Question

4．在學習吉他演奏的過程中，小華發現琴弦發出聲音的音調高低是受各種因素影響的，他決定對此進行研究．經過和同學們討論，提出了以下猜想：
猜想一：琴弦發出聲音的音調高低，可能與琴弦的橫載面積有關；
猜想二：琴弦發出聲音的音調高低，可能與琴弦的長短有關；
猜想三：琴弦發出聲音的音調高低，可能與琴弦的材料有關；
為了驗證上述猜想是否正確，他們找到了如表所列9種規格的琴弦，因為音調高低取決于聲源振動的頻率，于是借來一個能夠測量振動頻率的儀器進行實驗．

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

（1）為了驗證猜想一，應選用編號為A、B、C的三根琴弦進行實驗．
（2）為了驗證猜想二，應選用編號為A、D、F的三根琴弦進行實驗．
（3）為了驗證猜想三，編號E的琴弦的規格應該如何？請在表中填上所缺數據．
（4）隨著實驗的進行，小華又覺得琴弦音調的高低，可能還與琴弦的松緊程度有關，為了驗證這一猜想，必須控制不變的是材料、長度、橫截面積．這種研究方法叫做控制變量法．

Answer 1

分析 此題是一個實驗探究題目，是根據猜想利用控制變量法進行實驗驗證猜想是否正確．

解答 解：控制變量法就是控制其它的因素不變，研究物理量與該因素的關系，
（1）當研究琴弦發出聲音的音調高低可能與琴弦的橫截面積有關時，應控制材料和長度相同，故選ABC；
（2）當研究琴弦發出聲音的音調高低可能與琴弦的長短有關時，應控制材料和橫截面積相同，故選ADF；
（3）如果驗證猜想三：琴弦發出聲音的音調高低，可能與琴弦的材料有關，應控制長度和橫截面積相同，故表格應該填入與尼龍的數據相同，即80、1.02或100、1.02．
（4），為了驗證與琴弦的松緊程度有關這一猜想，必須進行的操作是：選取兩根材料相同、長短相同、橫截面積一樣的弦，使兩根琴弦的一端固定，另一端進行松緊程度調節，要求一張一弛有所差異．用大小相同的力撥動琴弦，比較發音情況．如果兩根琴弦發出聲音的音調不同，表明音調與琴弦的松緊有關，否則表明無關．
故答案為：（1）C；（2）F；（3）

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

（4）材料；長度；橫截面積；控制變量法；

點評 （1）控制變量法是被研究的問題與多個因素有關，研究和某一個因素的關系時，要控制其他因素一定或不變．
（2）控制變量法的實驗是初中物理實驗中重要的思想，考試中從材料的選取、方案的設計、結論的描述、數據的分析等方面都可以考查控制變量的思想，要細心．