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1的关系是一条直线，即成正比，故发生频率f与铝棒的
L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：
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 猜想四：琴弦发出声音的音调高低，可能与琴弦的松紧有关
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_____，应选编号A，C的两种规格的琴弦进行实验． （2）为了验证猜想一，应选编号_____的两种规格的琴弦进行实验．
（3）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_____．
（4）小明在这个探究实验中，选编号B，C的两种规格的琴弦进行实验，同组同学说不能证明以上猜想，其理论依据是没有采用_____的研究方法．．
（5）综上分析，同样用力时，琴弦的长短，横截面积，材料和松紧都影响弦振动的_____，因此琴弦发出声音的音调高低不同． 【答案】二 A、B 55 控制变量法 频率 【解析】
(1)因A、C材料相同，横截面积相同，长度不同，选编号A，C的两种规格的琴弦进行实验是为了验证猜想二：琴弦发出声音的音调高低，可能与琴弦的长短有关；（2）为验证猜想一，应选择长度和材料都相同，而横截面积不同的琴弦A. B进行研究．(3)如果验证猜想三，即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，
而琴弦的材料不同，故应选B. D进行探究，则表格①的位置所缺数据是55；（4）本实验中有三个变量，应用控制变量法研究，即控制两个变量相同，研究与第三个变量的关系，编号B，C的两种规格的琴弦，材料相同，长度和横截面积都不同，三个变量中有两个不同，不符合控制变量法，故不能证明以上猜想．（5）综上分析，同样用力时，琴弦的长短，横截面积，材料和松紧都影响弦振动的频率，因此琴弦发出声音的音调高低不同． 点睛：解决此类多因素问题时，常采用控制变量法进行分析解答，即当研究与其中一个因素的关系时，要控制其他因素不变．
3．在学习吉他演奏的过程中，小华发现琴弦发出的声音的音调高低是受各种因素影响的，他决定对此进行探究．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)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有填全，为了验证猜想三，必须知道该项内容，请你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有关，为了验证这一猜想，必须进行的操作是：___________________________________．
(3)探究过程通常采用下列一些步骤：①分析归纳②实验研究③提出问题④猜想假设⑤得出结论等．你认为小华要完成本探究的全过程，所采取步骤的合理顺序是__________． (4)在上述探究过程中，总要控制某些因素，使它们保持不变，进而寻找出另外一些因素间的关系，这种研究问题的方法叫做___________________________________．
【答案】A B C A D F 80 1.02 一根琴弦，用一定大小的力拉紧琴弦，拨动琴弦，测出此时振动的频率；改用不同的力拉紧琴弦，拨动琴弦，分别测出相应的振动的频率，进行分析比较 ③④②①⑤ 控制变量法． 【解析】
（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，改变琴弦的横截面积，故选A. B. C；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，改变琴弦的长短，故选A. D. F；
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，改变琴弦的材料不同，故表格应该填入与G、H相同的数据，即80和1.02； (2)探究琴弦音调的高低与琴弦的松紧程度的关系时，需要使用同一根琴弦，且控制拨弦的力相同、弦的松紧程度不同，来研究音调高低和琴弦的松紧程度的关系；
(3)探究实验的步骤是：提出问题、猜想假设、实验研究、分析归纳、得出结论，因此顺序为：③④②①⑤
(4) 实验中用到的物理学研究方法是控制变量法． 故答案为 (1)A、B. C;A、D. F(或H、J)；80；1.02；
(2)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； (3)控制变量法．
点睛：本题需要用好控制变量法：探究琴弦发出声音的音调高低与琴弦的横截面积的关系时，控制琴弦的长度和材料不变；探究琴弦发出声音的音调高低与琴弦的长短的关系时，控制横截面积和材料不变；琴弦发出声音的音调高低与琴弦的材料的关系时，控制横截面积和长度不变．
4．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．
5．声音与人的生活息息相关，为了认识声音，某实践活动小组设计了以下实验对声音进行探究：
(1)用一组相同的瓶子盛上不等量的水就可以组成一个“乐器”，通过敲击瓶子就可以演奏出优美动听的乐曲。被敲击的瓶子发出的音符与瓶中空气柱长度的对应关系如图1，由图可知音调的高低与空气柱长度的关系是____；
(2)往热水瓶或杯子里倒水，有经验的人不用看，就可以根据声音判断水是否快倒满了，这是因为____；
(3)在图2中，小明与小刚用细棉线连接了两个纸杯，制成了一个“土电话”。他们用“土电话”能实现10m间的通话，如果改用细金属丝连接土电话，则听到的声音就大些。这一实验现象表明____。
(4)如图3所示，在做真空是否传声的实验中，随着玻璃罩内的空气被逐渐抽出，电铃的声音将逐渐变小直至听不到。这个实验证明了____________。
(5)某同学在做实验时虽然听到的铃声逐渐变小，但始终都能听到铃声，请你分析原因可能是：_____________________。
【答案】空气柱的长度越长，音调越高 水快倒满时发出声音的音调较高 金属丝的传声性能比棉线好 真空不能传声 玻璃钟罩内还有空气 【解析】 【分析】 【详解】
(1)[1]据图可知，敲瓶子时是瓶子和水共同振动产生的，水越多，瓶子质量越大，振动越慢音调越低；故空气柱的长度越长，音调越高。
(2)[2]往热水瓶或杯子里灌水时，是由热水瓶或杯子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来判断热水瓶或杯子中水的多少。
(3)[3]在图2中，小明与小刚用细棉线连接了两个纸杯，制成了一个“土电话”。他们用“土电话”能实现10m间的通话，如果改用细金属丝连接土电话，则听到的声音就大些。这一实验现象表明金属丝的传声性能比棉线好。
(4)[4]在做真空是否传声的实验中，随着玻璃罩内的空气被逐渐抽出，电铃的声音将逐渐变小直至听不到。这个实验证明了真空不能传声。
(5)[5]某同学在做实验时虽然听到的铃声逐渐变小，但始终都能听到铃声，原因可能是玻璃钟罩内还留有空气。
上海华东政法大学附属中学物理声现象实验单元综合测试(Word版 含答案)
