太阳光在通过透镜时会被会聚或发散，那么声音在传播中遇到不同介质时，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 $-1$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 $-2$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 $-2$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）比较图 $-2$的乙与甲，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　　（选填“变大”“变小”或“不变” $)$，此时充有二氧化碳气体的气球对声波具有　　作用，相当于一个“　　透镜”，比较丁与甲后，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 $20000\mathit{Hz}$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。

科目 物理   题型 实验题   难度 中等

知识点： 声音的产生 超声波与次声波 响度与振幅的关系