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．在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：琴弦发出的声音的音调高低，可能与琴弦的横截面积有关；猜想二：琴弦发出的声音的音调高低，可能与琴弦的长短有关；猜想三：琴弦发出的声音的音调高低，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，因为音调的高低取决于声源振动的频率，于是借来一个能够测量振动频率的仪器进行实验（1）小华选用了H、I两根琴弦，是为了研究音调的高低与_____的关系；同组的小明选用A、D、F三根琴弦来进行实验，你认为_____（选填“能”或“不能”）研究音调与该因素的关系；该实验主要的研究方法是__________。
（2）小明想选用三根琴弦来验证音调的高低与琴弦横截面积的关系，应选_____（填写编号）的三根琴弦。
（3）小华认为：如果想选用三根琴弦来验证音调的高低与琴弦的材料的关系，还要添加一根钢琴弦J，它的长度应该为________cm、横截面积为________mm2。
（4）在评估交流中，同学们一致认为采用三根琴弦进行实验较合理，理由是：____________。
【答案】琴弦长短能控制变量法 A、B、C 80 1.02实验次数较多，得出的结论具有普遍性，得出结论比较可靠【解析】【分析】【详解】(1)[1]小华选用了H、I两根琴弦，材料相同，横截面积相同，但长度不同相同，是为了研究音调的高低与琴弦长短的关系。
[2]选用A、D、F三根琴弦，它们的材料相同，横截面积相同，但长度不同相同，也可以研究音调的高低与琴弦长短的关系。
[3]实验中应用的实验方法为控制变量法。
(2)[4]选用A、B、C三根琴弦，它们的材料相同，长度相同，但横截面积不同相同，来验证音调的高低与琴弦横截面积的关系。
(3)[5][6]因为要验证音调的高低与琴弦的材料的关系，所以要求三根琴弦长度相同、横截面积相同，由表中提供的信息可知，DHJ符合条件，所以添加这根铜琴弦J，它的长度也为80cm和横截面积为1.02mm2。
(4)[7]一次实验，带有很大的偶然性，实验次数较多得出的结论具有普遍性，因此为了寻找普遍规律，应采用三根琴弦实验。
3．如图所示，将塑料刻度尺的一端紧压在桌面上，另一端伸出桌面，拨动刻度尺使之振动，听塑料尺振动时发出的声音．(1)实验通过改变___________来改变声音的响度，通过改变_______来改变声音的音调．(2)换用钢尺做此实验，钢尺伸出桌面的长度、振动幅度和频率与塑料尺均相同时，听到声音的主要差异是________ (选填“响度”“音调”或“音色”)不同．(3)实验设计隐含的物理方法是比较法和_________法．(4)刻度尺振动产生的声音通过________传进耳朵，引起鼓膜______，人便听到声音．(5)实验中当刻度尺伸出桌面的部分超过一定长度时，无论如何用力拨动也听不到声音．原因是___．【答案】拨动塑料尺的力度塑料尺伸出桌面的长度音色控制变量空气振动刻度尺振动得太慢，产生的是次声波，人耳无法听到【解析】【详解】(1)响度与振幅有关，用不同大小的力拨动塑料尺，塑料尺的振幅不同，发出的声音响度不同；物体振动的快慢与物体的质量、粗细、长短等因素有关，实验要通过改变刻度尺伸出桌面的长度来改变音调．(2)钢尺和塑料尺的材料不同，当钢尺伸出桌面的长度、振动幅度和速度与塑料尺均相同时，听到声音的主要差异是音色的不同．(3)实验中研究响度与振幅关系时，应控制频率不变，而在研究音调与频率关系时，则要控制振幅相同，故实验设计隐含的物理方法除比较法外，还有控制变量法．(4)我们听到的声音，都是声波通过空气传入人耳，引起鼓膜的振动，再传给听小骨、耳蜗，传给听觉神经，引起听觉．(5) 实验中当刻度尺伸出桌面的部分超过一定长度时，无论如何用力拨动也听不到声音,原因是刻度尺振动得太慢，产生的是次声波，人耳无法听到．4．在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，因为音调高低取决于声源振动的频率，于是借来一个能够测量振动频率的仪器进行实验。
(1)为了验证猜想一，应选用编号为_______、_______、_______的琴弦进行实验。
为了验证猜想二，应选用编号为_______、_______、_______的琴弦进行实验。
(2)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_______、_______。
(3)本探究实验中研究方法是：__________________【答案】A B C A D F80 1.02控制变量法【解析】【详解】(1)[1][2][3]为了验证猜想一，即音调高低可能与横截面积有关，需要保持琴弦的长短和琴弦的材料不变，从表格的数据可以看出，编号A、B、C符合要求，它们的材料相同，都是铜，长度相同，都是60cm，只是横截面积不同；[4][5][6]为了验证猜想二，即音调高低可能与长短有关，需要保持琴弦的材料和琴弦的横截面积不变，从表格的数据可以看出，编号A、D、F符合要求，它们的材料相同，都是铜，横截面积也相同，长短不同；(2)[7]为了验证猜想三，即音调高低可能与琴弦的材料有关，从表格的数据可以看出，编号G、H的长度和横截面积都相同，只是材料不同，和J作对比，只需要长度也是80cm、横截面积也是1.02mm2即可；(3)[8]本探究实验过程中，三个变量，保持其中两个量不变，对比第三个量的变化与音调高低的关系，这是用到了控制变量法。
5．探究声音的特征：（1）为了探究音调与什么因素有关，小明设计了下面几个实验，如图所示，你认为能够完成探究目的是_____，通过探究可知：音调是由发声体振动的_____决定的．（2）如图所示，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_____（选填“钢尺”或“桌面被拍打”）振动发出的声音，若改用更大的力拨动钢尺，则听到声音的_____（选填“音调”、“音色”或“响度”）变大；逐渐增加钢尺伸出桌面的长度，仔细聆听钢尺振动发出声音后，发现音调逐渐变_____（选填“高”或“低”）了，观察发现此时钢尺振动慢了，当钢尺伸出桌面超过一定长度时，虽然用同样的力拨动钢尺，却听不到声音了，这是由于_____．【答案】A、B、C 频率（快慢）钢尺响度低钢尺的振动频率低于20HZ【解析】(1)A、硬纸板接触齿数不同的齿轮，振动的频率不同，发出的声音的音调不同，符合题意；B. 改变钢尺伸出桌边的长度振动的频率不同，发出的声音的音调不同，符合题意；C. 用塑料尺子在梳子齿上快慢不同的滑动时，梳子齿振动的频率不同，发出的声音的音调不同，符合题意；D. 改变吹笔帽的力度，振幅不同，响度不同，研究响度跟振幅的关系，不符合题意；故选D．通过探究可知：音调是由发声体振动的频率决定的； (2)将一把钢尺紧紧按在桌面上，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；若改用更大的力拨动钢尺，钢尺的振幅变大，响度变大；改变钢尺伸出桌面的长度，用同样大小的力拨动其伸出桌面的一端，这样会导致钢尺振动的快慢不同，即发出声音的音调不同；钢尺伸出桌面超过一定长度，振动得很慢，即钢尺振动的频率小于20Hz，所以人耳听不到．6．吉他演奏会上，小组同学发现琴弦发出声音的音调高低是受各种因素影响的，经过讨论，他们提出以下猜想．猜想1：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2：琴弦发出声音的音调高低，可能与琴弦的长短有关猜想3：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，同学们找到如下表所列的6种规格的琴弦，以及专门测量声音频率的仪器．（1）为了验证猜想1：应选用编号为_____、_____的琴弦进行实验．（2）为了验证猜想2：应选用编号为_____、_____的琴弦进行实验．（3）为了验证猜想3，请在表中填入所缺数据_________．【答案】A B C E 100 1.1【解析】【分析】【详解】控制变量法就是控制其它的因素不变，研究物理量与该因素的关系；（1）当研究琴弦发出声音的音调高低可能与琴弦的横截面积有关时，应控制材料和长度相同，所以应选A、B；（2）当研究琴弦发出声音的音调高低可能与琴弦的长短有关时，应控制材料和横截面积相同，所以应选C、E选项；(3)如果验证猜想三：琴弦发出声音的音调高低，可能与琴弦的材料有关，应控制长度和横截面积相同，故表格应该填入与尼龙和钢的数据相同，即100、1.1．因此，本题正确答案是：（1）A、B；（2）C、E；(（3）100；1.1．【点睛】猜想琴弦发出声音的音调高低，可能与琴弦的横截面积、琴弦的长短、琴弦的材料有关,在探究过程中，应用控制变量法．7．根据如图所示的实验情景，回答问题：（1）如图①所示的实验现象表明：________．（2）如图②所示，从左向右敲击瓶子时，各瓶发音的音调变化是：________．（选填“由高变低”或“由低变高”）（3）如图③所示，用手指轻叩课桌，使正坐在对面的同学刚好听不到叩击声，再让对面的同学将耳朵紧贴在桌面上，用同样的力度轻叩课桌，这时对面的同学则能听到叩击声．这个实验表明：________（4）如图④所示，正在发声的手机悬挂在密闭的广口瓶内，将瓶内的空气不断抽出时，手机铃声逐渐变小．由这个实验事实得到的推论是：________．（5）如图⑤所示，我们把水倒入瓶中时，通常根据声音的________来判断瓶中水的多少．【答案】声音由物体振动产生由高变低固体传声效果比空气好真空不能传声音调变化【解析】【详解】（1）小纸片的跳动是由于扬声器振动造成的，扬声器发出声音的原因正是由于里边纸盆的振动；所以如图①所示的实验现象表明：声音由物体振动产生；（2）敲击瓶子时，声音主要是瓶身和水柱振动发出的，瓶中盛水越多，瓶子和水的质量越大，越难振动，音调越低，因此从左向右敲打瓶子，音调由高变低；（3）敲课桌的另一端的时候，耳朵贴在桌面上是靠固体传播声音；耳朵离开桌子的时候靠空气传播声音，固体传声效果比气体好，所以耳朵紧贴在桌面上，用同样的力度轻叩课桌，这时对面的同学则能听到叩击声．（4）当用抽气机不断抽气时，手机播放的音乐声逐渐减弱，经过科学推理可得：真空不能传声；（5）往暖水瓶中灌水时，是由暖水瓶内的空气柱振动发出声音，水越来越多，空气柱越来越短，越容易振动，音调越高．所以可以通过发出声音的音调变化来判断暖水瓶中水的多少．8．用一只手捏住表面光滑的实心铝棒的某一部位，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，可听见铝棒发出声音。