【分析】
首先我们要明确声音三个特性的核心决定因素:音调由发声体的振动频率决定,频率越高音调越高;响度由发声体的振动振幅决定,振幅越大响度越大。第一问要选出不能探究音调影响因素的实验,我们逐个分析四个实验的变量:A图中不同齿数的齿轮以相同转速转动时,纸板被齿轮拨动的频率不同,可改变音调;B图中改变钢尺伸出桌面的长度,钢尺振动的频率会随之改变,可探究音调;C图中改变塑料滑过梳子的速度,梳齿振动的频率不同,可改变音调;D图中改变吹笔帽的力度,改变的是空气柱振动的振幅,探究的是响度的影响因素,无法探究音调。后续小问结合振动发声原理、人耳的听觉范围即可推导得出答案。
【解析】
(1) 探究音调的影响因素需要改变发声体的振动频率,A、B、C三个实验都可以改变发声体的振动频率,完成音调探究;D实验改变吹笔帽的力度,改变的是振动的振幅,研究的是响度与振幅的关系,不能完成音调探究,因此选D。
(2) 纸板接触齿数不同的齿轮,转速相同时,齿数越多,相同时间内纸板被拨动的次数越多,振动频率越高,因此音调越高;吹笔帽时,是笔帽内的空气柱发生振动,所以声音是空气振动产生的。
(3) 紧按钢尺拨动时,是钢尺振动发出声音;改用更大的力拨动钢尺,钢尺的振动幅度变大,因此声音的响度变大;增加钢尺伸出桌面的长度,钢尺振动部分的质量变大,振动速度变慢,频率降低,因此音调逐渐变低;当钢尺伸出桌面超过一定长度时,钢尺振动的频率小于20Hz,属于次声波,不在人耳的可听声频率范围(20Hz~20000Hz)内,因此人听不到声音。
【答案】
(1) D (2) 音调;空气 (3) 钢尺;响度;变低;振动频率小于 20 Hz,不在人的可听声频率范围内
【知识点】
音调与频率的关系;响度与振幅的关系;人耳的听觉范围
【点评】
本题围绕声现象的经典探究实验展开,重点区分了音调、响度两个易混淆特性的探究变量,同时结合振动发声、次声波的知识点进行考察,需要学生准确区分频率和振幅分别对应的声音特性,理清每个实验的控制变量逻辑,避免概念混淆。
【难度系数】
0.7