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25. 小明用声波传感器和电脑设备记录测量某种材料合金管(如图所示)所发出声音的频率,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:
(2) 实验步骤:(①③步骤的空均选填“相同”或“不同”)
① 选取
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
④ 测量合金管的长度并记录频率后,
⑤ 根据记录的表格进行数据分析.
(3) 设计记录数据的表格(将划线处补充完整).

|
|----|----|
| | |
| | |
| | |
(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步骤的空均选填“相同”或“不同”)
① 选取
不同
长度的合金管并按图示安装好,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 测量合金管的长度并记录频率后,
换用不同长度的合金管
多次实验;⑤ 根据记录的表格进行数据分析.
(3) 设计记录数据的表格(将划线处补充完整).
|
合金管长度
(cm)|发声频率
(Hz)||----|----|
| | |
| | |
| | |
答案:
(1)刻度尺
(2)① 不同 相同 ③ 相同 相同 ④ 换用不同长度的合金管
(3)合金管长度 发声频率
(1)刻度尺
(2)① 不同 相同 ③ 相同 相同 ④ 换用不同长度的合金管
(3)合金管长度 发声频率
26. (10分)下表是一些介质中的声速.
一些介质中的声速
|介质|声速$/(m·s⁻^1)$|介质|声速$/(m·s⁻^1)$|
|空气(0℃)|331|海水(25℃)|1531|
|空气(15℃)|340|冰|3230|
|空气(25℃)|346|铜(棒)|3750|
|软木|500|大理石|3810|
|煤油(25℃)|1324|铝(棒)|5000|
|水(常温)|1500|铁(棒)|5200|
(1) 分析表中信息,推断声速的大小可能跟
(2) 在一根长为850 m的金属管的一端敲击一下,在另一端先后听到两个声音,第一声是通过
(3) 声音在上述金属管中的传播速度是
一些介质中的声速
|介质|声速$/(m·s⁻^1)$|介质|声速$/(m·s⁻^1)$|
|空气(0℃)|331|海水(25℃)|1531|
|空气(15℃)|340|冰|3230|
|空气(25℃)|346|铜(棒)|3750|
|软木|500|大理石|3810|
|煤油(25℃)|1324|铝(棒)|5000|
|水(常温)|1500|铁(棒)|5200|
(1) 分析表中信息,推断声速的大小可能跟
介质的种类
和介质的温度
有关.(2) 在一根长为850 m的金属管的一端敲击一下,在另一端先后听到两个声音,第一声是通过
固体
传来的,再经过2.33 s听到第二声,第二声是通过气体
传来的.(均选填“固体”“液体”或“气体”)(3) 声音在上述金属管中的传播速度是
5000
m/s.(此时气温约为15℃)
答案:
(1)介质的种类 介质的温度
(2)固体 气体
(3)5000 解析:
(1)由表中信息可知,在固体、液体和气体中的声速一般不同,可推断声速的大小可能与介质的种类有关.根据表中不同温度的空气中声速不同,可推断声速的大小与介质的温度有关.
(2)由表中信息可知,一般情况下,声音在固体中传播最快,在液体中次之,在气体中最慢.在一根长为850 m的金属管的一端敲击一下,在另一端先后听到两个声音,由于声音在固体中的传播速度大于在气体中的传播速度,所以第一声是通过固体传来的,第二声是通过气体传来的.
(3)气温为$15\ \celsius$时,上述过程声音在空气中传播的时间$t_{空}=\frac{s}{v_{空}}=\frac{850\ \text{m}}{340\ \text{m/s}}=2.5\ \text{s}$,声音在金属管中传播的时间$t_{管}=t_{空}-\Delta t=2.5\ \text{s}-2.33\ \text{s}=0.17\ \text{s}$,则声音在金属管中的传播速度$v_{管}=\frac{s}{t_{管}}=\frac{850\ \text{m}}{0.17\ \text{s}}=5000\ \text{m/s}$.
(1)介质的种类 介质的温度
(2)固体 气体
(3)5000 解析:
(1)由表中信息可知,在固体、液体和气体中的声速一般不同,可推断声速的大小可能与介质的种类有关.根据表中不同温度的空气中声速不同,可推断声速的大小与介质的温度有关.
(2)由表中信息可知,一般情况下,声音在固体中传播最快,在液体中次之,在气体中最慢.在一根长为850 m的金属管的一端敲击一下,在另一端先后听到两个声音,由于声音在固体中的传播速度大于在气体中的传播速度,所以第一声是通过固体传来的,第二声是通过气体传来的.
(3)气温为$15\ \celsius$时,上述过程声音在空气中传播的时间$t_{空}=\frac{s}{v_{空}}=\frac{850\ \text{m}}{340\ \text{m/s}}=2.5\ \text{s}$,声音在金属管中传播的时间$t_{管}=t_{空}-\Delta t=2.5\ \text{s}-2.33\ \text{s}=0.17\ \text{s}$,则声音在金属管中的传播速度$v_{管}=\frac{s}{t_{管}}=\frac{850\ \text{m}}{0.17\ \text{s}}=5000\ \text{m/s}$.
27. 项目式学习:制作隔音房间模型.
活动任务一:选择房间模型
(1) 小明列举出两个能够作为房间模型的备选方案:① 鞋盒、② 塑料盆.应选择
活动任务二:选择声源
(2) 老师给同学们提供了:① 音叉、② 闹钟.应选择
活动任务三:选择和安装隔音材料
(3) 小明从家中找出一些材料开始研究:一张报纸、一件羽绒服、一个薄塑料袋、一些包装家电的泡沫板、一些棉花和一些棉布.小强认为这些材料存在一个明显问题,不能有效地说明这些材料的隔音性能.这个明显的问题是材料的
(4) 对材料进行科学调整后,小明打算将这些材料裁剪至合适大小并贴在房间模型的内部,以下做法合理的是
A. 只贴在“房间”的四面墙壁上 B. 贴在“房间”的四面墙壁和地面上
C. 贴在“房间”的四面墙壁、地面和顶面上
活动任务四:测试隔音性能
(5) 小明在“房间”外1 m处摆放分贝仪,将每次实验测得的数据填在表中.由实验数据可知,这些材料中隔音性能最好的是
|材料|报纸|羽绒服|泡沫板|棉花|棉布|
|分贝仪显示声音的大小/dB|83|68|72|78|75|
活动任务一:选择房间模型
(1) 小明列举出两个能够作为房间模型的备选方案:① 鞋盒、② 塑料盆.应选择
①
(填序号),理由:鞋盒容易获取且有盖,方便放置隔音材料;塑料盆不是密闭空间
.活动任务二:选择声源
(2) 老师给同学们提供了:① 音叉、② 闹钟.应选择
②
(填序号),理由:闹钟声音稳定,响度能保持不变
.活动任务三:选择和安装隔音材料
(3) 小明从家中找出一些材料开始研究:一张报纸、一件羽绒服、一个薄塑料袋、一些包装家电的泡沫板、一些棉花和一些棉布.小强认为这些材料存在一个明显问题,不能有效地说明这些材料的隔音性能.这个明显的问题是材料的
厚度
(选填“重量”“厚度”或“硬度”)不同,不符合物理实验研究方法中控制变量
法的要求.(4) 对材料进行科学调整后,小明打算将这些材料裁剪至合适大小并贴在房间模型的内部,以下做法合理的是
C
.A. 只贴在“房间”的四面墙壁上 B. 贴在“房间”的四面墙壁和地面上
C. 贴在“房间”的四面墙壁、地面和顶面上
活动任务四:测试隔音性能
(5) 小明在“房间”外1 m处摆放分贝仪,将每次实验测得的数据填在表中.由实验数据可知,这些材料中隔音性能最好的是
羽绒服
.|材料|报纸|羽绒服|泡沫板|棉花|棉布|
|分贝仪显示声音的大小/dB|83|68|72|78|75|
答案:
(1)① 鞋盒容易获取且有盖,方便放置隔音材料;塑料盆不是密闭空间
(2)② 闹钟声音稳定,响度能保持不变
(3)厚度 控制变量
(4)C
(5)羽绒服 解析:
(2)在比较不同材料的隔音性能时,声源发出声音的响度应保持不变,所以应选择闹钟.
(3)实验应采用控制变量法,要保证不同隔音材料的厚度相同,小明找到的材料厚度不同,不符合物理实验研究方法中控制变量法的要求.
(4)为了测试这些材料的隔音性能,应该贴在“房间”的四面墙壁、地面和顶面上,故C符合题意.
(5)由表中数据可知,用羽绒服作隔音材料时,与声源相隔一定距离,所测得的声音响度最小,说明羽绒服的隔音性能最好.
(1)① 鞋盒容易获取且有盖,方便放置隔音材料;塑料盆不是密闭空间
(2)② 闹钟声音稳定,响度能保持不变
(3)厚度 控制变量
(4)C
(5)羽绒服 解析:
(2)在比较不同材料的隔音性能时,声源发出声音的响度应保持不变,所以应选择闹钟.
(3)实验应采用控制变量法,要保证不同隔音材料的厚度相同,小明找到的材料厚度不同,不符合物理实验研究方法中控制变量法的要求.
(4)为了测试这些材料的隔音性能,应该贴在“房间”的四面墙壁、地面和顶面上,故C符合题意.
(5)由表中数据可知,用羽绒服作隔音材料时,与声源相隔一定距离,所测得的声音响度最小,说明羽绒服的隔音性能最好.
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