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【解析】【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．噪声是一种严重的环境污染，李明想制作一个防噪声的耳罩，他通过比较几种材料（衣服、锡箔纸、泡沫塑料）的隔音性能，来选择一种隔音性能好的材料做耳罩的填充物。
实验器材除了待检测的材料外，还有：音叉、机械闹钟、鞋盒。
（1）在本实验中适合作声源的是_____，另一个仪器不适合作声源的理由是___（2）李明将声源放入鞋盒内，在其四周塞满待测填充材料，他设想了以下A、B两种实验方案．你认为最佳的是________方案。
A．让人站在距鞋盒一定的距离处，比较所听见声音的响度B．让人一边听声音，一边向后退，直至听不见声音为止，比较此处距鞋盒的距离实验中测得的数据如下表所示，则待测材料中隔音性能最好的是____________。
（3）实验过程中应将声源响度________（选填“调大”或“调小”），因为铃声响度越大时，人要听不到声音时与声源的距离将越_____（选填大或小），导致实验在教室中难以进行．同时在比较不同材料时铃声响度应____（选填“随材料而改变”或“保持不变”），这种物理方法叫_______。
（4）小红从家中也找出下列一些材料开始探究：一张报纸、一件羽绒服、一个薄塑料袋、一些泡沫板，李明认为小红选择这些材料直接进行实验存在一个明显问题，不能有效地说明这些材料的隔声性能，请指出这个明显的问题：_______。
（5）对材料进行科学调整后，他们通过探究得到如下实验数据：由此数据可将这些材料隔声性能最好的是____________。
【答案】机械闹钟音叉发出的声音不稳定，不能持续发声B泡沫塑料调小大保持不变控制变量法没有控制材料厚度相同羽绒服【解析】【分析】【详解】(1)[1][2]机械闹钟，发出的声音稳定，能持续发声，所以选用机械闹钟，而音叉发出的声音不稳定，不能持续发声，所以不选用音叉。
(2)[3]A方案中，由于人耳听到的响度无法测量，只能凭感觉判断，没有可靠的实验数据；在B方案中，通过比较到鞋盒的距离判断隔音效果，因为距离可以测量，有可靠地实验数据，能够较好的判断隔音效果。
故选B。
[4]由实验数据可知，利用泡沫塑料作为填充物时，在很短的距离时就听不到声音了，所以其隔音效果最好。
(3)[5][6]声音的响度与距离有关，铃声响度越大时，人要听不到声音时与声源的距离将越大，所以要实验在教室中进行需要适当调小声源响度。
[7]比较不同材料时，铃声响度应当控制不变，通过听不到声音时与声源的距离，反映不同材料的隔音性能。
[8]在探究不同材料隔音性能时，控制铃声响度不变的方法是控制变量法。
(4)[9]材料的厚度对隔音效果有影响，实验中没有控制隔音材料的厚度相同。
(5)[10]由表中实验数据可知，用羽绒服做隔音材料时，听不到声音的距离最小，因此，羽绒服的隔音性能最好。
4．在观看交响乐队演奏的过程中，小华发现同属于管乐器的圆号、小号、长号、大号发出声音的高低各不相同，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：管乐器发出声音的音调高低，可能与管内空气柱的长度有关猜想二：管乐器发出声音的音调高低，可能与管内空气柱的横截面积（粗细）有关小明找来了两个未使用过的一次性注射器制成了一些哨子（如下图所示）．注射器的规格分别为2.5ml和5ml．他一边吹哨子一边调整注射器内空气柱的长度，同时利用专用仪器测出声音的频率和响度，详见下表（表中“ml”表示毫升，“cm”表示厘米）（1）选用序号为A、B、C的三次实验做对比，可以得出：在空气柱的______相同时，管内空气柱越短，音调越______．（2）选用序号为______的两次实验做对比，可以得出：在空气柱的______相同时，管内空气柱横截面积越大，音调越______．（3）序号为C、D的两次实验中，响度大的是______（选填“C”或“D”）．【答案】横截面积（或粗细）高 A、D（或B、E或C、F）长度低 D【解析】【分析】【详解】要研究音调的高低和什么因素有关，需用控制变量法．（1）选用序号为A、B、C的三次实验做对比，可以得出：在空气柱的横截面积（或粗细）相同时，管内空气柱越短，单位时间内振动的次数越多，频率越快，音调越高．（2）琴弦发出声音的音调高低，可能与琴弦的横截面积有关，需控制琴弦的长短和琴弦的材料不变，所以要选择A、D（或B、E或C、F）．由此可得，在空气柱的长度相同时，管内空气柱横截面积越大，音调越低；（3）序号为C、D的两次实验中，D实验时的声音强度为75分贝，大于C实验时的声音强度．5．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=6．如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为 ms．（2）一同学将铜铃放到甲的左边，并与甲、乙均在一条直线上，则铜铃离甲越远，液晶显示屏的数值（填“变大”、“变小”或“不变”）．（3）一同学猜想“温度越高，声速越小”．他把铜铃固定放在甲的左边，然后加热甲乙之间的空气，如果的确是“温度越高，声速越小”，则液晶显示屏的数值将．（填“变大”、“变小”或“不变”）【答案】（1）0；（2）不变；（3）变大【解析】试题分析：（1）因为铜铃在甲、乙中点，则铜铃与甲、乙距离相等，时间相等；（2）由于乙和甲的距离是不变的，所以乙接收到的时间总是比甲晚一定的时间；（3）声速与温度有关，温度越高，声速越大．所以在相同距离内，时间减少；解：（1）如果铜铃在甲、乙中点，则铜铃与甲的距离和与乙的距离是相等的，且由于声速相同，所以声音从铜铃到达甲、乙的时间相同．故液晶屏的示数为0；（2）因为铜铃与甲、乙在一条直线上，由于乙比甲远的距离是一定的，所以声音传到乙和甲的时间差是不变的；（3）甲和乙之间的距离一定，由于温度越高，声速越小，所以声音传播到甲和乙的时间都会减增加，故时间差也会变大；故答案为：（1）0；（2）不变；（3）变大．【点评】本题考查了速度有关方面的内容，计算时要注意时间单位和路程单位的统一．7．小玉所在物理实验小组首先做了如下几个实验。