物理声现象问题求解的专项培优 易错 难题练习题附答案

一、初中物理声现象问题求解方法1．阅读《从传声筒到移动通信》，回答问题。

从传声筒到移动通信电话完全进入了我们的生活，我们每天都离不开它，你知道科学家们发明电话是受什么启发吗?是传声筒。

让我们去参观中国科技馆二层探索与发现主题展B 厅——声音之韵展，观察、研究一下传声筒，直观地去体验传声筒传递声音的过程吧。

装置简介:两个非常粗的传输声音的金属管在空中盘成螺旋状，布置在展区的两个不同位置，相距大约十几米长，图1左上角就是其螺旋状的管路之一。

两个传输声音的金属管分别为听筒管路和话筒管路，两个传输声音的金属管端口分别是听筒和话筒，如图2所示。

就像人打电话一样，用话筒说话，用听筒听声音，如图3所示。

声音是由物体振动所产生。

在振动介质（空气、液体或固体）中某一质点在平衡位置附近来回发生振动，并带动周围的质点也发生振动，逐渐向各方向扩展，这就是声波。

声波前进的过程是相邻空气粒子之间的接力赛，它们把波动形式向前传递，它们自己仍旧在原地振荡，也就是说空气粒子并不跟着声波前进!如图4所示，连续振动的音叉，使周围的空气分子形成疏密相间的连续波形。

声波是一种振动的机械波，它的基本参数是频率f 、波长λ和波速v 。

通过示波器可观测到可视化波形如图5所示。

频率是声源（或某一质点） 1秒内来回振动的次数（单位为赫兹Hz ）,而声源完成一次全振动经过的时间为一个周期T ,其单位为秒。

显然,1f T=。

频率与人耳主观感觉声音的音调有关。

频率越高，音调也越高。

振幅与声音的强度有关。

波长是声波在一个周期内传播的距离，也是波形图中相邻波峰（或波谷）的距离。

这三者的关系是v f λ=。

人耳能感觉到的声波频率范围在20~20000Hz ，称为音频波。

在这个频率范围以外的振动波，就其物理特性而言与声波相似，但在人类不引起声音感觉。

声速亦称音速，是声波通过介质传播的速度，它和介质的性质与状态（如温度）等因素有关。

在空气中声速为334. 8m/s （22°C 时）， 水中声速为1440m/s ，在钢铁中声速为5000m/s 。

现实世界中充斥着各种各样的声波，但因为声波的能量随扩展的距离逐渐消耗，最后声音消失，一旦声源远离接受者就无法准确获得信息。

早在十八世纪欧洲已有“电话”一词，用来指用线串成的话筒（以线串起杯子）。

电话的出现要归功于贝尔，早期电话机的原理为:说话声音为空气里的复合振动，可传输到固体上，通过电脉冲于导电金属上传递。

随着现代移动通信技术的快速发展，声音信号的传递借助电磁波传送。

电磁波能够在真空中传播，不但传播速度快，而且频率范围广，但它在水中会被吸收而急剧衰减。

和我们关系最密切的就是手机这种移动通信工具，它兼具发射和接收这两种功能，在同步地球卫星的协助下能使通信范围几乎覆盖地球上的每个角落。

请根据上述材料和你学过的物理知识，回答下列问题:（1）“传声筒”的展示项目，形象地向观众展示了:当一名观众在管路一侧发声，管路中的_________产生振荡，另一侧的观众能够听到传输的声音，两人可进行对话。

（2）以下应用或工具利用“传声筒”原理的是（___________）A．超声波医学检查 B．水瓶琴C．天坛回音壁 D．医生给病人看病用的听诊器（3）下列说法中正确的是（_____________）A．声音的传播速度一定是340 m/s B．空气粒子并不跟着声波前进C．声和电磁波都能在真空中传播 D．潜入水中的潜艇通信使用电磁波（4）一列声波从空气中传入水中，以下说法正确的是（___________）A．波速变大，波长变长B．波速变小，频率不变C．波速变大，频率增大D．波速变小，波长变长【答案】空气 D B A【解析】【分析】【详解】(1)[1]声音是由物体的振动产生的，声音的传播需要介质，空气可以传声，当一名观众在管路一侧发声，管路中的空气产生振荡，把声音往另一侧的观众传播；(2)[2]“传声筒”的声音在管道内传播，使声音更加集中，声音的响度会更高，这样能够收到更清晰的声音信息；A．超声波医学检查，只要是利用声音传递信息，A项不合题意；B．水瓶琴强调液体振动可以发出声音，B项不合题意；C．天坛回音壁只要是利用声音的反射，出现回声现象，C项不合题意；D．医生给病人看病用的听诊器只要是利用声音在听诊器管道内传播，使声音更加集中，声音的响度会更高，这样能够收到更清晰的声音信息，这与“传声筒”原理一样，选项D符合题意；(3)[3]A．从材料中可以看到，在空气中声速为334. 8m/s（22°C时），水中声速为1440m/s，在钢铁中声速为5000m/s，声音的传播速度在不同介质中是不同的，所以说声音的传播速度不一定是340 m/s，A错误；B．从材料中可以看到，声波前进的过程是相邻空气粒子之间的接力赛，它们把波动形式向前传递，它们自己仍旧在原地振荡，也就是说空气粒子并不跟着声波前进，B正确；C．声音不能在真空中传播，但电磁波可以在真空中传播，C错误；D．潜入水中的潜艇通信不是使用电磁波，因为电磁波在水中会被吸收而急剧衰减，D错误；=可知，波(4)[4]一列声波从空气中传入水中，声速会变大，但是其频率不变，根据v fλ长会变长，故选A。

2．在音乐会上，女高音轻声伴唱，男低音放声高歌，其中音调高的是________歌者，响度大的是________歌者（选填男、女）.【答案】女男【解析】【详解】[1]我们所说的“男低音、女高音”，都是指声音的高低，即指的是音调的高低；音调高的是女高音；[2]我们所说的“放声高歌、轻声伴唱”，都是指声音的大小，即指发出声音的响度，故响度大的是男低音。

3．将一只正在发声的音乐芯片挂在钟罩内，如图所示：用抽气筒把钟罩内的空气逐渐抽出，将会发现声音 _____；此实验可以推理得出______的结论。

实验中声音无法完全消失的原因可能是________ 。

（写出一种）【答案】逐渐减小声音的传播需要介质声音通过上方的固体传声【解析】【分析】【详解】[1]将一只正在发声的音乐芯片挂在钟罩内，用抽气筒把钟罩内的空气逐渐抽出，传递声音的介质变少，所以将会发现声音逐渐变小；[2]此实验可以推理得出：声音的传播需要介质（或真空不能传声）的结论；[3]实验中声音无法完全消失的原因可能是：声音通过上方的固体传声，或空气抽不干净。

4．考场内翻阅试卷的声音是由纸张的_______产生的；“不敢高声语，恐惊天上人”中的“高”是指声音的_______（响度/音调/音色）；中考期间考场周围常常设有禁止鸣笛的标志，这是从_______减弱噪声的。

【答案】振动响度声源处【解析】【分析】【详解】[1]声音是由物体的振动产生的，所以考场内翻阅试卷的声音是由纸张的振动产生的。

[2]“不敢高声语，恐惊天上人”中的“高”是指声音的大小，即指声音的响度。

[3]中考期间考场周围常常设有禁止鸣笛的标志，这是指车辆禁止鸣笛，这是从声源处减弱噪声的。

5．利用超声波给金属工件探伤是利用声波传递________(选填“能量”或“信息”)；为提高全体市民的防空安全意识，某市每年都要进行防空警报演练．为了使警报声传的更远，应该提高警报声的________(选填“音调”“响度”或“音色”)．【答案】信息响度【解析】【详解】利用超声波给金属工件探伤是利用声波传递信息；进行防空警报演练时，为了使警报声传的更远，应该提高警报声的响度．【点睛】本题考查声音可以传递信息，也可以传递能量；响度与物体振幅有关，振幅越大，响度越大，距离发声体越远，声波的振幅越小，响度越小．6．小明在吉他演奏中发现，琴弦发出的音调与弦线的长度、粗细和张力有关．于是他想（1）利用弦音计做研究，如图所示，其中a、b、c、d四根弦线的张力相同．①若他选择b、d两弦线做实验，则研究的目的是探究音调与弦线_____的关系．②若他要研究音调与弦线粗细的关系，则应选择_____和_____两弦线做实验．③小明研究后得出结论：在其他条件相同的情况下，弦线越长，发出的音调越低；弦线越粗，发出的音调越低．（2）请你据如图判断，在张力相同的情况下，分别按住A点、B点、C点后拨动琴弦，发出的音调最高的是按住_____点，最低的是按住_____点．【答案】长度 a b A B【解析】【分析】【详解】(1)弦乐器的音调与弦的长短粗细和张力有关，在研究弦乐器的音调与哪些因素有关时，用到的实验方法为控制变量法，若他选择b、d两弦线做实验，两者的粗细和张力相同，所以研究的目的是探究音调与弦线长度的关系．若他要研究音调与弦线粗细的关系，应该控制他们的长度和张力相同，满足该条件的是a和b两弦线．(2)按住AC两点比较，按住A点时弦较短，所以发出的音调较高的是按住A，发出的音调较低的是按住C按住BC两点比较，按住B点时弦较粗，所以发出的音调较高的是按住C，发出的音调较低的是按住B，所以分别按住A点、B点、C点后拨动琴弦，发出的音调最高的是按住A点，最低的是按住B点．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。

(2)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_______、_______。

(3)本探究实验中研究方法是：__________________【答案】A B C A D F80 1.02控制变量法【解析】【详解】(1)[1][2][3]为了验证猜想一，即音调高低可能与横截面积有关，需要保持琴弦的长短和琴弦的材料不变，从表格的数据可以看出，编号A、B、C符合要求，它们的材料相同，都是铜，长度相同，都是60cm，只是横截面积不同；[4][5][6]为了验证猜想二，即音调高低可能与长短有关，需要保持琴弦的材料和琴弦的横截面积不变，从表格的数据可以看出，编号A 、D 、F 符合要求，它们的材料相同，都是铜，横截面积也相同，长短不同；(2)[7]为了验证猜想三，即音调高低可能与琴弦的材料有关，从表格的数据可以看出，编号G 、H 的长度和横截面积都相同，只是材料不同，和J 作对比，只需要长度也是80cm 、横截面积也是1.02mm 2即可；(3)[8]本探究实验过程中，三个变量，保持其中两个量不变，对比第三个量的变化与音调高低的关系，这是用到了控制变量法。