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A
C
D
B
D
甲、丙
甲、乙
音调
空气
音色

减少水
【分析】
解题思路是:首先明确敲击铁管后,声音会通过铁管、管内的水、空气三种介质先后向甲同学传播,人耳能区分两次声音的核心前提是两次声音到达人耳的时间差不小于0.1s。具体思考步骤为:第一步,利用速度公式的变形t=s/v,分别计算出声音在铁、水、空气三种介质中传播20m所用的时间;第二步,两两计算相邻两个传播时间的差值,判断差值是否达到0.1s的分辨阈值,如果所有差值都小于0.1s,说明人耳无法区分不同介质传来的声音,最终只能听到1次敲击声。
【解析】
解:已知铁管长度s=20m,三种介质中的声速分别为v铁=5200m/s,v水=1500m/s,v空=340m/s,由速度公式v=s/t变形得t=s/v,分别计算三次传播的时间:
1. 声音在铁中传播的时间:
$t_{铁} = \frac{s}{v_{铁}} = \frac{20m}{5200m/s} \approx 0.0038s$
2. 声音在水中传播的时间:
$t_{水} = \frac{s}{v_{水}} = \frac{20m}{1500m/s} \approx 0.0133s$
3. 声音在空气中传播的时间:
$t_{空} = \frac{s}{v_{空}} = \frac{20m}{340m/s} \approx 0.0588s$
再计算相邻两次声音的时间差:
铁和水的传播时间差:$\Delta t_1 = t_{水} - t_{铁} \approx 0.0133s - 0.0038s = 0.0095s < 0.1s$
水和空气的传播时间差:$\Delta t_2 = t_{空} - t_{水} \approx 0.0588s - 0.0133s = 0.0455s < 0.1s$
所有时间差都小于人耳能区分的最小时间间隔0.1s,人耳无法区分三次不同介质传来的声音,因此只能听到1次敲击声。
【答案】
A
【知识点】
声速与介质的关系;速度公式应用;人耳声分辨条件
【点评】
本题的典型易错点是很多同学会直接根据“长铁管传声能听到三次”的固有经验直接选C,忽略了该结论的前提是铁管长度足够长,不同介质传声的时间差要大于0.1s,解题时必须通过定量计算时间差才能得到正确结果,不能仅凭经验判断。
【难度系数】
0.4
【分析】
这道题核心是区分声音的三个特性:音调、响度、音色的物理含义和生活中的对应场景。解题时首先要明确三个特性的决定因素:音调由发声体振动频率决定,描述声音的“高低”;响度由发声体振幅决定,描述声音的“强弱/大小”;音色由发声体的材料、结构决定,用于区分不同的发声体。之后逐个对照选项的场景,判断描述的是哪个特性,排除错误选项即可得到正确答案。
【解析】
我们逐个分析选项:
A选项:公共场所通电话放低声音,是减小声音的强弱,降低的是声音的响度,不是音调,A错误;
B选项:“不敢高声语,恐惊天上人”中的“高”是指说话声音大,即响度大,不是音调高,B错误;
C选项:合唱团的“高声部”、“低声部”,指的是成员发声时振动的频率高低,对应声音的音调高低,C正确;
D选项:我们能区分钢琴和吉他的声音,是因为两种乐器的发声结构、材料不同,发出声音的音色不同,不是响度不同,D错误。
【答案】
C
【知识点】
声音的响度,声音的音调,声音的音色
【点评】
本题属于声现象的基础易错题,易错点是混淆生活语境中“高”“低”对应的物理特性,要注意结合场景判断:描述音量大小、喊话响度的“高/低”对应响度,描述声音尖钝、声部高低的“高/低”对应音调,区分不同发声体依靠音色,避免凭字面意思误判。
【难度系数】
0.6
【分析】
我们可以结合声现象的核心基础知识点,逐个对选项进行排查判断:首先明确不同场景下发声的振动物体、声音三要素的影响因素、声音传播的必要条件,逐一验证每个选项的正误:1. 先判断A选项,对着试管吹气时,振动发声的是管内空气柱,并非试管和水,敲试管时才是试管和水振动发声,因此A错误;2. 再判断B选项,用大小不同的力敲击编钟,改变的是编钟振动的振幅,影响的是声音的响度,不会改变音调,因此B错误;3. 接着判断C选项,改变钢尺伸出桌面的长度,钢尺振动的频率会随之改变,该操作是探究音调和频率的关系,无法探究响度和频率的关系,因此C错误;4. 最后验证D选项,声音传播必须依赖介质,歌声通过空气介质传到听众耳中,该描述正确,即可选出正确答案。
【解析】
A选项:对着装少量水的试管吹气时,声音是由试管内的空气柱振动产生的,不是试管和水振动发声,A错误;
B选项:用大小不同的力敲击编钟,编钟振动的振幅不同,发出声音的响度不同,音调由编钟自身的振动频率决定,不会随敲击力的大小改变,B错误;
C选项:改变钢尺伸出桌面的长度,钢尺振动的频率发生变化,该实验可以探究音调与频率的关系,不能探究响度跟频率的关系,C错误;
D选项:声音的传播需要介质,真空不能传声,小女孩的歌声是通过空气作为介质传播到听众耳中的,D正确。
【答案】
D
【知识点】
声音的产生,声音的传播,声音的特性
【点评】
本题是声现象的基础概念辨析题,覆盖了声现象多个核心基础考点,易错点是混淆“吹试管”和“敲试管”对应的振动物体,以及混淆音调和响度的影响因素,适合用来巩固声现象的基础概念。
【难度系数】
0.8
【分析】
这道题要求选出关于噪声控制措施描述错误的选项,解题时首先要回忆控制噪声的三类核心途径:声源处控制(防止噪声产生)、传播过程中控制(阻断噪声传播)、人耳接收处控制(防止噪声进入人耳),之后逐一对应每个选项的措施,判断其所属的降噪类型,就能找出描述错误的答案。
【解析】
首先明确控制噪声的三种常规途径:①在声源处减弱,即从噪声产生的源头降低噪声,防止噪声生成;②在传播过程中减弱,通过阻挡、吸收声波的方式阻断噪声的传播路径;③在人耳(声音接收处)减弱,避免噪声进入人耳。
对各选项逐一分析:
A选项:摩托车是产生噪声的声源,安装消声器直接在声源处降低噪声的输出,属于在声源处控制噪声,描述正确。
B选项:公路两侧安装的板墙,是通过阻挡声波传播来降低公路周边区域的噪声,属于在传播过程中减弱噪声,并没有阻止车辆产生噪声,不能防止噪声产生,描述错误。
C选项:道路旁的树木可以吸收部分声波,起到吸声降噪的效果,属于传播过程中减弱噪声的合理措施,描述正确。
D选项:防噪声耳罩佩戴在人耳位置,阻挡噪声进入人耳,属于在声音接收处减弱噪声,描述正确。
综上,说法错误的是B选项。
【答案】
B
【知识点】
噪声的防治途径
【点评】
本题属于声现象的基础题型,重点考察对噪声不同控制途径的区分,易错点是混淆“传播过程中降噪”和“声源处降噪”的适用场景,判断时只需要明确措施的作用对象:作用在发声物体上属于声源处降噪,作用在声音经过的路径上属于传播过程降噪,作用在人耳上属于接收处降噪,就能快速准确判断。
【难度系数】
0.9
【分析】
这道题要求选出关于超声波和次声波的错误说法,解题时我们可以按照定义→常见产生场景→实际应用的逻辑逐一排查选项:首先回忆人耳的听觉频率范围,明确次声波、超声波的频率分界点,验证A选项;再结合次声波的相关常识判断地震等自然现象是否伴随次声波,验证B选项;最后区分超声波不同应用的原理,明确声传递信息和传递能量的差异,就能找出描述错误的选项。
【解析】
我们逐个对选项进行判断:
1. 选项A:人耳的正常听觉频率范围是20Hz~20000Hz,频率低于20Hz的声波被定义为次声波,该说法正确,不符合题意。
2. 选项B:地震、火山喷发、海啸等剧烈的大型自然活动发生时,都会伴随产生次声波,该说法正确,不符合题意。
3. 选项C:倒车雷达工作时会向车辆周围发射超声波,通过接收障碍物反射回来的回声计算障碍物距离,利用了超声波回声定位的原理,该说法正确,不符合题意。
4. 选项D:用“B超”检查身体时,是通过超声波获取人体内部脏器的状态信息,利用的是超声波可以传递信息的特性,而非传递能量,该说法错误,符合题意。
综上,本题选D。
【答案】
D
【知识点】
次声波定义,超声波应用,声的利用
【点评】
本题属于声学模块的基础概念题,核心考察学生对超声波、次声波的基础概念记忆,以及对声的两类利用(传递信息、传递能量)的区分,易错点是混淆B超的工作原理,同学们要注意:声传递信息的核心是通过声获得对应的内容,声传递能量的核心是声可以对物体做功、改变物体的状态,以此就能快速区分两类应用。
【难度系数】
0.9
【分析】
要解决这道题,首先需要明确示波器波形的特征和声音特性的对应规律:第一,声音的响度由振幅决定,振幅是振动时偏离平衡位置的最大距离,波形上下的总跨度就对应振幅,振幅相等则响度相同;第二,同一音叉的固有振动频率是固定的,频率对应相同时长内波形的完整振动次数,同一音叉发出的声音频率必然一致,仅响度不同的话只会改变振幅,不会改变振动频率。接下来我们分步对比三个波形:第一步对比振幅,观察三个波形的上下总跨度,甲和丙的波形都撑满了方框的竖直高度,振幅相等,乙的波形上下跨度很小,振幅更小;第二步对比相同水平长度内的振动次数,甲和乙在相同宽度的方框里都完成了3次完整振动,频率完全一致,丙在相同宽度里完成了4次完整振动,频率和甲乙不同。
【解析】
1. 对比三个波形的振幅:甲的振动最大幅度和丙的振动最大幅度完全相等,因此二者的响度相同;乙的振幅明显小于甲、丙,响度更小。
2. 对比三个波形的振动频率:甲和乙在相同的时间长度内,振动的周期数完全相同,说明二者振动频率一致,属于同一音叉发出的声音,仅振幅不同也就是响度不同;丙的振动频率更高,和甲乙频率不同,不是同一音叉发出的声音。
因此响度相同的是甲、丙,由同一音叉发出仅响度不同的是甲、乙。
【答案】
甲、丙;甲、乙
【知识点】
响度与振幅,音调与频率
【点评】
本题是声现象的典型图像题,结合示波器波形考察声音三要素的决定因素,解题核心是能从波形图中区分振幅、频率的视觉特征,避免混淆响度和音调的判断依据,整体考察基础概念的应用能力。
【难度系数】
0.7
【分析】
我们可以逐个分析三个空的推导逻辑:第一空,首先明确声音的三个特性分别为音调、响度、音色,按压琴弦不同位置时,会改变琴弦参与振动的有效长度,琴弦振动长度变化会直接改变振动的频率,而频率是决定音调的核心因素,因此第一空对应音调;第二空,声音传播需要介质,演奏现场古琴和观众之间的介质是空气,因此琴声依靠空气传入人耳;第三空,不同发声体的材料、结构存在差异,会形成独有的声音特色也就是音色,我们正是依靠音色来区分不同乐器的发声,因此第三空对应音色。
【解析】
1. 左手按压琴弦不同位置,改变了琴弦振动部分的长度,琴弦振动的频率随之改变,音调由声源振动的频率决定,因此该操作是为了改变琴弦发出声音的音调;
2. 声音的传播需要介质,在演奏现场,琴声是通过空气这种气体介质传入观众的耳朵;
3. 音色是声音的特有属性,由发声体的材料、结构决定,不同乐器的发声音色不同,因此观众是根据音色判断声音是古琴发出的。
【答案】音调 空气 音色
【知识点】音调与频率的关系、声音的传播、音色
【点评】本题属于声现象的基础应用型题目,结合传统乐器古琴的演奏场景考察核心基础知识点,解题的关键是明确区分声音三个特性的决定因素,理清不同特性对应的常见应用场景,避免混淆音调和音色的适用情况。
【难度系数】
0.9
【分析】
首先要明确敲击水瓶琴的发声原理:用木棒敲击瓶子时,是玻璃瓶和瓶内的水共同振动发声,和吹瓶子时空气柱振动发声的情况完全不同。音调由振动频率决定,振动部分的总质量越大,振动速度越慢,频率越低,对应的音调就越低。要得到音调最低的声音,就需要振动部分总质量最大,也就是瓶内装水最多、水位最高的瓶子,因此第一个空填高。接下来第二空,当前瓶子的振动频率是200Hz,比标准“do”的261.6Hz更低,说明现在振动偏慢,需要提升振动频率,就要减小瓶子和水的总质量,因此需要减少瓶内的水,让整体振动变快,频率升高到标准值即可校准音准。
【解析】
1. 敲击瓶子时,振源为玻璃瓶与瓶内的水:水位越高,瓶内水的质量越大,瓶和水的整体振动难度越大,振动频率越低,音调也就越低,因此水位最高的瓶子敲击后发出的声音音调最低。
2. 当前该瓶振动频率为200Hz,小于国际标准“do”的261.6Hz,需要提高振动频率,就需要减小振动部分的总质量,因此应该减少瓶中的水,让整体振动变快,使频率上升到标准值完成校准。
【答案】高 减少水
【知识点】声音的产生;音调与频率的关系
【点评】本题的易错点是混淆“敲击水瓶”和“吹水瓶”的振动物体,不少同学会误将敲击的振源判断为空气柱,从而填错答案。解题时先明确振源,再结合振动质量对振动快慢的影响分析频率变化,就可以顺利推导结果。
【难度系数】0.6