Question

15．學校音樂會上，吉他彈奏聲美妙極了，小明想探究弦絲發出聲音的音調與其長度、直徑、材料的關系，他選取了不同規格的弦絲，在松緊程度相同的前提下撥動弦絲發聲，測出各自發出聲音的頻率，數據如下表所示：

編號	材料	長度/cm	直徑/mm	頻率/Hz
1	鋼	■	2.0	2131
2	鋼	35.00	2.0	1284
3	鋼	50.00	2.5	656
4	尼龍	50.00	■	500

（1）如圖所示，用刻度尺測得1號弦絲的長度是20.50cm．
（2）四根弦絲中，發聲音調最低的是編號為4的弦絲．
（3）分別撥動編號為1、2的弦絲，可探究發聲音調與弦絲長度的關系．
（4）分別撥動編號為3、4的弦絲，可探究發聲音調與弦絲材料的關系，可見編號為4的弦絲直徑是2.5mm．
（5）分別撥動編號為2、3的弦絲，不能（能/不能）探究發聲音調與弦絲直徑的關系，理由是弦絲的長度不同．

Answer 1

分析 （1）由圖讀出弦絲的長度，注意要有估計值；
（2）音調的高低取決于聲音振動的頻率；
（3）物理學中對于多因素（多變量）的問題，常常采用控制因素（變量）的方法，把多因素的問題變成多個單因素的問題；每一次只改變其中的某一個因素，而控制其余幾個因素不變，從而研究被改變的這個因素對事物影響，分別加以研究，最后再綜合解決，這種方法叫控制變量法；它是科學探究中的重要思想方法，控制變量法是初中物理中常用的探索問題和分析解決問題的科學方法之一．探究發聲音調與弦絲長度的關系，應控制其它因素不變，只改變長度的大小；
（4）根據控制變量法，在探究弦絲的頻率與材料的關系時，應控制其它因素相同，只換用不用材料的弦絲的做實驗；
（5）根據控制變量法，實驗時每一次只能改變其中的某一個因素，而控制其余幾個因素不變．

解答 解：（1）由圖可知，物體的長度為20.50cm；
（2）音調的高低取決于聲音振動的頻率，振動頻率越小，音調越低，由表知，編號為4的弦絲頻率最小，故音調最低；
（3）探究發聲音調與弦絲長度的關系，要控制弦絲的材料和直徑相同，只改變弦絲長度的大小，由表中數據，所以，分別撥動編號為1、2的弦絲，可探究發聲音調與弦絲長度的關系；
（4）分別撥動編號為3、4的弦絲，探究發聲音調與弦絲材料的關系時，應控制弦絲的長度和直徑相同，由表中數據，編號為4的弦絲直徑是2.5mm．
（5）探究發聲音調與弦絲直徑的關系，應控制其它因素相同，只改變弦絲的直徑大小；而由表中編號為2、3的弦絲數據知，沒有控制長度不變，所以無法研究探究發聲音調與弦絲直徑的關系．
故答案為：（1）20.50；
（2）4；
（3）1、2；
（4）2.5；
（5）不能；弦絲的長度不同．

點評 本題結合生活實際，考查長度的測量及控制變量的具體運用，難度中等．