Question

17．在学习吉他演奏的过程中，小明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，可能与琴弦的长度有关．
猜想三：琴弦发出声音的音调高低，可能与琴弦的松紧程度有关．
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）
A	铜	60	0.76
B	铜	60	0.89
C	铜	60	1.02
D	铜	80	0.76
E	铜	80	1.02
F	铜	100	0.76
G	铁	80	1.02
H	尼龙	80	1.02
I	尼龙	100	1.02

（1）为了验证猜想一，应选用编号为A、B、C的琴弦进行实验．
（2）为了验证猜想二，应选用编号为A、D、F的琴弦进行实验．
（3）为了验证猜想三，需要使用哪些器材进行怎样的操作？请你简要写出实验方法：用同一根琴弦，通过调节其松紧程度用同样的力拨动，比较音调的高低．
（4）除上述猜想外，如果选用编号为E、G、H的琴弦，可以验证的猜想应该是：琴弦发出声音的音调高低，可能与材料有关．

Answer 1

分析 猜想琴弦发出声音的音调高低，可能与琴弦的横截面积、琴弦的长短、琴弦的松紧程度有关．
（1）探究琴弦发出声音的音调高低与琴弦的横截面积的关系时，控制琴弦的长度和材料不变．
（2）探究琴弦发出声音的音调高低与琴弦的长短的关系时，控制横截面积和材料不变．
（3）探究琴弦发出声音的音调高低与松紧程度的关系，应控制琴弦的长度、横截面积、材料都不变．
（4）分析E、G、H的相关数据，琴弦的长度、横截面积相同，材料不同，可得发出声音的音调高低与琴弦的材料的关系．

解答 解：（1）为验证猜想一，即琴弦发出声音的音调高低与琴弦的横截面积的关系，可选择长度和材料都相同，而横截面积不同的琴弦A、B、C进行研究．
（2）为验证猜想二，即琴弦发出声音的音调高低与琴弦的长度的关系，应选择横截面积和材料都相同，而长度不同的琴弦A、D、F进行研究．
（3）为了验证猜想三，即琴弦的音调高低与琴弦的松紧度的关系，应控制琴弦的长度、横截面积、材料都不变，改变琴弦的松紧，可以用同一根琴弦，通过调节其松紧程度用同样的力拨动，比较音调的高低．
（4）E、G、H的琴弦，琴弦的长度、横截面积相同，材料不同，可验证琴弦发出声音的音调高低与琴弦的材料的关系．
故答案为：（1）A、B、C；（2）A、D、F；（3）用同一根琴弦，通过调节其松紧程度用同样的力拨动，比较音调的高低；（4）材料．

点评 本题是探究影响琴弦产生声音音调的因素实验，主要考查了控制变量法的应用，在分析时注意应控制哪个量改变，哪些量不变．