一、初二物理声现象实验易错压轴题（难）1．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1/L的关系如图所示，分析可知发生频率f 与铝棒的长度L的关系是成______(正/反)比．（3）同学们又通过实验探究了铝棒发声的频率和手捏铝棒部位的关系，在实验过程中，有同学们将发声的铝棒一端插入水中，可以看到______________现象，有同学用手迅速握住正在发声的铝棒，可以听见声音很快衰减，原因是____________________________．【答案】无关反比例水花四溅振幅减小，响度减小【解析】（1)通过比较表格中的1和3（或者2和4）可知，,当铝棒长度都为0.71m时,横截面积不同,频率为3500hHz和3530Hz,由于这两个频率在2%的误差允许范围内(频率相差在70Hz以内)，故频率是相同的，故结论为：铝棒的发声频率与横截面积是无关的；(2)由图象可知,频率f与长度的倒数1L的关系是一条直线，即成正比，故发生频率f与铝棒的长度L的关系是成反比； (3)有同学们将发声的铝棒一端插入水中，铝棒振动，引起水的振动，故可以看到水花四溅；有同学用手迅速握住正在发声的铝棒，可以听见声音很快衰减，原因是铝棒的振幅减小，响度减小。
点睛：探究实验的难点在于对数据的分析能力，认真分析实验数据，得出实验结论，提高分析能力。
2．同学们围绕着水瓶发声的有关问题进行了以下探究。
（提出问题）敲瓶（瓶内含水）时发出的声音主要是由什么振动产生的？（猜想与假设）A．瓶子振动；B．瓶内水振动；C．瓶内空气柱振动（进行实验）（1）将瓶子装满水后用筷子敲击瓶子，瓶子仍能发出声音，故可以将猜想________排除。
（2）将瓶内水全部倒出后用筷子敲击瓶子，瓶子仍能发出声音，故可以将猜想________排除。
（得出结论）由上述实验分析可知，敲瓶发声，主要是由________振动产生的。
（提出新的问题）（1）瓶子发声的音调跟瓶内水的多少有什么关系？（2）随着瓶内水的增多，敲瓶发声的音调变化和吹瓶发声的音调变化又有何不同呢？（设计实验）（1）如图甲所示，先将8个空的玻璃瓶子放到桌子上一字摆开，再向瓶内注入不等量的水，从左到右，瓶内注入的水逐渐增多，最后用筷子从左到右依次敲击瓶口，同时用耳朵仔细听，辨别音调的高低。
（2）用嘴从左到右依次吹瓶口，同时用耳朵仔细听，辨别音调的高低。
（再得出结论）（1）敲瓶发声的音调随着瓶内水的增多而变______（选填高或低）。
（2）吹瓶发声的音调随着瓶内水的增多而变______（选填高或低）。
（拓展应用）如图乙所示. 用嘴分别对着5个高度不同的小瓶的瓶口吹气，发现瓶子越高，发出声音的音调越低。
（1）用嘴对着5个小瓶的瓶口吹气，5个小瓶均发出声音，则发出的声音是由________的振动产生的。
（2）5个小瓶产生的声音音调不同，其原因是________________。
【答案】C B瓶子低高瓶内空气柱空气柱的长短、粗细不同，导致空气柱振动的频率不同【分析】【详解】[1]将瓶子装满水后,瓶内没有空气，用筷子敲击瓶子，瓶子仍能发出声音，说明敲瓶时发出的声音不是由空气柱的振动产生的。
所以可以将猜想C排除。
[2]将瓶内水全部倒出后，瓶内没有水，用筷子敲击瓶子，瓶子仍能发出声音，说明敲瓶时发出的声音不是由瓶内水振动产生的。
所以可以将猜想B排除。
[3]由以上两个实验可知，敲瓶发声，排除由瓶内水振动和瓶内空气柱振动产生，则主要是由瓶子振动产生的。
[4]随着瓶内水的增多，敲瓶瓶身振动频率慢，敲瓶发声的音调变低。
[5]吹瓶发声是因为空气柱振动发声，水越多，空气柱越小，振动频率越快，音调就越高了。
[6]嘴对瓶口吹气，发出的声音是由空气柱的振动产生的。
[7]5个小瓶，长短、粗细不同，空气柱的长短、粗细不同，导致空气柱振动的频率不同，产生的声音音调不同。
3．某同学为了探究物体发声时振动的频率高低与哪些因素有关，他选择了四根钢丝进行实验，如图所示。
具体数据如下表：编号材料长度粗细松紧甲钢丝10cm0.2mm2紧乙钢丝10cm0.1mm2紧丙钢丝5cm0.1mm2紧丁钢丝5cm0.1mm2松（1）用同样的力拨动钢丝甲和乙，发现拨动______钢丝时的音调高。
由此可以得出的结论是：在弦的长度、松紧程度相同时，振动的频率高低与弦的_________有关。
（2）为了探究发声体振动的频率高低与弦的长度的关系时，他应用同样大小的力先后拨动_______和________钢丝。
（3）先后用同样大小的力拨动钢丝丙和丁，可以得出的结论是： _____________【答案】乙粗细乙丙在钢丝的长度，粗细相同时，钢丝越紧，音调越高。
【解析】本题考查实验探究能力。
【详解】(1)[1][2]因为甲、乙两根钢丝的长度、松紧度一样，甲比乙粗，乙振动的频率大音调高，该过程是利用控制变量法来研究发声体的音调与其粗细的关系；(2)[3] [4]如果探究发声体音调高低与弦的长度的关系，必须控制两根钢丝的粗细、松紧度一样符合条件的是乙和丙两根钢丝；(3)[5]由图可以知道钢丝丙和丁长度、粗细相同，钢丝的松紧不同先后用同样大小的力拔动丙和丁两根钢丝，丙钢丝发出的音调高丁钢丝发出音调低，由此可以得出的结论是：在钢丝的长度、粗细相同时钢丝越紧音调越。
4．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。
（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 mm2，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 mm2，一个是钢材料，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 mm2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。
5．小明同学在学习完课本上“探究声音的响度与哪些因素有关”的实验后，回到家中想用铁脸盆和水等材料来做这个实验，请帮助她完成探究报告．（1）提出问题：声音的响度与振幅有什么关系？（2）猜想与假设：______________．（3）进行实验与收集证据：A．需要实验器材：铁脸盆、水、钢勺．B．在铁脸盆中装入适量的水，用钢勺轻敲铁脸盆，会发现铁脸盆中的水在跳动．C．用较大的力敲铁脸盆，发现铁脸盆中的水跳动比步骤B中的水跳动________（选填“高”“低”或“不变”）．（4）结论：通过分析，结合提出的问题，你能初步得出结论：___________________．（5）评估：你还可以用这些器材来探究什么问题____________？（写出探究的问题即可）【答案】振幅越大,响度越大高响度与振幅有关，振幅越大，响度越大声音是怎样产生的或音调高低与水多少有关吗?【解析】【分析】【详解】(2)本题所研究的问题是声音的响度与振幅有什么关系?因此，可以猜想：振幅越大，响度越大；(3)根据实验现象可知，用较大的力敲铁脸盆，发现铁脸盆中的水跳动比步骤B中的水跳动高；(4)通过实验分析，我们可以得出的结论是：响度与振幅有关，振幅越大，响度越大；(5) 因为实验中可以看到水的跳动，故还可以用这些器材来研究：声音怎样产生；另外在水盆中将入不同深度的水时，盆的振动频率会变化，所以还可以研究：音调高低与水的多少有关吗？6．为了探究收音机接收电磁波的情况好坏与哪些因素有关，小明将一只袖珍收音机调好电台节目和音量后完成了以下实验：①将收音机放进一只铝锅内，发现声音明显变小，取出后又恢复了原来的音量。
②将收音机放进一只木桶内，发现声音大小不变。
③将收音机放进一只铁桶内，现象与①相似。
④将收音机放进一只塑料桶内，现象与②相似。
(1)根据以上实验，小明得出这样的结论：电磁波在传播途中，若遇到________类物体，其强度就会大大减弱。
(2)请你根据以上答案，解释为什么电视机靠室内天线接收信号效果不如用室外天线接收的信号效果好___________？(3)根据以上实验，你能做出一种有用的设想吗_________？【答案】(1)金属外壳现代房屋的墙体一般都是钢筋混凝土结构的，对电磁波有屏蔽作用，使电磁波不能进入室内，另外周围建筑群对电磁波也有一定的屏蔽作用可以发明一种金属罩，用来抗电磁波的干扰或抗电磁波对人体的辐射造成的伤害【解析】【详解】（1）由以上四步可知，影响信号接收的为金属类材料，故可知电磁波在传播过程中遇到金属类物体时强度会减弱；（2）在室内接收的信号效果差是因为建造房屋用了金属材料，比如钢筋等，对电磁波有屏蔽作用；另外周围建筑群对电磁波也有一定的屏蔽作用。