Question

2．探究管子发出声音的频率与长度、直径的关系
微风吹过，金属管风铃发出悦耳的声音，小明选取了材料与管壁厚度都相同、长度和直径都不同的三根直管，将它们用细线悬挂，敲击后，测出各自发出声音的频率，数据如表：

编号	长度/cm	直径/cm	频率/Hz
1		1.50	2131
2	31.00	2.00	1284
3	48.50	2.50	656

（1）用刻度尺测量1号管长度如图所示，读数是20.50cm．
（2）三根管中音调最低的是3号直管．
（3）根据表中数据，能否得出“管子发出声音的频率随长度、直径的增大都会减小”的结论？请说明你的理由．答：不能（选填“能”或“不能”）；理由：没有采用控制变量法．
（4）小明发现悬挂的金属管发出声音时在做有规律的摆动，认为金属管发出的声音是由于摆动所产生的，请设计一简单的实验来检验小明的想法，简要写出实验方案和判断方法．实验方案：封闭金属管口，轻推管子使其摆动，听管子是否发声；判断方法：如果发声，则是管子的摆动产生的，如果不发声，则说明声音是管中空气柱振动产生的．

Answer 1

分析 （1）根据图示刻度尺确定刻度尺的分度值，管子一端与刻度尺的零刻度线对齐，另一端所对应刻度尺的示数是管子的长度．
（2）音调由声音的频率决定，频率越大，音调越高，频率越小，音调越低．
（3）探究频率与管子长度、直径的关系应应用控制变量法．
（4）把管子的一端固定，敲击管子，让管子振动，看管子是否发声，然后得出结论．

解答 解：（1）由图示刻度尺可知，刻度尺的分度值是1mm，管子的长度是20.50cm．
（2）由表中实验数据可知，3号管子的频率最小，3号管子的音调最低．
（3）探究管子发出的声音的频率与管子长度、直径的关系应采用控制变量法，
由表中实验数据可知，实验中没有控制管子的长度相同而直径不同、管子的长度不同而直径相同，
即没有采用控制变量法，不能根据表中实验数据得出实验结论．
（4）实验方案：封闭金属管口，轻推管子使其摆动，听管子是否发声；
判断方法：如果发声，则是管子的摆动产生的，如果不发声，则说明声音是管中空气柱振动产生的．
故答案为：（1）20.50；（2）3；（3）不能；没有采用控制变量法；（4）封闭金属管口，轻推管子使其摆动，听管子是否发声；如果发声，则是管子的摆动产生的，如果不发声，则说明声音是管中空气柱振动产生的．

点评 对刻度尺进行读数时要先确定刻度尺的分度值，然后再读数，读数时视线要与刻度尺的刻度线垂直；探究影响声音频率的因素时要采用控制变量法．