有关声现象的探究题

声现象中的声音的产生、传播、利用、噪声的防止，以及声音的特性（音调、响度、音色），都是值得探究的内容，下面我们用几个例子加以说明。

一、实验设计型

例1 已知空气可以传播声音，请设计一个简易实验，证明固体也能够传播声音。请写出实验所需要的器材、实验步骤以及实验分析与结论。要求设计的实验具有可行性，要符合安全原则。

（1）实验器材：________________；（2）实验步骤：________________；

（3）实验分析与结论：________________________________。

解析：这是一道具有开放式的探究型实验设计题，而且答案不唯一，使我们有充分展开思维的空间，能较好地培养同学们的创造性思维能力和想象能力，是近年探究命题的热点之一。具体解答时要先确定一个实验方法的初步思想，比如打算用桌子来作为传播声音的媒介，所需的实验器材、步骤就可以围绕它来展开，需要有两个人参与，在桌子上敲打让桌子发声并传播等等。

方法一：实验器材：大广口瓶、橡皮塞、小闹钟。实验步骤：把小闹钟调至响振状态，然后轻放于大广口瓶中，听小闹钟的铃声，要求能听到清晰的铃声。用橡皮塞盖在大广口瓶的瓶口上并塞紧，要求不漏气。然后再听小闹钟的铃声。

实验分析与结论：瓶内空气与瓶外空气完全被大广口瓶和橡皮塞隔离，如果此时仍能听到小闹钟的铃声，则可证明听到的铃声是通过大广口瓶和橡皮塞传播出来的，即固体也能够传播声音。

方法二：实验器材：白纸、铅笔、长条桌。

实验步骤：同学甲在长条桌的一端用铅笔在白纸上用力均匀地写“一”，同时同学乙在桌子的另一端把耳朵贴在桌面上听甲在桌面上写“一”的声音。重复几次实验，都可以清晰地听到写“一”时的声音。

同学乙将耳朵离开桌面(注意调整耳朵与笔的距离，保证与上几次实验相比，耳朵与笔的距离相同)，同学甲在相同的条件下继续写“一”，重复几次实验，都听不到甲在白纸上写“一”的声音。

实验分析与结论：在相同的条件下，耳朵贴在桌面上听得到声音，在空气中则听不到声音，说明听到的声音是通过桌子传播的，即固体可以传播声音。

二、得出实验结论型

例2小明想比较几种材料（衣服、锡箔纸、泡沫塑料）的隔音性能，除了待检测的材料外，可利用的器材还有：音叉、机械闹钟、鞋盒。在本实验中适合作声源的是_______。

小明将声源放入鞋盒，在其四周塞满待测材料。他设想两种实验方案，你认为最佳的是_______ 。

A. 让人站在距鞋盒一定距离处，比较所听见声音的响度

B. 让人一边听声音，一边向后退，直至听不见声音为止，比较此处距鞋盒的距离

通过实验得到的现象如下表所示，则待测材料隔音性能由好到差的顺序为________________。

解析：实验方案设计也好、实验过程开展也好，都是为了得到实验结论。对于实验结果的判断，就是本类题目的设计目的。对于探究结果的判断，其实就是我们平时做实验的结果的判断，所以对平时习惯用实验去思考问题的人来说，这是很简单的问题。比如本题，由于机械闹钟能持续稳定地按―定响度发声，所以本实验中适合作声源的是机械闹钟。人耳判断响度大小的主观因素太强，而判断声音的有无相对客观一些，所以最佳的实验方案是B。当填充泡沫时，直至听不见声音为止，此时到鞋盒的距离短，响度弱，所以它的隔音性能最好。当填充锡箔纸，在和填充衣服的响度基本一样（都较响）时，此时到鞋盒的距离最长，所以锡箔纸的隔音性能最差。因此隔音性能由好到差的顺序为泡沫、衣服、锡箔纸。

答案：A. 机械闹钟B. 泡沫、衣服、锡箔纸

三、猜想预测型

例3 在学习吉他演奏的过程中，小华发现琴弦发出声音的音调高低是受各种因素影响的，他决定对此进行研究。经过和同学们讨论，提出了以下猜想。

猜想一：琴弦发出声音的音调高低，可能与琴弦的横截面积有关；

猜想二：琴弦发出声音的音调高低，可能与琴弦的长短有关； 猜想三：琴弦发出声音的音调高低，可能与琴弦的材料有关。

为了验证上述猜想是否正确，他们找到了下表所列9种规格的琴弦，因为音调高低取决于声源振动的频率，于是借来一个能够测量振动频率的仪器进行实验。

（1）①为了验证猜想一，应选用编号为________、________、________的琴弦进行实验。

②为了验证猜想二，应选用编号为________、________、________的琴弦进行实验。表中有的材料规格还没填全，为了验证猜想三，必须知道该项内容。请在表中填上所缺数据。

（2）随着实验的进行，小华又觉得琴弦音调的高低，可能还与琴弦的松紧程度有关，为了验证这一猜想，必须进行的操作是：_______________________。

解析：科学探究的过程首先是发现问题，接下来进行猜想与假设，如果在验证过程中有多个因素决定，必须用到控制变量的思想，此题就需要严格控制变量。小华发现琴弦发出声音的音调高低受各种因素影响，他猜想了三种可能，并进行了验证。我们用控制变量的方法，并把验证的材料与猜想结合起来，所以对横截面积的猜想可选用ABC，因为只有当材料、长度相同时才能比较横截面积。另几个猜想同样可用相类似的方法得到结果。

答案：（1）A B C；A D F；100 1.02 （2）选取一根琴弦，用一定大小的力拉紧琴弦，拨动琴弦测出此时振动的频率；改用不同的力拉紧琴弦，分别测出相应的振动频率，进行分析比较。

四、综合型

例4 昆虫是地球上生命群体中的大家族，人们从不同角度对其进行研究，获得了许多有价值的信息。

（1）一本描写昆虫的书写道：鹰蛾以85次/秒的频率拍动翅膀，飞行速度达到17.8km/h；大黄蜂拍动翅膀的频率高达250次/秒，飞行速度为10.3km/h；家蝇拍动翅膀的频率为190次/秒，飞行速度约为7.lkm/h。请根据以上信息制表。

（2）某同学认为，昆虫在飞行时发出“嗡嗡”的声音是由于翅膀拍动而产生的。由于直接观察昆虫翅膀拍动有困难，他寻找了间接证据来证实其观点，下列选项中不能够支持他的观点的是（）。 A. 抖动纸张________________ B. 说话时喉头振动 C. 悠闲地荡秋千_______ D. 拨动绷紧的橡皮筋

（3）小明在公园活动时出于好奇，去抓黄蜂，被叮。他生气地说：“黄蜂真是害人虫，应该打死它。”张老师听到后，对小明说了一段话，使他对黄蜂的看法和态度有了改变，请你以老师的身份，写出这段话的要点：_______________________ 。

解析：科学探究是个综合过程，探究的步骤并不一定要全部具有，我们既可以对其中的某个步骤进行探究，也可以以某几个步骤为主进行综合性探究。本题中（1）是要求把得到的数据进行列表比较，是科学探究中的一种很好方法，主要是把其中的几个量有规则地进行排列；（2）是寻找证据，能够支持振动的证据应该是ABD；（3）是知识的迁移，带有生物多样性的观点，也是科学探究过程中需要注意的一大问题，我们要善待自然界中的生物，让它们自由生长。

答案：（1）

（2）C_______ （3）略