Question

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，他对此进行了研究．经过和同学们讨论，他提出了以下猜想：
猜想一：琴弦发出声音的音调高低，可能与琴弦的横载面积有关；
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．

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	钢	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	100	1.02	J

（1）为了验证猜想一，应选用编号为

A

、

B

、

C

的琴弦进行实验．
为了验证猜想二，应选用编号为

A

、

D

、

F

的琴弦进行实验．
（2）为了验证猜想三，请在表中填上所缺数据．
（3）随着实验的进行，小华又觉得琴弦音调的高低，可能还与琴弦的松紧程度有关，为了验证这一猜想，必须进行的操作是：

用同一根琴弦做两次实验，一次较松、一次较紧，分别拨动听声音的音调

．
（4）如图所示，小明与小刚选用以上琴弦和盛可乐饮料的两个纸杯，制成了一个“土电话”
①他们用“土电话”能实现10m间的通话，这表明：

固体能传声而且传声效果好

．
②相距同样远，讲话者以同样的响度说话，如果用细铜金属丝连接，则比尼龙琴弦连接时听到的声音要大些，这一实验现象表明：

细铜丝比尼龙琴弦传声效果好

．
③如果在用“土电话”时，另外一个同学用手捏住琴弦上的某一部分，则听的另一方就不能听到了，这是由于

阻碍了琴弦的振动

．
④如果在用“土电话”时，琴弦没有拉直而处于很松弛状态，则另一方

不能

（选填“能”或“不能”）听到对方的讲话声音．

Answer 1

分析：（1）研究音调和横截面积的关系，要控制材料、长度相同；研究音调和长度的关系，要控制材料、横截面积相同．
（2）所填写的材料应该与表格中找到的两个相比，长度、横截面积相同，材料不同．
（3）写操作方案时，要注意控制什么因素一定，对比什么因素．
（4）①人们正常说话10m几乎听不见，而土电话能听见，这里要说明什么状态的物质传声，效果如何；
②相同传声距离，声音大说明传声效果好；
③声音是由振动产生的，听不到声说明不振动了；
④声在松驰的琴弦中传播，能量损失很快，传不了多远．

解答：解：
（1）A、B、C的材料都是铜，长度都是60cm，横截面积不同，这是研究音调与横截面积关系时选的器材；
A、D、F的材料都是铜，横截面积都是0.76mm²，长度不同，这是研究音调与长度关系时选的器材．
（2）研究音调与材料的关系，可以对比G、H、J，长度都是80cm，横截面积都是1.02mm²，材料不同，
所以表格中可以填：铜；80；1.02．
研究音调与材料的关系，也可以对比E、I、J，长度都是100cm，横截面积都是1.02mm²，材料不同，
所以表格中也可以填：钢；100；1.02．
（3）研究音调与松紧的关系，要控制材料、长度、横截面积都一定，可以用同一根琴弦做两次实验，一次较松、一次较紧，分别拨动听声音的音调．
（4）
①通过土电话的细绳传声，隔10m还能听见，说明固体传声效果好；
②其他因素控制一定，细铜丝比尼龙绳传播的能量损失更少，说明细铜丝比尼龙绳传声效果更好；
③手阻碍了琴弦的振动，所以听不到声音了；
④琴弦松驰状态，在传声过程中能量损失很大，传距离很近，故听不到声音了．
故答案为：
（1）A；B；C．    A；D；F．
（2）铜；80；1.02．（或：钢；100；1.02．）
（3）用同一根琴弦做两次实验，一次较松、一次较紧，分别拨动听声音的音调．
（4）
①固体能传声而且传声效果好．
②细铜丝比尼龙琴弦传声效果好．
③阻碍了琴弦的振动．
④不能．

点评：控制变量法是被研究的问题与多个因素有关，研究和某一个因素的关系时，要控制其他因素一定或不变．控制变量法的实验是初中物理实验中重要的思想，考试中从材料的选取、方案的设计、结论的描述、数据的分析等方面都可以考查控制变量的思想，要细心．