2024年中考物理专项复习【实验突破】：探究音调和频率的关系
实验 探究音调和频率的关系
（1）探究方法：_____________（控制变量法）。
（2）实验过程：如图所示，把钢尺紧压在桌面上，一端伸出桌边，拨动钢尺，听它振动发出的声音，同时注意钢尺振动的快慢；改变钢尺伸出桌边的______（长度），控制______________（钢尺振动的幅度）相同，再次拨动钢尺。比较两种情况下钢尺振动的快慢和发声的音调。
（3）实验结论：钢尺伸出桌边越短，振动越______（快），音调越_______（高）。
1．探究影响音调的因素的实验中，小明将钢尺一端压在桌面上，另一端伸出桌面。
（1）拨动钢尺观察到钢尺伸出桌面的部分在振动，同时听到钢尺拍打桌面发出的声音，这是由于小明采用了图 所示的实验操作方法；
（2）用正确的操作方法进行实验时，保持拨动钢尺的力度相同，钢尺伸出桌面的长度越 （选填“长”或“短”），振动得越快，发出声音的音调越高，说明音调的高低与 有关；
（3）如果要研究响度与振幅的关系，应保持 不变，改变拨动钢尺的力度。
2．小聪为探究音调与频率的关系，将齿数不同、大小和材料相同的四个齿轮安装在同一玩具电动机的转轴上（如图所示，为方便观察，四个齿轮分开画），使齿轮以相同的转速匀速转动。
（1）用硬纸片接触齿轮，会看到纸片 ，并听到声音；
（2）用大小 （选填“相同”或“不同”）的力将硬纸片分别接触A、B、C、D齿轮，硬纸片分别发出“dou（1）”“rui（2）”“mi（3）”“fa（4）”四个音调的声音，由此分析可知：A、B、C、D齿轮的个数依次增多，硬纸片振动的频率依次 （选填“增大”或“减小”），硬纸片发出声音的音调依次升高，所以声音的音调与 有关；
（3）采用“硬纸片不动，电动机带着齿轮转动的方法”而不用“齿轮不动，硬纸片绕着齿轮拨动的方法”，其原因是 ；
（4）完成以上探究后，小明继续用大小不同的力将同一张硬纸片接触转速不变的同一齿轮，这是探究声音的 与 的关系。
试卷第1页，共3页
3．下图为小红、小辉用自制的土吉它研究音调和哪些因素有关。他们选用的琴弦长度、粗细、材料图中已标出，并且每根琴弦固定在“音箱”上的松紧程度一致。
(1)若他们想研究音调的高低与琴弦长度的关系应选择 。
(2)若他们选择a和b是为了研究 。
(3)他们能否选择c和d进行研究，答 ；理由是 。
(4)两位同学还可以选择 进行哪项研究： 。
4．在“探究声音的产生和传播的条件”的实验中。
（1）如图甲所示，用悬挂着的乒乓球接触正在发声的音叉，乒乓球会被多次弹开，这个实验说明 ，其中乒乓球的作用是 。利用这套装置还可以完成的实验是探究 与 的关系；
（2）如图乙所示，探究影响音测的因素，拨动钢尺，听它振动发出的声音，同时注意钢尺振动的快慢、改变钢尺伸出桌边的长度，再次拨动，使钢尺每次的振动幅度大致和同。实验发现：尺子伸出桌面的长度越短振动越 ，发出声音的音调越 ；由此可得出结论：音调的高低与 有关。
5．下面是探究声现象的四个实验情景，请回答相关问题：
（1）如图甲将正在发声的音叉紧靠悬线下的乒乓球，发现乒乓球被多次弹开，这说明声音是由物体振动产生的；图乙中敲击右边的音叉，左边完全相同的音叉将小球弹起，如果此实验放在月球上做，将看到乒乓球 （选填“能”或“不能”）弹开。图甲装置还可以探究 。（填序号）
①响度与振幅的关系 ②音调和频率的关系
（2）如图丙所示，将一把钢尺紧按在桌面上，一端伸出桌边拨动钢尺，听它振动发出的声音，同时注意钢尺振动的快慢。改变钢尺伸出桌边的长度，用相同大小的力再次拨动钢尺。比较两种情况下钢尺振动的 （选填“频率”或“振幅”）和发声的 （选填“音调”或“响度”）。若钢尺伸出桌面超过一定长度，虽然用同样的力拨动钢尺振动，却听不到声音，这是由于 。
（3）如图丁所示，在8个相同的玻璃瓶中灌入不同高度的水，仔细调节水的高度。用相同大小的力向瓶内吹气，就可以发出“1、2、3、4、5、6、7、i”的声音中，音调最高的是 瓶（选填瓶子序号）；若是敲击瓶子，发声体为 （选填“空气柱”或“瓶和瓶内的水”）。
6．在学习二胡演奏的过程中，小明发现琴弦发出声音的音调高低受多种因素的影响，他决定对此进行探究，经过和同学们的讨论，他提出了以下几种猜想。
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，可能与琴弦的长度有关。
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，他和同学们找到了下表所列的四种规格的琴弦，进行实验。
编号 规格
材料 长度/cm 横截面积
A 尼龙 55 1
B 尼龙 55 0.5
C 尼龙 80 1
D 镍合金 ▲ 0.5
（1）为了验证猜想一，应选编号为 、 的两种规格的琴弦进行实验。
（2）为了验证猜想二，应选编号为 、 的两种规格的琴弦进行实验。
（3）在验证猜想三时，小明发现粗心的同学没有把表中的数据填全，表中的位置所缺数据是 。
（4）小明在这个探究实验中，采用的探究方法是 。
7．小虎等同学在“探究声音是什么”的实验中，将系在细线上的乒乓球靠近音叉。
（1）如图所示，当用小槌敲击音叉时，将正在发声的音叉慢慢靠近并接触乒乓球，观察到的现象是 ，乒乓球在实验中起到的作用是 ；
（2）小虎又去敲击同一个音叉，并且在老师的帮助下通过示波器，在相同时间内截取敲击时的二列声波图，如图甲和乙，从图中可以看出这两次声音的 （选填“响度”或“音调”）相同；
（3）小虎还发现老师桌上还有两种同种材料制成的音叉，如图丙和丁，敲击后 （选填“丙”或“丁”）图音叉振动的频率更高；
（4）将一只正在发声的闹钟放进密封的玻璃罩中，然后逐渐往外抽气，小虎听到闹钟声越来越 （选填“强”或“弱”），由此他推理可知： ，此实验用到的探究方法是 。
8．某研究小组利用一些长短、粗细和材料不同的琴弦，进行了探究音调和哪些因素有关的活动。他们选用的琴弦长度、材料在图中已标出（其中琴弦的直径关系：a＝c＝d＜b），并且每根琴弦固定的松紧程度一致。
（1）研究音调的高低与琴弦长度的关系，应该控制琴弦的粗细、 、松紧程度相同，改变 ；应选择琴弦 （选填符号a、b、c或d）；
（2）若选择琴弦a和b，则是为了研究琴弦音调的高低与琴弦 的关系；
（3）若有同学选择c和d进行研究，并推理得出：琴弦长度越长，振动越慢，音调就越低的结论。该同学探究过程中存在 的问题。
（4） 他们还可以选择琴弦 （选填符号a、b、c或d）研究琴弦音调高低与材料的关系。
9．小红进行了声现象的有关实验。
（1）如图所示，将系在细线上的乒乓球靠近音叉，当用小槌敲击音叉时，在听到声音的同时，观察到 ，说明发声的音叉正在振动。下列选项中与该操作有相同实验思想的是 ；
A．利用温度计测量温度
B．改变钢尺伸出桌面的长度，用相同的力拨动，探究声音音调与振动频率的关系
（2）如图所示，将一正在发声的闹钟放进密封的玻璃罩中，逐渐往外抽气，我们听到闹钟声越来越弱，说明 但现有的抽气设备无法达到绝对的真空。这种情况下，你是怎样得出这一结论的： 。
A．用实验证实的
B．通过理论推导出来的
C．建立在实验基础上进行科学的推理得出的
10．如图所示情景是爱动手的小明做的一些声学实验：
（1）如图甲所示，敲响右边的音叉，左边完全相同的音叉也会发声，说明声音可以在 中传播；还可以观察到紧挨音叉的泡沫小球被弹起，这说明声音能够传递 ；
（2）如图乙所示，用肥皂膜模拟人耳的鼓膜，当喇叭发声时肥皂膜会 ；喇叭音调越高，肥皂膜振动越快，可见音调与发声体 （填“频率”或“振幅”）有关；
（3）如图丙所示，往八个相同的玻璃瓶中灌入不同高度的水，用嘴向玻璃瓶内吹气，可以发出不同音调的声音，这是由于瓶中 （填“液体”或“空气”）振动的 （填“频率”或“振幅”）不同引起的。
11．如图所示，是在学习“声现象”一章中常见的几个探究实验：
（1）如图甲，把正在发声的音叉靠近悬挂的静止乒乓球，看到乒乓球被反复弹起.实验现象说明：声音是由物体的 产生的；乒乓球的作用是把音叉的振动转变成 的振动，便于观察；
（2）如图乙，把正在响铃的闹钟放在玻璃钟罩内，逐渐抽出钟罩内的空气，听到的铃声明显减小，进一步推理可以得出： 。用到的物理探究方法是 （选填“转换法”或“推理法”）
（3）如图丙小明把伸出桌边一端钢尺的长度一定时，逐渐用更大的力拨动钢尺，声音的响度变 （填“大”或“小”）；如果钢尺伸出桌面很长时，拨动钢尺时，可能听不到，此时钢尺发出的是 （选填“超声波”、“次声波”或“正常声波”）；
（4）如图丁，拿一塑料片在木梳齿上划过，一次慢，一次快，发现塑料片划得越快，塑料片振动频率越快，发出声音的音调越 （选填“高”或“低”）。
12．微风吹过，金属管风铃发出悦耳的声音。小明想探究金属管发出声音的频率与长度、直径的关系，他选取了材料与管壁厚度都相同，长度和直径都不同的三根直金属管，将它们用细线悬挂，敲击后，测出各自发出声音的频率，数据如表所示。
编号 长度/cm 直径/cm 频率/Hz
1 20.50 1.50 2131
2 31.00 2.00 1284
3 48.50 2.50 656
（1）用大小不同的力敲击金属管，则发出声音的 将不同；
（2）三根金属管中音调最低的是 号；
（3）根据表中数据，能否得出“金属管发出声音的频率随金属管的长度、直径的增大均减小”的结论并说明你的理由。答： （选填“能”或“不能”），理由是 ；
（4）如果再增加一根长度和直径分别为20.50cm、2.00cm的金属管来探究金属管发出声音的频率与金属管长度的关系，则需将这根金属管发出声音的频率与编号为 的金属管发出声音的频率进行比较。
参考答案：
1．乙 短 频率 钢尺伸出桌面长度
2．振动 相同 增大 物体振动的频率 “硬纸片不动，电动机带着齿轮转动的方法”操作更简单，且容易控制硬纸片的振动频率 响度 振幅
3．ad 音调高低与琴弦粗细的关系 不能 材料与长度都不同无法控制变量进行探究 ac 音调高低与琴弦材料的关系
4．声音是由物体振动产生的 放大音叉微小的振动 响度 振幅 快 高 振动频率
5．不能 ① 频率 音调 频率太小，音调太低 a 瓶和瓶内的水
6．A B A C 55 控制变量法
7．乒乓球被弹起 将微小的振动放大 响度 丁 弱 真空不能传声 推理法
8．材料 琴弦的长度 a、d 粗细 没有控制琴弦的材料相同 a、c
9．乒乓球被弹起 A 声音的传播需要介质 C
10．空气 能量 振动 频率 空气 频率
11．振动 乒乓球 真空不能传声 推理法 大 次声波 高
12．响度 3 不能 实验中管子的长度、直径都不相同，没有采用控制变量法 2
