Question

【題目】太陽光在通過透鏡時會被會聚或發散，那么聲音在傳播途中遇到不同介質時，會不會像光一樣也被會聚或發散呢？在老師的幫助下，同學們用音叉、三個相同的氣球（內部充有不同氣體）、示波器、麥克風等器材設計了如圖所示的實驗裝置，并進行了如下探究：

（1）調整音叉和麥克風之間的距離，讓音叉發出的聲音只通過空氣傳播，用麥克風將聲音信號輸入示波器，觀察并記錄此時的波形如圖甲所示。

（2）分別將充有二氧化碳氣體、空氣和氫氣的氣球，依次放在音叉和麥克風之間，保持音叉和氣球之間的距離不變，讓音叉發出聲音，記錄示波器顯示的波形如圖乙、丙、丁所示，分析以上實驗過程和現象可知：

①實驗過程中，敲擊音叉，使其發聲，且應控制音叉發出聲音的響度_____（選填“相同”或“不同”）。

②比較乙與甲，發現聲波在通過充有二氧化碳氣體的氣球后，麥克風接收到的聲音響度變大，此時充有二氧化碳氣體的氣球對聲波具有某種作用，相當于_____透鏡對光的作用，比較丁與甲，發現充有氫氣的氣球對聲波具有_____作用，由此可見，聲音與光之間存在某種對應關系。

③實驗后，同學們查閱資料了解到，生物體組織在激光照射下，會因升溫膨脹而產生頻率高于20000H的_____聲波，生物醫學上通過特殊介質和裝置使這種聲波集中并成像，克服純光學成像的不足，更加有效地進行病情診斷、跟蹤和治療。

Answer 1

【答案】相同 凸 發散 超

【解析】

①要探究聲音能否被會聚或發散，根據控制變量法知，需要控制音叉發出聲音的響度相同；

②根據圖甲和乙相比知，聲波在通過充有二氧化碳氣體的氣球后，振幅增大，麥克風接收到的聲音響度變大，說明充有二氧化碳氣體的氣球對聲音有會聚作用，相當于一個“凸透鏡”；

根據圖甲和丁相比知，聲波在通過充有氫氣的氣球后，振幅減小，麥克風接收到的聲音響度變小，說明充有氫氣的氣球對聲音有發散作用，相當于一個“凹透鏡”；

③頻率高于20000Hz的聲波是超聲波。