Question

2．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，他對此進行了研究．經過和同學們討論，他提出了以下猜想：
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，他找到了下表所列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	編號	材料	長度/cm	橫截面積/mm2
A	銅	60	0.76	F	銅	100	0.76
B	銅	60	0.89	G	鋼	80	1.02
C	銅	60	1.02	H	尼龍	80	1.02
D	銅	80	0.76	I	尼龍	100	1.02
E	銅	100	1.02	J

（1）為了驗證猜想一，應選用編號為A、B、C的琴弦進行實驗．
為了驗證猜想二，應選用編號為A、D、F的琴弦進行實驗．
（2）為了驗證猜想三，請在表中填上所缺數據．
（3）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，必須進行的操作是：用同一根琴弦做兩次實驗，一次較松、一次較緊，分別撥動聽聲音的音調．
（4）如圖所示，小明與小剛選用以上琴弦和盛可樂飲料的兩個紙杯，制成了一個“土電話”

①他們用“土電話”能實現10m間的通話，這表明：固體能夠傳聲．
②相距同樣遠，講話者以同樣的響度說話，如果用細銅金屬絲連接，則比尼龍琴弦連接時聽到的聲音要大些，這一實驗現象表明：細銅金屬絲比尼龍琴弦更容易傳聲．
③如果在用“土電話”時，另外一個同學用手捏住琴弦上的某一部分，則聽的另一方就不能聽到了，這是由于用手捏住琴弦時，阻礙了振動在琴弦上的傳播．
④如果在用“土電話”時，琴弦沒有拉直而處于很松弛狀態，則另一方不能（選填“能”或“不能”）聽到對方的講話聲音．

Answer 1

分析 猜想琴弦發出聲音的音調高低，可能與琴弦的材料、琴弦的橫截面積、琴弦的長短有關，在探究過程中，應用控制變量法：
（1）探究琴弦發出聲音的音調高低與琴弦的橫截面積的關系時，控制琴弦的長度和材料不變；
探究琴弦發出聲音的音調高低與琴弦的長短的關系時，控制橫截面積和材料不變；
（2）探究琴弦發出聲音的音調高低與琴弦的材料的關系時，控制橫截面積和長度不變；
（3）猜想琴弦發出聲音的音調高低，可能與松緊有關，應控制琴弦的長度、橫截面積、材料都不變；
（4）①聲音可以在固體中傳播，并且不同的固體傳播聲音的速度不同；
②相同傳聲距離，聲音大說明傳聲效果好；
③聲音是由發聲體振動產生的，振動停止，聲音也就停止；
④聲在松馳的琴弦中傳播，能量損失很快，傳不了多遠．．

解答 解：（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，控制材料和長度相同，應選用表格中編號為A、B、C的琴弦進行實驗；
要研究究琴弦發出聲音的音調高低可能與琴弦的長短有關，應控制材料和橫截面積相同，故選用表格中編號為A、D、F琴弦進行實驗；
（2）當研究琴弦發出聲音的音調高低與琴弦的材料的關系時，應控制橫截面積和長度相同，故表格中GHJ數據橫截面積和長度相同，材料不同，即所缺數據應為：材料-尼龍、長度-80cm、橫截面積-1.02mm²；
（3）探究琴弦音調的高低與琴弦的松緊程度的關系時，需要使用同一種琴弦，且控制撥弦的力相同、弦的松緊程度不同，來研究音調高低和琴弦的松緊程度的關系．
（4）①聲音可以通過“土電話”的琴弦傳播，說明固體能夠傳聲；
②聲音通過細銅金屬絲傳播時比通過尼龍繩傳播時聲音大，也就是說細銅金屬絲比尼龍琴弦更容易傳聲；
③當用手捏住琴弦時，阻礙了振動在棉線上的傳播；
④琴弦松馳狀態，在傳聲過程中能量損失很大，傳距離很近，故聽不到聲音了．
故答案為：
（1）A；B；C；A；D；F；
（2）銅；80；1.02；
（3）用同一根琴弦做兩次實驗，一次較松、一次較緊，分別撥動聽聲音的音調；
（4）①固體能夠傳聲；②細銅金屬絲比尼龍琴弦更容易傳聲；③用手捏住琴弦時，阻礙了振動在琴弦上的傳播；④不能．

點評 本題是探究琴弦發出聲音的音調高低的影響因素，一個物理量受多個因素影響時，探究其中一個因素和物理量的關系時，采用控制變量法．