《2025年假期伴你行暑假八年级物理人教版合肥工业大学出版社》

17. (21 分)(陕西中考)太阳光在通过透镜时会被会聚或发散,那么声音在传播途中遇到不同介质时,会不会像光一样也被会聚或发散呢? 在老师的帮助下,同学们用音叉、三个相同的气球(内部充有不同气体)、示波器、麦克风等器材设计了如图 1 所示的实验装置,并进行了如下探究:

①调整音叉和麦克风之间的距离,让音叉发出的声音只通过空气传播,用麦克风将声音信号输入示波器,观察并记录此时的波形如图 2 甲所示。

②分别将充有二氧化碳气体、空气和氢气的气球,依次放在音叉和麦克风之间,保持音叉和气球之间的距离不变,让音叉发出声音,记录示波器显示的波形如图 2 乙、丙、丁所示。
分析以上实验过程和现象可知:
(1)实验过程中,敲击音叉,使其振动发声,且应控制音叉发出声音的响度相同(填“相同”或“不同”)。
(2)比较图 2 的乙与甲,发现声波在通过充有二氧化碳气体的气球后,麦克风接收到的声音响度变大(填“变大”“变小”或“不变”),此时充有二氧化碳气体的气球对声波具有会聚作用,相当于一个“凸透镜”。比较丁与甲后,发现充有氢气的气球对声波具有发散作用,由此可见,声音与光之间存在某种对应关系。
(3)实验后,同学们查阅资料了解到,生物体组织在激光照射下,会因升温膨胀而产生频率高于 20 000 Hz 的超声波,生物医学上通过特殊介质和装置使这种声波集中并成像,克服纯光学成像的不足,更加有效地进行病情诊断、跟踪和治疗。

答案：
(1)振动 相同
(2)变大 会聚 凸 发散
(3)超

18. 超声导盲手杖可以帮助视障人士在出行时探测前进道路上的障碍物。当前方有障碍物时,手杖会发出警报声,距障碍物越近,警报声越尖锐。
(1)请你分析一下超声导盲手杖的工作原理。
(2)如果警报声变得尖锐,说明声音的哪个特性发生了变化? 是如何变化的?

答案：
(1)超声导盲手杖利用超声波来测量障碍物与手杖之间的距离，它能根据距离的远近发出不同的声音，盲人就能根据音调的高低判别出障碍物的远近。
(2)如果警报声变得尖锐，说明声音的音调发生了变化，音调变高。