8. 航天员王亚平在空间站弹奏古筝时,分别拨动了古筝的八号弦、十三号弦,用相同设置的相机拍摄到两弦最左摆到b处,最右摆到c处,静止时在a处,如图所示。若测出每振动880次,八号弦用时2 s,十三号弦用时4 s,则八号弦()。

A.从a到c再到a的过程中振动了1次
B.频率为880 Hz
C.音调比十三号弦高
D.振幅比十三号弦大
A.从a到c再到a的过程中振动了1次
B.频率为880 Hz
C.音调比十三号弦高
D.振幅比十三号弦大
答案
C
解析
【分析】
要解决这道题,需明确弦振动的核心物理概念:频率是单位时间内振动的次数,公式为$f=\frac{n}{t}$;音调由频率决定,频率越高音调越高;振幅是振动时偏离平衡位置的最大距离;一次全振动是从某一位置出发,再次回到该位置且运动状态一致的过程。接下来逐一分析选项:
1. 分析选项A:从平衡位置a到最大位移c再回到a,仅完成0.5次全振动,并非1次,故A错误。
2. 分析选项B:根据频率公式计算八号弦频率,结合已知振动次数和时间判断数值是否正确。
3. 分析选项C:分别计算两弦频率,根据频率与音调的关系判断音调高低。
4. 分析选项D:观察题图中两弦偏离平衡位置的最大距离,比较振幅大小。
【解析】
根据频率定义式$f=\frac{n}{t}$,计算两弦的频率:
八号弦:振动880次用时2s,频率$f_8=\frac{880次}{2s}=440Hz$;
十三号弦:振动880次用时4s,频率$f_{13}=\frac{880次}{4s}=220Hz$。
对各选项逐一判断:
A选项:从a到c再到a,仅完成半个全振动,振动次数为0.5,A错误;
B选项:八号弦频率为440Hz,不是880Hz,B错误;
C选项:音调由频率决定,$f_8>f_{13}$,因此八号弦音调更高,C正确;
D选项:由题图可知,十三号弦偏离平衡位置的最大距离(振幅)更大,D错误。
【答案】
C
【知识点】
频率与音调、振幅概念、周期频率计算
【点评】
本题结合古筝振动的实际情境,考查振动相关的基础物理量,需准确区分频率、音调、振幅的物理意义,掌握频率的计算方法,属于基础概念应用类题目,难度适中。
【难度系数】
0.5
要解决这道题,需明确弦振动的核心物理概念:频率是单位时间内振动的次数,公式为$f=\frac{n}{t}$;音调由频率决定,频率越高音调越高;振幅是振动时偏离平衡位置的最大距离;一次全振动是从某一位置出发,再次回到该位置且运动状态一致的过程。接下来逐一分析选项:
1. 分析选项A:从平衡位置a到最大位移c再回到a,仅完成0.5次全振动,并非1次,故A错误。
2. 分析选项B:根据频率公式计算八号弦频率,结合已知振动次数和时间判断数值是否正确。
3. 分析选项C:分别计算两弦频率,根据频率与音调的关系判断音调高低。
4. 分析选项D:观察题图中两弦偏离平衡位置的最大距离,比较振幅大小。
【解析】
根据频率定义式$f=\frac{n}{t}$,计算两弦的频率:
八号弦:振动880次用时2s,频率$f_8=\frac{880次}{2s}=440Hz$;
十三号弦:振动880次用时4s,频率$f_{13}=\frac{880次}{4s}=220Hz$。
对各选项逐一判断:
A选项:从a到c再到a,仅完成半个全振动,振动次数为0.5,A错误;
B选项:八号弦频率为440Hz,不是880Hz,B错误;
C选项:音调由频率决定,$f_8>f_{13}$,因此八号弦音调更高,C正确;
D选项:由题图可知,十三号弦偏离平衡位置的最大距离(振幅)更大,D错误。
【答案】
C
【知识点】
频率与音调、振幅概念、周期频率计算
【点评】
本题结合古筝振动的实际情境,考查振动相关的基础物理量,需准确区分频率、音调、振幅的物理意义,掌握频率的计算方法,属于基础概念应用类题目,难度适中。
【难度系数】
0.5
9. 以下几个实验现象,能说明声音的传播条件的是()。
A.放在玻璃罩内的电铃正在发声,把玻璃罩内的空气抽出一些后,铃声明显减弱
B.拉小提琴时,琴弦的松紧程度不同,发出的声音不同
C.当拨动吉他的琴弦使之发出声音时,放在弦上的小纸片会被琴弦弹开
D.将点燃的蜡烛放在喇叭之前,喇叭发声时,烛焰摇动
A.放在玻璃罩内的电铃正在发声,把玻璃罩内的空气抽出一些后,铃声明显减弱
B.拉小提琴时,琴弦的松紧程度不同,发出的声音不同
C.当拨动吉他的琴弦使之发出声音时,放在弦上的小纸片会被琴弦弹开
D.将点燃的蜡烛放在喇叭之前,喇叭发声时,烛焰摇动
答案
A
解析
【分析】要解决本题,需明确题目要求是“说明声音的传播条件”,即声音传播需要介质,真空不能传声。需逐一分析每个选项对应的声学原理,排除不符合要求的选项:A选项涉及声音传播与介质的关系,B选项涉及音调的影响因素,C选项涉及声音的产生,D选项涉及声音传递能量,据此选出正确答案。
【解析】本题考查声音的传播条件,需对各选项逐一分析:
1. 选项A:玻璃罩内的电铃发声,抽出部分空气后铃声明显减弱,说明声音的传播需要介质,真空无法传声,符合声音的传播条件,该选项正确;
2. 选项B:拉小提琴时,琴弦松紧程度不同,发出声音的音调不同,说明音调与发声体的松紧有关,属于音调的影响因素,与声音的传播条件无关,该选项错误;
3. 选项C:拨动吉他琴弦发声时,弦上的小纸片被弹开,说明发声的琴弦在振动,即声音是由物体振动产生的,与声音的传播条件无关,该选项错误;
4. 选项D:喇叭发声时烛焰摇动,说明声音可以传递能量,与声音的传播条件无关,该选项错误;
综上,答案为A。
【答案】A
【知识点】声音的传播条件、声音的产生、音调
【点评】本题为声学基础概念题,重点考查学生对声音的产生、传播、特性及声的利用等核心概念的辨析能力,难度较低,属于易得分题。
【难度系数】0.7
【解析】本题考查声音的传播条件,需对各选项逐一分析:
1. 选项A:玻璃罩内的电铃发声,抽出部分空气后铃声明显减弱,说明声音的传播需要介质,真空无法传声,符合声音的传播条件,该选项正确;
2. 选项B:拉小提琴时,琴弦松紧程度不同,发出声音的音调不同,说明音调与发声体的松紧有关,属于音调的影响因素,与声音的传播条件无关,该选项错误;
3. 选项C:拨动吉他琴弦发声时,弦上的小纸片被弹开,说明发声的琴弦在振动,即声音是由物体振动产生的,与声音的传播条件无关,该选项错误;
4. 选项D:喇叭发声时烛焰摇动,说明声音可以传递能量,与声音的传播条件无关,该选项错误;
综上,答案为A。
【答案】A
【知识点】声音的传播条件、声音的产生、音调
【点评】本题为声学基础概念题,重点考查学生对声音的产生、传播、特性及声的利用等核心概念的辨析能力,难度较低,属于易得分题。
【难度系数】0.7
三、实验题
10. 在学习演奏小提琴的过程中,小明和同学们发现弦乐器的琴弦发出声音的音调受很多因素的影响,他们决定对这种现象进行探究,经讨论后提出以下猜想。
猜想一:琴弦发出声音的音调可能与琴弦的材料有关。
猜想二:琴弦发出声音的音调可能与琴弦的长短有关。
猜想三:琴弦发出声音的音调可能与琴弦的横截面积有关。
为了验证以上猜想是否正确,他们找到了一些不同规格的琴弦,如表格所示。

(1)为了验证猜想一,应选用(填编号)这两根琴弦进行实验。
(2)为了验证猜想二,应选用(填编号)这两根琴弦进行实验。
(3)为了验证猜想三,若小明选用①②两根琴弦进行实验,则表中缺少的数据应为。
(4)该实验主要采用的实验方法是。
10. 在学习演奏小提琴的过程中,小明和同学们发现弦乐器的琴弦发出声音的音调受很多因素的影响,他们决定对这种现象进行探究,经讨论后提出以下猜想。
猜想一:琴弦发出声音的音调可能与琴弦的材料有关。
猜想二:琴弦发出声音的音调可能与琴弦的长短有关。
猜想三:琴弦发出声音的音调可能与琴弦的横截面积有关。
为了验证以上猜想是否正确,他们找到了一些不同规格的琴弦,如表格所示。
(1)为了验证猜想一,应选用(填编号)这两根琴弦进行实验。
(2)为了验证猜想二,应选用(填编号)这两根琴弦进行实验。
(3)为了验证猜想三,若小明选用①②两根琴弦进行实验,则表中缺少的数据应为。
(4)该实验主要采用的实验方法是。
答案
解:
(1)③⑤
(2)④⑤
(3)20
(4)控制变量法
(1)③⑤
(2)④⑤
(3)20
(4)控制变量法
解析
【分析】
本题探究琴弦发出声音的音调的影响因素,需运用控制变量法:验证某一猜想时,仅改变被探究的变量,控制其他变量保持不变。猜想一探究音调与材料的关系,需选长度、横截面积相同,材料不同的琴弦;猜想二探究音调与长度的关系,需选材料、横截面积相同,长度不同的琴弦;猜想三探究音调与横截面积的关系,需选材料、长度相同,横截面积不同的琴弦,据此结合表格数据逐一分析。
【解析】
(1)验证猜想一(音调与材料有关),应控制琴弦的长度和横截面积相同,材料不同。表格中编号③(钢,长度40cm,横截面积0.5mm²)和⑤(尼龙,长度40cm,横截面积0.5mm²)符合条件,故选用③⑤。
(2)验证猜想二(音调与长度有关),应控制琴弦的材料和横截面积相同,长度不同。表格中编号④(尼龙,长度30cm,横截面积0.5mm²)和⑤(尼龙,长度40cm,横截面积0.5mm²)符合条件,故选用④⑤。
(3)验证猜想三(音调与横截面积有关),应控制琴弦的材料和长度相同,横截面积不同。选用①②时,①是钢,长度20cm,横截面积0.3mm²;②是钢,横截面积0.5mm²,因此②的长度应与①相同,即缺少的数据为20。
(4)实验中每次只改变一个变量,控制其他变量不变,该方法是控制变量法。
【答案】
(1)③⑤;(2)④⑤;(3)20;(4)控制变量法
【知识点】
音调的影响因素,控制变量法
【点评】
本题是探究弦乐器音调影响因素的基础实验题,核心考查控制变量法的应用,只要理解控制变量法的原理,就能轻松解答,属于初中物理声学部分的常考基础题。
【难度系数】
0.7
本题探究琴弦发出声音的音调的影响因素,需运用控制变量法:验证某一猜想时,仅改变被探究的变量,控制其他变量保持不变。猜想一探究音调与材料的关系,需选长度、横截面积相同,材料不同的琴弦;猜想二探究音调与长度的关系,需选材料、横截面积相同,长度不同的琴弦;猜想三探究音调与横截面积的关系,需选材料、长度相同,横截面积不同的琴弦,据此结合表格数据逐一分析。
【解析】
(1)验证猜想一(音调与材料有关),应控制琴弦的长度和横截面积相同,材料不同。表格中编号③(钢,长度40cm,横截面积0.5mm²)和⑤(尼龙,长度40cm,横截面积0.5mm²)符合条件,故选用③⑤。
(2)验证猜想二(音调与长度有关),应控制琴弦的材料和横截面积相同,长度不同。表格中编号④(尼龙,长度30cm,横截面积0.5mm²)和⑤(尼龙,长度40cm,横截面积0.5mm²)符合条件,故选用④⑤。
(3)验证猜想三(音调与横截面积有关),应控制琴弦的材料和长度相同,横截面积不同。选用①②时,①是钢,长度20cm,横截面积0.3mm²;②是钢,横截面积0.5mm²,因此②的长度应与①相同,即缺少的数据为20。
(4)实验中每次只改变一个变量,控制其他变量不变,该方法是控制变量法。
【答案】
(1)③⑤;(2)④⑤;(3)20;(4)控制变量法
【知识点】
音调的影响因素,控制变量法
【点评】
本题是探究弦乐器音调影响因素的基础实验题,核心考查控制变量法的应用,只要理解控制变量法的原理,就能轻松解答,属于初中物理声学部分的常考基础题。
【难度系数】
0.7
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