物理培优声现象辅导专题训练附详细答案.docx

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物理培优声现象辅导专题训练附详细答案

一、初中物理声现象问题求解方法

1．有一根长100米的空心钢管，甲同学在一端敲打钢管一下，乙同学在钢管的另一端可以听到（）

A．一次回声B．两次回声C．三次回声D．四次回声

【答案】B

【解析】

【分析】

声音的传播是需要介质的，声音在不同介质中传播速度不同，在固体中最快，其次是液体中，最后是在气体中。

【详解】

甲同学在一根空心钢管的一端敲一下，声音会在钢管和空气中同时传播，因为声音在固体中最快，在气体中最慢，第一次听到的声音是通过钢管传来的；第二次听到的声音是通过空气传来的，则乙同学会听到两次敲击声。

故选B。

2．关于下列四个情景的说法错误的（　　）

A．

发声扬声器旁的烛焰晃动，说明声波能传递能量

B．

不能听到真空罩中闹钟的闹铃声，说明声波的传播需要介质

C．

发声的音叉将乒乓球弹开，说明发声的物体在振动

D．

8个相同玻璃瓶装不同高度的水，敲击它们时发出声音的音色不同

【答案】D

【解析】

【详解】

A．扬声器发出的声音使烛焰不停晃动，说明声音能传递能量，该选项正确，不符合题意；

B．当空气被不断抽出后，铃声逐渐减弱，最后听不到，说明声音的传播需要介质，真空不能传声，该选项正确，不符合题意；

C．当乒乓球接触到音叉时被弹开，说明发声体在振动，该选项正确，不符合题意；

D．8个相同玻璃瓶装不同高度的水，敲击它们时，音色是相同的，但振动的频率不同，音调不同，故D错误，符合题意。

故选D。

3．在演示声音是由物体的振动发生的实验中，将正在发声的音叉紧靠悬线下的泡沫塑料球，球被多次弹开。

在此实验中，泡沫塑料球的作用是（）

A．使音叉的振动尽快停下来

B．使音叉的振动时间延长

C．将音叉的微小振动放大，便于观察

D．使声波多次反射，形成回声

【答案】C

【解析】

【分析】

声音是由物体振动产生的，但这种振动往往不易观察，需要将实验效果进行“放大”；“转换法”是中学物理中一种重要的研究方法，可以借助某些物体的特性来研究看不到或不易观察到物质，形象直观，据此判断。

【详解】

正在发声的音叉与不发声的音叉的区别在于：

正在发声的音叉在振动，而不发声的音叉没有振动；由于音叉振动的幅度过小，人眼无法直接观察和区分，所以用“转换法”将这个实验效果进行放大；当把悬挂的泡沫塑料球紧靠在正在发声的音叉上时，音叉的振动将泡沫塑料球弹开，即把音叉的微小振动放大成泡沫塑料球的振动，以便于观察和进一步的研究；故选C。

4．关于声现象下列说法正确的是（　　）

A．“掩耳盗铃”的寓言故事中，讲述的是在声源处减弱噪声

B．吹奏笛子时，演奏者用手指按住不同气孔，是为了改变发出声音的响度

C．两名宇航员在太空中不能直接对话，是因为声音不能在真空中传播

D．听声辨人主要是由于声音的响度不同

【答案】C

【解析】

【详解】

A．“掩耳盗铃”中的“掩耳”是在人耳处减弱噪声，故A错误；

B．吹奏笛子时，演奏者抬起压在不同出气孔上的手指，是为了改变振动的空气柱的长度，即改变空气柱振动的快慢，故是为了改变音调，故B错误；

C．太空中没有空气，而真空不能传声，因此两名宇航员在太空中不能直接对话，是因为声音不能在真空中传播，故C正确；

D．每个发声体的音色是不同的，听声就能辨人是由于声音的音色不同，故D错误。

故选C。

5．山西民歌具有悠久的发展历史和深厚的文化底蕴，伴随着历史的足迹代代传唱。

如图是某歌手在台上演唱晋北河曲民歌《走西口》的情景，关于歌手的歌声，下列说法正确的是（　　）

A．歌手停止演唱时麦克风还会传出她的歌声

B．歌手使用麦克风是为了提高声音的音调

C．台下观众听到的歌声是通过空气传播到人耳中的

D．优美的歌声一定不会成为噪音

【答案】C

【解析】

【分析】

（1）声音是由物体的振动产生的，振动停止，发声停止；

（2）麦克风可将声音的响度扩大，但不能提高音调；

（3）声音的传播是需要介质的，它既可以在气体中传播，也可以在固体和液体中传播，但不能在真空中传播；

（4）凡是影响人们正常的学习、生活、休息等的一切声音，都称之为噪声。

【详解】

A．歌手停止演唱时，即声带振动停止，发声也停止，则麦克风不会再传出她的歌声，故A错误；

B．歌手使用麦克风是为了提高声音的响度，但不能提高声音的音调，故B错误；

C．台下观众听到的歌声是通过空气传播到人耳中的，故C正确；

D．歌手们动听的歌声，如果影响了他人的休息或学习时，就属于噪声，故D错误。

故选C。

6．2013年6月20日，女航天员王亚平在中国首个目标飞行器“天宫一号”上为青少年授课．下列说法正确的是（）

A．王亚平讲课发出的声音是由她的声带振动产生的

B．王亚平讲课的声音很大是因为她的声音频率很高

C．王亚平讲课的声音是通过声波传回地球的

D．在太空讲话声带不振动也能发出声音

【答案】A

【解析】

【分析】

【详解】

声音是由物体振动产生的，王亚平讲课发出的声音是由她的声带振动产生的，故A正确；王亚平讲课的声音很大是因为她的声音响度很大，故B错；

声波不能在真空中传播，她的声音是通过电磁波传过来的，故C错；

声带不振动是不能发声的，故D错；

应选A．

7．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,

。

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

。

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340m/sB．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DBA

【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340m/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；

（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

可知，波长会变长，故选A。

8．某同学乘坐一辆汽车面对一座高山。

已知声音传播速度为340m/s。

求：

（1）若汽车是静止的，汽车鸣一声喇叭，历时t=5s听到回声，则汽车距离高山多远？

（2）若汽车以10m/s的速度正对着高山驶去，汽车鸣一声喇叭，历时t=3s听到回声。

鸣喇叭时汽车距离高山多远？

【答案】

（1）850m；

（2）525m。

【解析】

【分析】

【详解】

（1）声音传播到高山的时间

t=

×5s=2.5s，

汽车到高山的距离：

s=v2t=340m/s×2.5s=850m；

（2）在3s的时间内，汽车行驶的距离：

s1=v1t=10m/s×3s=30m，

声音传播的距离：

s2=v2t=340m/s×3s=1020m，

设按喇叭时汽车到高山的距离为s，则：

2s=s1+s2，

s=

=525m。

答：

（1）若汽车是静止的，则汽车距离高山850m远；

（2）鸣喇叭时汽车距离高山525m。

9．某同学为了探究物体发声时振动的频率高低与哪些因素有关，他选择了四根钢丝进行实验，如图所示。

具体数据如下表：

编号

材料

长度

粗细

松紧

甲

钢丝

10cm

0.2mm2

紧

乙

钢丝

10cm

0.1mm2

紧

丙

钢丝

5cm

0.1mm2

紧

丁

钢丝

5cm

0.1mm2

松

（1）用同样的力拨动钢丝甲和乙，发现拨动______钢丝时的音调高。

由此可以得出的结论是：

在弦的长度、松紧程度相同时，振动的频率高低与弦的_________有关。

（2）为了探究发声体振动的频率高低与弦的长度的关系时，他应用同样大小的力先后拨动_______和________钢丝。

（3）先后用同样大小的力拨动钢丝丙和丁，可以得出的结论是：

_____________

【答案】乙粗细乙丙在钢丝的长度，粗细相同时，钢丝越紧，音调越高。

【解析】

【分析】

本题考查实验探究能力。

【详解】

（1）[1][2]因为甲、乙两根钢丝的长度、松紧度一样，甲比乙粗，乙振动的频率大音调高，该过程是利用控制变量法来研究发声体的音调与其粗细的关系；

（2）[3][4]如果探究发声体音调高低与弦的长度的关系，必须控制两根钢丝的粗细、松紧度一样符合条件的是乙和丙两根钢丝；

（3）[5]由图可以知道钢丝丙和丁长度、粗细相同，钢丝的松紧不同先后用同样大小的力拔动丙和丁两根钢丝，丙钢丝发出的音调高丁钢丝发出音调低，由此可以得出的结论是：

在钢丝的长度、粗细相同时钢丝越紧音调越。

10．下图中的实验是我们在学习声现象知识，做过的一些探究性实验：

（

）其中可用来探究声音产生条件的实验有：

________（填序号）

（

）图①实验中在抽气的过程中出现的现象是：

________；实验结论是：

________；

（

）图④实验中将鼓面上放一些纸屑，其研究方法是：

________；

（

）图⑤实验探究的是：

________的关系．

（

）图⑧实验说明：

________．

【答案】②⑥闹钟铃声的响度逐渐变小声音的传播需要介质，真空不能传声转化放大法音调的高低与频率声音具有能量

【解析】

【分析】

【详解】

①钟罩实验探究的内容为声音传播的条件；②发声的音叉插入水中探究的是声音产生的条件；③水中敲击石块能听到声音，探究的是水能否传声；④探究的是响度与振幅的关系；⑥探究声音产生的条件；⑦探究的是管乐器的音调与空气柱长短的关系；⑧探究的是声音与能量的关系；故其中可用来探究声音产生条件的实验有②⑥；在图①中向外抽气，闹钟铃声的响度逐渐变小，说明声音的传播需要介质，真空不能传声；在图④中用大小不同的力敲鼓，发现纸屑跳动幅度不同，因鼓面的振动幅度较小不易观察，放上纸屑将其振动放大，故称为转化放大法；在图⑤中用不同的速度划过木梳，由于运动快慢不变，即振动的频率不同，所以音调不同，故探究的是音调的高低和物体的振动快慢关系；在图⑧实验中，烛焰摆动，说明声音能传递能量；

11．在探究声音的产生与传播时，小明和小华一起做了下面的实验：

（1）如图①所示，用悬挂着的乒乓球接触正在发声的音叉，可观察到________，它说明了________．此探究中悬挂着的乒乓球的作用是________．

（2）如图②所示，为了验证

（1）中的探究结论，小华同学用手使劲敲桌子，桌子发出了很大的声响，但他几乎没有看到桌子的振动，为了明显地看到实验现象，你的改进方法是：

________．

（3）如图③所示，敲响右边的音叉，左边完全相同的音叉也会发声，并且把泡沫塑料球弹起．该实验能说明________可以传声．

（4）如图④所示，把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________，并由此推理可知：

________．

【答案】乒乓球弹跳起来发声的物体在振动将音叉的振动放大在桌面上撒一些纸屑空气铃声越来越小真空不能传声

【解析】

【分析】

【详解】

（1）用悬挂着的乒乓球接触正在发声的音叉，可观察到乒乓球弹跳起来；它说明发声体在振动；音叉的振动不能直接观察，乒乓球起的作用是将音叉的振动放大，更容易直观观察；

（2）桌子是较大的物体，发声振动不易观察，可转换成桌面上小纸屑的振动，所以可在桌子上放一些小纸屑；

（3）敲击右面的音叉，左面的小球跳起来了，说明空气可以传声；

（4）瓶内空气越来越少，声音就越来越小，是声音传播的物质（空气）逐渐减少造成的，由此可以推出：

真空不能传声．

12．如图所示的是探究声现象的三个实验情景，请回答下列问题：

（1）如图甲所示，用竖直悬挂的乒乓球接触发声的音叉时，乒乓球被弹起，这个现象说明_____；乒乓球在实验中的作用是_____；如果加大力度敲击音叉，发现乒乓球被弹得越远，听到的声音的响度也越大，这个现象说明_____．

（2）如图乙所示，敲击右边的音叉，左边完全相同的音叉把乒乓球弹起，这个现象说明_____；若把甲、乙两个实验移到月球上去做，不能看到泡沫塑料球被弹起的图是_____（选填“甲”或“乙”）．

（3）如图丙所示，将一把钢尺紧按在桌面上，先让一端伸出桌边短一些，拨动钢尺，听它振动发出的声音，然后一端伸出桌边长一些，再拨动钢尺，听它振动发出的声音，使钢尺两次振动幅度大致相同．比较两种情况下，第_____次钢尺振动得快，它的音调_____（填“高”或“低”），这说明音调与_____有关．

【答案】发声体在振动把音叉的振动放大振幅越大，响度越大空气能传声乙一高频率

【解析】

【分析】

【详解】

（1）声音由振动产生，为了表示发声体的振动，采用放大法，所以如图甲所示，用竖直悬挂的乒乓球接触发声的音叉时，乒乓球被弹起，这个现象就说明发声体在振动；

音叉的振动是不容易直接看到的，而乒乓球的跳动很容易看到，所以乒乓球在实验中的作用就是将音叉的振动放大；

如果加大力度敲击音叉，发现乒乓球被弹得越远，听到的声音的响度也越大，这个现象说明振幅越大，响度越大．

（2）如图乙所示，敲击右边的音叉，左边完全相同的音叉把乒乓球弹起，这个现象说明右边音叉的振动能通过空气传递到左边的音叉，即空气能传声；

因为声音的传播需要介质，真空不能传声，所以把甲、乙两个实验移到月球上去做，不能看到泡沫塑料球被弹起的是乙图，因为声波不能从右边传递到左边，而敲击甲图的音叉是仍然能够振动的，泡沫塑料球会被弹起．

（3）使钢尺两次振动幅度大致相同，即保证振幅相同，而两次伸出桌面的长度不同，振动的频率不同，可以比较音调与频率的关系．

比较两种情况，第一次钢尺伸出短，振动得快，它的音调高，这说明音调与频率有关．

13．下面是一组有关声的实验，请正确作答．

（1）如图甲，用发声的音叉接触水面时，水花四溅，此实验是用来探究_______（选填字母代号）；

A．声音产生的原因B．决定音调的因素

C．声音能否在空气中传播D．声音传播是否需要时间

（2）如图乙，将正在发声的手机悬挂在广口瓶内，再把瓶内的空气逐渐的抽出，声音逐_____，若瓶内已抽成真空，将听不到声音，说明：

__________________________．

（3）如图丙，小明有节奏地敲击鼓面，鼓面发出低沉的咚咚声．用更大的力敲击鼓面，听到的声音变大，同时看到小纸片跳动的幅度_____（选填“变大”、“变小”或“不变”），表明鼓面振动的_____越大，声音的响度越大．

（4）如图丁，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．逐渐增加钢尺伸出桌面的长度，用同样的力拨动钢尺，发现钢尺振动的频率逐渐变_____（选填“大”或“小”），发出声音的音调逐渐变低，这表明声音的音调与发声体振动的_____有关．

【答案】A减小真空不能传声变大幅度小频率

【解析】

【详解】

（1）[1]声音是由物体的振动产生的，用发声的音叉接触水面时，水花四溅，说明了发声体在振动，故选A；

（2）[2][3]声音的传播需要介质，把瓶内的空气逐渐的抽出，声音逐减小，若瓶内抽成真空，将听不到声音，说明真空不能传声；

（3）[4][5]用大小不同的力敲击鼓面，鼓面振幅不同，响度不同，用更大的力敲击鼓面，振幅大，小纸片跳动的幅度大，声音的响度大；

（4）[6][7]钢尺伸出越长，振动越慢，频率越低，音调越低，说明声音的音调与发声体振动的频率有关．

14．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。

15．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。

二、初中物理热学问题求解方法

16．如图所示，某单缸四冲程汽油机工作状态如图所示，此时的能量转化是__________；若飞轮的转速为

，该汽油机每秒共经历了______________个冲程；汽油机工作时利用水循环将热量从高温的发动机自发转移到低温的水，这一现象说明_____________。

【答案】机械能转化为内能60能量的转移具有方向性

【解析】

【分析】

【详解】

[1]从图中可看到，进气门、排气门都关闭，活塞向上运动，这是压缩冲程，能量转化是机械能转化为内能。

[2]由题意可知，飞轮每秒转数是

飞轮转两转，汽油机经历一个工作循环，即经历4个冲程，1s内转30r，经历的冲程数量是

[3]热量能够从高温的物体转移到低温的物体，汽油机工作时利用水循环将热量从高温的发动机自发转移到低温的水，这一现象说明能量的转移具有方向性。

17．某小型汽油发电机外形如图所示，其实质是利用一个汽油机带动一个发电机来发电．该发种电机铭牌部分数据如下表所示，根据表中的数据求：

发动机（汽油机）

发电机

型号

XGQF5.0

型号

XGQF5.0

额定功率8.3kW

额定输出功率5kW

噪声

73db

额定输出电压220V

连续运行时间8h

额定频率

50Hz

强制水冷四冲程

自动电压保护

（1）在允许的连续运行时间内，发电机以额定功率输出，能够提供的电能是多少度？

（2）已知汽油的热值是q＝4.6×l07J/kg，密度是0.71×103kg/m3，设该汽油机的效率为35%，则该汽油发电机油箱的容积至少需要多大？

（3）汽油发电机将内能转化为电能的效率是多少？

【答案】

（1）40

（2）20.9L（3）21.1%

【解析】

【分析】

（1）已知发电机的额定功率和连续工作时间，根据公式

的变式，可求发电机能够提供的电能；

（2）已知汽油的热值和效率，根据公式

可求消耗的汽油体积；

（3）先计算出1小时产生的电能，已知产生的电能和机械能，二者之比就是汽油发电机将内能转化为电能的效率。

【详解】

（1）发电机能够提供的电能

故能够提供的电能是40度。

（2）根据

，

，

得，汽油机的效率

则油箱的最小容积：

故油箱的最小容积为20.9L。

（3）汽油发电机将内能转化为电能的效率

则汽油发电机将内能转化为电能的效率为21.1%。

答：

（1）在允许的连续运行时间内，发电机以额定功率输出，能够提供的电能是40度；