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第一章声现象 难点聚焦
“声现象”实验三种典型研究方法
一、转换法
声音是由物体的振动产生的，有些声源的振动效果显著，可以直接观察，而有些声源的振动效果较弱，不易直接观察。在实验中可以通过一些转换，对声源的微弱振动进行放大，进而探究声音产生的原因。比如：在发声的纸盆上放小纸屑，纸屑跳动；将敲击后的音叉放入水中，水花四溅；在桌面上放小豆粒（小玻璃球、小纸屑、一杯水），敲击桌面，观察其跳动等。
1.为了探究声音的响度与振幅的关系，小明设计了如图所示的几个实验。你认为能够完成这个探究目的的是 ( )

2.右图是探究声音现象的实验装置，下列实验现象中不正确的是 ( )
A．音叉振动时，乒乓球被弹开
B．听到的声音越大，乒乓球被弹得越远
C．敲音义的力越大，听到的音凋就越高
D．音义发出的声音是由空气传播到人耳的
3.张平同学学了“声学”知识后做了一个如图所示的小实验．Ａ是一根一固定桌面上的橡皮筋，另一端用细绳绕一个定滑轮连着一个小盘Ｂ，在小盘中逐渐地增加小石子或硬币，就能利用竹片在橡皮筋上弹出不同的声音。解释：
（1）这些声音主要区别是________不同；
（2）声音有这些区别的原因是__________________．
4.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。实验器材除了待测的材料外，还有：音叉、机械闹钟、鞋盒。在本实验中适合做声源的是________；李明将声源放入鞋盒内，在其四周塞满待测材料。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。
表1
材料
衣服
锡箔纸
泡沫塑料
响度
较响
较响
弱

表2
材料
衣服
锡箔纸
泡沫塑料
距离
较长
长
短

实验得到的结果如下表所示，则待测材料中隔音效果最好的是__________。

5.下列实验或实例，能用来探究声音的产生与传播：
（1）往鼓面上撤一些泡沫屑，敲鼓时见到泡沫屑不停地跳动；用手按住鼓面，泡沫屑停止跳动，鼓声消失。说明_________。
（2）用手机甲拨打放在真空罩内的手机乙，能看到手机乙显示手机甲的号码，却听不到手机乙响铃。说明_________________。
二、控制变量法
控制变量法要注意一下几点：
①猜想与所研究量有关的因素有几个，就要设计几个实验；
②研究什么因素对实验的影响，什么因素就是变量，而其他量一律控制不变；
③控制方法一般是用相同的器材和相同的实验方案，改变所要研究的量。
6.在学习二胡演奏过程中，小明发现琴弦发出的声音音调高低受各种因素的影响，他决定对此进行研究，经过和同学们讨论提出了以下几种猜想：
编
号
规 格
材料
长度（cm）
横截面积（mm2）
A
尼龙
55
1
B
尼龙
55
0.5
C
尼龙
80
1
D
镍合金
①
0.5
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，他和同学们找到了表所列4种规格的琴弦，进行实验．
(1)为了验证猜想一，应选编号______、______的两种规格的琴弦进行实验．
(2)在验证猜想三时，小明发现粗心的同学没有把表中的数据填全，表中①的位置所缺数据是______。
(3)小明在这个探究实验中，采用的研究方法是____________。
7.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，可能与琴弦的横载面积有关
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。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。
（2）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，必须进行的操作是：________________________________________________课本中所涉及的探究实验中，有些实验的研究方法与上述方法类似，例如：____________
编号
材料
长度（cm）
横截面积（mm2）
A
铜
60
0.76
B
铜
60
0.89
C
铜
60
1.02
D
铜
80
0.76
E
铜

F
铜
100
0.76
G
钢
80
1.02
H
尼龙
80
1.02
I
尼龙
100
1.02

8.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）。请你根据记录表中的有关数据，分析并估算出他有意留出的空格中应该填写的数据（要求写出估算的过程）。
音名
中央C
1
D
2
E
3
F
4
G
5
A
6
B
7
C
ī
唱名（C调）
Do
Re
Mi
Fa
Sol
La
Si
Do′
频率/Hz
264
297
330
352
396
440

528
弦长

三、类比法
声波比较抽象，借助水波进行类比，从而认识声波。利用“波形”判断乐音和噪声、比较振幅对响度的影响。如图所示，通过波形理解乐音和噪声的根本区别：“乐音的振动是由规律的，而噪声的振动是杂乱的、无规律的”

9.将话筒按在示波器的输入端，将三种声音输入，且发出声音的时间相同，示波器的屏幕上分别出现如图所示的三种波形，根据波形分析：
（1）B和A相比,B振动的_______高，所以______高。
（2）C和A相比，C振动的_______大，所以_______大。(选填“频率”、“振幅”、“音调”、“响度”、“音色”)
Ａ　　　　　　　　　Ｂ　　　　　　　　Ｃ

10.如图a所示，伍实同学用示波器、钢锯条和台钳研究声音的响度.他将钢锯条的下端夹紧在台钳上，上端用手扳动一下，使钢锯条振动发声.实验中，他进行了两次实验，第一次锯条发出的声音响，第二次锯条发出的声音轻，他同时观察到示波器上显示的波形幅度分别如图b、c所示，则他得出的实验结论是：_____________________________。图d、e是两种声音的波形图，从图形可知：图_______是乐音的波形.请提出一种控制噪声的方法____________________________.

a b c d e
11.如图甲所示，凹面镜对光线有会聚作用。手电筒里的反光装置相当于凹面镜（如图乙），它可以让小灯泡发出的光又远又直，这种设计应用了光在反射过程中，光路是________的原理。

小欣猜想：声音也有反射现象，凹形面对声音是否也有类似的作用呢？于是，小欣利用雨伞和机械手表进行了下列探究活动：
(l)如图丙所示，水平放置并固定雨伞，他把耳朵贴在伞柄上，逐渐改变耳朵在伞柄上的位置，直到听到周围的声音一下子清晰了很多，记下这个位置A。这说明声音在凹形面上反射时，凹形面对声音有________的作用。
(2)为了进一步探究凹形面对声音的作用，他把一块机械手表挂在伞柄上的A点，当他的耳朵位于三米远的B点时（B与A在同一水平高度），听不到手表声。经过擒到分析，他又找到另一把相同的雨伞，在做了必要的调试后，终于听刭了手表声。那么这两把伞的摆放方式应该如下图中的________（填“甲”或“乙”）所示。

12.小丽用两把伞做了一个“聚音伞”的实验，如图，在右边伞柄的A点挂一块机械手表，当她的耳朵位于B点时听不到表声，把另一把伞放在左边图示位置后，在B点听到了手表的滴答声，这个实验表明声音也象光一样可以发生反射现象，“聚音伞”增大了人听到声音的______，手表声在两伞之间传播依靠的介质是_________．

“声现象”计算题两种类型
一、回声问题的计算
这一类问题，有两种情形，一种是声源固定，一种是声源移动：
声源固定
注意产生回声时，声运动的路程是声源发声时（声源不动）距障碍物距离的二倍，即
声源移动
此类问题中较复杂的是发声体或反射体在运动，这时除考虑声音往返的路程外，还应注意声物运动的时间相同。解题时应先画一草图，把声音传播与物体运动情况勾画起来，然后根据图形分析它所运动的路程、时间，再找出结合点，列出关系式，最后求解。
13.人对着山崖喊话，经过t=2s后听到回声，喊话人到山崖的直线距离是 （ ）
A.680m B.340m
C.170m D.17m
14.汽车开进一个两侧山坡平行的峡谷，鸣笛后经0.5s听到左边山坡的回声，再经0.5s听到右边山坡的回声。求这个峡谷的宽度。(空气中声速为340m/s)

15.一汽车朝山崖匀速行驶，在离山崖S1＝700m处鸣笛，汽车直线向前行驶S2＝40m后，司机刚好听到笛声的回声，求汽车行驶的速度。

16．一辆匀速行驶的汽车向正前方的隧道开去，在距离隧道440m时鸣笛，经过2.5s听到隧道上方的山崖反射过来的回声，如图所示。求：
（1）汽车的行驶速度？（设当时的声速为340m/s）

（2）听到回声时汽车距隧道口多远？

二、声音在不同介质中传播的问题
此类计算，我们首先要明确声音在两种不同介质中通过相同路程所用的时间不同，声音在介质I中传播快（设速度），所用时间少，声音在介质II中传播慢（设速度），所用时间（）多，两次听到的时间间隔，即
18．在长680米的直铝管的一端用力敲击一下，耳朵贴在另一端先后听到两次声音，求两次声音的时间间隔？（已知声音在空气中为340m/s，在铝中5000m/s）。

19.亮亮和田田两位同学欲测一段铁路的长，但没有合适的刻度尺，他们知道声音在空气中的传播速度为340m/s，在钢铁中的传播速度为5000m/s，于是亮亮站在欲测铁路的一端，田田站在铁路的另一端，亮亮用锤子敲击一下铁轨，田田听到了两次响声，两次声响的时间间隔为2s，这段铁路有多长？

20．假定有前后两次声音传到人的耳朵里，如果这两次声音到达人耳的先后时间间隔大于（或等于）0.1s，人耳就能够把这两次声音分辨开。某中学8年级课外活动小组的同学为了体验声音在不同介质是传播速度不同的物理现象，他们请一位同学在输送水的直铁管道（充满水）上敲击一下，使铁管发出清脆的声音，其余同学沿铁管分别在不同位置耳朵贴近铁管听声.实验结束以后，A同学说自己只听到一次响声；B同学说自己听到两次响声；C同学说自己听到三次响声。已知声音在空气中的传播速度是V气=340m/s，在水中的传播速度是V水=1700m/s，在钢铁中的传播速度是V铁=5100m/s。请你通过计算说明：在铁管上某处敲响一次，A．B．C三位同学的位置到敲击点的距离各在什么范围内？（请写出计算过程和对结论的分析过程）

21．一个人在远处用望远镜注视山坡上的木工以每秒1次的频率钉钉子,他听到声音时,恰好看到击锤动作,当木工停止击锤后,他又听到了两次击锤声,木工离他多远？