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《声的世界》实验集训
江苏 殷成波
先总结一下声知识中用到的研究方法： 1、科学推理,即实验+推理：
在众多实验的基础上先得到基本规律，然后再顺势推出结果。比如在研究“声音的传播”实验中,虽然很难将玻璃罩内抽成真空,但可以根据声音的变化和罩内空气的关系即可推理得出“真空不能传声”的结论。
2.转换法：
把微小变化进行放大,也是物理学中的一种常用研究方法。在观察发声物体振动时,采用在鼓面(或扬声器)上,放上小纸片,或将音叉放入水中等,都是将微小的振动进行放大,有利于观察实验现象。
声音是由物体的振动产生的，有些声源的振动效果显著，可以直接观察，而有些声源的振动效果较弱，不易直接观察。在实验中可以通过一些转换，对声源的微弱振动进行放大，进而探究声音产生的原因。
比如在发声的纸盆上放小纸屑，纸屑会跳动；将敲击后的音叉放入水中,会出现水花四溅的现象；在桌面上放小豆粒(小玻璃球、小纸屑、一杯水)，敲击桌面，观察其跳动等。
3.控制变量法：
控制变量,在很多的探究实验中经常用到,比如在探究音调和频率的实验中,要控制振幅不变。
控制变量法要注意以下几点:
①猜想与所研究量有关的因素有几个,就要设计几个实验；
②研究什么因素对实验的影响,什么因素就是变量,即单一变量，而其它量一律控制不变；
③控制方法一般是用相同的器材和相同的实验方案,只改变所要研究的量。 4.类比法：
声波比较抽象,借助水波进行类比,从而认识声波。利用“波形”判断乐音和噪声、比较振幅对响度的影响等。
如图1所示,通过波形理解乐音和噪声的根本区别:“乐音的振动是有规律的,而噪声的振动是杂乱的、无规律的”。
波形图中：
波的宽度和频率有关（宽的频率小）； 波的高度和振幅有关（高的振幅大）； 如果是杂乱的,没规律的就是噪声。
音调是由物体振动的频率决定的，响度是物体振动的幅度决定的。在波形图上，看
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频率要看单位时间内重复波形的个数，重复波形越多频率越大；看响度要看波形上下起伏的程度即波峰与波谷的垂直距离，距离越大响度越大。波形图上，一般横坐标是时间，纵坐标是距离。
集训题：
1.如图2所示，在探究真空是否能传声的实验中，小明的猜想是：随着玻璃罩内的空气被逐渐抽出，电铃的声音将逐渐变小直至听不到。因此可以得出结论： 。在做该实验时虽然听到的铃声逐渐减小，但始终都能听到铃声。请你分析原因可能是： ； 。
根据实际的现象，得出预想的结论，可以用 法。 解析 该实验说明了：声音的传播需要介质。在实验时虽然听到的铃声逐渐减小，但始终都能听到铃声，其原因是可能空气没有
被全部抽出来；另外悬挂电铃的线也能够传声。该实验结论是利用了科学推理的方法，即理想实验法。
答案 声音的传播需要介质；空气没有被全部抽出来；悬挂电铃的线也能够传声；理想实验
2．如图3所示，小明和小刚用细棉线连接了两个纸杯制成了一个“土电话”。 （1）他们用“土电话”能实现10m间的通话，这表明 。
（2）细金属丝连接“土电话”，则听到的声音就大些。这一实验表明 。
（3）如果在用“土电话”时，线没有拉直而处于松弛状态，则听的一方通过棉线 （选填“能”或“不能”）听到对方的讲话。
（4）潜艇失事时，艇员用硬物连续规律地敲击潜艇钢板，若救援人员在附近，就可以知道潜艇中还有人在，这是因为 。
解析 （1）声音的传播需要介质，声音可以在固体、液体、气体中传播；细棉线是固体，能实现通话，说明固体也是传声的一种介质；（2）因为相距同样远，且说话的响度也相同，但改用金属丝连接土电话，用金属丝听到的声音大，说明金属丝传声效果比棉线好；（3）如果线没有拉直，使线处于松弛状态，那么由于线是松软的，从而无法传递振动，另一方就听不到声音；（4）艇员用硬物连续敲击潜艇钢板，救援人员如在附近，就可以知道潜艇中还有人在，这说明声音可以在固体（钢板）、液体（海水）、空气中传播。
答案 （1）固体（细棉线）可以传声；（2）细金属丝比细棉线传声效果好；（3）不能；（4）固体（钢板）、液体（海水）和气体可以传声。
3.如图4所示是小明所做的一个听声的实验，他将衣架悬空挂在细绳的，请小华用铅笔轻轻敲打衣架，使声音通过___________传入他的耳朵。接着，小明将细绳绕在手指上,再用手指堵住双耳来听敲打衣架的声音。通过比较发现,固体传声的本领比空气________(选填“强”或“弱”)。
解析：第一次将衣架悬空挂在细绳的时，用铅笔轻轻
敲打衣架发出的声音是通过空气传播到他耳朵里；第二次将细绳绕在手指上，再用手指堵住双耳，此时敲打衣架的声音是通过细绳、手指传到耳朵里，所以声音要强些。
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答案 空气；强。
4.在探究“人耳是怎样听到声音的”过程中，小亮用肥皂膜代替人耳鼓膜进行了实验（如图5所示）：
（1）当喇叭发声时，观察肥皂膜上出现的现象，会发现肥皂膜 。
（2）当喇叭发声的响度变大时，肥皂膜振动的幅度变大，这 （选填“能”或不能）说明声音的响度跟振动的幅度有关。
（3）当喇叭发声的强弱不变时，肥皂膜与喇叭之间的距离越近，肥
皂膜的振动幅度也变大，直至破裂，由此可以联想到声音的响度跟 有关，具体关系是 。
解析：（1）当喇叭振动会发出声音后，声音经过空气传播到肥皂膜处，声波的形成是使空气发生了忽强忽弱的变化，可以使肥皂膜左右振动；（2）声音的响度的确跟振幅有关，但指的是同一声源发出的声音响度和该声源的振幅有关；（3）当喇叭发声的强弱不变时，肥皂膜与喇叭之间的距离越近，肥皂膜的振动幅度也大，直至破裂，由此可以联想到声音的响度跟声音的传播距离有关。具体关系是声音的传播距离越近，响度越大。
答案 （1）左右振动；（2）不能；（3）声音的传播距离；声音的传播距离越近，响度越大。
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