跨学科实践：制作隔音房间模型【两大题型】（解析版）

2.5跨学科实践：制作隔音房间模型【两大题型】【考点一噪声的控制】1．声音从产生到引起听觉有三个阶段声源的振动产生声音—空气等介质传播声音—鼓膜的振动引起听觉。2．控制噪声的方法（1）声源处：防止噪声产生；例如，禁止鸣笛，摩托车安装消声器等。（2）传播中：阻断噪声传播；例如，种植树木吸收噪声，公路旁安装隔音板等。（3）人耳处：防止噪声进入耳朵；例如，佩戴耳罩等。【考点二消声原理】消声原理是利用吸声材料和护面材料及隔声材料设计成一定结构（消声器）来降低噪声的一种方法。【考点三吸声原理】吸声处理是在噪声传播途径上进行控制的有效方法。当室内声源发出的声音遇到墙面、顶棚、地坪及其它物体表面时，都会发生反射现象。声波在传播过程中遇到各种材料时，一部分声能被反射，一部分声能向材料内部传播并被吸收，一部分声能透过材料向外传播。在隔声围护结构的内侧壁面上做必要的吸声处理，可以有效加强隔声围护结构的隔声量。【题型一减弱噪声的实验】1．（2023•宁德期中）在探究声音的产生与传播时小刚做了下面的实验：（1）如图①所示，用悬挂着的乒乓球接触正在发声的音叉，可观察到乒乓球被反复弹开，其中乒乓球的作用是将音叉的振动放大。（2）如图②所示，为了验证（1）中的探究结论，小刚同学用手使劲敲桌子，桌子发出了很大的声响，但他几乎没有看到桌子的振动，为了明显地看到实验现象，你的改进措施是在桌面上撒一些纸屑，这种实验探究方法叫做转换法。（3）如图③所示，敲响右边的音叉，左边完全相同的音叉也会发声，并且把泡沫塑料球弹起，该实验能说明空气可以传声。（4）如图④所示，把正在响铃的闹钟放在玻璃罩内，逐渐抽出其中的空气，将听到铃声越来越小。解：（1）用悬挂着的乒乓球接触正在发声的音叉，可观察到乒乓球被反复弹开，它说明发声体在振动；音叉的振动不能直接观察，乒乓球起的作用是将音叉的振动放大，更容易直观观察；（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，这种实验探究方法叫做转换法；（3）敲击右面的音叉，左面的小球跳起来了，说明空气可以传声；（4）逐渐抽出玻璃罩内的空气，玻璃罩内空气越来越少，即传播声音的物质（空气）逐渐减少，音叉声音就越来越小；答案：（1）将音叉的振动放大；（2）在桌面上撒一些纸屑；转换法；（3）空气；（4）铃声越来越小。2．（2023•怀化期末）为了验证“声音的传播需要介质”，小华设计了一套巧妙的实验装置：在广口瓶内用细线吊起一部手机，线的末端固定在瓶口的软木塞上，瓶内的空气可由瓶口的玻璃管抽出，如图所示。（1）在没有抽气时，小华用家里的另一部手机拨打瓶内的手机，他能（选填“能”或“不能”）听见瓶内手机的铃声；（2）小华尽量抽尽瓶中的空气后，拨打瓶内的手机，他听到瓶内手机铃声的情况是铃声变弱（选填“铃声变弱”或“铃声变强”）。（3）通过以上两次实验的对比，小华得出的结论是：声音的传播需要介质，真空不能传声。解：（1）当没有抽气时，有传声的介质，所以能听见手机铃声；（2）当尽量抽尽瓶中的空气后，由于基本没有传声介质，再拨打手机，他听到的手机铃声比上次声音变小；（3）由（1）（2）进而推理得出声音的传播需要介质，真空不能传声。答案：（1）能；（2）铃声变弱；（3）声音的传播需要介质，真空不能传声。3．（2023•宿迁期中）如图所示，小琳将几个小纸团放在正在播放音乐的扬声器的纸盆上，她发现纸团上下不断跳动。（1）她断开开关，让扬声器停止播放音乐，纸盆上的小纸团停止（还在/停止）跳动。这说明：声音是由物体的振动而产生的。实验中，小纸团的作用是：将纸盆的振动放大，从而便于观察；（2）在扬声器播放音乐时，调大音量，发现小纸团跳得更高（更高/更低），这说明：发声体的振幅越大，声音的响度越大；（3）隔壁的小明为了避免声音对自己的干扰，他可以采取如下方案：①把房间、厨房门窗关严，是在传播过程中处减弱噪声；②还可以用耳机塞住耳朵，是在人耳处减弱噪声；（4）小琳突发奇想：若将该实验装置移到月球上进行实验，当扬声器播放音乐时，她B（选填下列序号）。A.既能听到声音，又能看到小纸团跳动；B.不能听到声音，但能看到小纸团跳动；C.能听到声音，但不能看到小纸团跳动；D.既不能听到声音，也不能看到小纸团跳动。解：（1）放在纸盆上的纸团会不断地跳动，这表明声音是由物体振动而产生的，实验中小纸团的作用是将微小的振动放大便于观察；（2）小纸片跳得更高，说明纸盒的振幅变大，声音的响度随振幅的增大而增大，此时他听到的声音的响度增大；（3）隔壁的小明为了避免声音对自己的干扰，可以采取以下措施：①把房间、厨房门窗关严，是在传播过程中减弱噪声；②还可以暂时用耳机塞住耳朵，是在人耳处减弱噪声。（4）声音是由物体的振动产生的，真空不能传声，故选B。答案：（1）停止；振动；振动放大；（2）更高；振幅；（3）把房间、厨房门窗关严；传播过程中；用耳机塞住耳朵；人耳；（4）B。4．（2023•福州期末）如图为“探究声音的传播”实验装置。（1）把正在发声的闹钟放在玻璃罩内，此时能听到铃声。用抽气机逐渐抽出罩内的空气，听到的铃声将会变小；（2）进一步推理可知：如果把罩内空气完全抽出，将不能（选填“能”或“不能”）听到铃声。该实验表明：声音的传播需要介质；（3）下列控制噪声的措施中，应用上述实验结论的是C。A.摩托车安装消声器B.在高噪声环境下工作的人戴耳罩C.窗户安装双层真空玻璃D.学校附近禁止汽车鸣笛解：（1）把一个把正在发声的闹钟放在玻璃罩内逐渐抽出其中的空气，发现听到的铃声越来越小，最后几乎听不到了；（2）假如抽气机把罩内空气全部抽去，当你靠近玻璃罩时不能听到铃声；我们可以由此推理得出由此推理可以得出：声音的传播需要介质；（3）上述实验中是靠真空阻断了声音的传播；A、摩托车安装消声器是在声源处减弱噪声，故A不符合题意；B、在高噪声环境下工作的人戴耳罩，可以在人耳处减弱噪声，故B不符合题意；C、双层玻璃中间是真空，不能传播声音，故可以在传播过程中减弱噪声，故C符合题意；D、学校附近禁止汽车鸣笛可以在声源处减弱噪声，故D不符合题意。答案：C。答案：（1）小；（2）不能；介质；（3）C。5．（2023•梧州期中）如图所示是探究“声音的传播”实验装置：（1）交流讨论：①在玻璃钟罩内的木塞上，放一个正在发声的音乐闹铃，此时我们能听到音乐。②用抽气设备抽钟罩内空气，在抽气的过程中，你听到音乐声将会变小（选填“变大”“不变”或“变小”）。③如果把钟罩内空气完全抽出我们将不能（选填“能”或“不能”）听到声音。（2）实验结论：声音的传播需要介质，声音在真空中不能传播。（3）通常人们会从噪声的产生、传播及接收三个环节控制噪声。下列控制噪声的措施中，与上述实验结论相符合的是C（填序号）。A．摩托车安装消声器B．在高噪声环境下工作的人戴耳罩C．临街的房屋安装双层真空玻璃D．学校附近禁止汽车鸣笛（4）实验中需要将玻璃罩内的空气完全抽出，但现有的抽气设备总是很难将玻璃罩内抽成真空状态，即实验无法达到绝对的真空，在这种情况下，怎样得出这一结论呢？你的答案是D。A．通过日常生活经验得出B．用实验直接证实C．通过理论推导出来D．建立在实验基础上加科学的推理得出解：（1）用抽气机将钟罩内的空气抽出，在抽气机向外抽气的过程中，能传播声音的空气越来越少，所以音乐声会逐渐减弱；如果把钟罩中的空气完全抽出来，钟罩内就成了真空，没有了将声音传出钟罩外的介质，所以我们不能听到音乐声；（2）以上实验这说明声音靠介质传播，真空不能传声；（3）上述实验中是靠真空阻断了声音的传播；A、摩托车安装消声器是在声源处减弱噪声，故A不符合题意；B、在高噪声环境下工作的人戴耳罩，可以在人耳处减弱噪声，故B不符合题意；C、双层玻璃中间是真空，不能传播声音，故可以在传播过程中减弱噪声，故C符合题意；D、学校附近禁止汽车鸣笛可以在声源处减弱噪声，故D不符合题意；（4）将一只闹钟放进密封的玻璃罩中，然后逐渐往外抽气，我们听到闹钟声越来越弱。由此我们可以得出声音在真空中无法传播。但现有的抽气设备总是很难将玻璃罩内抽成真空状态，即实验无法达到绝对的真空。在这种情况下，我们是在实验基础上加科学的推理得出的结论，答案：D。答案：（1）②变小；③不能；（2）介质；真空；（3）C；（4）D。6．（2023•文山期末）小明做探究真空是否能传声的实验，如图所示。（1）如图甲，把正在响铃的电铃放在玻璃罩内，在逐渐抽出玻璃罩内空气的过程中，会听到铃声逐渐变小。（2）打开阀门，让空气逐渐进入玻璃罩内，又会听到铃声逐渐变大。（3）推理过程：玻璃罩内空气越少，传出的声音越小；如果玻璃罩内抽成真空后，就听不到电铃响铃的声音了。（4）结论：声音的传播需要介质，真空不能传声。（5）此实验中，用抽气机抽气不能（填“能”或“不能”）得到真空，实验的结论是通过A（填序号）得出的结论，是我们学习的第一个理想实验。A．推理假设B．实验验证C．归纳总结（6）小明还想利用家里的暖水瓶来探究真空能否传声。如图乙所示是暖水瓶的简易剖面图。他把音量大小相同的芯片放入瓶中，根据听到的声音进行判断。下列是他设计的几组比较因素，其中合理的是B（填序号）。A．将同一个暖水瓶塞上瓶塞和不塞瓶塞进行比较B．用一个完好的和一个已经漏气的瓶胆进行比较C．将音量大小不同的芯片先后放入瓶胆中进行比较D．把同一个暖水瓶的瓶胆放在近处和远处进行比较解：（1）在抽气的过程中，玻璃罩内的空气减少，所以声音传播的介质减少，因此听到声音将会减小；（2）再打开阀门，让空气逐渐进入玻璃罩内，由于声音传播的介质增多，因此听到声音将会变大；（3）由于介质（空气）逐渐减少，故声音逐渐减小。如果完全没有空气了，将会听不到声音；（4）在“研究声音的传播”实验中，真实的实验是随着罩内空气的不断抽出，听到铃声越来越弱，在此基础上，通过进一步推理如果罩内被抽成真空将听不到铃声，于是形成结论：声音的传播需要介质，真空不能传声；（5）由于玻璃罩内无法获得真空，所以不能直接得出实验结论，只能在实验的基础上通过科学推理得出实验结论；（6）探究真空能否传声，需要有相同的声源，分别在真空和非真空条件下，使物体发出声音，我们是否能听到。A、不塞瓶塞时声音通过空气向外传播，塞上瓶塞时声音通过瓶塞向外传播，探究的是固体传声和气体传声，不符合题意，该选项设计不合理；B、完好的瓶胆夹壁中都是真空的，漏气的瓶胆不是真空的，可以验证真空能否传声，该选项设计合理；C、将音量大小不同的芯片先后放入瓶胆中，没有控制声音响度大小，不符合控制变量法的思想，无法比较，该选项设计不合理。D、把瓶胆放在近处和远处进行比较，没有控制距离的大小，不符合控制变量法的思想，无法比较，该选项设计不合理。答案：（1）小；（2）大；（3）小；（4）介质；传声；（5）不能；A；（6）B。【题型二比较材料的隔音性能】7．（2023•常州期中）噪声是一种严重的环境污染，小华学习了有关声音的知识后，对材料的隔声性能很感兴趣，于是他设计了如下实验进行探究：①先搜集各种材料，如衣服、报纸、平装书、塑料袋、棉袜子；②把闹钟放到一个鞋盒里，将衣服盖在鞋盒上方，然后逐渐远离盒子直到听不见滴答声，记下此时人离盒子的距离；③分别将各种材料盖在鞋盒上方，重复以上实验，得到下表的数据：材料衣服报纸平装书塑料袋棉袜子听不见滴答声的实际距离/m2.12.83.75.21.2（1）小明设计的实验利用的原理是：离声源越远，听到的声音响度越小（大/小）；（2）根据小明的实验，以上几种材料中隔声性能最好的是棉袜子。（3）根据小明所得数据可推知粗糙的材料比平滑材料隔声性能好（好/差），如果再给你一块海绵材料，你认为其隔声性能与报纸相比，海绵（海绵/报纸）隔声性能更好一点；（4）在噪声污染严重的环境里，“隔声”是有效的降噪方法之一。在控制噪声的方法分类中，“隔声”是在传播过程中减弱噪声。解：（1）小明设计的实验利用的原理是：离声源越远，听到的声音响度越小；（2）根据小明的实验，以上几种材料中隔声性能最好的是棉袜子。（3）根据小明所得数据可推知粗糙的材料比平滑材料隔声性能好，如果再给你一块海绵材料，你认为其隔声性能与报纸相比，海绵隔声性能更好一点；（4）在噪声污染严重的环境里，“隔声”是有效的降噪方法之一。在控制噪声的方法分类中，“隔声”是在传播过程中减弱噪声。答案：（1）小；（2）棉袜子；（3）好；海绵；（4）传播过程中。8．（2023•株洲期末）近几年，一些城市道路由从前的水泥路面变成了沥青路面，如图所示。小明发现汽车走过时产生的噪声比从前小多了，那么汽车行驶的噪声是否与路面的材料有关呢？下表是小明在互联网上查到同一辆轿车在不同路面行驶时噪声的试验数据：试验次数试验车型车速km/h普通沥青路面噪声/dB多孔沥青路面噪声/dB1桑塔纳轿车8085.478.52桑塔纳轿车10092.680.6（1）根据表中的数据，你可以得出的结论：①同一辆车在车速一定时，沥青路面孔越多，噪声越小；②同一辆车在相同路面上行驶，车速越大，噪声越大。（2）请你猜想：除上述因素外，汽车行驶路面上产生噪声的大小还可能跟汽车行驶路面上产生噪声的大小还可能跟车轮的粗糙程度有关。（写出一个因素）解：（1）有实验次数1中的数据：车速为80km/h时，多孔沥青路面噪声为78.5，普通沥青路面噪声为85.4，故可得出同一辆车在车速一定时，沥青路面孔越多，噪声越小，车速为100km/h的桑塔纳轿车的噪声比车速为80km/h的噪声大，故可得出同一辆车在相同路面上行驶，车速越大，噪声越大。（2）此题为开放题，答案合理即可：如汽车行驶路面上产生噪声的大小还可能跟车轮的粗糙程度有关。答案：同一辆车在车速一定时，沥青路面孔越多，噪声越小；同一辆车在相同路面上行驶，车速越大，噪声越大。（2）汽车行驶路面上产生噪声的大小还可能跟车轮的粗糙程度。9．（2023•南通期中）在比较材料的隔声性能实验中。（1）小明和小强在家中开展探究，他们准备利用人耳刚听不到声音时人与声源的距离来进行比较，选用手机铃声作为声源，实验过程中他们将手机铃声响度调小，同时在比较不同材料时手机铃声响度应保持不变（选填“随材料而改变”、“保持不变”或“根据实验情形而改变”）。（2）小明从家中找出下列一些材料开始探究：一张报纸、一件羽绒服、一个薄塑料袋、一些包装泡沫板，由于不同材料的厚度不同，在对材料进行科学调整后，他们通过探究得到如下实验数据：材料报纸羽绒服塑料袋泡沫板人耳听不到声音的距离/m8475根据数据可分析出这些材料中隔声性能最好的是羽绒服。（3）两同学观察后发现粗糙的材料比平滑材料隔音性能好，原因是粗糙材料吸收声音的性能要比平滑材料好（均选填“好”或“差”）。（4）如果再给你一块海绵材料，你认为其隔声性能与报纸相比，海绵隔声性能好一点。（5）在噪声污染严重的环境里，“隔音”是在传播过程中减弱噪音。解：（1）实验中要运用控制变量法，在比较不同材料时手机铃声响度应保持不变；（2）分析数据可得出声音结论：隔声性能最好的是羽绒服，因为听到铃声的距离最小；（3）根据所得数据可知，材料越粗糙，听到声音的距离越小，故得出粗糙的材料比平滑材料隔音性能好，原因是粗糙材料吸收声音的性能要比平滑材料好；（4）海绵与报纸相比，表面粗糙稀疏多孔，所以海绵的隔音性能比报纸好；（5）在控制噪声的方法中，“隔音”是在声音的传播过程中减小噪音。答案：（1）保持不变；（2）羽绒服；（3）好；好；（4）海绵；（5）传播过程中。10．（2023•东莞期中）李杰家书房台式电脑的一只头戴式耳机外罩坏了，他想制作一个防噪声的耳罩，通过比较几种材料（衣服、锡箔纸、泡沫塑料）的隔音性能，来选择一种隔音性能好的材料作耳罩的填充物。实验材料除了待检测的材料外，还有：音叉、手机闹铃、鞋盒。（1）在本实验中适合作声源的是手机闹铃。（2）李杰将声源放入鞋盒内，在其四周塞满待测材料。他设想了以下A、B两种实验方案，你认为最佳的是B方案。A.让人站在距鞋盒一定的距离处，比较所听到的声音的响度B.让人一边听声音，一边向后退，直到听不见声音为止，比较此处距鞋盒的距离（3）通过实验得到的现象如下表所示，待测材料中隔音性能最好的是泡沫塑料。A方案B方案材料衣服锡箔纸泡沫塑料材料衣服锡箔纸泡沫塑料响度很响较响弱距离18m10m6m（4）方案B中，将不容易比较的响度变化改为比较距离的变化，这里采用的思维方法是转换法（选填“替代法”、“比较法”或“转换法”）。（5）当妈妈在客厅看电视时，李杰在书房戴上制作好的防噪声耳罩进行英语听力训练时，在一旁看书的爸爸几乎听不到耳机发出的声音。李杰听力训练时，客厅电视的声音是噪声（选填“噪声”或“乐音”），爸爸看书时，防噪声耳罩相当于在人耳处减弱噪声。解：（1）手机闹铃发出的声音有节奏，声音较为稳定，适合做实验声源；（2）靠听到声音的响度判断材料的隔音效果不是太直观，具有较大的误差，方案A不适合；测量听不到声音的距离较为直观，有可靠的实验数据，能够较好的判断隔音效果，方案B较好；（3）由表中所示实验数据可知，泡沫塑料做隔音材料时，人听不到声音的距离最短，或者相同距离时听到的声音最弱，因此，待测材料中隔音性能最好的是泡沫塑料；（4）方案B中，将不容易比较的响度变化改为比较距离的变化。这里采用的思维方法是转换法；（5）李杰听力训练时，客厅电视的声音对他形成干扰，属于噪声；爸爸看书时，防噪声耳罩相当于在人耳处减弱噪声。答案：（1）手机闹铃；（2）B；（3）泡沫塑料；（4）转换法；（5）噪声；人耳。11．（2023•南平期中）小明和小强在家中探究比较材料的隔声性能实验（1）他们选用手机作为声源，经过一番讨论，他们提出了下列两个方案：方案一：人站在离声源的一定距离处，用不同的材料将手机盖住，然后比较所听到的声音响度的大小。方案二：用不同的材料将手机盖住，然后不断地远离声源，一直到刚好听不到声音为止，并测出此地离声源的距离，然后比较距离的大小。你认为方案二（填“一”或“二”）更好，理由是通过距离的大小比较响度的大小更好操作。（2）他们从中选择了最优方案，用手机的铃声作为声源，实验过程中他们应将手机铃声响度调小（填“调大”或“调小”），因为手机铃声响度越大（填“大”或“小”，人恰听不到声音时与声源的距离将越大（填“大”或“小”），导致实验在家中难以进行同时在比较不同材料时手机铃声响度应保持不变（填“随材料而改变”“保持不变”或“根据实验情形而改变”）。（3）小明从家中找出下列材料开始探究：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，小强认为小明选择的这些材料中存在一个明显问题，不能有效地说明这些材料的隔声性能。请指出这个明显的问题：不同材料的厚度不同。（4）对材料进行科学调整后，他们通过探究得到如下实验数据：材料报纸羽绒服塑料袋泡沫板人恰听不到声音的距离/m8475分析数据可知：这些材料中隔声性能最好的是羽绒服。解：（1）探究隔声效果时，方案一中，在声源上盖住不同的材料人听声时，不容易辨别声音的大小，方案二当人远离声源时，最大的距离可以测量，利用操作；（2）选用手机铃声作为声源，实验过程中他们应将手机铃声响度调小，因为手机铃声响度越大，人要听不到声音时与声源的距离将越大，实验在家中难以进行；同时在比较不同材料时手机铃声响度应保持不变；（3）实验时要保证各种不同的隔音材料的厚度相同，由题意可知，小明没有控制隔音材料的厚度相同，这是错误的；（4）由表中实验数据可知，用羽绒服做隔音材料时，听不到声音的距离最小，因此，羽绒服的隔音性能最好。答案