Question

2．在學(xué)習(xí)吉他演奏的過程中，小華發(fā)現(xiàn)琴弦發(fā)出聲音的音調(diào)高低是受各種因素影響的，他對此進(jìn)行了研究．經(jīng)過和同學(xué)們討論，他提出了以下猜想：
猜想一：琴弦發(fā)出聲音的音調(diào)高低，可能與琴弦的橫載面積有關(guān)；
猜想二：琴弦發(fā)出聲音的音調(diào)高低，可能與琴弦的長短有關(guān)；
猜想三：琴弦發(fā)出聲音的音調(diào)高低，可能與琴弦的材料有關(guān)．
為了驗(yàn)證上述猜想是否正確，他找到了下表所列9種規(guī)格的琴弦，因?yàn)橐粽{(diào)高低取決于  聲源振動(dòng)的頻率，于是借來一個(gè)能夠測量振動(dòng)頻率的儀器進(jìn)行實(shí)驗(yàn)．

編號	材料	長度/cm	橫截面積/mm2	編號	材料	長度/cm	橫截面積/mm2
A	銅	60	0.76	F	銅	100	0.76
B	銅	60	0.89	G	鋼	80	1.02
C	銅	60	1.02	H	尼龍	80	1.02
D	銅	80	0.76	I	尼龍	100	1.02
E	銅	100	1.02	J

（1）為了驗(yàn)證猜想一，應(yīng)選用編號為A、B、C的琴弦進(jìn)行實(shí)驗(yàn)．
為了驗(yàn)證猜想二，應(yīng)選用編號為A、D、F的琴弦進(jìn)行實(shí)驗(yàn)．
（2）為了驗(yàn)證猜想三，請?jiān)诒碇刑钌纤�缺�?shù)據(jù)．
（3）隨著實(shí)驗(yàn)的進(jìn)行，小華又覺得琴弦音調(diào)的高低，可能還與琴弦的松緊程度有關(guān)，為了驗(yàn)證這一猜想，必須進(jìn)行的操作是：用同一根琴弦做兩次實(shí)驗(yàn)，一次較松、一次較緊，分別撥動(dòng)聽聲音的音調(diào)．
（4）如圖所示，小明與小剛選用以上琴弦和盛可樂飲料的兩個(gè)紙杯，制成了一個(gè)“土電話”

①他們用“土電話”能實(shí)現(xiàn)10m間的通話，這表明：固體能夠傳聲．
②相距同樣遠(yuǎn)，講話者以同樣的響度說話，如果用細(xì)銅金屬絲連接，則比尼龍琴弦連接時(shí)聽到的聲音要大些，這一實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象表明：細(xì)銅金屬絲比尼龍琴弦更容易傳聲．
③如果在用“土電話”時(shí)，另外一個(gè)同學(xué)用手捏住琴弦上的某一部分，則聽的另一方就不能聽到了，這是由于用手捏住琴弦時(shí)，阻礙了振動(dòng)在琴弦上的傳播．
④如果在用“土電話”時(shí)，琴弦沒有拉直而處于很松弛狀態(tài)，則另一方不能（選填“能”或“不能”）聽到對方的講話聲音．

Answer 1

分析 猜想琴弦發(fā)出聲音的音調(diào)高低，可能與琴弦的材料、琴弦的橫截面積、琴弦的長短有關(guān)，在探究過程中，應(yīng)用控制變量法：
（1）探究琴弦發(fā)出聲音的音調(diào)高低與琴弦的橫截面積的關(guān)系時(shí)，控制琴弦的長度和材料不變；
探究琴弦發(fā)出聲音的音調(diào)高低與琴弦的長短的關(guān)系時(shí)，控制橫截面積和材料不變；
（2）探究琴弦發(fā)出聲音的音調(diào)高低與琴弦的材料的關(guān)系時(shí)，控制橫截面積和長度不變；
（3）猜想琴弦發(fā)出聲音的音調(diào)高低，可能與松緊有關(guān)，應(yīng)控制琴弦的長度、橫截面積、材料都不變；
（4）①聲音可以在固體中傳播，并且不同的固體傳播聲音的速度不同；
②相同傳聲距離，聲音大說明傳聲效果好；
③聲音是由發(fā)聲體振動(dòng)產(chǎn)生的，振動(dòng)停止，聲音也就停止；
④聲在松馳的琴弦中傳播，能量損失很快，傳不了多遠(yuǎn)．．

解答 解：（1）當(dāng)研究琴弦發(fā)出聲音的音調(diào)高低可能與琴弦的橫截面積有關(guān)時(shí)，控制材料和長度相同，應(yīng)選用表格中編號為A、B、C的琴弦進(jìn)行實(shí)驗(yàn)；
要研究究琴弦發(fā)出聲音的音調(diào)高低可能與琴弦的長短有關(guān)，應(yīng)控制材料和橫截面積相同，故選用表格中編號為A、D、F琴弦進(jìn)行實(shí)驗(yàn)；
（2）當(dāng)研究琴弦發(fā)出聲音的音調(diào)高低與琴弦的材料的關(guān)系時(shí)，應(yīng)控制橫截面積和長度相同，故表格中GHJ數(shù)據(jù)橫截面積和長度相同，材料不同，即所缺數(shù)據(jù)應(yīng)為：材料-尼龍、長度-80cm、橫截面積-1.02mm²；
（3）探究琴弦音調(diào)的高低與琴弦的松緊程度的關(guān)系時(shí)，需要使用同一種琴弦，且控制撥弦的力相同、弦的松緊程度不同，來研究音調(diào)高低和琴弦的松緊程度的關(guān)系．
（4）①聲音可以通過“土電話”的琴弦傳播，說明固體能夠傳聲；
②聲音通過細(xì)銅金屬絲傳播時(shí)比通過尼龍繩傳播時(shí)聲音大，也就是說細(xì)銅金屬絲比尼龍琴弦更容易傳聲；
③當(dāng)用手捏住琴弦時(shí)，阻礙了振動(dòng)在棉線上的傳播；
④琴弦松馳狀態(tài)，在傳聲過程中能量損失很大，傳距離很近，故聽不到聲音了．
故答案為：
（1）A；B；C；A；D；F；
（2）銅；80；1.02；
（3）用同一根琴弦做兩次實(shí)驗(yàn)，一次較松、一次較緊，分別撥動(dòng)聽聲音的音調(diào)；
（4）①固體能夠傳聲；②細(xì)銅金屬絲比尼龍琴弦更容易傳聲；③用手捏住琴弦時(shí)，阻礙了振動(dòng)在琴弦上的傳播；④不能．

點(diǎn)評 本題是探究琴弦發(fā)出聲音的音調(diào)高低的影響因素，一個(gè)物理量受多個(gè)因素影響時(shí)，探究其中一個(gè)因素和物理量的關(guān)系時(shí)，采用控制變量法．