Question

4．資料顯示，鋼琴、提琴、二胡等弦樂器，產生的樂音特性與弦的材料、長度、粗細及松緊程度均有關系．現選取表中的琴弦，通過實驗來探究弦樂器發聲的音調與各因素間的關系，實驗時將琴弦固定在“音箱”上，保持琴弦的松緊程度相同．
（1）探究音調的高低與琴弦長度的關系時，應選擇琴弦ad（選填材料編號a、b、c或d），以控制琴弦的材料和粗細相同，長度不同．
（2）選擇琴弦a和b，能夠探究琴弦的材料和長度相同時，音調的高低與材料粗細的關系．
（3）選擇c和d進行探究，推理得出：琴弦長度越長，振動越慢，音調就越低的結論．此探究過程中存在的問題是材料和長度都不同，都對音調產生影響．
（4）選擇琴弦ac（選填材料編號a、b、c或d），可探究琴弦音調高低與材料的關系．

編號及材料	材料粗細/截面積	材料長度
a銅	S	L
b銅	2S	L
c尼龍	S	L
d銅	S	$\frac{L}{2}$

Answer 1

分析 弦樂的音調跟弦的長度、材料、松緊、粗細有關，在探究琴弦和一個因素的關系時，控制其它量不變．
實驗中琴弦的松緊一定，要探究音調高低跟長度的關系，保持材料和粗細相同．
要探究音調高低跟粗細的關系時，保持材料和長度相同．
要探究音調高低跟材料的關系時，保持長度和粗細相同．

解答 解：本題運用控制變量法進行探究實驗：
（1）在探究弦發聲的音調與弦的長度的關系時，需控制弦的材料和橫截面積相同，而長度不同，表中符合條件的是a、d；
（2）選擇琴弦a、b，琴弦材料和長度相同，而橫截面積不同，能夠探究琴弦發聲的音調高低與材料粗細的關系；
（3）選擇c和d進行探究，推理得出：琴弦長度越長，振動越慢，音調就越低的結論，但不能探究音調高低的影響因素，因為琴弦的材料、長度都不相同，無法進行控制變量；
（4）探究琴弦的音調與弦的材料的關系，需控制弦的長度和橫截面積相同，而材料不同，表中符合條件的是a、c；
故答案為：（1）ad；（2）粗細；長度；（3）材料；材料粗細；（3）越低；材料和長度都不同，都對音調產生影響；（4）ac．

點評 本題考查了利用控制變量法探究音調高低的影響因素，屬于常見題型；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．