹腔里产生共振,可使心脏出现强烈共振及肺壁受损.军事的次声波武器,就是产生的次声波与人体发生共振,使共振的器官或部位发生位移和变形,而造成人体损伤以至死亡的一种武器.只伤害人员,不会造成环境污染,其恐怖程度可见一斑.1948年初,一艘荷兰货船在通过马六甲海峡时,一场风暴过后,全船海员莫名其妙地死光.在匈牙利鲍拉得利山洞入口, 3名旅游者齐刷刷地突然倒地,停止了呼吸.50年前,美国一个物理学家罗伯特·伍德专门为英国伦敦一家新剧院做音响效果检查,当剧场开演后,罗伯特·伍德悄悄打开了次声仪器,仪器无声无息地在工作着.不一会儿,剧场内一部分观众便出现了惶惶不安的神情,并逐渐蔓延至整个剧场,当他关闭仪器后,观众的神情才恢复正常.这就是著名的次声波反应试验.有些动物能听到次声波,也有一些动物能发出次声波.能听见次声波的常见动物有狗(15Hz-50000Hz)、大象(1Hz-20000Hz)、鲸(15Hz-10000Hz)、水母(8Hz-13Hz).能发出次声波的常见动物有大象(用脚踩踏地面发出次声波)、鳄鱼(靠震动背部发出次声波)、老虎(虎啸拥有次声波的威力,可以震错位人的耳朵关节,声音由低到高,能传播很远).既能发出次声波又能听到次声波的常见动物有大象和鲸鱼.可见,在自然灾害面前,动物往往能提前预警,不是没有道理的.(1)苏门答腊火山爆发产生的次声波绕地球三圈,约为120000km,则这次次声波传播的时间约为____________h.(保留整数)(2)次声波在空气中传播时能量损失很_________(选填“大”或“小”),因此,次声波可以传播的很远.(3)次声波武器主要利用了次声波可以很好的传递_________(选填“能量”或“信息”).(4)大象可以通过叫声或脚踏大地向同类传递信息,要想给较远地方的同类传递信息,大象应该______________(选填“吼叫”或“用脚踩踏大地”).【答案】98小能量用脚踩踏大地【解析】【分析】(1)[1]次声波绕地球三圈走过的路程81.210m s =⨯,次声波在空气中的传播速度340m/s v =,这次次声波传播的时间约为81.210m 352941.18s 98h 340m/ss t v ⨯===≈ (2)[2]由材料“次声波频率很低,大气对其吸收甚小,当次声波传播几千千米时,其吸收还不到万分之几”可知,次声波在空气中传播时能量损失很小;(3)[3]由材料可以知道,次声波武器可造成人体损伤以至死亡,这主要利用了次声波可以很好的传递能量;(4)[4]由材料可以知道大象用脚踩踏大地可发出次声波,这次声波能传播的距离较远,可以给较远地方的同类传递信息,而吼叫的声音相对来说传不了多远.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,四个相同的玻璃杯瓶内装有深度不同的水。
用嘴贴着瓶口吹气,会发出不同的声音,其中音调最高是图________。
用小棒敲击瓶子时,发出的声音音调最高的是图 ________。
【答案】甲 丁【详解】[1]用嘴贴着瓶口吹气,会发出不同的声音,这是空气柱的振动发出的声音,空气柱越短,振动的频率越高,音调越高,从图中可以看到,图甲的空气柱最短,那么它的音调最高;[2]用小棒敲击瓶子时,振动的是瓶子和瓶子里面的水,水越少,声音振动的频率越高,音调越高,从图中可以看到,图丁的水最少,那么它的音调最高。
4.如图所示,用手拨动塑料尺(1)发出的声音是由塑料尺_____产生的(2)如图a所示,用较小的力轻拨塑料尺;如图b所示,用较大的力重拨塑料尺.从a到b,塑料尺发出声音的_____变大(3)如图c到图d,拨塑料尺的力不变,使塑料尺伸出桌面的长度变长,用仪器测得c图实验声音为1.3×10■,d图实验声音为1.2×102■,两个数据的单位是_____可见随着塑料尺伸出桌面的长度变长,发出声音的_____变小(4)如图c到图f,拨塑料尺的力不变,塑料尺伸出桌面的长度不变,在塑料尺右端开小孔,开孔前后、两次发声的波形图象如图所示.可见结构的不同,会导致发出声音的_____改变.【答案】振动响度 Hz 音调音色【解析】【分析】【详解】(1)声音由振动产生,所以塑料尺发出的声音是由塑料尺振动产生的;(2)如图a所示,用较小的力轻拨塑料尺;如图b所示,用较大的力重拨塑料尺,即两次尺子伸出桌面的长度相同,尺子的振动幅度不同,振幅决定响度,所以从a到b,塑料尺发出声音的响度变大;(3)如图c到图d,拨塑料尺的力不变,使塑料尺伸出桌面的长度变长,用仪器测得c图实验声音为1.3×102,d图实验声音为1.2×102,两个数据的单位是Hz,即声音振动的频率,频率决定音调,所以可知随着塑料尺伸出桌面的长度变长,发出声音的音调变低;(4)如图c到图f,拨塑料尺的力不变,塑料尺伸出桌面的长度不变,在塑料尺右端开小孔,开孔前后、两次发声的波形图象如图所示,产生的声音波形发生了细微的变化,这些波形的细微变化,决定的是声音的音色,所以可知结构的不同,会导致发出声音的音色改变.5.下面是一组有关声的实验,请正确作答.(1)如图甲,用发声的音叉接触水面时,水花四溅,此实验是用来探究_______(选填字母代号);A.声音产生的原因 B.决定音调的因素C.声音能否在空气中传播 D.声音传播是否需要时间(2)如图乙,将正在发声的手机悬挂在广口瓶内,再把瓶内的空气逐渐的抽出,声音逐_____,若瓶内已抽成真空,将听不到声音,说明:__________________________.(3)如图丙,小明有节奏地敲击鼓面,鼓面发出低沉的咚咚声.用更大的力敲击鼓面,听到的声音变大,同时看到小纸片跳动的幅度_____(选填“变大”、“变小”或“不变”),表明鼓面振动的_____越大,声音的响度越大.(4)如图丁,将一把钢尺紧按在桌面上,一端伸出桌面适当的长度,拨动钢尺,就可听到钢尺振动发出的声音.逐渐增加钢尺伸出桌面的长度,用同样的力拨动钢尺,发现钢尺振动的频率逐渐变_____(选填“大”或“小”),发出声音的音调逐渐变低,这表明声音的音调与发声体振动的_____有关.【答案】A 减小真空不能传声变大幅度小频率【解析】【详解】(1)[1]声音是由物体的振动产生的,用发声的音叉接触水面时,水花四溅,说明了发声体在振动,故选A;(2)[2][3]声音的传播需要介质,把瓶内的空气逐渐的抽出,声音逐减小,若瓶内抽成真空,将听不到声音,说明真空不能传声;(3)[4][5]用大小不同的力敲击鼓面,鼓面振幅不同,响度不同,用更大的力敲击鼓面,振幅大,小纸片跳动的幅度大,声音的响度大;(4)[6][7]钢尺伸出越长,振动越慢,频率越低,音调越低,说明声音的音调与发声体振动的频率有关.6.小明在吉他演奏中发现,琴弦发出的音调与弦线的长度、粗细和张力有关.于是他想(1)利用弦音计做研究,如图所示,其中a、b、c、d四根弦线的张力相同.①若他选择b、d两弦线做实验,则研究的目的是探究音调与弦线_____的关系.②若他要研究音调与弦线粗细的关系,则应选择_____和_____两弦线做实验.③小明研究后得出结论:在其他条件相同的情况下,弦线越长,发出的音调越低;弦线越粗,发出的音调越低.(2)请你据如图判断,在张力相同的情况下,分别按住A点、B点、C点后拨动琴弦,发出的音调最高的是按住_____点,最低的是按住_____点.【答案】长度 a b A B【解析】【分析】【详解】(1)弦乐器的音调与弦的长短粗细和张力有关,在研究弦乐器的音调与哪些因素有关时,用到的实验方法为控制变量法,若他选择b、d两弦线做实验,两者的粗细和张力相同,所以研究的目的是探究音调与弦线长度的关系.若他要研究音调与弦线粗细的关系,应该控制他们的长度和张力相同,满足该条件的是a和b两弦线.(2)按住AC两点比较,按住A点时弦较短,所以发出的音调较高的是按住A,发出的音调较低的是按住C按住BC两点比较,按住B点时弦较粗,所以发出的音调较高的是按住C,发出的音调较低的是按住B,所以分别按住A点、B点、C点后拨动琴弦,发出的音调最高的是按住A点,最低的是按住B点.7.阅读下面一段短文后,认真思考并回答以下问题.如图 1 所示,小明和小刚用细棉线连接两个纸杯制成了一个“土电话”.(1)他们用土电话能实现 10m 间的通话,说明了_____.(2)相距同样远,讲话者以相同的响度讲话,如果改用细金属丝连接“土电话”,则听到的声音就大些,这一实验表明:_____.(3)如果在用土电话时,棉线没有拉直而处于松驰状态,则听的一方通过棉线_____(选填“能”或“不能”)听到对方的讲话声.(4)某研究小组利用以上两个纸杯和一些长短、粗细不同的琴弦,又进行了探究“音调和哪些因素有关”的活动.他们选用的琴弦长度、材料在图 2 中已标出(其中琴弦的直径关系:a=c=d<b),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_____(选填符号 a、b、c或d).②若选择琴弦 a 和 b,则是为了研究_____.③若有同学选择 c 和 d 进行研究,并推理得出:琴弦长度越长,振动越慢,音调就越低的结论.该同学探究过程中存在什么问题?_____④两位同学还可以选择琴弦_____(选填符号 a、b、c 或 d),研究“琴弦音调高低与材料的关系”.【答案】固体能传播声音金属丝的传声效果更好不能 ad 音调的高低与琴弦粗细的关系因为琴弦的材料、长度都不相同,没有控制变量 ac【解析】【分析】【详解】(1)土电话通过细绳连接,所以能说明固体能够传声.(2)改用细金属丝连接“土电话”,则听到的声音就大些,这一实验表明金属丝的传声效果更好.(3)棉线没有拉直而处于松驰状态时,声音就不能传到听者耳朵里.(4)研究“音调的高低与琴弦长度”的关系时,应选择只有长度不同的两根线,所以选ad.琴弦 a 和 b只有粗细不同,所以研究的是音调的高低与琴弦粗细的关系.选择 c 和 d 进行研究时,因为琴弦的材料、长度都不相同,无法控制变量.研究“琴弦音调高低与材料的关系”可以选择琴弦ac.8.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。