Question

14．如图是某同学探究声音特性的两个实验：

实验一：如图A中甲所示用竖直悬挂的泡沫塑料球接触发声的音叉时，泡沫塑料球被弹起，这个现象说明发声的物体在振动；如图A中乙所示，敲击右边的音叉，左边完全相同的音叉把泡沫塑料球弹起，这一现象既可以说明发声的物体在振动，也能说明声音可以在空气中传播；还能说明声音在空气中是以声波的形式传播的，声波具有能量．
实验二：如图B所示，有4支相同材料相同厚度的玻璃量筒，其中a、b、c等高，a、b粗细相同，c、d粗细相同．各量筒内装的水如图B所示，某同学根据所听声音音调的高低猜想气柱发声的频率可能与1、气柱的长短有关；2、量筒的粗细有关；3、水柱的长度有关．
（1）若探究“气柱越长，发声的音调越高”，应选量筒a、b（填字母代号），其中所用到的科学研究方法是控制变量法；
（2）若选择的是量筒b、c，则探究的是气柱发声频率跟横截面积的关系；
（3）小明用同样大小的力在c和d的口上吹气，使它们发声，则所发出的声音音调一样高（选填“c高”、“d”或“一样高”）；
（4）如果用同样大小的力敲击c和d使它们发声，c所发出的声音音调较高．

Answer 1

分析 实验一：声音是由发声体振动产生的，声音的传播需要介质，真空不能传播声音；声波具有能量；
实验二：（1）解答该题需要对每一次实验的对比量筒认真观察，从中找出相同的量和不同的量，当一个物理量受到多个因素影响时，需用控制变量法进行探究；
若探究”气柱越长，发声的音调越高”应选粗细相同的量筒；
（2）量筒b，c等高，粗细不同；
（3）发声的音调高低与空气柱的长度、粗细有关；量筒b，c中空气柱的长度、粗细都相同；
（4）盛水越多，量筒和水的质量越大，越难振动，音调越低．

解答 解：实验一：
如图甲，用竖直的悬挂的泡沫塑料球接触发声的音叉时，泡沫塑料球会被弹起，这个现象说明发声的物体在振动；
如图乙，敲击右边的音叉，左边完全相同的音叉把泡沫塑料球弹起，说明声音可以在空气中传播，还能说明声波能传递能量．
实验二：
（1）当探究“发声的音调高低与气柱长度的关系”时，要控制量筒的粗细相同，气柱长短不同，观察图中可知a、b符合条件；一个量与多个量有关，要控制其它量不变，研究与其中一个量的关系，这种研究问题的方法叫控制变量法，因此所用到的科学研究方法是控制变量法；
（2）对比b、c可以发现：气柱长短相同，但量筒的粗细不同，所以这两个探究的是“气柱发声频率跟横截面积的关系”，且气柱愈细，发声的音调愈高；
（3）发声的音调高低与空气柱的长度、粗细有关，而c、d中空气柱的长度、粗细都相同，因此吹c、d时，发出声音的音调一样高．
（4）用敲击的办法也能使量筒发声，声音主要是量筒和水柱振动发出的，量筒中盛水越多，量筒和水的质量越大，越难振动，音调越低，故d的音调比c低．
故答案为：发声的物体在振动； 空气；能量；（1）a、b；控制变量；（2）气柱发声频率跟横截面积的关系；（3）一样高；（4）c．

点评 本题考查的是声音是如何产生的，声音传播的条件，以及声音的特征的探究实验；该题设计的非常巧妙，利用对气柱发声频率的探究考查了学生对控制变量法的应用能力．是一道很好的考查能力的实验探究题．