《2025年小题狂做八年级物理上册苏科版巅峰版》

6. (2024·南京金陵中学期中)小明用声波传感器和电脑设备记录测量某合金管所发出的声音的频率,他猜想声音的频率可能与合金管的直径、敲击的位置、敲击的力度、合金管的长度有关。他设计实验探究“敲击合金管发出的声音的频率与合金管长度之间的数值关系”,以制作合金管编钟,请补充完善实验方案。

(1)实验器材:刻度尺、声波传感器、合金管若干、铁锤、电脑。
(2)实验步骤:(①③步骤的空均填“相同”或“不同”)
①选取不同长度的合金管并按图安装好,每根合金管的直径相同;
②将声波传感器连接到电脑,准备记录;
③使用铁锤敲击合金管底部的相同位置,确保敲击力度相同;
④测量每根合金管的长度,记录每次敲击时声波传感器测得的声音频率;
⑤根据数据分析声音频率与合金管长度之间的数值关系。
(3)设计记录数据的表格(请将①处画线部分补充完整,不需要填数据)。
|实验次序|①长度L/m|②频率f/Hz|
|1| | |
|2| | |
|3| | |

答案： （1）刻度尺 （2）①不同 相同 ③相同 ④测量每根合金管的长度,记录每次敲击时声波传感器测得的声音频率 （3）长度L/m 提示:
(1) 设计实验探究敲击合金管发出的声音的频率与合金管长度之间的数值关系,故需要用刻度尺测出合金管的长度。
(2) 实验为探究“敲击合金管发出的声音频率与合金管长度之间的数值关系”,变量为声音频率与合金管长度,要控制其他因素不变,故合金管直径、铁锤敲击的位置、敲击力度均要相同,合金管长度要不同。然后测量记录每根合金管的长度,记录每次敲击时声波传感器测得的声音频率填入表格。（3）本实验为探究“敲击合金管发出的声音频率与合金管长度之间的数值关系”,故设计记录数据的表格需要统计的两个量:①长度L/m,②频率f/Hz。

(1)图乙中的“感光元件”相当于图甲中的光屏。
(2)根据实验1和2(或3和4、5和6)的数据,分析比较焦距f、物距u、像距v以及像高h的变化情况,可归纳得出的初步结论是凸透镜的焦距相同时,物距越大,成像的像距越小,像的高度越小,像距与物距之比等于像高与物体高度之比。
(3)根据实验1和5(或2和3)中焦距f、物距u、像距v及物屏距离L的数据可知:保持物屏距离(发光物到光屏的距离)L不变,通过注射器调节,使凸透镜的焦距变小,这时要使光屏上成清晰的像,应移动水凸透镜的位置使物距u变大、像距v变小,光屏上的像高h变小。(均填“变大”“变小”或“不变”)
(4)如图丙所示是图乙中照相机的镜头。拍照片时,转动“变焦环”相当于用注射器调节水凸透镜的焦距,可在24～70mm之间连续改变镜头的焦距;前后移动照相机的位置和转动“对焦环”使镜头向外伸出或向内缩进,相当于在光聚座上移动水凸透镜的位置调节物距和像距的大小。根据实验2、4和6的数据,若要使人在物屏距离L不同的情况下所成的像一样大,需要对照相机进行的操作是:当人靠近相机,需要使镜头的焦距变小,同时将镜头向内缩进减小像距,人远离时,焦距变大,镜头前伸,使像距变大。

答案： （1）光屏 （2）凸透镜的焦距相同时,物距越大,成像的像距越小,像的高度越小,像距与物距之比等于像高与物体高度之比 （3）变大 变小 变小 （4）当人靠近相机,需要使镜头的焦距变小,同时将镜头向内缩进减小像距,人远离时,焦距变大,镜头前伸,使像距变大 提示:
(1) 图乙中的“感光元件”是接受像的,相当于图甲中的光屏。
(2) 根据序号1和2(或3和4、5和6)的数据,分析比较焦距f、物距u、像距v以及像高h的变化情况,可归纳得出的初步结论:当凸透镜的焦距不变时,物距越大,成像的像距越小,像高越小,根据数据分析可知,像距与物距之比等于像高与物体高度之比。（3）水凸透镜的焦距$f_{1}＞f_{2}＞f_{3}$,根据序号1和5(或2和3)中焦距f、物距u、像距v及物屏距离L的数据可知:保持物屏距离(发光物到光屏的距离)L不变,通过注射器调节,使水凸透镜的焦距变小,这时要使光屏上成清晰的像,应移动水凸透镜的位置使物距u变大、像距v变小,光屏上的像高h变小。（4）根据实验2、4和6的数据,若要使人在物屏距离L不同的情况下所成的像一样大,需要对照相机进行的操作:当人靠近相机,即物距减小时,像变大,像距变大,需要使镜头的焦距变小增大物距,同时将镜头向内缩进减小像距,同理人远离时,物距变大,则应使焦距变大,镜头前伸,使像距变大。