Question

小紅是一個愛思考、愛觀察的同學，有一次，在她欣賞了一場音樂會后，想到了如下問題，請你幫她回答一下：
（1）琴聲、歌聲是通過

空氣

傳播到小紅耳朵的，當時的氣溫為25℃，則其聲速為

346米/秒

．
（2）小紅能清楚的分辨出哪是提琴聲、哪是小號聲，原因是

它們的音色不同

．
（3）女高音歌唱家演唱時聲音的

音調

高，男低音歌唱家演唱時聲音的

響度

大．（填音調、音色或響度）
（4）小紅觀察到樂手在演奏提琴、吉它、二胡等弦樂器時，這些樂器的弦在振動．并且，弦張的越緊，振動的越

快

，發聲的音調越

高

．
（5）小紅猜測：在弦張緊程度相同的條件下，發聲的音調還可能與弦的粗細、長短、及弦的材料有關．于是，她想通過實驗來探究一下自己的猜想是否正確．下表是她在實驗時控制的琴弦條件．

	琴弦的材料	琴弦的長度/cm	琴弦的橫截面積/mm2
A	鋼	20	0.3
B	鋼	20	0.7
C	尼龍絲	30	0.5
D	銅	40	0.5
E	尼龍絲	40	0.5

1．如果小紅想探究弦發聲的音調與弦的粗細的關系，你認為她應該選用表中編號為

AB

的琴弦．
2．探究過程通常采用下列一些步驟：①實驗研究，②分析歸納，③提出問題（或猜想），④得出結論等．你認為小蘭要完成本探究的全過程，所采取步驟的合理順序應該是

③①②④

．
3．在上述探究過程中，主要用到了

控制變量

的研究方法．請你再寫出一個初中物理中用到的這種方法的實驗名稱

研究響度與振幅的關系

．
（6）問題探討：小紅想進一步了解有關聲音的一些知識，于是她查找了如下資料：
共鳴
兩個發聲頻率相同的物體，如果彼此相隔不遠，使其中一個物體發聲，另一個也有可能跟著發聲，這種現象就叫“共鳴”．
有趣的是：幾乎隨便什么容器里的空氣（叫做空氣柱），也會同發聲物體共鳴．拿一個發聲體靠近容器口，如果頻率適當的話，那么，空氣柱就會發生共鳴，使聲音大大增強．根據聲學家的研究，只要波長等于空氣柱長度的4倍，或4/3倍、4/5倍 …的聲音，傳入容器后就能引起共鳴．這就是我們把耳朵貼在熱水瓶等容器口上能聽見嗡嗡聲的原因．
1．什么條件下空氣柱會發生共鳴？
2．一把普通熱水瓶內部高度大約是30厘米，則波長為

120或40或24

厘米的聲音傳入熱水瓶，會引起共鳴．
3．在日常生產和生活中，哪些地方利用了此現象？請舉一例．

Answer 1

分析：（1）聲音在空氣中的傳播速度不是固定不變的，它與壓強和溫度有關，當溫度為25℃時，聲音傳播的速度是346米/秒．
（2）我們能分辨出不同樂器的聲音是由于它們的音色不同．
（3）物理學中的高低是指音調的高低，響度用大小來描述．
（4）提琴、吉它、二胡等弦樂器振動的頻率和弦的長短、粗細、以及松緊程度有關．
（5）
1、要研究在弦張緊程度相同的條件下，發聲的音調還與弦的粗細、長短、及弦的材料的關系，應用控制變量法，即想探究弦發聲的音調與弦的粗細的關系，應控制弦的材料和長短一定，改變弦的粗細，
2、科學探究的七個環節是：提出問題、猜想與假設、制定計劃與設計實驗、進行實驗與搜集數據、分析與論證、評估、交流與合作．
3、控制變量法是初中物理常用的研究方法，如通過導體的電流I 與導體電阻R和它兩端電壓U的影響，在研究電流I與電阻R的關系時，需要保持電壓U不變；在研究電流I與電壓U的關系時，需要保持電阻R不變．
（6）根據聲學家的研究，只要波長等于空氣柱長度的4倍，或4/3倍、4/5倍 …的聲音，傳入容器后就能引起共鳴．
故30厘米得4倍，或4/3倍、4/5倍分別為：120、40、24；
生活中弦樂器利用樂器下方的共鳴箱，就是共鳴的利用．

解答：解：（1）聲音的傳播需要介質，氣體、液體和固體都能作為傳播聲音的媒介，琴聲、歌聲是通過空氣傳到耳朵的．聲音在空氣中的傳播速度不是固定不變的，它與壓強和溫度有關，當溫度為25℃時，聲音傳播的速度是346米/秒．
（2）不同發聲體的音色不同，故我們能分辨出不同樂器的聲音．
（3）女高音歌唱家的音調高，響度小；男低音的聲音的音調低，但響度大．
（4）提琴、吉它、二胡等弦樂器振動的頻率和弦的長短、粗細、以及松緊程度有關，弦越細、越短、張得越緊音調越高．
（5）
1、要研究在弦張緊程度相同的條件下，發聲的音調還與弦的粗細、長短、及弦的材料的關系，應用控制變量法，即想探究弦發聲的音調與弦的粗細的關系，應控制弦的材料和長短一定，改變弦的粗細，故題中應選序號為AB琴弦研究．
2、根據科學探究的七個環節可知該實驗的研究過程是：③②①④
3、控制變量法是初中物理常用的研究方法，研究響度與振幅的關系
（6）由題干知：波長等于空氣柱長度的4倍，或4/3倍、4/5倍 …的聲音，傳入容器后就能引起共鳴．
故30厘米得4倍，或4/3倍、4/5倍分別為：120、40、24；生活中弦樂器利用樂器下方的共鳴箱，就是共鳴的利用．
答：
（1）空氣，346米/秒
（2）它們的音色不同
（3）音調，響度
（4）快，高
（5）
1．AB
2．③②①④
3．控制變量，研究響度與振幅的關系（實驗名稱合理即可）
（6）
1．當聲音的波長等于容器中空氣柱長度的4倍，或4/3倍、4/5倍時，聲音傳入容器后就能引起共鳴
2.120或40或24
3．弦樂器利用樂器下方的共鳴箱來放大聲音（合理即可）

點評：本題是一道綜合題，綜合考查學生對聲學一些知識點的了解和掌握，是中招的熱點，本題的關鍵還需掌握，控制變量法的應用，以及對共鳴知識的了解．