Question

【题目】太阳光在通过透镜时会被会聚或发散，那么声音在传播途中遇到不同介质时，会不会像光一样也被会聚或发散呢？在老师的帮助下，同学们用音叉、三个相同的气球（内部充有不同气体）、示波器、麦克风等器材设计了如图所示的实验装置，并进行了如下探究：

（1）调整音叉和麦克风之间的距离，让音叉发出的声音只通过空气传播，用麦克风将声音信号输入示波器，观察并记录此时的波形如图甲所示。

（2）分别将充有二氧化碳气体、空气和氢气的气球，依次放在音叉和麦克风之间，保持音叉和气球之间的距离不变，让音叉发出声音，记录示波器显示的波形如图乙、丙、丁所示，分析以上实验过程和现象可知：

①实验过程中，敲击音叉，使其发声，且应控制音叉发出声音的响度_____（选填“相同”或“不同”）。

②比较乙与甲，发现声波在通过充有二氧化碳气体的气球后，麦克风接收到的声音响度变大，此时充有二氧化碳气体的气球对声波具有某种作用，相当于_____透镜对光的作用，比较丁与甲，发现充有氢气的气球对声波具有_____作用，由此可见，声音与光之间存在某种对应关系。

③实验后，同学们查阅资料了解到，生物体组织在激光照射下，会因升温膨胀而产生频率高于20000H的_____声波，生物医学上通过特殊介质和装置使这种声波集中并成像，克服纯光学成像的不足，更加有效地进行病情诊断、跟踪和治疗。

Answer 1

【答案】相同 凸 发散 超

【解析】

①要探究声音能否被会聚或发散，根据控制变量法知，需要控制音叉发出声音的响度相同；

②根据图甲和乙相比知，声波在通过充有二氧化碳气体的气球后，振幅增大，麦克风接收到的声音响度变大，说明充有二氧化碳气体的气球对声音有会聚作用，相当于一个“凸透镜”；

根据图甲和丁相比知，声波在通过充有氢气的气球后，振幅减小，麦克风接收到的声音响度变小，说明充有氢气的气球对声音有发散作用，相当于一个“凹透镜”；

③频率高于20000Hz的声波是超声波。