人教版八年级物理上册 声现象实验(提升篇)(Word版 含解析)

一、初二物理声现象实验易错压轴题（难）

1．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．

2．小丽同学在观察小提琴、二胡等乐器的弦振动时猜想：在弦张紧程度相同的条件下，发声的音调高低还可能与弦的粗细、长短及弦的材料有关。于是小丽找来了各种不同的琴弦，想通过实验进行探究。琴弦的编号及情况如下表所示：

(1)如果想探究发声时音调与弦的材料的关系，小丽应选择表中编号为________的琴弦。

(2)如果想探究发声时音调与弦的粗细的关系，小丽应选用表中编号为________的琴弦。

(3)通过查阅资料，小丽知道了琴弦的振动频率与琴弦长度的关系如图11所示。如果小丽的实验无误，则可确定的是编号为________的琴弦一定比编号为________的琴弦振动时音调高。

【答案】④⑤①②③⑤

【解析】

【详解】

（1）由表中数据可知，实验编号为④、⑤的琴弦材料，琴弦的粗细、长度相同而材料不同，因此可用来探究：琴弦发声的音调与弦的材料的关系。

（2）由表中数据可知，实验编号为①、②的琴弦材料，琴弦的材料、长度相同而横截面积不同，因此可用来探究：琴弦发声的音调与弦的粗细的关系。

（3）在探究琴弦发声的音调与琴弦长度的关系时，需控制琴弦的材料和横截面积相同，而长度不同，表中符合条件的是③、⑤；由图知，琴弦越长，音调越低，③和⑤相比，材料和横截面积相同，③较短，音调较高。

3．现在大多数房屋的门窗玻璃是“双层中空(接近真空)”的，能起到“隔音保温”的作用．小明在敲玻璃时，感觉双层玻璃与单层玻璃的振动情况不一样，产生了探究“受敲击时，双层玻璃和单层玻璃的振动强弱情况”的想法．为此，进行了以下实验：

①如图所示，将单层玻璃板固定在有一定倾角的斜面底端，把玻璃球A靠在玻璃板的右侧，把橡胶球B悬挂在支架上靠在玻璃板的左侧．

②把橡胶球B向左拉开一定的高度，放手后让其撞击玻璃板，玻璃球A被弹开，在下表中记下玻璃球没斜面向上滚动的距离，共做3次．

③换成双层玻璃板重复②的实验．

⑴实验时，把橡胶球B向左拉开“一定的高度”，目的是为了保证橡胶球B与玻璃撞击时的________能保持不变；

⑵受到橡胶球B的撞击后，玻璃板振动的强弱是通过__________来反映的；

⑶分析表中的实验数据，可以得出的结论是__________；

⑷中空双层玻璃具有“隔音和保温”作用，是因为①隔音：___________；②保暖：

___________．

【答案】速度玻璃球滚动的距离大小单层玻璃比双层玻璃的振动幅度大真空不能传播声音真空传导热量的能力比玻璃差

【解析】解答：(1)根据控制变量法应保持橡胶球B与玻璃撞击时的动能相同，由于是同一个橡胶球，则应保持橡胶球B向左拉开“一定的高度”，从同一高度落下；(2)当玻璃板受到橡胶球的敲击时，玻璃板振动的强弱是通过玻璃球被弹开的距离来反映的，这是转换的研究方法；(3)同样的撞击下，单层玻璃后的玻璃球比双层玻璃后的玻璃球运动的距离远；所以结论是：受敲击时，单层玻璃比双层玻璃的振动强；(4)两层玻璃之间接近真空，中空双层玻璃具有“隔音和保温”作用，①由于声音的传播是需要介质的，而真空不能传声，所以这种窗户能起到较好的隔音效果；②由于真空传导热量的能力比玻璃差，所以这种窗户能起到较好的保温效果。

4．如图甲所示，小芳和小刚用细棉线连接了两个可乐饮料的纸杯制成了一个“土电话”．

（1）他们用“土电话”能实现10m间的通话，这表明________________．

（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）如果用“土电话”时，另一个同学捏住棉线的某一部分，则听的一方就听不到声音了，这是由于____________________________．

（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、材料在如图乙中已标出（其中琴弦的的直径关系：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？_______________________．

【答案】固体能够传声金属丝比棉线的传声效果好手阻止了琴弦振动传声 a d音调的高低与琴弦粗细的关系实验中没有控制材料相同

【解析】

分析：解决此题的关键是熟练掌握控制变量法．

解答：声音的传播需要介质，声音可以在固体、液体、气体中传播；土电话”能实现10m 间的通话，说明固体可以传声；以相同的响度讲话，改用细金属丝连接“土电话”，则听到的声音就大些，说明金属丝传声效果比棉线好；用“土电话”时，另一个同学捏住棉线的某一部分，则听的一方就听不到声音了，这是由于手指阻断了声音的传播，研究“音调的高低与琴弦长度”的关系必须控制材料和横截面积相同，故选 . a d；因为a和b材料、长度都相同选择琴弦a和b，则是为了研究音调的高低与琴弦粗细的关系；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的问题是若有同学选择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

故答案为(1)固体能传播声音;(2)金属丝的传声效果好;(3)；手阻止了琴弦振动传声；(4)①ad；②音调的高低与琴弦粗细的关系；③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的问题是没有控制两根导线的材料相同．

5．如图所示的是小明在课余时间制作的一个竹笛，在竹管开口处①向管内吹气时，竹笛可以发出美妙的笛声，推拉铁丝环⑥时，音调可以改变，吹奏歌曲．

(1)吹奏竹笛时，振动发声的物体是________．

(2)当布团⑤分别位于a、b、c三个位置时，竹笛发声音调最高的位置是________，音调最低的位置是________．

【答案】空气柱a c

【解析】

解答：(1)声音是由物体的振动产生的．吹奏竹笛时，笛声是由笛子内的空气柱振动发出的；且音调的高低取决于空气柱的长短，空气柱越长，产生的笛声的音调越低，空气柱越短，音调越高．

(2)可以看出在图示的三个位置中，当布团在a位置时，管内的空气柱最短，因为空气柱越长（短）竹笛发出的声音的音调越低（高），所以此时发出的声音的音调最高；在c点是空气柱最长，发出的声音的音调最低．

6．小红是一个爱思考、爱观察的同学，有一次，在她欣赏了一场音乐会后，想到了如下问

题，请你帮她回答一下：

⑴琴声、歌声是通过传播到小红耳朵的；

⑵小红能清楚的分辨出哪是提琴声、哪是小号声，原因是；

⑶女高音歌唱家演唱时声音的高，男低音歌唱家演唱时声音的大。(填音调、音色或响度)

⑷小红观察到乐手在演奏提琴、吉它、二胡等弦乐器时，这些乐器的弦在振动。并且，弦张的越紧，振动的越，发声的音调越。

小红猜测：在弦张紧程度相同的条件下，发声的音调还可能与弦的粗细、长短、及弦的材料有关。于是，她想通过实验来探究一下自己的猜想是否正确。下表是她在实验时控制的琴弦条件。

为的琴弦。

②探究过程通常采用下列一些步骤：㈠实验研究；㈡分析归纳；㈢提出问题（或猜想）；㈣得出结论等。你认为小红要完成本探究的全过程，所采取步骤的合理顺序应该是。

③在上述探究过程中，主要用到了的研究方法。

⑸问题探讨：小红想进一步了解有关声音的一些知识，于是她查找了如下资料：

共鸣

两个发声频率相同的物体，如果彼此相隔不远，使其中一个物体发声，另一个也有可能跟着发声，这种现象就叫“共鸣”。

有趣的是：几乎随便什么容器里的空气（叫做空气柱），也会同发声物体共鸣。拿一个发声体靠近容器口，如果频率适当的话，那么，空气柱就会发生共鸣，使声音大大增强。根据声学家的研究，只要波长等于空气柱长度的4倍，或4/3倍、4/5倍……的声音，传入容器后就能引起共鸣。这就是我们把耳朵贴在热水瓶等容器口上能听见嗡嗡声的原因。

①什么条件下空气柱会发生共鸣?

②一把普通热水瓶内部高度大约是30厘米，则波长为厘米的声音传入热水瓶，会引起共鸣。

③在日常生产和生活中，哪些地方利用了此现象？请举一例。

【答案】（1）空气；

（2）它们的音色不同；

（3）音调；响度

（4）快；高①A、B；②㈢㈠㈡㈣；③控制变量

（5）

①当声音的波长等于容器中空气柱长度的4倍，或4/3倍、4/5倍……时，声音传入容器后就能引起共鸣②120或40或24

③弦乐器利用乐器下方的共鸣箱来放大声音。

【解析】

试题分析：（1）声音的传播需要介质，气体、液体和固体都能作为传播声音的媒介，琴声、歌声是通过空气传到耳朵的．

（2）不同发声体的音色不同，故我们能分辨出不同乐器的声音．

（3）女高音歌唱家的音调高，响度小；男低音的声音的音调低，但响度大．

（4）提琴、吉它、二胡等弦乐器振动的频率和弦的长短、粗细、以及松紧程度有关，弦越细、越短、张得越紧音调越高．

（5）

1、要研究在弦张紧程度相同的条件下，发声的音调还与弦的粗细、长短、及弦的材料的关系，应用控制变量法，即想探究弦发声的音调与弦的粗细的关系，应控制弦的材料和长短一定，改变弦的粗细，故题中应选序号为AB琴弦研究．

2、根据科学探究的七个环节可知该实验的研究过程是：③②①④

3、控制变量法是初中物理常用的研究方法，研究响度与振幅的关系

（6）由题干知：波长等于空气柱长度的4倍，或4/3倍、4/5倍…的声音，传入容器后就能引起共鸣．

故30厘米得4倍，或4/3倍、4/5倍分别为：120、40、24；生活中弦乐器利用乐器下方的共鸣箱，就是共鸣的利用．

考点：声现象

7．探究影响音调的高低有关因素：

装置

事实如图（1）所示，某小组同学在甲、乙、丙、丁四个相同的玻璃瓶里装入高度不同的水，来研究“音调高低与哪些因素有关”．首先，小组同学用嘴贴着瓶口吹气，发现甲、乙、丙、丁四个玻璃瓶会依次发出“fa（4）”“mi（3）”“ri”“do（1）”四个音阶不同的声音，接着小组同学用橡皮锤轻轻敲击瓶身，发现甲、乙、丙、丁四个玻璃瓶会依次发出“do（1）”“ri （2）”“mi（3）”“fa（4）”四个音阶不同的声音由此现象，回答下列问题：

步骤（1）同样的瓶子，如玻璃瓶甲，为什么向瓶口吹气发出“fa（4）”的音，而用橡皮锤轻轻敲击瓶身则发出“do（1）”的音？小组同学经过讨论后发现主要是由于______不同．

（2）小组同学由两次实验现象初步得出结论：______不同，音调不同．

（3）接着，小组同学又用示波器来显示敲击丙、丁两瓶身时的振动波形图，如图（2）所示，

其中图（a）是敲击______瓶身的振动波形图，图（b）是敲击______瓶身的振动波形图；同

时，小组同学还发现由于两次敲击时的用力程度不同，从波形图上能反映出瓶身发出的响度也

不同，其中敲击______瓶身的响度大（均填“丙”或“丁”）

评价

（4）小组同学经过讨论还得出可以用此实验的规律判断生活中一些实例的发声体．例如：吹

笛子时，用手堵住笛孔能产生不同的声音，与上述______实验的发声体是相同的，提着水壶向

热水瓶里灌开水听到的声音会发生改变，与上述______实验的发声体是相同的（均填“向瓶口

吹气”或“用锤敲击瓶身”）

【答案】振动物体频率丙丁丁向瓶口吹气向瓶口歇气

【解析】

【详解】

[1]用嘴贴着瓶口吹气，振动发声的是由于瓶内空气的振动发出的，用橡皮锤轻轻敲击瓶子

的外侧，声音是由瓶子和瓶内水的振动发声，振动物体不同；

[2]用嘴贴着瓶口吹气时，空气柱长度越短，其振动越快，音调越高；用橡皮锤轻轻敲击瓶

子的外侧，水越多，振动越慢，音调越低；发声的频率不同，音调不同；

[3]由图(1)可知，丙比丁中水多，用橡皮锤轻轻敲击瓶子外侧时，丙中水多，振动的频率

低，由图(2)可知，（a）的频率低，则（a）是敲击丙瓶身的振动波形图；

[4]同理可知（b）是敲击丁瓶身的振动波形图；

[5]由图(2)可知，（b）的振幅较大，说明敲击丁瓶身的响度大;

[6]吹笛子时，用手堵住笛孔能产生不同的声音，是靠改变空气柱的长度来改变音调的，与

向瓶口吹气实验的发声体是相同的；

[7]提着水壶向热水瓶里灌开水时，随着水的灌入，空气柱越来越短，振动的频率越来越

高，与向瓶口吹气实验的发声体是相同的。

8．为了探究声音产生的原因,小明和小丽一起做了几个实验：小明把手放在喉咙处,大声讲

话,感觉喉头振动了；小丽把发声的音叉放在水中,可以激起水花．

（1）通过对上面的种种实验现象的分析,能得出声音是由______产生．

（2）小华同学,用手敲鼓,他知道声音是由鼓面的______发出的,但是他看到鼓面几乎没有什

么异样

.为了使看到的实验现象更明显,他在鼓面上撒些小纸团,撒小纸团目的是______．

（3）小明、小丽等同学在探究上述问题之后,又提出这样一个问题：声音是怎样从发声物

体传播到远处的？针对这一问题,他们经过认真地思考,提出了两种猜想：

①声音要传播出去,需要别的物质做媒介；

②声音要传播出去,不需要什么物质做媒介．

究竟哪一种猜想是正确的呢？小明他们进行了如下的实验：

a.把正在响铃的手机放在玻璃罩内,再逐渐抽出玻璃罩内空气的过程中,会听到铃声逐渐

______．

b.再打开阀门,让空气逐渐进入玻璃罩内,又会听到铃声逐渐______．

c.推理过程：玻璃罩内空气越少,传出的声音越______,如果玻璃罩内抽成真空后,就听不到手机响铃的声音了．

d.结论：______．

由此现象可以推得猜想______是正确的．

【答案】振动振动发声振动转换成鼓面上小纸屑的振动易于观察减小变大小声音的传播需要介质,真空不能传声①

【解析】

【详解】

(1)[1]讲话是声带的振动，音叉发声使水振动，都能证明声音是由物体振动产生的。

(2)[2]用手敲鼓,声音是由鼓面的振动发出的。

[3]为了使看到的实验现象更明显，在鼓面上撒些小纸团，撒小纸团目的是显示鼓面的振动，这是放大法(转换法)的运用；

(3)[4]a.把正在响铃的手机放在玻璃罩内，再逐渐抽出玻璃罩内空气的过程中，会听到铃声逐渐减弱。

[5]b.再打开阀门，让空气逐渐进入玻璃罩内，又会听到铃声逐渐变大。

[6]c.进一步推理：玻璃罩内空气越少，传出的声音越越小，如果玻璃罩内抽成真空后，就听不到手机响铃的声音了。

[7]d.得出结论：声音不能在真空中传播。

[8]由此现象可以推得猜想“①声音要传播出去，需要别的物质做媒介”是正确的。

9．如图所示，一个正在发声的警报器置于密闭的玻璃罩内悬浮（与玻璃罩、底座没有接触），阿恩能听到警报器的声音。

步骤l:开启抽气泵后，阿恩听到警报器的声音逐渐变弱。

步骤2:关停抽气泵，玻璃罩内传出微弱的声音；再放进空气时，声音又逐渐变强。多次重复上述实验，均有上述实验现象。

（1）上述实验说明了：影响声音强弱的因素是_______________________；

（2）阿恩从气泵说明书上了解到：抽气泵无法把玻璃罩内空气全部抽出。根据上述实验和信息，能否直接得出结论：“真空不能传声”?

答:__________，判断的依据是_____________________

【答案】玻璃罩内空气的密度（多少、稀薄程度）不能玻璃罩内无法实现真空，阿恩始终能听到声音

【解析】

【详解】

（1）没抽空气之前，声音能通过空气传播出来。开始抽空气，声音开始变小。说明玻璃罩内空气的密度（多少、稀薄程度）能影响声音的强弱；

（2）抽气泵无法把玻璃罩内空气全部抽出，即玻璃罩内无法实现真空。所以根据上述实验和信息，不能能直接得出结论“真空不能传声”的结论。

10．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，他们找到了表中所列9种规格的琴弦，因为音调的高低取决于声源振动的频率，于是小华借来一个能够测量声源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.（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，最好填上该项内容.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，必须进行的操是：____________________________________.

（5）该探究实验采用的物理研究方法是___________________.

【答案】A B C A D F 80，1.02 取任意编号的一种琴弦，调整其松紧程度，用相同的力拨动琴弦，比较音调的高低

【解析】

本题是一道实验探究题，在琴弦的横截面积、长短、材料、松紧程度共同影响发音音调的情况下，只能用控制变量法来研究问题，即保证其他条件相同的前提下，只改变某一条件，比较引起的实验效果如何变化.如比较材料对音调影响时，要在保证长度、横截面积和琴弦松紧程度相同的前提下，比较实验效果.