第二章《声现象》实验与计算 专题训练-【知・讲・练·考】2023-2024学年八年级物理上册同步讲义全优学案（人教版）

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第二章《声现象》实验与计算专题训练（学生版）
一、实验题
1．东东在学习了声的知识以后，和同学们做了以下的实验。

（1）如图甲所示，用竖直悬挂的泡沫球接触正在发声的音叉，将会看到小球被弹开，说明声音是由物体的产生的。实验中泡沫球的作用是：，
（2）如图乙所示，敲击右边的音叉时，会看见左边完全相同的音叉把泡沫球弹起，这个现象叫做“共振”。说明声音可以在中传播，也能够说明声音可以传递。
（3）如果将甲、乙两组实验装置移到月球上，则实验（选填“甲”或“乙”）不能完成，这是因为。
2．如图所示是探究声现象时常用的装置：
（1）如图甲所示，当用橡皮锤敲击音叉时，既能听到音叉发出的声音，又能观察到乒乓球弹起一个较小的幅度，此实验现象表明了 ．
（2）实验中若加大敲击音叉的力度，听到音叉发声的响度更大，由此可初步得出的结论是：声音的响度随 的增大而增大．
（3）如图乙所示，用小锤敲击右边音叉，左边音叉也发声，乒乓球弹起，该实验现象能说明
A.声音的音调与振动频率有关 声波可以在空气中传播
C.声波能传递能量 声音在固体中传播速度比气体中快
（4）假设宇航员在月球上做乙实验，则左边音叉边乒乓球会不会弹起 ？原因是什么？

3．如图，把一个电铃放入扣在抽气盘上的玻璃钟罩内，通电以后我们可以听到电铃发出的声音。

（1）然后用抽气机从钟罩内向外抽气这时会发现声音，停止抽气后，让空气重新进入玻璃钟罩内，这时会发现声音；
（2）通过该实验能说明：空气越稀薄声音传播效果越；
（3）在实验基础上进一步推理得出；
（4）由该实验推理出来的结果可知在月球表面宇航员不能直接交流只能靠无线电波互相联系的原因是。
4．为了探究声音产生的原因，某物理兴趣小组做了几个实验：
(1)甲同学把手放在喉咙处，大声讲话，感觉喉头振动了；乙同学把发声的音叉放在水中，可以激起水花。分析上述实验现象，能得出的结论是：。
(2)丙同学用手敲鼓，鼓面发出响声，但是他看到鼓面几乎没有什么异样。为了使看到的实验现象更明显，你的改进方法是：；以下活动中所用到的物理研究方法与上述方法相同的是。
A在研究光的直线传播规律时，引入了光线的概念
B探究平面镜成像特点时，用等大的两个棋子探究像与物的大小关系
C测量人体体温时，利用体温计内水银柱的长度变化来显示人体的温度高低
D在探究蒸发快慢与空气流通速度关系的时候，要确保温度表面积等因素相同
(3)小组成员在探究上述问题之后，又提出这样一个问题：声音是怎样从发声物体传播到远处的？他们经过认真思考，提出了两种猜想：

①声音要传播出去，需要别的物质做媒介；
②声音要传播出去，不需要什么物质做媒介。
为验证猜想，他们进行了如图所示的实验：随着不断向外抽气，发现所听到的手机铃声越来越小。由此现象可以推理猜想是正确的。探究问题的过程通常有下列步骤：
A猜想与假设         B分析与论证        C实验研究         D提出问题
你认为上述探究活动依次采取的步骤是。（填字母序号）
5．下面是初三物理兴趣小组的同学在课外做“减弱噪声的方法”活动时记录的内容.
器材：铁盒、纸盒、木盒、玻璃钟罩、又厚又重的铁筒、一块棉絮、小闹钟.
步骤：①分别用铁盒、纸盒、木盒……把小闹钟罩住，聆听它响度的变化，发现铁筒罩住小闹钟隔声效果好；②把小闹钟用纸盒罩住，再扣上大铁筒，双层罩的隔声效果更好些；③小闹钟罩上两层罩子，钟的响声还是会通过桌面传出来，这时先在桌面上放一块棉絮，把小闹钟放在棉絮上，外边再扣上一个纸盒和一个铁筒，听到的响声就很小了.分析以上探究过程可知：
（1）密实、厚重的材料的隔声效果（填“好”或“差”）.
（2）有空气夹层的双层隔声结构，比同样的单层结构隔声效果要（填“好”或“差”）.
（3）如果在声源和它的传播途径之间放上具有弹性的物体，其减弱噪声的效果（填“好”或“差”）,这是在减弱噪声.
6．在学习吉他演奏的过程中，小华发现琴弦发出声音的音调高低是受各种因素影响的，他对此进行了研究。经过和同学们讨论，他提出了以下猜想：
猜想一：琴弦发出声音的音调高低，可能与琴弦的横截面积有关。
猜想二：琴弦发出声音的音调高低，可能与琴弦的长短有关。
猜想三：琴弦发出声音的音调高低，可能与琴弦的材料有关。
为了验证上述猜想是否正确，他找到了上表所列9种规格的琴弦，因为音调高低取决于声源振动的频率，于是借来一个能够测量振动频率的仪器进行实验。
编号
材料
长度（cm）
横截面积（mm2）
编号
材料
长度（cm）
横截面积（mm2）
A
铜
60
0.76
F
铜
100
0.76
B
铜
60
0.89
G
钢
80
1.02
C
铜
60
1.02
H
尼龙
80
1.02
D
铜
80
0.76
I
尼龙
100
1.02
E
铜
100
1.02
J
铜


（1）小华选用了H、I两根琴弦，是为了研究音调的高低与的关系。同组的小惠认为选用三根琴弦来探究音调与此因素的关系更准确，那么小惠选择的是三根琴弦；
（2）小惠想验证音调的高低与琴弦横截面积的关系，应选编号为的三根琴弦；
（3）小华认为：如果想选用三根琴弦来验证音调的高低与琴弦的材料的关系，则琴弦J的长度应为cm，横截面积应为mm2
7．小明在观察小提琴、二胡等乐器的弦振动时，思考琴弦发声的音调高低与哪些因素有关，并提出以下几种猜想：
猜想1：可能与琴弦的长度有关，长度越长，音调越低；
猜想2：可能与琴弦的粗细有关，琴弦越粗，音调越低；
猜想3：可能与琴弦的材料有关；
猜想4：可能与琴弦的松紧有关；
于是小明找来了各种不同长度、材料和横截面积（粗细）的琴弦，想通过如图甲实验装置进行探究．琴弦的编号及情况如下表所示：
控制条件编号
琴弦的材料
琴弦的长度（cm）
琴弦的横截面积（mm2）
A
钢
30
0.3
B
钢
30
0.6
C
尼龙丝
40
0.5
D
铜
50
0.5
E
尼龙丝
50
0.5
  （1）为了准确比较音调高低，小明用手机软件将声音转换成波形图，如图是两根不同的琴弦发出的波形图，A图对应的声音音调比B图（选填“高”或“低”）；
  
（2）小明挑选琴弦D和E进行实验，是为了探究猜想（选填序号）；
（3）小明想探究琴弦发声的音调高低与琴弦的粗细的关系，选琴弦和（选填琴弦编号）进行实验；
（4）为了探究音调与琴弦的松紧程度的关系，需要控制琴弦的、和相同，这种实验方法称为法。
8．在学习演奏小提琴的过程中，小明和同学们发现弦乐器的琴弦发出声音的音调受很多因素的影响，他们决定对这种现象进行探究，经讨论后提出以下猜想：
猜想一：琴弦发出声音的音调可能与琴弦的长度有关；
猜想二：琴弦发出声音的音调可能与琴弦的材料有关；
猜想三：琴弦发出声音的音调可能与琴弦的横截面积有关。
为了验证以上猜想是否正确，他们找到了一些不同规格的琴弦，如表：
编号
琴弦的材料
琴弦的长度/cm
琴弦的横截面积/mm2
①
钢
40
0.5
②
钢
a
b
③
尼龙丝
30
0.5
④
尼龙丝
40
0.5
（1）为了验证猜想一，应选用两根编号分别为的琴弦进行实验；
（2）为了验证猜想二，应选用两根编号分别为的琴弦进行实验；
（3）为了验证猜想三，小明选用编号为①、②的两根琴弦进行实验，则表中缺少的数据：a应40，b应0.5（选填“等于”或“不等于”）；
（4）上述实验探究过程中主要采用的物理方法是法。
9．小明在吉他演奏中发现，琴弦发出的音调与弦线的长度、粗细和松紧有关。于是他想：
（1）利用弦音计做研究，如图1所示，其中a、b、c、d四根弦线的松紧程度相同；
①若他选择b、d两弦线做实验，则研究的目的是探究音调与弦线的关系；
  
②若他要研究音调与弦线粗细的关系，则应选择和两弦线做实验；
③小明研究后得出结论：在其他条件相同的情况下，弦线越长，发出的音调越低；弦线越粗，发出的音调越低；
④本实验主要用到的物理方法是。
（2）请你据图2判断，在松紧程度相同的情况下，分别按住A点、B点、C点（A、C在细的琴弦上，B在粗的琴弦上）后拨动琴弦，发出的音调最高的是按住点，最低的是按住点。
10．如图所示，用钢尺做实验，探究影响声音高低、强弱的因素。

（1）钢尺紧按在桌面上，一端伸出桌边短一些，拨动钢尺，听振动发出的声音；然后伸出桌边长一些，再拨动钢尺，听振动发出的声音，两次振动幅度大致相同。钢尺伸出桌面的长度越短，振动越（选填“快”或“慢”），发出声音的音调越（选填“高”或“低”），说明音调的高低与有关；
（2）钢尺紧按在桌上，伸出桌面的长度保持不变，先拨动钢尺振动的幅度小一些，再让钢尺震动的幅度大一些。钢尺振动的幅度越小，发出声音的响度越（选填“大”或“小”），站在离钢尺越远的地方，听到的声音越（选填“强”或“弱”）；
（3）实验表明：影响声音高低的因素是声源振动的，影响声音强弱的因素是声音的，听到声音的强弱还跟有关；
（4）本实验用到的实验方法有（选填“控制变量法”、“转换法”或“对比法”）。
11．如图所示，小丽和小刚在利用身边的器材探究声音特性的相关实验。

（1）相距同样远，讲话者以相同的响度讲话，如果用细金属丝连接的“土电话”，则听到的声音就大些，这一实验表明：；
（2）某研究小组利用以上两个纸盒和一些长短、粗细不同的琴弦，又进行了探究“音调和哪些因素有关”的活动。他们选用的琴弦长度、材料在图中已标出（其中琴弦的直径关系：a=c=d ①若他们想研究“音调的高低与琴弦长度”的关系应选择琴弦（选填符号a、b、c或d）；
②若选择琴弦a和b，则是为了研究；
③若有同学选择c和d进行研究，并推理得出：琴弦长度越长，振动越慢，音调就越低的结论，是否正确（选填“是”或“否”），该同学探究过程中存在的问题是；
④两位同学还可以选择琴弦（选填a、b、c或d），研究琴弦音调高低与材料的关系；
⑤该实验探究过程中用到了 的研究方法；
（3）小组同学认为还可以利用实验器材探究“响度和哪些因素有关”，可选择琴弦a，用大小不同的力去拨动，观察琴弦振动的幅度，听声音的响度，最后得出结论：。

二、计算题
12．在15℃的水中，声音的传播速度是1500米/秒，潜艇向海底发出超声波，8s收到回声，海水有多深？
13．为了提高安全性，减少事故的发生，有关部门要求汽车司机在进入隧道前必须鸣笛。如图所示，若汽车行驶的速度为72km/h，司机在鸣笛后2s听到隧道口处的山崖反射的回声。
（1）声音在15℃空气中的传播速度为？
（2）听到回声时汽车离山崖多远？
  
14．如图是历史上测量水中声速的实验，水面上两船相距15km，实验员在一条船上敲响水里的一口钟，同时点燃船上的火药使其发光；另一条船上的实验员在看到火药发光后10s，通过水里的听音器听到了水下的钟声（光传播的时间忽略不计）。问：
（1）请根据这些数据计算声音在水中传播的速度；
（2）若水面船只的声呐向海底发出声波，2s后接收到回波，则海底深度是多少米？
  
15．如图所示，一辆汽车以72km/h的速度匀速驶向正前方的山崖，鸣笛3s后听到回声，已知声音在空气中的传播速度为340m/s，请问：
（1）鸣笛声从发出到反射传回驾驶员耳中，通过的路程是多少？
（2）汽车从鸣笛到听到回声这段时间内通过的路程是多少？
（3）汽车听到回声时到山崖的距离是多少？
  
16．我们知道，声音在不同介质中传播的速度不同。阅读下表，回答问题。已知在长为0.85km的空金属管一端敲击一下，在另一端先后听到两个声音，两声相隔2.33s（此时气温约为15℃）。问：
（1）第二次听到的声音是通过哪种介质传来的？
（2）敲击后声音通过空气传到另一端要多长时间？
（3）声音在金属管中的传播速度是多大？该金属管可能是由什么材料制成的？
一些介质中的声速v/（m•s﹣1）
空气（0℃）
331
冰
3230
空气（15℃）
340
铜
3750
煤油（25℃）
1324
铝
5000
水（常温）
1500
铁
5200
17．一辆客车在某高速公路上行驶，在经过某直线路段时，司机驾车72km/h做匀速直线运动。司机发现其正要通过正前方高山悬崖下的隧道，于是鸣笛，经t1＝6秒后听到回声。（声音在空气中的传播速度为340m/s）
（1）客车6秒内移动的距离；
（2）司机听到回声时距离悬崖的距离。
18．学完声速的知识后，小天和小海同学想测量声音在金属管中的传播速度，于是他俩找来一根长为510m的空金属管。小天在空金属管的一端敲一下，听到两声，时间间隔为1.4s（设声音在空气中的传播速度是340m/s）：
（1）声音在空气中的传播时间为多少？
（2）声音在此金属管中的传播时间为多少？
（3）声音在此金属管中的传播速度为多少？
19．长度为150m的火车在笔直的轨道上匀速行驶，在从山崖驶向大桥的过程中，如图所示，火车头距离桥头200m处鸣笛，鸣笛10s后，火车头到达桥头，此时车头的司机听到来自山崖的回声，听到回声30s后，车尾驶过桥尾。计算：
（1）火车的速度为多少m/s？
（2）大桥的长为多少m？
（3）鸣笛时，火车车头到山崖多少m？
  
20．某市区快速路段限速80km/h，并在原地架设了固定测速仪，其原理如图所示，汽车向测速仪的方向匀速驶来，测速仪向汽车发出两次短促的（超声波）信号，第一次发出信号到测速仪接收到信号用时0.6s，第二次发出信号到测速仪接收到信号用时0.4s，发出两次信号的时间间隔是1.8s，超声波的速度是340m/s，求：
（1）汽车接收到第一次信号时，距测速仪有多远？
（2）汽车经过上述路段的速度是多少？是否超速？
（3）若汽车速度保持不变，测速仪在发出第二个信号后，再隔0.9s发出第三个信号，则第三次发出信号到测速仪接收到信号用时多久？

21．中国高铁技术，独步全球。如图所示，某日小明坐在稳定运行的车长为220m的高铁车尾的最后一排，在通过目前亚洲最长的单洞双线高铁隧道“重庆小三峡隧道”时他留意到：火车进隧道前车头会鸣笛，车头鸣笛一次，他听到两次鸣笛声的声音间隔为5s。已知：小明发现自己穿过隧道的时间为200s，高铁速度恒定不变为100m/s，空气中声速取340m/s。求：
（1）隧道的长度；
（2）鸣笛后，小明听到第一次鸣笛的时间；
（3）火车开始鸣笛时车头到隧道口的距离。

22．如图所示，汽车在平直的公路上匀速行驶，在其前方有一固定的测速仪向汽车发出两次短促的超声波信号，第一次发出信号到接收到信号用时0.6s，第二次发出信号到接收到信号用时0.4s，测出汽车的速度为34m/s，超声波的速度为340m/s。求：
（1）汽车第一次接收到信号的位置距测速仪多远？
（2）测速仪两次发出信号的时间间隔。

23．如图，在高速公路上一辆轿车做匀速直线运动，在其正前方有一固定的超声波测速装置。该装置每隔1s发射一束超声波脉冲信号，每个脉冲信号持续时间极短，超声波遇到轿车后立即返回，返回信号被超声波测速装置接收，经过计算机处理自动计算出车速。如图是该测速装置连续发射和接收两次信号的波形图。已知发射第二个脉冲信号时第一个脉冲信号已被接收，超声波在空气中的传播速度为340m/s，根据图像获得的信息计算：
（1）第一个脉冲信号和轿车相遇时，轿车距测速装置有多远？
（2）轿车收到两次信号的时间间隔是多少？
（3）该轿车车速为多少？（保留一位小数）

24．如图，A是一辆装有超声测速装置的警车，正匀速行驶在一平直的公路上执勤，某时刻向前方540m处一静止在路边的大卡车发射第一个超声波信号时，经过3s接收到反射回来的信号。已知超声波的传播速度为340m/s。求：
（1）从警车发射到接收到信号声波移动的距离；
（2）警车的速度；
（3）某时刻有一小车刚好超越警车，5s之后警车发出第二个信号，并在0.34s之后收到小车反射回来的信号，求小车的速度。（设警车和小汽车的速度都保持不变）



参考答案：
1． 振动 将音叉微小的振动放大 空气 能量 乙 真空不传声
【详解】（1）[1][2]用竖直的悬挂的泡沫塑料球接触发声的音叉时，泡沫塑料球会被弹起，这个现象说明声音是由物体振动产生的；泡沫球将将音叉微小的振动转换成泡沫球的跳动，这种实验方法叫转换法。
（2）[3][4]声音的传播需要介质。敲击右边的音叉，左边完全相同的音叉把泡沫塑料球弹起，说明声音可以在空气中传播，同时说明声音能够传递能量。
（3）[5][6]声音的传播需要介质，因为月球上是真空，声音无法传播，实验乙在月球上无法完成。
2． 声音是由物体振动产生的 振幅 BC 左边音叉边的乒乓球不会弹起 因为月球上没有空气，真空不能传声
【详解】通过实验发现，用小锤敲击音叉的时候，音叉发出声音的同时，乒乓球会被弹起一定的角度，说明发声的音叉在振动；通过实验现象得出的结论是声音是由于物体振动产生的；
加大敲击音叉的力度时音叉振动的幅度变大，听到声音的响度变大，乒乓球弹起的幅度变大；
用小锤敲击右边音叉，左边音叉也发声，乒乓球弹起，该实验现象能说明声波可以在空气中传播，声波能传递能量，故BC正确；
声音的传播需要介质，月球上没有空气，真空不能传声，在月球上做乙实验时，声音不会传到左边的音叉，故左边音叉边的乒乓球会不会弹起．
3． 声音逐渐减小 变大 差 真空不能传声 见解析
【详解】（1）[1][2]用抽气机将玻璃罩内的空气抽出，空气越来越少，铃声逐渐变小，停止抽气后，让空气重新进入玻璃钟罩内，听到铃声变大。
（2）[3]用抽气机将玻璃罩内的空气抽出，空气越来越少，铃声逐渐变小，说明空气越稀薄声音传播效果越差。
（3）[4]实验基础上进一步推理，当玻璃罩内空气完全抽出时，铃声消失，说明真空不能传声。
（4）[5]声音的传播需要介质，月球上没有空气，属于真空，声音不能在真空中传播，无线电波传播不需要介质，通过无线电波进行联系。
4． 声音是由于物体振动产生的 在桌子上放一些小纸屑 C ① DACB
【分析】(1)根据声音产生的条件：声音是由物体的振动产生的进行解答。
(2)物理学中对于一些看不见摸不着的现象或不易直接测量的物理量，通常用一些非常直观的现象去认识或用易测量的物理量间接测量，这种研究问题的方法叫转换法，据此作答。
(3)声音是靠介质传播的，离开了传声的介质声音就不传播了，一切固体、液体、气体都可以作为传声介质，声音不能在真空中传播。
(4)科学探究的主要环节有提出问题、猜想与假设、制定计划与设计实验、进行实验与收集证据、分析与论证、评估、交流与合作。
【详解】(1)[1]讲话时声带的振动，音叉发声使水振动，都能证明声音是由于物体振动产生的。
(2)[2]桌子是较大的物体，发声振动不易观察，可转换成桌面上小纸屑的振动，所以可在桌子上放一些小纸屑；
[3]A．研究光现象时，引入光线用来描述光直线传播时规律，采用的是模型法，故A不符合题意；
B．研究平面镜成像时，为了比较像与物体的大小，选用两支相同的蜡烛，采用的是等效替代法，故B不符合题意；
C．液体温度计利用液柱长度的变化来显示温度高低，采用的是转换法，故C符合题意；
D．在探究蒸发快慢与空气流通速度关系的时候，要确保温度表面积等因素相同，采用的是控制变量法，故D不符合题意。
故选C。
(3)[4]当把玻璃罩内的空气逐渐抽出时，传声介质越来越少，所以传声效果越来越不好，实验过程中听到声音越来越小，设想空气全部抽净时，就不传声了，也就听不到声音了，故可得结论：声音的传播需要介质，即猜想①是正确的。
(4)[5]上述探究活动依次采取的步骤是：提出这样一个问题——D发现并提出问题；提出了两种猜想——A提出猜想假设；他们进行了如下的实验−−C实验研究；发现手机铃声、可以推理——B分析与论证。
5． 好 好 好 声源处
【分析】（1）由步骤①的发现，可比较出不同材料的隔声效果；（2）由步骤②的发现，可比较出双层隔声结构和单层结构的隔声效果；（3）减弱声源的振动可以减弱噪声．
【详解】（1）由步骤①的发现：铁筒罩住小闹钟隔声效果好，这说明密实、厚重的材料的隔声效果好；
（2）由步骤②的发现：双层罩的隔声效果更好些，说明有空气夹层的双层隔声结构，比同样的单层结构隔声效果要好；
（3）如果在声源和它的传播途径之间放上具有弹性的物体，可以减弱声音的传播，减弱噪声的效果好，这属于在声源处减弱噪声．
6． 材料的长度 A、D、F A、B、C 80 1.02
【详解】（1）[1]选用了H、I两根琴弦，由表中提供的信息可知，选择的是横截面积和材料都相同，而长度不同的琴弦，所以研究音调的高低与琴弦长度的关系。
[2]同组的小惠选用A、D、F三根琴弦，由表中提供的信息可知，选择的是横截面积和材料都相同，而长度不同的琴弦，所以能研究音调的高低与琴弦长度的关系。
（2）[3]为验证音调的高低与琴弦横截面积的关系，可选择长度和材料都相同，而横截面积不同的琴弦A、B、C进行研究。
（3）[4][5]因为是验证音调的高低与琴弦的材料的关系，所以要求三根琴弦长度相同、横截面积相同，由表中提供的信息可知，G、H符合条件，所以添加这根铜琴弦J，它的长度也为80cm和横截面积为1.02mm2。
7． 高 3 A B 材料 长度 横截面积 控制变量
【详解】（1）[1]由图可知，A图振动的频率更大，频率越大，音调越高，故A图对应的声音音调比B图高。
（2）[2]琴弦D和E的琴弦长度、琴弦的横截面积相同，琴弦的材料不同，故为了探究音调与琴弦的材料是否有关，探究猜想3。
（3）[3][4]探究琴弦发声的音调高低与琴弦的粗细的关系，应保证琴弦长度、琴弦的材料相同，故应选琴弦A和B。
（4）[5][6][7][8]为了探究音调与琴弦的松紧程度的关系，需要控制琴弦的长度、琴弦的横截面积和琴弦的材料相同，探究弦的音调跟其中一个因素的关系时，应控制其它因素不变，这种方法是控制变量法。
8． ③、④ ①、④ 等于 不等于 控制变量
【详解】（1）[1]为验证猜想一，应选择横截面积和材料都相同，而长度不同的琴弦③、④进行研究。
（2）[2]为验证猜想二，应选择横截面积和长度都相同，而材料不同的琴弦①、④进行研究。
（3）[3][4]探究猜想三：琴弦发出声音的音调可能与琴弦的横截面积有关，应控制琴弦的材料和长度相同而横截面积不同，选用编号为①、②的琴弦进行实验，则琴弦的长度a应等于40cm，b应该不等于0.6mm2
（4）[5]在研究和解决问题的过程中，对影响事物变化规律的因素或条件加以人为控制，使其中的一些条件按照特定的要求发生变化或不发生变化，最终解决所研究的问题的方法，叫控制变量法。此实验中可能影响音调的因素有多个，所以在实验过程中相需采用的是控制变量法。
9． 长度 a b 控制变量法 AB
【详解】（1）①[1]由图示可知，琴弦b、d的材料和粗细相同而长度不同，选择琴弦b、d进行实验可以探究音调高低与琴弦长度的关系。

②[2][3]要探究音调的高低与琴弦粗细的关系，应控制琴弦的材料和长度相同而粗细不同，由图示可知，可以选琴弦a、b进行实验。
④[4]每一次只改变其中的某一个因素，而控制其余几个因素不变，小明实验中采用的探究方法是控制变量法。
（2）[5]由图示可知，在琴弦材料和张力相同的情况下，琴弦越长，音调越低，琴弦越粗，音调越低，分别按住A点、B点、C点后拨动琴弦，发出的音调最高的是按住A点，最低的是按住B点。
10． 快 高 振动的快慢 小 弱 频率 振幅 距发声体的远近 控制变量法
【详解】（1）[1][2][3]钢尺伸出桌边越短，振动越快，频率就越高，音调就越高，说明音调与振动的快慢有关。
（2）[4][5]用力拨动锯条，使物体振动幅度变大，当振幅变小时，声音的响度变小；响度的大小与振幅和距离发声体的远近有关，故站在离钢尺越远的地方，听到发出的声音越弱。
（3）[6][7][8]实验表明：音调与声源振动的快慢有关，即与频率有关；声音的响度与物体振动幅度有关，振幅越大，响度越大；站在离钢尺越远的地方，听到的声音越小，说明声音的响度不仅与振幅有关还与距发声体的远近有关。
（4）[9]该实验中，探究音调与频率的关系时，控制了振幅不变，采用的研究方法是控制变量法。
11． 金属丝的传声性能比棉线的好 a、d 音调的高低与琴弦粗细的关系 否 没有控制材料相同 a、c 控制变量法 响度与振幅有关
【详解】（1）[1]因为相距同样远，且说话的响度也相同，但改用金属丝连接土电话，听到的声音大，这表明金属丝的传声性能比棉线的好。
（2）①[2]实验中，若研究“音调的高低与琴弦长度”的关系，应控制琴弦的粗细、材料、松紧程度相同，只改变长度，故应选择琴弦a、d。
②[3]若选择琴弦a和b，由图可知，两根琴弦的粗细不同，其它条件相同，所以是为了研究音调的高低与琴弦粗细的关系。
③[4][5]要研究音调与长度的关系，应控制琴弦的粗细、材料、松紧程度相同，只改变长度，而c和d的材料和长度都不相同，即没有控制材料相同，因此推理得出的结论不正确。
④[6]要探究音调高低跟材料的关系时，应保持长度和粗细相同，由图中条件可知，应选择琴弦a和c。
⑤[7]琴弦的音调与琴弦的粗细、琴弦的长短、琴弦的材料有关，研究与其中一个因素的有关系时，要控制另外两个因素不变，这种研究方法叫做控制变量法。
（3）[8]选择琴弦a，用大小不同的力去拨动，观察琴弦振动的幅度，用力越大琴弦振动的幅度越大，发出声音的响度越大，由此可得出结论：响度与振幅有关。
12．6000米
【详解】解：根据题意可知：声波传到海底需要时间


由得，海水的深度
s＝vt＝1500m/s×4s＝6000m
答：海水有6000米深。
13．（1）340m/s；（2）320m
【详解】解：（1）声音在15℃空气中的传播速度v声=340m/s。
（2）汽车行驶的速度

由可知，汽车2s行驶的路程
s车=v车t=20m/s×2s=40m
声音2s传播的路程
s声=v声t=340m/s×2s=680m
汽车鸣笛时到山崖的距离

听到回声时到山崖的距离

答：（1）声音在15℃空气中的传播速度为340m/s；
（2）听到回声时汽车离山崖有320m。
14．（1）1500m/s；（2）1500m
【详解】解：（1）声音在水中传播的速度为

（2）超声波从海面传播到海底所用的时间为

则海底深度为

答：（1）声音在水中传播的速度为1500m/s；
（2）海底深度1500m。
15．（1）1020m；（2）60m；（3）480m
【详解】解：（1）由题意知，鸣笛声从发出到反射传回驾驶员耳中，通过的路程
s声=v声t=340m/s×3s=1020m
（2）由题意知，汽车的速度为72km/h即20m/s，汽车从鸣笛到听到回声这段时间内通过的路程
s车=v车t=20m/s×3s=60m
（3）汽车听到回声时到山崖的距离

答：（1）鸣笛声从发出到反射传回驾驶员耳中，通过的路程是1020m；
（2）汽车从鸣笛到听到回声这段时间内通过的路程是60m；
（3）汽车听到回声时到山崖的距离是480m。
16．（1）空气；（2）2.5s；（3）5000m/s，铝
【详解】解：（1）声音在空气传播速度慢，在金属管中传播速度快，第二次听到的声音是通过空气传来的。
（2）由得：声音在空气传播的时间是

（3）声音在金属管内传播的时间

声音在金属管内传播的速度

查表知：金属管是铝制成的。
答：（1）第二次听到的声音是通过空气传来的；
（2）敲击后声音通过空气传到另一端要2.5s；
（3）声音在金属管中的传播速度是5000m/s，该金属管可能是由铝制成的。
17．（1）120m；（2）960m
【详解】解：（1）已知客车速度

由可得，客车6s内通过的路程为

（2）由可得，声音在6s内通过的路程为

则客车鸣笛时到悬崖的距离为

听到回声时距离悬崖的距离为

答：（1）客车6秒内移动的距离为120m；
（2）司机听到回声时距离悬崖的距离960m。
18．（1）1.4s；（2）0.1s；（3）5100m/s
【详解】解：（1）知s=510m，v空=340m/s，声音在空气中传播的时间

（2）声音在金属管中的传播时间
t铁=t空﹣t差=1.5s﹣1.4s=0.1s
（3）声音在这根金属管壁中的传播速度是

答：（1）声音在空气中的传播时间为1.5s；
（2）声音在此金属管中的传播时间为0.1s；
（3）声音在此金属管中的传播速度为5100m/s。
19．（1）20m/s；（2）450m；（3）1600m
【详解】解：（1）根据题意，火车的速度为

（2）火车完全通过大桥的路程为

则大桥的长度为

（3）声音传播的路程为

所以司机鸣笛时车到山崖的距离为

答：（1）火车的速度为20m/s；
（2）大桥的长度为450m；
（3）鸣笛时，火车车头到山崖的距离为1600m。
20．（1）102m；（2）汽车经过上述路段的速度是72km/h，不超速；（3）0.3s
【详解】解：（1）第一次发出的信号到达汽车的时间

由可得，汽车接收到第一次信号时，距测速仪的距离

（2）第二次发出的信号到达汽车的时间

汽车接收到第二次信号时，距测速仪的距离

所以在两次信号的间隔过程中，汽车行驶的距离为

该过程中，汽车行驶时间为

汽车的行驶速度为

所以不超速。
（3）当汽车接收到第二次信号时，汽车距离距测速仪是68m，汽车前进时间为

在0.7s以后，测速仪发出第三个信号，此时汽车前进距离为

所以在测速仪发出第三个信号的瞬间，汽车距离测速仪的距离为

则超声波信号与汽车相遇的时间

所以第三次发出信号到测速仪接收到信号的总时间

答：（1）汽车接收到第一次信号时，距测速仪有102m；
（2）汽车经过上述路段的速度是72km/h，不超速；
（3）第三次发出信号到测速仪接收到信号的时间约为0.3s。
21．（1）；（2）0.5s；（3）1100m
【详解】解：（1）隧道的长度

（2）车速和声速之和

小明听到第一次鸣笛的时间

（3）车头鸣笛一次，他听到两次鸣笛声的声音间隔为5s，则从鸣笛到第二次听到鸣笛所用时间

从鸣笛到第二次听到鸣笛声的过程中声音传播的路程

此过程中火车运动的路程

则火车开始鸣笛时车头到隧道口的距离

答：（1）隧道的长度为；
（2）鸣笛后，小明听到第一次鸣笛的时间为0.5s；
（3）火车开始鸣笛时车头到隧道口的距离为1100m。
22．（1）102m；（2）1.1s
【详解】解：（1）由题意知，汽车第一次接收到信号的位置距测速仪的距离

（2）汽车第二次接收到信号的位置与测速仪的距离

汽车在这个过程中通过的路程
s3=s1-s2=102m-68m=34m
通过34m汽车所用时间

测速仪两次发出信号的时间间隔

答：（1）汽车第一次接收到信号的位置距测速仪102m；
（2）测速仪两次发出信号的时间间隔为1.1s。
23．（1）85m；（2）0.9s；（3）37.8m/s
【详解】解：（1）由图知，第一个脉冲信号发出0.5s后，被超声波测速装置接收到，则测速装置发出的脉冲信号从汽车处返回到测速装置所用时间为

由得，第一个脉冲信号和轿车相遇时轿车到测速装置的距离为

（2）由图知，由图得，第二个脉冲信号发出0.3s后，被超声波测速装置接收到，则测速装置发出的脉冲信号从汽车处返回到测速装置所用时间为

由图知，轿车收到两次信号的时间间隔是

（3）由得，第二个脉冲信号和轿车相遇时轿车到测速装置的距离为

轿车在两次与脉冲信号相遇的过程中，行驶的距离为

轿车行驶速度为

答：（1）第一个脉冲信号和轿车相遇时，轿车距测速装置的距离为85m；
（2）轿车收到两次信号的时间间隔是0.9s；
（3）该轿车车速为37.8m/s。
24．（1）1020m；（2）20m/s；（3）31m/s
【详解】解：（1）从警车发射到接收到信号声波移动的距离
s1=v声t=340m/s×3s=1020m
（2）警车移动的距离
s2=2s-s1=2×540m-1020m=60m
警车的速度

（3）小车超越警车，说明小车的速度大于警车的速度，以警车为参照物，小车的速度
v=v2-v1
警车发出第二个信号，至收到小车反射回来的信号，用时0.34s，则信号从发出到小车传播时间

信号从发出到小车传播距离
s声=v声t=340m/s×0.17s=57.8m
小车行驶距离
s车=s声=57.8m
而
s车=v×(5s+0.17s)
可得
57.8m= v×(5s+0.17s)
解得小车相对于警车的速度
v≈11m/s
小车相对于地面的速度
v′=v+v1=11m/s+20m/s=31m/s
答：（1）从警车发射到接收到信号声波移动的距离是1020m；
（2）警车的速度是30m/s；
（3）某时刻有一小车刚好超越警车，5s之后警车发出第二个信号，并在0.34s之后收到小车反射回来的信号，小车的速度是31m/s。