物理凸透镜的专项培优练习题含答案.docx
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物理凸透镜的专项培优练习题含答案
一、初中物理凸透镜成像的规律
1.在探究凸透镜成像规律的实验中,蜡烛、凸透镜、光屏的位置如图所示,烛焰恰好在光屏上成清晰的像,下列说法正确的是( )
A.该凸透镜的焦距是30cm
B.换成焦距为10cm的凸透镜,在蜡烛和光屏不动的情况下,凸透镜从紧靠蜡烛向光屏移动,在光屏上可以得到两次清晰倒立的像
C.在凸透镜左侧放一凹透镜,将光屏向右移动还能接收到清晰的像
D.凸透镜与蜡烛不动,去掉光屏,人眼在100cm处能看到蜡烛的像
【答案】BCD
【解析】
【分析】
【详解】
A.由图可知,此时蜡烛到凸透镜的距离等于光屏到凸透镜的距离,在光屏上恰能成清晰的像,则此时物距等于像距等于二倍焦距,成倒立等大的实像,则
则焦距为15cm,故A项错误;
B.换成焦距为10cm的凸透镜,在蜡烛和光屏不动的情况下,凸透镜从紧靠蜡烛向光屏移动,当蜡烛到凸透镜的距离在10cm~20cm之间时,光屏到凸透镜的距离在50cm~40cm,移动凸透镜在适当位置能成清晰的像,由光路可逆原理可知,光屏距离凸透镜10cm~20cm之间时,可以再次成清晰的像,故B项正确;
C.在凸透镜左侧放一凹透镜,凹透镜对光有发散作用,所以将光屏向右移动还能接收到清晰的像,故C项正确;
D.凸透镜与蜡烛不动,去掉光屏,光依然沿原来的方向传播进,人眼在100cm处能看到蜡烛的像,故D项正确。
故选BCD。
2.如图所示,某同学用自制的水透镜来探究凸透镜成像规律,在水透镜中注入少量水后光屏上成清晰的像。
以下判断正确的是( )
A.光屏上成倒立缩小的实像
B.此时透镜的焦距
C.保持蜡烛和光屏不动,将透镜移动到
刻度线处光屏仍能得到清晰的像
D.向水透镜注水后,要使光屏上重新得到清晰的像,需要像光屏向右移动
【答案】BC
【解析】
【详解】
A.由图可知,当物距小于像距时,光屏上成倒立、放大的实像,故A正确;
B.由图可知
,
,则
……①
……②
由①②可得透镜焦距
故B正确
C.保持蜡烛和光屏不动,将透镜移动到
刻度线处,物距
,像距为
即此时的物距等于原来的像距,在光的折射中光路是可逆的,所以光屏上仍能得到清晰的像,故C正确;
D.向水透镜注水后,透镜会聚能力变强,焦距变小,使光线提前会聚成像,所以要使光屏上重新得到清晰的像,应减小像距,需要将光屏向左移动,故D错误。
故选BC。
3.如图是用来研究凸透镜成像规律的实验图(屏未画出),当蜡烛和透镜放在图示位置时,通过移动光屏,可以在光屏上得到一个缩小的像。
若透镜位置不变,将蜡烛移到刻度为30cm处,则
A.移动光屏,可能在屏上得到倒立放大的像
B.移动光屏,可能在屏上得到倒立缩小的像
C.移动光屏,可能在屏上得到正立放大的像
D.移动光屏,可能在屏上得到正立等大的像
【答案】AB
【解析】
【详解】
如图,物距为
u=40cm−10cm=30cm
时,成倒立、缩小的实像,这是照相机的成像原理,u
2f,所以
30cm
2f
所以凸透镜的焦距范围为:
f
15cm
若透镜位置不变,将蜡烛移到刻度为30cm处,则此时物距为
u=40cm−30cm=10cm
A.若
f
cm,此时
u
2f,移动光屏,可能在屏上得到倒立放大的像,故A符合题意;
B.若f
cm,此时u
2f,移动光屏,可能在屏上得到倒立缩小的像,故B符合题意;
CD.根据凸透镜成像规律可知,无论如何移动光屏,光屏上都不可能此正立的虚像,故CD不符合题意。
4.如图所示,为凸透镜成像的另一拓展规律在照相问题中的运用。
即用可变焦距的光学照相机把远处的景物“拉近”进行拍摄,就是说,虽然被拍摄的照相机镜头之间的距离基本不变,但仍可以使底片上所成的像变大。
关于这个过程,下列说法中正确的是()
A.焦距变大,像距也变大
B.焦距变小,像距也变小
C.焦距变大,像距变小
D.焦距变小,像距变大
故【答案】A
【解析】变焦的照相机,当照相机的焦距增大时,虽然物距基本不变,但是由于照相机的焦距变大,物距相对减小,根据物距和像距的变化关系可知:
当物距相对减小时,像距也变大,像也变大.
5.在“探究凸透镜成像规律”的实验中,蜡烛、凸透镜和光屏的位置如图所示,此时烛焰在光屏上成一个清晰的像,则下列判断正确的是( )
A.这个清晰的像是倒立、放大的实像
B.此凸透镜的焦距大于20cm
C.将蜡烛移动到40cm刻度处,移动光屏,会在光屏上得到清晰、放大的像
D.将蜡烛移动到25cm刻度处,应向右移动光屏,才能再次在光屏上得到清晰的像
【答案】D
【解析】
【分析】
【详解】
AB.由图知,像距小于物距,此时成倒立缩小的实像,所以
可知
35cm>2f
f<20cm<2f
解得
10cm u+v>4f 即 35cm+20cm>4f 解得 f<13.75cm 综上所述 10cm 故AB错误; C.将蜡烛移动到40cm刻度处,物距等于 50cm-40cm=10cm 物距小于焦距,所以成正立放大的虚像,不能成在光屏上,故C错误; D.将蜡烛移动到25cm刻度处,物距减小,像距将变大,像也变大,所以应向右移动光屏,故D正确。 故选D。 6.在“探究凸透镜成像的规律”实验中,光具座上各元件位置如图所示,此时在光屏上恰好成一个清晰的像,则下列说法正确的是( ) A.利用这一原理制成了投影仪 B.若保持凸透镜位置不变,将蜡烛和光屏的位置互换,会在光屏上成一个清晰倒立、缩小的像 C.若保持凸透镜位置不变,将蜡烛放到刻度线45cm处,适当移动光屏也能得到一个清晰的像 D.若将蜡烛稍稍靠近凸透镜,则应将光屏远离凸透镜才能得到清淅的像 【答案】D 【解析】 A.如图可知此时物距大于像距,凸透镜成倒立缩小的实像,利用这一原理制成了照相机,故A错误; B.若保持凸透镜位置不变,将蜡烛和光屏的位置互换,根据光路可逆的特点,会在光屏上成一个清晰倒立、放大的实像,故B错误; C.成缩小的实像时,像距位于一倍焦距到二倍焦距之间,即 ,由图知此时像距为15cm,可得: 所以若保持凸透镜位置不变,将蜡烛放到刻度线45cm处,此时物距小于焦距,不能成实像,在凸透镜同侧成虚像,所以移动光屏是找不到像的,故C错误; D.若将蜡烛稍稍靠近凸透镜,即减小物距,根据成实像时物距与像距的变化规律知,像距应增大,即应将光屏远离凸透镜才能得到清淅的像,故D正确; 故选D. 点睛: 凸透镜成像规律是常考试的内容,要掌握成像时物距和像距变化的特点,当物距减小时,像距增大,像也会变大,这里的像变大,是与之前比变大,要比较像与物体的大小,要看像距和物距的比较,像距大于物距,像就放大. 7.如图所示,在“用‘凸透镜’观察周围的景物”活动中,小科将印有绿色环保标志“ ”的纸固定在墙上,再将一只装有水的圆柱形玻璃杯移到标志的正前方,然后改变破璃杯与标志之间的距离。 小科站立时透过玻璃杯和水观察。 下列图象中,不可能看到的是( ) A. B. C. D. 【答案】C 【解析】 【分析】 【详解】 A.因为装有水的圆柱形玻璃杯,中间厚边缘薄,相当于柱形凸透镜,所以成像时左右颠倒,上下不变。 当物距小于焦距时,成正立放大的虚像,即左右变大,上下不变,故A可能出现,不符合题意; B.当物距大于焦距小于二倍焦距时,成倒立、放大的实像,即左右颠倒变大,上下不变,故B可能出现,不符合题意; C.柱形凸透镜成像时左右颠倒,上下不变,不可能出现左右和上下都颠倒的像,故C不可能出现,C符合题意; D.当物距大于二倍焦距时,成倒立、缩小的实像,左右颠倒变小,上下不变,故D可能出现,不符合题意。 故选C。 8.物体放在凸透镜前30厘米处;在透镜另一侧距离透镜20厘米的光屏上成清晰实像。 则( ) A.焦距可能为18厘米 B.此时凸透镜成倒立放大的实像 C.当物体远离凸透镜10厘米,移动光屏找到实像后,此实像变大了 D.当物体靠近凸透镜10厘米,为了在光屏上得到清晰的实像,光屏应远离透镜10厘米 【答案】D 【解析】 【分析】 【详解】 AB.由题意可知,物距是30cm,像距20cm,可知物距大于像距;而且此时光屏出现了清晰实像,由凸透镜成像的规律可知,可以判断此时的实像是倒立缩小的实像;而且 则 ,故AB不符合题意; C.当物体远离凸透镜10厘米时,物距变大,由凸透镜成像的规律可知,像距会变小,像会变小,所以移动光屏找到实像后,此实像变小了,故C不符合题意; D.当物体靠近凸透镜10厘米时,此时的物距变为20cm,由于光路是可逆的,所以为了在光屏上得到清晰的实像此时的像距应该为30cm,即光屏应远离透镜10厘米,故D符合题意。 故选D。 9.在“探究凸透镜成像规律”的实验中,蜡烛距凸透镜36cm时,在凸透镜另一侧18cm处的光屏上得到清晰缩小的像,当蜡烛距凸透镜18cm时,它的像一定是() A.像距为36cm,且成缩小的实像B.像距为36cm,且成放大的实像 C.像距为18cm,且成缩小的实像D.像距为18cm,且成放大的虚像 【答案】B 【解析】 【分析】 【详解】 当u﹥2f时,成倒立、缩小的实像,f﹤v﹤2f,u﹥v.当蜡烛距凸透镜18cm时,f﹤u﹤2f.由于f﹤u﹤2f,成倒立、放大的实像,v﹥2f,u﹤v.凸透镜的一个物距对应一个像距,所以,像距为36cm,且成放大的实像.故选B。 10.将一物体放在凸透镜前,使物距依次为6cm、18cm和24cm,分别得到放大的虚像、放大的实像和缩小的实像,则凸透镜的焦距f满足关系式 A.f<6cmB.6cm<f<18cm C.9cm<f<12cmD.18cm<f<24cm 【答案】C 【解析】 【分析】 【详解】 当物距为6cm时,成放大的虚像,所以f>6cm. 当物距等于18cm时,成放大的实像,即物距在一倍到二倍焦距之间,则9cm<f<18cm. 当物距等于24cm时,成缩小的实像,所以24cm>2f,则f<12cm. 故: 9cm<f<12cm,C符合题意. 选C. 【点睛】 重点是凸透镜成像规律的应用,关键是根据每次成像时的特征,列出相应的不等式,综合求解. 11.在做“探究凸透镜成像的规律”实验时,某实验小组所描绘的像距随物距变化的关系图线如图所示.图线中A、B、C三点分别与蜡烛在光具座上移动过程中的三个位置相对应.则下列说法正确的是 A.蜡烛处于AB间某一位置时,成倒立、缩小的实像 B.蜡烛处于BC间某一位置时,成倒立、放大的实像 C.将蜡烛从C移动到B的过程中,所成像逐渐增大 D.将蜡烛从B移动到A的过程中,所成像逐渐减小 【答案】C 【解析】 【分析】 (1)根据u=v=2f,成倒立、等大的实像,判断凸透镜的焦距. (2)根据物距和焦距,判断凸透镜成像情况: u>2f,成倒立、缩小的实像. 2f>u>f,成倒立、放大的实像. u<f,成正立、放大的虚像. (3)凸透镜成实像时,物距减小,像距增大,像变大. 【详解】 (1)由图象知, ,此时凸透镜成倒立、等大的实像,所以凸透镜的焦距: . (2)物距大于一倍焦距时,凸透镜成实像. A、蜡烛处于AB间某一位置时,2f>u>f,成倒立、放大的实像.选项错误. B、蜡烛处于BC间某一位置时,u>2f,成倒立、缩小的实像.选项错误. C、将蜡烛从C移动到B的过程中,物距大于一倍焦距时,凸透镜成实像.物距减小,像距增大,像变大.选项正确. D、将蜡烛从B移动到A的过程中,物距大于一倍焦距时,凸透镜成实像.物距减小,像距增大,像变大.选项错误. 故选C. 12.在“探究凸透镜成像的规律”实验中,光具座上各元件位置如图所示,此时在光屏上恰好成一个清晰的像,则下列说法正确的是() A.利用了这一原理制成了照相机 B.若将蜡烛远离凸透镜,则应将光屏靠近凸透镜才能得到清晰的像,且像逐渐变大 C.若保持凸透镜位置不变,将蜡烛和光屏的位置互换,会在光屏上成一个清晰倒立、缩小的像 D.若保持凸透镜位置不变,将蜡烛放在45cm刻度线处,适当移动光屏也能得到一个清晰的像 【答案】C 【解析】 【详解】 A.从图中可以看到,蜡烛物距 ,像距 ,可知 ,而照相机的是 ,A错误; B.根据凸透镜成像的规律可知,若将蜡烛远离凸透镜,则应将光屏靠近凸透镜才能得到清晰的像,像是逐渐变小的,B错误; C.若保持凸透镜位置不变,将蜡烛和光屏的位置互换,根据光路的可逆性,会在光屏上成一个清晰倒立、缩小的像,C正确; D.由题意可知 ,若保持凸透镜位置不变,将蜡烛放在45cm刻度线处,此时 , ,会成正立放大的虚像,适当移动光屏是不能得到清晰的像,D错误. 13.城市的很多街口都安装了360°高清晰摄像头,由公安局实施24小时监控,来保护人民的安全,摄像机的像距几乎不变,但镜头的功能类似于人眼睛的晶状体,焦距可以调节,如图所示,某嫌疑犯在成像板上已经成清晰的像,此时镜头的焦点在F处,在监控此人的过程中(该人在成像板上的像保持清晰),下列说法正确的是() A.不管该人走近还是走远,所成的像都是正立缩小的实像 B.如果该人远离镜头,镜头的焦点可能变在a点 C.如果该人靠近镜头,镜头的焦点可能变在c点 D.如果该人靠近镜头,镜头的焦点可能变在b点 【答案】D 【解析】 【详解】 A.该人走近还是走远时,所成的像是倒立的实像,不是正立的,A错误; B.如果该人远离镜头,那么物距变大,像距变小,像更靠近焦点,如果还想要像成在成像板上,那么焦距应该变大,焦点不可能在a点,B错误; CD.如果该人靠近镜头,那么物距变小,像距变大,像更远离焦点,如果还想要像成在成像板上,那么焦距应该变小,焦点不可能在c点,可能变在b点,C错误、D正确. 14.物体放在凸透镜前30厘米处;在透镜另一侧距离透镜20厘米的光屏上成清晰实像。 则() A.焦距可能为18厘米 B.此时凸透镜成倒立放大的实像 C.当物体远离凸透镜10厘米,移动光屏找到实像后,此实像变大了 D.当物体靠近凸透镜10厘米,为了在光屏上得到清晰的实像,光屏应远离透镜10厘米 【答案】D 【解析】 【详解】 根据凸透镜的成像规律,当 , ,成倒立、缩小的实像,即 ;由题意可以知道物距 ,像距 ,这种情况是成倒立、缩小的实像,即 化简可得 所以凸透镜的焦距不可能是18cm;当物体远离凸透镜10cm,物距变大,依然大于两倍焦距,像距变小,所成的实像会变小;当物体靠近凸透镜10cm,物距 ,那么 为了在光屏上得到清晰的实像,根据光路的可逆性,此时像距 ,光屏应远离透镜10cm;故选D。 15.两平面镜AM,AN之间的夹角为90°,凸透镜的主光轴恰好是该直角的角平分线,凸透镜的光心为O,A点恰好是凸透镜的焦点,光源S位于主光轴上,通过该系统,光源S所成的像为() A.四个虚像,三个实像B.四个虚像,一个实像 C.三个虚像,一个实像D.三个虚像,两个实像 【答案】B 【解析】 【详解】 S通过两个平面镜成3个虚像,(因为其中两个重合了),分别是S1、S2、S3; S1、S2分别在凸透镜的焦点处,则不能成像,只有S3在凸透镜的焦点以外,且通过凸透镜的光心,可以成一个实像S4; S在凸透镜的焦点以内,由u<f,成正立放大的虚像S′;综上分析,通过该系统,光源S所成的像有四个虚像,一个实像。 二、初中物理声现象问题求解方法 16.下列关于声现象的说法中错误的是() A.声音在15℃的空气中传播速度约为340m/s B.吉他依靠琴弦的振动发声 C.蝙蝠利用次声波探测飞行中的障碍物和发现昆虫 D.“暮鼓晨钟”里的钟声和鼓声是人们依据音色进行分辨的 【答案】C 【解析】 【分析】 【详解】 A.声音在不同介质中,以及不同温度下的传播速度是不同的,如声音在15℃的空气中传播速度约为340m/s,故A正确; B.声音由振动产生,吉他依靠琴弦的振动发声,故B正确; C.蝙蝠利用超声波探测飞行中的障碍物和发现昆虫,故C错误; D.音色是发声体特有的品质特征,可以用来区分声源,所以“暮鼓晨钟”里的钟声和鼓声是人们依据音色进行分辨的,故D正确; 故选C。 【点睛】 注意能正确区分声音的三个特征,即音调、响度、音色,其中音色是发声体特有的特征,由声源振动的材料、方式等决定,可以用来区分声源. 17.如图所示,甲、乙、丙、丁是不同的声音先后输入到同一示波器上所显示的波形图.则下面说法中正确的是 A.甲和乙声音的音调不同 B.乙和丙声音的响度相同 C.丙和丁声音的音色相同 D.丙声音在真空中传播速度最快 【答案】B 【解析】 【详解】 A、从图中可以看出,相同时间内,甲和乙振动的频率相同,所以音调相同.故A错误; B、乙和丙声音振动时偏离中间位置的幅度相同,说明振幅相同,则二者的响度相同,故B正确; C、丙和丁声音的波形形状相差较大,故它们的音色不同,故C错误; D、声音不能在真空中传播,故D错误. 故选B. 18.关于声现象,下列说法正确的是() A.诗句“蝉噪林逾静,鸟鸣山更幽”中“蝉声、鸟声”靠音调区分 B.诗句“路人借问遥招手,怕得鱼惊不应人”中“为了不惊动鱼”是在传播途中控制噪音 C.诗句“姑苏城外寒山寺,夜半钟声到客船”中“钟声”是大钟振动产生的 D.诗句“入夜思归切,笛声清更哀”中“笛声”是靠笛子传播进入人耳的 【答案】C 【解析】 【分析】 【详解】 A.音色是发声体特有的品质特征,可以区分声源,故诗句中“蝉声、鸟声”靠音色区分,故A错误; B.诗句“路人借问遥招手,怕得鱼惊不应人”中“为了不惊动鱼”是在声源处控制噪音,故B错误; C.声音由振动产生,诗句中“钟声”是大钟振动产生的,故C正确; D.空气可以传播声音,诗句中“笛声”是靠空气传播进入人耳的,故D错误; 故选C。 【点睛】 注意能正确区分声音的三个特征,即音调、响度、音色,其中音色是发声体特有的特征,由声源振动的材料、方式等决定,可以用来区分声源. 19.中华古诗词、俗语中蕴含着丰富的声学知识,下列有关理解正确的是( ) A.“柴门闻犬吠,风雪夜归人”说明声音可传递信息 B.“响鼓还需重锤敲”说明声音的音调与振幅有关 C.“谁家玉笛暗飞声”中的笛声由笛管的振动产生 D.“闻其声而知其人”是根据声音的响度来辨别的 【答案】A 【解析】 【分析】 【详解】 A.诗人根据听到的犬吠声,猜想大概是芙蓉山主人披风戴雪归来了,说明声音可以传递信息,故A正确; B.重锤敲鼓时,鼓面振动幅度大,声音的响度大,所以“响鼓还要重锤敲”说明声音的响度与振幅有关,故B错误; C.声音是由物体振动产生的,笛声是由笛管内空气柱振动产生的,故C错误; D.不同发声体的材料、结构不同,发出声音的音色不同,所以“闻其声而知其人”是根据声音的音色来辨别的,故D错误。 故选A。 20.某同学乘坐一辆汽车面对一座高山。 已知声音传播速度为340m/s。 求: (1)若汽车是静止的,汽车鸣一声喇叭,历时t=5s听到回声,则汽车距离高山多远? (2)若汽车以10m/s的速度正对着高山驶去,汽车鸣一声喇叭,历时t=3s听到回声。 鸣喇叭时汽车距离高山多远? 【答案】 (1)850m; (2)525m。 【解析】 【分析】 【详解】 (1)声音传播到高山的时间 t= ×5s=2.5s, 汽车到高山的距离: s=v2t=340m/s×2.5s=850m; (2)在3s的时间内,汽车行驶的距离: s1=v1t=10m/s×3s=30m, 声音传播的距离: s2=v2t=340m/s×3s=1020m, 设按喇叭时汽车到高山的距离为s,则: 2s=s1+s2, s= =525m。 答: (1)若汽车是静止的,则汽车距离高山850m远; (2)鸣喇叭时汽车距离高山525m。 21.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,他决定对此进行研究。 经过和同学们讨论,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,他们找到了下表所列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。 (1)为了验证猜想一,应选用编号为_______、_______、_______的琴弦进行实验。 为了验证猜想二,应选用编号为_______、_______、_______的琴弦进行实验。 (2)表中有的材料规格还没填全,为了验证猜想三,必须知道该项内容。 请在表中填上所缺数据_______、_______。 (3)本探究实验中研究方法是: __________________ 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 铜 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 80 0.76 J 钢 【答案】ABCADF801.02控制变量法 【解析】 【详解】 (1)[1][2][3]为了验证猜想一,即音调高低可能与横截面积有关,需要保持琴弦的长短和琴弦的材料不变,从表格的数据可以看出,编号A、B、C符合要求,它们的材料相同,都是铜,长度相同,都是60cm,只是横截面积不同; [4][5][6]为了验证猜想二,即音调高低可能与长短有关,需要保持琴弦的材料和琴弦的横截面积不变,从表格的数据可以看出,编号A、D、F符合要求,它们的材料相同,都是铜,横截面积也相同,长短不同; (2)[7]为了验证猜想三,即音调高低可能与琴弦的材料有关,从表格的数据可以看出,编号G、H的长度和横截面积都相同,只是材料不同,和J作对比,只需要长度也是80cm、横截面积也是1.02mm2即可; (3)[8]本探究实验过程中,三个变量,保持其中两个量不变,对比第三个量的变化与音调高低的关系,这是用到了控制变量法。 22.如图所示,用手拨动塑料尺 (1)发出的声音是由塑料尺_____产生的 (2)如图a所示,用较小的力轻拨塑料尺;如图b所示,用较大的力重拨塑料尺.从a到b,塑料尺发出声音的_____变大 (3)如图c到图d,拨塑料尺的力不变,使塑料尺伸出桌面的长度变长,用仪器测得c图实验声音为1.3×10■,d图实验声音为1.2×102■,两个数据的单位是_____可见随着塑料尺伸出桌面的长度变长,发出声音的_____变小 (4)如图c到图f,拨塑料尺的力不变,塑料尺伸出桌面的长度不变,在塑料尺右端开小孔,开孔前后、两次发声的波形图象如图所示.可见结构的不同,会导致发出声音的_____改变. 【答案】振动响度
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