探究聲現象

聲現象中的聲音的產生、傳播、利用，噪聲的防止，以及聲音的特性(音調、響度、音色)，都是值得探究的問題。

例1

已知空氣可以傳播聲音，請設計一個簡易實驗，證明固體也能夠傳播聲音。請寫出實驗所需要的器材、實驗步驟以及實驗分析與結論。要求設計的實驗具有可行性，要符合安全原則。

(1)實驗器材：____；

(2)實驗步驟：_____；

(3)實驗分析與結論_____。

解析：這是一道開放式的探究型實驗設計題，而且答案不唯一。具體解答時要先確定一個實驗方法的初步思想，比如打算用桌子來作為傳播聲音的媒介，所需的實驗器材、步驟就可以圍繞它來展開，需要有兩個人參與，在桌子上敲打讓桌子發聲并傳播等等。

參考答案：

方法一：實驗器材：大廣口瓶、橡皮塞、小鬧鐘。

實驗步驟：一、把小鬧鐘調至響振狀態，然后輕放于大廣口瓶中，聽小鬧鐘的鈴聲，要求能聽到清晰的鈴聲。二、用橡皮塞蓋在大廣口瓶的瓶口上并塞緊，要求不漏氣，然后再聽小鬧鐘的鈴聲。

實驗分析與結論：瓶內空氣與瓶外空氣完全被大廣口瓶和橡皮塞隔離，如果此時仍能聽到小鬧鐘的鈴聲，則可證明聽到的鈴聲是通過大廣口瓶和橡皮塞傳播出來的，即固體也能夠傳播聲音。

方法二：實驗器材：白紙、鉛筆、長條桌。

實驗步驟：同學甲在長條桌的一端用鉛筆在白紙上用力均勻地寫“一”，同時同學乙在桌子的另一端把耳朵貼在桌面上聽甲在桌面上寫“一”的聲音。重復幾次實驗，都可以清晰地聽到寫“一”時的聲音。

同學乙將耳朵離開桌面(注意調整耳朵與筆的距離。保證與上幾次實驗相比，耳朵與筆的距離相同)，同學甲在相同的條件下繼續寫“一”，重復幾次實驗，都聽不到甲在白紙上寫“一”的聲音。

實驗分析與結論：在相同的條件下。耳朵貼在桌面上聽得到聲音，在空氣中則聽不到聲音，說明聽到的聲音是通過桌子傳播的，即固體可以傳播聲音。

例2小明想比較幾種材料(衣服、錫箔紙、泡沫塑料)的隔音性能，除了待檢測的材料外。可利用的器材還有：音叉、機械鬧鐘、鞋盒。在本實驗中適合作聲源的是_____。

小明將聲源放人鞋盒內，在其四周塞滿待測材料。他設想兩種實驗方案，你認為最佳的是_______。

A，讓人站在距鞋盒一定距離處，比較所聽見聲音的響度。

B，讓人一邊聽聲音，一邊向后退，直至聽不見聲音為止，比較此處距鞋盒的距離。

通過實驗得到的現象如表所示，則待測材料隔音性能由好到差的順序為

。

解析：實驗方案設計也好，實驗過程開展也好，都是為了得到實驗結論。比如本題。由于機械鬧鐘能持續穩定地按一定響度發聲，所以本實驗中適合作聲源的是機械鬧鐘。人耳判斷響度大小的主觀因素太強，而判斷聲音的有無相對客觀一些，所以最佳的實驗方案是B。當填充泡沫時，直至聽不見聲音為止，此時到鞋盒的距離短，響度弱，所以它的隔音性能最好。當填充錫箔紙，在和填充衣服的響度基本一樣(都較響)時，此時到鞋盒的距離最長，所以錫箔紙的隔音性能最差。因此隔音性能由好到差的順序為泡沫、衣服、錫箔紙。

答案：機械鬧鐘B泡沫、衣服、錫箔紙

例3在學習吉他演奏的過程中，小華發現琴弦發出聲音的音調高低是受各種因素影響的，他決定對此進行研究。經過和同學們討論，他提出了以下猜想。

猜想一：琴弦發H{聲音的音調高低，可能與琴弦的橫截面積有關。

猜想二：琴弦發出聲音的音調高低，可能與琴弦的長短有關。

猜想三：琴弦發出聲音的音調高低，可能與琴弦的材料有關。

為了驗證上述猜想是否正確，他們找到了下表所列9種規格的琴弦，因為音調高低取決于聲源振動的頻率，于是借來一個能夠測量振動頻率的儀器進行實驗。

(1)①為了驗證猜想一，應選用編號為

、

、

的琴弦進行實驗。

②為了驗證猜想二，應選用編號為

、

、

的琴弦進行實驗。表中有的材料規格還沒填全，為了驗證猜想三，必須知道該項內容。請在表中填上所缺數據。

(2)隨著實驗的進行，小華又覺得琴弦音調的高低，可能還與琴弦的松緊程度有關，為了驗證這一猜想，必須進行的操作是：

。

解析：科學探究的過程首先是發現問題，接下來進行猜想與假設，如果在驗證過程中有多個因素決定，必須用到控制變量的思想，此題就需要嚴格控制變量。小華發現琴弦發出聲音的音調高低受各種因素影響，他猜想了三種可能，并進行了驗證。我們用控制變是的方法，并把驗證的材料與猜想結合起來。所以對橫截面積的猜想可選用ABC，因為只有當材料、長度相同時才能比較橫截面積。另幾個猜想同樣可用相類似的方法得到結果。

答案：

(1)ABC；ADF；100

1.02(2)選取一根琴弦，用一定大小的力拉緊琴弦，撥動琴弦測出此時振動的頻率；改用不同的力拉緊琴弦，分別測出相應的振動頻率，進行分析比較。

例4昆蟲是地球上生命群體中的大家族，人們從不同角度對其進行研究，獲得了許多有價值的信息。

(1)一本描寫昆蟲的書寫道：鷹蛾以285次／秒的頻率拍動翅膀。飛行速度達到17.8km／h；大黃蜂拍動翅膀的頻率高達250次／秒，飛行速度為10.3km／h；家蠅拍動翅膀的頻率為190次，秒，飛行速度約為7.1km／h。請根據以上信息制表。

(2)某同學認為，昆蟲在飛行時發出“嗡嗡”的聲音是由于翅膀拍動而產生的。由于直接觀察昆蟲翅膀拍動有困難，他尋找了間接證據來證實其觀點。下列選項中不能夠支持他的觀點的是(

)，

A 抖動紙張

B，說話時喉頭振動

C，悠閑地蕩秋千

D，撥動繃緊的橡皮筋

(3)小明在公園活動時出于好奇，去抓黃蜂。被叮。他生氣地說：“黃蜂真是害人蟲，應該打死它。”張老師聽到后，對小明說了一段話，使他對黃蜂的看法和態度有了改變，請你以老師的身份，寫出這段話的要點：

。

解析：科學探究是個綜合過程，探究的步驟并不一定要全部具有，我們既可以對其中的某個步驟進行探究。也可以以某幾個步驟為主進行綜合性探究。本題中(1)是要求把得到的數據進行列表比較，是科學探究中的一種很好方法，主要是把其中的幾個量有規則地進行排列；(2)是尋找證據，能夠支持振動的證據應該是ABD；(3)是知識的遷移，帶有生物多樣性的觀點，也是科學探究過程中需要注意的一大問題，我們要善待自然界中的生物，讓它們自由生長。

答案：

(1)(2)c。

(3)聲音是由物體振動而產生的，聲波具有能量。