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振动
音调
不变
变大
响度
音色
空气柱
A
CDABE
被弹开
振动
转换法
响度越大
空气
介质
音调
频率

【分析】
这道题属于声现象的基础概念应用题,我们可以分两步梳理思路:第一步先回忆声音产生的本质规律,所有声音的源头都是发声体的振动,直接就能推导第一空的答案;第二步分析按压弦不同位置的实际效果:按压不同位置时,弦参与振动的有效长度发生变化,弦振动的快慢也就是频率会随之改变,结合声音特性的相关规律,就能对应得到第二空的声音特性。
【解析】
1. 根据声现象的基础规律,一切正在发声的物体都在振动,京胡发出的声音是由其发声体(琴弦)的振动产生的。
2. 琴师用手按压弦的不同位置,改变了琴弦振动部分的长度,会让琴弦的振动频率发生变化,而音调由发声体的振动频率决定,因此该操作是为了改变声音的音调。
【答案】振动 音调
【知识点】声音的产生;音调与频率的关系
【点评】本题结合本土文化活动的真实场景命题,属于基础类考题,侧重考察对声现象核心基础概念的识记和简单应用,易错点是混淆音调和响度的影响因素,要注意按压弦改变的是振动频率而非振动幅度,不会改变响度。
【难度系数】0.9
【分析】
解题时首先明确声音两个特性的决定因素:音调由发声体振动的频率决定,频率是单位时间内振动的次数,频率越高音调越高;响度由发声体振动的振幅决定,振幅是振动时偏离平衡位置的最大距离,振幅越大响度越大。接下来对比A、B两段波形:第一步统计相同横向长度(对应相同时间)内的完整振动次数,A段有2次完整振动,B段同样长度内也有2次完整振动,说明二者振动频率一致;第二步对比两段波形的纵向最大偏移量,B段的振动幅度明显大于A段,由此即可判断两个特性的变化。
【解析】
1. 音调判断:相同时间内A段和B段的振动次数完全相等,说明振动频率相同,因此变声后声音的音调不变。
2. 响度判断:B段波形偏离平衡位置的最大距离远大于A段,也就是B段的振动振幅更大,因此变声后声音的响度变大。
【答案】不变;变大
【知识点】音调与频率的关系;响度与振幅的关系
【点评】本题结合波形图考察声音的基础特性,解题时注意不要被B段的细小杂波干扰,抓住核心的完整振动周期数判断频率、抓住波形最大纵向高度判断振幅即可,属于声现象的常规基础题型。
【难度系数】0.8
【分析】
我们可以结合声音的产生、声音三个特性的相关规律逐个推导每个空:
1. 第一空:同一孔处用不同力度吹,只会改变簧片振动的振幅,而响度由振幅决定,因此变化的是响度。
2. 第二空:不同发声体的材料、结构存在差异,发出声音的特色不同,区分不同乐器正是依靠这个特色,也就是音色。
3. 第三空:吹哨子时,管内的空气发生振动,因此哨声是由管内空气柱振动产生的。
4. 第四空:音调由振动频率决定,空气柱越短,振动频率越高,对应音调越高,对比图丙A、B的空气柱长度就能判断音调高低。
5. 第五空:敲击水瓶时,发声体是瓶子和水,水的质量越大,整体振动越慢、音调越低,对比五个瓶子的水量多少,就能得到音调从高到低的排序。
【解析】
1. 用不同的力度吹同一孔的簧片,簧片振动的振幅不同,而响度由振幅决定,因此发生变化的是声音的响度。
2. 音色是声音的特有属性,由发声体的材料和结构决定,口琴和吉他的发声体结构、材料不同,因此可以通过音色区分二者的声音。
3. 吹自制哨子时,管内的空气柱发生振动,从而产生哨声。
4. 空气柱越短,振动频率越高,音调越高,图丙中A的空气柱长度比B更短,因此音调更高的是A。
5. 敲击装水的瓶子时,是瓶子和瓶内的水共同振动发声,瓶内水的质量越大,振动速度越慢,音调越低。观察图丁的五个瓶子,水量从小到大依次为C<D<A<B<E,因此音调从高到低的排序为CDABE。
【答案】
响度 音色 空气柱 A CDABE
【知识点】
声音的产生,声音的特性,音调与频率的关系
【点评】
本题属于声现象的基础综合题,核心易错点是区分“吹水瓶/哨子”和“敲水瓶”的不同发声体,避免混淆音调、响度、音色三个特性的影响因素,整体难度不高,适合巩固声现象基础概念。
【难度系数】
0.7
【分析】
这是一道声学基础实验综合题,我们可以逐个小问顺着实验逻辑推导:
1. 第一小问:发声的音叉肉眼很难直接看到振动,当它接触乒乓球时,振动的音叉会推动乒乓球运动,很自然就能观察到乒乓球被弹开,这个现象直接证明声音来源于物体的振动。把难以观察的微小音叉振动,转换成容易看到的乒乓球摆动,这种研究方法就是转换法。敲击力度变大时音叉振动幅度变大,乒乓球弹得更远,同时听到的声音更响,就能对应得到振幅和响度的关系。
2. 第二小问:右边的音叉被敲击后,没有直接接触左边的音叉,却能让左边音叉把乒乓球弹开,说明中间的空气充当了传声的介质,就能得到空气可以传声的结论。
3. 第三小问:玻璃罩里的空气被逐渐抽出,能传播声音的物质越来越少,声音就越来越小,进一步推理真空不能传声,说明声音传播必须依赖介质。
4. 第四小问:用相同的力拨尺子,改变尺子伸出长度,尺子振动的快慢就会变化,对应的是声音的音调改变,直接说明音调和振动频率有关。尺子伸出太长时,振动会变得非常慢,频率低于人耳听觉下限20Hz,属于次声波,频率太低就听不到了。
【解析】
(1) 正在发声的音叉处于振动状态,接触悬挂的乒乓球时,会将乒乓球弹开;该现象直接证明声音是由物体的振动产生的。音叉的振动幅度极小,肉眼难以直接观测,通过乒乓球的运动间接体现音叉的振动,将不易观察的微小振动转换为明显的宏观运动,这种研究方法是转换法。加大敲击力度,音叉振幅增大,乒乓球被弹得更远,同时听到的声音响度更大,说明振幅越大,声音的响度越大。
(2) 图乙中右侧音叉被敲击振动发声,声音通过空气传播到左侧完全相同的音叉,引起左侧音叉振动,将乒乓球弹起,该现象说明空气可以传声。
(3) 逐渐抽出玻璃罩内的空气,罩内的传声介质逐渐减少,闹钟的声音逐渐变小,进一步推理可知真空无法传声,说明声音的传播需要介质。
(4) 保持拨动尺子的力大小不变,改变尺子伸出桌面的长度,尺子振动的快慢发生变化,即振动频率改变,发出声音的音调随之改变,说明音调与物体振动的频率有关。当尺子伸出桌面长度超过一定值时,尺子振动的频率会低于20Hz,属于次声波,频率过低,超出人耳的听觉范围,因此人听不到声音。
【答案】
(1) 被弹开 振动 转换法 响度越大 (2) 空气 (3) 介质 (4) 音调 频率 低
【知识点】
声音的产生、声音的传播、声音的特性
【点评】
本题围绕声学经典探究实验展开,覆盖了声现象核心的基础知识点,同时考察了转换法等常用物理研究方法,整体贴合教材实验原型,能够帮助学生巩固声学基础概念,理解实验设计的逻辑,是声学部分非常典型的基础巩固题型。
【难度系数】
0.8