2探究音调和频率的关系

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1、本实验内容节选自“初中各阶段都适用”的全品物理实验与探究专项探究音调和频率的关系图S2-9器材:一把钢尺、一张课桌。方法:控制变量法。步骤:把钢尺一端紧按在桌面上,另一端伸出桌边,用力拨动钢尺,听它振动发出的声音,同时观察钢尺振动的快慢。增大钢尺伸出桌边的长度,用同样大小的力拨动钢尺,重复实验多次。比较每次的实验现象。现象:钢尺伸出桌边越长,其振动越,产生声音的音调越。结论:声音的音调与振动的有关,越高,音调越。1.图S2-10是“探究影响音调高低的因素”的实验装置,下列说法错误的是()图S2-10A.通过改变钢尺伸出桌边的长度来改变钢尺的振动频率,钢尺伸出桌边越长,振动越快B.多次实验中,保

2、持钢尺振动的幅度相同,运用了控制变量法C.实验中需注意比较钢尺伸出桌边的部分发声音调高低的变化D.物体振动得快、频率高,发出声音的音调高2.如图S2-11所示,某同学用一张硬纸片先后在木梳的齿上划过,一次快些,一次慢些。图S2-11(1)该同学探究的问题可能是。(2)过程中,该同学应该注意听并比较物体两次发出声音的(选填“响度”“音调”或“音色”)的高低。3.如图S2-12所示,在同一个轴上固定着三个齿数不同的齿轮。当齿轮旋转时,用纸片分别接触齿轮,使纸片发出声音的音调最高的是(选填“上面”“中间”或“下面”)的齿轮。图S2-124.在利用钢尺探究声音的音调与频率的关系的实验中,同学们产生了一

3、些困惑:(1)小明将钢尺的一端伸出桌边,用手拨动使其上下振动发出声音,他听到的“噗噗”声是钢尺撞击桌面的声音,他该如何进行改进:。改进后发现:用力再次拨动钢尺,他应该注意倾听(选填“刚开始手指划过钢尺的声音”或“手离开钢尺后钢尺振动的声音”)。(2)如图S2-13所示,小华纠正了实验中存在的问题后,拨动钢尺,他清晰地听到了钢尺发出的声音,接着他逐步减小钢尺伸出桌边的长度,进行了多次实验。实验中,小华的眼睛应该注意观察,耳朵应该注意聆听,小华进行多次实验的目的是。图S2-13实验中为使钢尺音调变化更明显,他应该。改变钢尺伸出桌面的长度,用同样的力拨动钢尺,发现钢尺发声的响度也发生了改变;为保证发

4、声响度不变,实验中他应该保持不变。根据所学知识可知,小华本次实验探究的结论应该为:。5.很多同学有过疑问“声音具有能量吗?它具有的能量与声音的响度和音调是否有关呢?”某同学对其中两个问题进行探究,实验器材如图S2-14所示:A为一个空易拉罐,它的底部中央用钉子戳个小孔,将易拉罐的顶部剪去后,用塑料薄膜包住并绷紧,用橡皮筋扎牢。B为一支点燃的蜡烛。完成表中的内容。图S2-14探究内容声音是否具有能量声能与响度是否有关小孔距烛焰的距离3 cm做法观察内容为保证每次实验声音的音调相同,你的做法是。6.微风吹过,金属管风铃发出悦耳的声音。小明想探究管子发出声音的频率与长度、直径的关系。他选取了材料与管

5、壁厚度都相同、长度和直径都不同的三根直管,将它们用细线悬挂,敲击后,测出各自发出声音的频率,数据如下:编号长度/cm直径/cm频率/Hz120.501.502131231.002.001284348.502.50656(1)三根管中发声音调最低的是号。(2)根据表中数据,能否得出“管子发出声音的频率随长度、直径的增大都会减小”的结论?请说明你的理由。答:(选填“能”或“不能”);理由:。(3)小明发现悬挂的金属管发出声音时在做有规律的摆动,认为金属管发出的声音是由摆动所产生的。请设计一简单的实验来检验小明的想法,简要写出实验方案和判断方法。实验方案:;判断方法:。7.小明在吉他演奏中发现,琴弦

6、发出声音的音调与弦线的长度、粗细和松紧有关。于是他想:图S2-15(1)利用几根弦线进行研究,如图S2-15甲所示,其中a、b、c、d四根弦线的松紧相同,a、b、c等长,d较短;a、c等粗,b、d等粗。若他选择b、d两弦线做实验,则研究的目的是探究音调与弦线的关系。若他要研究音调与弦线粗细的关系,则应选择和两弦线做实验。小明研究后得出结论:在其他条件相同的情况下,弦线越长,发出声音的音调越低;弦线越粗,发出声音的音调越低。小明实验中采用的探究方法是。(2)请你据图乙判断,在松紧相同的情况下,分别按住A点、B点、C点后拨动琴弦,发出声音的音调最高的是按住点,最低的是按住点。答案扫码回顾慢低频率频

7、率高能力提升1.A解析 钢尺振动的快慢与钢尺振动的长度有关,钢尺振动部分越长,振动的会越慢,所以A选项错误。2.(1)声音的音调与振动频率的关系(2)音调3.下面解析 下面齿轮齿最密,使得纸片振动频率最高,产生声音的音调最高。4.(1)手靠近桌边压紧手离开钢尺后钢尺振动的声音(2)钢尺振动的快慢声音音调的高低便于找到音调高低与振动快慢的关系,得出普遍性的规律使钢尺前后两次伸出桌边的长度改变较大钢尺的振幅物体振动越快,发声音调就越高;物体振动越慢,发声音调就越低拓展综合5.如下表所示探究内容声音是否具有能量声能与响度是否有关小孔距烛焰的距离3 cm3 cm做法轻拍塑料薄膜轻拍、重拍塑料薄膜观察内

8、容烛焰是否摆动烛焰摆动幅度是否改变拍一次或每次拍的快慢相同6.(1)3(2)不能没有控制变量(3)将金属管悬挂,轻推使其摆动,听管子是否发声如果管子不发声,说明金属管发出的声音不是由管子的摆动产生的;如果管子发声,说明管子发出的声音是由管子摆动产生的解析 (1)由表中实验数据可知,3号管子的发声频率最小,3号管子的音调最低。(2)探究管子发出的声音的频率与管子长度、直径的关系应采用控制变量法,由表中实验数据可知,实验中没有控制管子的长度相同而直径不同、或管子的长度不同而直径相同,即没有采用控制变量法,不能根据表中实验数据得出实验结论。(3)实验方案:将金属管悬挂,轻推使其摆动,听管子是否发声。

9、判断方法:如果管子不发声,说明金属管发出的声音不是由管子的摆动产生的;如果管子发声,说明管子发出的声音是由管子摆动产生的。7.(1)长度ab控制变量法(2)AB解析 (1)由图示可知,b、d琴弦的材料、粗细都相同而长度不同,应用该组琴弦所能探究的是音调与弦线长度的关系。要探究音调的高低与琴弦粗细的关系,应控制琴弦的材料和长度相同而粗细不同,由图示可知,可以选琴弦a、b进行实验。每一次只改变其中的某一个因素,而控制其余几个因素不变,从而研究被改变的这个因素对事物的影响,再分别加以研究,最后综合得出结论,这种方法叫控制变量法。(2)由图示可知,在琴弦材料和松紧程度相同的情况下,琴弦越长,音调越低,琴弦越粗,音调越低,分别按住A点、B点、C点后拨动琴弦,发出声音的音调最高的是按住A点,最低的是按住B点。