专题01 声现象相关实验-备战 中考物理常考热点实验攻略（全国通用）

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TOC \ "1-3" \h \z \u \l "_Tc97908455" 实验一、探究声音产生的原因 PAGEREF _Tc97908455 \h 1
\l "_Tc97908456" 实验二、声音是如何传播出去的 PAGEREF _Tc97908456 \h 4
\l "_Tc97908457" 实验三：探究影响音调高低的因素 PAGEREF _Tc97908457 \h 8
实验一、探究声音产生的原因
1.所有声音都是由物体振动产生的，但发声体是什么，声音来源于什么物体的振动是学生容易出现错误的地方。
2.探究声音产生的原因：常见探究实验产生的原因实验有：
（1）敲鼓时，鼓面上纸屑的跳动：观察现象—鼓面上碎纸屑随着鼓面的振动而振动；体验—观察碎纸屑的振动；结论—鼓面振动发声。
（2）敲鼓时，鼓面附近的蜡烛火焰晃动：观察现象—随着敲鼓声，观察到鼓面附近的蜡烛烛焰跟着跳动；体验—观察烛焰跳动与鼓声大小的关系；结论—鼓面振动发声。
（3）敲击音叉时，音叉附近的乒乓球跳开：观察现象—乒乓球一次次被弹开；体验—音叉的振动才使乒乓球被弹开；结论—音叉振动发声。
（4）敲击音叉，用音叉接触水面，观察水面的变化：观察现象—从音叉与水面接触处，形成许多水的波纹；体验—拿开音叉水的波纹很快消失；结论—音叉振动发声。
（5）说话时，用手按住声带，感受声带的振动：观察现象—用手轻按喉部，感觉喉部的振动；体验—停止说话，手引起的振动停止；结论—声带振动发声。
（6）音箱发声时，用手按住音箱的纸盆：观察现象—音箱发生时，用手轻触纸盆；体验—音箱的声音大小会引起纸盆振动的幅度；结论—音箱发生时纸盆振动产生的。
（7）确定声源：弦乐是琴弦的振动产生的；管乐是空气柱的振动产生的；打击乐是由被打击乐器的振动产生的等。
【典例1】（2021·浙江宁波市中考真题）科学方法是开启大自然奥秘之门的钥匙。
（1）如图所示，用鼓锤分别重敲和轻敲鼓面，铜鼓发出的声音的响度不同，同时可以通过乒乓球反弹的高度，来显示出鼓面振动的情况。通过实验可知：鼓面振动的_______越大，响度越大；
（2）为了便于描述光的传播路径和方向，科学上引入了光线的概念，实际上光线并不存在。为了形象地表示磁体周围磁场分布的强弱和方向，科学上引入了_______的概念，实际上它也并不存在。
【答案】幅度；磁感线。
【解析】（1）[1]用鼓锤敲击鼓面越重，铜鼓发出的声音响度越大，同时乒乓球反弹的高度越高，说明鼓面振动的幅度越大，发出的声音响度越大。
（2）[2]磁场是真实存在的，但其看不见、摸不着，为了形象地表示磁体周围磁场分布的强弱和方向，我们引入了磁感线这一假象的概念来描述磁场，这个方法叫模型法。
【典例2】（2021·重庆中考真题）如图甲所示，阵阵鼓声是鼓面的___________产生的；图乙抽取玻璃罩内空气的过程中铃声变小直至微弱，说明真空___________（选填“能”或“不能”）传声。
【答案】振动；不能。
【解析】[1]声音是由物体的振动产生的，鼓声是鼓面的振动产生的。
[2]玻璃罩内空气越来越少，声音的响度将会逐渐变小，是声音传播的物质（空气）逐渐减少造成的，由此可以推出玻璃罩内空气越少，传出的声音越小；如果玻璃罩内抽成真空后，就听不到闹钟响铃的声音了，最后得出结论：真空不能传声。
1．（2021·山东中考真题）如图所示，小明在筷子的一端捆上棉花蘸水后充当活塞，插入两端开口的塑料管中，做成“哨子”。用嘴吹管的上端，可以发出悦耳的哨声，这哨声是由___________的振动产生的，上下推拉活塞，改变了声音的___________，当筷子不动，用不同的力吹管时，改变了声音的___________。
【答案】空气柱；音调；响度。
【解析】[1]声音是由物体振动产生的，哨声是由哨子内的空气柱振动产生的。
[2]上下推拉活塞，改变了哨子内空气柱的长度，能改变空气柱振动的频率，从而改变声音的音调。
[3]筷子不动，哨子内空气柱的长度不变，则发出的声音音调不变；用不同的力吹管，能改变空气柱振动的幅度，故改变了声音的响度。
2．（2020•枣庄）小强同学在探究声音的产生与传播时，做了下面的实验；
（1）如图甲所示，用悬挂着的乒乓球接触正在发声的音叉，可观察到乒乓球被弹开，这说明了 。
（2）如图乙所示，将正在响铃的闹钟放在玻璃罩内，逐渐抽出其中的空气，将听到响铃的声音 ，并由此推理可以得出 不能传声。
（3）将正在响铃的闹钟用塑料袋包好。放入水中，仍可以听到铃声，说明水可以 。
【答案】（1）声音是由物体的振动产生的；（2）减弱；真空；（3）传声。
【解析】（1）用悬挂着的乒乓球接触正在发声的音叉，乒乓球被弹起，则发声的音叉在振动，说明声音是由发声体振动产生的；
（2）将正在响铃的闹钟放在玻璃罩内，逐渐抽出其中的空气，由于介质的减少，听到的声音的响度也会减小；玻璃罩内被抽成真空，将听不到铃声，这表明声音的传播需要介质，真空不能传声；
（3）将在响铃的闹钟用塑料袋包好，放入水中，仍可以听到铃声，这表明声音能在水中传播，即液体能够传声。
故答案为：（1）声音是由物体的振动产生的；（2）减弱；真空；（3）传声。
3.教师演示探究“声音的产生”的实验装置如图所示，将系在细线上的乒乓球靠近音叉。
（1）当教师用锤敲击音叉的时候，听到音叉发出声音，同时又观察到_____，该实验可以得出的结论是_____。
（2）在实验中，乒乓球将音叉微小的振动放大，这种研究方法叫做_____（填“等效法”、“转换法”或“控制变量法”）。
【答案】乒乓球被弹起；声音是由于物体的振动产生的；转换法。
【解析】通过实验发现，用小锤敲击音叉的时候，音叉发出声音的同时，乒乓球会被弹起一定的角度，说明声音是由于物体的振动产生的；物体的振动有时用眼睛无法直接看到，可以将微小振动放大，通过乒乓球是否被弹起判断物体是否在振动，被弹起的高度来判断物体振动幅度的大小，这种思维方法叫做转换法。
实验二、声音是如何传播出去的
1.声音以波的形式传播，声音的传播需要有介质；没有介质，即便物体振动，我们也听不到声音。这是声音能不能传播出去和我们能听到声音所必须满足的条件。
2.探究声音的传播：声音的传播需要介质，传播声音的介质可以是气体、液体和固体，没有介质声音无法传播。
（1）把发声体（闹钟等）放在密闭容器中，慢慢抽出里面的空气，可以发现声音逐渐减小，直至听不到声音。这说明声音的传播需要介质，没有介质声音无法传播。
（2）气体传声的例子：人们之间说话交流等。液体可以传声的例子：敲击鱼缸，鱼快速反应。固体传声的例子：一个同学轻敲桌子的一端，另一同学把耳朵贴在桌子的另一端的桌面上，能听到敲桌子的声音等。
（3）在太空中声音无法传播（太空是真空），宇航员与地面通话靠的是电磁波（无线电）。
【典例1】（2021·淄博）图中是利用钢尺探究声现象的实验情景。
（1）将钢尺紧压在桌面上，一端伸出桌边。拨动钢尺发出声音，说明声音是 产生的。
（2）保持钢尺伸出桌面的长度不变，用大小不同的力拨动，发出声音的 不同；改变钢尺伸出桌面的长度，用相同的力拨动，发出声音的 不同。
（3）将钢尺伸出桌面的一端对着点燃的蜡烛，拨动钢尺发现烛焰熄灭，说明声音可以传递 。
【答案】（1）物体振动；（2）响度；音调；（3）能量。
【解析】（1）拨动钢尺发出声音，说明声音是物体振动产生的。
（2）保持钢尺伸出桌面的长度不变，用大小不同的力拨动，发出声音的响度不同，因为力度不同，物体的振幅不同，响度则不同。改变钢尺伸出桌面的长度，用相同的力拨动，发出声音的音调不同，因为钢尺伸出桌面的长度不同，振动的频率不同，则音调不同。
（3）拨动钢尺发现烛焰熄灭，说明声音可以传递能量，使烛焰熄灭。
【典例2】（2021·潍坊)一同学从实验室借来带密封条的玻璃罩、抽气泵等器材，分别进行了下列探究，请你根据观察到的实验现象，选择“变大”、“变小”或“不变”填入空格中。
(1)将图甲所示正在响铃的闹钟放入玻璃罩内，抽走罩内气体，闹铃的声音________；
(2)将图乙所示盛有少量热水的烧杯放入玻璃罩内，抽走罩内气体，杯内的水沸腾，杯内水的温度值________；
(3)将图丙所示的装置放入玻璃罩内，抽走罩内气体，试管内外水面的高度差________。
【答案】(1)变小；(2)变小；(3)变小。
【解析】（1）声音的传播需要介质，将图甲正在响铃的闹钟放入玻璃罩内，抽走罩内气体，闹铃的声音会变小；
（2）水的沸点与大气压强有关。将盛有少量热水的烧杯放入玻璃罩内，抽走罩内气体，杯内的气压降低，水的沸点变小，水沸腾，杯内水的温度值将变小；
（3）试管内外水面的高度差是因为大气压强引起的。将图丙所示的装置放入玻璃罩内，抽走罩内气体，气压降低，试管内外水面的高度差变小。
1.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】（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．
2.下面四幅图片是有关声现象的四个实验图：
⑴如图甲所示，当瓶中空气不继被抽出时，可听到振铃声__________，由此推理可知：_____________。
⑵如图乙所示，敲鼓时用力越大，听到的鼓声越______；此现象表明影响声音响度的因素是声源的_____。
⑶如图丙所示，用一张硬卡片先后快拨和慢拨木梳的齿（两次用的力一样大），能够听出卡片声音的______发生了变化，这个实验用来探究_______________。
⑷如图丁所示，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，就可听到钢尺振动发出的声音。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；若逐渐增加钢尺伸出桌面的长度，钢尺振动发出声音的音调会逐渐变_______。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振动，却听不到声音，这是由于____________________。
【答案】减小声音传播需要介质大振幅决定的音调音调与声音频率的关系响度低频率低于20Hz
【解析】（1）图甲是验证声音的传播需要介质的实验，当瓶内空气越来越少时，传声介质越来越少，听到声音越来越小，说明声音是靠介质传播的，介质越少传声越困难，由此可以推断，当传声介质抽净时，就不传声了，即真空不能传声；
（2）响度跟物体的振动幅度有关，振幅越大，响度越大，所以，敲鼓时用力越大，振幅越大，鼓声越大，此现象表明影响声音响度的因素是声源的振幅；
（3）用硬卡片快速拨动木梳齿时，木梳齿振动快，频率大小，音调高，慢拨木梳齿时，木梳齿振动慢，频率小，音调低，所以快拨和慢拨木梳齿可以探究音调和频率的关系；
（4）根据题意知道，若用更大的力拨动钢尺，则钢尺的振幅变大，听到声音的响度会变大；
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；逐渐增加钢尺伸出桌面的长度，钢尺振动发出声音的音调会逐渐变低；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。
3.如图所示，将一只通电的小电铃放在连通于抽气机的玻璃罩内，请回答下列问题：
（1）用抽气机把玻璃罩内的空气逐渐抽出，将会发现________；
（2）如果把空气又逐渐地通入玻璃罩内，将会发现____________________；
（3）此实验说明了____________________________________。
【答案】铃声越来越小；铃声越来越大；声音的传播需要介质，真空不能传声。
【解析】(1)用抽气机把玻璃罩内的空气逐渐抽出，随着玻璃罩内空气越来越少，会发现听到的铃声越来越小；
(2)当把空气又逐渐地通入玻璃罩内的过程中，我们会发现听到的铃声越来越大；
(3)此实验说明了声音的传播需要介质，真空不能传声。
实验三：探究影响音调高低的因素
1.音调与物体振动频率有关、与物体的结构有关，同一物体，当其结构发生变化时，其振动频率也相应跟着变化，也就是说音调也会发生变化（如乐器的演奏、瓶中水量多少等）。
2.物体的大小、粗细、结构发生变化，其振动频率发生变化；如：用手指按压琴弦不同位置、拨动不同粗细的琴弦、用手指堵住笛子的不同气孔、拨动伸出桌子不同长度的钢板尺等都会改变声音的音调。
3.实验探究：影响音调高低的因素
（1）实验过程：将一把钢板尺紧压在桌面上，调节伸出桌面钢板尺的长度，用相同的力度分别拨动钢板尺，听声音音调的变化，并观察钢板尺振动快慢情况，记录每次实验结果。
（2）实验结论：物体振动的越快，物体发声的音调越高；物体振动的越慢，物体发声的音调越低。音调的高低与物体振动快慢（频率）有关。
【典例1】（2020•淄博）图中是利用钢尺探究声现象的实验情景。
（1）将钢尺紧压在桌面上，一端伸出桌边。拨动钢尺发出声音，说明声音是 产生的。
（2）保持钢尺伸出桌面的长度不变，用大小不同的力拨动，发出声音的 不同；改变钢尺伸出桌面的长度，用相同的力拨动，发出声音的 不同。
（3）将钢尺伸出桌面的一端对着点燃的蜡烛，拨动钢尺发现烛焰熄灭，说明声音可以传递 。
【答案】物体振动；响度；音调；能量。
【解析】（1）拨动钢尺发出声音，说明声音是物体振动产生的。
（2）保持钢尺伸出桌面的长度不变，用大小不同的力拨动，发出声音的响度不同，因为力度不同，物体的振幅不同，响度则不同。改变钢尺伸出桌面的长度，用相同的力拨动，发出声音的音调不同，因为钢尺伸出桌面的长度不同，振动的频率不同，则音调不同。
（3）拨动钢尺发现烛焰熄灭，说明声音可以传递能量，使烛焰熄灭。
故答案为：物体振动；响度；音调；能量。
【典例2】（2021·广西中考真题）如图甲所示，用大小相同的力从左向右敲击水瓶琴，其发出的音调将 ___________（选填“升高”或“降低”）；如图乙所示，将正在发声的音叉轻触系在细绳上的乒乓球，音叉产生声音的 ___________（选填“音调”或“响度”）越大，乒乓球被弹开的幅度越大。
【答案】升高；响度。
【解析】[1]用力敲击水瓶琴时，声音是由水和瓶子振动发出的，由于从左向右水的质量越来越小，所以振动越来越快，故发出的音调将升高。
[2]因为响度由振幅决定，将正在发声的音叉轻触系在细绳上的乒乓球，音叉产生声音的响度越大，音叉振幅越大，则乒乓球被弹开的幅度越大。
1.小明同学在学习完课本上“探究声音的响度与哪些因素有关”的实验后，回到家中想用铁脸盆和等材料来做这个实验，请帮助她完成探究报告。
（1）提出问题：声音的响度与振幅有什么关系？
（2）猜想与假设：______________。
（3）进行实验与收集证据：
A．需要实验器材：铁脸盆、水、钢勺．
B．在铁脸盆中装入适量的水，用钢勺轻敲铁脸盆，会发现铁脸盆中的水在跳动。
C．用较大的力敲铁脸盆，发现铁脸盆中的水跳动比步骤B中的水跳动________（选填“高”“低”或“不变”）。
（4）结论：通过分析，结合提出的问题，你能初步得出结论：___________________。
（5）评估：你还可以用这些器材来探究什么问题____________？（写出探究的问题即可）
【答案】振幅越大,响度越大；高；响度与振幅有关，振幅越大，响度越大；声音是怎样产生的或音调高低与水多少有关吗?
【解析】(2)本题所研究的问题是声音的响度与振幅有什么关系?因此，可以猜想：振幅越大，响度越大；(3)根据实验现象可知，用较大的力敲铁脸盆，发现铁脸盆中的水跳动比步骤B中的水跳动高；(4)通过实验分析，我们可以得出的结论是：响度与振幅有关，振幅越大，响度越大；(5) 因为实验中可以看到水的跳动，故还可以用这些器材来研究：声音怎样产生；另外在水盆中将入不同深度的水时，盆的振动频率会变化，所以还可以研究：音调高低与水的多少有关吗？
2.如图是探究声音产生及其特性的小实验：
（1）用手拨动塑料尺，塑料尺会发出声音，说明声音是由物体的______而产生。
（2）若增大塑料尺振动的幅度，则声音的______增大。
（3）改变塑料尺伸出桌边的长度，会使声音的______发生改变。
【答案】（1）振动；（2）响度；（3）音调。
【解析】（1）用手拨动塑料尺，塑料尺会发出声音，说明声音是由物体的振动产生的；
（2）若增大塑料尺振动的幅度，则声音的响度增大；
（3）改变塑料尺伸出桌边的长度，会使声音的频率发生变化，也就是音调发生变化。