Question

在观看交响乐队演奏的过程中，小华发现同属于管乐器的圆号、小号、长号、大号发出声音的高低各不相同，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：管乐器发出声音的音调高低，可能与管内空气柱的长度有关
猜想二：管乐器发出声音的音调高低，可能与管内空气柱的横截面积（粗细）有关
小明找来了两个未使用过的一次性注射器制成了一些哨子（如图所示）．注射器的规格分别为2.5ml和5ml．他一边吹哨子边调整注射器内空气柱的长度，同时利用专用仪器测出声音的频率和响度，详见下表（表中“ml”表示毫升，“cm”表示厘米）

序 号	A	B	C	D	E	F
注射器规格（ml）	2.5	2.5	2.5	5	5	5
空气柱长度（cm）	2	1.5	1	2	1.5	1
频率（Hz）	337	488	562	300	337	488
声强级（dB）	75	75	60	75	60	75

（1）选用序号为A、B、C的三次实验做对比，可以得出：在空气柱的

横截面积（或粗细）

相同时，管内空气柱越短，音调越

高

．
（2）选用序号为

A、D（或B、E或C、F）

的两次实验做对比，可以得出：在空气柱的

长度

相同时，管内空气柱横截面积越大，音调越

低

．
（3）序号为C、D的两次实验中，响度大的是

D

（选填“C”或“D”）．

Answer 1

分析：（1）物理学中把声音的高低称为音调，题中给出了与音调可能有关的因素：长度、横截面积、材料；在解决此类多因素的探究实验时，应使用控制变量法进行分析．
（2）记录声音的等级用分贝．

解答：解：要研究音调的高低和什么因素有关，需用控制变量法．
（1）选用序号为A、B、C的三次实验做对比，可以得出：在空气柱的横截面积（或粗细）相同时，管内空气柱越短，单位时间内振动的次数越多，频率越快，音调越高．
（2）琴弦发出声音的音调高低，可能与琴弦的横截面积有关，需控制琴弦的长短和琴弦的材料不变，所以要选择A、D（或B、E或C、F）．
由此可得，管内空气柱横截面积越大，音调越低；
（3）序号为C、D的两次实验中，D的声音强度为75分贝，大于D的声音强度．
故答案为：（1）横截面积（或粗细）；高；
（2）A、D（或B、E或C、F）；长度；低；
（3）D．

点评：这是一类根据乐音的特征进行实际应用题目，主要考查了控制变量法的应用．