《2026年江苏13大市中考名卷优选38套物理》

31 (12分)小组同学探究“声音能否在液体中传播”。
(一)问题产生
为证明声音能在水中传播，小华做了如图甲所示的实验，用绳子悬挂装有发声手机的塑料袋并浸没于水中。同学们认为该实验不完美，不能完全证明听到的声音经过了水的传播，理由是：绳子（固体）能传声。如何设计实验，使得声音从声源到人耳必须经过水的传播呢？

(二)设计装置
小明自制“悬浮式发声潜艇”，过程如图乙所示。
①将底面积为$ 300 cm^{2} $的薄壁圆柱形容器置于水平地面，容器内装有深度为20.0cm的水；
②将装有手机的密闭玻璃罐放入水中，呈漂浮状态；
③用手借助细铁丝按压装有手机的密闭玻璃罐，使其浸没在水中，细铁丝体积忽略不计；
④在玻璃罐内放入适量沙子，再放入发声手机，盖紧盖子后放入水中，呈现悬浮状态。

已知$ \rho_{水}=1×10^{3} kg/m^{3} $，g取10 N/kg，求：在玻璃罐内放入的适量沙子受到的重力。(请书写详细过程)
(三)实验现象
如图乙④所示，“发声潜艇”悬浮于水中，小明听到了手机铃声。
(四)形成结论
实验现象能(填“能”或“不能”)证明声音能在水中传播，理由是声音从声源处传出必须经过水的传播被人耳接收。
(五)拓展延伸
为证明声音能在液体中传播，有必要换用其他液体开展如图乙④所示的实验，若将水更换为密度更大的盐水做实验，应适度增加(填“适度减少”“保持不变”或“适度增加”)图乙④中罐内沙子的量。

答案： 31（每空、每问2分）(一)绳子（固体）能传声（二）①20.0 见解析 （四）能 声音从声源处传出必须经过水的传播被人耳接收 （五）适度增加
解析：(一)为证明声音能在水中传播，必须只有水作为传声物质，而图中的绳子也可以传声，导致人还能听到不是经过水传播的声音，故设计不完美.(二)①刻度尺的分度值为1cm，将底面积为300$cm^{2}$的薄壁圆柱形容器置于水平地面，容器内装有深度为20.0cm的水.由图乙①②知，玻璃罐和手机这个整体处于漂浮状态，此时浮力等于重力，排开液体的体积$V_{排}=300cm^{2}×(23.0cm-20.0cm)=900cm^{3}=9×10^{-4}m^{3}$；根据阿基米德原理知，$G_{浮}=\rho_{水}gV_{排}=1×10^{3}kg/m^{3}×10N/kg×9×10^{-4}m^{3}=9N$；当加入沙子，整体悬浮时，排开液体的体积$V_{排}'=300cm^{2}×(25.0cm-20.0cm)=1500cm^{3}=1.5×10^{-3}m^{3}$；$F_{浮}'=\rho_{水}gV_{排}'=1×10^{3}kg/m^{3}×10N/kg×1.5×10^{-3}m^{3}=15N$；悬浮状态分析，$G_{总}'=F_{浮}'=15N$，$G_{沙}=G_{总}'-G=15N-9N=6N$.(四)悬浮时浸没在水中，四周都是水，能说明水可以传声.(五)若将水更换为密度更大的盐水做实验，浸没时排开液体的体积不变，根据阿基米德原理知，浮力变大，故重力变大，因而需要适量增加沙子.