Question

小红是一个爱思考、爱观察的同学，有一次，在她欣赏了一场音乐会后，想到了如下问题，请你帮她回答一下：
（1）琴声、歌声是通过

空气

传播到小红耳朵的，当时的气温为25℃，则其声速为

346米/秒

．
（2）小红能清楚的分辨出哪是提琴声、哪是小号声，原因是

它们的音色不同

．
（3）女高音歌唱家演唱时声音的

音调

高，男低音歌唱家演唱时声音的

响度

大．（填音调、音色或响度）
（4）小红观察到乐手在演奏提琴、吉它、二胡等弦乐器时，这些乐器的弦在振动．并且，弦张的越紧，振动的越

快

，发声的音调越

高

．
（5）小红猜测：在弦张紧程度相同的条件下，发声的音调还可能与弦的粗细、长短、及弦的材料有关．于是，她想通过实验来探究一下自己的猜想是否正确．下表是她在实验时控制的琴弦条件．

	琴弦的材料	琴弦的长度/cm	琴弦的横截面积/mm2
A	钢	20	0.3
B	钢	20	0.7
C	尼龙丝	30	0.5
D	铜	40	0.5
E	尼龙丝	40	0.5

1．如果小红想探究弦发声的音调与弦的粗细的关系，你认为她应该选用表中编号为

AB

的琴弦．
2．探究过程通常采用下列一些步骤：①实验研究，②分析归纳，③提出问题（或猜想），④得出结论等．你认为小兰要完成本探究的全过程，所采取步骤的合理顺序应该是

③①②④

．
3．在上述探究过程中，主要用到了

控制变量

的研究方法．请你再写出一个初中物理中用到的这种方法的实验名称

研究响度与振幅的关系

．
（6）问题探讨：小红想进一步了解有关声音的一些知识，于是她查找了如下资料：
共鸣
两个发声频率相同的物体，如果彼此相隔不远，使其中一个物体发声，另一个也有可能跟着发声，这种现象就叫“共鸣”．
有趣的是：几乎随便什么容器里的空气（叫做空气柱），也会同发声物体共鸣．拿一个发声体靠近容器口，如果频率适当的话，那么，空气柱就会发生共鸣，使声音大大增强．根据声学家的研究，只要波长等于空气柱长度的4倍，或4/3倍、4/5倍 …的声音，传入容器后就能引起共鸣．这就是我们把耳朵贴在热水瓶等容器口上能听见嗡嗡声的原因．
1．什么条件下空气柱会发生共鸣？
2．一把普通热水瓶内部高度大约是30厘米，则波长为

120或40或24

厘米的声音传入热水瓶，会引起共鸣．
3．在日常生产和生活中，哪些地方利用了此现象？请举一例．

Answer 1

分析：（1）声音在空气中的传播速度不是固定不变的，它与压强和温度有关，当温度为25℃时，声音传播的速度是346米/秒．
（2）我们能分辨出不同乐器的声音是由于它们的音色不同．
（3）物理学中的高低是指音调的高低，响度用大小来描述．
（4）提琴、吉它、二胡等弦乐器振动的频率和弦的长短、粗细、以及松紧程度有关．
（5）
1、要研究在弦张紧程度相同的条件下，发声的音调还与弦的粗细、长短、及弦的材料的关系，应用控制变量法，即想探究弦发声的音调与弦的粗细的关系，应控制弦的材料和长短一定，改变弦的粗细，
2、科学探究的七个环节是：提出问题、猜想与假设、制定计划与设计实验、进行实验与搜集数据、分析与论证、评估、交流与合作．
3、控制变量法是初中物理常用的研究方法，如通过导体的电流I 与导体电阻R和它两端电压U的影响，在研究电流I与电阻R的关系时，需要保持电压U不变；在研究电流I与电压U的关系时，需要保持电阻R不变．
（6）根据声学家的研究，只要波长等于空气柱长度的4倍，或4/3倍、4/5倍 …的声音，传入容器后就能引起共鸣．
故30厘米得4倍，或4/3倍、4/5倍分别为：120、40、24；
生活中弦乐器利用乐器下方的共鸣箱，就是共鸣的利用．

解答：解：（1）声音的传播需要介质，气体、液体和固体都能作为传播声音的媒介，琴声、歌声是通过空气传到耳朵的．声音在空气中的传播速度不是固定不变的，它与压强和温度有关，当温度为25℃时，声音传播的速度是346米/秒．
（2）不同发声体的音色不同，故我们能分辨出不同乐器的声音．
（3）女高音歌唱家的音调高，响度小；男低音的声音的音调低，但响度大．
（4）提琴、吉它、二胡等弦乐器振动的频率和弦的长短、粗细、以及松紧程度有关，弦越细、越短、张得越紧音调越高．
（5）
1、要研究在弦张紧程度相同的条件下，发声的音调还与弦的粗细、长短、及弦的材料的关系，应用控制变量法，即想探究弦发声的音调与弦的粗细的关系，应控制弦的材料和长短一定，改变弦的粗细，故题中应选序号为AB琴弦研究．
2、根据科学探究的七个环节可知该实验的研究过程是：③②①④
3、控制变量法是初中物理常用的研究方法，研究响度与振幅的关系
（6）由题干知：波长等于空气柱长度的4倍，或4/3倍、4/5倍 …的声音，传入容器后就能引起共鸣．
故30厘米得4倍，或4/3倍、4/5倍分别为：120、40、24；生活中弦乐器利用乐器下方的共鸣箱，就是共鸣的利用．
答：
（1）空气，346米/秒
（2）它们的音色不同
（3）音调，响度
（4）快，高
（5）
1．AB
2．③②①④
3．控制变量，研究响度与振幅的关系（实验名称合理即可）
（6）
1．当声音的波长等于容器中空气柱长度的4倍，或4/3倍、4/5倍时，声音传入容器后就能引起共鸣
2.120或40或24
3．弦乐器利用乐器下方的共鸣箱来放大声音（合理即可）

点评：本题是一道综合题，综合考查学生对声学一些知识点的了解和掌握，是中招的热点，本题的关键还需掌握，控制变量法的应用，以及对共鸣知识的了解．